第3章 煤礦開采基本知識(shí)課件

第三章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)復(fù)習(xí)思考題第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

一、煤層的賦存特征

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。成煤以后被上覆巖層埋在地下。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)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)。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

3.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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

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0.5m以下，多由頁巖、碳質(zhì)頁巖組成，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1～2m，多由頁巖、泥巖、粉砂巖及少量的石灰?guī)r組成。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

基本頂是指位于直接頂或煤層之上，通常厚度及巖石強(qiáng)度較大且難以垮落的巖層。基本頂一般只發(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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

（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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)4.煤層的厚度

煤層厚度是指煤層頂、底板之間的垂直距離，又稱為真厚度。

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：第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

（1）薄煤層，是指厚度為1.3m以下的煤層。

（2）中厚煤層，是指厚度為1.3～3.5m的煤層。

（3）厚煤層，是指厚度為3.5m以上的煤層。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

在實(shí)際工作中，習(xí)慣上把厚度大于8m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。第3章煤礦開采基本知識(shí)ab—走向線；cd—傾向線；ce—傾斜線；α—煤層傾角；1—煤層層面；2—水平面第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)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，如圖（煤層產(chǎn)狀）。

（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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

（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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

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：

①近水平煤層，是指傾角為8°以下的煤層。

②緩傾斜煤層，是指傾角為8°～25°的煤層。

③傾斜煤層，是指傾角為25°～45°的煤層。

④

急傾斜煤層，是指傾角為45°以上的煤層。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

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。第3章煤礦開采基本知識(shí)1—背斜；2—向斜第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)（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)力作用下形成一系列連續(xù)的彎曲形態(tài)稱為褶皺構(gòu)造。每個(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，如圖（背斜和向斜）。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

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)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。第3章煤礦開采基本知識(shí)α—傾角；ab—走向；cd—傾向；1—斷層面；2—上盤；3—下盤第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

斷層要素包括斷層面、斷層線、上盤、下盤和斷距等，如圖（斷層要素）。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

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。

正斷層

（1）正斷層，是指上盤相對(duì)下降，下盤相對(duì)上升的斷層，如圖（正斷層）。第3章煤礦開采基本知識(shí)平推斷層逆斷層第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

（2）逆斷層，是指上盤相對(duì)上升，下盤相對(duì)下降的斷層，如圖（逆斷層）。

（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，如圖（平推斷層）。第3章煤礦開采基本知識(shí)（a）沖蝕；（b）沖刷包裹體第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

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)形成包裹體，如圖（沖蝕和沖刷包裹體）。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

（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”，如圖。巖溶陷落柱第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

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。巖溶陷落柱第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

（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?，如圖。煤層受巖漿侵入破壞1—頂板；2—煤層；3—巖漿巖；4—底板第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

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。煤層受巖漿侵入破壞1—頂板；2—煤層；3—巖漿巖；4—底板第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

（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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)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)。第3章煤礦開采基本知識(shí)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)

（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，即損失寶貴的煤炭資源，又使采煤工藝復(fù)雜化，給煤礦安全生產(chǎn)帶來不利影響。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)

一、礦井開拓方式

開拓巷道在井田內(nèi)的總體布置方式，稱為礦井開拓方式。由這些井巷構(gòu)成的生產(chǎn)系統(tǒng)稱為礦井開拓系統(tǒng)。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)

通常按井筒形式將礦井開拓劃分立井開拓、斜井開拓、平硐開拓和綜合開拓4種方式，如圖所示。開拓系統(tǒng)1—平硐；2—立井；3—斜井；4—上山第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)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)礦體（煤層）的開拓方式。立井開拓是廣泛應(yīng)用的一種開拓方式。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)

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)礦體（煤層）的一種開拓方式。當(dāng)井田劃分為階段或盤區(qū)時(shí)，利用斜井來集中開拓，稱為斜井分區(qū)式開拓（或集中斜井開拓）。當(dāng)井田劃分為一個(gè)水平開采時(shí)，稱為斜井單水平分區(qū)式開拓；劃分為多水平時(shí)，則稱為斜井多水平分區(qū)式開拓。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)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)礦體（煤層）的開拓方式。平硐開拓一般設(shè)主、副平硐或階梯平硐。當(dāng)受到地形限制時(shí)，也可以只設(shè)一個(gè)平硐供煤炭運(yùn)輸及輔助運(yùn)輸用，而在淺部露頭另設(shè)通風(fēng)平硐或通風(fēng)小井，作為回風(fēng)和安全出口。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)4.綜合開拓

綜合開拓是指借助于2種或2種以上井筒形式從地面進(jìn)入地下，并通過一系列巷道通達(dá)礦體（煤層）的開拓方式。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)

二、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，稱為采煤工藝。采煤工藝與回采巷道布置及其在時(shí)間上、空間上的相互配合總稱為采煤方法。我國(guó)常見的采煤工藝有爆破采煤（簡(jiǎn)稱炮采）、普通機(jī)械化采煤（簡(jiǎn)稱普采）、綜合機(jī)械化采煤（簡(jiǎn)稱綜采）、綜采放頂煤等。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)1.爆破采煤工作面采煤工藝

炮采工藝的主要特點(diǎn)是采用爆破落煤。

（1）落煤。用鉆眼爆破的方法把煤從煤壁上崩落下來，稱為爆破落煤，它包括鉆眼、裝藥、連線和爆破等工序。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)

（2）裝煤、運(yùn)煤。裝煤一般采用爆破拋擲裝煤和人工裝煤2種方式。運(yùn)煤方式主要有自重運(yùn)輸和刮板輸送機(jī)運(yùn)輸2種。刮板輸送機(jī)可分為拆移式和可彎曲式2種?？蓮澢焦伟遢斔蜋C(jī)采用液壓千斤頂或其他類型的千斤頂移置。

（3）工作面支護(hù)。工作面的支護(hù)方式一般采用單體液壓支柱和鉸接頂梁支護(hù)，使得液壓支柱在傾斜方向上呈直線狀。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)

（4）采空區(qū)處理。采煤工作面控頂距以外的空間稱為采空區(qū)。采空區(qū)的處理方法有全部垮落法、充填法、煤柱支撐法和緩慢下沉法等。爆破采煤工作面采空區(qū)處理一般采用全部垮落法。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)2.普通機(jī)械化采煤工作面采煤工藝

普采工藝的主要特點(diǎn)是用采煤機(jī)落煤。采煤機(jī)主要有刨煤機(jī)和滾筒采煤機(jī)2類。滾筒采煤機(jī)主要有單滾筒和雙滾筒2種。

（1）落煤、裝煤。普采工作面的落煤與裝煤由采煤機(jī)完成。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)（2）運(yùn)煤。普采工作面運(yùn)煤采用可彎曲刮板輸送機(jī)。推移輸送機(jī)時(shí)，利用液壓千斤頂將輸送機(jī)移到目的地，并使輸送機(jī)平、直，符合要求。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)

（3）支護(hù)。普采工作面使用單體液壓支柱與鉸接頂梁組成的懸臂支架支護(hù)頂板。

（4）采空區(qū)處理。采空區(qū)處理與炮采工藝相同，一般采用全部垮落法。對(duì)極堅(jiān)硬的頂板，可以利用深孔爆破方法強(qiáng)制放頂以保證工作面的安全生產(chǎn)。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)3.綜合機(jī)械化采煤工作面采煤工藝

綜采工藝的主要特點(diǎn)是采用采煤機(jī)落煤，用整體自移式液壓支架支護(hù)頂板，落煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)全部工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械化。綜采工作面設(shè)備的配套很關(guān)鍵，尤其應(yīng)使采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架這三大設(shè)備均符合工作面的條件，并在生產(chǎn)能力、設(shè)備強(qiáng)度、空間尺寸等方面配套。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)

（1）割煤、運(yùn)煤。綜采工作面主要采用雙向割煤，往返一次進(jìn)兩刀，斜切式進(jìn)刀。采用可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤。

（2）支護(hù)。綜采工作面支護(hù)主要采用自移式液壓支架，工作面兩端一般采用端頭支架支護(hù)。按支架與圍巖的相互作用方式，支架可分為支撐式、掩護(hù)式及支撐掩護(hù)式3種基本類型。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)

（3）刮板輸送機(jī)和支架的移動(dòng)。支架的形式不同則移架和移刮板輸送機(jī)的方式也不同。整體式支架、移架和推移刮板輸送機(jī)共用一個(gè)液壓千斤頂連接支架底座和刮板輸送機(jī)槽，互為支點(diǎn)、進(jìn)行推、拉刮板輸送機(jī)和支架。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)邁步式自移支架的移動(dòng)，依靠本身兩框架互為支點(diǎn)，用一千斤頂推拉兩框架分別前移，另用一千斤頂推移刮板輸送機(jī)。

（4）采空區(qū)處理。綜采工作面主要用垮落法處理采空區(qū)。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)4.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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)

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)刮板輸送機(jī)。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)

三、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)

煤礦的生產(chǎn)系統(tǒng)主要有采煤系統(tǒng)、掘進(jìn)系統(tǒng)、運(yùn)輸提升系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)等。它們由一系列的井巷工程和機(jī)械、設(shè)備、儀器、管線等組成。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)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）。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)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)。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)3.提升運(yùn)輸系統(tǒng)

礦井運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的主要任務(wù)，是將井下煤炭和廢矸運(yùn)到地面，將井下需要的材料和設(shè)備運(yùn)入井下使用地點(diǎn)，以及井下人員的運(yùn)送等。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)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。為煤礦井下提供新鮮適宜的空氣，營(yíng)造一個(gè)舒適的氣候環(huán)境，是搞好安全生產(chǎn)的前提。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)5.排水系統(tǒng)

礦井排水系統(tǒng)包括泵房、水倉、水泵、管路等設(shè)施。它的作用就是將礦井水不斷排到地面，防止礦井被淹沒，保證人身安全和正常生產(chǎn)。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)

6.供電系統(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)。第3章煤礦開采基本知識(shí)第二節(jié)礦井開采基本知識(shí)煤礦井下除采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸、通風(fēng)、供電、供排水系統(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)等，都為煤礦安全生產(chǎn)提供技術(shù)、設(shè)施設(shè)備保障。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)

一、礦井通風(fēng)概述

礦井空氣是來自地面的新鮮空氣、井下產(chǎn)生的有害氣體和浮塵的混合體。地面空氣是由氧氣（O2）、氮?dú)猓∟2）、二氧化碳和其他一些微量氣體所組成的混合氣體。地面空氣進(jìn)入井下以后，由于煤巖和其他物質(zhì)的氧化、人的呼吸等，使氧氣減少而二氧化碳增加。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)

另外，井下工作面在作業(yè)過程中，不斷產(chǎn)生甲烷、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫（SO2）、硫化氫、一氧化碳、氨氣（NH3）等有害氣體；采掘、運(yùn)輸過程中產(chǎn)生巖塵、煤塵。為了保障井下作業(yè)人員的職業(yè)健康和對(duì)氧氣的需求，預(yù)防各類事故發(fā)生，礦井必須具有完善的通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)是“一通三防”（通風(fēng)，防瓦斯、防塵、防火）工作的基礎(chǔ)，是煤礦安全生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)保障。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)

1.礦井通風(fēng)的任務(wù)

（1）向井下各工作場(chǎng)所連續(xù)不斷地供給適宜的新鮮空氣，供人呼吸。

（2）把有毒有害氣體和礦塵稀釋到安全濃度以下，并排到礦井之外。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)

（3）提供適宜的氣候條件，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境，以保障職工的身體健康和生命安全及機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）提高礦井抗災(zāi)能力。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)2.《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定

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。因此，《煤礦安全規(guī)程》對(duì)此都有明確的規(guī)定。

（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％。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)

（2）礦井有害氣體的最高允許濃度如表3-1所示。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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)

（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0.25m/s，掘進(jìn)中的巖巷最低允許風(fēng)速為0.15m/s，最高允許風(fēng)速均為4m/s。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)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，其中1套作備用，備用通風(fēng)機(jī)必須能在10min內(nèi)開動(dòng)。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)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10min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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)

（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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)

（3）混合式通風(fēng)?；旌鲜酵L(fēng)即中央式與對(duì)角式的混合布置，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)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)是指風(fēng)流流經(jīng)井巷的分布形式。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)

（1）串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。多條風(fēng)路依次連接起來的網(wǎng)絡(luò)稱為串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。井下2條或2條以上的通風(fēng)井巷首尾相連，前一井巷的出風(fēng)端是下一井巷的進(jìn)風(fēng)端。其特點(diǎn)是：串聯(lián)的通風(fēng)井巷越多，風(fēng)阻越大；若進(jìn)風(fēng)側(cè)發(fā)生災(zāi)害，勢(shì)必影響到回風(fēng)側(cè)；各段巷道中的風(fēng)量不能隨意改變。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)

（2）并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。2條或2條以上的風(fēng)路從某一點(diǎn)分開到達(dá)另一點(diǎn)匯合，中間設(shè)有分岔的網(wǎng)絡(luò)稱為并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是：并聯(lián)的通風(fēng)井巷越多，各井巷分得的風(fēng)量越少，風(fēng)阻也越小，并且各井巷互不干擾，安全性好。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)

（3）角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。有1條或多條風(fēng)路把2條并聯(lián)風(fēng)路連通的網(wǎng)絡(luò)稱為角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的2條井巷之間，被1條或多條井巷橫跨接通，橫跨于并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的井巷稱為對(duì)角巷或?qū)秋L(fēng)路。對(duì)角風(fēng)路中的風(fēng)流方向不穩(wěn)定，在礦井設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)4.礦井通風(fēng)設(shè)施為了保證風(fēng)流沿需要的路線流動(dòng)，就必須在某些巷道中設(shè)置相應(yīng)的通風(fēng)設(shè)施（又稱通風(fēng)構(gòu)筑物），如風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)墻、風(fēng)窗等，以便對(duì)風(fēng)流進(jìn)行控制。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)（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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)

（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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)（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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)（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。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)三、礦井通風(fēng)基本要求1.采區(qū)通風(fēng)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成部分，是指礦井風(fēng)流從主要進(jìn)風(fēng)巷進(jìn)入采區(qū)，流經(jīng)有關(guān)巷道，清洗采掘工作面、硐室和其他用風(fēng)巷道后，排到礦井主要回風(fēng)巷的整個(gè)風(fēng)流路線。第3章煤礦開采基本知識(shí)第三節(jié)礦井通風(fēng)基本知識(shí)（1）每一個(gè)生產(chǎn)水平和采區(qū)，必須布置單獨(dú)的回風(fēng)巷，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷必須貫穿整個(gè)采區(qū)的長(zhǎng)度或高度。嚴(yán)禁一段為進(jìn)風(fēng)巷，一段為回風(fēng)巷。采掘工作面、硐室都要采用獨(dú)立通風(fēng)。采用串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，必須符合《煤礦安全規(guī)程》的要求。第3章