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1、PTA,煤矿岗位工种安全技能培训统编教材系列,返回目录,培训学时安排表,第三章 煤矿生产技术与安全常识,一、煤的形成和分类 1. 煤的形成：煤是由古代植物的遗体变化而成的。 2. 煤的分类 （1）我国煤炭分类主要是以煤的挥发分、黏结性指数、胶质层厚度为依据，把煤分为14个大类29个小类。 （2）按照工业用途，煤又可以分为动力煤、化工用煤、炼焦煤三类。,辅助资料,煤是由植物残骸经过复杂的生物化学作用和物理化学作用转变而成的。这个转变过程叫做植物的成煤作用。一般认为，成煤过程分为两个阶段泥炭化阶段和煤化阶段。前者主要是生物化学过程，后者是物理化学过程。 在泥炭化阶段，植物残骸既分解又化合，最后形成
2、泥炭或腐泥。泥炭和腐泥都含有大量的腐植酸，其组成和植物的组成已经有很大的不同。 煤化阶段包含两个连续的过程： 第一个过程，泥炭层成为褐煤。 第二个过程，是褐煤转变为烟煤和无烟煤的过程。,辅助资料,在整个地质年代中，全球范围内有三个大的成煤期： （1）古生代的石炭纪和二迭纪，成煤植物主要是袍子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。 （2）中生代的株罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。 （3）新生代的第三纪，成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。 煤的形成过程：植物泥炭（腐泥）褐煤烟煤（长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤）无烟煤,辅助资料,植物,泥
3、炭或 腐泥,褐煤,泥化阶段,煤化阶段,地热,压力,烟煤 无烟煤,成岩作用,变质作用,煤的形成,辅助资料,1 古生代,2 中生代,3 新生代,袍子植物 成烟煤 和无烟煤,裸子植物 成褐煤 和烟煤,被子植物 成褐煤 和泥炭,成煤期,二、煤层埋藏特征 （一）煤层埋藏深度 煤层埋藏的深度深浅不一，最大埋藏深度可达2 km。目前，我国煤矿井工开采深度已达千米以上。 （二）煤层层数 各煤田中的煤层层数不尽相同，少的只有一层或几层，多的可达十几层到几十层。,（三）煤层的形态与结构 1. 煤层的形态 煤层形态，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
4、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。,（四）煤层厚度 煤层顶底板之间的垂直距离，称为煤层的厚度。 根据煤层厚度对开采技术的影响，将煤层分为薄煤层、中厚煤层、厚煤层三类。在煤矿生产中，习惯上将厚度大于6 m的煤层称为特厚煤层。,煤与煤层,（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、倾角三个要素的数值表示，称为煤层的产状要素，如图3。 根据煤层倾角对开采技术的影响，煤层分为近水平煤层、缓倾斜煤层、倾斜煤层、急倾斜煤层四类。,煤与煤
5、层,图31 煤层的产状要素,（六）煤层顶板与底板 1.顶板：伪顶、直接顶和基本顶 （又称老顶）。 2.底板：直接底和老底。,煤与煤层,图32 煤层顶、底板结构示意图,煤与煤层,采掘技术,一、矿山压力的基本知识 1矿山压力的概念 煤层上覆岩层在运动过程中，对支架、围岩所产生的作用力，称为矿山压力。 2矿山压力显现 在矿山压力的作用下，引起顶板下沉和垮落、底板的鼓起、片帮、支架变形和损坏、充填物下沉压缩、煤岩层和地表移动、露天矿边坡滑移、冲击地压、煤与瓦斯突出等，统称为矿山压力显现。,二、巷道掘进 （一）巷道分类 1按空间特征分类 除此以外，斜巷还有行人斜巷、联络斜巷、溜煤斜巷和管子道等，各种巷道
6、位置关系如图33所示。,垂直巷道,立井 暗立井 溜井,水平巷道,平硐 平巷 石门 煤门,倾斜巷道,斜井 暗斜井 上山 下山,采掘技术,采掘技术,2按用途来分类 （1）开拓巷道：井筒、井底车场、阶段（或水平）运输大巷和回风大巷等。 （2）准备巷道：采区上（下）山、采区上（下）车场、采区石门等。 （3）采煤巷道：又称回采巷道，如开切眼、工作面运输巷、工作面回风巷等。 3按巷道掘凿在煤或者岩石中来分类 （1）煤巷。 （2）半煤岩巷。 （3）岩巷。,采掘技术,三、采煤方法 采煤方法的定义：指采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合的总称。采煤方法实际上包括采煤系统和采煤工艺两部分内容。 采
7、煤系统是指采区巷道的布置方式、掘进和采煤顺序的合理安排，以及由采区供电、通风、运输、排水等生产系统共同构成的、完整的煤炭开采系统。 采煤工艺，是指采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间、空间上的相互配合。,采掘技术,一、采煤方法的分类 采煤方法分为壁式体系采煤法和柱式体系采煤法两大类。 1. 壁式体系采煤法 壁式体系采煤法又称长壁体系采煤法，以长工作面采煤为主要标志。其主要特点是：采煤工作面长度通常在80250 m之间。工作面两端各有一条巷道，用于进风、回风、运煤和运料。采出的煤平行于工作面方向运出，并用支架支护工作面工作空间，随着采煤工作面的推进，要求及时地、有计划地处理采空区，处理采空区
8、顶板采用垮落法或充填法。 壁式体系采煤法按是否一次开采煤层全厚，可分为整层采煤法和分层开采法。薄或中厚煤层一般采用整层采煤法，将煤层全厚一次采出。厚煤层既可采用整层开采也可采用分层开采。,采掘技术,采掘技术,2. 柱式体系采煤法 柱式体系采煤法以房柱间隔进行采煤为主要标志。其主要特点是：采煤工作面长度较短，一般为1030 m，但工作面数目较多，工作面内煤的运输方向往往垂直于煤壁。回采过程中一般没有处理采空区的工序，工作面内通风条件较差。 除少数小型矿井外，我国绝大多数煤矿采用壁式体系采煤法。 （二）采煤工艺 我国目前普遍采用的采煤工艺有：爆破采煤工艺（简称“炮采”）、普通机械采煤工艺（简称“机
9、采”）、综合机械化采煤工艺、综采放顶煤采煤工艺（简称“放顶煤”），后三种都属于机械化采煤工艺。,采掘技术,1爆破采煤工艺 炮采是用打钻放炮的方法崩落煤炭。 生产过程是：根据煤层厚度、煤质软硬和顶板稳定程度的不同，利用煤电钻在煤壁上钻出13排炮眼，炮眼深度11.2 m、间距12 m，炮眼内装填煤矿安全炸药、雷管和炮泥，待工作面人员全部撤至安全地点，布置好警戒后，由爆破工用专门的发爆器进行引爆。等煤体崩落，炮烟消散后，检查瓦斯并由爆破工检查爆破地点的安全情况，然后发出正常信号，其他作业人员方可进入工作面继续工作。,采掘技术,2普通机械化采煤工艺 普通机械化采煤简称机采，是指用滚筒式采煤机（或刨煤机
10、）、可弯曲刮板输送机、单体液压支柱和铰接顶梁等配套进行生产。机采工作面的采煤工艺除破煤和装煤由采煤机完成外，其余工序和炮采基本相同。 3综合机械化采煤工艺 综合机械化采煤工艺是指用滚筒式采煤机（或刨煤机）、可弯曲刮板输送机、自移式液压支架等配套进行生产，实现了破、装、运、支、回等工序的全部机械化。,采掘技术,4综采放顶煤采煤工艺 （1）采煤机采煤。同综采工艺一样，采煤机可以从工作面端部斜切进刀，采用双向割煤往返一次进一刀，下行割煤，上行装煤，距滚筒1215 m处推移刮板输送机，完成一个循环。根据顶板放落的难易程度，放顶煤工作在完成一个、两个或三个综采循环以后在检修班或放顶班进行。 （2）放顶煤
11、。放顶煤采煤工艺采用具有特殊构造的放顶煤自移式液压支架，放顶煤工作多从下部向上部，也可以自上部向下部，逐架或隔一架或隔数架依次进行，一般放顶煤沿工作面全长一次进行完毕即一轮放完。如果顶煤较厚，也可两轮放完。在放煤过程中；如果有片帮预兆，应停止放煤，当放煤口出现矸石时应关闭放煤口。,采掘技术,返回目录,矿井主要生产系统,区 段 集 中 巷,煤 仓 石 门,运 输 大 巷,区 段 溜 煤 眼 井 底 车 场,工 作 面 运 输 巷 井 底 煤 仓,工 作 面 主 井,采面 煤的 工煤 作炭 井 口 煤 仓,一、煤矿运输与提升系统 1.运煤系统,返回目录,矿井主要生产系统,掘进工作 面矸石,矿车,采
12、区轨道上山,采区车场,水 平 运 输 大 巷,副井,地面,2.排矸系统,井底车场,矸石山,返回目录,3.材料运输系统,副井 地面材料 设备库,采区车场,轨道上山,区段集 中巷,区段材 料斜巷,工作面 材料巷 存放点,井底车场,水平运输 平巷,二、通风系统 1. 矿井通风任务与风流 矿井通风系统是煤矿井下生产中最重要的系统，其主要任务是： （1）向井下各工作场所连续不断地供给适宜的新鲜空气，供人员呼吸。 （2）把有毒有害气体和矿尘稀释到安全浓度以下，并排出矿井之外。 （3）提供适宜的气候条件，创造良好的生产环境，以保障职工的身体健 康和生命安全及机械设备正常运转，进而提高劳动生产率。 （4）增强
13、矿井的防灾、抗灾能力，实现矿井的安全生产。 返回目录,矿井主要生产系统,返回目录,矿井主要生产系统,进风斜巷,风流路线是： 地面新鲜风流,副井,井底车场,主石门 工作面进风巷,水平运输大巷 工作面,采区石门 回采工作面回风巷,回风斜巷,总回风巷,风井,地面,地 所,中 所,返回目录,三、供电系统 煤矿必须有双回路电源，同时保证 矿井供电。如果某一电路出故障，另 一电路必须立即供电。 一般矿井供电系统是：,矿井主要生产系统,双 回 路 电 网,矿 变 井 电 面,井 筒,井 变 下 电 央,采 区 变 电 所,工 用 作 电 面 点,管,道,返回目录,矿井主要生产系统,除一般供电系统外，矿井还必
14、须对一些特殊用电点实行专门供电，如 矿井主通风机、井底水泵房、掘进工作面局部通风机、井下各需专门供电 的机电硐室等。 四、供排水系统 1.矿井供水系统 矿井地面蓄水池通过,双 回 路 电 网,井 筒,井 底 车 场,水输 平大 运巷,采 区 上 （ 下 ） 山,区 段 集 中 巷,区 段 斜 巷,工 作 面 两 巷,在供水管道系统中，有大巷洒水、喷雾、防尘水幕。煤的各个转载 点都有洒水灭尘喷头，采掘工作面洒水灭尘喷雾装置，采掘工作面机械 设备供水系统等。 2. 矿井排水系统 为了排出矿井水，矿井一般都在井底车场处设有专门的水仓和主水 泵房。主水仓一般都有两个，其中一个储水、一个清理。主水泵房在
15、主 水仓上部，水泵房内至少装有3台水泵，通过多级水泵将水排到地面。 返回目录,矿井主要生产系统,矿井主要生产系统,五、其他系统 煤矿井下还有一些系统，如瓦斯监控系统、灌浆防灭火系统、通信系统等。 1. 瓦斯监控系统 瓦斯监控系统是在井下采掘工作面及需要监测瓦斯的地点安设多功能探头， 这些探头一天24 h不间断监测井下瓦斯的浓度，并将监测的气体浓度通过井下 处理设备转变为电信号，通过电缆传至地面主机房。在地面主机房又安设有信 号处理器，将电信号转变为数字信号，并在计算机及大屏幕上显示出来。管理 人员随时通过屏幕掌握井下各监控点的瓦斯浓度。一旦某处瓦斯超限，井上、 井下会同时报警，并自动采取相应的
16、断电措施。 返回目录,矿井主要生产系统,2. 灌浆防灭火系统 灌浆灭火系统是在地面建立制浆站，将黄土、沙子等制成泥浆，再由管道 送入采煤工作面上顺槽。随工作面推进，对采空区后方进行灌浆，用浆体将采 空区遗煤包裹起来，使煤和氧气隔绝，从而防止煤的氧化自燃。 3. 通信系统 在井下各个采掘工作面、煤的装车点、变电所、主要机电硐室、火药库等 地方都装有防爆电话机。通过电话联络，可以随时掌握井下及地面生产情况。 当矿井发生灾变时，电话机又是指挥救灾的必需设施。 返回目录,返回目录,矿井主要生产系统,返回目录,矿井主要生产系统,返回目录,工人出入井安全规范,三禁止,一、入井前的准备 入井前要做好充分的准备工作，特别是要严格遵守入井前“三禁止”和 “三戴”的规定。 禁喝酒,禁带烟火,禁穿化纤衣服,三戴 戴安 全帽,戴矿灯
