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煤矿安全生产基础管理知识与煤矿安全避险“六大系统”交流讲座主讲：田瑞云神东公司煤炭技术研究院党总支书记兼总工程师（教授级高级工程师、神东公司副总工程师）主要学习内容一、煤矿安全生产管理常识二、煤矿安全管理经验综述三、煤矿安全避险“六大系统”基本知识附件资料：建设煤矿安全避险“六大”系统及其“紧急避险系统”方面的政策文件中心思想1、煤层是古代植物遗体，在漫长的地壳海陆变迁运动的地质历史过程中形成的人类可以利用的不可再生稀缺资源。2、煤炭的获取主要依赖于井工煤矿的地下开采，自然形成的开采技术条件必然地带来了水、火、瓦斯、煤尘、顶板等一系列目前社会综合技术经济能力之下，人力可以大部分抗拒的和一些不可能抗拒的生产安全灾害问题。3、煤矿就是一座煤炭生产地下工厂，为了安全开采煤炭资源，势必要求煤矿必须具备比较完善的生产工艺系统与安全防护系统。“煤矿安全避险六大系统”及其“紧急避险系统”正是煤炭生产过程中特别要求的安全防护系统。4、煤炭生产行业是一个既特殊艰苦又有安全风险的鲜为人知的国家重要基础工业，是全世界公认的五大高危行业之一。5、神东煤田神东矿区到现在为止，是古今中外的煤矿自然形成的开采技术条件最优越，可谓是“中国独有、世界少有”。一、煤矿安全生产管理常识（一）煤1、煤的名称煤，炭，可燃有机岩。2、煤的生成煤是由古代植物遗体演化形成的。（二）成煤四大条件1、气候：温暖湿润多雨。2、植物：生长茂密植物。3、地理：沼泽湖泊浅海。4、运动：地壳节奏运动。（三）成煤过程（1）泥炭化阶段植物在密封状态下，厌氧细菌作用，形成黄褐色或黑褐色的无光泽且质地疏松的泥炭。（2）成煤阶段在漫长的地质历史时期，泥炭长期在压力与温度作用下，压紧、脱水、胶合、聚合、最后成煤。（3）煤种分类○1褐煤Lignite（美国2类：褐－A、B）○2烟煤Bituminous（长烟煤、不粘煤、弱粘煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤）（美国8类：烟——低挥、中挥、高挥－A、B、C，半烟——A、B、C）○3无烟煤Anthracite（美国3类：半、无、变【石墨－金刚石】）（四）我国的三个主要成煤时期1、3.6至2.5亿年，古生代石炭二叠纪时期。2、2至1.3亿年，中生代侏罗纪时期。3、0.65至0.16亿年，新生代第三纪时期。（五）煤层1、煤层结构（1）简单结构煤层：煤层中无夹矸。（2）复杂结构煤层：煤层中有夹矸。2、煤层厚度（1）薄煤层：厚度＜1.3米煤层。（2）中厚煤层：厚度1.3～3.5米煤层。（3）厚煤层：厚度3.5～6.0米煤层。（4）特厚煤层：厚度＞6.0米煤层。3、煤层倾角（1）近水平煤层：倾角＜8度煤层。（2）缓倾斜煤层：倾角8～25度煤层。（3）倾斜煤层：倾角25～45度煤层。（4）急倾斜煤层：倾角＞45度煤层。4、煤层稳定性：（1）稳定煤层：开采范围厚度大于最小可采厚度全部可采。（2）较稳定煤层：开采范围厚度只有局部小于最小可采厚度而不可采。（3）不稳定煤层：开采范围厚度变化很大，有薄有厚，甚至尖灭，经常出现不可采区域。（4）极不稳定煤层：开采范围厚度变化很大，常呈鸡窝状串珠断续分布，只有局部可采。（六）岩层（煤层）产状要素岩层（煤层）产状是指其空间位置和状态。岩层（煤层）产状通常用走向、倾向、倾角三要素来表示。如下图所示（ab－走向、走向线，cd－倾向、ce－倾斜线，α－倾角）1、走向：倾斜煤层层面与假想水平面的交线称为走向线，它是一条水平线；走向线的方向称为走向，走向代表倾斜煤层在平面上的延伸方向。2、倾向：煤层层面上与走向垂直的线称为倾斜线。倾斜线由高到低的水平投影所指方向称为倾向。3、倾角：倾斜煤层层面与水平面所夹的最大锐角。（七）地质构造沉积岩层形成初期，一般都是水平或近水平的，并在一定范围内连续分布。但是，后来受地壳运动的影响，使岩层（煤层）的形态和产状发生了变化。由于地壳运动而造成的岩层（煤层）空间形态的变化称为地质构造。地质构造的形态多种多样。概括起来可分为三种基本类型：单斜构造、褶皱构造和断裂构造。它们对煤矿安全生产影响很大。1、单斜构造：如果岩层（煤层）大致向同一方向倾斜，这样的构造称为单斜构造。单斜构造在地壳中的存在状态用产状要素来表示，包括走向、倾向和倾角。2、褶曲构造：岩层（煤层）受地壳运动水平力的挤压作用而产生弯曲，但仍保持着连续性，这种构造形态称为褶皱构造。其中每一个弯曲部分称为褶曲，它是褶皱构造的基本单位。背斜：在形态上是一个中间向上凸起的弯曲，岩层（煤层）从中心向两侧倾斜。向斜：在形态上是一个中间向下凹去的弯曲，岩层（煤层）从两侧向中心倾斜。褶皱构造对煤矿安全生产的影响：(1)褶曲常常造成煤层厚度、产状的较大变化，给生产、安全造成困难,增大开采难度；(2)褶曲核部一般裂隙发育，岩石破碎、易冒落，必须加强支护，否则，易发生冒顶，给顶板管理带来困难。(3)褶曲核部，瓦斯极易在此集聚，可能会造成瓦斯突出，容易引起瓦斯事故，给安全带来威胁。(4)易发生水灾事故。裂隙是水贮存的良好场所和涌出的良好通道。(5)褶曲构造带一般作为井田、采区（盘区）的边界，不在这一区域布置巷道。3、断裂构造：岩层（煤层）受地壳运动的作用力而发生断裂，失去了完整性和连续性，这种构造形态称为断裂结构。岩层（煤层）断裂后，如果断裂面两侧的煤岩层没有发生显著的位置错动则称为节理和裂隙；如果发生了显著的位置错动则称为断层。断层要素：用以表达断层的性质和形态（断层面、断层线、断盘、断距）正断层逆断层平推断层断裂构造对煤矿安全生产的影响：（1)岩层（煤层）受断裂构造的影响，煤层顶板的整体性受到破坏而、强度降低、易于冒落，必须采取措施，加强顶板管理。（2)当断裂面与工作面平行时，工作面易发生片帮和切顶事故；当断裂面与工作面斜交或垂交时，也易发生冒顶。（3)断裂带也是瓦斯积聚场所，当采掘工作进入该区域时，应按防治瓦斯方针及措施加强管理，严防发生瓦斯事故。（4)断裂带又是地下水的通道，当采掘工作进入该区域时，应按防治水害方针及措施加强管理，严防发生水灾事故。（5)断层破坏了煤层的连续性，使巷道布置和采煤工艺复杂化，无效进尺多，给煤矿生产安全带来不利因素。（八）矿图1、矿图基本知识（1）垂直投影地形图（2）在煤层底板等高线图上确定断层的性质当上下盘交面线之间为无煤带时，为正断层；当上下盘交面线之间有煤层重叠时，为逆断层。断层上盘断煤交面线断层下盘断煤交面线地形图煤层底板等高线图上的巷道布置图2、《煤矿安全规程》要求井工煤矿必须及时填绘反映实际情况的11种图纸（1）矿井地质和水文地质图（2）井上下对照图（3）巷道布置图（4）采掘工程平面图（5）通风系统图（6）井下运输系统图（7）安全监测装备布置图（8）排水、防尘、防水注浆、压风、充填、抽放瓦斯等管路系统图（9）井下通信系统图（10）井上下配电系统图和井下电气设备布置图（11）井下避灾路线图（12）安全避险“六大（安全监控、人员定位、通信联络、紧急避险、压风自救、供水施救）”系统图3、《煤矿安全规程》要求露天煤矿必须及时填绘反映实际情况的10种图纸（1）地形地质图（2）工程地质平面图、断面图、综合水文地质平面图（3）采剥工程平面图、断面图（4）排土工程平面图（5）运输系统图（6）输配电系统图（7）通信系统图（8）防排水系统及排水设备布置图（9）边坡监测系统平面图、断面图（10）井工老空与露天矿平面对照图（九）煤矿基本知识1、煤田与井田2、矿区与矿井3、阶段与水平4、采区与盘区5、矿井开拓（1）平峒开拓（2）斜井开拓（3）竖井开拓（4）混合开拓6、采煤方法（1）巷道布置平、斜、立构件组合成巷道系统。1）三类巷道圈定出三类煤量○1矿井水平内的开拓巷道圈定开拓煤量○2采（盘）区内的准备巷道圈定准备煤量○3回采工作面内的回采巷道圈定回采煤量2）巷道系统建立起生产系统通风、运输、供电、供水、压气、通讯、+照明、监控、定位、避险等生产与安全防护的各个系统。（2）回采工艺回采工艺过程：破、装、运、支、处。露天开采简介：露天开采技术安全要求1、对台阶的高度的要求矿岩特点作业方法高度要求松软矿岩人工开采阶段高度不得大于机械最大挖掘高度坚硬稳固爆破作业阶段高度不得大于机械最大挖掘高度1.2倍砂状矿岩人工开采阶段高度不得大于1.8m松软矿岩人工开采阶段高度不得大于3m坚硬稳固人工开采阶段高度不得大于6m2、对边坡角的要求（1）松软矿岩，坡面角不大于所采矿岩的自然安息角。（2）较稳固矿岩，坡面角不大于50度。（3）坚硬稳固矿岩，坡面角不大于80度。3、对台阶宽度的要求最小工作台阶宽度必须保证运输和安全的需要。采矿和运输设备运输线路、供电和通讯线路，必须设置在工作平台稳定的坡面范围内。爆堆边缘到准轨铁路中心的距离，应不小于2.5m；到窄轨铁路中心的距离，应不小于2m；到汽车道路边缘的距离，应不小于1m。井工开采简介：气、水、旱（炮、普、高、综、自）（1）、气采：煤层地下气化开采。（2）、水采：水力机械化开采倾斜不稳定煤层。（3）、固采（旱采）：炮采、普通机采、高挡机采、综采、自动化。①、柱式开采：例如：房式、房柱式、高落式、巷柱式、仓储式、煤柱式。柱式体系采煤法以短工作面采煤为其主要标志，大多用于开采条件不正规、回收巷道煤柱或机械化水平较低的矿井等情况。在神东公司运用高度机械化的柱式体系采煤法作为长壁开采的一种补充手段，对煤柱进行回收。典型房柱式采煤法的基本特点是采用短工作面推进，将煤柱作为暂时或永久的支撑物，采用连续采煤机、梭车(或万向接长机)、锚杆机等配套设备进行采煤。开采时的矿山压力显现较壁式体系长壁采煤法和缓。房柱式采煤法示意图1-煤房；2-煤柱；3-采柱；房式及房柱式采煤法的实质是在煤层内开掘一系列宽为5—7m左右的煤房，开煤房时用短工作面向前推进，煤房间用联络巷相连以构成生产系统，并形成近似于矩形的煤柱，煤柱宽度由数米至二十多米不等。煤柱可根据条件留下不釆，或在煤房采完后再将煤柱按要求尽可能采出，前者称为房式采煤法，后者称为房柱式采煤法。由于房式采煤法与房柱式釆煤法的巷道布置基本相似，因此在美国将这两种采煤法统称为房柱式采煤法，前者也被称为“部分回釆”方式；后者称也被称为“全部回釆”方式。柱式体系采煤法的主要特点：1）一般工作面长度不大但数目较多，采房和回收煤柱设备合一。2）矿山压力显现较弱，在生产过程中支架和处理采空区工作比较简单，有时还可以不处理采空区。3）采场内煤的运输方向是垂直于工作面的，采煤配套设备均能自行行走，灵活性强。4）工作面通风条件较壁式采煤法差，采出率也较低。②、壁式开采：推采方向——（走向长壁、倾向长壁）落煤方式——（炮采、普通机采、高档机采、综采）开采厚度——｛一次采全厚、分层开采（倾斜、水平、斜切）、放顶煤开采｝顶板管理——（全部跨落法、缓慢下沉法、刀柱法、充填法）倾斜分层——将煤层划分成若干个与煤层层面相平行的分层。工作面沿走向或倾向推进。水平分层——将煤层划分成若干个与水平面相平行的分层。工作面一般沿走向推进。斜切分层——将煤层划分成若干个与水平面成一定角度的分层。工作面沿走向推进。各分层的回采有下行式和上行式两种顺序。先采上部分层，然后依次回采下部分层的方式称为下行式；先回采最下分层，然后依次回采上部分层的方式称为上行式。回采顺序与处理采空区的方法有极为密切的关系。当采用下行式回采顺序时可采用垮落法或填充法处理采空区；当采用上行式回采顺序时则一般采用填充法处理采空区。例如：○1倾斜分层下行垮落采煤法○2倾斜分层上行充填采煤法○3水平或斜切分层下行垮落采煤法○4开滦荆各庄煤矿的横底上行采煤法1-顶板、2-底板、α-煤层倾角、β-分层与水平夹角厚煤层整层开采的采煤方法，随着生产技术的发展，在厚煤层开采中整层开采有了较大发展。由于综合机械化采煤技术装备的发展、大采高支架的应用，为5m以上的缓倾斜厚煤层与特厚煤层中采用大采高一次采全厚的单一长壁采煤法创造了条件，神东公司各煤矿为采煤业得了一定的发展。在缓倾斜5.0m以上的厚煤层条件下，特别是厚度变化较大的特厚煤层，节理裂隙发育状况下推广采用了综采放顶煤采煤法