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第五章倾斜煤层走向长壁采煤法采区巷道布置第一节概述内容:一采煤方法二准备方式第二节单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法的采区巷道布置本节讲述以下两个内容:●单一走向长壁采煤法采区巷道布置及生产系统●采煤系统分析(分述如下)一单一走向长壁采煤法的采区巷道布置及生产系统二采煤系统分析1、区段参数:区段斜长=工作面长﹢区段煤柱﹢上下顺槽宽度区段走向长度=采区走向长度(下面分别加以讲解)△工作面长度:炮采面:80~150米;普采面:120~200米;综采面:≮150米;高产高效综采面:200~250米(神东已达360~380米)△区段煤柱宽度:一般为:8~15米△区段平巷宽度:2.5~4.5米ELMB—75A型凿岩机外形△区段走向长度(一翼):炮采:一般≮400米普采:≮500米综采:≮1000米(高产高效综采面可达:2000~3000米以上)2、区段平巷的坡度及方向:坡度5‰~10‰3、区段平巷的布置方式:单巷布置双巷布置(分述如下)4、采煤工作面的布置方式:单工作面布置双工作面布置(板图演讲)5、工作面回采顺序:(版图分述)后退式前进式往复式旋转式6、区段无煤柱护巷时的回采巷道布置:沿空留巷沿空掘巷(沿空送道)(版图分述)矿井通风管理•采区通风系统采区通风系统是采区生产系统的重要组成部分,主要取决于采区巷道的布置和采煤方法。采区通风系统包括采区的进风上山、回风上山和工作面的进风巷、回风巷的布置形式,工作面的通风方式,以及采区内通风设施等内容。每一个采区都是矿井通风系统中一个独立的通风区域,他们各自与主要进风巷和回风巷相连,采区通风质量的好坏,直接影响矿井安全生产。矿井通风管理•采煤工作面通风采煤工作面通风.doc•局部通风巷道掘进时,必须对工作面进行通风。目的是供给施工人员足够的新鲜空气,排除工作地点炮烟和围岩中放出的有毒有害气体;降低工作面温度和煤、岩尘浓度,改善劳动条件。掘进通风方式有压入式、抽出式和混合式三种。矿井瓦斯防治(案例转另一课件节目录)•瓦斯的概念:瓦斯从广义上讲,矿井瓦斯是指煤矿建设和生产过程中,从煤、岩体中涌出的以甲烷为主的各种有害气体的总称。其主要成分为:甲烷(CH4)(又称沼气)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)、氢气(H2)及其它碳氢化合物;从狭义上讲,矿井瓦斯是指甲烷,因为甲烷在各种有害气体中所占比重最大,可达80~90%以上。所以,我们一般情况下讲的瓦斯就是指甲烷。矿井瓦斯防治•瓦斯的性质:瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体,微溶于水,比空气轻,对空气的相对密度为0.554,易积聚在巷道上部,易扩散、渗透性强,容易从邻近层穿过岩层由采空区放出。瓦斯本身无毒,但不能供人呼吸,当矿内空气中瓦斯浓度超过50%,能使人因缺氧而窒息死亡。瓦斯不助燃,但和空气混合达到一定程度时,遇火能燃烧和爆炸。矿井瓦斯防治•瓦斯在煤层中的赋存状态:煤是一种复杂的孔隙性介质,有着十分发达的、各种不同直径的微孔隙和裂隙。瓦斯在煤层中的赋存状态一是游离状态,瓦斯是以自由气体的状态存在煤体或围岩的孔隙和裂隙之中,其分子能自由运动,并呈现一定的压力;二是吸附状态,瓦斯按其与煤岩体的结合形式不同,分为吸着和吸收两种。矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治•矿井瓦斯的危害(1)瓦斯窒息(2)瓦斯的燃烧和爆炸转另一课件瓦斯爆炸的危害矿井瓦斯防治•瓦斯的涌出:1.涌出形式瓦斯从煤岩层中涌出的形式有两种:普通涌出和特殊涌出普通涌出是指瓦斯通过煤岩体产生的裂缝和孔隙均匀、缓慢地涌出。它持续时间长、涌出范围广,是矿井瓦斯的主要放散形式。特殊涌出是指大量瓦斯突然、集中于局部并伴有动力效应的涌出现象。包括瓦斯喷出和煤(岩)与瓦斯突出两种形式,喷出是指高压瓦斯气体从煤岩层裂隙中大量喷出;若在喷出时挟带大量的煤粉,又称为煤与瓦斯突出。矿井瓦斯防治2.瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量,是指在开采过程中,从煤岩层中涌出的瓦斯数量。矿井瓦斯涌出量的表示方法有两种。绝对瓦斯涌出量:矿井在一定时间内所涌出的瓦斯量,m3/min;相对瓦斯涌出量:是指矿井在正常生产时,平均日产一吨煤的瓦斯涌出量,m3/t;矿井瓦斯防治•矿井瓦斯等级《规程》规定:在一个矿井中,只要有一个煤(岩)层发现瓦斯,该矿井即定为瓦斯矿井,瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。矿井瓦斯等级,根据矿井相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为:低瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井的绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。高瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t且矿井的绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井:矿井在采掘过程中,只要发生过1次煤(岩)与瓦斯突出,该矿井即为突出矿井。矿井瓦斯防治•瓦斯涌出的影响因素(1)煤层和围岩的瓦斯含量(2)开采深度(3)开采顺序与开采方法(4)地面气压的变化矿井瓦斯防治•瓦斯治理的十二字方针先抽后采瓦斯防治的基础,是从源头上治理瓦斯灾害的治本之策和关键之举。煤炭工业发展“十一五”规划规定,现有矿井逐步实现应抽尽抽,新建矿井基本实现先采气、后采煤,瓦斯抽采率达40%以上。煤层气(煤矿瓦斯)产量100亿立方米。其中,地面煤层气产量50亿立方米,全部利用;井下瓦斯产量50亿立方米,利用30亿立方米。新增煤层气探明地质储量3000亿立方米。以风定产防治瓦斯的基本生产管理措施,也是防止瓦斯积聚的先决条件监测监控是防治瓦斯事故的重要防线和保障措施矿井瓦斯防治•瓦斯爆炸的条件转另一课件矿井瓦斯防治•影响瓦斯爆炸的因素转另一课件矿井瓦斯防治•瓦斯爆炸事故的防治先转至另一课件,讲完后看下面内容(一)防止瓦斯积聚的措施1、加强通风管理加强掘进工作面的通风管理加强采煤工作面的通风管理2、加强瓦斯检查与监测3、及时处理局部瓦斯的积聚例如:采煤工作面丄隅角、巷道冒落空洞内、巷道顶部层状赋存的瓦斯矿井瓦斯防治(二)防止引爆瓦斯的措施1、防止明火2、防止出现爆破火焰3、防止出现电火花4、其他引火源的治理矿井瓦斯防治(三)防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施1、建立完善合理的矿井通风系统2、建立抗灾能力强的矿井通风系统3、编制灾害预防与处理计划4、安设安全装置例如安设防爆门、反风装置、隔爆设施、佩戴自救器矿井粉尘防治•矿尘的产生:由于煤层本身受到矿山压力的影响以及地质构造作用,在煤层及围岩的裂隙中产生并存在一定量的原生矿尘。在煤矿开采过程中的各个生产环节,如采掘、运输,由于对煤岩体进行切割、破碎、装卸而产生的次生矿尘,是矿尘的主要来源。(1)采煤工作面产尘(2)掘进工作面的产尘(3)其他地点的产尘矿井粉尘防治•矿尘的危害(1)污染作业环境,降低了生产场所的能见度,而且严重影响劳动效率和操作安全,使工伤事故增多。(2)对矿工的身体健康造成危害(3)爆炸性煤尘发生煤尘爆炸(4)矿尘还会加速机械、电器设备的损坏,缩短精密仪器、仪表的使用寿命。转另一课件我国尘肺病状况矿井粉尘防治•煤尘爆炸的机理转煤尘爆炸事故防治——煤尘爆炸的条件与危害•煤尘爆炸的条件转煤尘爆炸事故防治——煤尘爆炸的条件与危害•煤尘爆炸的危害转煤尘爆炸事故防治——煤尘爆炸的条件与危害•影响煤尘爆炸的因素转煤尘爆炸的防治——煤尘爆炸的条件与危害•预防煤尘爆炸的措施转•隔爆措施转矿井火灾防治•矿井火灾的概念凡发生在矿井井下或地面,威胁到井下安全生产,造成损失的非控制燃烧均称为矿井火灾。如地面井口房、通风机房或井下输送机着火、煤炭自燃等矿井火灾防治•矿井火灾的分类(1)根据引火火源:外因火灾、内因火灾(2)根据可燃物:机电设备火灾、火药燃烧火灾、油料火灾、坑木火灾、瓦斯燃烧火灾、煤炭自燃火灾等。(3)根据发火地点:井筒火灾、巷道火灾、采面火灾、采空区火灾、硐室火灾等。(4)根据燃烧形式:明火灾、阴火灾等。矿井火灾防治•矿井火灾的特点(1)外因火灾的特点:发生突然,来势凶猛,燃烧往往在表面进行,易于扑灭,所占比例小。(2)内因火灾的特点:火源隐蔽,难以扑灭,造成煤炭资源损失巨大。可根据预兆早期发现,所占比例大。矿井火灾防治•矿井火灾的危害转矿井火灾概述中的矿井火灾的危害矿井火灾防治•矿井火灾预测预报P156(1)利用人体感觉器官早期识别矿井火灾视力感觉法气味感觉法温度感觉法疲劳感觉法矿井火灾防治(2)气体成分分析法煤炭在氧化过程中能使附近地区空气中氧气浓度降低、二氧化碳含量增加,并先后出现一氧化碳和其他碳氢化合物。目前绝大多数煤矿使用一氧化碳气体作为早期识别煤炭自燃的指标气体。现在大多数煤矿采用监测监控系统连续监测井下空气成分变化。(3)测量井下发热体温度预测自燃发火矿井火灾防治•煤炭自燃的初期征兆先转煤炭自燃的发展过程第二个案例再讲(1)附近的氧气浓度降低(2)煤层、附近的空气、水的温度都比正常情况下高。(3)附近巷道中湿度增大,巷道壁面和支架表面出现水珠,俗称“煤壁出汗”。(4)出现有毒有害气体(5)出现煤油、汽油、松节油和焦油味矿井火灾防治•矿井火灾发火原因1、外因火灾发火原因外来热源引起的2、煤炭自燃发火的原因(1)煤氧复合作用学说(2)煤的自燃倾向性《规程》将煤的自燃倾向性分为三类:容易自燃、自燃、不易自燃。矿井火灾防治3、煤炭自燃的条件(1)煤炭具有自燃的倾向性,并呈破碎状态堆积存在炭。(2)连续的通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展。(3)煤氧化生成的热量能大量蓄积,难以及时散失。(4)以上三个条件同时存在且时间大于煤炭的自然发火期。矿井火灾防治4、煤炭氧化自燃过程转煤炭自燃的发火过程,不放案例影响煤炭自燃的影响因素1、煤层赋存情况及地质因素2、开拓、开采条件3、通风条件4、采空区管理矿井火灾防治•煤炭自燃的发火地点断层附近高冒区采煤工作面进风巷、回风巷和停采线附近密闭墙内溜煤眼及联络巷矿井火灾防治•煤炭自燃的预防预防煤炭自燃的技术手段和措施:防止煤炭自燃的开拓、开采技术预防性灌浆阻化剂防火凝胶防火惰性气体防灭火均压防灭火技术火区封闭矿井火灾防治(1)防止煤炭自燃的开采技术合理地进行开拓布置,尽可能采用岩石巷道,采用合理的采煤方法,尽量采用长壁式采煤法,推广综合机械化采煤,同时采用全部垮落法管理顶板。选择合理的开采顺序,即下行式开采顺序。推广无煤柱开采技术。矿井火灾防治(2)预防性灌浆就是将水和不燃固体材料按一定的比例混合,配制成适当的浆液,然后利用灌浆管道系统将其送往采空区等可能发生煤炭自燃的地点。浆液的原料:黄泥、页岩浆液、矸石浆液、粉煤灰浆液等。灌浆的作用:浆液中的沉淀物将碎煤包裹起来,隔绝其与空气的接触。沉淀物充填于浮煤和冒落的岩石缝隙之间,堵塞漏风通道,减少漏风。灌浆可以加速形成再生顶板,有利下部分层的开采。浆液对已经自热的煤炭有冷却散热作用。转煤炭自燃的预防案例矿井火灾防治(3)阻化剂煤矿中常用的阻化剂多为吸水性很强无机盐类化合物,如MgCl2等。作用:在煤的表面形成含水液膜,阻止煤氧接触,起到隔氧阻化作用;使煤体长期处于含水潮湿状态,水分蒸发时的吸热降温作用使煤体在低温氧化过程中的温度不能升高,抑制了煤自热和自燃的发展。阻化剂的防火工艺:喷洒阻化剂、压注阻化剂、雾化阻化剂矿井火灾防治(4)凝胶将基料(水玻璃)和促凝剂按一定比例与水混合,其粘度近似于水,流动性较好,可渗透到煤和岩石的裂隙中,成胶后则固结在煤体中。该胶具有固水性、吸热降温性、密封堵漏性、阻化性,以及成胶时间可调等主要特性。矿井火灾防治(5)惰性气体灭火就是将不助燃也不能燃烧的惰性气体注入已密闭的或有自燃危险地区域,降低其氧气的浓度,从而使火区逐渐熄灭,或者使采空区中因氧不足而使遗煤不能氧化而自燃。常用的惰性气体就是氮气。矿井火灾防治(6)均压灭火通过均衡漏风通道进出口两端的风压,以杜绝或减少风量的措施,既能防火,又能灭火。开区均压:在生产工作面建立均压系统,以减少向采空区的漏风。闭区均压:在有可能发生自燃或已自燃的区域采取均压措施。矿井火灾防治•矿井灭火的方法转矿井灭火矿井火灾防治•火区的管理与启封P164矿井水害防治•矿井水害:影响矿井正常生产活动、对矿井安全生产构成威
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