煤礦安全培訓(xùn)教案樣式

1、課程名稱煤礦開采基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)時(shí)3任課教師徐海蕓援課對(duì)像全員教學(xué)目的和要求1.了解礦井開拓、井下、地面生產(chǎn)系統(tǒng)；2.熟悉煤礦地質(zhì)基本知識(shí)；3.掌握煤礦采掘基本知識(shí)；4.掌握礦井通風(fēng)基本知識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)1.地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響；2.爆破技術(shù)；3.巷道施工方法；4.綜采放頂煤采煤工藝；5.礦井通風(fēng)系統(tǒng)。教學(xué)難點(diǎn)1.地質(zhì)構(gòu)造的現(xiàn)場(chǎng)判斷與分析；2.礦山壓力顯現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)管理；3.采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)與安全生產(chǎn)關(guān)系。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 礦井開拓與生產(chǎn)系統(tǒng)一.礦井開拓方式1.立井開拓立井開拓是指利用垂直巷道由地面進(jìn)入地下，并通過一系列巷道通達(dá)煤層的開拓方式。當(dāng)煤層埋藏較深，表土層厚，瓦斯、水文情況復(fù)雜等情況下廣泛應(yīng)用的

2、一種開拓方式。2.斜井開拓斜井開拓是指利用傾斜巷道由地面進(jìn)入地下，并通過一系列巷道通達(dá)煤層的一種開拓方式。根據(jù)井筒位置和開拓巷道布置方式的不同，可分為片盤斜井和斜井分區(qū)式開拓。當(dāng)煤炭?jī)?chǔ)量較少時(shí)可采用片盤斜井開拓；斜井分區(qū)式開拓又分單水平分區(qū)式開拓和多水平分區(qū)式開拓。3.平硐開拓平硐開拓是指利用水平巷道從地面進(jìn)入地下并通過一系列巷道通達(dá)煤層的開拓方式。采用平硐開拓時(shí)，一般以一條主平硐擔(dān)負(fù)運(yùn)煤、出矸、進(jìn)風(fēng)、排水、設(shè)置管路和行人等任務(wù)，在井田上部回風(fēng)水平開掘回風(fēng)平硐或回風(fēng)井。當(dāng)煤層賦存位置在較高的山嶺、丘陵、溝谷中時(shí)可采用平硐開拓。4.綜合開拓綜合開拓是指借助于兩種或兩種以上井筒形式從地面進(jìn)入地下，

3、并通過一系列巷道通達(dá)煤層的開拓方式。如立井+斜井、平硐+斜井、立井+平硐以及立井+斜井+平硐等開拓方式。如果只采用單一的井硐形式開拓井田，可能遇到技術(shù)上的困難或在經(jīng)濟(jì)上不合理，因此要應(yīng)用兩種或兩種以上井硐開拓井田。二.礦井生產(chǎn)系統(tǒng)（一）井下生產(chǎn)系統(tǒng)煤礦井下生產(chǎn)系統(tǒng)主要有采煤系統(tǒng)、掘進(jìn)系統(tǒng)、運(yùn)煤系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、運(yùn)料排矸系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)等。在煤礦生產(chǎn)過程中這些系統(tǒng)擔(dān)負(fù)提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、人員安全進(jìn)出、材料設(shè)備上下井、矸石出運(yùn)、供電、供氣、供水等任務(wù)，生產(chǎn)系統(tǒng)的暢通和安全是礦井安全生產(chǎn)的前提和保證。1.采煤系統(tǒng)煤礦生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)是利用各種采煤方法進(jìn)行采煤作業(yè)。采煤系統(tǒng)包括合理的巷道布

4、置和適宜的采煤工藝（包括破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)、采空區(qū)處理等）。2.掘進(jìn)系統(tǒng)掘進(jìn)系統(tǒng)就是按照井田開采規(guī)劃的總體部署和采煤設(shè)計(jì)要求，開掘各種類型的巷道，合理而有序地開采煤炭資源的準(zhǔn)備系統(tǒng)。采掘銜接是礦井生產(chǎn)均衡的重要保證，掘進(jìn)作業(yè)是其中的重要環(huán)節(jié)。3.運(yùn)煤系統(tǒng)：將井下煤炭運(yùn)輸提升到地面的設(shè)備設(shè)施及井巷布置統(tǒng)稱為運(yùn)煤系統(tǒng)。擔(dān)負(fù)煤炭運(yùn)輸和提升的重要任務(wù)。4.通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮空氣由進(jìn)風(fēng)井進(jìn)入礦井后，經(jīng)過井下各用風(fēng)場(chǎng)所，然后從回風(fēng)井排出礦井，風(fēng)流所經(jīng)過的整個(gè)路線及其配套的通風(fēng)設(shè)施稱為礦井通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦井下生產(chǎn)中重要的系統(tǒng)之一，它負(fù)責(zé)向煤礦井下提供新鮮適宜的空氣，并營(yíng)造一個(gè)舒適的氣候環(huán)境。5.

5、運(yùn)料排矸系統(tǒng)：擔(dān)負(fù)井下需要材料、設(shè)備和矸石的運(yùn)輸、運(yùn)送井下人員的系統(tǒng)稱為運(yùn)料排矸系統(tǒng)，又稱為輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。6.排水系統(tǒng)：抽排礦井地下水的系統(tǒng)稱為排水系統(tǒng)。它的作用就是將礦井水不斷抽排到地面，防止礦井被淹沒，保證人身安全和正常生產(chǎn)。礦井排水系統(tǒng)包括泵房、水倉(cāng)、水泵、管路等設(shè)施。采掘工作面涌水，由區(qū)段運(yùn)輸平巷、采區(qū)上山排到采區(qū)下部車場(chǎng)，經(jīng)運(yùn)輸大巷、石門等巷道的排水溝，自流到井底車場(chǎng)水倉(cāng)，由中央水泵房排到地面。7.動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)：供電和供應(yīng)壓氣的系統(tǒng)統(tǒng)稱為動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)。供電系統(tǒng)主要是為井下機(jī)械設(shè)備提供動(dòng)力。常用的煤礦供電系統(tǒng)是：地面變電所井下中央變電所采區(qū)變電所（移動(dòng)式變電站）工作面配電點(diǎn)。煤礦井下除

6、以上主要生產(chǎn)系統(tǒng)外，還有一些輔助系統(tǒng)，如煤礦安全避險(xiǎn)系統(tǒng)、灌漿系統(tǒng)、瓦斯抽排系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等，都為煤礦安全生產(chǎn)提供技術(shù)、設(shè)施設(shè)備保障。（二）工業(yè)廣場(chǎng)及地面生產(chǎn)系統(tǒng)工業(yè)廣場(chǎng)是布置地面生產(chǎn)系統(tǒng)、建筑物、構(gòu)筑物和井筒位置的場(chǎng)所。工業(yè)廣場(chǎng)建筑物最主要的是主井、副井，其他工業(yè)建筑的位置取決于主、副井的位置；在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，有辦公樓、修配廠、絞車房、礦燈房、變電站、電車房、材料庫(kù)、電工房、油庫(kù)、煤倉(cāng)、金屬支架廠等工業(yè)建筑和設(shè)施；有食堂、宿舍、招待所、醫(yī)院等民用建筑和生活設(shè)施；還有各種管線、軌道等。工業(yè)廣場(chǎng)中還包括地面煤炭深加工系統(tǒng)（原煤的篩分、破碎、揀選、地面儲(chǔ)裝運(yùn)）、地面排矸系統(tǒng)和地面管線系統(tǒng)等。第二節(jié)煤

7、礦地質(zhì)基本知識(shí)一.煤層的形成與賦存特征1.煤層的形成在成煤的古地質(zhì)年代，大量的植物死亡后，堆積在停滯水體中的植物遺體經(jīng)泥炭化作用，轉(zhuǎn)變成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉埋至地下深部，經(jīng)成巖作用而轉(zhuǎn)變成褐煤；溫度和壓力逐漸增高，再經(jīng)變質(zhì)作用后轉(zhuǎn)變成煙煤至無煙煤。2.煤層的形態(tài)與結(jié)構(gòu)煤在地下通常是呈層狀埋藏的，煤層在空間的展布特征，稱為煤層形態(tài)。根據(jù)煤層在空間的連續(xù)情況，可分為層狀、似層狀、不規(guī)則狀、馬尾狀等煤層形態(tài)。煤層結(jié)構(gòu)是指煤層中夾矸的數(shù)量和分布特征。按是否含有夾矸層，常將煤層分為以下2種：（1）簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層，是指不含夾矸的煤層。（2）復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，是指含有夾矸的煤層。3

8、.煤層的頂板與底板（1）頂板。正常層序的含煤地層中覆蓋在煤層上面的巖層稱為頂板。根據(jù)巖層相對(duì)于煤層的位置和垮落性能、強(qiáng)度等特征的不同，頂板可分為偽頂、直接頂和基本頂3種。在采煤過程中，直接頂是頂板管理的重要部位。偽頂是指位于煤層之上，隨采隨落的極不穩(wěn)定巖層。其厚度一般在0.5 m以下，多由頁(yè)巖、碳質(zhì)頁(yè)巖組成，不易支護(hù)。直接頂是指位于煤層或偽頂之上，具有一定的穩(wěn)定性，移架或回柱后能自行垮落的巖層。其厚度一般為12 m，多由頁(yè)巖、泥巖、粉砂巖及少量的石灰?guī)r組成?；卷斒侵肝挥谥苯禹敾蛎簩又?，通常厚度及巖石強(qiáng)度較大且難以垮落的巖層?；卷斠话阒话l(fā)生緩慢下沉，在采空區(qū)上方懸露一段時(shí)間，達(dá)到相當(dāng)面積之

9、后才垮落一次，其巖性多為砂巖、礫巖和石灰?guī)r等堅(jiān)硬巖石。（2）底板。正常層序的含煤地層中賦存于煤層之下的巖層稱為底板。底板可分為直接底和基本底（又稱老底）2種。直接底是指位于煤層之下硬度較低的巖層，厚度一般幾十厘米至幾米左右，通常為泥巖、頁(yè)巖或黏土巖。基本底是指位于直接底或煤層之下較硬巖層，通常為厚層砂巖、石灰?guī)r等。4.煤層的厚度煤層厚度是指煤層頂、底板之間的垂直距離。根據(jù)礦井開采的技術(shù)特點(diǎn)，煤層厚度可大致分為以下3類：（1）薄煤層，是指厚度為1.3 m以下的煤層。（2）中厚煤層，是指厚度為1.33.5 m的煤層。（3）厚煤層，是指厚度為3.5 m以上的煤層。在實(shí)際工作中，習(xí)慣上把厚度大于8 m

10、的煤層稱為特厚煤層。在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的煤層中，煤層厚度可分為總厚度和有益厚度?？偤穸仁侵赴▕A矸在內(nèi)的全厚度；有益厚度是指除去夾矸的純煤厚度。5.煤（巖）層的產(chǎn)狀煤層產(chǎn)狀是指煤層在空間的位置及特征。煤層產(chǎn)狀要素有走向、傾向和傾角。（1）走向。煤層走向線是指煤層層面與水平面相交的線。走向線兩端所指的方向稱為走向。走向代表煤層在水平面中的延伸方向。（2）傾向。煤層層面上與走向垂直的線稱為傾斜線。傾斜線由高向低在水平面投影所指的方向稱為傾向。（3）傾角。煤層層面與水平面所夾的最大銳角稱為傾角。根據(jù)礦井開采技術(shù)的特點(diǎn)，煤層按傾角大致可分為4類：近水平煤層，是指傾角為8以下的煤層。緩傾斜煤層，是指傾角為825

11、的煤層。傾斜煤層，是指傾角為2545的煤層。急傾斜煤層，是指傾角為45以上的煤層。二.地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造是指煤巖體在地殼運(yùn)動(dòng)作用下發(fā)生變化留下的形態(tài)或跡象。礦井地質(zhì)構(gòu)造包括井田范圍內(nèi)的褶皺、斷層、節(jié)理和層間滑動(dòng)等。礦井地質(zhì)構(gòu)造是影響煤礦生產(chǎn)和安全最重要的地質(zhì)條件，也是巖體失穩(wěn)的重要地質(zhì)因素。（一）常見的構(gòu)造形態(tài)1.褶皺構(gòu)造巖層或煤層在地應(yīng)力作用下形成的一系列連續(xù)的彎曲形態(tài)稱為褶皺構(gòu)造。每一個(gè)單獨(dú)的彎曲稱為褶曲。巖層向上凸起，并且核部是老地層、兩側(cè)為新地層者稱為背斜；巖層向下凹陷，并且核部是新地層、兩側(cè)為老地層者稱為向斜。2.斷裂構(gòu)造煤（巖）層受力后發(fā)生斷裂，出現(xiàn)斷裂面，失去了連續(xù)完整性的構(gòu)造形態(tài)

12、稱為斷裂。斷裂面兩側(cè)煤（巖）層沒有發(fā)生明顯位移的斷裂構(gòu)造稱為裂隙或節(jié)理；斷裂面兩側(cè)煤（巖）層產(chǎn)生明顯位移的斷裂構(gòu)造稱為斷層。為了描述斷層的性質(zhì)及其在空間的位置和形態(tài)，可用斷層要素來表示。斷層要素包括斷層面、斷層線、上盤、下盤和斷距等。根據(jù)斷層上、下盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向，斷層可分為正斷層、逆斷層和平推斷層。（1）正斷層，是指上盤相對(duì)下降，下盤相對(duì)上升的斷層。（2）逆斷層，是指上盤相對(duì)上升，下盤相對(duì)下降的斷層。（3）平推斷層，是指兩盤沿?cái)鄬用孀魉椒较蛳鄬?duì)位移的斷層。3.沖蝕、陷落柱和巖漿侵入（1）沖蝕，是指成煤后水流侵蝕了煤層、頂板甚至底板，而過后又被砂石充填的現(xiàn)象，又稱沖刷帶。有的還在煤層內(nèi)形成包

13、裹體。（2）陷落柱，是指煤系地層下部可溶性巖石在地下水溶蝕和重力作用下產(chǎn)生的坍塌現(xiàn)象。由于坍塌呈圓形或不甚規(guī)則的橢圓形柱狀體，所以稱為“陷落柱”。陷落柱內(nèi)有大小不等的煤塊、巖塊和其他雜質(zhì)膠結(jié)在一起，不堅(jiān)硬，有的有積水、瓦斯等。在水文地質(zhì)復(fù)雜的礦井中，陷落柱常是地下水的良好通道。陷落柱頂板難于管理。（3）巖漿侵入體。含煤區(qū)域內(nèi)的巖漿活動(dòng)，無論是侵入、穿插或接觸煤層，均可導(dǎo)致煤層的破壞和煤的變質(zhì)，有的巖漿巖體還直接破壞煤層頂?shù)装澹鬼數(shù)装迨ゾ恍?。巖漿侵入體的存在，是影響煤礦正常生產(chǎn)和安全的地質(zhì)因素之一。（二）地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響1.褶皺的影響大型背、向斜軸部附近頂板壓力常有增大現(xiàn)象，必

14、須加強(qiáng)支護(hù)，否則容易發(fā)生冒頂事故，給頂板管理帶來困難。有瓦斯突出傾向的礦井，向斜附近往往是瓦斯突出易發(fā)區(qū)域。2.斷層的影響（1）斷層帶巖石破碎，裂隙發(fā)育，易冒落，頂板管理困難。（2）較大的斷層破碎帶充滿水后，可形成一個(gè)較大的儲(chǔ)水構(gòu)造；同時(shí)，斷層破碎帶還可以溝通若干個(gè)含水層，形成導(dǎo)水構(gòu)造。當(dāng)施工至這類含水構(gòu)造時(shí)，容易造成水災(zāi)。（3）斷層破碎帶透氣性能較好，在高瓦斯礦井中，瓦斯極易在此積聚，可能會(huì)造成瓦斯突出，給安全生產(chǎn)帶來威脅。斷層的開放性、封閉性對(duì)附近瓦斯涌出形式有較大影響。（4）斷層破壞了煤層的連續(xù)性，給采區(qū)劃分、工作面布置帶來難度。較大斷層可形成較寬的無煤帶，既損失寶貴的煤炭資源，又使采煤

15、工藝復(fù)雜化，給煤礦安全生產(chǎn)帶來不利影響。第三節(jié) 煤礦采掘基本知識(shí)一.礦井爆破（一）爆破器材1.炸藥炸藥是在一定條件下，能夠發(fā)生快速化學(xué)反應(yīng)、放出大量熱量、生成大量氣體產(chǎn)物，顯示爆炸效應(yīng)的化合物或混合物。炸藥爆炸后，在巖體內(nèi)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓沖擊波，沖擊波從爆源向巖體內(nèi)傳播，并對(duì)周圍煤巖體發(fā)生作用，把煤炭或巖石破碎下來。礦用炸藥分為煤礦許用炸藥和非煤礦許用炸藥，準(zhǔn)許在地下有瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)的工作面使用的安全炸藥稱為煤礦許用炸藥。煤礦井下的所有爆破作業(yè)工作面，必須使用煤礦許用炸藥。2.雷管雷管是一種裝有起爆藥的小管，用來起爆炸藥的專用材料。雷管按起爆方式分為火雷管和電雷管兩種，電雷管由電能來起爆。電雷

16、管又分為瞬發(fā)雷管、秒延期雷管和毫秒延期雷管。煤礦井下廣泛使用毫秒延期電雷管。3.發(fā)爆器發(fā)爆器是用來供給電爆網(wǎng)路的電雷管起爆電能的儀器。煤礦安全規(guī)程規(guī)定，井下爆破必須使用發(fā)爆器。（二）爆破技術(shù)1.掘進(jìn)工作面爆破（1）炮眼分類及布置掘進(jìn)工作面的炮眼，按其所起作用不同，可分為以下三類：掏槽眼（又名掏心眼）。掏槽眼的作用是首先將工作面上某部分巖石破碎下來，為工作面形成第二個(gè)自由面，為其他炮眼的爆破創(chuàng)造有利條件。掏槽眼應(yīng)比其他炮眼深1520厘米，叫做超深。超深的作用是使其他炮眼利用率提高。掏槽眼又分斜眼掏槽法、直眼掏槽法、混合式掏槽法。輔助眼。輔助眼又稱崩落眼，其作用是大量崩落巖石和進(jìn)一步擴(kuò)大掏槽的炮眼

17、。輔助眼要均勻布置在掏槽眼與周邊眼之間，其眼距一般為500700。周邊眼。周邊眼是爆落巷道周邊巖石，最后形成巷道斷面設(shè)計(jì)輪廓的炮眼。有頂眼、幫眼、底眼和水溝眼。（2）主要爆破參數(shù)巷道掘進(jìn)的爆破參數(shù)主要包括炮眼直徑、炮眼深度、炮眼數(shù)目、單位炸藥消耗量的具體規(guī)定。巷道掘進(jìn)爆破作業(yè)要按照煤礦安全規(guī)程及爆破參數(shù)執(zhí)行。2.回采工作面爆破（1）炮眼種類及布置炮眼布置方式單排眼：用于薄煤層、煤質(zhì)較軟及節(jié)理發(fā)育的煤層。雙排眼：包括對(duì)眼、三花眼。一般用于采高較小的中厚煤層及煤質(zhì)中硬的工作面。三排眼：即五花眼。用于煤層堅(jiān)硬和采高較大的中厚煤層工作面。（2）主要爆破參數(shù)炮采工作面的爆破參數(shù)主要包括炮眼布置、間距、炮

18、眼深度、炮眼數(shù)目、單位炸藥消耗量的具體規(guī)定。炮采工作面爆破作業(yè)要按照煤礦安全規(guī)程及爆破參數(shù)執(zhí)行。二.巷道施工巷道施工方法包括鉆眼爆破法和機(jī)械化掘進(jìn)法。其主要工序有破巖、裝巖、運(yùn)巖和支護(hù)等。（一）破巖1.鉆眼爆破法鉆爆破巖法是指利用電鉆或風(fēng)鉆進(jìn)行打眼、裝藥爆破的方法。為了提高打眼的速度可以使用專門的鉆眼機(jī)械打眼。鉆爆破巖法推廣光面爆破。光面爆破（簡(jiǎn)稱光爆）是指在鉆眼爆破過程中，通過采取一定措施，使爆破后的巷道斷面形狀、尺寸基本符合設(shè)計(jì)要求，并盡量使巷道輪廓以外的圍巖不受破壞的一種破巖方法。光面爆破是一種合理利用炸藥能量的控制爆破技術(shù)，爆破后巖壁無明顯的爆震龜裂，保護(hù)了圍巖的整體性，提高了圍巖的穩(wěn)

19、定性與自承能力。2.機(jī)械化破巖法機(jī)械化破巖是指利用綜掘機(jī)對(duì)煤巖體進(jìn)行切割和破碎的方法。具有掘進(jìn)速度快、效率高、巷道成形好、施工質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，在煤巷掘進(jìn)中得到廣泛應(yīng)用。采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)可與自卸車、梭車、皮帶運(yùn)輸機(jī)等配套，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、運(yùn)輸連續(xù)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)鑿巖機(jī)一次成巷施工。（二）裝巖與運(yùn)巖裝運(yùn)巖煤有人工裝運(yùn)和機(jī)械裝運(yùn)2種方法。常用的裝巖機(jī)有耙斗式、鏟斗式、蟹爪式裝巖機(jī)等設(shè)備。運(yùn)輸普遍采用礦車，用人或電機(jī)車調(diào)車。掘進(jìn)煤巷時(shí)可以直接用刮板輸送機(jī)或帶式輸送機(jī)運(yùn)煤，綜掘設(shè)備本身連接有裝煤運(yùn)煤設(shè)施。（三）巷道支護(hù)維持巷道的有效斷面，保持巷道安全使用空間的工作稱為巷道支護(hù)，其目的是阻止圍巖變形和垮落，防

20、止頂板事故發(fā)生。巷道支護(hù)材料有水泥、石料、混凝土、木材和金屬材料（如輕便鋼軌、礦用工字鋼、特殊工字鋼、礦用特殊型鋼等）。支護(hù)的形式有架棚支護(hù)（金屬拱形支護(hù)、木支護(hù)）、錨桿支護(hù)、錨噴支護(hù)、砌碹支護(hù)等。其中，錨噴支護(hù)和砌碹支護(hù)屬于巷道永久支護(hù)，其服務(wù)年限較長(zhǎng)。1.架棚支護(hù)架棚支護(hù)按棚式支架的材料構(gòu)成，可分為木支架、金屬支架和鋼筋混凝土支架3種；按巷道斷面形狀可分為梯形支架和拱形支架；按支架結(jié)構(gòu)可分為剛性支架和可縮性支架。2.砌碹支護(hù)砌碹支護(hù)的主要形式是直墻拱頂式,是一種被動(dòng)支護(hù)形式，該支護(hù)具有堅(jiān)固、耐久、防火、通風(fēng)阻力小等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是施工復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、成本高和進(jìn)度慢等。直墻拱頂支護(hù)由拱、墻和基

21、礎(chǔ)3部分組成。3.錨桿支護(hù)、噴射混凝土與噴漿支護(hù)錨噴支護(hù)。錨桿支護(hù)就是將錨桿預(yù)設(shè)在圍巖中，使巖體得以加固，形成一個(gè)完整的支護(hù)結(jié)構(gòu)，是一種主動(dòng)支護(hù)形式。錨桿的種類有鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿、金屬錨桿、木錨桿、樹脂錨桿等。噴射混凝土與噴漿支護(hù)：噴射混凝土是將一定配合比的水泥、砂、石子和速凝劑等混合攪拌均勻，裝入噴射機(jī)，以壓縮空氣為動(dòng)力，使拌合料沿管路吹送至噴頭處與水混合，并以較高的速度噴射在巖面上凝結(jié)硬化而成的一種支護(hù)形式。錨噴支護(hù)是錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)和錨桿+噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)的總稱。三.采煤工藝在采煤工作面內(nèi)按照一定順序完成各項(xiàng)工序及其配合方式，稱為采煤工藝。采煤工藝與回采巷道布置及其在時(shí)間上

22、、空間上的相互配合總稱為采煤方法。（一）綜采放頂煤采煤工藝綜采放頂煤工藝的主要特點(diǎn)是采用采煤機(jī)割煤和放頂煤。綜采放頂煤工藝是在厚煤層中沿煤層底板布置采煤工作面，煤壁采用采煤機(jī)割煤，頂煤從支架后部放煤口放煤，用前后2個(gè)刮板輸送機(jī)運(yùn)煤的采煤工藝。綜采放頂煤與綜采工藝基本相似，只是綜采放頂煤適用于厚煤層開采，且多一道放煤工序。放煤是利用礦山壓力將工作面頂部煤在工作面推進(jìn)過后破碎，在支架掩護(hù)梁上的放煤窗口放落，并將冒落頂煤通過后部刮板輸送機(jī)運(yùn)出。放頂煤綜采機(jī)械由采煤機(jī)、自移式液壓支架及2部刮板輸送機(jī)所組成。其中，液壓支架與普通支架有所不同，即：在掩護(hù)梁上具有一個(gè)液控落煤窗口，在掩護(hù)梁下安裝第2臺(tái)刮板輸

23、送機(jī)。（二）礦山壓力概述1.礦山壓力的基本概念礦山壓力是由于采掘活動(dòng)的影響，在采掘空間周圍巖體上及支護(hù)物上所產(chǎn)生的力稱為礦山壓力。由于礦山壓力的作用將引起圍巖及支護(hù)物的位移、變形、破壞等一系列的力學(xué)現(xiàn)象稱為礦壓顯現(xiàn)。礦壓是礦壓顯現(xiàn)的原因，礦壓顯現(xiàn)是礦壓作用的結(jié)果，礦壓存在是絕對(duì)的、不可控制的，礦壓顯現(xiàn)是相對(duì)的、有條件的、可以控制的。影響礦山壓力顯現(xiàn)的基本因素有巖石力學(xué)性質(zhì)、開采深度、煤層傾角、節(jié)理、裂隙、斷層與褶曲、擠壓與破碎帶等；巷道位置、開采程序、支護(hù)方法、頂板控制方法、工作面推進(jìn)速度、采高與直接頂?shù)目缇喾Q為初次垮落步距?？仨斁?、上部煤層殘留煤柱等開采因素對(duì)礦山壓力顯現(xiàn)也有很大的影響。2.

24、采煤工作面直接頂?shù)某醮慰迓浜屠享數(shù)闹芷趤韷海?）直接頂?shù)某醮慰迓洌汗ぷ髅孀蚤_切眼向前推進(jìn)一段距離后（8-25米），假如沒有支護(hù)，直接頂懸露達(dá)到一定距離，在其重力的作用下，就要開始跨落，稱為工作面直接頂?shù)某醮慰迓?，?guī)程規(guī)定：采煤工作面必須按作業(yè)規(guī)程的規(guī)定及時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。直接頂不能任其自然垮落。當(dāng)工作面推進(jìn)距離達(dá)到初次垮落距時(shí)，要進(jìn)行初次放頂。采煤工作面初次放頂時(shí)必須制定安全措施，采煤區(qū)（隊(duì)）長(zhǎng)要親臨現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指揮。（2）工作面老頂?shù)闹芷趤韷海弘S著回采工作面的推進(jìn)，在老頂初次來壓以后，裂隙帶巖層形成的結(jié)構(gòu)，將始終經(jīng)歷“穩(wěn)定-失穩(wěn)-再穩(wěn)定”的變化，這種變化將呈現(xiàn)周而復(fù)始的過程。由于結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)導(dǎo)

25、致了工作面頂板的來壓。這種來壓也將隨著工作面的推進(jìn)而呈周期性出現(xiàn)。因此，由于裂隙帶巖層周期性失穩(wěn)而引起的頂板來壓現(xiàn)象稱之為工作面頂板的周期來壓。周期來壓的主要表現(xiàn)形式是：頂板下沉速度急劇增加，頂板的下沉量變大；支柱所受的載荷普遍增加；有時(shí)還可能引起煤壁片幫、支柱折損、頂板發(fā)生臺(tái)階下沉等現(xiàn)象。如果支柱參數(shù)選擇不合適或者單體支柱穩(wěn)定性較差，則可能導(dǎo)致局部冒頂、甚至頂板沿工作面切落等事故。工作面周期來壓時(shí)的安全措施：通過礦壓觀測(cè)，準(zhǔn)確判斷周期來壓的時(shí)間和位置，做好預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。做好來壓前的支護(hù)工作，保證支架的規(guī)格質(zhì)量，保證一定的支護(hù)密度和支架穩(wěn)定性。合理縮小控頂距，以利于工作面維護(hù)。保證直接頂垮落的

26、質(zhì)量。采空區(qū)冒落的矸石可以減輕老頂?shù)膩韷簭?qiáng)度。加強(qiáng)正規(guī)循環(huán)，保持工作面推進(jìn)速度。第四節(jié) 礦井通風(fēng)基本知識(shí)一.礦井通風(fēng)概述（一）礦內(nèi)空氣礦內(nèi)空氣是礦井井巷內(nèi)氣體的總稱。它包括地面進(jìn)入井下的新鮮空氣和井下的有毒有害氣體、浮塵。礦內(nèi)空氣的主要來源是地面空氣，但地面空氣進(jìn)入井下后，化學(xué)成分和物理狀態(tài)會(huì)發(fā)生一系列的變化，因而礦內(nèi)空氣與地面空氣在性質(zhì)上和成分上均有較大差別。地面空氣進(jìn)入井下后，由于煤巖中涌出各種氣體以及可燃物的氧化，其成分發(fā)生變化。風(fēng)流在經(jīng)過采掘面等用風(fēng)地點(diǎn)之前，氣成分變化不大，稱為新鮮空氣或新風(fēng)；風(fēng)流經(jīng)過采掘工作面等用風(fēng)地點(diǎn)后，其成分發(fā)生較大的變化，稱為污濁空氣或乏風(fēng)。1.礦內(nèi)空氣主要成

27、分礦內(nèi)空氣與地面空氣的成分盡管不同，但其成分仍是以氧氣和氮?dú)鉃橹?，另外包含少量其它氣體。2.礦內(nèi)空氣中的有毒有害氣體（1）一氧化碳：一氧化碳是無色、無味、無臭的氣體。一氧化碳毒性很強(qiáng)，吸入人體后會(huì)引起中毒、窒息，濃度為04就可使人致命中毒。一氧化碳的主要來源是：火災(zāi)、爆破工作、瓦斯和煤塵爆炸。（2）硫化氫：硫化氫是一種無色、微甜、帶有臭雞蛋味的氣體，能燃燒，有強(qiáng)烈的毒性。對(duì)人的眼睛、黏膜及呼吸系統(tǒng)有強(qiáng)烈刺激作用。濃度為0.05%時(shí)，半小時(shí)內(nèi)人失去知覺、痙攣、死亡。硫化氫的主要來源：有機(jī)物腐爛、硫化礦物水解、老空積水中釋放、煤巖中放出。（3）二氧化硫：二氧化硫是一種無色、具有強(qiáng)硫磺臭味的氣體，易

28、溶于水，易積聚在巷道底部。二氧化硫?qū)θ梭w影響較大，能強(qiáng)烈刺激眼和呼吸器官，使喉嚨和支氣管發(fā)炎，呼吸麻痹，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起肺水腫。二氧化硫的主要來源：含硫礦物氧化、燃燒、在含硫礦體中爆破，以及從含硫礦層中涌出。（4）二氧化氮：二氧化氮是一種紅褐色氣體，極易溶于水，它與水結(jié)合形成硝酸，對(duì)眼睛、鼻腔呼吸及肺部組織起破壞作用，引起肺水腫，但起初只感覺到呼吸道受刺激、咳嗽，經(jīng)過624小時(shí)后才出現(xiàn)中毒征兆。俗稱的炮煙熏人，其實(shí)質(zhì)就是二氧化氮中毒。二氧化氮的主要來源是井下爆破。（5）氨氣：氨氣是一種無色、具有強(qiáng)烈的刺激臭味的氣體，易溶于水，毒性很強(qiáng)。氨氣對(duì)人體上呼吸道黏膜有較大刺激作用，引起咳嗽，使人流淚、頭暈

29、，嚴(yán)重時(shí)可至肺水腫。氨氣主要來源是井下爆破。（二）礦井氣候條件要求煤礦作業(yè)人員在井下工作時(shí)，需要一個(gè)適宜的氣候條件，包括適宜的溫度、濕度、風(fēng)速。（1）采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中，氧氣濃度不低于20，二氧化碳濃度不超過0.5。（2）礦井有害氣體的最高允許濃。瓦斯、二氧化碳和氫氣的允許濃度按煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。（3）采掘工作面的空氣溫度不得超過26，機(jī)電硐室的空氣溫度不得超過30。采掘工作面的空氣溫度超過30.機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過34時(shí)，必須停止作業(yè)。（4）采煤工作面、掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷最低允許風(fēng)速為0.25 m/s，掘進(jìn)中的巖巷最低允許風(fēng)速為0.15 m/s，最高允許風(fēng)速均為4 m/

30、s。（三）礦井通風(fēng)的基本任務(wù)1.供給井下人員呼吸所需要的氧氣；2.稀釋和排除井下的各種有害氣體和礦塵；3.調(diào)節(jié)井下氣候條件，創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境；4.提高礦井的抗災(zāi)能力。二.礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)是指向礦井輸送空氣的通風(fēng)方法、通風(fēng)方式、礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)構(gòu)筑物的統(tǒng)稱。1.礦井通風(fēng)方法礦井通風(fēng)方法是指礦井主要通風(fēng)機(jī)對(duì)井下供風(fēng)的工作方法。煤礦安全規(guī)程規(guī)定每一礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)。機(jī)械通風(fēng)就是利用通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓，對(duì)礦井和井巷進(jìn)行通風(fēng)的方法。礦井主要通風(fēng)機(jī)對(duì)井下供風(fēng)的工作方式可分為抽出式、壓入式和抽壓混合式3種。礦井必須安裝2套同等能力的主要通風(fēng)機(jī)裝置，1套工作另1套作備用，備用通風(fēng)機(jī)必須能在10

31、min內(nèi)開動(dòng)。生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)施，并能在10 min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向；當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)機(jī)的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量的40。2.礦井通風(fēng)方式根據(jù)進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井之間的相互位置關(guān)系不同，礦井通風(fēng)方式可分為中央式、對(duì)角式和混合式3類。（1）中央式通風(fēng)。中央式通風(fēng)是指進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井大致位于井田走向的中央。按進(jìn)、回風(fēng)井在井田傾斜方向位置的不同又分為中央并列式和中央邊界式2種。（2）對(duì)角式通風(fēng)。對(duì)角式通風(fēng)是指進(jìn)風(fēng)井大致位于井田中央，回風(fēng)井位于井田淺部走向上方的通風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)回風(fēng)井在走向位置的不同又可分為兩翼對(duì)角式、分區(qū)對(duì)角式2種。（3）混合式通風(fēng)?；旌鲜酵L(fēng)即中央式與對(duì)角式

32、的混合布置，常見的混合式有中央并列與雙翼對(duì)角混合、中央邊界與雙翼對(duì)角混合及中央并列與中央邊界混合等。3.礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)礦井風(fēng)流按照生產(chǎn)要求在巷道流動(dòng)時(shí)，風(fēng)流分岔、匯合線路的結(jié)構(gòu)形式稱為礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)有串聯(lián)通風(fēng)、并聯(lián)通風(fēng)和角聯(lián)通風(fēng)三種基本形式。串聯(lián)通風(fēng)是指兩條或兩條以上的巷道循序底首尾連接在一起的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，又稱一條龍通風(fēng)；并聯(lián)通風(fēng)是指兩條或兩條以上的通風(fēng)巷道在某一點(diǎn)分開，又在另一點(diǎn)匯合，中間沒有交叉的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)；角聯(lián)通風(fēng)是指在并聯(lián)的兩條風(fēng)路之間，還有一條或數(shù)條風(fēng)路連通的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。礦井通風(fēng)構(gòu)筑物在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，用以隔斷引導(dǎo)和控制風(fēng)流的設(shè)施和裝置，叫做通風(fēng)構(gòu)筑物。它們的作用是保證風(fēng)流按計(jì)劃

33、的方向和風(fēng)量流動(dòng)，以保證井下人員在進(jìn)行正常作業(yè)時(shí)所需要的風(fēng)量風(fēng)速。通風(fēng)構(gòu)筑物主要有風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)墻、風(fēng)窗和風(fēng)硐等。（1）風(fēng)門。在井下平時(shí)行人、行車的巷道內(nèi)設(shè)置的能夠隔斷風(fēng)流和對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)的通風(fēng)構(gòu)筑物稱為風(fēng)門。（2）風(fēng)橋。在進(jìn)、回風(fēng)巷道的交叉點(diǎn)，為避免風(fēng)流短路而建造的通風(fēng)構(gòu)筑物稱為風(fēng)橋。根據(jù)風(fēng)橋的服務(wù)年限，可分為永久性風(fēng)橋和臨時(shí)性風(fēng)橋兩大類。永久性風(fēng)橋有繞道式風(fēng)橋和混凝土（或磚石）風(fēng)橋；臨時(shí)性風(fēng)橋一般用木板或鐵風(fēng)筒構(gòu)成。（3）風(fēng)墻。風(fēng)墻又稱“密閉”，是為截?cái)囡L(fēng)流而在巷道中設(shè)置的隔墻。凡是不運(yùn)輸、不行人，又需遮斷風(fēng)流的井巷都應(yīng)設(shè)有風(fēng)墻，可用它來封閉采空區(qū)、火區(qū)和廢棄的舊巷等。（4）風(fēng)窗。風(fēng)窗又稱“調(diào)節(jié)風(fēng)門”，是安裝在風(fēng)門或其他通風(fēng)設(shè)施上可調(diào)節(jié)風(fēng)量的窗口。在并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，若一個(gè)風(fēng)路中風(fēng)量需要增加，則可在另一風(fēng)路中安設(shè)風(fēng)窗，使并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)中的風(fēng)量按需供應(yīng)，達(dá)到風(fēng)量調(diào)節(jié)的目的。（5）風(fēng)硐。風(fēng)硐是聯(lián)接主要通風(fēng)機(jī)裝置和回風(fēng)井之間的一段巷道，斷面形狀通常是圓形或拱形，以引導(dǎo)風(fēng)流，減少通風(fēng)阻力。三.礦井通風(fēng)基本要求