1、煤矿生产技术煤矿生产技术n煤矿地质基本知识煤矿地质基本知识n井田（矿井）开拓井田（矿井）开拓n采掘技术采掘技术煤矿地质基本知识煤矿地质基本知识n地球的结构地球的结构n地壳的组成及岩石地壳的组成及岩石n地质作用地质作用n煤层赋存条件煤层赋存条件n地质构造地质构造n地球的结构地球的结构 地球的内部结构为一同心状圈层构造，由地地球的内部结构为一同心状圈层构造，由地心至地表依次为地核、地幔和地壳。如果把地心至地表依次为地核、地幔和地壳。如果把地球内部结构做个形象的比喻，它就像一个鸡蛋，球内部结构做个形象的比喻，它就像一个鸡蛋，地核就相当于蛋黄，地幔就相当于蛋白，地壳地核就相当于蛋黄，地幔就相当于蛋白，
2、地壳就相当于蛋壳。就相当于蛋壳。地壳的厚度是不均匀的，平均厚度约地壳的厚度是不均匀的，平均厚度约1717千米。千米。上层为花岗岩层，下层为玄武岩层。地球内部上层为花岗岩层，下层为玄武岩层。地球内部的温度和压力随深度加深而增加。的温度和压力随深度加深而增加。地核又分为内核和外核。内核的顶界面距地地核又分为内核和外核。内核的顶界面距地表约表约51005100公里，约占地核直径的公里，约占地核直径的1/31/3，可能是，可能是固态的。外核的顶界面距地表固态的。外核的顶界面距地表29002900公里，可能公里，可能是液态的。是液态的。地幔是介于地表和地核之间的中间层，厚度地幔是介于地表和地核之间的中间
3、层，厚度将近将近29002900千米，主要由致密的造岩物质构成，千米，主要由致密的造岩物质构成，这是地球内部体积最大、质量最大的一层。这是地球内部体积最大、质量最大的一层。地球还包括大气圈、水圈和生物圈。这些个地球还包括大气圈、水圈和生物圈。这些个圈层之间没有明显的界限，它们彼此渗透，相圈层之间没有明显的界限，它们彼此渗透，相互影响。在太阳和人类生活的参与下，使整个互影响。在太阳和人类生活的参与下，使整个地球生机盎然。地球生机盎然。n地壳的组成及岩石地壳的组成及岩石 地壳主要由岩石组成，岩石是由一些矿物颗地壳主要由岩石组成，岩石是由一些矿物颗粒组成。矿物是一种或多种元素在地质作用下粒组成。矿物
4、是一种或多种元素在地质作用下自然形成的产物，每一种矿物均有一定的化学自然形成的产物，每一种矿物均有一定的化学成分和物理性质。岩石中矿物颗粒的化学成分成分和物理性质。岩石中矿物颗粒的化学成分和物理性质是不均匀的，同一种岩石的化学成和物理性质是不均匀的，同一种岩石的化学成分和物理性质也有很大的差别。分和物理性质也有很大的差别。普通机械化采煤内核的顶界面距地表约5100公里，约占地核直径的1/3，可能是固态的。（一）矿井空气的主要成分煤矿安全规程（第122条）规定：生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10min内改变巷道中的风流方向；采煤工作面顶板事故的类型（二）矿井发生突水的原因矿井及井下各
5、工作地点、采掘工作面的风量必须满足安全生产要求。一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。逆断层煤层的结构是指煤层中含岩石夹层的情况。（二）瓦斯爆炸的基本条件急倾斜煤层：倾角在45以上 倾角在45以上矿井突水预兆及发生原因在井田范围内，由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开拓工程，称为井田开拓或矿井开拓。地壳的厚度是不均匀的，平均厚度约17千米。5、采空区处理：在全部垮落法控制顶板的工作面，采空区处理采用回柱放顶（或移架）；（三）防止瓦斯爆炸的措施采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷允许最高风速为4m/s，允许最低风速为0.在井田范围内，由地表进入煤层为开采水平服务所
6、进行的井巷布置和开拓工程，称为井田开拓或矿井开拓。自然界的岩石按其生成的原因不同，可分为自然界的岩石按其生成的原因不同，可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩岩浆岩（火成岩）、沉积岩和和变质岩变质岩三大类。三大类。岩浆岩又称火成岩，是由岩浆冷凝而成。如岩浆岩又称火成岩，是由岩浆冷凝而成。如花岗岩、玄武岩。花岗岩、玄武岩。沉积岩，如砂岩、页岩、石灰岩和煤炭。沉积岩，如砂岩、页岩、石灰岩和煤炭。变质岩，如石灰岩变质成大理岩。变质岩，如石灰岩变质成大理岩。n地质作用地质作用 组成地壳的物质，处于不断地运动和变化中。组成地壳的物质，处于不断地运动和变化中。促使地壳发生运动和变化的自然作用，称为地促使地壳发生运
7、动和变化的自然作用，称为地质作用。质作用。根据引起地质作用的动力来源的不同，可将根据引起地质作用的动力来源的不同，可将地质作用分为：地质作用分为：外力地质作用、内力地质作用外力地质作用、内力地质作用 （1 1）外力地质作用：由地球以外的太阳辐）外力地质作用：由地球以外的太阳辐射能、日月引力等所引起的地质作用。风化和射能、日月引力等所引起的地质作用。风化和剥蚀、搬运和沉积、固结成岩。剥蚀、搬运和沉积、固结成岩。（2 2）内力地质作用：由地球内部能量引起）内力地质作用：由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地表形状发生变的地壳物质成分、内部构造、地表形状发生变化的地质作用。岩浆活动、变质作用
8、、地壳运化的地质作用。岩浆活动、变质作用、地壳运动和地震作用等。动和地震作用等。混合气体的初始温度矿井瓦斯的性质、赋存状态及其危害（二）瓦斯爆炸的基本条件选择正确的开拓开采方法；目前，我国按设计生产能力将煤矿矿井分为 大、中、小三种类型，每种类型又分若干个等级。根据进风井筒和回风井筒在井田内的相互位置关系，矿井通风方式可分为：（二）矿井内因火灾发生时的应急原则连续适当地供给空气（氧气）；按井筒形式的不同，分为：煤尘的成分普通机械化采煤在全部充填法控制顶板的工作面，采空区处理采用回柱充填。井下要有完善的防尘管路系统，保证完好，严禁破坏；因检修、停电或其他原因停止主要通风机运转时，必须制定停风措施
9、。地核又分为内核和外核。引爆热源及爆炸环境煤矿安全规程（第18条）规定：每个生产矿井必须至少有2个能行人的通达地面的安全出口，各个出口间的距离不得小于30m。（一）瓦斯的性质（二）矿尘的危害矿井空气与矿井通风一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。（3）创造适宜的井下气候条件，提供良好的生产环境，以保障职工的身体健康和生命安全以及机械设备安全运转，进而提高劳动生产率（创造良好的气候条件）；n煤层赋存条件煤层赋存条件 （一）煤层埋藏深度，最大埋藏深度可达（一）煤层埋藏深度，最大埋藏深度可达2km2km。（二）煤层层数（二）煤层层数 （三）煤层的形态与结构（三）煤层的形态与结构
10、 煤层的形态是指煤层赋存的空间几何形煤层的形态是指煤层赋存的空间几何形态。包括层状、似层状、非层状（不规则状）。态。包括层状、似层状、非层状（不规则状）。煤层的结构是指煤层中含岩石夹层的情煤层的结构是指煤层中含岩石夹层的情况。包括简单结构和复杂结构。况。包括简单结构和复杂结构。（四）煤层厚度（四）煤层厚度 1 1、井工、井工 薄煤层：小于薄煤层：小于1.3m1.3m；中厚煤层：；中厚煤层：1.3m1.3m3.5m3.5m；厚煤层：大于；厚煤层：大于3.5m3.5m。2 2、露天、露天 薄煤层：小于薄煤层：小于3.5m3.5m；中厚煤层：；中厚煤层：3.5m3.5m10m10m；厚煤层：大于；厚
11、煤层：大于10m10m。（五）煤（岩）层产状（五）煤（岩）层产状 煤（岩）层在空间的产出状态，称为煤煤（岩）层在空间的产出状态，称为煤（岩）层产状。（岩）层产状。煤层的产状要素：煤层面的走向、倾向、煤层的产状要素：煤层面的走向、倾向、倾角。倾角。根据煤层倾角对开采技术的影响：根据煤层倾角对开采技术的影响：井工井工 露天露天 缓倾斜煤层：缓倾斜煤层：倾角在倾角在2525以下以下 倾角在倾角在1010以下以下 近水平煤层：近水平煤层：倾角倾角8 8以下以下 倾角倾角5 5以下以下 倾斜煤层：倾斜煤层：倾角在倾角在25254545 倾角在倾角在10104545 急倾斜煤层：急倾斜煤层：倾角在倾角在4
12、545以上以上 倾角在倾角在4545以上以上（六）煤层的顶底板岩石（六）煤层的顶底板岩石 煤多以层状的形态赋存于地下，并与上、下煤多以层状的形态赋存于地下，并与上、下岩层有明显的分界面。位于上、下两个界面之岩层有明显的分界面。位于上、下两个界面之间的煤及其间所夹的矸石层称为煤层；赋存在间的煤及其间所夹的矸石层称为煤层；赋存在煤层之上的邻近岩层称为煤层的顶板：赋存在煤层之上的邻近岩层称为煤层的顶板：赋存在煤层之下的邻近岩层称为煤层的底板。煤层之下的邻近岩层称为煤层的底板。1 1、顶板：伪顶、顶板：伪顶、直接顶直接顶、基本顶（老顶）；、基本顶（老顶）；2 2、底板：直接底和老底。、底板：直接底和老
13、底。n地质构造地质构造 （一）单斜构造（一）单斜构造 在一定范围内，一系列岩层大致向同一方在一定范围内，一系列岩层大致向同一方向倾斜。且倾斜角度变化不大。其仅局限于一向倾斜。且倾斜角度变化不大。其仅局限于一定范围，在更大的区域内，往往是其他构造形定范围，在更大的区域内，往往是其他构造形态的一部分，如褶曲的一翼或断层的一盘。态的一部分，如褶曲的一翼或断层的一盘。（二）褶皱构造（二）褶皱构造 在地壳运动的强大挤压作用下，岩层会发生在地壳运动的强大挤压作用下，岩层会发生塑性变形，产生一系列的波状弯曲，叫做褶皱。塑性变形，产生一系列的波状弯曲，叫做褶皱。基本单位为褶曲（背斜和向斜）。基本单位为褶曲（背
14、斜和向斜）。（三）断裂构造（三）断裂构造 根据岩层断裂面两侧部分有无明显的相对位移，根据岩层断裂面两侧部分有无明显的相对位移，分为节理（又称裂隙，是指断裂面两侧没有发生分为节理（又称裂隙，是指断裂面两侧没有发生明显相对位移）和断层（发生明显相对位移）。明显相对位移）和断层（发生明显相对位移）。正断层正断层 逆断层逆断层 平移断层平移断层（四）冲蚀、岩溶塌陷和岩浆侵入（四）冲蚀、岩溶塌陷和岩浆侵入 冲蚀：由于古河流在泥炭层或含煤地层中冲蚀：由于古河流在泥炭层或含煤地层中流过而形成的煤层厚度发生变化或形成了无煤流过而形成的煤层厚度发生变化或形成了无煤带，又称煤层冲刷。根据古河流发育时期的早带，又称
15、煤层冲刷。根据古河流发育时期的早晚，冲蚀作用可分为同生冲蚀和后生冲蚀。晚，冲蚀作用可分为同生冲蚀和后生冲蚀。岩溶塌陷：当煤层下部分布有可溶性的石岩溶塌陷：当煤层下部分布有可溶性的石灰岩、白云岩，且有发育的岩溶时，岩溶可能灰岩、白云岩，且有发育的岩溶时，岩溶可能发生坍塌而引起上覆煤层和岩层垮落，从而破发生坍塌而引起上覆煤层和岩层垮落，从而破坏了煤层的完整性，通常称为陷落柱。坏了煤层的完整性，通常称为陷落柱。岩浆侵入：由于地质作用，使岩浆侵入煤层，岩浆侵入：由于地质作用，使岩浆侵入煤层，使煤层全部或部分遭到破坏。使煤层全部或部分遭到破坏。瓦斯比空气轻，极易在巷道的顶部、上山掘进的迎头及顶板冒落的空
16、洞中积聚抽出式通风（负压通风，使用广泛）矿井突水的应急处理原则、安全注意事项及避灾自救措施矿物是一种或多种元素在地质作用下自然形成的产物，每一种矿物均有一定的化学成分和物理性质。（二）矿井涌水的危害（三）瓦斯的危害煤层的形态是指煤层赋存的空间几何形态。地核又分为内核和外核。在全部充填法控制顶板的工作面，采空区处理采用回柱充填。（一）防尘措施（一）矿井空气的主要成分恢复通风前，必须检查瓦斯。采掘工作面风量不足时，严禁装药、爆破。爆破采煤（3）创造适宜的井下气候条件，提供良好的生产环境，以保障职工的身体健康和生命安全以及机械设备安全运转，进而提高劳动生产率（创造良好的气候条件）；一个矿井中只要有一
17、个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。可产生高温、高压和冲击波，对角式通风系统混合气体的初始温度根据进风井筒和回风井筒在井田内的相互位置关系，矿井通风方式可分为：瓦斯的浓度按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算，各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量符合煤矿安全规程有关规定。井田（矿井）开拓井田（矿井）开拓n采区采出率和矿井生产能力采区采出率和矿井生产能力n矿井开拓方式矿井开拓方式n矿井巷道分类矿井巷道分类n矿井生产系统矿井生产系统n采区采出率和矿井生产能力采区采出率和矿井生产能力 在井田范围内，由地表
18、进入煤层为开采水平在井田范围内，由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开拓工程，称为井田服务所进行的井巷布置和开拓工程，称为井田开拓或矿井开拓。开拓或矿井开拓。煤矿安全规程煤矿安全规程（第（第1818条）规定：每个生条）规定：每个生产矿井必须至少有产矿井必须至少有2 2个个能行人的通达地面的安能行人的通达地面的安全出口，各个出口间的距离不得小于全出口，各个出口间的距离不得小于30m30m。（一）采区采出率（一）采区采出率 采区损失包括采区煤柱损失和开采损失。采区损失包括采区煤柱损失和开采损失。国家规定采区采出率：厚煤层一般不应低于国家规定采区采出率：厚煤层一般不应低于7575；中厚煤层
19、一般不应低于；中厚煤层一般不应低于8080；薄煤层一；薄煤层一般不应低于般不应低于8585。（二）矿井生产能力：是指矿井一年内能生（二）矿井生产能力：是指矿井一年内能生产煤炭的数量，又称为矿井年产量或井型。产煤炭的数量，又称为矿井年产量或井型。目前，我国按设计生产能力将煤矿矿井分为目前，我国按设计生产能力将煤矿矿井分为 大、中、小三种类型，每种类型又分若干个等大、中、小三种类型，每种类型又分若干个等级。级。除规定的标准井型外，在矿井设计中不得除规定的标准井型外，在矿井设计中不得出现中间井型。出现中间井型。n矿井开拓方式矿井开拓方式 矿井开拓巷道在井田内的总体布置方式。矿井开拓巷道在井田内的总体
20、布置方式。按井筒形式的不同，分为：按井筒形式的不同，分为：立井开拓立井开拓 斜井开拓斜井开拓 平硐开拓平硐开拓 综合开拓综合开拓n矿井巷道分类矿井巷道分类 包括井筒、平硐和井下的各种巷道，是矿井包括井筒、平硐和井下的各种巷道，是矿井建立生产系统进行生产活动的基础条件。建立生产系统进行生产活动的基础条件。1 1、按巷道空间特征分类（倾角不同）、按巷道空间特征分类（倾角不同）垂直巷道、倾斜巷道、水平巷道垂直巷道、倾斜巷道、水平巷道 2 2、按巷道服务范围分类、按巷道服务范围分类 开拓巷道、准备巷道、回采巷道开拓巷道、准备巷道、回采巷道n 矿井生产系统矿井生产系统 是一个综合性的系统，主要包括运输提
21、升系是一个综合性的系统，主要包括运输提升系统（统（运煤系统运煤系统及及运料和出矸系统运料和出矸系统）、通风系统、）、通风系统、排水系统、供电系统、供水系统和压气供给系排水系统、供电系统、供水系统和压气供给系统等。统等。采掘技术采掘技术n采煤工艺采煤工艺n采煤工作面的采煤工序采煤工作面的采煤工序n采煤工艺采煤工艺 是指采煤工作面各工序所用方法、设备是指采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间、空间上的相互配合。及其在时间、空间上的相互配合。爆破采煤爆破采煤 普通机械化采煤普通机械化采煤 综合机械化采煤综合机械化采煤 综采放顶煤综采放顶煤n采煤工作面的采煤工序采煤工作面的采煤工序 由五个主要工序组
22、成：由五个主要工序组成：1 1、破煤破煤：将煤炭从工作面煤壁上采落下来。：将煤炭从工作面煤壁上采落下来。2 2、装煤装煤：将采落下来的煤炭装入工作面刮：将采落下来的煤炭装入工作面刮板输送机（或溜槽）。板输送机（或溜槽）。3 3、运煤运煤：把装入到刮板输送机（或溜槽）：把装入到刮板输送机（或溜槽）里的煤炭运出工作面。里的煤炭运出工作面。4 4、支护支护：将破煤后暴露的工作面顶板空间：将破煤后暴露的工作面顶板空间用支护材料或设备支护。用支护材料或设备支护。5 5、采空区处理采空区处理：在全部垮落法控制顶板的：在全部垮落法控制顶板的工作面，采空区处理采用回柱放顶（或移架）；工作面，采空区处理采用回柱
23、放顶（或移架）；在全部充填法控制顶板的工作面，采空区处理在全部充填法控制顶板的工作面，采空区处理采用回柱充填。采用回柱充填。矿井通风与灾害防治矿井通风与灾害防治n 矿井空气与矿井通风矿井空气与矿井通风n 矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治n 矿井粉尘防治矿井粉尘防治n 矿井防灭火矿井防灭火n 矿井水害防治矿井水害防治n 顶板事故预防顶板事故预防（二）预防煤炭自燃的措施矿井火灾发生时的应急原则灭火时，灭火人员应站在火源的上风侧。普通机械化采煤矿井火灾，是指发生在矿井巷道内、硐室内和采区内，也包括发生在地面井口附近，火焰和烟气能随风流蔓延到矿井中，威胁煤矿生产及人身安全的火灾。可产生高温、高压和冲击波，地质
24、因素由五个主要工序组成：（二）矿井内因火灾发生时的应急原则爆炸性煤尘的混入指瓦斯浓度达到2，体积在0.（二）用水灭火时的注意事项（二）地下水害的防治平硐开拓按井筒形式的不同，分为：在全部充填法控制顶板的工作面，采空区处理采用回柱充填。2、装煤：将采落下来的煤炭装入工作面刮板输送机（或溜槽）。沉积岩，如砂岩、页岩、石灰岩和煤炭。普通机械化采煤地核又分为内核和外核。包括层状、似层状、非层状（不规则状）。预防煤与瓦斯突出的措施矿井空气与矿井通风矿井空气与矿井通风n矿井空气矿井空气n矿井通风矿井通风n矿井通风系统矿井通风系统 n掘进通风掘进通风n矿井漏风及其危害矿井漏风及其危害 n矿井空气矿井空气 矿
25、井空气是矿井井下各种气体的总称。矿井空气是矿井井下各种气体的总称。（一）矿井空气的主要成分（一）矿井空气的主要成分 氧气、氮气、二氧化碳、氩和其他稀有气氧气、氮气、二氧化碳、氩和其他稀有气体。体。（二）矿井空气中的有害气体（二）矿井空气中的有害气体 一氧化碳、一氧化碳、硫化氢硫化氢、二氧化氮、二氧化硫、二氧化氮、二氧化硫、氨气、二氧化碳、氢气、甲烷等。氨气、二氧化碳、氢气、甲烷等。（三）矿井气候条件（三）矿井气候条件 矿井空气的矿井空气的温度温度、湿度湿度及及风速风速三者的综合作三者的综合作用状态。用状态。煤矿安全规程煤矿安全规程（第（第102102条）规定：生产矿条）规定：生产矿井采掘工作面
26、空气温度不得超过井采掘工作面空气温度不得超过2626，机电设，机电设备硐室的空气温度不得超过备硐室的空气温度不得超过3030；当空气温度；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。当采掘工作面的空间，并给予高温保健待遇。当采掘工作面的空气温度超过气温度超过3030，机电设备硐室的空气温度超，机电设备硐室的空气温度超过过3434时，必须停止作业。时，必须停止作业。煤矿安全规程煤矿安全规程（第（第107107条）规定：矿井必条）规定：矿井必须有完整的独立通风系统。须有完整的独立通风系统。矿井及井下各工作矿井及井下各工作地点、采
27、掘工作面地点、采掘工作面的风量必须满足安全生产要的风量必须满足安全生产要求。求。采掘工作面风量不足时，采掘工作面风量不足时，严禁装药、爆破严禁装药、爆破。临时停工的地点，临时停工的地点，不得停风不得停风。因检修、停电或其他原因停止主要通风机运因检修、停电或其他原因停止主要通风机运转时，必须制定停风措施。转时，必须制定停风措施。衡量矿井气候条件的指标必须符合要求，井衡量矿井气候条件的指标必须符合要求，井巷中的风速要符合巷中的风速要符合煤矿安全规程煤矿安全规程（第（第101101条）规定中的要求：主要进、回风巷允许最高条）规定中的要求：主要进、回风巷允许最高风速为风速为8m/s8m/s；掘进中的岩
28、巷允许最高风速为；掘进中的岩巷允许最高风速为4m/s4m/s，允许最低风速为，允许最低风速为0.15m/s0.15m/s；采煤工作面、；采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷允许最高风速为掘进中的煤巷和半煤岩巷允许最高风速为4m/s4m/s，允许最低风速为允许最低风速为0.25m/s0.25m/s。按按煤矿安全规程煤矿安全规程（第（第103103条）规定：矿条）规定：矿井需要的风量应按下列要求分别计算，并选取井需要的风量应按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：按井下同时工作的最多人数其中的最大值：按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于计算，每人每分钟供给风量不得少于4 4立方米
29、。立方米。按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算，各地点的实际需要风量，量的总和进行计算，各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量人供风量符合符合煤矿安全规程煤矿安全规程有关规定。有关规定。3m3m3mn矿井通风矿井通风 向矿井井下连续不断地输入新鲜空气并排向矿井井下连续不断地输入新鲜空气并排出污浊空气的通风过程称为矿井通风。出污浊空气的通风过程称为矿井通风。矿井通风的基本任务矿井通风的基本任
30、务：（1 1）向井下各用风场所连续不断地供给新）向井下各用风场所连续不断地供给新鲜空气（鲜空气（供人员呼吸供人员呼吸）；）；（2 2）把井下的有毒有害气体和矿尘冲淡并）把井下的有毒有害气体和矿尘冲淡并稀释到安全浓度以下，排出井下各种有害气体稀释到安全浓度以下，排出井下各种有害气体和矿尘（和矿尘（冲淡和排除有毒有害气体冲淡和排除有毒有害气体)；在全部充填法控制顶板的工作面，采空区处理采用回柱充填。（二）矿井内因火灾发生时的应急原则（二）矿尘的危害国家规定采区采出率：厚煤层一般不应低于75；设置井上、下消防材料器材库和消防设施等（1）外力地质作用：由地球以外的太阳辐射能、日月引力等所引起的地质作用
31、。地壳主要由岩石组成，岩石是由一些矿物颗粒组成。目前，我国按设计生产能力将煤矿矿井分为 大、中、小三种类型，每种类型又分若干个等级。岩浆活动、变质作用、地壳运动和地震作用等。（六）煤层的顶底板岩石（2）内力地质作用：由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地表形状发生变化的地质作用。按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算，各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量符合煤矿安全规程有关规定。目前，我国按设计生产能力将煤矿矿井分为 大、中、小三种类型，每种类型又分若干个等级。煤尘的粒度外核的顶界面距地表2900
32、公里，可能是液态的。（三）处理冒顶事故时应注意的事项（三）防止瓦斯爆炸的措施因检修、停电或其他原因停止主要通风机运转时，必须制定停风措施。其仅局限于一定范围，在更大的区域内，往往是其他构造形态的一部分，如褶曲的一翼或断层的一盘。根据煤层倾角对开采技术的影响：在全部充填法控制顶板的工作面，采空区处理采用回柱充填。按井筒形式的不同，分为：（3 3）创造适宜的井下气候条件，提供良好）创造适宜的井下气候条件，提供良好的生产环境，以保障职工的身体健康和生命安的生产环境，以保障职工的身体健康和生命安全以及机械设备安全运转，进而提高劳动生产全以及机械设备安全运转，进而提高劳动生产率（率（创造良好的气候条件创
33、造良好的气候条件）；）；（4 4）增强矿井的抗灾能力，保证矿工身心）增强矿井的抗灾能力，保证矿工身心健康和安全生产。健康和安全生产。n矿井通风系统矿井通风系统 （一）矿井通风方式（一）矿井通风方式 根据进风井筒和回风井筒在井田内的相互根据进风井筒和回风井筒在井田内的相互位置关系，矿井通风方式可分为：位置关系，矿井通风方式可分为：中央式通风系统中央式通风系统 对角式通风系统对角式通风系统 混合式通风系统混合式通风系统（二）矿井通风方法（二）矿井通风方法 煤矿安全规程煤矿安全规程规定：规定：矿井必须采用机械矿井必须采用机械通风。通风。根据矿井主要通风机对井下供风的工作方根据矿井主要通风机对井下供风
34、的工作方式矿井通风方法可分为：式矿井通风方法可分为：抽出式通风（负压通风，使用广泛）抽出式通风（负压通风，使用广泛）压入式通风（正压通风）压入式通风（正压通风）抽压混合式通风抽压混合式通风 （三）矿井通风网络（三）矿井通风网络 串联网络、并联网络、角联网络串联网络、并联网络、角联网络 （四）矿井通风设施（四）矿井通风设施 风门、风桥、风墙、风窗等风门、风桥、风墙、风窗等 井下风门每组不得少于井下风门每组不得少于2 2道，必须能自动关道，必须能自动关闭，严禁同时敞开。闭，严禁同时敞开。煤矿安全规程煤矿安全规程（第（第122122条）规定：生产条）规定：生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在矿
35、井主要通风机必须装有反风设施，并能在10min10min内改变巷道中的风流方向；当风流方向内改变巷道中的风流方向；当风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的供风量的4040。n掘进通风掘进通风 煤矿安全规程煤矿安全规程（第（第129129条）规定：使用条）规定：使用局部通风机通风的掘进工作面，不得停风；因局部通风机通风的掘进工作面，不得停风；因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。恢复通风前，必须检查瓦斯。只有在断电源。恢复通风前，必须检查瓦斯。只有在局部通风机及其开关附近局部通风机及其开
36、关附近10m10m以内风流中的瓦以内风流中的瓦斯浓度都不超过斯浓度都不超过0.5%0.5%时，方可人工开启局部通时，方可人工开启局部通风机。风机。n矿井漏风及其危害矿井漏风及其危害 矿井漏风，是指在矿井通风中，进入井巷矿井漏风，是指在矿井通风中，进入井巷的风流未到达用风地点，而通过通风构筑物的的风流未到达用风地点，而通过通风构筑物的缝隙、采空区、煤柱裂隙及地表塌陷裂缝等直缝隙、采空区、煤柱裂隙及地表塌陷裂缝等直接渗透到回风巷或地面的现象。接渗透到回风巷或地面的现象。矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治n矿井瓦斯的性质、赋存状态及其危害矿井瓦斯的性质、赋存状态及其危害n矿井瓦斯的涌出矿井瓦斯的涌出n瓦斯爆炸
37、及其预防瓦斯爆炸及其预防n局部瓦斯积聚及煤（岩）与瓦斯突出局部瓦斯积聚及煤（岩）与瓦斯突出n矿井瓦斯的性质、赋存状态及其危害矿井瓦斯的性质、赋存状态及其危害 （一）瓦斯的性质（一）瓦斯的性质 瓦斯比空气轻，瓦斯比空气轻，极易在巷道的顶部极易在巷道的顶部、上山、上山掘进的迎头及顶板冒落的空洞中积聚掘进的迎头及顶板冒落的空洞中积聚 （二）瓦斯的赋存状态（二）瓦斯的赋存状态 吸附状态、游离状态吸附状态、游离状态 （三）瓦斯的危害（三）瓦斯的危害 主要表现为：主要表现为：爆炸性爆炸性、窒息性窒息性、煤与瓦斯煤与瓦斯突出突出（产生强大的冲击力）（产生强大的冲击力）n矿井瓦斯的涌出矿井瓦斯的涌出 由受采动
38、影响的煤层、岩层，以及由采落的由受采动影响的煤层、岩层，以及由采落的煤、矸石向井下空间均匀地放出瓦斯的现象称煤、矸石向井下空间均匀地放出瓦斯的现象称为瓦斯涌出。为瓦斯涌出。（一）瓦斯涌出形式（一）瓦斯涌出形式 普通涌出（主要形式）、特殊涌出（喷出、普通涌出（主要形式）、特殊涌出（喷出、突出突出）（二）矿井瓦斯涌出量（二）矿井瓦斯涌出量 绝对瓦斯涌出量、相对瓦斯涌出量绝对瓦斯涌出量、相对瓦斯涌出量 一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。斯，该矿井即为瓦斯矿井。（三）矿井瓦斯等级（三）矿井瓦斯等级 低瓦斯矿井、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦低瓦斯
39、矿井、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。斯（二氧化碳）突出矿井。n瓦斯爆炸及其预防瓦斯爆炸及其预防 （一）影响瓦斯爆炸的因素（一）影响瓦斯爆炸的因素 可燃性气体的混入可燃性气体的混入 爆炸性煤尘的混入爆炸性煤尘的混入 惰性气体的混入惰性气体的混入 混合气体的压力混合气体的压力 混合气体的初始温度混合气体的初始温度 瓦斯浓度与点火温度瓦斯浓度与点火温度基本顶来压时的压垮型冒顶、厚层难垮顶板大面积切冒、大面积漏垮型冒顶、复合顶板推垮型冒顶。（3）创造适宜的井下气候条件，提供良好的生产环境，以保障职工的身体健康和生命安全以及机械设备安全运转，进而提高劳动生产率（创造良好的气候条件）；普
40、通涌出（主要形式）、特殊涌出（喷出、突出）井工 露天内核的顶界面距地表约5100公里，约占地核直径的1/3，可能是固态的。因检修、停电或其他原因停止主要通风机运转时，必须制定停风措施。矿井及井下各工作地点、采掘工作面的风量必须满足安全生产要求。采取减少粉尘产生的措施；矿井通风的基本任务：因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。混合气体的初始温度采区采出率和矿井生产能力采区采出率和矿井生产能力2、按巷道服务范围分类（六）煤层的顶底板岩石煤矿安全规程（第18条）规定：每个生产矿井必须至少有2个能行人的通达地面的安全
41、出口，各个出口间的距离不得小于30m。抽出式通风（负压通风，使用广泛）地核又分为内核和外核。地球还包括大气圈、水圈和生物圈。当矿井的涌水量超过了矿井的正常排水能力时，造成矿井水泛滥成灾的现象，称为水害。（二）瓦斯爆炸的基本条件（二）瓦斯爆炸的基本条件 瓦斯浓度（瓦斯浓度（5%5%16%16%）引爆火源温度（引爆火源温度（650650750750）氧气浓度氧气浓度(大于大于12%12%）三项条件必须同时存在，瓦斯才能爆炸。三项条件必须同时存在，瓦斯才能爆炸。（三）防止瓦斯爆炸的措施（三）防止瓦斯爆炸的措施 1.1.防止瓦斯积聚超限的措施防止瓦斯积聚超限的措施 加强通风管理、加强瓦斯检查、及时处理
42、加强通风管理、加强瓦斯检查、及时处理局部积聚瓦斯和抽放瓦斯。局部积聚瓦斯和抽放瓦斯。2.2.防止引燃瓦斯的措施防止引燃瓦斯的措施 严禁穿化纤衣服入井；井下禁止使用电炉；严禁穿化纤衣服入井；井下禁止使用电炉；井下严禁拆卸、敲打、撞击矿灯。井下严禁拆卸、敲打、撞击矿灯。3.3.防止瓦斯爆炸灾害范围扩大的措施防止瓦斯爆炸灾害范围扩大的措施n局部瓦斯积聚及煤（岩）与瓦斯突出局部瓦斯积聚及煤（岩）与瓦斯突出 （一）局部瓦斯积聚（一）局部瓦斯积聚 指瓦斯浓度达到指瓦斯浓度达到2 2，体积在，体积在0.50.5立方米以立方米以上所积聚的瓦斯。上所积聚的瓦斯。主要地点有：主要地点有：采煤工作面上隅角采煤工作面
43、上隅角、刮板输、刮板输送机底槽内、顶板冒落的空间、风速低的巷道送机底槽内、顶板冒落的空间、风速低的巷道顶板附近、临时停风的掘进工作面和盲巷、采顶板附近、临时停风的掘进工作面和盲巷、采煤工作面接近采空区边界、水采工作面、采煤煤工作面接近采空区边界、水采工作面、采煤机械风流不畅的地点附近，都易积聚瓦斯。机械风流不畅的地点附近，都易积聚瓦斯。（二）煤（岩）与瓦斯突出（二）煤（岩）与瓦斯突出 煤与瓦斯突出多发生在煤与瓦斯突出多发生在石门揭煤掘进工作石门揭煤掘进工作面。面。主要原因是矿山压力（破坏煤体）和煤层主要原因是矿山压力（破坏煤体）和煤层瓦斯压力（推出煤体及喷出瓦斯）综合作用的瓦斯压力（推出煤体及
44、喷出瓦斯）综合作用的结果。结果。1.1.煤与瓦斯突出的预兆煤与瓦斯突出的预兆 2.2.预防煤与瓦斯突出的措施预防煤与瓦斯突出的措施矿井粉尘防治矿井粉尘防治n矿尘分类矿尘分类n矿尘的产生及其危害矿尘的产生及其危害n煤尘爆炸煤尘爆炸n煤尘爆炸的防治措施煤尘爆炸的防治措施n矿尘分类矿尘分类 在矿井生产过程中所产生的各种矿物细微颗在矿井生产过程中所产生的各种矿物细微颗粒（直径不大于粒（直径不大于1mm1mm），统称为矿尘。），统称为矿尘。1.1.按矿尘的成分，可分为煤尘和岩尘；按矿尘的成分，可分为煤尘和岩尘；2.2.按有无爆炸性，可分为有爆炸性矿尘和无按有无爆炸性，可分为有爆炸性矿尘和无爆炸性矿尘；爆
45、炸性矿尘；3.3.按矿尘粒度范围，可分为全尘和呼吸性粉按矿尘粒度范围，可分为全尘和呼吸性粉尘；尘；4.4.按矿尘存在状态，可分为浮尘和落尘。按矿尘存在状态，可分为浮尘和落尘。n矿尘的产生及其危害矿尘的产生及其危害 （一）矿尘的产生（一）矿尘的产生 （二）矿尘的危害（二）矿尘的危害 矿尘引起尘肺病、煤尘爆炸、影响可见度矿尘引起尘肺病、煤尘爆炸、影响可见度和生产效率、缩短设备的使用寿命。和生产效率、缩短设备的使用寿命。n煤尘爆炸煤尘爆炸 （一）煤尘爆炸的特性及其危害（一）煤尘爆炸的特性及其危害 可产生高温、高压和冲击波，可产生高温、高压和冲击波，可产生大量有毒有害气体。可产生大量有毒有害气体。（二
46、）煤尘爆炸的条件（二）煤尘爆炸的条件 1.1.煤尘本身具有爆炸性煤尘本身具有爆炸性；2.2.矿井空气中的悬浮煤尘达到一定的浓矿井空气中的悬浮煤尘达到一定的浓度（度（454520002000克克/立方米）立方米）；3.3.高温热源（高温热源（61061010501050之间）之间）；4.4.空气中氧气浓度大于空气中氧气浓度大于1818。四项条件必须同时具备，煤尘才可以爆炸。四项条件必须同时具备，煤尘才可以爆炸。按煤矿安全规程（第103条）规定：矿井需要的风量应按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4立方米。产生大量有害气体；（四）冲蚀、岩
47、溶塌陷和岩浆侵入（二）矿井内因火灾发生时的应急原则防止瓦斯积聚超限的措施除规定的标准井型外，在矿井设计中不得出现中间井型。当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。（三）瓦斯的危害矿井空气的温度、湿度及风速三者的综合作用状态。爆破采煤（六）煤层的顶底板岩石灭火时，灭火人员应站在火源的上风侧。外力地质作用、内力地质作用按井筒形式的不同，分为：（一）矿尘的产生综合机械化采煤由五个主要工序组成：连续适当地供给空气（氧气）；地核又分为内核和外核。矿井火灾发生时的应急原则瓦斯浓度（5%16%）灭火时，灭火人员应站在火源的上风侧。（三）煤尘爆炸的影响因素（三）煤尘爆炸的影响
48、因素 煤尘的成分煤尘的成分 煤尘的粒度煤尘的粒度 瓦斯的浓度瓦斯的浓度 氧气的浓度氧气的浓度 引爆热源及爆炸环境引爆热源及爆炸环境n煤尘爆炸的防治措施煤尘爆炸的防治措施 （一）防尘措施（一）防尘措施 井下要有完善的防尘管路系统，保证完好，井下要有完善的防尘管路系统，保证完好，严禁破坏；采取减少粉尘产生的措施；采取降严禁破坏；采取减少粉尘产生的措施；采取降尘措施，即降低浮尘浓度；采取排尘措施；采尘措施，即降低浮尘浓度；采取排尘措施；采取除尘措施，即及时消除落尘。取除尘措施，即及时消除落尘。（二）防爆措施（二）防爆措施 （三）隔爆措施（三）隔爆措施矿井防灭火矿井防灭火n矿井火灾概述矿井火灾概述n矿
49、井防火矿井防火n矿井灭火矿井灭火n矿井火灾发生时的应急原则矿井火灾发生时的应急原则n矿井火灾概述矿井火灾概述 （一）矿井火灾分类（一）矿井火灾分类 矿井火灾，是指发生在矿井巷道内、硐室矿井火灾，是指发生在矿井巷道内、硐室内和采区内，也包括发生在地面井口附近，火内和采区内，也包括发生在地面井口附近，火焰和烟气能随风流蔓延到矿井中，威胁煤矿生焰和烟气能随风流蔓延到矿井中，威胁煤矿生产及人身安全的火灾。产及人身安全的火灾。外因火灾、内因火灾外因火灾、内因火灾（二）煤炭自燃（二）煤炭自燃 1.1.煤炭自燃的基本条件：煤炭自燃的基本条件：煤本身具有自燃倾向性；煤呈碎裂状态存煤本身具有自燃倾向性；煤呈碎裂
50、状态存在；连续适当地供给空气（氧气）；散热条件在；连续适当地供给空气（氧气）；散热条件差，热量易于积聚并达到一定温度。差，热量易于积聚并达到一定温度。2.2.煤炭自燃的发展阶段煤炭自燃的发展阶段 低温氧化阶段（潜伏期）、自热阶段（自低温氧化阶段（潜伏期）、自热阶段（自热期）和自燃阶段（燃烧期）热期）和自燃阶段（燃烧期）3.3.影响煤炭自燃的因素影响煤炭自燃的因素 倾向性因素倾向性因素 地质因素地质因素 开采技术因素开采技术因素 4.4.煤炭自燃预兆煤炭自燃预兆 （三）矿井火灾的危害（三）矿井火灾的危害 产生大量有害气体；产生大量有害气体；引起瓦斯、煤尘爆炸；引起瓦斯、煤尘爆炸；破坏矿井通风系统
