第二章煤礦生產(chǎn)與災(zāi)害防治第一節(jié)礦井開(kāi)拓一、礦井開(kāi)拓方式（一）立井開(kāi)拓主、副井均為從地面垂直開(kāi)鑿的井硐與井下巷道通達(dá)煤層的一種開(kāi)拓方式，其立井用于提煤、運(yùn)料、通風(fēng)、行人。這是近代大型礦井用的較多的一種開(kāi)拓方式，在開(kāi)采煤層群時(shí)，多采用此方式。（二）斜井開(kāi)拓主、副井均為從地面開(kāi)鑿的傾斜井硐與井下巷道通達(dá)煤層的一種開(kāi)拓方式。斜井作為提煤、運(yùn)料、通風(fēng)、行人用。（三）平硐開(kāi)拓從地面開(kāi)掘水平巷道進(jìn)入煤層的開(kāi)拓方式叫平硐開(kāi)拓。（四）綜合開(kāi)拓采用立井、斜井、平硐等任何兩種或兩種以上方式布置的開(kāi)拓方式。根據(jù)煤田的特點(diǎn)，結(jié)合地面的實(shí)際情況，采用單一的井硐形式開(kāi)拓井田在技術(shù)上有一定困難，經(jīng)濟(jì)上也不合理時(shí)，一般都采用綜合布置開(kāi)拓方式，即主、副井井硐采用不同的形式來(lái)開(kāi)拓井田。二、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)（一）礦井運(yùn)輸系統(tǒng)1、運(yùn)煤系統(tǒng)采煤工作面的煤炭→工作面刮板輸送機(jī)→工作面運(yùn)輸巷轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶輸送機(jī)→區(qū)段溜煤眼→區(qū)段集中巷皮帶→煤倉(cāng)→石門(mén)電機(jī)車→運(yùn)輸大巷電機(jī)車→井底車場(chǎng)→井底煤倉(cāng)→主井→煤倉(cāng)。2、排矸系統(tǒng)掘進(jìn)工作面矸石→礦車→采區(qū)軌道上山→采區(qū)車場(chǎng)→水平運(yùn)輸大巷→井底車場(chǎng)→副井→地面→矸石山3、材料運(yùn)輸系統(tǒng)地面材料設(shè)備庫(kù)→副井→井底車場(chǎng)→水平運(yùn)輸大巷→采區(qū)車場(chǎng)→采區(qū)軌道上山→區(qū)段材料巷→工作面材料存放點(diǎn)。（二）礦井通風(fēng)系統(tǒng)及通風(fēng)路線礦井的通風(fēng)系統(tǒng)包括礦井通風(fēng)方式、主要通風(fēng)機(jī)的工作方式和井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)三大部分。礦井通風(fēng)路線：地面新鮮風(fēng)流→副井→井底車場(chǎng)→主石門(mén)→水平運(yùn)輸大巷→采區(qū)石門(mén)→進(jìn)風(fēng)斜巷→工作面進(jìn)風(fēng)巷→工作面→工作面回風(fēng)巷→回風(fēng)斜巷→總回風(fēng)巷→風(fēng)井→地面。（三）礦井供電系統(tǒng)雙回路電網(wǎng)→礦井地面變電所→井筒→井下中央變電所→采區(qū)變電所→工作面用電點(diǎn)。（四）礦井供排水系統(tǒng)1、礦井供水系統(tǒng)礦井地面蓄水池→井筒→井底車場(chǎng)→水平運(yùn)輸大巷→采區(qū)上下山→區(qū)段集中集中巷→區(qū)段斜巷→工作面兩巷。2、礦井排水系統(tǒng)工作面水→采區(qū)軌道上山→采區(qū)車場(chǎng)→水平運(yùn)輸大巷→井底車場(chǎng)→中央泵房→副井→地面。（五）其它系統(tǒng)1、瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)2、灌漿防滅火系統(tǒng)3、通訊系統(tǒng)4、壓風(fēng)系統(tǒng)P79-2.1采掘技術(shù)一、礦井巷道的分類（一）按巷道的性質(zhì)和用途分類1、開(kāi)拓巷道為全礦井生產(chǎn)或一個(gè)開(kāi)采水平生產(chǎn)服務(wù)的巷道叫開(kāi)拓巷道。2、準(zhǔn)備巷道為一個(gè)采區(qū)或盤(pán)區(qū)及兩個(gè)以上區(qū)段服務(wù)的巷道叫準(zhǔn)備巷道。3、回采巷道為一個(gè)采煤工作面服務(wù)的巷道叫回采巷道。（二）按巷道圍巖性質(zhì)分類按巷道圍巖性質(zhì)可將巷道分為巖巷、煤巷和半煤巖巷。（三）按巷道在空間的存在形狀分類按巷道在空間的存在形態(tài)分為水平巷道、傾斜巷道和垂直巷道。二、巷道掘進(jìn)（一）鉆爆法掘進(jìn)工藝1、打眼放炮1.1打眼首先根據(jù)煤（巖）的硬度選定打眼機(jī)具。一般在煤層中選用煤電鉆打眼，在巖層中采用巖石電鉆或鑿巖機(jī)、鑿巖臺(tái)車、液壓鉆車和鉆裝機(jī)。1.2裝藥放炮按照《規(guī)程》及爆破說(shuō)明書(shū)要求作業(yè)，防止放炮事故的發(fā)生。2、通風(fēng)排煙掘進(jìn)工作面放炮后，必須利用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)排除煙塵后，才能進(jìn)行下道工序的作業(yè)。3、裝巖將破落下來(lái)的煤巖裝入礦車或輸送機(jī)采用人工裝巖、機(jī)械裝巖。4、運(yùn)輸將工作面破落下來(lái)的巖石運(yùn)走。運(yùn)輸方法有礦車運(yùn)輸、絞車運(yùn)輸、溜槽運(yùn)輸、皮帶運(yùn)輸、單軌吊運(yùn)輸?shù)取?、巷道支護(hù)使用支護(hù)材料將巷道掘進(jìn)時(shí)裸露出來(lái)的頂板、兩幫進(jìn)行支護(hù)（底板壓力大時(shí)，還要對(duì)底板進(jìn)行支護(hù)）。支護(hù)方式有：砌碹支護(hù)、架棚支護(hù)和錨桿（網(wǎng)）噴支護(hù)。（二）綜合機(jī)械化掘進(jìn)工藝1、綜掘工藝1.1破煤綜掘機(jī)在工作面破煤是依靠裝有截齒的截割頭轉(zhuǎn)動(dòng)完成的，截割頭和截割臂連為一體，由液壓缸控制，可以在工作面上下、左右擺動(dòng)，截割出各種形狀的巷道斷面。1.2裝煤與運(yùn)輸掘進(jìn)工作面的煤被截割下來(lái)后，綜掘機(jī)的耙爪不停地把煤耙入掘進(jìn)機(jī)的刮板輸送機(jī)內(nèi)，再轉(zhuǎn)運(yùn)到帶式輸送機(jī)上運(yùn)出工作面。1.3掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)掘進(jìn)機(jī)為履帶行走機(jī)構(gòu)，由司機(jī)操縱可自行行走。2、掘進(jìn)中的安全注意事項(xiàng)§3-2礦井通風(fēng)礦井通風(fēng)的任務(wù)：（1）供給井下人員足夠的新鮮空氣；（2）把有害氣體和礦塵稀釋到安全濃度以下，將有害氣體排出井外；（3）為井下人員和設(shè)備創(chuàng)造適宜的氣候條件。一、井下氣體成分：1、地面空氣的組成：主要成分是氧氣、氮?dú)夂投趸??！兑?guī)程》規(guī)定:進(jìn)風(fēng)流中二氧化碳不得大于0.5%；總回風(fēng)流中,二氧化碳不超過(guò)1%。2、在污濁空氣中含有大量有毒有害氣體：一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、硫化氫（H2S）、二氧化氮（NO2）、甲烷（CH4）3、井下有害氣體的防治措施。（1）加強(qiáng)通風(fēng)；（2）加強(qiáng)檢查；（3）采取抽放措施；（4）及時(shí)封閉；（5）加強(qiáng)個(gè)體防護(hù)。4、礦井氣候條件：（1）礦井空氣的溫度：生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過(guò)26℃，機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過(guò)30℃；當(dāng)空氣溫度超過(guò)時(shí)，必須縮短超溫地點(diǎn)工作人員的工作時(shí)間，并給予高溫保健待遇。采掘工作面的空氣溫度超過(guò)30℃（2）礦井空氣的濕度定義：指空氣中所含水蒸氣的多少。（3）井巷中的風(fēng)速。二、礦井通風(fēng)方法：第一百零三條礦井需要的風(fēng)量應(yīng)按下列要求分別計(jì)算，并選取其中的最大值：

（一）按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m3。

（二）按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算。各地點(diǎn)的實(shí)際需要風(fēng)量，必須使該地點(diǎn)的風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度，風(fēng)速以及溫度，每人供風(fēng)量符合本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。

按實(shí)際需要計(jì)算風(fēng)量時(shí)，應(yīng)避免備用風(fēng)量過(guò)大或過(guò)小。煤礦企業(yè)應(yīng)根據(jù)具體條件制定風(fēng)量計(jì)算方法，至少每5年修訂1次。（1）自然通風(fēng)；（2）機(jī)械通風(fēng)：壓入式通風(fēng)；抽出式通風(fēng)；混合式通風(fēng)。二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)1、礦井通風(fēng)方式：（1）中央式；（2）對(duì)角式；（3）混合式。2、礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)：（1）串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；（2）并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；（3）角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。3、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)：（1）采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求：是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成部分，也是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要部分。（2）壁式采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)的類型：長(zhǎng)壁工作面按其進(jìn)、回風(fēng)巷道的數(shù)量及位置，其通風(fēng)系統(tǒng)可分以下幾類：a、一進(jìn)一回系統(tǒng)b、兩進(jìn)一回系統(tǒng)c、兩進(jìn)兩回或三進(jìn)一回系統(tǒng)4、擴(kuò)散通風(fēng)與循環(huán)風(fēng)：（1）擴(kuò)散通風(fēng)：《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：第一百三十二條井下機(jī)電設(shè)備硐室應(yīng)設(shè)在進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中。如果硐室深度不超過(guò)6m、入口寬度不小于1.5m而無(wú)瓦斯涌出，可采用擴(kuò)散通風(fēng)。（2）循環(huán)風(fēng)：《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：壓入式局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置，必須安裝在進(jìn)風(fēng)巷道中，距掘進(jìn)巷道回風(fēng)口不得小于10m；全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量必須大于局部通風(fēng)機(jī)的吸入風(fēng)量，局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)到回風(fēng)口間的巷道中的最低風(fēng)速必須符合本規(guī)程第一百零一條的有關(guān)規(guī)定。5、巷道貫通時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整：（1）貫通前：掘進(jìn)巷道貫通前，綜合機(jī)械化掘進(jìn)巷道在相距50m前、其他巷道在相距20m前，必須停止一個(gè)工作面作業(yè)，做好調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作；（2）貫通時(shí)：必須由專人在現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一指揮，停掘的工作面必須保持正常通風(fēng)，設(shè)置柵欄及警標(biāo)，經(jīng)常檢查風(fēng)筒的完好狀況和工作面及其回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋咚節(jié)舛瘸迺r(shí)，必須立即處理。（3）貫通后：必須停止采區(qū)內(nèi)的一切工作，立即調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)流穩(wěn)定后，方可恢復(fù)工作。6、通風(fēng)設(shè)施：（1）風(fēng)門(mén)；（2）擋風(fēng)墻；（3）風(fēng)橋；（4）調(diào)節(jié)風(fēng)窗。（5）防爆蓋三、掘進(jìn)通風(fēng)的方法及其方式：1、總風(fēng)壓通風(fēng)；2、引射器通風(fēng)；3、局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)：（1）壓入式通風(fēng)；（2）抽出式通風(fēng)；（3）混合式通風(fēng)：四、掘進(jìn)通風(fēng)的安全管理：1、安裝和使用局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒應(yīng)遵守下列規(guī)定：（1）局部通風(fēng)機(jī)必須由指定人員負(fù)責(zé)管理，保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）壓入式局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置，必須安裝在進(jìn)風(fēng)巷道中，距掘進(jìn)巷道回風(fēng)口不得小于10m；全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量必須大于局部通風(fēng)機(jī)的吸入風(fēng)量，局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)到回風(fēng)口間的巷道中的最低風(fēng)速必須符合本規(guī)程第一百零一條的有關(guān)規(guī)定；（3）必須采用抗靜電、阻燃風(fēng)筒。風(fēng)筒口到掘進(jìn)工作面的距離以及混合式通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒的安設(shè)，應(yīng)在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定；（4）低瓦斯礦井掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)，可采用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路供電，或與采煤工作面分開(kāi)供電；（5）瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中，掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)采用三專（專用變壓器、專用開(kāi)關(guān)、專用線路）供電；也可采用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路供電，但每天應(yīng)有專人檢查１次，保證局部通風(fēng)機(jī)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)；（6）嚴(yán)禁使用3臺(tái)以上（含3臺(tái)）的局部通風(fēng)機(jī)同時(shí)向1個(gè)掘進(jìn)工作面供風(fēng)。不得使用１臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)同時(shí)向２個(gè)作業(yè)的掘進(jìn)工作面供風(fēng)。使用局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)的地點(diǎn)必須實(shí)行風(fēng)電閉鎖，保證停風(fēng)后切斷停風(fēng)區(qū)內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源。2、使用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)的掘進(jìn)工作面，不得停風(fēng)；因檢修、停電等原因停風(fēng)時(shí)，必須撤出人員，切斷電源。3、恢復(fù)通風(fēng)前，必須檢查瓦斯。只有在局部通風(fēng)機(jī)及其開(kāi)關(guān)附近10m以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛榷疾怀^(guò)0.5%時(shí)，方可人工開(kāi)啟局部通風(fēng)機(jī)。4、井下爆炸材料庫(kù)必須有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，回風(fēng)風(fēng)流必須直接引入礦井的總回風(fēng)巷或主要回風(fēng)巷中。5、井下充電室必須有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷。作業(yè)：P78-1.13.1前節(jié)回顧：上節(jié)課大家主要學(xué)習(xí)了礦井空氣的組成，了解了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本知識(shí)和掘進(jìn)通風(fēng)技術(shù)。本節(jié)導(dǎo)入：本節(jié)課主要學(xué)習(xí)礦井瓦斯防治?！?-3礦井瓦斯防治一、礦井瓦斯的性質(zhì)及其危害：瓦斯是礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體，有時(shí)單獨(dú)指甲烷；二、瓦斯在煤體內(nèi)存在的狀態(tài)、礦井瓦斯涌出與礦井瓦斯等級(jí)劃分：1、瓦斯在煤體內(nèi)存在的狀態(tài)游離瓦斯：以自由氣體形式存在；吸附瓦斯：分為吸著狀態(tài)與吸收狀態(tài)；在現(xiàn)今開(kāi)采深度內(nèi)，煤層內(nèi)的瓦斯主要是以吸附狀態(tài)存在，游離狀態(tài)的瓦斯只占總量的10％左右。2、瓦斯涌出形式：普通涌出和特殊涌出；

3、礦井瓦斯等級(jí)劃分（1）低瓦斯礦井：礦井相對(duì)瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且礦井絕對(duì)瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。

（2）高瓦斯礦井：礦井相對(duì)瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于40m3/min。

（3）煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井。煤與瓦斯突出礦井:礦井在采掘過(guò)程中，只要發(fā)生過(guò)一次煤與瓦斯突出，該礦井即為突出礦井煤層定為突出煤層。三、瓦斯爆炸及防治：

1、瓦斯爆炸的條件，必須同時(shí)具備三個(gè)基本條件：

（1）瓦斯?jié)舛仍?％－16％之間；

（2）具有溫度為650－750℃作業(yè)：P99-1.2前節(jié)回顧：上節(jié)課大家主要學(xué)習(xí)了礦井瓦斯防治。本節(jié)導(dǎo)入：本節(jié)課主要學(xué)習(xí)礦井粉塵防治。§3-4礦井粉塵防治一、礦塵的生成及危害：

1、礦塵：煤礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的直徑不大于1mm的礦物或巖石顆粒。有兩種存在狀態(tài)：浮塵和落塵。2、礦塵的產(chǎn)生：在礦山生產(chǎn)過(guò)程中，如鉆眼作業(yè)、炸藥爆破、掘進(jìn)機(jī)及采煤機(jī)作業(yè)、頂板管理、礦物的裝載及運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生大量的礦塵。3、礦塵的危害：

（1）煤塵的燃燒和爆炸；（2）礦塵職業(yè)病；（3）影響勞動(dòng)效率和操作安全。二、煤塵爆炸及其預(yù)防措施；

1、煤塵爆炸的條件：

（1）煤塵本身具有爆炸性；

（2）有一定濃度的浮塵；

（3）引燃煤塵的高溫

（4）空氣中氧氣濃度大于等于18％。2、影響煤塵爆炸的因素：

（1）煤的成分；（2）煤的粒度；（3）瓦斯?jié)舛取?、煤塵爆炸的危害：

（1）爆炸產(chǎn)生高溫；（2）爆炸產(chǎn)生高壓；

（3）爆炸產(chǎn)生沖擊波；（4）爆炸產(chǎn)生大量有害氣體。

4、預(yù)防煤塵爆炸的措施：

（1）防塵措施；

（2）防止引爆火源的出現(xiàn)；

（3）隔爆措施。作業(yè)：P78-3.前節(jié)回顧：上節(jié)課大家主要學(xué)習(xí)了礦井粉塵防治。本節(jié)導(dǎo)入：本節(jié)課主要學(xué)習(xí)礦井防滅火和礦井水害的防治?！?-5礦井防滅火§3-6礦井水害的防治一、礦井火災(zāi)的分類及危害：

1、礦井火災(zāi)分類

（1）礦井火災(zāi)三個(gè)必備條件：a、有可燃物存在；b、有點(diǎn)燃可燃物的熱源；c、有充足的氧氣。

（2）礦井火災(zāi)根據(jù)點(diǎn)燃可燃物的熱源不同可以劃分為：

a、內(nèi)因火災(zāi)（煤的著火點(diǎn)溫度由于煤種不同而變化：無(wú)煙煤一般為400℃，煙煤為320～380℃，褐煤為270～b、外因火災(zāi)。

2、礦井火災(zāi)的危害：

（1）產(chǎn)生大量有毒有害氣體；（2）引起爆炸；

（3）毀壞設(shè)備和資源。二、井下外因火災(zāi)的預(yù)防：

1、井下禁止吸煙和使用明火；2、嚴(yán)格控制高溫?zé)嵩吹氖褂茫?、預(yù)防電氣火災(zāi)事故；4、機(jī)械設(shè)備引起火災(zāi)的預(yù)防；

5、注意環(huán)境保護(hù)。

三、井下直接滅火：

1、井下直接滅火的重要性；

2、直接滅火法：

（1）用水滅火；（2）用沙子或巖粉滅火；（3）用化學(xué)滅火器滅火：

a、泡沫滅火器；b、干粉滅火器。c、鹵代烴（ting）類滅火器

4、挖除火源的方法滅火。四、礦井水害的發(fā)生原因及危害：

1、礦井水災(zāi)發(fā)生的原因：

（1）沒(méi)有樹(shù)立“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的思想；

（2）水文地質(zhì)情況不詳；

（3）不堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原則；

（4）井巷位置設(shè)計(jì)不合理；

（5）防排水措施不利；

（6）開(kāi)采無(wú)序，造成水害。二、井下防治水：

1、礦井水害發(fā)生的條件：水源、通道和水源失控。

2、透水征兆：

（1）煤層發(fā)潮、發(fā)暗；（2）巷道壁或煤壁“掛汗”；

（3）工作面溫度降低；（4）煤壁“掛紅”；

（5）發(fā)出水叫聲；（6）出現(xiàn)霧氣；（7）工作面有害氣體增加；

（8）頂板來(lái)壓，底板鼓起；（9）出現(xiàn)壓力水流；

（10）打鉆時(shí)有水流出。3、防治水害的措施：

（1）做好礦井地質(zhì)工作與水文觀測(cè)工作；

（2）預(yù)留防水隔離煤柱；

（3）設(shè)置水閘門(mén)和水閘墻；

（4）正確配備、定期檢修排水設(shè)備設(shè)施；

（5）做好探放水工作。作業(yè)：P78-2.2前節(jié)回顧：上節(jié)課大家主要學(xué)習(xí)了礦井防滅火和礦井水害的防治。本節(jié)導(dǎo)入：本節(jié)課主要學(xué)習(xí)頂板災(zāi)害防治?！?-7頂板災(zāi)害防治一、頂板事故