煤矿采掘安全知识培训教学案

煤矿采掘安全知识培训教案

第一节煤田地质

一、煤是如何形成的？

煤是古代植物遗体堆积在湖泊、海湾、浅海的地方，经过复杂的生物化学和物理化学作用转化而成的一种具有可燃性能的沉积岩。在显微镜下可以发现煤中有植物细胞组成的孢子花粉等，在煤层中还可以发现植物化石，所有这些都可以证明煤是由植物遗体堆积而成的。

科学家们在地质考察研究中发现，在地球上曾经有过气候潮湿，植物茂盛的时代。如按地质年代来说，晚古生代的石碳纪、二迭纪（距今约有3亿年）中生代的侏罗纪（距今约1.3亿—1.8亿年）等，当时大量繁生的植物在封闭的湖泊、沼泽或海湾堆积下来，并迅速被泥沙覆盖，经过亿万年以后，植物变成了煤，泥沙变成了沙石。由于有节奏的地壳运动和反覆堆积，在同一地区往往有很多煤层，每个煤层都被岩石分开。

煤的形成：泥炭化阶段→煤化阶段→变质阶段（泥炭→褐煤→烟煤→无烟煤）

二、煤的埋藏特征

1、煤的结构：简单结构和复杂结构（含夹石层）

2、煤层厚度：薄煤层＜1.3m、中厚煤层1.3-3.5m、厚煤层＞3.5m(在生产工作中习惯上将厚度在6m以上的煤层称为特厚)

3、煤层倾角：煤层倾角是指倾斜面与水平面的夹角。

根据煤层倾角大小将煤层分为以下四类近水平煤层：＜10度、缓倾斜煤层：10-20度、倾斜煤层：20-45度、急倾斜煤层：＞45度

三、煤层顶底板

位于煤层上面的岩层称为顶板；位于煤层下面的岩层称为底板。

煤层顶板按照其与煤层距离自近至远又可分为伪顶、直接顶、基本顶三种；

煤层底板按照其与煤层距离自近至远又可分为直接底和基本底两种。

四、地质构造

单斜构造，褶皱构造（背斜、向斜），断裂构造（正断层、逆断层、平移断层）

第二节矿井开拓方式：立井、斜井、平硐、综合

第三节矿井主要生产系统

一、矿井通风系统

《煤矿安全规程》规定：矿井必须采用机械通风。必须安装两套同等能力的主要通风机装置，其中一套备用，备用通风机必须能在十分钟内开动。主要通风机必须安装在地面。装有主要通风机的出风井口应安装防爆门。生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在十分钟内改变巷道中的风流方向；当风流方向改变后，主要通风机的供给风量应不小于正常供风量的40%。

二、矿井提升运输系统：人员；煤炭；设备；材料；矸石。

三、矿井供电系统

矿井供电系统必须有双回路电源。

除一般供电系统外，矿井还必须对一些特殊用电地点实行双回路供电或专线供电，如主要通风机、主要排水泵、掘进工作面局部通风机、井下变配电硐室等。

井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。

四、防排水系统

为了及时排出矿井水，必须在井底车场附近设置专门的主排水泵房和主要水仓。主排水泵房必须有工作、备用和检修的水泵，工作水泵应具有在20h内排出矿井一天积水的能力。主要水仓必须有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。

第四节煤矿开采

一、采煤方法：按回采工作面推进方向与煤层走向的关系分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法（我矿为倾斜长壁采煤法）

二、回采工艺：炮采、普采、综采（我矿为普通机械化采煤工艺）

1、炮采工艺：以爆破落煤、人工装煤、可弯曲刮板输送机运煤、单体支架支护顶板的一种采煤工艺。回采工艺包括：破煤、装煤、运煤、移置运输机、工作面顶板支护和采空区处理六大工序。

2、普通机械化采煤工艺：以滚筒采煤机落煤和装煤、可弯曲刮板输送机运煤、用单体液压支柱和铰接顶梁组成的悬臂式支架支护顶板的一种采煤工艺。

3、综采工艺：以滚筒采煤机落煤和装煤、可弯曲刮板输送机运煤、自移式液压支架支护顶板的一种采煤工艺。综采是一种先进的采煤工艺，发展很快。破、装、运、支、处五大工序全部实现机械作业。

三、普采工艺控顶排数（三、四排控顶），柱距1米，最大控顶距3.6米，最小控顶距2.8米，放顶步距0.8米。

四、人工开切口：采用人工爆破开切口打机窝。

五、割煤方式：煤层较薄，采用单滚筒采煤机割煤，滚筒直径接近煤层厚度（650mm、580mm）左右往返一次进两刀。

六、采煤机进刀方式：切入工作面端部机窝煤壁、采用直接推入法。

七、支护型式

1、齐梁直线柱布置：绞接机梁端在煤壁方向相齐，支柱成直线。多为正悬臂。

2、错梁直线柱布置：顶梁交错、柱成直线，但不利于切顶。

八、普采工艺支护基本要点

1、加强机道支护，防止机道冒顶

2、加强端头支护：工作面端头是指工作面与顺槽连接处附近的区域，这个区域是人员与设备出入工作面的出入口。一般端头设备和人员集中、控顶面积大、矿山压力复杂，而且随工作面推进，需要不断在这里拆除和更新顺槽中的支护，作业量大。端头支护即指这个区域的支护。端头支护是工作面顶板管理的重要内容之一，对工作面安全生产和设备能力的发挥有很大影响。常用的普采工作面端头支护方式用单体支柱与长钢梁组成迈步抬棚支护（四对八梁、两对四梁）。

3、加强超前支护：机风巷距煤壁20米范围加强支护，支柱加密。

4、做好护巷质量：砂礅充填厚度要保证，架厢支护质量要保证，护巷高度要保证。

九、采空区处理方式

采矿空间不可能连续不断、永久的用支护装备支撑下去，有两个原因：一是没有那么多的设备，也投资不起；二是即便想这么做，也达不到预期的效果。

进行采空区处理的目的有两个：一是保证开采过程中采场及周围巷道安全；

二是满足环境保护的要求。

采空区处理的方式有三大类：垮落法、煤柱支撑法和充填法。

1.垮落法：分全部垮落法和部分垮落法

2.煤柱支撑法：煤柱的留法很多，煤柱支撑有临时支撑，如房柱采煤法中的房柱法中的煤柱；也有永久支撑，如“三下”开采中的条带煤柱。

3.充填法：有全部充填和部分充填之分。

实际上煤柱法、充填法与垮落法经常是同时使用的，如何留煤柱、充填到什么程度和垮落多少都是由顶板条件和环境保护要求决定的。

第五节巷道掘进施工安全要求

一、掘进工作面炮眼的布置

掏槽眼（三种掏槽方式：直眼、斜眼和混合式）、辅助眼、周边眼（包括：顶眼、帮眼、底眼）

二、综合机械化掘进：破煤（岩）、装煤（岩）、转载煤（岩）、掘进机的行走。

三、掘进工作面的支护形式

1、木支架。木梯形支架是掘进工作面常用的一种支架形式。

2、金属梯形支架。金属梯形支架的顶梁、柱腿大多数用矿用工字钢加工而成，少数用重型钢轨制成。

3、金属拱形可缩性支架。金属拱形可缩性支架由矿用特殊钢制作。整个支架可以是三节、四节或更多节的，各节之间用卡箍夹紧。金属拱形可缩性支架适用于地压大、地压不稳定和围岩变形量大的巷道，是我国煤矿使用最普遍、