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1、煤矿开采安全管理,主讲教师：纪晓峰 高级培训师、学科带头人、国家级优秀教师 中国煤炭工业协会培训中心特聘教授 中国石油大学远程教育学院客座教授 人事部、国家安全生产监督管理总局“653”工程首席教师 国家注册高级采矿工程师、国家注册高级安全工程师 Tel：13153878942 E-mail:,2/9/2020,小故事,1、天堂的门坏了，上帝要招标重修。 印度人说：3000弄好，理由是材料费1000，人工费1000，我自己赚1000。 德国人说：要6000，材料费2000，人工2000，自己赚2000。 中国人淡定地说：这个要9000，3000给你，3000我的，剩下3000给那个印度人干。
2、上帝拍案：中国人中标！,2/9/2020,2、后来地狱的门也坏了，阎王吸取了上帝的教训，制定控制价3000。 德国人看了一眼，走了。 印度人报价3000。 中国人给了评标的小鬼500，报价3000，又中标了。 德国人、印度人很纳闷。之后，中国人花了500材料，500人工，修了一半宣布停工。拖了半年，阎王被逼追加投资3000，完工。,2/9/2020,3、再后来天堂连接地狱的电梯坏了，也要重修。经过前面两次教训后，控制定价3000而且规定要一次性修好。 德国人又来，看了一下走了。 印度人报价3000。 中国人也报价3000，并称完工后有茅台送，又中标了。 拿到钱后中国人开工。材料500，人工50
3、0。完工后，上帝叫人验收。事先收了中国人红包500的验收员声称“合格”。 不久又坏了，安监、质检（都收了钱）等部门说超载所致，要重建。上帝被逼追加资金9000重建！,2/9/2020,4、再再后来，通往人间的大门也坏了，死的上不来，投胎的下不去，上帝与阎王都着急。 问题很严重。 经过前几次的教训之后，天国严格定价3000，监理、审计现场跟踪！并且免费保修1亿年。 德国人被吓跑了。 印度人报价3000。 中国人来了，报无偿修理，且免费保修2亿年，但要1亿年的管理权，上帝和阎王都同意了。 中国人修好了门后，在门口设了个收费站，死了要上天堂的收500，下去投胎每人每次500，双向收费且上不封顶，给5
4、00的投到欧洲，给1000的投胎到美国，逃费的一律投到中国。 上帝和阎王无语，彻底崩溃。,2/9/2020,第三章 煤矿开采安全管理,本章培训与考核要点： 掌握地质构造对安全生产的影响； 熟悉煤矿开采的基本安全生产条件与矿井开拓方式； 掌握井巷工程施工、支护及维护的安全管理要求； 掌握常用采煤方法及其回采工艺的安全管理要求； 掌握矿井冲击地压与顶板事故防治的安全管理要求及其致因和预防措施； 掌握矿井水害防治的安全管理要求及其致因和预防措施； 掌握矿井热害防治的安全管理要求及其致因和预防措施。,2/9/2020,主要内容,第一节 煤矿地质与矿图 第二节 煤矿开采的基本安全条件与矿井开拓 第三节
5、煤矿开采安全管理 第四节 矿井冲击地压与顶板事故防治 第五节 矿井水害防治 第六节 矿井热害防治,2/9/2020,第一节 煤矿地质与矿图,一、煤层的埋藏特征 1.煤层的形态与结构 煤是由古代植物遗体演变而成的。和其他沉积岩一样，煤在地下通常是层状埋藏的，但由于沉积条件和地壳运动的影响，也有似层状和非似层状煤层。 根据夹矸稳定性不同煤层的结构可划分为 简单结构煤层 复杂结构煤层,2/9/2020,2.煤层的厚度 煤层厚度是指煤层顶底板之间的垂直距离。 薄煤层 ：地下开采时厚度1.3m以下的煤层；露天开采时厚度3.5m以下的煤层。 中厚煤层： 地下开采时厚度1.33.5m的煤层；露天开采时厚度3
6、.510m的煤层。 厚煤层： 地下开采时厚度3.5m以上的煤层；露天开采时厚度10m以上的煤层。 可采厚度：在目前经济技术条件下，可以开采的煤层厚度。,2/9/2020,3.煤层的顶、底板岩石 顶板：覆盖在煤层上面的岩层 伪顶：直接覆盖在每层之上极易垮塌的薄层岩 层，常随采随落。 直接顶：能随回柱放顶垮落的岩层。 基本顶：位于直接顶之上，抗弯刚度较大，较难 垮落的岩层 底板：垫在煤层下面的岩层 直接底：煤层之下与煤层直接接触的岩层。 基本底：位于直接底之下的岩层。,2/9/2020,二、地质构造对煤矿安全生产的影响 沉积岩层一般都是水平连续的，但由于地壳运动的影响使它位置和形态发生变化。这种变
7、化称为地质构造。一般包括：单斜、褶皱、断裂等构造。 1.褶曲对煤矿安全生产的影响 增大开采难度 给顶板管理带来困难 容易引起瓦斯事故 易发生水灾事故,2/9/2020,2.断层对煤矿安全生产的影响 断层破坏严重的地段，影响采区的划分及工作面和巷道的布置 断层破坏严重的地段，使工作面布置不规则巷道掘进率增高，还会造成无效进尺 会给支护工作和顶板管理带来困难，还有可能发生冒顶 会引起断层透水事故 在高瓦斯含量煤层中，断层破碎带可能聚集瓦斯，当工作面通过时，易发生瓦斯事故。,2/9/2020,三、熔岩塌陷对安全生产的影响 熔岩塌陷：石灰岩、白云岩等可溶性岩石在地下水的溶蚀作用下产生塌陷的现象。 按成
8、因及特征可分为：陷落柱和淤泥带。 1.陷落柱及其特征 熔岩塌陷体的刨面形态似一锥形柱体所以取名。 特征：整体形态是一个上小下大的圆锥体，陷落柱内的岩石碎块棱角显著、形状不规则、排列紊乱。 2.淤泥带及其特征 岩石的塌陷和水流携带地表泥土一齐填入大型裂缝形成淤泥带。,2/9/2020,淤泥带的主要特征：大型的淤泥带地表多呈低洼的冲沟，垂直方向表现为上宽下窄的裂隙带，其内有大量的黄泥和碎块岩石。 3.判断的标志 岩性标志。断层的地层系统未被打乱，陷落柱地层局部破坏，杂乱无章岩性复杂。 接触带特征。陷落柱的柱壁倾角很陡往往成90接触面不平整，无擦痕。断层直立情况少常见擦痕。 煤层及顶底板的变化。陷落
9、柱顶底板岩层除裂隙发育外产状无变化。断层附近煤岩层产状变化大。 陷落柱一般上下影响范围较大。通过上下煤层对照能预测其出现的位置和范围。,2/9/2020,4.陷落柱对煤矿生产安全的影响 陷落柱发育的矿区煤系地层破坏严重煤储量减少。 破坏煤层连续性，给巷道布置、采煤方法的选择造成很多困难。 采煤工作面遇到陷落柱，复杂了生产组织，不利安全生产。 陷落柱穿透含水层时，可将地下水导入井巷，对安全生产威胁极大。 四、矿图基础知识 （一）地形图 地形图：反映地球表面高低起伏的图纸。一般用地形等高线来反映地貌。,2/9/2020,2/9/2020,1.地形等高线基本特征 同一等高线各点高程相等 等高线是一条
10、闭合的曲线 一条等高线不能分叉 等高线越密表示坡度越陡，越稀则越缓，平行则表示坡度相等 2.典型地貌的等高线 山地 盆地 山脊 山谷,2/9/2020,（二）煤层底板等高线图 煤层底板等高线：煤层底板与有一定高程的水平面相交所得到的交线。 煤层底板等高线图：把上者用标高投影的方法投影到水平面上所得到的图形。 1.根据煤层底板等高线图确定煤层的产状 2.地质构造在煤层底板等高线图上表现 褶皱 断层 穹窿 盆地,2/9/2020,（三）矿图的内容及要求 井上、下对照图（1:2000、1:5000） 采掘工程平面图（1:1000、1:2000、1:5000） 通风系统图（1:1000、1:2000、
11、1:5000） 井下避灾路下图 供电系统图和井下电器设备布置图 主要巷道平面布置图（1:1000、1:2000）,2/9/2020,第二节 煤矿开采的基本安全条件与矿井开拓,一、煤矿开采的基本条件 煤矿生产是一种特殊条件下的作业生产，由于工作场所的特殊性、客观因素的不定性，再加上诸多主观因素的影响，致使生产事故不断的发生。为了保障安全生产应具备以下基本安全生产条件： 矿井应有及时填绘的反映实际情况的各种图纸及规程。 矿井必须有两个独立的能够行人并直达地面安全出口，出口之间距离不得小于30m。,2/9/2020,矿井在用巷道净断面能满足安全生产的需要。 采煤工作至少保持2个畅通的安全出口。 矿井
12、每年必须经过瓦斯等级鉴定。 矿井应当具备完整的独立通风系统。 高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井应有瓦斯抽放措施，并装备安全监控系统。 矿井必须实行瓦斯检查制度和矿长、技术负责人瓦斯日报审查签字制度。 矿井有完善的防尘供水系统、防排水系统和火灾防治措施及设施。 矿井应当保证双回路电源线供路。,2/9/2020,矿井提升使用矿用提升绞车，并装设齐全的保险装置和深度指示器。 矿井应有完善可靠的通信系统，保持矿内外、井上下和重要场所、主要作业地点通信畅通。 煤矿井下爆破，须按矿井瓦斯等级选用相应的煤矿许用炸药和雷管。 矿井实行入井检身制度，入井人员必须随身携带自救器。 煤矿应当建立应急救援组织。 煤矿应当加强
13、粉尘的检测和防治工作，制定职业危害防治措施，并为从业人员提供符合标准的劳动防护用品。,2/9/2020,二、矿井开拓方式 矿井开拓方式：开拓巷道在井田内的布置形式。 通常以井筒形式划分开拓方式为： 1.斜井开拓（片盘斜井、集中斜井） 2.立井开拓 单水平 立井多水平上山开拓 多水平 立井多水平下山开拓 立井多水平混合开拓 3.平硐开拓（走向、垂直、阶梯） 4.综合开拓,2/9/2020,三、巷道掘进安全管理 （一）掘进作业安全管理 掘进：在岩（煤）体中，采用一定的手段把岩石（煤）破碎下来，形成地下空间，接着对这个空间进行支护的工作。 1.破岩技术（钻眼爆破破岩法、掘进机破岩法） 2.掘进施工（
14、主要以钻爆发为主） 平巷施工 斜巷施工 交叉点施工 （二）巷道顶板管理,2/9/2020,掘进工作面顶板管理的主要内容 根据围岩体的范围及应力分布等诸多因素，选择支护材料形式达到维护巷道目的。 根据围岩稳定性选择合理的施工方法减少对顶板管理的影响。 按作业规程规定控制空顶距离和临时支护长度。 做好基础资料的积累和隐蔽工程的记录工作。 巷道掘进期间的顶板管理 敲帮问顶。 控制工作面的空顶距离。 单孔长距离掘进，要经常检查工作面后方支架。 熟悉冒顶原因加强日常检查采取措施预防冒顶。,2/9/2020,影响掘进巷道顶板管理的主要工序 合理布置炮眼并正确打眼。 合理选择爆破参数及爆破顺序。 按质量标准
15、规定的要求进行支护。 顶板管理的针对措施 新掘巷道应制定的开口安全措施 沿空掘巷顶板破碎时的顶板管理措施 有淋水的工作面顶板管理措施 过断层、裂隙地质构造带的顶板管理措施 煤矿安全规程对掘进支护的相关规定,2/9/2020,第三节 煤矿开采安全管理,一、开采顺序 1.一般开采顺序（采区前进式，区内后退式） 2.煤层群开采顺序（下行式、上行式） 3.开采顺序的安全管理 采用下行式开采时，近距离煤层可上下同采，但上下工作面要有一定的错距。 开采急斜煤层时，如果层间距小要考虑上下层之间影响。 当上部煤层受压大的情况下考虑采用上下式。,2/9/2020,二、采煤的安全管理 1.常见采煤方法 我国主要是
16、以壁式体系为主的国家，主要有单一走向长壁采煤法、单一倾斜长壁采煤法、放顶煤长壁采煤法和倾斜分层长壁上行充填采煤法；采煤工艺有炮采、普采和综采三种。 2.采煤工艺的安全管理 炮采：注意各主要工序相互间安排时间与顺序的合理性。 普采：注意各工序相互干扰或造成工作面顶板应力叠加。 综采：应做到跟机及时移架、超前支护、端头支护。,2/9/2020,3.煤矿安全规程对回采和顶板控制的相互规定 4.急倾斜煤层开采 倒台阶采煤法 水平分层和斜切分层采煤法 伪倾斜柔性掩护支架采煤法,2/9/2020,第四节 矿井冲击地压与顶板事故防治,一、矿井冲击地压防治 按原岩应力分（重力、构造、重力构造中间型） 按发生地点分（煤体、围岩） 按冲击显现强度分（弹射、矿震、弱冲击、强冲击） 按震级强度和抛出的煤量分 轻微冲击（抛出煤10t以下、震级里氏1级以下） 中等冲击（抛出煤10t15t、震级里氏12级） 强烈冲击（抛出煤50t、震级里氏2级以上）,2/9/2020,1.冲击地压的特征 突然爆发 巨大声响 冲击波强 弹性震
