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1、word李嘴孜矿班队长安全培训授课教材煤矿生产与技术管理X瑞华煤矿是特殊高危行业，我国煤矿大局部是井工开采，即地下开采，露天煤矿仅70余座，地下开采存在水、火、瓦斯、煤尘、顶板等五大自然灾害，井下作业受到潮湿、黑暗、空间小、地质构造复杂等自然条件影响，生产环节较多，技术要求高。因此，煤矿技术与技术管理就是 确保煤矿安全、提高产量和效益的根底和保障。一、技术管理与安全生产的关系要做到煤矿安全生产，就必须综合地运用多种技术和管理技术。因为煤矿安全管理时刻存在于煤矿生产管理工作之中，涉与到煤矿生产的方方面面和各个环节，而煤矿生产的过程又十分复杂，环节众多。因此。我们必须把技术管理看成是煤矿安全生产的
2、重要组成局部，渗透到煤矿生产管理的全过程，指导煤矿生产管理工作，使煤矿生产的各个环节相互配合，相互适应，防止因某一环节发生故障而打乱正常生产秩序甚至酿成大祸。二、煤矿技术分类根据技术应用的目的，煤矿技术分为生产技术和安全技术，生产技术包括建井技术、开采技术、掘进开拓技术、生产系统和巷道布置，安全技术是指应用于防治自然灾害，确保生产安全方面的技术，如：瓦斯防治技术、防灭火技术、防治水技术、顶板控制技术、防治煤尘技术、监控技术。煤矿技术的应用是根据每个矿的具体条件进展分析研究、选择确定的，不同的条件用不同的技术。三、我矿矿情概况我矿原来是两个矿，即孔集矿和李嘴孜矿，2002年破产重组，组成现在的李
3、嘴孜矿。我矿位于八公山，淮河之滨，东邻新庄孜矿，西至凤台县大山，东西长约9公里，南北倾斜宽1.67公里，矿区面积约15平方公里。1958年开始建井，1964年投产。我矿井田位于某某复式向斜八公山扭动背斜的西端，地层走向N50WN80W，倾向NE，因受力扭动，倾角从东向西，由浅入深，由25逐渐增大至90，直至倒转向西南倾斜，总的构造形态为一反“S形的平卧褶曲，主要断层有：F1近走向逆断层、F3走向正断层、F3-1正断层、F3-2正断层、F5走向逆断层、F8、F9斜切逆断层、F3-4斜切正断层、F3-5斜切正断层。我矿是急倾斜煤层群开采矿井，煤系地层为石炭、二迭系、其中而二迭系的某某组与石盒子组为
4、主要含煤层段，煤层群分为A、B、C、D四组，有可采煤层14层，主采煤层为C13、B11b、B9b、A1共4层，局部可采煤层为B7b、B4b、A3共3层。煤层倾角从东向西由25逐渐增大至90，直至倒转。我矿煤层剖面示意图 我矿至2011年6月底，地质储量8250万吨，可采储量3498万吨。煤质属特低硫-低硫、特低磷低磷、富-中-低灰分、高焦油气煤和1/3焦煤，可作为炼焦油配煤与化工用煤。矿井水文地质与其复杂，正常涌水量420m3/h，最大涌水量670m3/h。是在三面水体下开采，地面有淮河水系、地表塌陷水，新地层有流砂层水体，顶板砂层富含水，底板有灰岩含水层，投产时，是“三下“试采矿井。矿井属煤
5、与瓦斯突出矿井，突出煤层有C13、B11b、B9b、B7b、B4b、A1，瓦斯绝对涌出量18m3/min,相对涌出量为9m3/t，煤层瓦斯含量2-15m3/t，A1-B9b煤层从西向东、由浅入深瓦斯涌出量逐渐增大，特别是过李线以东后瓦斯涌出量突然增大，B9b煤层瓦斯涌出量最大。井田内A1-C15煤层均有自然发火倾向，自然发火期1-4个月，主要可采煤层的煤尘都具有爆炸性。我矿是斜井原孔集是立井，已充填、多井筒、多水平、分区石门开拓，现有生产水平3个，即-250m、-400m、-530m水平，新水平-730m水平已设计施工，矿井按走向分为五个采区，即E2、W1、W3、W5、W7。四、 生产技术 生
6、产技术是指运用于采掘生产方面的技术，有建井技术、采煤技术、掘进技术，矿井、采区生产系统和巷道布置。生产技术的选取和应用，主要由煤层赋存和顶底板状况来确定。煤层倾角分类：近水平煤层：8，缓倾斜：825，倾斜煤层：25-45，急倾斜：45。煤层厚度分类： 薄煤层:1.3m，中厚煤层：1.3-3.5m，厚煤层：3.5m。煤层顶板：位于煤层之上的假如干岩层统称为煤层顶板，根据落煤后各个岩层垮落的难易程度，由下而上分为伪顶、直接顶和老顶。伪顶是直接覆盖在煤层之上，厚度多为几厘米至十几厘米，岩性多为碳质页岩，一般随落煤而垮落。直接顶位于伪顶之上或直接位于煤层之上有的煤层为伪顶，由一层或多层岩石组成，厚度由
7、几米到十几米不等，岩性多为页岩、砂质页岩、泥质页岩、粉砂岩，一般在回柱后自行垮落，岩石较硬时呈周期性断裂垮落。老顶位于直接顶或煤层之上有的煤层没有伪顶和直接顶，比直接顶厚且坚硬，多由砂岩、砾岩或石灰岩组成，其断裂垮落周期比直接顶长。底板：分为直接底和老底。直接底位于煤层之下直接与煤层接触的岩层，多为富含碳质的粘土岩。老底位于直接底之下，多为粉砂岩与砂岩。我国煤矿开采应重点研究的7个技术领域：采煤方法和工艺，深矿井开采，“三下采煤，减少矸石排放的开采技术，围岩控制技术，小 煤矿技术改造和机械化开采技术以与地下气化技术。下面主要就采煤方法和工艺、围岩控制技术做简单介绍。1、采煤技术采煤技术主要是指
8、采煤方法和采空区处理。根据采煤工艺的不同，我某某煤方法主要有：炮采、普采、综采。采空区处理方法有：全部垮落法随工作面落煤向前推进，当控顶距达到最大控顶距时，就要把靠近采空区一侧的支柱回撤下来综采的液压支架随采面前移而自行移动，继而采空区顶板在回柱后自行垮落，垮落下来的破碎岩石充填采空空间，对上覆厚而硬且不易垮落的岩石起到一定的支撑作用，以减轻顶板对采煤工作面的压力。适用于易垮落的松软顶板和中等垮落性顶板。局部充填法人工在采空区内码砌矸石条带，以此来支撑采空区的局部顶板。适用于支架顶板岩层较坚硬，顶板暴露后短时间内不易垮落的薄煤层开采。全部充填法是用不燃性材料将采空区全部充填满，进而减轻工作面压
9、力，防止采空区上覆岩层和地表发生较大的下沉移动。这种方法在“三下采煤中常用。煤柱支撑法也称“刀柱法，随工作面向前推进，在采空区内沿走向每隔一定距离留有适当宽度的煤柱，煤柱起着支撑采空区顶板和将采空区于工作面隔离开的作用，然后，工作面又沿新的开切眼开始回采。适用于极坚硬顶板。缓慢下沉法在煤层被采出之后，利用顶板具有的塑性，顶板可随工作面回柱产生弯曲下沉，但不断裂垮落，而是逐渐接触底板，使采空区顶自然消失。适用于塑性可弯曲顶板条件下的薄煤层开采。我矿煤层赋存条件复杂，2007年以前是炮采矿井，2007年在32321工作面试用急倾斜综采支架采煤。我矿采用过的采煤方法较多，充填式采煤法、台阶式采煤、巷
10、柱采煤、伪倾斜柔性掩护支架采煤、走向长壁、悬移支架、组合梁，以与急倾斜综采。伪倾斜柔性掩护支架采煤是在我矿最早采用、改良、完善的，是国内急倾斜煤层开采中安全性较好的采煤方法。炮采：工艺：工作面爆破落煤-装煤(主要是人工装煤)-运煤，支护：单体液压支架+金属铰接顶梁，采空区处理，主要有全部垮落法、充填法和缓慢下沉法。普采：工艺：采用单滚筒采煤机落煤，采煤机装煤，工作面刮板运输机、顺槽机和胶带输送机，支护：单体液压支柱+铰接顶梁，采空区处理是采用全部垮落法。综采：工艺：大功率双滚筒采煤机落煤，采煤机装煤，大功率工作面可弯曲刮板机，顺槽机和可伸缩胶带输送机，支护是液压自移支架，采空区处理是采用全部垮
11、落法。2、我矿采区系统布置与掩护支架采煤工艺1我矿采区是石门开拓，分阶段石门贯穿各煤层，采区上下山连接，分煤层布置工作面。2掩护支架采煤工艺掩护支架的组成：掩护支架是用11#工字钢加工成八字形，每根支架垂直于煤层顶底板方向沿走向摆成排，在支架下用钢丝绳和螺丝、垫板连接成整体，支架间保存一定间隙，留出活动空间。掩护支架原理：工作面开切眼按30伪倾角布置，支架安装时，从开切眼下端向上摆支架，支架用单体支柱和大板抬起，使支架下方留出足够的作业空间，其上方的支护回出，使垮落的煤岩压在支架上支架上铺设钢丝网，碎煤矸不会从支架空隙中漏下，支架摆至回风巷后，开始在支架下打眼放炮，进展回采，放炮后，从工作面下
12、方向上出煤，松散煤沿支架下安设的溜槽溜至运输巷，经链板机皮带机拉出。支架在其自重和上覆煤岩的重力作用下向下移动，移动至支架两端落在实茬上时即停止，实际工作中，为了保证支架下有足够的空间，在支架没有落到实茬前，提前在支架下打上单体支柱，使支架不再移动，以保证作业空间。支架结构：支架安装：工作面示意图：工作面炮眼布置图：3、掘进开拓技术1技术简介按煤岩别可分为：煤巷、半煤岩巷和岩巷。煤巷是指掘进断面中煤的面积占巷道断面的4/5与以上；岩巷是指掘进断面中煤的面积占巷道断面的1/5与以下，半煤岩巷是指掘进断面中煤的面积占巷道断面的1/5-4/5。按支护方式可分为：棚式支护、锚喷支护、砌碹支护，棚式支护
13、有：木棚支护、工字钢棚支护和U型钢棚支护。木棚支护现在已根本不使用，主要是用工字钢棚支护和U型钢棚支护。我矿煤巷掘进使用的是工字钢棚支护和U型钢棚支护。断面形状图：工字钢梯形棚：U形钢棚支护：U形钢棚按单位重量分有：25U和29U两种。我矿使用的是29U棚，根据断面大小，分为5种型号：1#3.5*2.8、2#3.9*3.2、3#4.2*3.15、4#5*3.6、5#5.3*3.8。因我矿巷道侧压大，设计时按80度扎角加工，以增加抗侧压能力，底扎净宽*净高。锚喷支护有：喷砼支护只喷混凝土、锚杆支护只打锚杆、锚网支护打锚杆挂网、锚喷支护打锚杆喷混凝土、锚网喷支护打锚杆挂网喷混凝土、锚索网支护、锚联
14、网支护，我矿主要使用的是锚喷支护和锚网喷支护，在岩巷中使用，锚索网支护主要在巷道维修中使用。锚喷支护断面图：锚索支护是用钢铰线代替锚杆，形成锚索，其上端用锚固剂生根在较坚硬完整的岩层中，下端用锁具将垫板紧贴岩面锁紧，增加支护半径和支护强度。锚索支护示意图：钢铰线规格：18强度等级1860MPa，使用长度根据设计选取，一般有：6500mm、7500mm，有效支护长度为设计长度-300mm，即钢铰线外露不大于300mm。砌碹支护有：瓦石碹、砼块碹和混凝土浇注，这种支护因费时费工，进度慢，我矿在2000年以前用的较多，现在根本不用。以上各类支护方式是根据巷道煤岩别、赋存条件、煤岩硬度、巷道类别、用途
15、、使用年限等条件，经计算设计，选择支护方式。根据破煤岩方式可分为：风镐、炮掘、综掘。风镐掘进只是在低瓦斯矿井或煤层中只有，高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井煤层是禁止使用的，我矿在低瓦斯、无煤与瓦斯突出的工作还在使用。我矿在突出煤层和岩巷掘进中都使用炮掘，炮掘工艺：爆破支护装煤岩。我矿综掘主要是在中厚与厚煤层煤巷掘进中使用，最多时有3个综掘面，岩巷掘进还没有使用综掘。2锚喷支护技术锚杆支护是快速、安全、经济的巷道支护方式，也是我们使用最多的支护，我们矿主要使用锚喷支护和锚网支护，锚网支护一般在使用时间短、长度小的钻场中用。锚杆支护理论：A、悬吊理论：锚杆支护的作用是将巷道顶板较软弱的岩层悬吊在上部坚硬岩层上，这样就能控制和减弱岩层的下沉和离层，保持顶板的稳定。B、组合梁理论：当顶板岩层中存在没有稳固岩层的假如干薄层状时，通过锚杆的支护作用将这些岩层锁紧成一个较厚的岩层，由叠合梁变成组合梁，提高岩梁的抗弯曲能力并减少扰度。C、紧固理论：在块状围岩中，锚杆可将巷道周围的危岩彼此挤紧，从而加固成能承受载荷的整体结构。D、压缩组合拱理论：在松软围岩中，各个锚杆形成的压应力圆锥体交织重叠，形成以个连续的均匀压缩组合拱，这个压缩组合拱可承受其外
