煤礦安全基礎(chǔ)知識

我國是世界上煤炭儲量最豐富的國家之一，然而我國層賦

存條件多種多樣，開采條件比較復(fù)雜，不同區(qū)域的煤礦開采規(guī)

模、技術(shù)裝備和開采方式存在較大差異。

我國煤炭開采大部分為地下開采。采用地下開采時，要從

地面開鑿?fù)ǖ溃ň玻┩ㄖ恋叵?，再在地下開掘一系列巷道和

胴室進入煤體并布置開采場所，同時建立完善的開采、運輸、

通風(fēng)、排水、提升、動力、照明等系統(tǒng)，以構(gòu)成一個完備的礦

井生產(chǎn)系統(tǒng)，再結(jié)合相應(yīng)的法律法規(guī)，制定出妥善、合理的安

全管理措施，進而保證礦井安全、合理、經(jīng)濟的生產(chǎn)。

第一節(jié)概述

由于煤礦開采的對象是賦存于地下的煤層，受地質(zhì)條件和

生產(chǎn)技術(shù)的限制和影響，一個礦井（一套生產(chǎn)系統(tǒng)）所能開采

的煤層范圍是有限的，往往難以開采整個煤田，在一個井田上

進行開采的煤礦一般叫礦井。在一個井田范圍內(nèi)，主要巷道的

總體布置極其有關(guān)參數(shù)的確定井田開拓。

一、煤田開發(fā)

煤田的范圍差異較大，大的煤田面積可達數(shù)千平方千米,

儲量可達數(shù)百億噸。對于這樣大的煤田，如果用一個礦井來開

采，無論從技術(shù)上、經(jīng)濟上和安全上都是不合理的。因此，在

開發(fā)一個煤田時，應(yīng)將煤田劃分成若干較小的部分，由若干礦

井進行開采。劃歸一個礦井開采的那部分煤田稱為井田。有時

煤田不是很大，也可不劃分井田。

（一）煤田和礦區(qū)

1.煤田

在地質(zhì)歷史發(fā)展的過程中，由含碳物質(zhì)沉積形成的基本連

續(xù)的大面積含煤地帶，稱為煤田。我國煤炭資源豐富，煤田有

大有小，大的煤田面積可達數(shù)百到數(shù)萬平方千米，煤炭儲量有

數(shù)億噸甚至上千億噸，如大同煤田、沁水煤田、鄂爾多斯煤田

等；小的煤田面積只有幾千平方千米，我國南方有許多小煤田

即屬于這種煤田。對于面積較大、資源儲量較多的煤田，需要

將其進一步劃分成適合于一個礦區(qū)（或一個礦井）來開采的若

干個區(qū)域。

2.礦區(qū)

由于行政或經(jīng)濟上的原因，往往將鄰近幾個井田劃歸一個

行政機構(gòu)管理，這些鄰近的井田合并起來稱為礦區(qū)，即開發(fā)煤

田形成的社會區(qū)域。大的煤田往往被劃分成幾個礦區(qū)開發(fā)，面

積和儲量較小的煤田可由一個礦區(qū)開發(fā)。

3.礦區(qū)開發(fā)

根據(jù)煤炭儲量、賦存條件、煤田市場需求量、投資環(huán)境等

情況。確定礦區(qū)規(guī)模，劃分井田，規(guī)劃井田開采方式，規(guī)劃礦

井或露天礦建設(shè)順序，確定礦區(qū)附屬企業(yè)的類別、數(shù)目、生產(chǎn)

規(guī)模、建設(shè)過程等，稱為礦區(qū)開發(fā)。礦區(qū)所轄礦井的開發(fā)建設(shè)

應(yīng)當(dāng)按照先淺后深、先近后遠、先易后難的原則來確定，力求

先開發(fā)那些施工和生產(chǎn)條件比較簡單、投資較少、見效較快、

交通比較方便、水電及器材供應(yīng)也比較容易解決的礦井，而把

條件復(fù)雜、投資大、見效慢的礦井留到后期開發(fā)。

（二）煤田劃分為井田的原則

井田劃分是確定礦區(qū)建設(shè)規(guī)模與礦區(qū)布局的基礎(chǔ)，也是合

理開發(fā)煤炭資源，取得穩(wěn)定發(fā)展和經(jīng)濟效益的重要條件。對于

面積較大、儲量豐富的煤田，必須根據(jù)國民經(jīng)濟的需求和技術(shù)

經(jīng)濟合理性，將煤田劃分為若干個較小部分，每一部分由一個

礦井開采。煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和

邊界，使煤田各部分都得到合理開發(fā)。因此，煤田劃分為井田

應(yīng)遵循有效幾個原則。

1.井田范圍、儲量、煤層賦存及開采條件要與礦井生產(chǎn)

能力相適應(yīng)

對一個生產(chǎn)能力較大的礦井，尤其的機械化程度較高的現(xiàn)

代化大型礦井，應(yīng)要求井田有足夠的儲量和合理的服務(wù)年限。

生產(chǎn)能力較小的礦井，儲量可少些。礦井生產(chǎn)能力還要與煤層

賦存條件、開采技術(shù)裝備條件相適應(yīng)，并要為礦井發(fā)展留有余

地。隨著開采技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)當(dāng)前技術(shù)水平劃定井田范圍,

可能滿足不了礦井長遠發(fā)展的要求。因此，井田范圍可適當(dāng)增

大，或在井田范圍外留設(shè)備用區(qū)，暫不建井，以適應(yīng)礦井將來

發(fā)展的需要。對于煤層總厚度較大、開采條件較好、為加快礦

井建設(shè)和節(jié)約初期投資而建設(shè)的中小型礦井，更應(yīng)如此。

2.保證礦井有合理的尺寸

井田范圍要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)，為保證礦井有合理的

尺寸，要使井田有合理的走向長度。一般情況下，為便于合理

安排井下生產(chǎn)，井田走向長度應(yīng)大于傾斜長度。如井田走向長

度過短，則難以保證礦井各個開采水平有足夠的儲量和合理的

服務(wù)年限，造成礦井生產(chǎn)接替緊張；或者在井田走向長度較短

情況下為保證開采水平有足夠的服務(wù)年限，使階段（水平）高

度加大，將給礦井生產(chǎn)帶來困難。井田走向長度過長，又會給

礦井通風(fēng)、井下運輸帶來困難。因此，在礦井生產(chǎn)能力一定的

情況下，井田走向長度過長或過短，都將降低礦井的經(jīng)濟效益。

我國煤礦生產(chǎn)實踐表明，井田走向長度應(yīng)達到：小型礦井

不小于1.5KM,中型礦井不小于4KM，大型礦井不小于7.0KM,

特大型礦井可達10.0~15.0KMo

3.充分利用自然等條件劃分井田

例如，利用大斷層作為井田邊界，或在河流、國家鐵路、

城鎮(zhèn)等下面進行開采存在問題較多或不夠經(jīng)濟、須留設(shè)安全煤

柱，可以此作為井田邊界。這樣，既降低了煤柱損失，又減少

了開采技術(shù)上的困難。

在煤層傾斜角變化很大處，可以此作為井田邊界，便于相

鄰礦井采用不同的采煤方法和采掘機械，簡化生產(chǎn)管理。其他

如大的褶曲構(gòu)造也可作為井田邊界。

在地形復(fù)雜的地區(qū)，如地表為溝谷、丘陵、山嶺的地區(qū),

劃定的井田范圍和邊界要便于選擇合理的井筒位置及布置工

業(yè)場地。對于煤層煤質(zhì)、牌號變化較大的地區(qū)，如果需要，也

可考慮以不同煤質(zhì)、牌號按區(qū)域劃分井田。

4.合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井之間的關(guān)系

劃分井田邊界時，通常把煤層傾角不大、沿傾斜延展很寬

的煤田分成淺部和深部兩部分。一般應(yīng)先淺后深，先易后難,

分別開發(fā)建井，以節(jié)約初期投資，同時，也能避免淺、深礦井

形成復(fù)雜的壓茬關(guān)系，給開采帶來困難。淺部礦井井型及范圍

比深部礦井下。如煤層賦存淺、層間距大、上下煤層開采無采

動影響，無加速礦區(qū)建設(shè)，也可在煤田淺部分煤組分別建井,

然后再在深部集中建井。

當(dāng)需增大開發(fā)強度，必須在淺、深部同時建井，或淺部已

有礦井開發(fā)需在深部另建新井時，應(yīng)考慮給淺部礦井的發(fā)展留

有余地，不使淺部礦井過早地報廢。

5.可持續(xù)發(fā)展

劃分井田時，應(yīng)充分考慮煤層賦存條件、技術(shù)發(fā)展等因素,

適當(dāng)將井田劃的大一些或者是為礦井留一個備用區(qū)，為礦井的

發(fā)展留有適當(dāng)余地。

（三）井田的再劃分

煤田劃分為井田后，每個井田的范圍仍然很大。井田的走

向長度可達數(shù)千米甚至數(shù)萬米，傾斜程度可達數(shù)千米，井田的

儲量可供開采數(shù)十年甚至數(shù)百年。為了有計劃地按照一定的順

序進行開采，需要將井田劃分為若干更小的部分。

1.井田劃分為階段和水平

階段：在井田范圍內(nèi)，沿著煤層的傾斜方向，按一定標高

把煤層劃分為若干個平行于走向的長條部分，每個長條部分具

有獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)，稱為階段。每個階段都有獨立的運輸和通

風(fēng)系統(tǒng)。

水平：上下兩階段分界的水平面，稱為水平。

一般而言，階段與水平二者既有聯(lián)系又有區(qū)別。其區(qū)別在

于階段表示的是井田范圍中的一部分，強調(diào)的是煤層開采范圍

和儲量；而水平是指布置在某一標高水平面上的巷道，強調(diào)的

是巷道布置。二者的聯(lián)系是利用水平上的巷道去開采階段內(nèi)的

煤炭資源。井田內(nèi)水平和階段的開采順序，一般是先采上部水

平和階段，后采下部水平和階段，這樣做建井時間短、生產(chǎn)安

全條件好。

2.井田劃分為盤區(qū)或帶區(qū)

開采傾角很小的近水平煤層，井田沿傾斜方向的高差很小,

很難將其劃分成若干以一定標高為界的階段，則可將井田直接

劃為盤區(qū)或帶區(qū)。通常沿煤層的延展方向布置大巷，在大巷兩

側(cè)劃分成具有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的塊段，這樣的塊段稱為盤區(qū)或帶

區(qū)。

3.井田劃分為開采區(qū)域

隨著煤礦機械化和新技術(shù)、新方法、新設(shè)備的出現(xiàn)，我國

已經(jīng)建設(shè)了許多大型和特大型礦井。由于礦井生產(chǎn)能力大、井

田范圍廣，輔助提升任務(wù)非常繁重，井下通風(fēng)線路長，特別是

當(dāng)瓦斯涌出量大時，礦井通風(fēng)更加困難。為了解決礦井輔助提

升和通風(fēng)問題，我國不少特大型礦井將井田劃分為若干具有獨

立通風(fēng)系統(tǒng)的開采區(qū)域。各開采區(qū)域具有獨立近風(fēng)、回風(fēng)系統(tǒng),

其內(nèi)部可采用采區(qū)式、盤區(qū)式或帶區(qū)式準備方式，并有自己的

輔助井筒，擔(dān)負進風(fēng)和回風(fēng)任務(wù)，有時還擔(dān)負輔助提升工作。

井下出煤則由服務(wù)于全礦的主井集中提出。

二、井筒開拓

井田分為階段或盤區(qū)以后，即可以開始進行礦井建設(shè)。在

一個井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開掘一系列巷道進

入煤體，建立礦井提升、運輸、通風(fēng)、排水和動力等生產(chǎn)系統(tǒng)，

稱為井田開拓。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置

及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要經(jīng)

過對技術(shù)可行的多種開拓方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。

（一）井田開拓方式分類

由于具體的井田地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件有較大的差異，

井田開拓方式很多。

1.按井筒（碉）形式分類

井田開拓按井筒（胴）形式可分為立井開拓、斜井開拓、

平胴開拓、綜合開拓，近年來，由于大型礦井的出現(xiàn)，還有多

井筒分區(qū)域開拓方式。其中，立井開拓是指主、副井均為立井

的開拓方式，斜井開拓是指主、副井均為斜井的開拓方式；平

嗣開拓是指采用主平碉的開拓方式，綜合開拓指采用立井、斜

井、平碉等任何兩種以上的開拓方式作為主、副井的開拓方式，

多井筒分區(qū)域開拓是指大型井田劃分為若干相對獨立的開采

區(qū)域并共用主井的開拓方式。

2.按開采水平數(shù)目分類

井田開拓按開采水平數(shù)目可分為單水平開拓（井田內(nèi)只設(shè)

一個開采水平）、多水平開拓（井田內(nèi)設(shè)2個及2個以上水平）o

3.按開采方式分類

井田開拓按開采方式可分為上山式開拓、下山式開拓及混

合式開拓。

上山式，即開采水平只開采上山階段，階段內(nèi)一般采用采

區(qū)式或盤區(qū)式準備。

上下山，即開采水平分別開采上山階段及下山階段，階段

內(nèi)采用采區(qū)式或盤區(qū)式準備。近水平煤層往往采用帶區(qū)式準備。

4.按開采水平大巷布置方式分類

井田開拓按開采水平大巷所在層位和布置方式可分為分

煤層大巷開拓、集中大巷開拓、分組集中大巷開拓。分煤層大

巷開拓，即每個煤層設(shè)大巷；集中大巷開拓，即煤層群中設(shè)置

大巷，通過采區(qū)石門與各煤層聯(lián)系；分組集中大巷開拓，即將

煤層分組，分組中設(shè)集中大巷。

有時為了簡便，命名開拓方式可能忽略大巷布置方式，如

立井開拓方式中有立井單水平上下山式、立井多水平上下山式、

立井多水平上山及下山式等。

(二)確定井田開拓方式的原則

井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，需認真研究

下列問題：

(1)確定井筒的形式、數(shù)目及其配置，合理選擇井筒及

工業(yè)場地的位置。

(2)合理確定開采水平數(shù)目和位置。

(3)布置大巷及井底車場。

(4)確定礦井開采順序，做好開采水平的接替和“三量”

管理。

(5)進行礦井開拓延伸、技術(shù)改造。

(6)合理確定礦井通風(fēng)、運輸及供電等系統(tǒng)

上述開拓問題解決的正確與否，關(guān)系到整個礦井生產(chǎn)的長

遠利益，關(guān)系到礦井的基建工程量、初期投資和建設(shè)速度，從

而影響礦井經(jīng)濟效益。礦井開拓方案一經(jīng)實施，再發(fā)現(xiàn)不合理

而改動，將耽誤許多時間，耗費巨資。因此，確定開拓問題,

需根據(jù)國家政策、法律法規(guī)，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多

條件，經(jīng)全面比較后確定合理的方案。

在解決開拓問題時，應(yīng)遵循下列原則：

(1)貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、

出好煤、安全高效創(chuàng)造條件，在保證礦井生產(chǎn)可靠和安全的條

件下減少開拓工程量，尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資,

加快礦井建設(shè)。

（2）合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，

做到合理集中生產(chǎn)。

（3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。

（4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定，要建立完

善的通風(fēng)、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道

維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。

（5）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為

采用新技術(shù)、新工藝及發(fā)展采煤機械化，綜合機械化、自動化

創(chuàng)造條件。

（6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)兼顧不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別

開采，以及其他有益礦物的綜合開采。

三、礦井巷道類別

礦井開采需要在地下煤（巖）層中開鑿大量的井巷和碉室,

這些井巷種類眾多，實際生產(chǎn)中，常按巷道的空間特征和用途

來分類。

（一）按巷道所處空間位置和形狀分類

礦井巷道按巷道所處空間位置和形狀，可分為垂直巷道、

水平巷道和傾斜巷道。

1.垂直巷道

立井：指直接通達地面出口的垂直巷道，又稱豎井。立井

一般位于井田中部，擔(dān)負全礦煤炭提升任務(wù)的為主立井，擔(dān)負

人員升降和材料、設(shè)備、砰石等輔助提升任務(wù)的為副立井。

暗立井：指沒有直接通達地面出口的垂直巷道，裝有提升

設(shè)備，也有主暗立井、副暗立井之分。暗立井通常用做上下兩

個水平之間的聯(lián)系，即將下部水平的煤炭通過主暗立井提升到

上部水平，將上部水平中的材料、設(shè)備和人員等轉(zhuǎn)運到下部水

平。

溜井：指擔(dān)負自上而下溜放煤炭任務(wù)的暗井。

2.傾斜巷道

斜井：指有直接出口通達地面的傾斜巷道。擔(dān)負全口徑下

煤炭提升任務(wù)的斜井叫主斜井，擔(dān)負礦井通風(fēng)、行人、運料等

輔助提升任務(wù)的斜井叫副斜井。

暗斜井：指沒有直接通達地面的出口，用做相鄰上下水平

聯(lián)系的傾斜巷道，其任務(wù)是將下部水平的煤炭運到上部水平,

將上部水平的材料、設(shè)備等運到下部水平。

上山：指服務(wù)于一個采（盤）區(qū)的傾斜巷道，也稱為采（盤）

區(qū)上山。上山用于開采其開采水平以上的煤層。按用途和裝備,

可將上山分為輸送機上山（或運輸上山）、軌道上山、通風(fēng)上

山、和行人上山等。輸送機上山（或運輸上山）內(nèi)的煤炭運輸

方向為由上下到水平大巷。

下山：指由運輸大巷向下，沿煤巖層開掘的為一個采（盤）

區(qū)服務(wù)的傾斜巷道，也稱為采（盤）區(qū)下山。按用途和裝備,

可將下山分為輸送機下山（或運輸下山）、軌道下山、通風(fēng)下

山和行人下山等。

3.水平巷道

平胴：指有出口直接通達地面的水平巷道。一般以一條主

平胴擔(dān)負全礦運煤、排肝、材料設(shè)備運輸、進風(fēng)、排水、供電

和行人等任務(wù)，專作通風(fēng)用的平胴稱為通風(fēng)平胴。

石門：指與煤層走向垂直或斜交的水平巖石巷道。服務(wù)于

全階段、一個采區(qū)、一個區(qū)段的石門，分別稱為階段石門、采

區(qū)石門、區(qū)段石門，用于運輸?shù)氖T稱為運輸石門，用于通風(fēng)

的石門稱為通風(fēng)石門。

煤門：指開掘在煤層中并與煤層走向垂直或斜交的水平巷

道。煤門的長度取決于煤層的厚度，只有在厚煤層中才有必要

掘進煤門。

平巷：指沒有出口直接通達地面，沿煤層走向開掘的水平

巷道。開掘在巖層中的平巷叫巖石平巷，開掘在煤層中的平巷

叫煤層平巷。按用途，可將平巷分為運輸平巷、通風(fēng)平巷等;

按服務(wù)范圍，將服務(wù)全階段、分段、區(qū)段的平巷分別稱為階段

平巷、分段平巷、區(qū)段平巷。

（二）按巷道服務(wù)范圍及其用途分類

礦井巷道按巷道服務(wù)范圍及其用途，可分為開拓巷道、準

備巷道和回采巷道。

1.開拓巷道

為全礦井或一個開采水平服務(wù)的巷道叫開拓巷道。如井筒、

井底車場、主要石門、階段（水平）大巷、采區(qū)石門等井巷，

以及掘進這些巷道的輔助巷道都屬于開拓巷道。

2.準備巷道

為采區(qū)一個以上區(qū)段、分段服務(wù)的巷道叫準備巷道，屬于

這類巷道的有采區(qū)上（下）山、區(qū)段集中巷、區(qū)段石門、采區(qū)

車場、采區(qū)變電所等。

3.回采巷道

形成采煤工作面及為其服務(wù)的巷道叫回采巷道，屬于這類

巷道的有采煤工作面的開切眼、區(qū)段運輸平巷和區(qū)段回風(fēng)平巷。

開拓巷道的作用在于形成新的或擴展原有的階段或水平，

為構(gòu)成礦井完整的生產(chǎn)系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。準備巷道的作用在于準

備新的采區(qū)，以便構(gòu)成采區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)?；夭上锏赖淖饔迷谟?/p>

切割出新的采煤工作面進行生產(chǎn)，開拓、準備、回采是礦井生

產(chǎn)建設(shè)中緊密相連的3個程序，解決好三者之間關(guān)系，對保證

礦井生產(chǎn)的正常運行具有重要意義。

四、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)

礦井生產(chǎn)系統(tǒng)是指在煤礦生產(chǎn)過程中的提升、運輸、通風(fēng)、

排水、行人、材料和設(shè)備運輸、排肝、供電、供氣、供水等巷

道線路及其設(shè)施，是礦井安全生產(chǎn)的基本前提和保證。每一個

礦井都必須按照有關(guān)規(guī)定和要求，建立安全、通暢、運行可靠、

能力充足的生產(chǎn)系統(tǒng)。礦井生產(chǎn)系統(tǒng)包括井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面

生產(chǎn)系統(tǒng)。

(-)井下生產(chǎn)系統(tǒng)

1.運煤系統(tǒng)

2.通風(fēng)系統(tǒng)

3.運料排砰系統(tǒng)

4.排水系統(tǒng)

5.動力供應(yīng)系統(tǒng)

動力供應(yīng)系統(tǒng)包括井下電力供應(yīng)系統(tǒng)和壓縮空氣供應(yīng)系

統(tǒng)。

(二)地面生產(chǎn)系統(tǒng)

地面生產(chǎn)系統(tǒng)的主要任務(wù)是煤炭經(jīng)過運輸提升的地面后

的加工和外運，同時完成肝石排放、動力供給及材料、設(shè)備供

應(yīng)對工作。地面生產(chǎn)系統(tǒng)通常包括地面提升系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、

排開系統(tǒng)、選煤系統(tǒng)和管道線路系統(tǒng)；此外，還有變電所、壓

力風(fēng)機房、鍋爐房、機修廠、坑木加工廠、礦燈房、浴室及行

政福利大樓等專用建筑物。

1.地面生產(chǎn)系統(tǒng)類型

(1)無加工設(shè)備的地面生產(chǎn)系統(tǒng)。這種生產(chǎn)系統(tǒng)適用于

原煤不需要進行加工的煤礦，原煤提升到地面以后，經(jīng)由煤倉

或貯煤場直接裝車外運。

(2)設(shè)有選開設(shè)備的地面生產(chǎn)系統(tǒng)。這種生產(chǎn)系統(tǒng)適用

于對原煤只要選去大塊砰石的煤礦，或者生產(chǎn)焦煤的煤礦。

(3)設(shè)有篩分廠的地面生產(chǎn)系統(tǒng)。這種生產(chǎn)