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1、煤层的顶底板：上顶下底 下先上后煤层产状：走向 倾向 倾角 煤层按倾角不同分为三类：缓倾小于25度 倾斜25- 45度 急倾大于45度（三）常见的地质构造褶皱构造：连续的弯弯曲曲断裂构造：失去了连续性和完整性，又称断层 。有正断层、逆断层和平推断层三种。岩溶塌陷：煤层下部出现 常在石灰岩和白云岩中出现岩浆侵入：岩浆侵入煤体中三、矿井开拓（一）矿井巷道类型开拓巷道：为矿井或一个水平服务，有平硐、斜井、立井、井底车场、石门、主要运输大巷、风井准备巷道：为一个开采区域服务，有上山、下山、小眼、溜煤眼回采巷道：为采煤工作面服务，有回风巷、运输巷、切眼（二）开拓方式：开拓巷道在井田内的布置方式斜井开拓：

2、由地面进入的倾斜巷道开拓立井开拓：由地面进入的垂直巷道开拓平硐开拓：由地面进入的水平巷道开拓综合开拓：上述三种基本开拓方式的合理组合四、回采工艺 在回采工作面内采煤，主要有破煤、装煤、运煤、采场支护和采空区处理等工作。根据不同的煤层条件，将“破、装、运、支、处”在空间和时间上合理的安排和配合，叫做回采工艺。 长壁采煤法的回采工艺根据技术装备不同，分为手采、炮采、机采和综采四类。按采面个数计算：重庆地区手采约占30%，炮采占50%，机采占15%，综采5%。五、矿井主要生产系统矿井的运输和提升系统：运出煤矸，运进材料设备，运送人员等。矿井的通风系统：供给井下新鲜风流，保证人的生存所需，排出井下有毒

3、有害气体。 1.矿井的主扇工作方法：分为抽出式和压入式两种。 2. 进出风井的布置方式： （1）中央式：中央并列式、中央分列式 （2）对角式：两翼对角式、分区对角式 （3）混合式：上述两种所组成的综合形式矿井的排水系统：其任务是将矿井水不断排出地面，防止矿井被淹没。矿井的供电系统：煤矿机电设备使用的动力。在井下设立变电所，分级供电。矿井的压风系统：主要用作风镐、风钻等风动设备的动力。包括压风机、辅助设备和输送管道。矿井的安全出口：采面、采区和主系统均必须至少保证有两个安全出口。采面开采三角煤、断层带、残留煤柱等不能保证时，必须制定安全措施报县级以上煤炭定理部门批准。规程第五十条。第二讲 采煤基

4、础知识一、回采工作面安全生产的重要性矿井生产的心脏最基本的生产场所空间狭窄多变，设备多噪声大人员集中、环境复杂、不安全因素多事故多发地点：在矿井事故中，顶板事故死亡人数占40多，而回采工作面又占顶板死亡总人数的60以上。同时，透水、火灾、瓦斯、机电运输事故也占相当比例。二、回采工作面的顶板分类和矿压显现（一）回采工作面的顶板分类按顶板的自然层次分类： 伪顶：直接位于煤层之上，厚度在0.3至0.5米以下，随采随落的软弱岩层。直接顶：直接位于煤层或伪顶之上的岩层，一般能够随放顶在采空区及时垮落。老顶：位于直接顶之上厚而坚硬的岩层，在采空区可以大面积悬露而不及时垮落。（二）回采工作面矿压显现1.矿山

5、压力及矿山压力显现矿山压力：采掘活动破坏了周围岩体原来的应力状态，引起围岩应力的重新分布，在围岩和支撑物上表现的力。矿山压力显现：是由于矿山压力的作用而在回采工作面周围所产生的一系列力学运动现象。如顶板下沉、顶板下沉速度及支架载荷等。2 .工作面顶顶板的初次来压和周期来压（1）初次来压：有以下一些特征来压突然，工作面压力普遍升高顶板下沉速度急剧增大顶板有程度不同的声响根据老顶级别不同，初次来压步距一般在2570米（2）周期来压： 顶板下沉速度增加，下沉量也大 支柱载荷普遍增加 煤壁片帮，顶板出现裂隙、冒顶、台阶下沉 工作面伴随有“板炮”现象发生3 .大范围采空时上覆岩层的移动规律 当煤层被大面

6、积采空后，顶板岩层移动的结果将分为三个不同的移动带：冒落带：一般是46部的采高裂隙带：位于冒落带之上，厚度要比冒落带大弯曲下沉带：位于裂隙带之上，至到地表，其移动速度缓慢4 .影响工作面矿压显现的因素围岩组成：不同类型顶板差别较大采高及控顶距：空间越大越难维护生产工序：采煤和放顶工序影响最大工作面推进度：提高推进度有利三、采煤工作面支护及采空区处理（一）采煤工作面的支护方法 采煤工作面支护是控制矿山压力及顶板下沉，防止冒顶事故的一项根本措施。采煤工作面的支护形式有以下几种：按结构分：单根点柱和柱梁组成的支架按材料分：金属支柱（架）和木支柱（架）按工作原理分：摩擦式金属支柱、单体液压支柱及液压支

7、架按支架的作用分：普通支架和特殊支架（木垛）（二）采空区处理方法： 采场以外的空间称为采空区。为保证采场安全，必须对采空区进行处理。有以下几种方法：全部垮落法：在采场形成切顶线切断采空区直接顶充填法：采用人工充填物充进采空区缓慢下沉法：采用可缩性的木垛作为采场的最后一排支架，使顶板自然的弯曲下沉第三讲 掘进基础知识一、概述巷道掘进是指按设计要求，为满足矿井生产的需要而掘出各种类型的巷道采煤以掘进为条件，掘进又服务于采煤。必须坚持“采掘并举，掘进先行”的原则。按煤岩类别分：煤巷、半煤岩巷、岩巷 按服务项目分：开拓巷道、准备巷道、回采巷道普遍采用钻爆法掘巷，重特大事故的多发区。二、掘进巷道打眼（三

8、）打眼中注意事项：检查钻具：机具完好，防止失爆检查工作面安全情况：顶板活石、空顶距、支架、通风情况及瓦斯浓度等合理安排人员：定眼位，定时间、定任务严格遵守操作规程三、掘进巷道出运煤矸装岩方式：人工装岩和机械装岩（常用耙斗装岩机）运输方式：人力运输和机械运输（常用电机车和矿车配套运输系统）出运煤矸的安全措施：A、做好准备工作，排出工作面隐患；B、搞好综合防尘；C、注意发现和处理瞎炮；D、保护好管线；E、经常检查瓦斯浓度；F、装岩机的稳固和安全防护；G、严格执行机运管理制度和有关规定四、掘进巷道支护 巷道掘进出来后，根据巷道围岩的不同性质对巷道进行及时支护，以控制巷道的围岩变形，防止巷道片帮冒顶。

9、据统计，掘进头冒顶事故的死亡人数约占煤矿冒顶事故总死亡人数的20%。（一）棚式支架：木支架（梯形木棚）金属支架：多采用旧钢轨、矿用工字钢或U型钢加工而成，代替木棚。钢筋混凝土支架：在地面用钢筋混凝土预制成梁、棚腿和背板等构件，再运到掘进工作面装配使用。（二）砌碹支护：临时支护的拆除：处理好浮岩，防止顶板事故。在挖基础时，只能用风镐、手镐作业，若放炮必须制定专门措施。材料规格和砂浆配比符合要求，做到灰缝饱满。（三）锚杆支护： 锚杆支护就是用钢筋、废钢丝绳、木、竹和树脂等材料加工成锚杆，对巷道围岩进行人工加固，利用围岩本身的支撑能力，达到维护巷道的目的。其作用原理是：组合梁作用：在层状顶板的巷道中

10、，在顶板上安装锚杆可以把层状顶板锚固在一起成为一个组合梁，从而提高顶板岩层的承压能力。悬吊作用：锚杆可以把冒落危险的松软岩层悬吊到坚硬的岩层上，从而增加松软岩层的稳定性。挤压拱作用：在非层状岩层中安装锚杆，可在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定，而且能阻止其上部围岩松动和变形的挤压拱，从而能保持巷道的稳定性。（四）喷射混凝土或喷浆支护和锚喷支护：喷射混凝土或喷射砂浆支护是将混凝土或砂浆利用喷射机，高速喷射到岩壁上，喷射物粘附到岩壁表面和楔入岩石的裂缝中，疑结硬化后与围岩紧密结合，能防止围岩风化和松动，并组成一个共同承压的支护结构。锚喷支护是在锚杆支护以后再在围岩表面喷射一层混凝

11、土或砂浆，形成联合支护。 注意：锚喷必须光爆；锚喷不光爆，等于瞎胡闹。煤矿安全规程第四十四条五、巷道贯通时的安全措施（二）掘进巷道与老巷和采空区贯通措施发现预兆，停止打眼，查明原因。（预兆：炮眼内异常出水，温度骤高骤低，有大量瓦斯涌出，煤岩松动等）若设计必须贯通时，在距贯通15米前，必须先探明老巷中水、火、瓦斯等情况，并采取相应措施，否则禁止放炮。贯通老巷放炮时，要撤出全部人员。坚持“有疑必探，先探后掘”的原则。要特别注意防止顶板事故。六、溜煤眼的安全措施采用工字钢或废钢轨制作安装筛网。（300300毫米）在上口设置栏杆或栏绳。搞好人行道及照明，在宽度0.81米。保持一定的通风，防止瓦斯积存。

12、出现堵塞时，严格按规程规定进行处理，防止出现事故。规程第三百三十条第四讲 采掘顶板管理一、采煤工作面顶板管理（一）采面冒顶事故原因分析1.局部冒顶主要分为靠煤帮附近的局部冒顶、上下出口的局部冒顶和放顶线附近的局部冒顶三种：（1）靠煤壁附近局部冒顶的原因：直接顶裂隙发育形成游离岩块采煤、爆破后不及时支护炮眼布置不当，装药量过多，放炮崩倒支架。煤层强度较低，老顶来压片帮，扩大无支护空间。（2）放顶线附近局部冒顶的原因：顶板存在由断层、裂隙、层理等切割形成的大块游离岩块。金属网假顶网上有大块岩块，回收后失旋转，推倒采场支架。支柱质量差。（3）上下出口局部冒顶的原因：位于采煤面顺槽交接处控顶范围大掘进

13、顺槽时，直接顶被松动破坏为移动采煤机机头机尾经常拆换支柱老顶来压作用，施加给支柱的侧向力影响2.当老顶来压时，如果工作面支护强度不足（例如全采用木支柱），就可能发生采煤面沿煤壁出现台阶下层，进而发生压垮型大冒顶事故。3.当前采场大型顶板事故是以推垮型冒顶为主，可分为以下两种：“复合顶板”下推垮型冒顶的原因：煤层顶板由下软（厚度一般为0.52.0米）上硬不同岩性组成，层间有煤线，当支架初撑力刚度不够，软岩离层，被裂隙切割成六面体块后，下部冒空，向倾斜下方或老塘有推力，侧向推力使支架失稳而大冒顶。金属网下推垮型冒顶的原因：煤层倾角较大，支架初撑力及刚度不够，金属网上碎矸松动向下推移，金属网带动支柱

14、向下倾斜下推力愈来愈大，拉断网，支架不能抵抗侧向推力失稳而引起推垮型冒顶。（二）防止采煤工作面冒顶措施加强矿井生产地质工作，掌握采面顶、底板及煤层水文地质情况，以便针对性地采取防冒顶措施。认真编制采区设计和工作面作业规程。正确确定采面的支护形式和方法、顶板管理方法、控顶距、初次来压周期来压的特殊支护措施。认真制定工作面初采、初次放顶、收尾安全措施和循环作业的规定等。进行顶板规律观测和来压预报，及早采取相应安全措施。加强工作面支护，做好回柱放顶工作。同一采面不得使用不同类型、不同性质的支柱坚持认真执行规程，严格工程量坚持正规循环作业加快工作面推进度，改善顶板状况加强特殊支护，严格执行放顶安全措施

15、。（三）搞好敲帮问顶在采掘工作面开始工作前和工作中都要严格执行敲帮问顶制度，检查周围顶帮。敲帮问顶是使用镐、锺等工具敲打顶帮，如果发出声音清脆实在，手贴近顶板指尖不感到震动，说明顶板比较稳定，暂时不会冒落。在敲打顶板时声音发空低浊，表明顶（帮）已有裂缝和松动，随时有冒落的危险，必须立即用长把工具将松动的岩石撬放下来。如果松动的岩石很大，不得在其下停留，要及时加打临时支柱将其护好，防止冒落伤人。工作地点如有松动的煤块伞檐，也要及时撬放下来。（四）采面初次来压和周期来压时顶板管理措施进行顶板观测，摸清采面初次来压和周期来压步距，在来压前加大支护密度。来压前，沿放顶线增设12排密集支柱或丛柱，增加支

16、撑力隔离老塘。同时沿放顶线每隔58米增设一个木垛。初次来压期间，适当加大工作面控顶距，以便架设特殊支架。周期来压期间则适当缩小控顶距，适当缩小一次放顶距，减轻老顶对采面影响。采取小进度循环方式，加快工作面推进度，保持煤壁完整。保证采面内支架数量和质量符合要求，落煤后及时支架。在工作面和采空区设木信号点柱，顶板来压时能及时报警。对大面积悬露的坚硬老顶，采取人工强制放顶措施。 将采空区内的物料回收干净，使直接顶充分垮落。（五）采面上下出口的支护采用运输机头支架。机头宽度大，空顶面积大，经常移动，又是安全出口，必须做好支护避免发生冒顶了。采用下顺槽超前支架。超前工作面20米，沿顺槽棚梁靠上帮1/3处

17、打单排托梁支护，两种梁要垂直。采用上安全出口支架。上顺槽超前工作面20米加固，沿下帮1/3处打单排悬臂超前托梁支架。上帮压力大时使用双排托梁，或用十字顶梁加固。（六）特殊顶板条件下采面顶板管理安全措施1.伪顶及松软破碎顶板工作面顶板管理措施（1）冒顶原因：支架空挡内漏顶顶倒支柱割煤和放炮后，机（炮）道得不到及时支护而发生冒顶。使用金属顶梁时，由于顶梁和顶板摩擦力很小，伪顶大面积垮落时，支架往往成串被推倒，造成大冒顶事故。在初次来压和周期来压时，破碎顶板易和上复盖直接顶或坚硬顶离层而垮落。（2）应采取的顶板管理措施：初采时，此类工作面不得推采开切眼的另一帮煤柱上下顺槽与工作面要沿伪顶掘进避免破顶

18、工作面适当加大支护密度向煤壁打超前托梁初次来压和周期来压时必须加强支护，增设抬棚戗柱等，增加支柱的稳定性炮采工作面，顶板沿煤壁有显著裂缝或下沉时，应停止放炮在煤层沿顶板处钻眼，使用高压泵注入树脂粘结破碎顶板以提高强度2.采面发生冒顶时处理方法（1）局部小冒顶的处理方法观察顶板动静，敲帮问顶，加固冒顶区附近的支架，清理好退路掏梁窝，探大板或挂梁清除浮煤浮矸，打好贴帮柱，支好棚梁（2）局部较大冒顶的处理方法首先检查冒顶地带的顶板是否已经稳定，并加固冒顶区上下方支架（柱）清理好退路，准备好支护材料，设专人监视顶板变化打上探板棚梁，用小木垛接顶（3）局部冒顶堵死工作面，冒顶不超过15米的处理方法加固工

19、作面支架，清理煤矸，保证后路支架可靠畅通在工作面由外向里，边整理工作面，边支棚子处理。对棚上空顶用小木垛背实若矸石破碎，可先沿煤帮运输机清理出一条小巷，用人字型棚支护。通小巷后，开动运输机，再放矸支棚，棚上空顶用小木垛背实（4）大范围冒顶的处理方法： 可沿煤壁重掘开切眼或部分开切眼绕过冒顶区新切眼从下部向上开掘，靠冒顶一侧留适当小煤柱或用板皮背实，防止向巷内窜矸掘通部分开切眼后，未冒顶工作面继续前进当工作面推到和新切眼一条直线时，即可继续正常生产重掘整个开切眼的工作面要同工作面初采一样处理放顶3.采面过老巷的顶板管理措施对不通风老巷，要首先送风排出积聚瓦斯通风后进行巷修，处理好顶板事故隐患对压

20、力很大、顶板破碎老巷，应在接近老巷前调整工作面方向与老巷斜交，不能与老巷平行推进炮采工作面尽可能放小炮或震动炮，减少顶板破坏，透过老时应停炮改手采工作面与老巷相交处控顶面积大，顶压集中，要加密支架加打木垛如果老巷在工作面上方，要用大于老巷宽度的长木梁托顶加快工作面推进度，边采边支护，尽量减少空顶时间和面积，防止冒顶4.采面过断层的安全措施（1）走向断层落差大于采高 可以以断层为界，将工作面分为两段，沿着断层掘中巷，上段工作面的煤由中巷运出。如断层延展不长，也可不掘中巷，而沿走向每隔数米开掘斜眼，经下段工作面运出。（2）倾斜断层落差较大 应另开切眼，使工作面跳过断层回采（3）斜交断层落差较大当断

21、层与真倾斜夹2545度角时，工作面按真倾斜沿走向推进，工作面缩短部分作通风和安全通道，工作面缩短至1020米时即可停采当夹角小于25度时，采用夹楔子调面的方法处理，这时工作面的推进保证直线（4）断层落差小于煤层厚度 一般是平推硬过，同时采用适当措施加强顶板管理及组织生产二、掘进工作面顶板管理（一）掘进正常施工巷道敲帮问顶：上班进入工作面、打眼放炮前后均应敲帮问顶控制工作面的空顶距：超过规定的空顶距离或顶帮破碎时应架设支架支护，应采有前探梁支护顶板单孔长距离掘进，要经常检查工作面后方巷道支架使用情况，发现有断梁折腿或变形严重的支架时，应加固修复。在大面积修复巷道时，工作面应停止作业，预防冒顶堵人

22、工作面因放炮崩倒的棚子，应由外向里复位（二）有淋水的掘进巷道顶板管理 通过水文地质工作掌握水源、水量的变化，以现场的实际条件分别采用预注浆封水、快硬砂浆堵水、截水槽（棚）截水，将水引开工作面，插入管导水。顶板淋水不大时，用风管边吹边喷砂浆止水，保持顶板稳定后再继续掘进（三）掘进工作面过断层、裂隙地质构造带的顶板管理采用砌碹或U型钢支护，棚距要缩小，提高支护应变能力棚梁方向尽量正交节理面架设，增大支架密度，减少空顶距离，永久支架要紧跟工作面。背帮背顶要严实用砌碹支护，每次掘砌宽度小于1米顶板特别破碎时采用超前支护管理顶板（三）掘进工作面局部冒顶后维护顶板方法先封顶控制冒顶范围的扩大，一般采用木垛

23、法进行处理具备锚喷支护条件时，用锚喷支护处理冒顶在松软或破碎煤、岩层中掘进巷道应采用使围岩暴露面小、时间短的施工方法三、煤矿冲击地压及其防治（一）冲击地压的概念及危害 冲击地压是煤和岩石破坏的一种形式，是采场（巷道）周围的煤体在外载的作用下产生弹性变性能，当力学平衡状态受到破坏时，变性能瞬间释放为动能，大量煤及岩石被抛出而产生的一种以急剧、猛烈爆炸式破坏为特征的井下动力现象。 冲击地压对煤矿的危害是相当大的，它能破坏巷道和生产系统，导致人员伤亡。如北京矿务局自解放以来，发生破坏性冲击地压250多次，近百人伤亡，巷破坏和堵塞1万多米，地面建筑物破坏200多间。（二）冲击地压的分类弱冲击地压（一级

24、）：破坏巷道或工作面长度小于10米中等冲击地压（二级）：破坏巷道或工作面长度1030米严重冲击地压（三级）：破坏巷道或工作面长度超过30米（三）冲击地压发生的条件煤岩层具有较高的弹性及强度煤层顶板岩层呈厚层状、致密、裂隙层理少开采深度增加煤及岩石受到地质构造的影响不正常的采煤方法开采程序错误，形成孤立煤柱（四）冲击地压预兆地层响声：老顶的断裂声、采空区的闷雷声等顶底板移近量加大支柱折断劈裂（四）防治冲击地压的措施1.防范措施：开采解放层 煤层注水和超前松动爆破合理确定开采方法顶板注水和预裂爆破2.解危措施：煤层卸载注水煤层卸载爆破、诱发爆破（一）矿井通风的三项基本任务强制放顶第五讲 采掘通风一

25、、采掘风量计算：（一）采煤工作面所需风量的计算 每个回采工作面实际需要风量应按沼气、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量，以及工作面的气温，风速和人数等，按照规程规定要求分别计算，并必须取其中最大值。 1.按沼气涌出量计算 Q采=100qcH4K采通 m3/min（米3/分钟）式中： qcH4-回采工作面的沼气绝对涌出量 K采通-采煤面通风不均衡和备用系数，一般取1.22.12.按工作面温度计算 Q采通=60V采S采 m3/min（米3/分钟） 式中： V采回采工作面风速，米/秒。一般 0.51.8 S采-回采工作面平均断面积，按最大、最小控顶距时断面面积平均值计算3.按炸药量计算 Q采药=

26、25A m3/min（米3/分钟）25每公斤炸药爆破后需要供给的风量度 m3/minkg A回采工作面一次爆破的最大炸药用量 kg4.按人数计算 Q采人=4N m3/minN回采工作面同时工作的最多人数 4每个工作人员每分钟的供风量为不少于4 m3/min5.按风速进行验算 Q采/ S采 15 m/min（0 .25m/s） Q采高/ S采240 m/min（4m/s） 规程规定：采煤工作面的最高风速4m/s，最低风速0 .25m/s（二）掘进工作面所需风量的计算1.按沼气（或co2）涌出量计算；按炸药量计算；按人数计算与采煤工作面计算方法相同2.按局部扇风机的实际吸风量计算 Q掘=Q扇n Q扇掘进工作面局部扇风机的实际吸风量 m3/min n-掘进工作面同时运转的局扇风机台数3.按风速进行验算：煤巷掘进工作面与采煤面相同。岩巷掘进工作面按最高风速验算与采煤面相同，按最低风速验算： Q掘低/S掘0.15m/s S掘-掘进巷道的断面积m2（平方米）二、掘进巷道的局部通风管理（一）掘进巷道局部通风的重要性在掘进巷道时，必须供给工作人员呼吸新鲜空气，排除炮烟和有毒有害气体，降低工作面粉尘和空