第三章煤矿生产技术与安全常识文档格式.docx

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1、煤层的形态

煤层通常是层状的，层位有明显的连续性，厚度也

比较均匀。

煤层的形态，是指煤层赋存的空间几何形态。

根据煤层在一定范围内连续成层的程度和可采情况，可将煤层分为层状、似层状和不规则状三种类型。

2、煤层的结构

煤层中含岩石夹层的情况称为煤层结构。

根据煤层中有无矸石层存在，将煤层结构分为简单结构和复杂结构两种。

简单结构，是指煤层中不含矸石层或局部含不稳定的矸石；

复杂结构，是指煤层中含一层或多层矸石层。

（四）煤层厚度

煤层顶、底板之间的垂直距离，称为煤层的厚度。

根据煤层结构不同，煤层厚度可分为总厚度、有益厚度和可采厚度。

总厚度是指煤层顶、底板间各分煤层厚度和各夹石层厚度的总和；

有益厚度是指煤层顶、底板间各分煤层厚度的总和；

可采厚度是指达到国家规定的最低可采厚度以上的煤层厚度或煤分层厚度之和。

根据煤层厚度对开采技术的影响，将煤层分为以下三类：

（1）薄煤层指厚度为1.3m以下的煤层。

（2）中厚煤层指厚度为1.3到3.5m的煤层。

（3）厚煤层指厚度大于3.5m的煤层。

在煤矿生产中，习惯上将厚度大于6m的煤层称为特厚煤层。

（五）煤（岩）层产状

煤（岩）层在空间的产出状态，称为煤（岩）层产状。

倾斜煤层的产状，可以用煤层面的走向、倾向和倾角三个要素的数值表示，称为煤层的产状要素。

1走向倾斜煤（岩）层层面与水平面的交线为走向线，称为走向。

走向线是煤层面上的一条水平线，它的两端延伸方向为煤层的走向，走向线表示煤层在水平面上的延展方向。

2倾向在煤层层面上，与走向线垂直并沿层面倾斜向下引出的直线称为倾斜线。

倾斜线在水平面上的投影线所指煤层倾斜一侧的方向。

3倾角倾角是指煤层面和水平面之间的夹角。

根据煤层倾角对开采技术的影响，煤层可分为以下四类：

（1）近水平煤层指倾角在8°

以下的煤层。

（2）缓倾斜煤层指倾角为8°

到25°

的煤层。

（3）倾斜煤层指倾角为25°

到45°

（4）急倾斜煤层指倾角在45°

以上的煤层。

（六）煤层顶板与底板

位于上、下两个界面之间的煤及其间所夹的矸石层称为煤层；

赋存在煤层之上的邻近岩层称为煤层的顶板；

赋存在煤层之下的邻近岩层称为煤层的底板。

1、煤层的顶板

根据顶板在煤层开采中垮落的难易程度及其与煤

层的相对位置，将顶板分为基本顶、直接顶和伪顶三种类型。

①伪顶指直接位于煤层之上的较薄岩层，极易破碎，随采随落。

②直接顶指位于伪顶之上或直接位于煤层之上（煤层没有伪顶时）的一层或几层岩层。

通常由砂质页岩、沿岩、粉砂岩等比较容易垮落的岩层组成。

③基本顶俗称老顶，是指位于直接顶或直接位于煤层之上、难以垮落的厚而结实的岩层。

2、煤层的底板

根据煤层底板性质、煤层底板与煤层的位置关系，把煤层底板分为直接底和基本底。

①直接底指直接位于煤层之下、强度较低的岩层。

通常由岩层、灰质页岩和黏土岩等组成。

②基本底俗称老底，是位于直接底或直接位于煤层之下，由较硬的砂岩、石灰岩等组成的岩层。

第二节矿井开拓

一、井田与矿区

一般将一个煤田划归若干个煤矿进行开采。

划归一个煤矿开采的范围称为井田，在一个井田内进行开采的煤矿一般称为矿井。

将邻近几个井田划归为一个行政机构管理，而将这邻近的井田合起来称为矿区。

煤田划分成井田后，可以布置一套完整独立的生产系统，称为井田再划分。

要从地面开凿通道（井筒）通至地下，在地下开掘一系列巷道和硐室进入煤体；

在井田范围内，由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开拓工程，称为矿井开拓或井田开拓。

二、矿井巷道

矿井巷道包括井筒、平硐和井下的各种巷道，是建立生产系统进行生产活动的基础条件。

1、按巷道空间特征分类

矿井巷道按倾角不同分为：

①垂直巷道垂直巷道的中心线与水平线垂直，如立井、暗立井、溜井等。

②水平巷道水平巷道的中心线与水平面大致平行，如平硐、石门、平巷等。

③倾斜巷道倾斜巷道的中心线与水平面既不平行也不垂直，而是成一定角度，如斜井、采区上山（或下山）、暗斜井（也称主下山）等。

2、按巷道服务范围分类

（1）开拓巷道指为全矿井服务，或者为一个及一个以上的阶段服务的巷道，主要有主副立井（或斜井）、平硐、井底车场、主要运输及回风石门运输大巷及回风大巷等。

（2）准备巷道指为一个采区或者为两个或两个以上的采煤工作面服务的巷道，主要有采区车场、采区煤仓、采区上山（或下山）、采区石门等。

（3）回采巷道指只为一个采煤工作面服务的巷道，主要有工作面运输巷、工作面回风巷、开切眼等。

三、矿井开拓方式

矿井开拓巷道在井田内的总体布置方式称为矿井开拓方式，由这些井巷构成的生产系统称为矿井开拓系统。

矿井开拓的主要内容包括：

井筒的形式、数目和位置，开采水平的数目及位置等。

通常按井筒形式的不同，将矿井开拓方式分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓四种类型；

按井田内布置的开采水平数目的不同，将矿井开拓方式分为单水平开拓和多水平开拓。

1．立井开拓指用垂直巷道由地面进入地下，并通过一系列巷道进入矿体的开拓方式。

2.斜井开拓指利用倾斜巷道由地表进入地下，并通过一系列巷道通达煤层的开拓方式。

斜井开拓可分为斜井多水平分区式开拓、斜井多水平片盘式开拓和斜井单水平倾斜分段式开拓。

3.平硐开拓指利用水平巷道由地面进入煤层进行开采的一种开拓方式。

平硐沿煤层走向方向掘进称为走向平硐，与走向斜交（或垂直）的称为斜交（或垂直）平硐.

4.综合开拓用两种或两种以上的基本井硐形式（立井、斜井、平硐）综合开拓井田称为综合开拓。

四、矿井生产系统

矿井生产系统是一个综合性的系统，主要包括运输提升系统、通风系统、排水系统、供电系统和压气供给系统等。

（一）运输提升系统

1、煤炭运输提升系统

2、人员、材料及设备的辅助运输和提升系统

（二）通风系统

（三）排水系统

作用：

将矿山井下涌出的矿井水及时、安全可靠、经济合理的排至地面。

矿山排水系统由排水系统硐室和排水设备、设备两

大部分组成。

矿井主排水系统硐室主要由主排水泵房硐室、水仓

和管子道（管子间）组成。

矿井排水设备、设施主要由水泵、电动机、供电电

缆、排水管、匣阀、逆止阀、底阀或引水装置、压

力表、真空表、启动控制开关等组成。

（四）供电系统

常用的煤矿供电系统是：

双回路电网--→矿井地面变电所--→井下中央变电所—→采区变电所（移动式变电所）--→工作面配电点

现有的综采工作面基本上都已经采用了移动式变电站。

移动式变电站是将采区变电所（或中央变电所）引来的6kv（或10kv）电压变为1140v（或3300v）的电压，向采煤工作面设备供电，它可以随着采煤工作面的推进而移动，它和工作面的距离一般保持在50到300m之间。

如防尘供水系统、压风供给系统、安全监控系统、瓦斯抽放系统、防灭火灌浆系统和通信系统等。

第三节井下安全设施、安全信号

和安全标志

一、井下安全设施

井下安全设施是指在井下巷道、硐室等处安设的专用安全生产的装置和设备，其作用是防止事故的发生或者缩小事故的影响范围、减轻事故的危害。

1、防瓦斯安全设施

防瓦斯安全设施主要有瓦斯监测和自动报警断电装置等。

其作用是监测周围环境空气中的瓦斯浓度，当瓦斯浓度超过规定的安全值时，会自动发出报警信号；

当浓度达到危险值时，会自动切断被测范围的电力电源，以防止瓦斯爆炸事故的发生。

2、通风安全设施

通风安全设施主要有局部通风机、风筒及风门、风窗、风墙、风障、风桥和栅栏等。

其作用是控制和调节井下风流和风量，供给各工作地点所需要的新鲜空气，调节温度湿度、稀释空气中的有毒有害气体。

3、防灭火安全设施

防灭火安全设施主要有灭火器、灭火砂箱、铁

锹、水桶、消防水管、防火铁门和防火墙。

其作用

是扑灭初起火灾和控制火势蔓延。

防灭火安全设施主要安设在机电硐室及机电设

备较集中的地点。

防火铁门主要安设在机电硐室的出入口和矿井进风井的下井口附近。

防火墙构筑在需要密封的火区巷道中。

4、防隔爆设施

防隔爆设施主要有防爆门、隔爆水袋、水槽、岩粉棚等。

其作用是阻止爆炸冲击波、高温火焰的蔓延扩大，减小因爆炸带来的危害。

隔爆水袋、水槽、岩粉棚主要安设在矿井有关巷道和采掘工作面的进回风巷中。

隔爆铁门安设在机电硐室的出入口。

井下爆炸器材库的两个出口必须安设能自动关闭的抗冲击波活门和抗冲击波密闭门。

5、防尘安全设施

防尘安全设施主要有喷雾洒水装置及系统。

其作用是降低空气中的粉尘浓度，防止煤尘发生爆炸和影响作业人员的身体健康，保持良好的作业环境。

防尘安全设施主要安设在采掘工作面的回风巷道以及转载点、煤仓放煤口和装煤（矸）点等处。

6、防水安全设施

防水安全设施主要有水沟、排水管道、防水门、防水匣和防水墙等。

其作用是防止矿井突然出水造成水害和控制水害影响的范围。

7、提升运输安全设施

提升运输安全设施主要有罐门、罐帘、各种信号灯、电铃、阻挡车器，其作用是保证提升运输过程的安全。

8、电气安全设施

供电系统及各电气设备上需装设漏电继电器和接地装置，其目的是防止发生各种电气事故而造成人身触电等。

9、避难硐室

避难硐室主要有以下三种：

①躲避硐

2避难硐室

3压风自救硐室

二、井下信号

矿井生产中的各个环节，都设有用声光表示的工作信号或危险警告信号。

所以信号时保证工作联系和安全生产所必须的工具。

矿井的各种信号有着具体的规定和指令。

矿井的提升运输信号基本用的是电铃声和红绿灯作指示。

红灯表示危险信号，看到红灯车辆要停止开动，行走的人员要止步等待。

绿灯表示安全，车辆可以通过人员可在人行道上行走。

电铃的不同声音或次数表示不同的指令信号。

三、煤矿井下安全标志

安全标志是指井下悬挂或张贴的图文标志，目的在于警示人们对不安全因素的注意，预防事故的发生。

《煤矿井下安全标志》规定：

煤矿井下安全标志分为主标志和文件补充标志两类。

1、主标志

主标志分为禁止标志，警告标志，指令标志，路标、名牌和提示标志4种。

2、文字补充标志

第四节煤矿矿用产品的安全标志及其识别

《煤矿安全规程》规定，煤矿使用的涉及安全生产的产品，必须取得煤矿矿用产品安全标志。

一、煤矿矿用产品的特点

煤矿矿用产品基本上是为煤矿专用设计的产品，能在其他使用场合通用的设备极少。

（1）煤矿用防爆电气设备，除最基本的防爆性能要求外，有的还要求具有断电保护、风电瓦斯闭锁等适合煤矿作业的特殊功能。

（2）煤矿用爆破器材应在具体通用性能的基础上，具有抗引燃、引爆可燃性气体的性能，以及控制爆炸后有毒有害气体的排放量的功能。

（3）煤矿用柴油机，不仅要求其具有防爆性能，还要求控制其排烟的毒性、温度和机器的表面温度。

（4）煤矿用阻燃输送带在运行中，不得产生静电火花，在事故性摩擦情况下不得摩擦着火。

（5）煤矿用阻燃电缆，不仅要求其具有阻燃、抗静电性能，还要求其在电缆护套内加设半导体屏蔽层，即使受到事故性撞、砸、挤、压时，只准超前断电，绝不允许相间和相地短路。

（6）用于监测监控煤矿水、火、瓦斯、粉尘、顶板、一氧化碳和其他有毒有害气体的仪表和装备，统称为煤矿安全仪器。

（7）安全监测监控系统由地面计算机系统和传输信道电缆及传感器、分站等组成，不仅要求具有防爆性能，还要求适应特殊作业环境的防磁、抗干扰的能力，保证其传输速率、误码率、传输损耗、巡检周期、系统软件及其监控功能、逻辑关系约定、人机对话功能等，均能在特殊环境下正常工作。

二、执行安全标志管理的煤矿矿用产品的种类

国家必须采取强制性的安全管理手段、措施确保煤矿用产品满足煤矿安全生产的特殊需要。

对执行安全标志管理的产品，生产厂家必须在取得安全标志书后，才能从事该产品的生产、销售，并使用安全标志。

各有关矿山企业严禁采购和使用无安全标志的产品。

凡因使用无安全标志产品而造成重大事故的，要依法追究有关责任者和使用者的责任。

执行安全标志管理的煤矿矿用产品（井下部分）的种类如下：

1.电气设备

（1）高、低压电气。

具体包括隔爆型负荷开关、馈电开关、隔爆型小型开关（包括行程、转换、插销等）、隔爆型移动变电站、隔爆型干式变压器、隔爆型配电装置、隔爆型电控装置、隔爆型电磁启动器、隔爆型功率补偿装置和隔爆型充电装置。

（2）防爆电机。

具体包括隔爆型交流电动机、隔爆型直流电动机、防爆发电机。

（3）矿用泵。

具体包括潜水电泵、煤水泵、泥浆泵、渣浆泵和清水泵。

（4）综合保护装置。

具体包括隔爆型检漏继电器、隔爆型电气综合保护装置。

（5）其他防爆电器。

具体包括隔爆型电度表、磁性传感器、激光指向仪、隔爆型电磁阀、防爆照（摄）相机、隔爆电器外壳等。

2.照明设备

具体包括安全帽灯、报警矿灯、矿灯短路保护装置、防爆灯具（白炽灯、荧光灯、其他照明灯具）。

3.爆炸材料、发爆器

具体包括煤矿许用炸药（含乳化炸药、铵梯炸药、水胶炸药、硝铵炸药等）、煤矿许用雷管、煤矿许用导爆索、发爆器。

4.通信、信号装置

（1）通信类产品。

具体包括防爆电话机及关联设备，无线电通信系统及关联设备，漏泄通信系统及关联设备，无线、有线混合通信系统及关联设备。

（2）信号类产品。

具体包括防爆信息传输装置、防爆声光报警（语音提示）信号装置、隔爆型电铃、隔爆型打点器、防爆信号通讯机、工作面通讯和信号控制装置。

5.钻孔机具及附件

具体包括煤（岩）电钻、凿岩机具（电动、液动、气动）、锚杆钻机（电动、液动、气动）、钻车、井下移动式空气压缩机、安全钻机（瓦斯抽放、探水、防突、放顶、注水、防灭火钻机）。

6.提升、运输设备

（1）带式（刮板）输送机。

具体包括带式输送机（含：

托辊、制动器）、刮板输送机、平巷转载机（带式、刮板）、耦合器（含易爆塞、易溶塞）。

（2）提运设备。

具体包括人车（斜井、平巷）、矿车（含：

连接链、插销）、煤矿用绞车、矿用钢丝绳、提升容器、连接装置、防坠器、斜井防跑车装置和提升机综合后备保护装置。

7.动力机车

具体包括防爆薯电池电机车（含隔爆型控制器、隔爆型电阻器箱、隔爆型电源装置、薯电池、隔爆型直流变换器、隔爆型直流稳压电源、防爆变频调速器、监示器等）、架线式工矿电机车及配套电器设备和防柴油机动力设备（含防爆柴油机）

8.通风、防尘装备

具体包括矿井地面通风机（仅限于No15及以下）、局部通分机、风速仪表、风速传感器、除（降）尘装置、粉尘采样器和粉尘浓度测量仪表。

9.阻燃及抗静电产品

具体包括阻燃输送带及整体带芯、导风筒及风筒涂覆布、煤矿用阻燃电缆、隔爆水袋（槽）、煤矿用塑料网假顶、非金属制品（溜槽、电缆接头、管材、玻璃钢制品等）和难燃介质（乳化油、高含水难燃液）。

10.环境、安全、工况监测监控仪器与装备

（1）气体检测仪器仪表，具体包括气体检测管、一氧化碳检测仪器仪表、甲烷检测仪器仪表（含载体催化元件）、氧气检测仪器仪表和其他气体检测仪器仪表。

（2）安全、生产监测监控系统，具体包括监测监控系统、矿用传感器（含一氧化碳、甲烷、负压、压力、洪水、温度、速度、顶板动态、风速、设备开停等传感器）、井下风站、直流稳压电源、风电甲烷闭锁装置、自然火灾监测系统和瓦斯抽放监测系统。

（3）自救器、呼吸器、搜生器。

（4）其他安全装备，具体包括紧急闭锁开关、远程控制器、防突测量仪器表及机具、瓦斯抽放设备及仪表、防灭火装备（含：

制氮机）。

11.支护设备

具体包括液压支架（含柱、阀、千斤顶）、气赌、气支架、矿用单体液压支柱（含三用阀）、切顶支柱、摩擦支柱、金属顶梁、锚杆（索）（含杆体锚固剂）、矿用液压推溜器、乳化液泵、液压支架用胶管。

12.采、掘机械及配套设备

具体包括采煤机（含电控装置）、掘进机（含电控装置）。

第五节便携式甲烷检测仪

一、便携式甲烷检测仪的特点和种类

1.便携式甲烷检测仪是一种带式可连续自动测定（或点测）环境中瓦斯浓度的全电子仪器，具有操作方便、读取直观、工作可靠、体积小、质量轻维修方便等特点。

便携式甲烷检测仪的种类很多，习惯上是按检测原理来进行总体分类的，既主要风为热催化（热敏）式、热导式及半导体气敏元件三大类。

变携式甲烷检测仪的测量范围一般在0-4.0%CH4。

或0-0.5%CH4，用于低浓度瓦斯的测定。

热导式甲烷检测仪，元件寿命长，不存在催化剂中毒等现象，其测量范围为0-100%CH。

二、便携式甲烷检测仪的使用

1.便携式甲烷检测报警仪在每次使用前都必须充电，以保证可靠工作

使用时，首先在清洁空气中打开电源，预热15min，观察指示是否为零；

如有偏差，则需调整电位器使其归零。

2.使用的方法和步骤

测量时，用手将仪器的传感器部位举至或悬挂的测量处，经几十秒钟的自然扩散，即可读取瓦斯浓度的数值。

也可由工作人员随身携带，在瓦斯超限发出声、光报警时，再重点监视环境瓦斯，或采取相应措施。

3.使用时应注意的事项

（1）要保护好仪器，在携带和使用中严禁摔打、碰撞，严禁被水浇淋或浸泡。

（2）当使用中发现电压不足时，仪器应立即停止使用，否则将影响仪器正常工作并缩短电池使用寿命。

（3）对仪器的零点测试精度及报警点应定期（一般为一周或一旬）进行校验。

（4）当环境中瓦斯浓度和H2S含量超过规定值后，仪器应停止使用，以免损坏元件。

（5）检查过程中还应注意顶板支护及两帮情况，以防止伤人事故的发生。

（6）当瓦斯浓度氧气浓度超过规定限度应迅速退出并及时处理或汇报。

（7）当闻到有其他特殊的导杂气味也要迅速退出，注意自身安全。

三、便携式甲烷检测仪的日常维护

（1）要爱护仪器，经常保持仪器的清洁。

（2）及时进行校验，以保持其精度。

（3）应在通风干燥处保存。

（4）当发现电池无电应及时充电，以防损坏电池。