煤矿生产常识及相关专业子系统(六大系统)

2011年12月
煤矿生产常见概念
相关国家政策
常见解决方案或子系统
煤田--Æ矿区--Æ井田--Æ阶段、盘区、区域
煤田：是同地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。

煤田面积般由几
煤田：是同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。

煤田面积一般由几
十到几千平方公里。

煤田大多表现为向斜盆地形态，故又称煤盆地。

同一煤田的煤系
，可以是连续的，也可以是不连续的。

通常一个煤田的构成有3部分，即含煤岩系、盖层和基地。

常见分类：
1、根据煤系的出露情况：暴露式煤田（大青山石拐子煤田）、半暴露式煤田（开滦煤田）1根据煤系的出露情况：暴露式煤田（大青山石拐子煤田）半暴露式煤田（开滦煤田）、隐伏煤田（如苏北的一些煤田）。

2、根据煤田形成的地质时代：单纪煤田（抚顺煤田、阜新煤田）、多纪煤田（鄂尔多斯煤田）。

3、根据储量：富量煤田（大同煤田、平顶山煤田、沁水煤田）、限量煤田（如南方的一些小煤田）。

煤田--Æ矿区--Æ井田--Æ阶段、盘区、区域
矿区：个富量煤田般要划分为若干部分，根据行政管理和经济方面的需要，常把矿区：一个富量煤田一般要划分为若干部分，根据行政管理和经济方面的需要，常把若干个邻近的矿井划归一个行政机构统一领导，组成一个矿区。

一个煤田可以划归为一个矿区，如平顶山矿区；一个煤田也可以划归为数个矿区，如图的渭北煤田，面积达600平方公里，储量达64亿吨，从东向西划分为韩城、澄河、蒲白和铜川4个矿区。

蒲白和铜川个矿区
煤田--Æ矿区--Æ井田--Æ阶段、盘区、区域
井田：划分给个矿井或露天矿开采的那部分煤田叫做井田。

井田：划分给一个矿井或露天矿开采的那一部分煤田叫做井田。

如铜川矿区划分成东坡、鸭口、徐家沟、金华山、王石凹、李家塔、三里洞、桃园、史家河等井田。

井田划分的原则：
井田划分的原则
¾充分利用自然条件，如断层、地堑、河流、铁路、城镇等自然界限。

¾保证矿井有合理的开采技术条件。

¾要为矿井的发展留有余地。

¾要处理好与相邻矿井的关系。

煤田--Æ矿区--Æ井田--Æ阶段、盘区、区域
阶段：在井田范围内，沿着煤层的倾斜方向，
阶段在井田范围内沿着煤层的倾斜方向
按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分称为一个阶段。

通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平，称为开采水平，简称水平，水平通常用标高来表示。

如下图，按标高0m和-200m将井田分为三个阶段。

在矿井生产中，为说明水平的位置和顺序，也称为0m水平、-200m水平，或水平的位置和顺序也称为0m水平200m水平或称为第一水平和第二水平。

煤田--Æ矿区--Æ井田--Æ阶段、盘区、区域每个阶段应有独立的运输和通风系统。

一般在阶段的下部边界开掘阶段运输大巷（兼做进风巷），在阶段的上部边界开掘阶段回风大巷，为整个阶段服务。

上一个阶段采完后，该阶段的运输大巷通常作为下一阶段的回风大巷。

一、矿井地面生产系统
按照煤的性质、用途、加工方式等因素，矿井地面生产系统分以下4种类型。

9无加工设备的地面生产系统：原煤不需要加工，提升到地面后，经由煤仓或储煤场直接装车外运。

设有选矸设备的地面生产系统：适用于对原煤只选去大块矸石的煤矿或者生产焦煤的煤矿9设有选矸设备的地面生产系统：适用于对原煤只选去大块矸石的煤矿，或者生产焦煤的煤矿。

为了避免大块矸石运输和减轻选煤厂的负担，在矿井地面设置选矸设备。

9设有筛分厂的地面生产系统：适用于生产动力煤和民用煤的煤矿，原煤提升到地面后，按照用户对煤质和粒度的要求进行选矸和筛分，不同粒度的煤分别装车外运。

9设有选煤厂的地面生产系统：适用于产量较大、对煤质要求较高的煤矿。

选煤厂的位置一般离井口不远。

原煤经过洗选后，按粒度分级装入煤仓等待外运。

为节省建厂费用，一个大型煤矿井不原煤经过洗选按粒度分级装煤仓等待外为节省建费个大型煤矿的选煤厂可以同时为矿区内的几个煤矿服务。

二、矿井地面工业场地
矿井地面工业场地，又叫矿井工业广场。

是用来布置各种地面生产系统和建筑物、结构物的。

一般都是以主井、副井、煤仓（煤场）、铁路装车站等作为布置中心，然后配套变电所、锅炉房、通风机房、压风机房、机修厂、材料库、坑木场、调度楼、矿灯房、浴室、行政楼等建筑。

对于某些矿井，还需要设置高压泵房、脱水楼、煤泥沉淀池等。

一、矿井巷道
在煤矿地下开采过程中，为了提升、运输、通风、排水、动力供应等需要而开掘的井筒、巷道和硐室，统称为矿井巷道。

根据井巷的空间位置分类，可分为垂直巷道、水平巷道、倾斜巷道三类。

1、垂直巷道
立井：有直接通达地面出口的垂直巷道成为立井，又称竖井。

立井一般位于井田中部，担负全矿煤炭提升任务的称为主立井；担负人员升降和材料、设备、矸石等辅助提升任务称为副立井；还有用来担负矿井通风的称为风井。

暗立井：没有直接通达地面出口的立井称为暗立井。

也安装有提升设备，也有主、副暗立井暗立井：没有直接通达地面出口的立井称为暗立井也安装有提升设备也有主副暗立井之分。

暗立井通常用于上下两个水平之间的联系。

溜井：担负自上而下溜放煤炭任务的暗井称为溜井，一般不安装提升设备。

高度不大、直径较小的溜井称为溜煤眼。

2、倾斜巷道
斜井：有直接通达地面出口的倾斜巷道成为斜井。

同样有主斜井、副斜井、回风斜井之分。

暗斜井：没有直接通达地面出口的斜井称为暗立井。

上山：上山是服务于一个采区（或盘区）的倾斜巷道，没有出口直接通达地面，也称采（盘）区上山。

上山用于开采其开采水平以上的煤层。

按用途和装备可分为运输上山、轨道上山、通风上山、行人上山等。

运输上山内的煤炭运输方向为由上向下运到水平大巷。

风上山行人上山等运输上山内的煤炭运输方向为由上向下运到水平大巷
2、倾斜巷道
下山：下山是由运输大巷向下，沿煤层开掘的为一个采区（或盘区）服务的倾斜巷道，与上
山相对应，也称采（盘）区下山。

按用途和装备可分为运输下山、轨道下山、通风下山、行人下
山等。

运输下山内的煤炭运输方向为由下向上运到水平大巷。

此外倾斜巷道还有行人斜巷联络斜巷溜煤斜巷等
此外，倾斜巷道还有行人斜巷、联络斜巷、溜煤斜巷等。

3、水平巷道
平硐：有出口直接通到地面的水平巷道称为平硐，同样有主平硐、副平硐、通风平硐。

石门：没有出口直通地面，与煤层走向垂直或斜交的水平岩石巷道称为石门。

服务于全阶段
、一个采区、一个区段的石门分别称为阶段石门、采区石门、区段石门。

另外还有运输石门、通
风石门。

平巷：没有出口直通地面，沿煤层走向开掘的水平巷道称为平巷。

开掘在岩层中的叫岩石平
巷，开掘在煤层中的叫煤层平巷。

根据用途可分为运输平巷、通风平巷等；按照服务范围可分为巷开掘在煤层中的叫煤层平巷根据用途可分为运输平巷通风平巷等按照服务范围可分为
阶段平巷、区段平巷、分段平巷等。

4、硐室
为专门用途、在井下开凿和建造的断面较大或长度较短的空间构筑物，如水泵房、变电所、
绞车房等。

二、井下生产系统
主要的井下生产系统包括运煤系统、通风系统、运料排矸系统、排水系统、动力供应系统等。

如下图。

煤矿常识
1、煤矿常识1
2、煤矿常识2
煤矿常识
1、煤系综合柱状图
综合柱状图是根据井田范围内所有钻孔
资料和实测剖面资料，经过分析比较综合，
按地层时代的先后顺序用各层的平均厚度排
列起来编制而成的柱状图件，它综合反映了列起来编制而成的柱状图件它综合反映了
井田范围内煤系岩性特征及含煤特征。

2、采掘工程平面图
采掘工程平面图是将开采煤层的实测地质情况和采掘工程情况，采用正投影的原理投影到水平面上，按一定比例绘制出的图件。

3、井上下对照图
用水平投影的方法将井下主要巷道投影到井田区域地形图上所得的图纸称为井上下对照图。

由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程称为井田开拓。

矿井开拓方式是矿井井筒形式、开采水平数目及阶段内的布置方式的总称。

根据井田范围、储量、煤层状态、地质及地形条件，矿井有不同的开拓方式，合理的开拓方式一般要在技术可行的多种开拓方式中进行技术经济分析比较后才能确定。

片盘斜井开拓示意图
立井单水平带区式开拓示意图
井底车场是连接井筒和井下主要运输大巷的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和井筒提升的枢纽，担负着煤炭、矸石、物料和人员的转运以及为全矿井通风、排水、供电服务的任务。

1、井巷掘进
井巷掘进的最基本过程就是将一部分岩石从岩体上破碎下来，形成设计所要求的井筒、巷道和硐室等断面形状及尺寸，然后对周围岩体加以控制，维护这些掘进空间的稳定，以防止围岩的破碎坍塌。

因此，破岩和支护就是井巷掘进的两个中心内容。

2、巷道断面形状及尺寸
巷道断面形状及尺寸
综合考虑巷道围岩性质、压力大小、服务年限
、支护方式、风速要求等因素来决定巷道的断面
形状及尺寸。

目前岩巷掘进仍主要采用钻眼爆破破岩法，其主要工序包括：打眼、装药爆破、工作面通风、装运岩石、巷道支护等作业。

这些工序组成工作循环，不断重复，使巷道掘进不断向前推进。

1、钻眼爆破
掘进工作面的炮眼，按其用途和位置
不同可分为掏槽眼辅助眼（崩落眼）不同可分为掏槽眼、辅助眼（崩落眼）、周边眼（成型眼）3类。

2、装岩与调车
装岩与调车是巷道掘进中繁重而费时的工序，约占掘进循环时间的35%-50%。

装载岩石常用耙斗装载机、铲斗装载机、扒爪装载机等。

当矿车装满后，必须迅速调换空车继续装岩。

根据单、双轨巷道的不同，有不同的调车方法。

3、岩巷掘进机
岩巷掘进机是一种能够同时完成破岩、装岩、运输、支护、喷雾除尘和调动行走的联合机组，所以也称联合掘进机。

如下图EJ-30型岩巷掘进机示意图。

所以也称联合掘进机如下图EJ30型岩巷掘进机示意图
装载岩石常用耙斗装载机、铲斗装载机、扒爪装载机等。

当矿车装满后，必须迅速调换空车继续装岩根据单双轨的不同有不同的调车方法
继续装岩。

根据单、双轨巷道的不同，有不同的调车方法。

在掘进断面中，煤层面积占4/5以上的巷道称为煤巷。

煤巷掘进一般采用钻眼爆破法，但因工序多、效率低，近年来各大矿区普遍采用掘进机进行煤巷掘进。

1、钻眼爆破法掘进煤巷
煤巷爆破目前主要采用毫秒电雷管，在有瓦斯的煤层中，毫秒电雷管的总延期时间不能超过130ms。

目前煤巷掘进中常用的装煤机
械是ZMZ-10型扒爪装载机。

械是ZMZ10型扒爪装载机
2、煤巷掘进机掘进煤巷
煤巷掘进机能够把掘进中的破煤、装煤、转载等工作用一台机器完成，有的掘进机上还装有锚杆钻装机，可以同时完成支护工作。

下图为ELMB型煤巷掘进机示意图。

1、金属支架支护
金属支架主要用U型钢和矿用工字钢制作。

具有承载能力大、可多次使用、储运方便、安装容易等特点。

1、采场和采煤工作面
用来直接大量采取煤炭的场所，称为采场。

在采场内进行回采的煤壁，称为采煤工作面。

2、采煤工作
在采场内，为了采取煤炭所进行的系列工作称为采煤工作。

可分为基本工序和辅助工序。

在采场内，为了采取煤炭所进行的一系列工作称为采煤工作。

可分为基本工序和辅助工序。

破煤、装煤、运煤是采煤工作的基本工序。

工作面支护、采空区处理、设备移置等是辅助工序。

3、采煤系统
在采煤工作面准备及生产期间，都必须在已有开拓巷道的基础上，开掘一系列准备巷道和回采巷道，建立起采区完整的运煤、通风、行人、材料设备运送、动力供应、排水等生产系统，形成采取巷道布置系统，即采煤系统。

1、矿井通风
利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向和定量的流动，最后排出矿井的全过程称为矿井通风。

（《煤炭安全规程》规定，“矿井必须采用机械通风”、“采掘工作面的进风流中，按体积计算，氧气浓度不得低于20%”。

）
2、矿井中主要有毒有害气体
1、轴流式通风机
2、离心式通风机
2离心式通风机
两种通风机的特点比较：
两种通风机的特点比较
轴流式通风机具有结构紧凑、体积小、质量轻、转速高、风量调节较为方便，反风
方式多等优点。

其缺点是噪声大，结构复杂，检修困难。

一般用于风压变化较式多等优点其缺点声大结构复检修般变较
大、风量变化较小的矿井。

离心式通风机的优点是结构简单、维修方便、噪声小、效率高。

其缺点是体积大
，风量调节不方便，必须有反风道才能反风。

一般适用于矿井风阻变化较大的矿
井。

1、瓦斯的生成及存在状态
煤层瓦斯是腐植型有机物在成煤过程中生成的，成气过程分为两个阶段：第一阶段为生物化学成气时期；第二阶段为煤化变质成气时期。

煤是一种复杂的多孔洞固体。

瓦斯就赋存在这些孔洞中，其赋存状态有两种：游离状态和吸附状态游离状态和吸附状态是随着煤层压力和温度情况不断处于动态变化的
附状态。

游离状态和吸附状态是随着煤层压力和温度情况不断处于动态变化的。

2、矿井瓦斯等级
《煤矿安全规程》规定：一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿《煤矿安全规程》规定个矿井中只要有个煤（岩）层发现瓦斯该矿井即为瓦斯矿井。

矿井斯等级是根据矿井相对斯涌出对斯涌出和斯涌出形式划分为
矿井瓦斯等级是根据矿井相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：
¾低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。

¾高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。

¾煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井
3、瓦斯爆炸的条件
瓦斯发生爆炸必须同时要具备三个条件：一是瓦斯浓度5%~16%；二是热源温度为
650~750℃；氧气浓度不低于12%。

瓦斯爆炸的危害主要有：产生爆炸冲击波、高温火焰锋面和大量有害气体。

局部瓦斯积聚是指瓦斯浓度超过2%、其体积超过0.5m3的现象。

局部瓦斯积聚是指瓦斯浓度超过2%其体积超过05的现象
4、预防瓦斯爆炸的措施
A、加强通风管理。

这是防止瓦斯积聚的最根本措施。

国家煤矿安全监察局制定了“先抽后
加强通管这是防止瓦斯积聚的最根本措施国家煤矿安全监察制定了
采、监测监控、以风定产”的十二字瓦斯治理方针。

其中的“以风定产”就是要求严禁超通风能力生产。

B、严加明火管理。

严禁烟火进入井下；井下严禁打开矿灯；井口房、瓦斯抽放站及通风机房周围20米内禁止使用明火等。

C、严格放炮制度。

采掘工作面只准使用煤矿安全炸药和瞬发电雷管。

在使用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超过130ms。

严禁放糊炮、明火爆破和一次装药分次爆破。

D、消除电气火花。

井下使用的电气设备及供电网路，都必须符合安全规程的有关要求。

要
消除电气火花井下使用的电气设备及供电网路都必须符合安全规程的有关要求要保证电气设备的防爆性能完好，使用“三专两闭锁”，消除电气火花的产生。

4、预防瓦斯爆炸的措施
E、严防摩擦火花发生。

F、防止静电火源出现。

C、严格放炮制度。

采掘工作面只准使用煤矿安全炸药和瞬发电雷管。

在使用毫秒延期电雷
管时，最后段的延期时间不得超过130ms。

严禁放糊炮、明火爆破和次装药分次爆破。

管时最后一段的延期时间不得超过130ms严禁放糊炮明火爆破和一次装药分次爆破
D、消除电气火花。

井下使用的电气设备及供电网路，都必须符合安全规程的有关要求。

要
保证电气设备的防爆性能完好，使用“三专两闭锁”，消除电气火花的产生。

5、瓦斯喷出
大量的承压瓦斯从可见的煤、岩裂缝中快速喷射涌出的现象称为瓦斯喷出。

6、煤与瓦斯突出
煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内（几秒到几分钟），从煤、岩层内以极快的速度向采
掘空间喷出大量煤（岩）层和瓦斯的现象，称为煤（岩）与瓦斯突出。

煤与瓦斯突出是矿井瓦斯异常涌出的形式，是煤矿井下最严重的灾害之一。

它所产生的高速
瓦斯流（含煤或岩石）能摧毁井下巷道及设施，破坏通风系统，造成人员窒息，煤流埋人，甚至瓦斯流（含煤或岩石）能摧毁井下巷道及设施破坏通风系统造成人员窒息煤流埋人甚至
引起瓦斯燃烧和爆炸事故。

7、瓦斯抽放
瓦斯抽放就是把井下的一部分瓦斯通过专用的设备和管路系统抽出来，不使它涌入通风的风流中增加瓦斯浓度，从而减轻通风系统的负担。

抽放瓦斯不仅可以降低瓦斯涌出量，消除煤与瓦斯突出危险，而且抽出的瓦斯如果质量和数量都比较高且稳定时，还可以收集加以利用，变害为利。

按照煤矿安全规程规定，某些符合条件的矿井必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统。

1、矿尘
矿尘是在矿山建设和生产过程中所产生的各种矿物微粒的总称。

《煤矿安全规程》规定，矿井的粉尘分散度，每6个月测定一次。

2、矿尘的危害
9危害人体健康，引起职业病（尘肺病）。

危害人体健康引起职业病（尘肺病）
9某些矿尘（如煤尘、硫化尘）在一定条件下可以爆炸。

9加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。

9降低作业场所能见度，增加公伤事故的发生。

3、减尘与降尘措施
9煤尘注水。

9喷雾洒水。

9撒布岩粉。

9设置水棚。

9设置岩粉棚。

设置岩粉棚
9自动隔爆棚。

1、矿井火灾
发生在井下和发生在地面但火烟能进入井下威胁井下安全的火灾，称为矿井火灾。

2、矿井火灾类型
9外源火灾：是由于外来热源，如爆破、瓦斯与煤尘爆炸、机械摩擦、电流短路等原因造成的火灾。

其特点是可发生在矿井的任何地点，发火突然，来势凶猛，很快出现烟雾和火焰，易火灾其特点是可发生在矿井的任何地点发火突然来势凶猛很快出现烟雾和火焰易
于及时发现和扑灭。

自燃火灾是由于煤炭自身吸氧氧化发热热量积聚达到着火点温度而引起的火灾其9自燃火灾：是由于煤炭自身吸氧、氧化、发热、热量积聚达到着火点温度而引起的火灾。

其特点是多发生在风流不畅通的地点，如采空区、压碎的煤柱、浮煤堆积处等地。

发火缓慢，征兆不明显，难以及时发现，发火后难以扑灭，有的甚至可以持续数年或数十年不灭。

3、矿井火灾危害
9燃烧煤炭资源，烧毁生产设备，消耗大量的灭火材料，造成巨大的经济损失。

9为了灭火而封闭采区，冻结大量的煤炭开采资源，影响矿井的产量。

为了灭火而封闭采区冻结大量的煤炭开采资源影响矿井的产量
9能引起瓦斯煤尘的爆炸，是矿井事故进一步扩大，造成更大的损失。

产大量的有害有毒气体尤其是危害最大造成大量人员伤
9产生大量的有害有毒气体，尤其是CO危害最大，造成大量人员伤亡。

1、矿井水
在矿井生产过程中，煤层附近各水体可能通过各种通道进入矿井。

流入矿井的水统称为矿井水。

矿井水的来源是多方面的，主要有地下水、地表水、大气降水和老窑积水等4种。

2、井下水防治
9探：当采掘工作面接近充水的小窑、老空、含水量大的断层等水体时，必须采用探放水方法，查明采掘工作面前方的水情，并将水有控制的放出。

必须坚持“有疑必探，先探后掘”的原则。

原则
9放：有计划的将威胁性水源全部或部分地疏放出来。

9堵：矿井注浆堵水，是将专门制备的浆液通过管道压入井下岩层空隙、裂隙，使其扩散、凝固和硬化，使岩层具有较高的强度、密实性和不透水性。

9截：截水是利用水闸墙、水闸门和防水煤柱等物体，临时或永久地截住涌水，将采掘区与水离
源隔离。

9排：通过排水设施，将井下水仓的积水抽排到地面。

1、直流电与交流电
直流电：电流的方向保持不变的称为直流电。

如矿灯、蓄电池电机车、架线电机车等均用直
流电。

交流电：电流流动方向和大小来回作周期性变化的电流叫做交流电。

通常所指的交流电是指
正弦交流电。

交流电分为单相交流电和三相交流电。

电灯、电铃等用的都是单相交流电；电煤钻正弦交流电交流电分为单相交流电和三相交流电电灯电铃等用的都是单相交流电；电煤钻
、刮板输送机等用的就是三相交流电。

2、煤矿电力用户分类
1、一类用户：凡因突然停电造成人身伤亡事故或重要设备损坏，给企业造成重大经济损失
者，均是一类用户。

如煤矿主通风机、井下主排水泵、副井提升机等，这类用户采用来自不同电
源母线的两个回路进行供电，无论是电力网在正常或事故时，均应保证对它的供电。

2、二类用户：凡因突然停电造成较大减产和较大经济损失者。

例如，煤矿集中提煤设备、
地面空气压缩机采区变电所等对这类用户般采用双回路供电或环形线路供电
地面空气压缩机、采区变电所等，对这类用户一般采用双回路供电或环形线路供电。

3、三类用户：这类用户突然停电时对生产没有直接影响。

例如，煤矿井口机修厂及公用事
业用电设备等。