煤礦基本知識王鳳桐20150415

煤礦基本知識

山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)店上煤業(yè)有限公司

安全監(jiān)察科科長

王鳳桐

1山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮主要內(nèi)容

第一章地質(zhì)基礎(chǔ)知識第二章煤礦生產(chǎn)概貌第三章井田開拓第四章巷道掘進(jìn)第五章采煤方法第六章礦井通風(fēng)與安全第七章礦井固定設(shè)備與供電2山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第一章地質(zhì)基礎(chǔ)知識第一節(jié)地殼一、地殼的組成物質(zhì)地球是一個(gè)巨大的橢球體，其赤道半徑為6378.2km，極半徑為6356.8km。地球的最外層是堅(jiān)固的外殼，稱為地殼，平均厚度約為20km。地殼主要由巖石組成，組成巖石的是礦物，而礦物則是由各種化學(xué)元素所組成。因此，在地殼中蘊(yùn)藏著非常豐富的礦產(chǎn)資源。3山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮（一）元素

組成地殼的元素達(dá)百余種，但占主要地位的是氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫等，而以氧(46.6%)和硅(27.7%)為最多。（二）礦物

礦物是地殼中一種或多種元素在各種地質(zhì)作用下形成的自然產(chǎn)物，具有比較固定的化學(xué)成分和一定的物理性質(zhì)與形態(tài)。

自然界中已發(fā)現(xiàn)的礦物有兩千多種，絕大多數(shù)呈固態(tài)，也有的呈液態(tài)（如水、石油和汞等）和氣態(tài)（如瓦斯）。但組成巖石的常見礦物并不多，主要的僅20余種。4山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮（三）巖石

巖石是礦物的集合體，可包含一種或多種礦物。巖石按成因分為三大類：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖地殼中的巖石絕大部分為巖漿巖，沉積巖只占地殼總重量的5%，但沉積巖卻覆蓋著地球表面積的75%，是最常見的一類巖石。由于煤層一般都埋藏于沉積巖巖層中，因此沉積巖與采煤工作的關(guān)系最為密切。此外，在沉積巖地層中還有許多重要的礦產(chǎn)資源，如石油、天然氣、沉積鐵礦、鹽礦、鋁礦、磷礦、油頁巖和石灰?guī)r等。5山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮二、地史及地層的概念

地球的形成已有四十五億年以上的歷史。為了便于研究，通常根據(jù)地殼運(yùn)動和古生物的發(fā)展，將地殼的歷史從古到今，劃分為太古代、元古代、古生代、中生代和新生代等五個(gè)大的時(shí)期。為了反映更短的時(shí)間間隔內(nèi)地殼的變化，代以下分為若干紀(jì)，紀(jì)以下又分為世。代、紀(jì)、世是國際統(tǒng)一的劃分地質(zhì)時(shí)代的單位。6山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第二節(jié)煤的形成、用途和分類

一、煤的形成

遠(yuǎn)在距今約0.03～3.2億年間，即地質(zhì)史上稱為第三紀(jì)、侏羅紀(jì)、二迭紀(jì)和石炭紀(jì)等時(shí)代，地球上許多地區(qū)布滿了湖泊、沼澤，當(dāng)時(shí)氣候溫暖潮濕，植物生長茂盛。

二、評價(jià)煤質(zhì)的主要指標(biāo)

水分；灰分；揮發(fā)分；固定碳；膠質(zhì)層厚度；發(fā)熱量；硫；磷；含矸率。

7山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮煤是古代植物遺體堆積在湖泊、海灣、淺海的地方，經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)化而成的一種具有可燃性能的沉積巖。在顯微鏡下可以發(fā)現(xiàn)煤中有植物細(xì)胞組成的孢子花粉等，在煤層中還可以發(fā)現(xiàn)植物化石，所有這些都可以證明煤是由植物遺體堆積而成的。？8山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮東北賦煤區(qū)西北、華北華北賦煤區(qū)華北、華南9山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮中國現(xiàn)有各類煤礦約2.8萬處，其中45戶重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè)有414處，其它國有重點(diǎn)煤礦322處，地方國有煤礦2176處，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和其它煤礦約2.45萬處。10山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮全省礦井個(gè)數(shù)由2008年的2598處減少到2010年的1053處，“十二五”期間將減少到1000處。11山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮2008年公布的第一批12個(gè)：1、資源型城市經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型試點(diǎn)城市5個(gè)：阜新、伊春、遼源、白山、盤錦；2、西部地區(qū)典型資源枯竭城市3個(gè)：石嘴山、白銀、個(gè)舊（縣級市）；3、中部地區(qū)典型資源枯竭城市3個(gè)：焦作、萍鄉(xiāng)、大冶（縣級市）；4、典型資源枯竭地區(qū)1個(gè)：大興安嶺。2009年公布的第二批32個(gè)。1、地級市9個(gè)：山東省棗莊市、湖北省黃石市、安徽省淮北市、安徽省銅陵市、黑龍江省七臺河市、重慶市萬盛區(qū)（當(dāng)作地級市對待）、遼寧省撫順市、陜西省銅川市、江西省景德鎮(zhèn)市。2、縣級市17個(gè)：貴州省銅仁地區(qū)萬山特區(qū)、甘肅省玉門市、湖北省潛江市、河南省靈寶市、廣西壯族自治區(qū)合山市、湖南省耒陽市、湖南省冷水江市、遼寧省北票市、吉林省舒蘭市、四川省華鎣市、吉林省九臺市、湖南省資興市、湖北省鐘祥市、山西省孝義市、黑龍江省五大連池市（森工）、內(nèi)蒙古自治區(qū)阿爾山市（森工）、吉林省敦化市（森工）。3、市轄區(qū)6個(gè)：遼寧省葫蘆島市楊家杖子開發(fā)區(qū)、河北省承德市鷹手營子礦區(qū)、遼寧省葫蘆島市南票區(qū)、云南省昆明市東川區(qū)、遼寧省遼陽市弓長嶺區(qū)、河北省張家口市下花園區(qū)。國務(wù)院公布的44個(gè)資源枯竭型城市12山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第三節(jié)煤系地層和礦井地質(zhì)構(gòu)造一、煤系地層與煤層賦存狀態(tài)

（一）煤系煤是在一定歷史時(shí)期形成的具有成因聯(lián)系的大致連續(xù)沉積的一套含煤巖系。（二）煤層

13山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮14山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮根據(jù)厚度，煤層可分為：

①薄煤層：地下開采時(shí)厚度1.3米以下的煤層；露天開采時(shí)厚度3.5米以下的煤層。

②中厚煤層：地下開采時(shí)厚度1.3~3.5米的煤層；露天開采時(shí)厚度3.5~10米的煤層。

③厚煤層：地下開采時(shí)厚度3.5米～8.0米以上的煤層；露天開采時(shí)厚度10米以上的煤層。

④特厚煤層，地下開采時(shí)厚度大于8米的煤層。15山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮16山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮煤層按傾角分類：（1）近水平層：傾角在8度以下的煤層。（2）緩傾斜層：傾角在8—25度的煤層，又稱緩傾斜煤層。（3）傾斜煤層：傾角在25—45度的煤層。（4）急斜煤層：傾角在45度以上的煤層。17山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮按煤種分類，中國煤炭中煉焦煤類占27.65%，非煉焦煤類占72.35%，前者包括氣煤（占13.75%），肥煤（占3.53%），主焦煤（占5.81%），瘦煤（占4.01%），其它為未分牌號的煤（占0.55%）；后者包括無煙煤（占10.93%），貧煤（占5.55%），弱粘煤（占1.74%），不粘煤（占13.8%），長焰煤（占12.52%），褐煤（占12.76%），天然焦（占0.19%），未分牌號的煤（占13.80%）和牌號不清的煤（占1.06%）。18山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮

二、礦井地質(zhì)構(gòu)造礦井地質(zhì)構(gòu)造是井田邊界及其范圍內(nèi)的褶皺、斷層、節(jié)理和層間滑動等地質(zhì)構(gòu)造的統(tǒng)稱。（一）褶皺構(gòu)造巖層和煤層在構(gòu)造應(yīng)力作用下形成的一系列連續(xù)的彎曲稱為褶皺構(gòu)造。每一個(gè)單獨(dú)的彎曲稱為褶曲。有2種基本形式:（1）向斜：巖層向下彎曲，核部是老巖層，兩翼是新巖層。（2）背斜：巖層向上彎曲，核部是新巖層，兩翼是老巖層。褶曲要素（基本組成部分）：核部、翼部、軸面、樞紐。19山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮背斜向斜20山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮21山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮（二）斷裂構(gòu)造巖層或煤層受力超過其強(qiáng)度極限發(fā)生變形破壞的類型，可以分為兩類：斷層（兩側(cè)巖塊有顯著位移）和節(jié)理（裂隙）。

1、斷層是影響礦井安全生產(chǎn)的最主要的地質(zhì)構(gòu)造。（1）斷層要素：斷層面、斷盤、斷層線（斷層交面線）、斷距。22山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮23山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮斷層面：斷層的斷裂滑動面稱為斷層面。要素有：走向、傾向、傾角。斷盤：位于斷層面兩側(cè)的巖塊稱為斷盤。斷層線和斷層交面線：斷層線是指斷層在地表的出露線，也就是斷層面與地面的交線，它反映了斷層的延展方向。斷層面與巖層面的交線稱為交面線（斷層面與煤層底板面的交線稱煤層交面線，或斷煤交線）。斷距：斷距指斷層兩盤相對錯(cuò)開的距離，包括：真斷距、地層斷距、鉛直斷距和水平斷距。24山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮

ab——總斷距或真斷距hi——地層斷距

dg——鉛直斷距或稱落差gn——水平斷距25山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮（2）斷層的分類根據(jù)上下兩盤巖體相對移動性質(zhì)來劃分26山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮27山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮

2、裂隙裂隙又稱為節(jié)理，指沿?cái)嗔衙鎯蓚?cè)沒有發(fā)生明顯位移的斷裂。

三、陷落柱巖溶陷落柱是煤系地層下部可溶性巖石在地下水和重力作用下所產(chǎn)生的塌陷現(xiàn)象。28山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮29山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第二章煤礦生產(chǎn)概貌第一節(jié)煤田的開發(fā)一、煤田和礦區(qū)

在地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，同一地質(zhì)時(shí)期形成并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系分布區(qū)稱為煤田。統(tǒng)一規(guī)劃和開發(fā)的煤田或其一部分則稱為礦區(qū)。二、井田劃歸一個(gè)礦井（或露天礦）開采的那一部分煤田，謂之井田（礦田）。30山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮三、礦井生產(chǎn)能力和井型礦井生產(chǎn)能力，一般是指礦井的設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，以Mt/a表示。我國把礦井劃分為大、中、小三種類型，稱井型。井工礦：大型礦井：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0Mt/a及以上；中型礦井：0.45、0.6、0.9Mt/a；小型礦井：0.3Mt/a及以下。露天礦：大型≥4Mt/a，1Mt/a<中型<4Mt/a，小型≤1Mt/a。31山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮神東煤炭集團(tuán)布爾臺煤礦位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗境內(nèi)，井田面積193平方公里，可采儲量18.5億噸，年生產(chǎn)能力2000萬噸，總投資44.84億元。礦井生產(chǎn)能力、主運(yùn)輸系統(tǒng)能力、煤炭洗選加工能力3項(xiàng)世界第一的特大型井工礦井，也是一座集生產(chǎn)、洗選、儲裝、外運(yùn)綜合布局的特大型高產(chǎn)高效現(xiàn)代化井工礦井。32山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮中國最大的露天煤礦內(nèi)蒙古哈爾烏素煤礦，可采儲量17.3億噸，煤層平均厚度21.01米，2012年生產(chǎn)原煤3150萬噸。33山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮重型卡車最大載重量360噸，電鏟的斗容60.4m3

。34山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第二節(jié)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)35山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮一、礦井采掘系統(tǒng)二、運(yùn)輸提升系統(tǒng)三、供電系統(tǒng)四、通風(fēng)系統(tǒng)五、排水系統(tǒng)六、通訊系統(tǒng)七、防滅火系統(tǒng)八、防塵系統(tǒng)九、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)十、壓風(fēng)系統(tǒng)十一、瓦斯抽放系統(tǒng)十二、地面生產(chǎn)系統(tǒng)36山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第三節(jié)煤礦安全生產(chǎn)1、煤礦安全生產(chǎn)的方針是：安全第一，預(yù)防為主，綜合治理，總體推進(jìn)。2、煤礦生產(chǎn)的五大自然災(zāi)害

水、火、瓦斯、煤塵、頂板3、下井前要準(zhǔn)備事項(xiàng):煤礦澡堂更換衣服，穿戴好防靜電的工作服、雨靴，系好皮帶。37山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮必須帶好防護(hù)用品自救器安全帽礦燈38山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮小常識：主井一般運(yùn)煤，副井一般下人、運(yùn)材料。礦井內(nèi)必須通風(fēng)。進(jìn)風(fēng)的井筒叫做進(jìn)風(fēng)井。主井、副井一般都是進(jìn)風(fēng)井。出風(fēng)的井筒叫做回風(fēng)井?；仫L(fēng)井安裝有主要通風(fēng)機(jī)（主扇）。39山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮壓縮氧自救器的使用我國生產(chǎn)的壓縮氧自救器有效工作時(shí)間有30、45、60分鐘多種。其使用方法如下：1.觀察壓力計(jì)。通過外殼上蓋窗口觀察壓力計(jì)，若指針指在上限白色刻度線內(nèi)，說明有足夠的氧氣，即可打開外殼上的扣鼻。2.拉出氧氣囊。打開上蓋，拉出氣囊、呼吸軟管及鼻夾等。3.打開開關(guān)和套背帶。左手拿住外殼下部，右手旋開氧氣瓶開關(guān)，將背帶套在頸上，并調(diào)整背帶長度，使之適于帶口具。40山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮4.咬口具。拔掉口具塞，將口具咬人口中，口具片應(yīng)放在唇與牙齒之間，牙齒咬住牙墊，閉緊嘴唇使之具有可靠的閉合。5.戴鼻夾和眼鏡。用鼻夾夾住鼻子，并用嘴呼吸。取出防煙眼鏡戴好，不得松動。6.在呼吸的同時(shí)按動手動補(bǔ)給按鈕1—2秒鐘，氣囊將要充滿氧氣時(shí)立即停止。使用過程中如發(fā)現(xiàn)氣囊空癟、供氣不足時(shí)，也可按上述方法按手動補(bǔ)給按鈕充氣。41山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮4、猴車（也稱架空乘人器）42山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮5、災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃包括以下幾方面的內(nèi)容：1、針對本礦井具體條件采取的預(yù)防事故發(fā)生的主要措施和人人必須遵守的安全規(guī)定。2、礦井一旦發(fā)生事故時(shí)，井下在災(zāi)區(qū)的人員和受災(zāi)變影響的人員應(yīng)該在自己的崗位上做些什么和怎樣行動。3、發(fā)生事故后安全撤出災(zāi)區(qū)人員的措施，其中包括立即通知災(zāi)區(qū)人員撤出的可靠方式，引導(dǎo)他們撤退的安全路線，以及災(zāi)區(qū)人員萬一不能撤出時(shí)所應(yīng)采取的臨時(shí)避難措施等。4、對災(zāi)區(qū)人員進(jìn)行救護(hù)、消除事故后果和恢復(fù)正常生產(chǎn)的措施。43山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮6、自救和互救所謂自救，就是井下發(fā)生意外災(zāi)變時(shí)，在災(zāi)區(qū)或受災(zāi)變影響的區(qū)域內(nèi)的每個(gè)工作人員進(jìn)行避災(zāi)和保護(hù)自己的方法?；ゾ仁窃谟行У剡M(jìn)行自救的前提下，如何妥善地救護(hù)災(zāi)區(qū)內(nèi)受傷人員的方法。首先要做好自救，才有可能進(jìn)行互救。安全生產(chǎn)中的“三不傷害”是指在生產(chǎn)現(xiàn)場、生產(chǎn)過程中，“不傷害自己、不傷害他人、不被他人傷害”。

44山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮7、安全現(xiàn)狀和差距“帶血的煤”成為中國煤礦洗不掉的恥辱。2005年，我國煤礦產(chǎn)量占世界的33%，但煤礦死亡人數(shù)占世界煤礦死亡人數(shù)的79%，我國煤礦百萬噸死亡率是美國的100倍，是波蘭和南非的10倍。2012年全國原煤產(chǎn)量36.5億噸，煤礦百萬噸死亡率為0.374，煤炭事故死亡人數(shù)為1300余人。2012年山西省煤炭產(chǎn)量9.13億噸，全省煤礦共發(fā)生安全事故39起，煤礦百萬噸死亡率為0.091，死亡83人。目前，發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)煤百萬噸死亡率大致在0.02-0.03，美國2011年煤礦百萬噸死亡率為0.019。45山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮2010年4月5日，美國西弗吉尼亞州阿爾法自然資源公司一煤礦發(fā)生爆炸，造成29名礦工死亡、2人受傷。公司向遇難者及傷者平均每人支付150萬美元的賠償，總計(jì)4650萬美元。同時(shí)，該公司還需要支付1.7億美元的罰款和學(xué)術(shù)基金。中國的重大煤炭事故中，每名遇難者的家屬獲得40-70萬元不等的賠償金。46山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第三章井田開拓

第一節(jié)煤田劃分為井田47山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第二節(jié)井田內(nèi)的再劃分

一、井田劃分為階段48山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮二、階段劃分為采區(qū)49山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮三、階段劃分為條帶50山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮可將井田內(nèi)的劃分順序歸納如下：51山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第三節(jié)礦井開拓方式

一、斜井開拓

二、立井開拓

三、平硐開拓

四、綜合開拓

52山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮一、斜井開拓53山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮二、立井開拓54山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮三、平硐開拓55山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮四、礦井開采巷道（一）開拓巷道1、井筒和平峒；2、井底車場；3、回風(fēng)井;4、石門；5、運(yùn)輸大巷；6、回風(fēng)大巷.（二）準(zhǔn)備巷道1、采區(qū)車場；2、采區(qū)煤倉；3、采區(qū)上山;4、采區(qū)下山；5、其他.（三）回采巷道（回采工作面）1、運(yùn)輸順槽；2、回風(fēng)順槽;3、開切眼（工作面）。56山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第四章井巷掘進(jìn)

第一節(jié)巖石的分級

為了能夠用簡明的指標(biāo)來區(qū)分各種巖石破碎的難易程度，通常按巖石的單向抗壓強(qiáng)度，把巖石分為十級，并用堅(jiān)固性系數(shù)f來表示。f值是巖石單向抗壓強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度10MPa之比。例如，測得某種巖石的單向抗壓強(qiáng)度為80MPa，則其堅(jiān)固性系數(shù)f值為8。57山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第二節(jié)巷道斷面及施工概述

一、巷道斷面形狀58山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮二、巷道施工概述巷道按在煤層或巖層中的位置，可分為以下三類：煤巷半煤巖巷巖巷巷道施工時(shí)的主要工序有：破、裝、運(yùn)、支；輔助工序有排水、挖砌水溝、通風(fēng)、鋪軌和測量等。59山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第三節(jié)鉆眼爆破

一、鉆眼機(jī)具

（一）煤電鉆60山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮（二）鑿巖機(jī)61山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮二、礦用炸藥及起爆器材

（一）礦用炸藥炸藥是一種由碳、氫、氧、氮等元素組成的固體（或膠體、液體）物質(zhì)，當(dāng)受到外界能量作用時(shí)，能夠迅速分解，產(chǎn)生大量氣體和放出大量熱量。由于高溫使氣體體積急劇膨脹，對炮眼眼壁施加巨大壓力而破碎煤、巖。礦用炸藥分類見左表。62山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮（二）起爆器材

煤礦井下常用的雷管有三種：一是瞬發(fā)電雷管，煤礦許用的瞬發(fā)電雷管適用于各級礦井及有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的采掘工作面。二是秒延期電雷管，適用于地面延期爆破和井下無瓦斯巖石工作面全斷面一次爆破。瓦斯礦井無瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤層爆破也可使用，但要距瓦斯煤、巖層10米以外，嚴(yán)禁用于有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的工作面。三是毫秒延期電雷管，它適用于露天和井下毫秒爆破作業(yè)。但在有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的工作面不準(zhǔn)使用。1-副起爆藥，2-正起爆藥，3-加強(qiáng)帽，4-鉛延期體，5-雷管殼，6-引火藥頭，7-銅管殼，8-腳線。煤礦許用毫秒延期電雷管圖63山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮三、炮眼布置

64山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第四節(jié)綜合機(jī)械化掘進(jìn)煤巷高效掘進(jìn)配套方式主要有三種：一是懸臂式掘進(jìn)機(jī)與單體錨桿鉆機(jī)配套作業(yè)線；二是連續(xù)采煤機(jī)與錨桿鉆車配套作業(yè)線；三是掘錨一體化機(jī)組。65山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮66山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮67山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮一、金屬支架第四節(jié)巷道支護(hù)68山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮二、錨桿與錨索支護(hù)69山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮錨桿支護(hù)的作用原理:1、懸吊理論：錨桿可把較松軟的巖層牢固地懸吊在堅(jiān)硬巖層上；70山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮2、組合梁理論：在薄層狀巖層中，錨桿把層狀巖層錨合成整體性的巖層組合梁，提高了巖層的抗變形能力；71山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮3、組合拱理論：在非層狀巖層中，錨桿可使圍巖形成一個(gè)拱形壓縮帶或擠壓加固帶，使圍巖由原來是支架上的“荷載”變?yōu)椤俺休d結(jié)構(gòu)”。實(shí)際上，以上各種作用往往不是單獨(dú)存在，而是綜合在一起，互為補(bǔ)充。72山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮（錨桿及其構(gòu)件）可控預(yù)應(yīng)力阻尼錨桿可控預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿73山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮可控預(yù)應(yīng)力防沖讓壓錨桿高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力螺旋注漿錨桿74山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮快裝籠形錨索籠形注漿錨索75山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮76山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮77山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮錨桿網(wǎng)錨索78山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第五節(jié)巷道掘進(jìn)的輔助工序一、通風(fēng)工作二、排水三、輔軌四、測量工作79山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)80山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第五章采煤方法主要包括：采煤系統(tǒng)和采煤工藝1、采區(qū)巷道布置（采煤系統(tǒng)）走向長壁開采傾斜長壁開采2、采煤工藝

爆破式采煤工藝普通機(jī)械化采煤工藝綜合機(jī)械化采煤工藝放頂煤開采等81山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第一節(jié)采區(qū)巷道布置一、走向長壁采煤法巷道布置二、傾斜長壁采煤法巷道布置82山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮83山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮84山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第二節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝一、工藝主要包括：1、落煤（破煤）2、裝煤3、運(yùn)煤4、移運(yùn)輸機(jī)5、支護(hù)6、采空區(qū)處理85山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮二、設(shè)備：

1、采煤機(jī)86山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮2、刮板輸送機(jī)87山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮3、單體液壓支柱88山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮4、金屬頂梁89山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮5、液壓支架（1）支撐式90山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮（2）掩護(hù)式91山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮（3）支撐掩護(hù)式液壓支架92山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮6、綜采工作面的設(shè)備布置93山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮94山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮綜采工作面三機(jī)布置立體圖

95山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮7、綜合機(jī)械化采煤的工藝過程開始采煤前，輸送機(jī)靠近煤壁，全部液壓支架處于支撐狀態(tài)。支架底座箱前緣與輸送機(jī)電纜槽槽幫之間預(yù)先留有一個(gè)截深的寬度，既便于采煤機(jī)司機(jī)操作和人員行走，又可以實(shí)現(xiàn)割煤后立即移支架。雙滾筒采煤機(jī)騎在輸送機(jī)上，由下向上采煤。一般是沿牽引方向前滾筒在上割頂煤，后滾筒在下割底煤、裝余煤，這樣可以減少片幫和使底板留下的浮煤最少，便于移輸送機(jī)。隨著采煤機(jī)向上割煤，液壓支架緊跟采煤機(jī)后逐架前移(降柱、移架、升柱)，及時(shí)支護(hù)割煤后新暴露出的頂板。最后一道工序是順序推移輸送機(jī)，移輸送機(jī)地點(diǎn)應(yīng)滯后采煤機(jī)后滾筒10～15米，以使輸送機(jī)的彎曲度不致于過大。其總的生產(chǎn)過程就是：割煤→降柱→移架→升柱→推溜。96山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮8、綜采放頂煤開采97山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮98山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮99山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮100山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第六章礦井通風(fēng)1、礦井通風(fēng)的任務(wù)是：供給井下人員以足夠的新鮮空氣；把有毒和有害氣體(總稱為礦井瓦斯)稀釋到安全濃度以下，并和懸浮的礦塵一起排出井外；使井下有適宜的氣候條件(采掘工作面的空氣溫度不超過26℃，機(jī)電硐室的空氣溫度不超過30℃)。第一節(jié)總論101山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮102山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第二節(jié)礦井瓦斯一、瓦斯的生成與涌出1、瓦斯的生成礦井瓦斯是指井下以甲烷CH4為主的有毒、有害氣體的總稱。有時(shí)單指甲烷。礦井瓦斯是各種氣體的混合物,其成分是很復(fù)雜的,它含有甲烷、二氧化碳、氮和數(shù)量不等的重?zé)N以及微量的稀有氣體等，但主要成分是甲烷。因此，習(xí)慣上所說的礦井瓦斯就是指甲烷而言。103山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮礦井瓦斯是成煤過程中的一種伴生產(chǎn)物。古代植物遺體在形成泥炭過程中，由于厭氧菌的作用，植物的纖維質(zhì)破分解、發(fā)酵，逐漸生成腐植酸和瀝青質(zhì)，同時(shí)生成瓦斯；此后，在煤的炭化變質(zhì)過程中，隨著化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)的變化，泥炭轉(zhuǎn)變成褐煤、煙煤和無煙煤，同時(shí)繼續(xù)有大量瓦斯伴隨生成。在長期的地質(zhì)年代里，由于地層變動造成的斷裂和裂隙,部分瓦斯逸散到大氣中去,另一部分則被保存在煤體和圍巖之中。104山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮2、瓦斯的存在狀態(tài)瓦斯在煤層中存在的狀態(tài)有兩種：游離狀態(tài)；吸附狀態(tài)。游離狀態(tài)也叫自由狀態(tài)，即瓦斯以自由氣體的狀態(tài)存在于煤體的裂縫和孔隙之中。游離瓦斯能自游運(yùn)動，并呈現(xiàn)出壓力來。瓦斯含量的大小，主要決定于縫隙貯存空間的體積、瓦斯壓力和溫度。105山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮吸附狀態(tài)又可分為吸著狀態(tài)和吸收狀態(tài)兩種。吸著狀態(tài)是由于煤中的碳分子對瓦斯的碳?xì)浞肿佑泻艽蟮奈?，使大量的瓦斯分子被吸著于煤的微孔表面形成一個(gè)薄層。吸收狀態(tài)是瓦斯分子在較高的壓力作用下，能滲入媒體膠粒結(jié)構(gòu)之中，與煤體緊密地結(jié)合在一起。據(jù)計(jì)算，在天然條件下，煤體中以吸附狀態(tài)約占90％，而以游離狀態(tài)貯存的僅占10％。在一定條件下，游離狀態(tài)與吸附狀態(tài)的瓦斯處于動平衡狀態(tài)，吸附狀態(tài)的瓦斯與游離狀態(tài)的瓦斯處于不斷的交換之中，當(dāng)外界條件變化時(shí)，這種平衡狀態(tài)就遭到破壞。106山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮3、礦井瓦斯等級瓦斯礦井（<=10m3/t且<=40m3/min）高瓦斯礦井（>10m3/t且>40m3/min）煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井高瓦斯礦井：回采工作面絕對瓦斯涌出量>5m3/min高瓦斯礦井：掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量>3m3/min

107山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮二、瓦斯的爆炸和頂防1、瓦斯的性質(zhì)1）瓦斯是一種無色、無味、無臭的氣體，比空氣輕，擴(kuò)散性好。2）瓦斯本身無毒。3）瓦斯難溶于水。4）瓦斯不助燃，但與空氣混合達(dá)到一定溫度后，遇到高溫火焰能夠燃燒和爆炸。2、瓦斯的危害如果瓦斯在空氣中的含量大，會降低空氣中的氧含量，人員呼吸后會因缺氧而發(fā)生窒息事故。當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到43%時(shí)，氧的濃度將降低至12%，人將感到呼吸困難；當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到57%時(shí)，氧氣含量會下降到9%，人若誤入其中，短時(shí)間就會窒息死亡。如果空氣中瓦斯含量在5—16％之間，氧含量超過12％，遇到高溫?zé)嵩磩t會發(fā)生瓦斯爆炸，在具備一定條件的區(qū)域會發(fā)生瓦斯突出事故。108山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮3、瓦斯爆炸的條件瓦斯在空氣中的爆炸界限為5％～16％。當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?％時(shí)，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?．5％時(shí)，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應(yīng))；瓦斯?jié)舛仍?6％以上時(shí)，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會燃燒。瓦斯的引火溫度為650℃～750℃。但因受瓦斯的濃度、火源的性質(zhì)及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當(dāng)瓦斯含量在7％一8％時(shí)，最易引燃；當(dāng)混合氣體的壓力增高時(shí)，引燃溫度即降低；在引火溫度相同時(shí)，火源面積越大、點(diǎn)火時(shí)間越長，越易引燃瓦斯。109山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮空氣中的氧氣濃度降低時(shí)，瓦斯爆炸界限隨之縮小，當(dāng)氧氣濃度減少到12％以下時(shí)，瓦斯混合氣體即失去爆炸性。4、預(yù)防瓦斯爆炸的措施：1）加強(qiáng)通風(fēng)。2）堅(jiān)持瓦斯檢查制度：3)對于采用一般通風(fēng)方法不能解決瓦斯超限問題的礦井，最好預(yù)先抽放瓦斯。4)井下禁止使用明火和吸煙。5)有瓦斯和有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井，應(yīng)按規(guī)定選用適當(dāng)類型的電氣設(shè)備，并在使用中使各種電氣設(shè)備經(jīng)常處于完好狀態(tài)。6）嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中關(guān)于放炮工作的各項(xiàng)規(guī)定。110山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮111山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第三節(jié)礦塵1、礦塵的危害粉塵危害極大，導(dǎo)致生產(chǎn)環(huán)境惡化，加劇機(jī)械設(shè)備磨損，縮短機(jī)械設(shè)備的使用壽。我國通常將粒徑小于5μm的粉塵稱為呼吸性粉塵。隨空氣進(jìn)入呼吸命，更危害人體的健康，引起各種職業(yè)病。人體長期吸人礦塵，輕者會引起呼吸道炎癥，重者會引起塵肺病(肺塵埃沉著病)，甚至呼吸系統(tǒng)腫瘤。112山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮微塵及超微塵，特別是粒徑為0．2～5μm的微塵稱為呼吸性粉塵，容易吸入肺內(nèi)并儲集。含有游離二氧化硅的礦塵，會破壞肺組織吞噬細(xì)胞的正常機(jī)能而殘留于肺組織內(nèi)，形成纖維性病變和矽結(jié)節(jié)，逐步發(fā)展，肺組織將部分地失去彈性而硬化，成為塵肺病。塵肺病分為三期。一期：重體力勞動時(shí)感到呼吸困難，胸痛，輕度咳嗽。二期：在中體力勞動或一般工作中感到呼吸困難，胸痛，干咳或咳嗽帶痰。三期：即使休息或靜止不動也感到呼吸困難，胸痛，咳嗽帶痰。113山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮2、煤塵的爆炸與預(yù)防必須具備四個(gè)條件（1）、煤塵具有爆炸危害性?？扇紦]發(fā)性指數(shù)＞10%基本屬于爆炸危害性煤塵。（2）有一定濃度的浮游煤塵。煤塵爆炸的下限為30～40g/m3,上限為1000～2000g/m3，爆炸威力最強(qiáng)時(shí)的濃度范圍為300～400g/m3。（3）有足夠能量的引火源。溫度為700℃～800℃時(shí)，引爆能量為4.5～40MJ,其火源主要有放炮火焰、電氣設(shè)備電火花、架空線、電纜產(chǎn)生的電弧、井下火災(zāi)、瓦斯爆炸或燃燒及機(jī)械強(qiáng)烈磨擦。(4)有一定濃度的氧.當(dāng)氧氣濃度低于17%時(shí)煤塵不再爆炸。114山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮預(yù)防煤塵爆炸的措施主要有以下三條：（1）降塵措施：在生產(chǎn)過程中減少煤塵產(chǎn)生量和避免煤塵懸浮飛揚(yáng)。它是預(yù)防煤塵爆炸的根本措施。（2）杜絕引爆火源：杜絕和控制一切能引起煤塵爆炸的高溫火源。（3）采取防爆、隔爆措施。在煤礦井下巷道中設(shè)置防爆、隔爆設(shè)施，以阻斷煤塵爆炸產(chǎn)生的沖擊波和火焰、高溫?zé)熈鞯膫鞑?，防止事故范圍的擴(kuò)大。（4）沖洗巷道，防止煤塵積聚。115山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第四節(jié)礦井通風(fēng)

一、礦井通風(fēng)構(gòu)筑物(一)風(fēng)墻

(二)風(fēng)門(三)風(fēng)橋

116山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮(四)防爆門117山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮二、通風(fēng)測量118山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮119山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮三、扇風(fēng)機(jī)及反風(fēng)120山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮反風(fēng)道反風(fēng)示意圖121山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮混合式通風(fēng)壓入式通風(fēng)抽出式通風(fēng)混合式通風(fēng)煤礦基本知識風(fēng)機(jī)局部通風(fēng)方式122山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮局部通風(fēng)機(jī)的管理“三專”指井工開采的礦井井下對局部通風(fēng)機(jī)供電采用專用變壓器、專用開關(guān)、專用電纜，以確保供電相對穩(wěn)定，保證停頭不停風(fēng)的原則。“兩閉鎖”指掘進(jìn)工作面瓦斯電閉鎖和風(fēng)電閉鎖。其中瓦斯電閉鎖是指當(dāng)掘進(jìn)工作面瓦斯?jié)舛瘸迺r(shí)，聲光報(bào)警并自動切斷工作面迎頭被控設(shè)備電源；風(fēng)電閉鎖是指當(dāng)局部主通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或風(fēng)筒風(fēng)量低于規(guī)定值時(shí)，自動切斷掘進(jìn)工作面內(nèi)（除備用風(fēng)機(jī)電源外的）所有設(shè)備電源。三專即：專用變壓器，專用電纜，專用開關(guān)。兩閉鎖即：風(fēng)電閉鎖，瓦斯電閉鎖。123山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第七章礦井固定設(shè)備及供電

一、礦井提升運(yùn)輸

二、礦井排水

三、礦井壓氣

四、礦井供電124山大科技大學(xué)泰安校區(qū)馬全禮第一節(jié)礦井提升運(yùn)輸系統(tǒng)礦井提升系統(tǒng)主要有三個(gè)基本環(huán)節(jié)組成，采區(qū)運(yùn)輸、水平運(yùn)輸以、井筒提升。一、采區(qū)運(yùn)輸工作面運(yùn)輸，目前主要采用刮板輸送機(jī)運(yùn)輸。二、水平運(yùn)輸膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸以及電機(jī)車運(yùn)輸。煤礦使用的電機(jī)車主要是架線式和蓄電池式兩種類型。三、井筒提升井筒提升分立井提升和