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煤矿安全生产技术李波河南省煤炭高级技工学校第一章煤矿开采安全管理•第一节煤矿地质•一、煤层的埋藏特征•1．煤层的形态与结构•煤是由古代植物遗体演变而成的。和其他沉•积岩一样，煤在地下通常是层状埋藏的，层位明•显的连续性，厚度也比较均匀，但由于受到沉积•条件和地壳运动的影响，也有似层状和非层状的•煤层。•煤层内还夹有数目不等的薄层岩层。如果两•层煤的间距很小，可以把它们看成一层煤，其中•的岩层就是夹石层，也叫夹矸。•2．煤层的厚度•根据煤层厚度对开采技术的影响，煤层可分为三类：•薄煤层——煤层厚度在1．3m以下；•中厚煤层——煤层厚度为1．3～3．5m；•厚煤层——煤层厚度在3．5m以上。•3．煤层的倾角缓斜煤层8°～25°倾斜煤层25°～45°急斜煤层45°～90°通常又把8°以下的煤层称为近水平煤层。•4.煤层顶、底板•在煤田形成后，覆盖在煤层上面的岩层叫做顶板，位于煤层下面的岩层叫做底板。•(1)顶板。•根据顶板岩层变形和垮落的难易程度，可将煤层顶板分为伪顶、直接顶和基本顶三种。•(2)底板。•底板指位于煤层下面一定范围•内的岩层。底板可分为直接底和•基本底两种。•倾角为50度的煤层属于（C）煤层。•A、缓倾斜B、倾斜C、急倾斜•倾角在8°以下的煤层为（B）煤层。•A、缓倾斜B、近水平C、倾斜•煤层顶板可分为伪顶、直接顶和基本顶3种类型。在采煤过程中，(B)是顶板管理的重要部位。•A.．伪顶B．直接顶C．基本顶•二、地质构造对煤矿安全生产的影响•沉积岩层一般都是水平或近于水平的，但由于地壳运动的影响，往往使变成倾斜、出现褶皱，甚至发生断裂和倒转。一般包括单斜构造、褶皱构造和断裂构造。•1．褶曲对煤矿安全生产的影响•(1)增大开采难度。•(2)给顶板管理带来困难。•(3)容易引起瓦斯事故。•(4)易发生水灾事故。•2.断层•正断层：上盘下降下盘上升•逆断层：上盘上升下盘下降•平移断层：两盘水平移动•断层对煤矿安全生产的影响•(1)断层破坏严重的地段，影响采区的划分，影响工作面和巷道的布置。•(2)断层破坏严重的地段，使工作面布置不规则，巷道掘进率明显增高，还常常会造成无效进尺，不仅造成经济损失，还会留下安全隐患。•(3)采煤工作面若出现断层，会给支护工作和顶板管理带来困难，管理不善还会造成冒顶事故。•(4)断层是地下水的贮存场所和导水的良好通道，管理不善容易引起断层透水事故。•(5)在高瓦斯含量煤层中，断层破碎带可能聚集瓦斯，当工作面通过时，容易发生瓦斯事故。•3.岩溶塌陷对安全生产的影响•所谓岩溶塌陷，就是石灰岩、白云岩等可溶性岩石在地下水的溶蚀作用下产生塌陷的现象。•(1)在陷落柱比较发育的矿区，煤系地层常遭到严重破坏，使煤炭储量减少。•(2)陷落柱破坏了煤层的连续性，给巷道布置、采煤方法的选择造成了很多困难。•(3)采煤工作面遇到陷落柱，整个生产组织将复杂化，对安全生产极为不利。•(4)在富水矿区，陷落柱穿透含水层时，可将地下水导人井巷，对矿井安全生产威胁极大。•4.岩浆侵入体对安全生产的影响•(1)吞蚀煤层，大大减少了矿井的煤炭储量，影响矿井的服务年限。•(2)使煤质变差，灰分增高，挥发分显著降低，粘接性遭到破坏，可使原来的优质工业用煤降为一般民用煤或天然焦。•(3)可造成连续完整煤层的分割与破坏，并在煤层中分布许多岩浆岩体，给煤矿生产带来困难。•上盘相对下降，下盘相对上升的断层为（A）。•A、正断层B、逆断层C、平推断层•采煤工作面强行过断层时，要加强顶板管理，不必制定专门安全技术措施。（×）第二节煤矿开采的基本安全条件与矿井开拓•一、煤矿开采的基本安全条件•(1)矿井应有及时填绘的反映实际情况的井上下对照图、采掘工程平面图、通风系统图和避灾路线图等图纸资料。采、掘工作面应有作业规程。•(2)矿井应有至少两个（煤与瓦斯突出矿井至少三个）独立的能够行人并直达地面的安全出口，出口之间距离不得小于30m。井下每一个水平、每一个采区至少有两个便于通行的安全出口，并与直达地面的安全出口相连接。•(3)矿井在用巷道净断面应能满足行人、运输、通风和设置安全生产设施的需要。矿井主要运输巷、主要风巷的净高不得低于2m，采区上、下山和平巷的净高不得低于1．8m，采煤工作面出口20m内巷道的净高不得低于1．6m。•(4)采煤工作面至少保持2个畅通的安全出口，一个通到回风巷，另一个通到进风巷。•(5)矿井每年必须经过瓦斯等级鉴定。矿井各煤层应有自燃倾向性和煤尘爆炸性的鉴定结果。•(6)矿井应当具备完整的独立通风系统。矿井、采区和采掘工作面的风量必须满足安全生产要求。•(7)高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井应有瓦斯抽采措施，并装备安全监控系统。高瓦斯掘进工作面采用“三专两闭锁”。开采煤与瓦斯突出危险煤层的，应有“四位一体”的综合防突措施。•（8)煤矿必须实行瓦斯检查制度和矿长、技术负责人瓦斯日报审查签字制度。矿井应当配备足够的专职瓦斯检查员和瓦斯检测仪器，瓦斯检测仪器应当定期进行校验。•(9)矿井有完善的防尘供水系统、防排水系统和火灾防治措施及设施。•(10)矿井应当保证双回路电源线路供电。井下电气设备必须符合防爆要求，应有接地、过流、漏电保护装置。属于煤矿安全标志管理目录内的矿用产品应有安全标志。•(11)矿井提升使用矿用提升绞车，并装设齐全的保险装置和深度指示器。立井升降人员应当使用罐笼或带乘人间的箕斗，并装设防坠装置。斜井运送人员应当使用专用人车，并装设防跑车装置。••(12)矿井应有完善可靠的通信系统，保持矿内外、井上下和重要场所、主要作业地点通信畅通。•(13)煤矿井下爆破，须按矿井瓦斯等级选用相应的煤矿许用炸药和雷管。爆破工作应当由专职爆破工担任，并严格执行装药前、爆破前、爆破后瓦斯检查制度。•(14)矿井实行入井检身制度，入井人员必须随身携带自救器。•(15)煤矿应当建立应急救援组织。不具备单独建立应急救援组织的小型煤矿，应当指定兼职的应急救援人员，并与专业应急救援组织签订救护协议。•(16)煤矿应当加强粉尘的检测和防治工作，制定职业危害防治措施，并为从业人员提供符合标准的劳动防护用品。•每个生产矿井必须至少有(B)以上能行人的安全出口通往地面。•A．1个B．2个C．3个D．4个•每个采煤工作面必须保持至少（B）个畅通无阻的安全出口。•A、1B、2C、3•采煤工作面遇有坚硬夹矸或黄铁矿结核时，应采取（A）措施处理，严禁用采煤机强行截割。•A.松动爆破B.预爆破C.特殊•二、矿井开拓方式•矿井开拓方式主要是指开拓巷道在井田内的布置形式。通常以井筒形式为主要依据，将矿井开拓方式划分为斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓。•1．斜井开拓•斜井开拓是•利用倾斜巷道由地•面进入地下到达煤•层的开拓方式。主•、副井均为斜井的•开拓方式。•(1)片盘斜井开拓。片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的形式，属于斜井多水平分段式开拓方式。它是将整个井田沿倾斜方向按一定标高划分成若干个阶段，每个阶段倾斜宽度布置一个采煤工作面。这种布置方式的每个阶段习惯上称为片盘。在井田走向的中央沿煤层由地面向下开凿斜井井筒，依次开采各个片盘。•(2)斜井分区式开拓。当斜井划分为阶段或盘区时，利用斜井集中开拓，称斜井分区式开拓(亦称集中斜井开拓)。•当井田划分为一个水平时，就叫斜井单水平分区式开拓；•当划分为多水平时，就叫斜井多水平分区式开拓。•2．立井开拓•立井开拓是利用垂直巷道(进井筒)由地面进入，并通过一系列巷道到达煤层的一种开拓方式。它也是我国煤矿广泛应用的开拓方法。•(1)立井单水平开拓。立井单水平开拓是用一个开采水平将井田沿倾斜划分为两个阶段，上山阶段的煤向下运输，下山阶段的煤向上运输。经阶段运输平巷运往井底车场，通过主井提升到地面。•(2)立井多水平开拓。立井多水平开拓是用两个或两个以上的水平开拓整个井田。•①立井多水平上山开拓。•②立井多水平上下山开拓。•③立井多水平混合开拓。•立井开拓的优点：开采水平深度变大时，立井开拓具有井筒短，提升速度快，提升能力大的优点；由于井筒短，还可以缩短各种管线的长度；立井井筒还具有通风阻力小，容易维护的优点。所以，一般来说，立井开拓的矿井的生产经营费用比斜井要低。•立井开拓的缺点：与斜井开拓相比，立井井筒掘进及延深需要较高的技术，井筒开凿需要的设备多，掘进速度慢，井筒装备复杂，基本建设投资大。•3．平硐开拓•平硐开拓是利用水平巷道从地面进入地下，并通过一系列巷道通达矿体的开拓方式。•平硐开拓的优点：投资少，占用设备少，施工技术简单，出煤快，矿井开拓、运输、排水等系统简单，省去了提升、排水等环节及其设备和动力。•平硐开拓的缺点：平硐开拓受地形条件限制，只适于山岭起伏地区，因为处于山区，难找到足够的工业广场场地，易受洪水、滑坡、雪崩等自然灾害的威胁。•4．综合开拓•综合开拓是指借助于两种或两种以上井硐形式进行开拓。•三、矿井巷道•按空间位置和形状可分为：•1.垂直巷道－立井、暗立井、溜井•2．倾斜巷道－斜井、暗斜井、上山、下山•3．水平巷道－平硐、石门、煤门、平巷•按巷道用途和服务范围分为：–开拓巷道为全矿井、一个开采水平或阶段服务的巷道，如井筒、井底车场、阶段（或水平）运输大巷和回风大巷等。–准备巷道为整个采区服务的巷道，如采区上（下）山、采区上下车场、采区石门等。–回采巷道为工作面采煤直接服务的巷道，如区段上、下平巷和开切眼等。•石门属于（B）巷道。•A.倾斜B.水平C.垂直•平巷是指在井下煤（岩）层中开掘的坡度小于（B）的巷道。•A、3°B、5°C、8°•采区煤仓属于（B）巷道。•A、开拓B、准备C、回采•采区上下山属于（B）巷道。•A、开拓B、准备C、回采•四、巷道掘进安全管理•(一)掘进作业安全管理•在岩(煤)体中，采用一定的手段把岩石(煤)破碎下来，形成地下空间，接着对这个空间进行支护的工作，叫巷道掘进。掘进主要工序有：破岩、装岩、运输、支护；辅助工序有：排水、掘砌水沟、通风、铺轨和测量等。•1．破岩技术•(1)钻眼爆破破岩法(简称钻爆法)。•(2)掘进机破岩法。•2．掘进施工•(1)平巷施工。•①水平岩石巷道施工安全注意事项：•a.正确地选择作业方式•b.严格执行正规循环作业图表和钻眼爆破说明书的规定。•c．加强顶板管理工作。•d．平行作业时，砌碹地点扩帮挑顶或巷道复喷时，掘进人员应撤到安全地点；工作面爆破时，所有人员必须一同撤到安全地点。•e．平行作业时，永久支护处的工作台必须搭设牢固，并且不准影响运输设备的通过。人员和车辆通过工作台时要有专设的联络信号。•②水平煤巷施工安全注意事项：•a．煤巷掘进一般不破顶板，沿中心线掘进，不设腰线，施工中应根据不同的破岩方法，做好顶板管理工作。•b．在煤层中爆破时，应采用毫秒雷管实现全断面一次爆破，其最后一段延期时间不得超过130ms。•c．在巷道顶板破碎、煤质松软、层理节理发育或瓦斯浓度降不到允许爆破的情况下，应采用风镐破煤。•d．使用掘进机掘进煤巷时，应严格控制空顶距，严禁空顶作业。•③半煤岩水平巷道施工安全注意事项：•a．巷道凿岩位置的选择。在掘进半煤岩巷道时，必须认真选择在巷道断面内的凿岩位置，即挑顶、卧底或挑顶兼卧底。•b．煤岩的开凿顺序。在半煤岩巷道掘进中，煤、岩的开掘顺序对掘进速度和效率有很大影响。通常情况下应实行全断面一次开掘，并尽可能实行煤、岩分次爆破和装运。当岩石坚硬、煤层较厚时，根据挑顶或卧底的安排，可分别采用倒台阶工作面或正台阶工作面的掘进法，使煤层超前于岩层开掘。．•c．排水。巷道一侧要设置排水沟，以便排出井下涌水，保证生产安全，并且创造较好的行人、运输等工作条件。•(2)斜巷施工。•①上山掘进安全注意事项：•a．掘进上山时应特别注意通风工作。•b．注意将溜煤(矸)道与人行道隔开，防止煤(矸)滑落伤人。•②下山(斜井)掘进安全注意事项：•a．为了避免发生断绳和脱钩事故，应在巷道上部和巷道内设置防止跑车的防护装置。•b．在下山巷道中，每隔一定距离(如10～15m)开掘一条横水沟等措施，拦截上部平巷和煤岩涌水。•(3)交叉点施工。•交叉