1、第三章 煤矿生产基本知识第一节第一节 矿井地质矿井地质一、煤的形成及埋藏特征一、煤的形成及埋藏特征(一)煤的形成煤的形成可分为两个阶段：1、泥炭化阶段古生植物遗体被搬运到地表较低的湖泊沼泽环境中沉积。由于被沼泽水淹没、浸泡、?大大地减少了与空气中氧气的接触，在厌氧细菌的分解活动下逐渐形成泥炭。?泥炭一般为黄褐色或黑褐色，无光泽，质地疏松。泥炭形成的厚度越大则成煤后煤层的厚度越大。泥炭形成以后，如果地壳上升，泥炭暴露在地表则会风化，不能形成煤。只有在泥炭形成以后，地壳下沉，在泥炭上部又沉积其他物质将泥炭覆盖，再经高温、高压后才能形成煤炭。?2、成煤阶段?当泥炭形成后，由于地壳继续发生沉降，泥炭层
2、很快被其他沉积物所掩盖。这样，泥炭才能保存下来。随着地壳的进一步沉降，泥炭层下降到地下较深的地方，它上面覆盖的沉积物愈来愈厚。在压力和地温的共同作用下，原来疏松、多水的泥炭受到紧压、脱水、胶结、聚合、体积大大缩小，结果会变成最初的煤褐煤。?褐煤形成后，如果地壳继续沉降，则在温度更高、压力更大的条件下，褐煤内的成分将进一步变化，最终形成各种不同种类的煤。它们依次为：褐煤长焰煤不粘煤弱粘煤气煤肥煤焦煤瘦煤贫煤无烟煤。?(二)煤的埋藏特征?煤层埋藏特征包括煤层的结构、走向、倾向、倾角、厚度及稳定性等，这些特征和我们的采煤方法及安全有很大关系。?1、煤层的结构?根据煤层中有无较稳定的矸石夹层，可将煤分
3、为两类，即简单结构煤层和复杂结构煤层。?(1)简单结构煤层。这类煤层中没有呈层状出现的稳定的矸石层，但仍然可能夹有较少的矿物质或结核，如图3-1所示。简单结构煤层反映出当初形成时，沼泽中植物遗体的沉积基本上是连续性的。?图3-1 简单结构煤层?1-顶板；2-煤；3-底板；4-矿物质透镜体?图3-2 复杂结构煤层?1、3、5、7、9-煤层；2、4、6、8-夹矸层?(2)复杂结构煤层复杂结构煤层?复杂结构煤层中含有较稳定的夹石层，少则一层，多则几层，如图3-2所示。复杂煤层反映出当时泥炭沉积曾为间歇性，即在泥炭沉积后又沉积了泥砂，再后来又沉积了泥炭，而沉积的泥砂则形成夹矸。?煤层中夹矸的厚度不一，
4、从几厘米到几十厘米。夹矸的层数多、厚度大，则影响采煤工作面采煤机割煤，也会影响煤的质量。?2、煤层的倾角?煤层的倾角是指煤层相对水平面的夹角。倾角对采煤方法和设备的选型有很大影响。根据倾角大小将煤层分为以下4类；?近水平煤层8?缓倾斜煤层825?倾斜煤层2545?急倾斜煤层45?3、煤层的厚度?煤层的厚度指煤层顶底板之间的垂直距离。对于复杂煤层，我们在计算煤层厚度时还必须考虑夹矸的层数及总厚度。我国对不同的煤种规定的最小可采厚度是不同的。?根据开采技术特点，煤层按厚度分为以下 3类：?薄煤层1.3m?中厚煤层1.33.5m?厚煤层3.5m?生产工作中，习惯上将厚度 6m以上煤层称为特厚煤层。?
5、二、地质构造二、地质构造?煤层在形成时，一般都是水平或近水平的，在一定的范围内是连续完整的。但是，在后来长期的地质历史中，地壳发生了各种运动，使煤层的空间形态发生了变化。我们把由地壳运动而造成的岩层的空间形态叫地质构造。?在矿井范围内，地质构造是多种多样的。简单概括起来可分为三种基本构造类型，即单斜构造、褶皱构造和断裂构造。各种构造简述如下：?(一)单斜构造?在个井田范围内，如果煤层大致向同方向倾斜，这样的构造叫单斜构造，如图3-3所示。单斜构造煤层在地壳中的存在状态用产状要素来表示。它包括煤层的走向、倾向和倾角，如图3-4所示。?1、走向。倾斜煤(岩)层层面与水平面的交线称为走向线。走向线的
6、方向代表煤层的走向。?2、倾向。在煤层层面上和走向线垂直向下的线叫倾斜线。倾斜线在水平面上的投影线代表煤层的倾向。3、倾角。煤层倾斜线和水平面的夹角叫煤层的倾角。图3-3 单斜构造图3-4 岩层产状要素?(二)褶皱构造?当水平煤层受到水平方向的挤压力后，煤层产生弯曲，但没有丧失其原有的连续性。这种构造形态叫褶皱构造。褶皱构造的基本单位叫褶曲。褶曲就是岩层的一个弯曲，如图3-5所示。褶曲的基本形态有两种，即背斜和向斜。?1、背斜。在形态上是一个中间向上凸起的弯曲，煤层从中心向两侧倾斜。?2、向斜。在形态上是一个中间向下凹去的弯曲，煤层从两侧向中心倾斜。图3-5 褶皱和褶曲?（三）断裂构造?当煤层
7、受力后，作用力超过煤层的强度，煤层所产生的错位、断裂叫断层。断裂后，如果两侧煤层没有明显的位移叫作裂隙；如果发生了明显的位移则叫作断层。?1、裂隙。煤层受到作用力后，发生断裂但没有明显的位移，只是产生许多裂缝，导致煤层破碎。裂隙的存在对煤层顶板管理不利，在裂隙发育区煤层顶板易发生冒落。?2、断层。断裂出现后，煤层则完全丧失了原来的连续性和完整性。根据断裂后煤层的形态，可将断层分为正断层、逆断层和平推断层，如图3-6所示。?采掘工作面遇到断层后，会给采掘工作及顶板管理带来许多困难。只有掌握了各种断层的特点，才能采取相应的安全措施，保证采掘工作顺利进行。图3-6 断层立体示意图?(四)陷落柱?在煤
8、层底板以下的石灰岩中，由于酸性水的作用会形成许多溶洞。而且随酸性水的不断补给，溶洞会不断增大。最后导致其上部岩层的整体陷落，形成一个下部大、上部小的破碎柱体叫陷落柱，如图3-7所示。?矿井范围内的陷落柱直径从几米至几百米大小不等。其中陷落的岩层杂乱无章、极其破碎。而且其中大都存有水，对煤矿安全生产不利。一般采掘工作面都要避开陷落柱。图3-7 陷落柱第二节矿井开拓?一、井田划分?(一)煤田和井田的概念?1、煤田?在地质历史的发展过程中，由含炭物质的沉积而形成的大面积含煤地带称为煤田。煤田的面积相当大，可达几百平方公里，储量达几百亿吨，所含的煤层最多可达几十层。在开采煤田的过程中，一般都要将煤田划
9、分为多个矿井开采。?2、井田?把由一个矿井开采的部分叫井田。井田的范围大小不一，储煤量不同。根据我国的国情和煤矿生产现状，目前井田的走向长度一般为：?大型矿井7000m?中型矿井40007000m?小型矿井15004000m?（二）井田内的再划分?由于井田范围仍比较大，在井田内为了开采煤炭还必须将井田再划分为若干个较小的部分，叫井田的再划分。?1、井田划分为阶段?在井田范围内，按照一定的标高，将井田划分为若干个长条形部分，每一个长条形部分叫一个阶段，如图3-8所示。阶段的走向长度等于井田的走向长度。阶段的倾斜长度根据煤层的倾角和垂高不同，一般为5001000m。图3-8 井田划分为阶段?二、井
10、田开拓?根据进入煤层的井硐形式不同，井田开拓可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓四种，分别介绍如下。?(一)立井开拓?立井开拓是利用一对垂直巷道由地面进入井下，并通过一系列巷道进入煤层的开拓方式，如图3-10所示。图3-10 立井单水平分区式开拓示意图1-主井；2-副井；3-井底车场；4-运输石门；5-运输大巷；6-回风井；7-总回风道；8-采区下部装车站；9-采区下部材料车场；10-采区煤仓；11-人行进风斜巷；12-运输机上山；13-轨道上山；14-上山绞车房；15-采区中部车场；16-采区上部车场；17-运输平巷；18-联络巷；19-回风平巷；20-采煤工作面；21-采空区?(二
11、)斜井开拓?斜井开拓是指利用一对倾斜巷道由地面进入井下，再由一系列巷道进入煤层的开拓方式。?（三）平硐开拓?利用水平巷道进入煤层的开拓方式叫平硐开拓。如果煤层高于地面外部水平标高，且有足够的储量时，大都首选平硐开拓，如图3-13所示。?采用平硐开拓时，一般只开一条主平硐来担任矿井的运输、进风、排水、管线架设及行人任务。而矿井的回风则是依靠井田上部的回风井。图3-11 片盘斜井开拓图3-11 片盘斜井开拓1-主井；2-副井；3-井底车场；4-运输平巷；5-回风平巷；6-开切眼；7-回采工作面；8-风桥；9-风墙；10-风门；11-通风机房；12-联络巷?图3-12 斜井单水平分段式开拓?1-主井
12、；2-副井；3-回风井；4-水平运输大巷；?5-水平回风大巷；6-分段运输斜巷；?7-分段轨道回风斜巷；8-回采工作面图3-12 斜井单水平分段式开拓图3-13 平硐开拓示意图a-位于煤层底板岩石中的走向平硐；b-垂直平硐；c-阶梯平硐?(四)综合开拓?采用单一的主副井井筒形式开拓井田在技术上有困难或经济上不合理时，而采用不同的井筒形式开拓井田，叫综合开拓。如图3-14、图3-15、图3-16所示。图3-14 立井-斜井综合开示意图1-立井；2-斜井图3-15 平硐-立井综合开拓示意图图3-16 平硐-斜井综合开拓示意图1-主平硐；2-副斜井；3-暗斜井；4-回风井?三、巷道掘进?1、钻眼装药
13、放炮?2、通风排烟?3、装岩?4、掘进岩石的运输?采用人力推车时安全事项?1次只准推1辆车。严禁在矿车两侧推车。同向推车的间距，在轨道坡度小于或等于5时，不得小于10m；坡度大于5时，不得小于30m。巷道坡度大于7时，严禁人力推车。?5、掘进巷道支护?巷道开掘成形后，要根据围岩的性质进行支护。否则，会出现巷道围岩变形，甚至冒顶，影响使用。第三节矿井生产系统?一、煤矿运输、提升系统?煤矿的产品是煤炭。煤炭从几百米深的井下要到地面必须经过一系列运输环节，才能到达地面；井下要开掘巷道，掘出的矸石同样要运到地面矸石山；井下各种支护材料、采掘设备只有经运输才能到达采掘工作面；人员的上下班等，这些都是依靠
14、矿井的运输、提升系统来完成。所以说，运输系统是煤矿的一个非常重要的系统。下面以某矿立井开拓为例，对井下运输系统作一简述。图3-24 矿井运煤通风系统?1、运煤系统?如图3-24所示。采煤工作面的煤炭工作面(刮板运输)工作面运输巷（转载机、胶带机）区段溜煤眼区段集中巷（胶带机）煤仓石门（电机车）运输大巷（电机车）井底车场井底煤仓主井（主绞）井口煤仓。?2、排矸系统?掘进工作面矸石矿车（蓄电池机车）采区轨道上山（绞车）采区车场水平运输大巷（电机车）井底车场副井（副绞提升）地面（电机车）矸石山。?3、材料运输系统?地面材料设备库副井口（副绞）井底车场水平运输大巷（电机车）采区车场轨道上山（绞车）区段
15、集中巷（蓄电池机车）区段材料斜巷（绞车）工作面材料巷存放点。?二、供电系统?供电系统是给矿井提供动力的系统。由于煤矿企业的特殊性，对矿井的供电系统要求绝对可靠，不能出现随意断电事故。为了保证可靠供电，要求必须有双回路电源，同时保证矿井供电。如果某一路电出故障，另一路电必须立即供电。否则，就会发生重大事故。?一般矿井供电系统是：双回路电网矿井地面变电所井筒井下中央变电所采区变电所工作面用电点。?除一般供电系统外，矿井还必须对一些特殊用电点实行专门供电。如矿井主通风机、井底水泵房、掘进工作面局部通风机、井下各需专门供电的机电硐室等。?三、供排水系统?煤矿井下生产要洒水灭尘、液压设备需要水、井下防灭
16、火需要水。所以，必须向井下供水。另外，矿井水必须排到地面，否则会淹没采掘工作面。为此，矿井都建有供、排水系统。?1、矿井供水系统?矿井地面蓄水池通过管道井筒井底车场水平运输大巷采区上(下)山区段集中巷区段斜巷工作面两巷。?在供水管道系统中，有大巷洒水、喷雾、防尘水幕。煤的各个转载点都有洒水灭尘喷头，采掘工作面洒水灭尘喷雾装置，采掘工作面机械设备供水系统等。?2、矿井排水系统?矿井水主要来自于地下含水层水、顶底板水、断层水、采空区水及地表水的补给。为了排出矿井水，矿井一般都在井底车场处设有专门的水仓及主水泵房。主水仓一般都有两个，其中一个储水、一个清理。主水泵房在主水仓上部，水泵房内装有至少3台
17、水泵，通过多级水泵将水排到地面。?水仓中的水则是由水平大巷内的水沟流入的。在水平运输大巷人行道一侧挖有水沟，水会流向井底车场方向。排水沟需要经常清理，保证水的顺利流动。?水平大巷排水沟的水又来自于各个采区。上山采区的水一般自动流入排水沟。下山采区的水则需要水泵排入大巷水沟，一般在下山采区下部都设有采区水仓，且安装水泵，通过管道将水排到大巷水沟内。?四、其他系统?煤矿井下除运输、通风、供电、供排水系统外，还有一些系统，如瓦斯监控系统、灌浆系统、通信系统等，简述如下：?1、瓦斯监控系统?国家安监总局等七部委关于加强小煤矿安全基础管理的指导意见及云南省近年的煤矿安全评价中都明确规定，矿井必须安装瓦斯
18、监控系统。这种系统是在井下采掘工作面及需要监测瓦斯的地点安设多功能探头，这些探头一天24小时不断监测井下瓦斯的浓度，并将监测的气体浓度通过?井下处理设备转变为电信号，通过电缆传至地面主机房。在地面主机房又安设了信号处理器，将电信号转变为数字信号，并在计算机及大屏幕上显示出来。管理人员随时通过屏幕掌握井下各监控点的瓦斯浓度。一旦某处瓦斯超限，井上下会同时报警并自动采取相应的断电措施。?瓦斯监控系统是高科技知识在煤矿安全生产方面的应用，对预防井下瓦斯煤尘爆炸事故起着极大作用。我们每一个煤矿职工都要爱护、保护好这些安全设施。?2、灌浆防灭火系统?对于煤层自然发火严重的矿井，设置了灌浆灭火系统。这种系
19、统是在地面建立制浆站，将黄土、砂子等制成泥浆，再由管道送入采煤工作面上顺槽。随工作面推采，对采空区后方进行灌浆，用浆体将采空区遗煤包裹起来，使煤和氧气隔绝，从而防止煤的氧化自燃。?3、通信系统?为了更好的进行煤矿生产，井下一般都有电话通信系统。在井下各个采掘工作面、煤的装车点、变电所、主要机电硐室、火药库等地方都装有防爆电话机。通过电话联络，我们可以随时掌握井下及地面生产情况。当矿井发生灾变时，电话机又是指挥救灾的必须设施。所以，我们要保护好电话及通信线路。第四节第四节矿井通风系统矿井通风系统?一、矿井通风的基本任务一、矿井通风的基本任务?1、供给井下人员呼吸所需要的氧气。?2、稀释和排除井下
20、的各种有害气体和矿尘。?3、调节井下气候条件，创造良好的作业环境。?二、井下空气二、井下空气?1、矿内空气的主要成分?矿内空气来源于地面空气，地面空气的主要成分是由氧、氮、二氧化碳组成。它们按体积百分比计，氧为20.96%，氮为79%，二氧化碳为0.04%。?地面空气进入井下后，在气体种类和成分上都发生了一系列的物理化学性质变化。例如，氧气成分减少，二氧化碳和其他有害气体增加。?2、矿内空气成分性质和安全标准?(1)氧(O2)：氧是无色、无味、无臭的气体，相对密度为1.11。氧能助燃和供人、动物呼吸。?人体维持正常生命过程的需氧量，取决于人体的体质、精神状态和劳动强度等。一般来说，人体在休息时
21、，平均需氧量为0.25L/min;工作和行走时平均需氧量大约为1-3L/min。如果空气中氧含量降低，就会影响人的身体健康，甚至造成死亡。?煤矿安全规程规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%。?(2)氮（N2）：氮是无色、无味、无臭的惰性气体。不助燃，氮相对密度为0.97。在正常情况下，氮对人体无害，但是当空气中氮含量过多时，就会使氧的浓度相对减少，使人缺氧窒息。?（3）二氧化碳（CO2）：二氧化碳是无色、略带酸味的气体，易溶于水，不助燃，相对密度为1.52。该气体多积存在通风不良的巷道底部、下山等低矮地方，对人的眼、鼻、口腔黏膜有刺激作用。?二氧化碳对人体影响较大，微量二氧化碳能促
22、使呼吸加快，呼吸量增加。当二氧化碳浓度为1%时，呼吸急促；5%时呼吸困难，伴有耳鸣和血液流动加快的感觉；当增至10%20%时，呼吸将处于停顿并失去知觉；当高达20%25%时，人将中毒死亡。?煤矿安全规程规定，采掘工作面进风流中，二氧化碳浓度不超过0.5%。矿井总回风巷或一翼回风巷中二氧化碳浓度超过0.75%时，必须立即查明原因，进行处理。?三、井下空气中的有害气体三、井下空气中的有害气体?1、一氧化碳(CO)?一氧化碳是无色、无味、无臭的气体，相对密度为0.97，微溶于水。在正常的温度和压力下，化学性质不活泼。当空气中一氧化碳浓度达到13%75%时，能引起燃烧和爆炸。?一氧化碳毒性很强，它对人
23、体红血球的亲和力是氧气的250-300倍。因此，一氧化碳吸入人体后，就阻碍了氧和红血球的结合，使人体各部组织和细胞产生缺氧，引起中毒死亡。一氧化碳中毒的明显特点是嘴唇呈桃红色，两颊有斑点。?煤矿安全规程规定，矿井空气中一氧化碳的最高允许浓度为0.0024%。?2、硫化氢（H2S）?硫化氢是无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，相对密度为1.17，易溶于水，能燃烧和爆炸，爆炸浓度范围为4.3%46%。有强烈的毒性。?硫化氢能使人体血液中毒，对眼睛黏膜和呼吸系统有强烈的刺激作用。空气中硫化氢浓度达到0.0001%时，人就能嗅到它的气味；当上升到0.1%时，在极短时间内人就会死亡。?煤矿安全规程规定，井下
24、空气中硫化氢的最高允许浓度为0.00066%。?3、二氧化硫（SO2）?二氧化硫是一种无色、具有强烈硫磺臭味的气体，易溶于水，相对密度为2.22，易积聚在巷道底部。?二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。当空气中二氧化硫浓度达0.002%时，能引起眼红肿、流泪、咳嗽、头痛、喉痛；达到0.005%时,能引起急性支气管炎和肺水肿，并在短时间内死亡。?煤矿安全规程规定，井下空气中二氧化硫最高允许浓度为0.0005%。?4、二氧化氮(N02)?二氧化氮是一种红褐色气体，相对密度为1.59，极易溶于水。它与水结合成硝酸，对眼睛、鼻腔、呼吸及肺部
25、组织起破坏作用，引起肺水肿。?二氧化氮中毒的特征是：开始无感觉，经过6h或更长的时间才能出现中毒症状。即使在危险的浓度下中毒后，开始也只是感觉呼吸道刺激而咳嗽，经过2030h后，才发生较严重的支气管炎，呼吸困难，手指尖和头发出现黄斑，吐出淡黄色痰液，发生肺水肿，引起艾叶现象，甚至死亡。?煤矿安全规程规定，矿井空气中二氧化氮的最高允许浓度为0.00025%。?5、氨气(NH3)?氨气是一种无色、具有强烈的刺激臭味的气体，相对密度为0.6，易溶于水，毒性很强。?氨气对人体上呼吸道黏膜有较大刺激作用，引起咳嗽，使人流泪、头晕，严重时可致肺水肿。当空气中氨气浓度达到0.004%0.0093%时，对人就
26、有明显的刺激作用；当达到0.047%0.05%时，对人有强烈的刺激作用，时间稍长能引起贫血，体重下降，抵抗力减弱，产生肺水肿，直至死亡。?煤矿安全规程规定，矿井空气中的氮气的最高允许浓度为0.004%。?四、井下气候条件四、井下气候条件?矿井气候条件是井下温度、湿度和风速三者的综合作用结果。人不论在休息或工作时，身体不断地产生热量和散失热量，保持身体热平衡，使体温保持在36.537.0。如果失去这种平衡，人体就会感到不舒服。这种热平衡受井下气候条件的影响，气候条件的好坏对人体健康和劳动生产率的提高有着重要影响。?1、空气的温度?矿井空气的温度是影响井下气候条件的主要因素，温度过高或过低，对人体
27、均有不良影响。最适宜的井下空气温度是1520。?煤矿安全规程规定：生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26；机电设备硐室的空气温度不得超过30；当空气温度超过时，必须缩短超温点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。?采掘工作面的空气温度超过30，机电设备硐室的空气温度超过34时，必须停止作业。?2、空气的湿度?空气的湿度是指空气中含水蒸气的数量。表示湿度的方法有两种。?(1)绝对湿度：绝对湿度是指每1m3或每1kg空气中所含水蒸气的克数。?(2)相对湿度：相对湿度是指某一体积空气中实际含有的水蒸气量与同温度同体积下饱和水蒸气量之比的百分数。?井下最适宜的相对湿度为50%60%，但目前矿井中相
28、对湿度一般较大，达80%90%。要控制适宜的湿度是较困难的，通常可从空气温度和风速两方面来调节。?3、风速?井巷和采掘工作面的风速过低或过高都不好。风速过低了，汗水不易蒸发，人体多余热量不易散失掉，人就会感到闷热不舒服，同时还容易积聚瓦斯和矿尘。风速过高时，容易使人感冒，矿尘飞扬，对安全生产和工人身体健康都不利。?煤矿安全规程对井巷中的风速都有明确规定，如有人通行的井巷风速不得超过8m/s。?五、矿井通风方法五、矿井通风方法?按照矿井进、回风井的布置形式不同，矿井通风方式可分为以下三种类型。?1、中央式?中央式是指进风井与回风井大致位于井田走向中央。根据回风井位于沿煤层倾斜方向的不同位置，又分
29、为中央并列式和中央分列式两种形式。?(1)中央并列式：回风井位于沿煤层倾斜方向中央位置的工业广场内。这时，风流由进风井进入。?井底车场，经大巷至两翼工作面后，又由石门返回中央回风井。?(2)中央分列式(又叫中央边界式)：回风井位于沿煤层倾斜方向的上部边界，回风井底高于进风井底。这时，风流由进风井进入井底车场，经大巷至两翼工作面后，由总回风大巷至回风井。?2、对角式?对角式是指进风井位于井田中央，回风井分别位于井田浅部沿走向的两翼。根据回风井位于井田浅部沿走向的不同位置又分为两翼对角式和分区对角式两种形式。?(1)两翼对角式：回风井位于井田浅部走向两翼边界采区的中央。这时，风流由进风井进入井底车
30、场，经大巷至两翼工作面，再分别由石门返回两翼的回风井。?(2)分区对角式：沿采掘总回风巷每个采区开掘一个小回风井。这时，风流由进风井进入井底车场，经大巷至两翼工作面，分别由石门返回采区回风井。?3、混合式?混合式是大型矿井或老矿井进行深部开采时常用的一种通风方式。一般进风井和回风井由三个以上井筒按上述各种方式组合而成。例如，中央并列与两翼对角的混合式、中央分列与两翼对角混合式和中央并列与中央分列混合式等。?六、采煤工作面通风系统?采煤工作面通风系统主要由工作面进风平巷、回风平巷和工作面组成，形式多种多样，目前主要采用的是U形通风系统。?1、U形通风系统?U形通风系统又叫反向通风系统。这种通风系
31、统的优点是：系统简单；U形后退式通风系统采空区漏风量小；风流管理容易；巷道施工量和维修量小。但是，在工作面的上隅角附近容易积聚瓦斯。?2、Z形通风系统?Z形通风系统又叫顺向通风系统。这种通风系统的优点是：结构简单；能消除工作面上隅角的瓦斯积聚，还能排出一部分采空区内的瓦斯。但是巷道维修量大，而且不利于自燃煤层的防火。?3、Y形通风系统?Y形通风系统又叫顺向掺新通风系统。当工作面瓦斯涌出量大，采用顺向通风系统仍不能降低工作面回风流中瓦斯浓度时，可在工作面上平巷引进新鲜风流，将回风流中瓦斯浓度稀释和冲淡，然后排出。它适用于瓦斯含量大的工作面，但巷道维修量大，而且不利于自燃煤层的防火。?4、W形通风
32、系统?W形通风系统适用于双工作面条件。这时开掘三条平巷，使用一条平巷进风，两条平巷回风或者三条平巷都进风、在采空区内保留上下两条平巷作为回风。W形通风系统对降温、防尘、减少漏风和防止采空区自燃都有较好效果，但是巷道施工量和维修量都大。?七、掘进工作面通风方法七、掘进工作面通风方法?煤矿安全规程规定：掘进巷道必须采用矿井全风压通风或局部通风机通风。?1、矿井全风压通风?利用矿井全风压通风具有通风连续可靠，安全性好，管理方便等优点。但这种方法要有足够的总风压，通风距离受到限制，所以仅适用于使用局部通风机不方便，通风距离又不大的巷道掘进中。?2、局部通风机通风?煤矿安全规程规定：煤巷、半煤岩巷和有瓦
33、斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式，不得采用抽出式；如果采用混合式，必须制定安全措施。?八、矿井通风设施八、矿井通风设施?1、矿井通风设施种类?(1)风门：风门是在不允许风流通过、但需行人或行车的巷道中设置。?(2)风墙：风墙又叫密闭，是专门为隔断风流而在不行人或车的巷道中设置。?(3)风桥：风桥是将两股平面交叉的进风流和回风流隔断成立体交叉的一种通风设施。它使进风与回风互不相掺。?(4)调节风窗：调节风窗安装在风门上，移动插板来调节窗口面积，以控制通过风量的大小。?2、爱护矿井通风设施?(1)不经通风部门批准，任何人不准随便损坏和拆除矿井通风设施。?(2)通过风门时，一定要关好风门。切不
34、可把一条巷道中相邻两道风门同时敞开，要过一道关一道。?(3)不可随便移动调节风窗的插板或将窗口堵严。?(4)井下栅栏、警示牌、瓦斯记录牌和测风站等通风辅助设施，任何人不准随便拆毁、摘除、涂改或移动。?(5)如发现矿井通风设施损坏，应立即向有关部门或领导报告，以便及时修复。第五节采煤方法?采煤方法是采煤系统和回采工艺这两项内容的总称。不同的采煤方法所采用的采煤巷道布置系统及回采工艺不同。以下简述我国常见的巷道布置系统和各种采煤工艺。?一、采煤工作面巷道布置?(一)走向长壁采煤法工作面巷道布置走向长壁工作面巷道的特点是：工作面两巷基本上呈水平状态，而工作面是沿倾斜的。?这种布置方式一般用于缓倾斜煤
35、层的开采。图3-25 走向长壁采煤工作面巷道布置1-采空区；2-工作面回风巷；3-工作面进风巷；4-工作面；5-开切眼?(二)倾斜长壁采煤工作面巷道布置?倾斜长壁采煤工作面的进风巷和回风巷是沿煤层的倾斜方向布置的。工作面也是沿煤层倾斜方向推进的。工作面巷道布置如图3-26所示。图3-26 倾斜长壁采煤工作面巷道布置1-工作面进风巷；2-工作面回风巷；3-开切眼；4-进风大巷；5-回风大巷?(三)急倾斜煤层采煤工作面巷道布置?1、台阶采煤法工作面巷道布置?台阶式采煤方法是我国用于开采急倾斜薄及中厚煤层的一种走向长壁采煤法。由于煤层倾角大，把工作面煤壁设计为台阶状。根据上下台阶间的相对位置关系，台
36、阶式采煤法又分为“倒台阶”和“正台阶”两种。?图3-27所示为倒台阶采煤工作面立面图图3-27所示为倒台阶采煤工作面立面图?2、水平分层采煤法工作面巷道布置?水平分层采煤法是开采急倾斜厚煤层的常用方法。它是将急倾斜煤层划分成若干个厚23m的水平分层，每一个分层布置一个回采工作面。不论煤层倾角多大，工作面始终保持水平。?采用单巷布置时，每一个分层只掘一条分层平巷。回采第一分层前，超前回采工作面沿走向每隔56m从区段运输平巷向上掘一个溜眼，贯通第一分层平巷。图3-28 单巷布置的水平分层回采工作面运煤、通风路线1、区段运输平巷；2-分层平巷；3-回采工作面；4-人工假顶；5-溜眼?二、采煤工作面回
37、采工艺?长壁式采煤工作面的回采工艺包括工作面破煤、装煤、运煤、支护及采空区处理五大项内容。?(一)炮采工作面回采工艺?炮采工作面是指以钻爆法落煤、人工装煤、金属摩擦支柱或单体液压支柱配合金属铰接顶梁或型梁支护的工作面。?1、工作面破煤?(1)工作面炮眼布置。炮眼布置是根据煤层的采高、硬度及顶板岩性而定的。炮眼布置有：单排眼、平行眼、三花眼和五花眼等几种。?(2)装药放炮。炮眼打好后，即可装药。炮眼装药有两种：正向装药，用于有瓦斯煤尘爆炸条件下；反向装药，在没有瓦斯煤尘爆炸条件下才可使用。?装药后，放炮员连线，各炮眼一般都采用串联方式。连线完成后，将人员撤入安全地点，设好放炮警戒便可以放炮了。?
38、2、装煤?工作面放炮结束、炮烟散完，装煤人员就可以进入装煤点攉煤了。?3、运煤?炮采工作面运煤普遍采用可弯曲刮板输送机将煤运入顺槽运出工作面。?4、支护?炮采工作面的基本支架，是依靠单体支柱配合金属铰接顶梁或型梁支护顶板的。?5、采空区处理?工作面煤被采出后，必须对采空区后方的顶板进行处理。采空区处理方法根据煤层开采条件一般有三种：全部垮落法、充填法、缓慢下沉法。?我们通常都采用全部垮落法。第六节矿 图?矿图是反映井下煤层的产状、地质构造，各种巷道之间、各煤层之间、采区与采区之间、水平与水平之间、水平和采区内部以及井上、井下之间相对位置和相互关系的图纸。?一、煤矿安全规程有关矿图规定?煤矿安全
39、规程规定，井下煤矿必须及时填绘反映实际情况的下列图纸：?(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、防火注浆、压风、充填、抽放瓦斯等管路系统图。?(9)井下通讯系统图。?(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。?二、矿图的绘制要素?绘制矿图的5个要素是比例尺、坐标系统、高程、标高投影和图例。?1、比例尺?绘制各种矿图时，必须将它们实际的水平尺寸缩小若干倍后再描绘在图纸上。例如井下采掘工程平面图为1:200、1:100或
40、1:50等。?2、坐标系统?为了准确地反映图件的地理位置，必须具有坐标系统。常用的坐标系统有：地理坐标和平面直角坐标两种。?（1）地理坐标?地理坐标是一种网络全球的统一坐标。在这种坐标中，地面上任一点的位置用它在地球球面上的经纬度表示。某一点的经纬度就称为该点的地理坐标或称球面坐标。?（2）平面直角坐标?平面直角坐标由两条相互垂直的直线构成(此时将该测区的球面当作平面来看待)，?如图3-30所示。如图3-30所示?纵坐标OX与地球子午线方向一致，表示南北方向；横坐标OY表示东西方向；纵横坐标轴的交点O，称为坐标原点。在平面XOY上，一点的位置可用该点对坐标轴的垂直距离来确定，这就是该点的坐标。
41、?图3-30中，1号井井口在OX轴方向的距离为1522m，用X表示；在OY轴方向上的距离为1835m，用y表示。?这样1号井井口的坐标为：X1522m；y1835m。?3、高程?高程是地面或井下任一点至水准面的垂直距离，又称标高，也是该点的第三坐标。由于所选取的水准面不同，高程：绝对高程和相对高程。?（1）绝对高程?绝对高程又称海拔。我国是以黄海平均海水面作为起算面。?2相对高程?相对高程是地面或井下任一点至假定的水准面的垂直距离。?三、标高投影?标高投影是把空间物体垂直投影到零水平面上，并将标高数值注在各点投影位置的旁侧，用来说明各点高于或低于零水平面的数值。图3-31 标高示意图?图3-32为巷道标高投影图。?从图中既可看出巷道的水平投影状态，又能看出巷道高低起伏的位置关系。五、图例?图例就是图纸所用符号的含义，一般常用的矿图都有国家统一规定的图例。主要矿图图例见表3-1。图3-31 标高示意图图3-32 巷道标高投影图1-大巷；2-上山；A、B、C-标高点
