煤矿生产基本知识课件.ppt

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1、第三章,煤矿生产基本知识,第一节,矿井地质,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

2、续发生沉降，,泥炭层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

3、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,?,复杂结构煤层中含有较稳定

4、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，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,8,25,?,倾斜煤层,25,45,?,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

5、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,1.3,3.5m,?,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。,?,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

6、，,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

7、,),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。

8、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。

9、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,煤田划分为多个矿井开采。,?,2,、井

10、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,4000,7000m,?,小型矿井,1500,4000m,?,（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,500,

11、1000m,。,图,3-8,井田划分为阶段,?,二、井田开拓,?,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；

12、,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,),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

13、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；,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

14、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

15、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

16、。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（

17、电机车）,采区车,场,轨道上山（绞车）,区段集中巷（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

18、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

19、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、

20、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

21、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、

22、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,矿井通风系统,?,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,?,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

23、，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,(O,2,),：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，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),

24、氮（,N,2,）：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（,CO,2,）：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

25、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,?,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，,

26、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（,H,2,S,）,?,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，井下空气中硫化,氢的最高允

27、许浓度为,0.00066%,。,?,3,、二氧化硫（,SO,2,）,?,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,(N0,2,),?,二氧化氮是一种红褐色气体，相对密度为,1.59,

28、，,极易溶于水。它与水结合成硝酸，对眼睛、鼻腔、,呼吸及肺部组织起破坏作用，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,20,30h,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,(NH,3,),?,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

29、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,?,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,36.5,37.0,。如果失去这种平衡，人体就会感到,不舒服。这种热平衡受井

30、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，对人体均有不,良影响。最适宜的井下空气温度是,15,20,。,?,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

31、。,?,(1),绝对湿度：绝对湿度是指每,1m,3,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

32、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,?,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

33、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

34、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,、

35、,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，

36、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,?,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,斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式，不,

37、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,?,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

38、风门。切不可,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

39、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

40、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,2,3m,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

41、，超前回采工作,面沿走向每隔,5,6m,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

42、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。,?,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

43、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

44、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,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

45、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

46、的坐标。,?,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：,X,1522m,；,y,1835m,。,?,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,