采煤概论
2022-09-14 15:45:23 2 举报AI智能生成
登录查看完整内容
采煤概论的知识点及主要内容梳理
作者其他创作
大纲/内容
用来直接大量采取煤炭的场所
采场：
在采场内进行回采的煤壁
采煤工作面：
破媒
装媒
运媒
支护
采空区处理
基本工序
辅助工序
在采场内，为了采取煤炭所进行的一系列工作。可分为：
采煤工作：
按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合
采煤工艺：
在一定时间内，按照一定的顺序完成采煤工作各项工序的过程
采煤工艺过程：
采煤巷道之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系。称为采煤巷道布置系统
采煤系统：
式采煤工艺与采煤系统在时间上、空间上相互配合的总称。根据不同的矿山地质及技术条件，可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合，从而构成多种多样的采煤方法
采煤方法：
第一节 基本概念
垮落
走向长壁
刀柱
倾斜长壁
单一长壁
放顶媒
掩护式
整层开采
下行垮落
上行垮落
倾斜分层
水平分层
斜切分层
水平分段放顶媒
分层开采
壁式体系
房式
房柱式
柱式体系
旱采
倾斜短壁式
走向短壁式
水采
分类
采煤工作面长度较长，通常在80m以上
随着采煤工作面推进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现较为强烈
采煤工作面可分别用爆破、滚筒式采煤机或者刨煤机破、装煤，用于采煤工作面相平行铺设的刮板输送机运煤，用支架支护工作空间，用放顶垮落或充填法处理采空区
在采煤工作面两端，一般至少各有一条回采巷道，构成完整的生产系统
一般特点：
缓斜、倾斜煤层采煤法
急斜煤层采煤法
按所采煤层倾角，可分为：
薄煤层采煤法
中厚煤层采煤法
厚煤层采煤法
按煤层厚度，可分为：
爆破采煤法
普通机械化采煤法
综合机械化采煤法
按采用的采煤工艺不同，可分为：
垮落采煤法
刀柱采煤法
充填采煤法
按采空区处理方式不同，可分为：
走向长壁采煤法
仰斜长壁
俯斜长壁
按工作面向仰斜或倾斜推进的方向不同，可分为：
倾斜长壁采煤法
按采煤工作面布置及推进方向的不同，可分为：
整层采煤法
分层采煤法
按是否将煤层全厚进行一次开采，可分为：
薄及中厚煤层单一长壁采煤方法
厚煤层分层开采的采煤方法
厚煤层整层开采的采煤方法
具体采煤方法选择
壁式体系采煤方法：以长工作面采煤为主要标志
在煤层内布置一系列宽为5-7m的媒房，采煤房时形成窄短工作面成向前推进
采房时矿山压力显现较和缓，用锚杆支护工作空间，支护较简单
采煤用爆破或连续采煤机配套设备，采煤在一组房内交替作用
采掘合一，掘进准备也是采煤过程，回收房间煤柱时，也使用同一种类型的采煤配套设备
房式采煤法
房柱式采煤法
高度机械化的柱式体系采煤方法一般又分为：
房式采煤法-部分回采
煤柱可根据条件留下不采
房式采煤法-全部回采
在媒房采完后，再将煤柱按妖气尽可能采出
采用短工作面推进，将煤柱作为暂时或永久的支撑物，采用连续采煤机、梭车、锚杆等配套设备进行采煤，随着工作面推进，只用简单的锚杆支架支护顶板，用于防止顶板岩石冒落。由于采用锚杆支护增大了工作面空间，为机械化采煤创造了有利条件。此外，由于采用同类机械采房与采柱提高了采煤的灵活性
典型房柱式采煤法的基本特点
柱式体系采煤方法 以房柱间隔进行采煤为主要标志
第二节 采煤方法分类
打眼、放炮落媒、装煤、人工装煤、刮板输运机运煤、移植输运机、人工支架、回柱放顶等
工艺过程包括：
爆破采煤工艺
由打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮等工序组成
单排眼
双排眼
三排眼
炮眼布置：
爆破采用串联法联线
微差爆破
爆破落媒
爆破装煤
人工装煤
机械装煤
装煤与运煤
第三节 爆破采煤工艺
双向割煤、往返一刀
8字形割煤、往返一刀
适用采高1.5m以下的较薄煤层
单向割煤、往返一刀
普采面的生产是一采煤机为中心的。采煤机割煤以及与其它工序的合理配合，称为采煤机割煤方式
普采面单滚筒采煤机割煤方式
带帽点柱外
单体液压支柱或摩擦式金属支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架
支架布置方式
支架布置特点
普采面单体支架布置应与煤层赋存条件、顶底板性质相适应，并符合采煤机割煤特点，除确保回采空间作业安全外，还要力求减少支设工作量
第四节 普通机械化采煤工艺
综合考虑顶板管理、移架与进刀方式、端头支护
往返一次割两刀
往返一次割一刀
分类：
综采面双滚筒采煤机割煤方式
单架依次顺序式，又称单架连续式，支架沿采煤机牵引方向依次前移，移动步距等于截深，支架移成一条直线，该方式操作简单，容易保证规格质量，能适应不稳定顶板，应用较多
分组间隔交错式
成组整体依次顺序式
综采面液压支架的移架方式
及时支护方式
滞后支护式
综采工作面工序配合方式
第五节 综合机械化采煤工艺
放顶煤采煤法是沿煤层的底板或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采煤工作面，利用矿山压力将工作面顶部煤层在工作面推进过后破碎冒落，并将冒落顶媒予以回收的一种采煤方法
顶采顶分层放顶媒采煤法
预采中分层放顶媒采煤法
整层开采放顶媒采煤法
分段放顶煤采煤法
采煤机采煤
顶媒工艺
在工作面采高不大的情况下，可大大增加一次开采的厚度，用于特厚煤层的开采
简化巷道布置，减少巷道掘进工作量
提高采煤工效
降低吨媒生产费用
优点：
放顶煤采煤法适用于煤层厚度5-20m后更厚的煤层
煤层倾角由缓斜刀倾斜或急倾斜厚煤层
煤质比较松软易冒落，冒落块度不大
顶板容易垮落
适用条件
应采取措施提高煤炭采出率
防止媒的自然和瓦斯爆炸事故的发生
继续完善控制顶媒下放的技术措施
注意问题
放顶煤采煤法的优点、适用条件及应注意的问题
第六节 房顶媒采煤法
第十二章 采煤方法
由于煤层倾角大，落在地板上的煤岩快，会自动向下滑落，从而简化了采场内的装运工作，为了防止滑落的煤块冲倒支架，砸伤人员，在技术上必须采取相应的安全措施
急倾斜煤层中，煤炭、矸石沿倾斜方向可采用自溜运输，在采区中可开掘采取溜媒眼以代替倾斜煤层中的运输上山，维护煤层平巷困难
开采急倾斜煤层，多采用立井多水平开拓方式，由于收到技术上的限制，其水平垂高一般为100-150m
开采两个相距较近的急倾斜煤层，上层开采后，由于底板岩层移动，会适下层媒遭受破坏，因此，应合理安排上、下煤层 的开采顺序
我国急倾斜煤层储量丰富，分布广泛。由于急倾斜煤层倾角大，在开采上具有许多特点
第一节 急倾斜煤层开采特点
工作面沿倾斜方向呈倒台阶布置，目的在于充分利用工作面长度，使工人在各个台阶阶檐的保护下，多点同时作业
倒台阶采煤法
在急倾斜煤层的阶段或区段内沿倾斜或伪斜方向布置正台阶形工作面而沿走向推进的采煤方法
工作面位于采空区下方，不会积聚瓦斯，为采空区抽放瓦斯创造了条件
工作面浮煤少，采出率高，减少了采空区自然发火的隐患
对煤层厚度和倾角多变化、瓦斯含量大等地质条件适应性较强
巷道布置简单、掘进率低
短壁工作面多，溜媒相互干扰，工作面利用率低
伪斜小巷断面小，煤尘大
落媒方法、支护设备有待改进
片帮滑底事故扔未能完全杜绝
缺点：
正台阶采煤法
水平分层及斜切分层采煤法
采煤工作面成直线性，按伪倾斜方向布置，沿走向推进；
用柔性掩护支架隔离采空区与回采空间，工作人员在掩护支架的保护下进行采煤工作
特点：
采区巷道布置
掩护支架的结构
主要是在回风平巷内安装掩护支架，并逐步下放成为伪倾斜工作面，为正常回采做准备
准备回采
除了在掩护支架下回采外，同时要在回风平巷中扩巷、挖地沟，加长掩护支架，以及在工作面下端的顺槽中拆除支架
正常回采
当工作面推进刀区段停采线附近时，在停采线靠工作面一侧掘进两条收尾上山眼，然后加大工作面上部的下放步距，缩小工作面下部的进尺，同时逐渐缩小工作面长度和伪倾斜角度，直至变成水平状态，最后将支架拆除
收尾工作
回采工作
伪倾斜柔性掩护支架采煤法
采煤系统
综采放顶媒采煤工艺特点
水平分段放顶媒采煤法
第二节 急倾斜煤层采煤方法
第十三章 急倾斜煤层采煤法
提供井下足够的新鲜空气，以供人员呼吸
把井下的及稀释和排除井下有毒、有害气体和矿尘
创造良好的矿井工作环境，保证井下有适合的气候条件，合适温度、湿度、风速，以利于工人劳动和机器运转
煤矿生产是地下作业，自然条件比较复杂，只有少数井巷与地面联通，因此，矿井通风是保证矿井安全的最主要的技术手段之一，在矿井建设和生产过程中，必须源源不断地将地面空气输送到井下各个用风地点，主要任务：
矿井通风的基本任务
地面空气进入矿井即称为 矿井空气
氧气：20.96%
氮气：79%
二氧化碳：0.04%
地面空气成分：
氧气浓度不得低于20%
二氧化碳浓度不得超过0.5%
二氧化碳浓度不得超过1.5%，超过需停工
采掘工作面的进风流中
二氧化碳浓度不得超过0.75%
总回风流中
采区、采掘工作面回风流中
《煤炭安全规程》规定：
矿井空气中的主要成分
瓦斯（CH4）
不得超过0.0024%
一氧化碳（CO）
不得超过0.0005%
二氧化硫（SO2）
二氧化氮（NO2）
硫化氢（H2S）
氢气（H2）
氨（N2）
矿井有害气体的主要类型：
矿井空气中的有害气体
矿井空气
第一节 矿井通风的任务与矿井空气
某点的绝对压力时以真空为基准，以“0”压为起算点计量的压力。通常说的大气压力就是指绝对压力
绝对压力：
某点的相对压力时以当地的大气压力为基准所计算的压力
相对压力：
一是A点或B点压力，称为点压力
又通风压力
二是A点与B点之间存在压力差
表示一条水平巷道，在巷道内风流能从A点向B点流动，是因为A点的压力大于B点的压力，由此可以引出两个概念：
空气压力
空气沿井巷流动时，由于流层之间的摩擦和流体与井巷周边壁面之间的相互摩擦而产生的阻力
摩擦阻力（也称沿程阻力）
空气流经井巷的某些局部地点，造成风流速度和方向的突然变化，导致均匀风流产生紊乱的涡流与撞击，因而在局部地点产生的附加阻力
局部阻力
通风压力和通风阻力是作用力和反作用力，即数值相等，分类为：
井巷通风阻力
减小井巷摩擦阻力系数
保证有足够大的井巷断面
尽量缩短通风路线长度
避免巷道内风量过于集中
降低局部阻力
降低通风阻力的措施
第二节 矿井通风压力和通风阻力
自然通风
主要用于全矿井或矿井的一部分
主要通风机
主要服务矿井网络的某一分支
辅助通风机
主要用于独头掘进的井巷等局部地区通风
局部通风机
机械通风是矿井通风的主要动力
离心式通风机
轴流式通风机
矿用通风机按其构造分：
机械通风
第三节 矿井通风动力
抽出式
压入式
抽出和压入混合式
矿井主要通风机的工作方式
中央并列式
中央分列式
中央式
两翼对角式
分区对角式
对角式
前两种的混合
混合式
矿井总回风巷可以随采区接替逐步开掘，因而建井工期短，总回风巷的维护费用低
回风井筒数目少，同时转运的风机台数少，容易管理
当金风井口及井底车场附近发生火灾需要反风时，容易实现
随着向边界采区开采，总回风巷不断延长，通风线路随之加长，因而通风阻力不断增加
矿井生产期间，由于井下巷道阻力不断增加，阻力变动范围大，难以保证通风机在高效率状态下运转
矿井总进风和总回风风流反向平行流动，容易发生漏风
在矿井生产的中后期，多采取同时生产时矿井通风系统关联性太强，系统独立性差，系统防灾抗灾能力差
中央式与对角式比较：
按照矿井进风井和回风相互位置关系，可把矿井通风方式为三种基本类型：
矿井通风方式
离心式通风机的反风
轴流式通风机的反风
矿井进风口、井筒、井底车场附近一量发生火灾，为缩小灾情、出，有时需要反风，既改变风流方向
矿井反风
第四节 矿井通风系统
根据实际需要，“由里向外”配风，即首先确定井下各用风地点所需的风量，然后你风流方向加上各风路中允许的漏风量，求得各风路上的风量和矿井的总进风量
根据求得的矿井总风量再加上空气体积膨胀的风量即得矿井总回风量
配风原则和方法
氧气含量的规定
瓦斯、一氧化碳等有害气体安全浓度的规定
风流速度的规定
空气温度的规定
空气中悬浮粉尘安全浓度的规定
配风的依据
矿井配风原则、方法和依据
指井下各工作地点的需风量和各条风路中损失风量的总和
生产矿井总进风量
生产矿井总进风量的计算
新设计矿井风量的计算
第五节 矿井总风量的计算
采区通风是矿井通风系统的核心单元
采区通风
U型
Y型
W型
Z型
由采煤工作面及其进、回风巷道所构成的通风路线叫采煤工作面通风系统
采煤工作面通风
第六节 采区通风系统
掘进通风方法有总风压通风
引射器通风
局部通风机通风
第七节 掘进通风方法
在人员和车辆需要通行，而不能让风流通过的巷道中，需要设置通风构筑物，这种即要切断风流又能保证行人通车的通风构筑物称为风门
风门
临时风墙
永久风墙
用来切断风流或封闭采空区，防止瓦斯向巷道扩散的一种构筑物
风墙
在进风巷道与回风流平面交叉处，为防止风流短路，使进回风分离，需要设置通风构筑物，这种用于隔开两条互相交叉的进、回风流的沟组务称为风桥
风桥
井口封闭装置
矿井总风量的调节
风量调节
第八节 矿井通风构筑物
第十四章 矿井通风
基本概念
瓦斯是在媒的生成和媒的变质过程中伴生的气体
瓦斯的生成
瓦斯是无色、无味、无臭的气体
密度：0.716kg/m3
相对空气密度：0.544
瓦斯的性质
自由状态
游离状态
吸着状态
瓦斯的存在状态
第一节 矿井瓦斯的存在状态
煤层瓦斯的含量
从煤层或岩层表面非常细微的缝隙中缓慢、均匀而持久地涌出
普通涌出
瓦斯喷出
瓦斯突出
特殊涌出
瓦斯的涌出形式
瓦斯涌出量的计算
低瓦斯矿井
高瓦斯矿井
矿井瓦斯等级
第二节矿井瓦斯涌出量
下限为5-6%
上限14-16%
瓦斯浓度
温度：650-750度
最低点燃能量：0.28Mj
引火温度
>12%
氧气浓度
瓦斯爆炸的三个充分必要条件：
瓦斯爆炸的条件及其影响因素
加强通风
及时处理局部积聚的瓦斯
加强瓦斯监测检测
防止瓦斯积聚的措施
在进口和井口房内，禁止适用明火
在瓦斯矿井，要适用防爆型或安全火花型电器设备，对其防爆性要经常检查，不符合要求的要及时更换
严格执行放炮制度
严格管理火区，防止密闭墙漏风，并定检查
防止瓦斯引燃措施
预防瓦斯爆炸的措施
第三节 瓦斯爆炸及其预防
瓦斯喷出与地质构造密切关系
瓦斯喷出量有大有小
瓦斯喷出前往往出现预兆
瓦斯喷出的特点
探明地质构造
排放瓦斯
将瓦斯引至回风流
封闭裂隙
喷出的预防与处理
瓦斯喷出及其预防
媒与瓦斯突出多发生的地质构造附近，如断层、扭转、褶曲等
高应力集中区
突出次数、强度随媒厚、倾角等增大危险性增大
突出与采掘的工序有关，且多发生在放炮和落媒时或其后
突出与煤层的瓦斯含量和瓦斯压力之间没有固定关系
媒与瓦斯突出的特点
开采解放层
预抽媒层瓦斯
是指大范围煤层消除突出危险性的措施，主要有：
区域性措施
钻孔排放瓦斯
放震动炮
水力冲孔
大直径超前钻孔
煤层高压注水
开卸压槽卸压
局部性防突出措施
预防媒与瓦斯突出的措施
媒与瓦斯突出及其预防
第四节 瓦斯喷出与突出及其预防
本煤层抽放瓦斯
掘进巷道瓦斯抽放
邻近煤层抽放瓦斯
在采空区上方开掘一条专用瓦斯抽放巷道，在巷道中布设钻场向下部采空区打钻抽放
从工作面超强巷道中掘专用钻窝向工作面采空区的上隅角打钻抽放
在放顶媒工作面煤层中沿顶板在靠风巷一侧开设专用的瓦斯排放巷道，密闭后安设管道抽放
采空区抽放瓦斯
地面定向钻孔抽放瓦斯
第五节 瓦斯抽放
污染工作场所，危害人体健康，引起职业病
燃烧或爆炸
加速机械设备的磨损，缩短仪器设备的适用年限
表现为：
矿尘及其危害性
700-800度
有时到1000度
煤尘引燃的温度变化范围大
煤层注水湿润媒体
采空区灌水
水封爆破及水炮泥
喷雾洒水
采用合理的风速
清扫积尘
降尘措施
防止引燃措施
隔爆措施
防止煤尘爆炸的措施分为:
湿式凿岩
净化风流
个人防护
煤矿尘肺病的预防
煤尘的爆炸及其预防
第六节 矿尘
第十五章 矿井瓦斯与矿尘
定义：发生在矿井内的火灾统称；发生井口附近的地面火灾影响井下生产、威胁矿工安全的火灾也称矿井火灾
存在可燃物
引发燃烧的热源
充足的氧气
发生火灾的条件
自然物在一定外部条件下，自身的物理化学变化，产生并积聚热量，适其温度升高，达到自然点而形成的火灾称之为内因火灾
概念
采空区，特别是大量遗媒而未及时封闭或封闭不严的已采区
巷道两侧受低压破坏的煤柱
巷道堆积的浮煤和冒顶垮帮处
与地面老窖连通处
自然条件
内因（自然）火灾
可燃物在外界火源作用下，引起燃烧形成的火灾
概念：
外因火灾
矿井火灾发生后，随着火灾的发展而产生高位和大量火烟，火烟内含有大量有毒和窒息性气体，严重威胁人员生命安全
能够引起瓦斯、煤尘爆炸
使并下风流逆转
产生再生火源
损坏机械设备，破坏矿井的正常生产秩序
矿井火灾的危害
矿井火灾的分类
第一节 矿井火灾
煤炭在常温下能吸附空气中氧而发生氧化作用产生热量，热量散发不好，并积聚到着火温度，从而应发自然
煤炭自然的成因
按自然的外部征兆判断
矿内空气成分的变化
煤炭自然的早期识别
合理的开拓开采系统、采煤方法及通风系统
预防性灌浆
阻化剂防火
均压防灭火
惰性气体防灭火
自然火灾的预防
第二节 煤层自然及其预防
防止期货，确认发火危险区加强对明火和高温火源的管理与控制，防止火源产生
消除燃烧的物质基础
防止火源与可燃物接触
安装可靠的保护设施，防止潜在热源转化为显热源
防止起火
子主题
防止火灾扩大
主要措施
教育措施包括知识、技术和态度教育
管理措施主要是制定各种规程、规范和标准，且强制执行
第三节 外因火灾的预防
直接灭火
直接灭火法
封闭着火区域
隔绝灭火法
联合灭火法
主要方法：
第四节 井下灭火
第十六章 矿井火灾的防治
矿井建设和生产过程中，地面水和地下水都可能通过各种甬道涌入矿井，我们把所有涌入矿井的水，统称为矿井水
矿井水：
采取有效措施防止水进入矿井
矿井防水：
将进入矿井的水排至地表
矿井排水：
地面的江、河、湖、沟、渠、池塘积水或季节性的雨水和山洪都叫做地面水
地面水
把矿井下的砾石层、流沙层，石灰岩等含水比较丰富的岩层称为含水层
含水层水
由于断层附近的岩石通常较破碎，易于积水，同时，由于断层容易将若干个含水层导通，形成较强的水力甬道，因此，把积存与断层附近或通过断层导通涌出的含水层水称为断层水
断层水
井下采空区和废旧井巷里常积有水，称为老空水.
老空水
地下水
矿井水源，按其来源分为：
断层破碎带
采掘过程形成的裂缝
井巷
封闭不好或没有封孔的旧钻孔
涌水甬道
第一节 矿井水源和涌水通道
井田内的水文地质等资料不清
井筒位置选择不合理
技术决定不正确
麻痹大意，丧失警惕
造成矿井水水灾的原因
防止井口灌水
防止地面渗水
加强地面防水工程的检查
地面时的防治
掌握矿井的水文地质资料
井下探水
井下防水
井下堵水
煤层发潮、发暗
巷道壁或煤壁“挂汗”
煤壁或巷道空气变冷
顶板压力及淋水增大，或底板鼓起并向外渗水
出现压力水流且水质浑浊，这是离水源已经很近的预兆
有水声出现
有硫化氢、二氧化碳等气体逸出
煤壁或巷道壁“挂红”，酸味大，水味发涩，有臭鸡蛋味
透水的预兆
尽快掌握透水事故的地点、水量、已经淹没或可能淹没的巷道
组织所有力量，采取一切有效措施，迅速抢救遇险人员
加强通风，排除透水带来的有害气体，必要时先通风后组织抢救人员
排水期间，要经常检查有害气体的变化情况，并应时刻警惕再次透水
透水时采取的措施
直接排干法
先堵后排法
恢复被淹矿井的方法
矿井透水事故的预兆及处理
矿井水灾的预防
第二节 矿井防水
自流式
固定式
移动式
水泵将水排至地面
杨升式
排水方式
排水设备和管路
第三节 矿井排水
第十七章 矿井防水和排水
第一节 矿井运输、提升的任务及方式
刮板输送机
刚性机架胶带输送机
挂式胶带输送机
可伸缩式胶带输送机
钢丝绳芯胶带输送机
刚死神胶带输送机
大倾角带式输送机
管状带式输送机
胶带输送机
第二节 输送机运输
轨道
矿车
钢丝绳运输
电机车运输
矿井轨道运输的辅助设备
第三节 轨道运输
矿井提升机与提升钢丝绳
罐笼
罐道
罐座与瑶台
天轮与井架
普通罐笼提升系统
立井箕斗提升系统
斜井箕斗提升系统
斜井串车提升系统
斜井钢丝绳胶带输运机提升系统
矿井提升系统及提升设备的组成
矿井提升钢丝绳用于直接联结提升容器和提升机，进行传递动力，完成提升任务的重要部件
钢丝绳一般时由若干钢丝念成绳股，再由若干绳股中间加上一绳芯捻制而成
常用钢丝绳有圆股、三角股或椭圆股
6股7丝
6股18丝
6股37丝
其中钢丝数目越多，耐弯曲性能越好，但耐磨性随着降低
矿用圆股钢丝绳多用6股捻成，每股又由若干钢丝组成
提升钢丝绳
单绳缠绕式矿井提升机
多绳摩擦式提升机
矿井提升机
第四节 矿井提升
第十八章 矿井运输和提升
不同的井筒型式、开拓方式和采煤方法，都有它相应的生产系统，因而地面建筑物、构筑物的布置和相对位置也有所不同
矿井的开采方法及提升
不同的工业用户对煤炭适用有不同的质量标准，必须根据媒的性质、使用对象，考虑地面生产系统的配置
媒的性质就用户对煤质的要求
矿井井型及服务年限，决定着有关建筑物和构筑物的规模与技术质量标准，从而也影响着地面工业场地的面积和布局
矿井的井型及服务年限
矿区的工程地质、水文地质、地形及气候条件对矿井的工业场地平面布置影响很大
工业产地的工程、水文地质条件及地形，气候条件
如果矿井规模很大，需要采取分期建设时，则工业场地应留有发展的余地，若矿井附近有其他企业存在，则应考虑某些设施共用的可能性
矿井的发展远景及与邻近企业的关系
确定地面生产系统和布置地面工业场地的影响因素很多，主要有：
第一节 概述
无加工设备的地面生产系统
设有选矸设备的地面生产系统
设有筛分厂的地面生产系统
设有洗选厂的地面生产系统
地面生产系统可以分为四种类型
第二节 矿井地面生产系统的类型
工业场地时围绕井口布置的。
场地内应有一定的平整地面，以利于布置各种地面生产系统和所有建筑物、构筑物。
工业场地的位置应便于和标准轨铁路、公路衔接，并适专用的铁路、公路土石方和桥涵工程量最少
场址不应选择在受洪水威胁和有内涝的地点
工程地质条件较好，地下水位较低，同时，应避开滑坡、溶洞、流砂，采空区等不良影响
选择场址时应考虑供电、给水方便
场址附近便于排矸及综合利用
与已建成的矿井、或其他企业及居住区毗连时，应考虑充分利用已有设施的可能性
选择工业场地场址时，除了考虑井筒位置外还应符合一下基本要求：
为主井服务的建筑物、构筑物
为副井服务的建筑物、构筑物
为煤炭储存外运服务
对原媒进行技术加工的筛分楼、选煤厂
动力系统
风机房
材料库
矸石场
修理厂
行政、生活福利设施
矿井地面要有防火、自来水设备、净水和排水设备，其建筑物有蓄水池、沉淀池，水塔、水泵房等
地面工业场地平面布置
选择矿井地面工业场地的基本要求
第三节 矿井地面工业场地
第十九章 矿井地面生产系统及工业场地
供电可靠
供电安全
技术经济合理
煤矿企业对供电的要求及负荷分类
凡突然停电会造成人身伤亡或重大的设备损坏，且难以修复或给国民经济造成重大损失者为一类用户
一类用户
二类用户
三类用户
按照对供电可靠性的要求，电能用户分为三类
煤矿的电源和常用的电压等级
工作面配电点
采区变电所
井下中央变电所
地面变电所
煤矿供电系统
深井供电方式
浅井供电方式
第一节 矿井供电系统
矿用一般型（KY）
矿用安全型（KA）
矿用隔爆型（KB）
矿用安全火花型（KH）
矿用隔爆安全火花型（KBH）
井下常用电器设备分类
SJ/SJ1/SJ2系列
KSJ、KSJL系列
矿用干式变压器
煤矿常用的几种变压器
防爆高压配电箱
防爆自动馈电开关
防爆手动开关
防爆磁力启动器
防爆真空磁力启动器
矿用开关
第二节矿用电器设备的类型
压缩空气设备时压缩和输送空气的整套设备
概述
往复式压气机的工作原理
压气机站一般在井口附近
第三节 压缩空气设备
第二十章 矿井供电及压风设备
煤岩预先松碎
采装
运输
排土和卸煤
主要生产环节
动力供应
疏干及防排水
设备维修
线路修筑
移动设备和维修
滑坡清理及防治
辅助生产环节
露天开采工艺环节分为
生产工艺环节
台阶上部水平面，即上盘、下盘
朝向采空区的倾斜面，即坡面和台阶高度
台阶坡面角
在开采过程中，露天矿往往被划分为若干具有一定高度的水平分层，这种分层被称为台阶
台阶
露天开采境界
边帮
边帮角
露天矿场要素
建立采场与地面运输甬道的露天沟道
出入沟
开掘某标高采掘工作面的沟道
开段沟
采场内土岩的剥离和采煤工程，在空间和时间上合理配合的发展顺序
开采程序
开拓与开采要素
露天开采的采场要素及开采工艺分类
矿山生产规模大
劳动效率高
生产成本低
资源采出率高
作业空间不受限制
木材、电力消耗少
建设速度快，产量有保证，生产安全，劳动条件较好
占用土地多，污染环境
受气候影响大
对矿床赋存条件要求严格
露天开采的优缺点
间断式开采工艺
连续式开采工艺
半连续式开采工艺
根据采掘、运输、排土三个主要生产环节的特点可分为：
钢绳冲击式钻机
潜孔钻机
牙轮钻机
穿孔用穿孔机完成，穿孔机有冲击式和回转式两类
穿孔
爆破
煤岩预先破碎
单斗挖掘机
前装机
采装工作
铁路运输
公路运输
联合运输
排土场位置选择
排土设备及排弃方式
排土
第二节 露天开采的主要工业过程
露天矿场开采程序系指在露天开采范围内采煤、剥岩的顺序
开采程序的选择与煤岩赋存条件，露天矿场的尺寸和集合形状，工艺类型、开拓方式以及媒产量、质量、投产时间、达产时间
根据煤岩赋存条件和矿场尺寸，可以考虑他姐划分及台阶高、设备的选型、开拓运输系统及第一个沟位的确定
采剥工程台阶划分及台阶开采程序
开段沟初始位置确定
工作帮构成
工作帮推进
工作帮及其推进
指开掘矿山坑道以开辟从地表至矿床或自矿床的某一开采部分至另一部分的运输通路，并未开掘开段沟和开掘矿山看到的工作创造条件
矿床开拓包括确定矿体开采顺序、开拓方法、台阶高度及抗线布置
有沟
无沟
地下井巷
混合开拓
露天矿按有无坑道分：
斜坡卷扬
平硐溜井开拓
按运输方式分为
矿床开拓
第三节 露天开采程序及开拓运输系统
指露天矿场开采终了时形成的空间轮廓。由矿场的地表境界、底部境界和四周帮破组成
自然因素
技术组织因素
经济因素
影响露天开采境界的因素
合理开采深度的确定原则
指开采单位煤量所须剥离的岩石量
平均剥采比np
境界剥采比nk
生产剥采比ns
经济合理剥采比nj
剥采比
露天生产总能力应为年采煤和剥离两个量之和
按技术条件确定生产能力
按经济条件确定生产能力
按需求量确定生产能力
露天矿生产能力
第四节 露天矿生产能力
第二十一章 露天开采
其特点是将埋藏在地下的煤炭直接变为煤气，通过管道把煤气供给工厂、电厂等用户
实质是将传统的物理开采方法变为化学开采方法
煤炭地下气化因具有安全、高效、低污染等优点，所以世界各国对此都非常重视
煤炭地下气化时开采煤炭的一种新工艺
气化带
还原带
干馏-干燥带
有气流通过的气化工作面被称为气化通道
第一节 煤炭地下气化原理
有井式
无井式
煤炭地下气化方法
垂直钻孔
倾斜钻孔
曲线钻孔
从地面向煤层打钻孔
在煤层中准备出气化通道
逆流火力作业方式
顺流火力作业方式
按作业方式的不同，生产工艺系统可分为两种
无井式气化地下气化法的生产工艺系统
供氧量
温度与含水量
其他因素
地下气化效果的主要影响因素
第二节 煤炭地下气化方法及生产工艺系统
无井式长壁气化法
煤炭地下燃烧工艺
对地下气化区燃烧面位置与温度的控制是一个难题
气化、化工联合企业的发展
第三节 煤炭地下气化的适用条件及发展方向
第二十二章 煤炭地下气化
由地球内部能量引起的地壳物质成分/内部构造/地表形态发生变化的地质作用，包括迪克运动/岩浆活动/变质作用和地震作用
内力地质作用
风化
剥蚀
搬运
沉积
固结成岩
它作用的地壳表层，主要是由地球以外的太阳辐射能/日月引力能等引起
外力地质作用
地质作用
岩浆岩
沉积岩分布最广，地表75%
沉积岩
变质岩
组成地壳的岩石种类繁多，按照生成原因
地壳的物质组成
第一节 地质作用/地壳的物质组成及地史的概念
煤层的形成受古植物/古气候/古地理/古结构等条件的控制
我国最主要的三个聚煤时期为：石炭二迭纪/侏罗纪和第三纪
泥炭化阶段
煤化阶段
古植物从死亡/堆积到转化为煤的演化过程，称为成煤作用
煤的形成
煤系是指含有煤层的沉积岩系，他们彼此间大致连续沉积，并在成因上有密切联系
煤系的概念
第二节 煤的形成及煤系
光泽/颜色/条痕/硬度/脆度/比重和容重/导电性等
煤的物理性质
主要元素有：碳/氢/氧/氮/硫/磷
有机质和无机质
煤的化学组成
水分W
灰分A
挥发分V
胶质层厚度Y
发热量Q
硫S
磷P
含矸率
常用的煤质指标
无烟煤
烟煤
贫煤
瘦煤
焦煤
肥煤
气煤
弱粘煤
不沾煤
长焰煤
主要用挥发分和胶质层的最大厚度Y为指标分煤的种类分10种
主要以炼焦煤为主的分类方案
煤的工业分类
第三节 煤的性质及工业分类
最小厚度？从可采厚度至1.3m
薄煤层
1.3m-3.5m
中厚煤层
3.5m以上
厚煤层
煤层的厚度
稳定煤层
较稳定煤层
不稳定煤层
极不稳定煤层
煤层的稳定性
缓斜煤层0-25度
倾斜煤层25-45度
急斜煤层45-90度
通常把8度以下叫水平煤层
煤层的倾角
煤层赋存状态
煤层顶底板岩石是指煤系中位于煤层上下一定距离内的岩层
先于煤生成的岩石是煤层的底板，较煤后生成的岩层叫做顶板
煤层顶底板岩石
单斜构造
褶曲构造
断裂构造
地质构造的形态多种多样，概括起来可以分为
走向
倾向
倾角
岩层的空间位置及特征通常用产状要素来描述，产状要素有：
正断层
逆断层
平推断层
根据断层两盘相对运动的方向，分为：
地质构造对煤层的影响
自然性决定于煤的疏松程度及氧化过程的剧烈程度
煤的自然倾向性
瓦斯的涌出和积聚
煤和岩层 的含瓦斯性
由于巷道开掘和采空区塌陷，必然波及煤层上下的含水层以及地表水的水源，而造成矿井充水
矿井的充水程度
影响开采工作的其他因素
第四节 煤层的埋藏特征
了解矿井资源/储量
井田地质条件
煤层赋存条件
水文地质条件
开采技术条件
煤种煤质等矿井的资源条件
煤田地质勘探的任务
煤田普查
矿区详查
井田精查
煤田地质勘探工作的阶段划分
矿井地质资源量
矿井工业储量
矿井设计储量
矿井设计可采储量
矿井储量
第五节 煤田地质勘探及矿井资源/储量
第一章 煤矿地质知识
平面直角坐标
高程：绝对高程和相对高程
坐标系统
从子午线的北端开始沿顺时针方向计算，它的范围从0-360度
方位角
以地面上某一点为中心，用通过这一点的子午线和纬线把大地划分四个象限。象限角的读法是从北或南开头，以东或西结尾，它的范围从0-90度
象限角
方位角及象限角
采用水平投射绘制而成的各种地质及工程图件，又称水平投射图
平面图
根据工程和设计的需要，假想把煤层和岩层沿某个方向切开，把切开面所见到的内部结构向侧面投影成图
剖面图
投影图
在水平投影图上，把投影物各点的标高值标注在各投影点位置的旁侧，用来说明各个点高于和低于水平面的数值，这就叫标高投影
标高投影
第一节 地质图件绘制的特点
是地面上高程相同的若干点连接而成的曲线，或者说是水平面与地表面相截的交线，将高程不同的等高线投影到平面上，测得到等高线图
等高线
等高线是连续的闭合曲线
等高线上任一点向相邻等高线可以作很多线段，投影到水平面后，其中最短的一条线称为最大倾斜线，等高线与最大倾斜线成直交
等高线稠密表示陡坡，等高线稀疏表示缓坡，等高线间距均匀表示坡度一致
等高线特点
等高线图上的各种地形的表示方式
根据工程需要在地形图上画出剖面位置线AB
将AB线与等高线相交的各点编号，注明各点标高
在图的下方或另绘地形剖面图，在图上做一条水平直线，以地形等高线图上所做剖面位置的最低高为此水平 线的标高，此处为10m
根据等高线图的比列尺和等高距做出平行于该直线的水平线，并注明标高
过等高线图上各个点，向剖面图上的水平线做垂直引线，根据各点的标高在剖面图上确定各点的位置，并编号1 2 3.。。
用原话的曲线链接这些实际位置点，即绘成地形剖面图
根据等高线图地形剖面图
反应地球表面高低起伏形状的图纸称为地形图。地形图中一般用地形等高线反映地貌
第二节 地形图
煤层层面与具有一定高程的水平面相交所得的交线，就是煤层层面上的等高线
煤层层面有上下之分，上层面是煤层与顶板的交面，下层面是煤层与底板的交面
煤层顶底板等高线是反映煤层空间和构造变动的重要地质图件，是煤矿设计，生产/储量计算的基础
煤层顶底板等高线图的比例尺，根据生产需要和地质条件确定，常用的比列尺是1：5000/1：2000/1：1000。等高距的大小取决于图纸的比列尺和煤层倾角，常用的等高距是100m/50m/20m
煤层顶底板等高线
煤层底板等高线的延展方向就是煤层的走向，过等高线上任一点向标高值较小的等高线作垂线，该垂线方向就是煤层倾角
煤层倾角可在煤层底板等高线图上作图法或计算求得
在任意等高线之间作垂线AB，AB即为两等高线之间的平距/
根据煤层底板等高线确定煤层产状
断层
各类地质构造在煤层底板等高线图上的表现
第三节 煤层等高线图
地质地形图实际上是 地形图和地质图重叠绘制在一起的地质图件，它既反映了图区地表的地形特征和地物分布位置，又反映了图区煤/岩的露头分布及地质构造。地质地形图的主要内容是地形等高线/地物分布及各种地质界限
地质地形图
以统一的图列及简短的文字来说明井田内煤层层数/煤层厚度，层间距离/标志层特征，煤层顶底板岩性及含水层等主要内容的地质图件
煤系综合柱状图
在一个煤田内，煤层往往不止一层，而是基层，多数十层。为了正确判断煤层层位和构造，通常利用标志曾，古生物化石/层间距和煤层本身特征等来对煤系进行研究，找出判定煤层的可靠依据，通常为煤层对比，概括煤岩对比成果的图纸称为煤层对比图
煤岩对比图
剖面图是假设将大地切开，反映切开面上的煤层或岩层的厚度/层间距/倾角和地质构造特征等，以及沿剖面方向的地形起伏等。
地质剖面图
水平地质切面图是假设沿某一标高的水平方向将底层切开，反映水平切开面上的煤/岩分布及地质构造特征和巷道与煤层相对关系的图件
水平地质切面图
第四节 煤矿常用的其他地质图件
看图名
判明方位
看图例
分析图中的内容
第五节 读图方式
第二章 煤矿地质图
在地质历史发展的过程种，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带称为煤田
煤田
在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田
井田
开发煤田形成的社会区域，称为矿区
矿区
井田范围/储量/煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应
保证井田有合理的尺寸
充分利用自然等条件划分井田
合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系
划分的原则
垂直划分：相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线各留井边界煤柱，称为垂直划分
水平划分：以一定标高的水平面为界，即以一定标高的煤层底板等高线为界，并沿钙镁层底板等高线留置边界煤柱
按煤组划分
以自然边界划分
井田境界的划分方法
第一节 煤田划分为井田
矿井设计生产能力
矿井核定生产能力
按生产能力
矿井服务年限
矿井生产能力/服务年限与储量的关系
井型
矿井生产能力
第二节 矿井储/年产量和服务年限
阶段概念
开采水平
井田划分阶段
当井田内煤层倾角很小，接近水平时，由于煤层沿倾角方向高差很小，没有必要再按标高划分阶段
井田划分为盘区
针对特大型的矿井，划分为若干个区域，每个区域相当于一个小井田，进一步划分阶段/盘区
井田分区域划分
分区式
分带式布置
分段式
整阶段布置
阶段内再划分
第三节 井田再划分
下行开采
上行开采
煤层沿倾斜的开采顺序
前进式
后退式
煤层沿走向的开采顺序
采用分段和整阶段布置时，工作面都是再阶段走向方向不停顿地连续推进，称为连续式开采
连续式开采的概念
第四节 井田内的开采顺序
立井开拓
斜井开拓
平筒开拓
综合开拓
按井筒形式可分为：
单水平开拓
多水平开拓
按开采水平数目
上山式开采
上下山式开采
上山及上下山混合式开采
按开采准备方式
分煤层大巷，即在每个煤层设大巷
集中大巷，在煤层集群中设置大巷，通过采区石门与各煤层联系
分组集中大巷，即对煤层群分组，分组种设集中大巷
按开采水平大巷布置方式
井田开拓方式分类
在一定的井田地质/开采技术条件下，矿井开拓巷道可有多种布置方式
开拓方式
贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤/出好煤/高产高效创造条件
合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生茶
合理开发国家资源，减少煤炭损失
贯彻执行煤矿安全生产的有关规定，要建立完善的通风/运输/供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道保持良好状态
要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术/新工艺发展采煤机械化/综合机械化/自动化创造条件
根据用户需要，应照顾到不同媒质/每种的煤层分别开次，以及其他有益矿物的综合开采
确定井田开拓方式的原则
第五节井田开拓的概念
第六节 开拓方式的概念及分类
第三章 井田开拓的基本问题
矿井开拓程序
矿井生产系统
片盘斜井开拓，巷道布置和生产系统简单，井巷施工技术也不复杂，而且初期工程量小，出煤快
优点
不能多阶段同时生产，同采工作面最多为两个，矿井生产能力受到限制
缺点
特点
片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的方式
由斜井进入媒体，由一个开采水平开采整个井田。井田可划分为一个阶段，也可以划分为两个阶段。阶段沿走向划分为采区
斜井单水平分区式开拓
斜井倾角主要依据其装备的其提升设备确定
斜井采用串车和箕斗提升时，其提升能力收到井筒斜长影响较大
斜井沿煤层开掘，施工容易、速度快、投资少
煤层斜井
将井筒布置在煤层底板中。但当煤层倾角小于井筒倾角时，水平石门工程量太大，优点是井筒易维护，不需要保护煤柱
地板斜井
当煤层倾角小于井筒倾角时，为了较少水平石门工程量或免受地面因素影响，斜井可穿越煤层布置
穿层斜井
斜井形式的选择
第一节 斜井开拓
立井单水平分带式开拓
立井多水平分区式开拓
第二节 立井开拓
走向平硐
垂直平硐
阶梯平硐
是从地表开掘水平巷道进入山体或丘陵内的煤层
第三节 平桐开拓
前三种形式的结合形式
第四节 综合开拓
第四章 井田开拓方式
它是矿井由地下通向地面的出口，是煤炭、材料、设备、人员、风、电的必经之路，是整个矿井生产系统的咽喉
井筒是矿井最重要的井巷工程
井硐往往是矿井建设中影响初期投资和建井工期的关键性控制工程
矿井至少应该由一主一副两个井硐，主井担当煤层提升，福井担负辅助提升任务
井筒位置 一是井口和井底沿井田走向和倾斜方向的位置，二是 井筒本身所通过的岩层层位
充分利用地形，使地面生产系统和工业场地布置合理，尽可能减少地面工业场地的土石方工程量
场面工业场地应尽可能少占或者不占良田，特别是不要占用高效农田
井口标高应高于当地历史最好洪水位，并具有良好的泄、排洪条件，免受洪水威胁
井口所在地工程地质条件要好，要避免滑坡、崩坍、地表沉陷的影响
距林区较近时，应给井口留有足够的防火距离，免受深林火灾的影响
要充分考虑各种人为因素
地面因素的影响
井硐穿过的岩层应有良好的地质条件，尽可能避免穿越流沙层、强含水层和地质破坏剧烈带等不利于井硐掘进和维护的地带
井硐落地位置应能保证各水平井底车场巷道和硐室处于坚硬、完整的岩层中，保持井底车场良好的维护条件
井硐应避免老窑采区及其垮落岩层的影响
井硐应尽可能布置在薄煤带或不受采动影响的井田边界之外，以减少工业场地煤柱损失
井硐位置应保证井硐延深时，不受底板强含水层水患威胁
地下因素的影响
井硐落底位置应尽可能使井下运输、提升等生产环节简单
井硐落地位置应尽可能使开拓工程量小，建井快，出煤早
井硐落地位置应尽可能降低煤层运输费等运营费用并使矿井生产易于管理
技术经济的因素影响
应优先考虑有利于第一开次水平，并兼顾其他水平，在条件许可时，井筒落地最好靠近第一水平运输大巷
井筒位置的选择
第一节 井筒位置及数目的确定
采区下山开采
水平开采
第二节 开采水平的确定
对坡度要求高，不允许由太大起伏
轨道运输
巷道断面一般比轨道运输要小
胶带运输机运输
运输大巷的运输方式
分层运输大巷
分组集中大巷
运输大巷的布置方式
运输大巷的位置
运输大巷
阶段回风巷布置
回风大巷
第三节 阶段大巷布置
井底车场室井硐于井下主要巷道连接处的一组巷道和硐室的总称
重列车在车场内总是单向运行
调车工作简单
卧式
斜式
立式
车场形式
环形式
空、重车在车场内有折返运行
巷道开拓量小，巷道交岔点和弯道少，行车安全
巷道断面大，需要布置在比较坚硬的岩石中，否则难以维护
主井储车线完全布置在主要运输巷道上，列车往返运行需经翻笼一侧的轨道
优点：开拓工程量小，车场弯道少
梭式
与梭式车场布置基本相似
但空、重列车只从车场的一端出入，另一端为线路的尽头
尽头式
折返式
井底车场的型式和特点
运输系统和调车方式简单，有利于采用集中、闭塞、自动控制信号系统
车场通过能力较矿井实际生产能力富裕30%以上
减少巷道开拓工程量
尽量减少巷道交叉点，以便减少施工的困难和提高行车速度，增大并底车场的通过能力
整个车场巷道和硐室，应布置在稳定的易于维护的岩层中
考虑主要原则
井底车场的型式选择
第四节 井底车场
矿井开采将逐步地向深部发展，是保证连续开采的必要措施
充分利用老狂原有设备、设施，挖掘现有的生产潜力
尽量减少对现有生产水平的影响，并有利于水平的延深，同时力求生产系统简单，缩短新旧开采水平交替生产的时间
临时性的辅助工程量小，减少投资，缩短工期，降低生产经营费用
尽量采用先进技术，以适应煤矿现代化生产发展的需要
矿井延深的原则
主、福井直接延深
采用暗立井或暗斜井延深
新开一个井筒，延深一个井筒
矿井延深方案的选择
第五节 矿井开拓延深
第五章 井田开拓中主要问题
破岩
井巷掘进
是指从地壳岩层中切取出来的小块体
岩块
是指地下工程周围较大范围内的自然地质体
岩体
是指不分岩块和岩体的泛称
岩石
坚固性系数
第一节 岩石的性质及分级
井巷施工，首先要破碎岩石，常用的破岩方法有机械破岩和爆破破岩两种
进行爆破破岩
电动、风动、液压、内燃
按能源分
冲击式、旋转式
按破岩机理分
钻眼机械
电钻
风钻
全液压钻机
掘进凿岩台机
机械类型
凿岩机钎子
电钻钻具
工具类型
钻眼工作
主要分为
第二节 钻眼工作
岩石与空气相接触的表面
自由面
药包中心到自由面的垂直距离
最小抵抗线
首先爆炸的炮眼，其作用在于增加自由面
掏槽眼
在掏槽眼的外围，除崩落岩石外，还能扩大所掏的槽，提高周边眼的爆破效果
辅助眼
靠近巷道的周边，其作用在于使巷道获得一定的形状和规格
周边眼
硝甘炸药
硝铵炸药
矿用炸药
导爆线
雷管
发爆器
起爆器材
装填方式
炮眼装药量的计算
联系方式
装药
利用毫秒雷管
毫秒爆破
第三节 爆破工作
第六章 钻眼爆破
地下岩体在开挖以前，由于自重和构造所引起的应力是处于平衡状态
开挖巷道或进行回采工作，破坏原有的应力平衡状态，就会岩体内部应力的重新分布
表现为巷侗周围煤、岩体生产移动、变形甚至 破坏，直到煤、岩体内部形成一个新的应力平衡状态为止
巷道本身或安设在其中的支护物会收到各种力的作用 矿山压力
巷道围岩压力
原岩应力状态
围岩力学性质
岩体结构
膨胀压力的影响因素
影响巷道围岩压力的地质因素
巷道保护
巷道支护
巷道维护
方法和途径
巷道矿压控制原理
第一节 巷道围岩压力的概念
木材支架
料石和混泥土砌
承载能力打，可多次服用
储运方便，安装容易及迅速等优点
金属支架
锚杆支护
喷涂混凝土支护
锚喷支护
第二节 巷道支护及其材料
第七章 巷道支护
巷道断面形状选择
1、巷道净宽度
2、巷道净高度
3、巷道净断面
4、风速校核净断面
5、巷道设计掘进断面积
巷道断面尺寸的确定
第一节 巷道断面形状及尺寸
工作面炮眼布置
爆破参数的确定
装药结构与起爆
定向工作
多台凿岩机工作
钻眼工作的机械化
钻眼爆破
岩石装载设备
固定错车道调车法
浮放道岔调车法
转载输运机
梭式矿车
调车工作
装岩与调车
岩石平巷掘进机械化作业线
第二节 巷道掘进
钻眼爆破破煤法
风镐破煤
破煤方法
人力装煤
装煤机装煤
装煤方法
支护工作
煤巷掘进
巷道位置的选择
炮眼布置特点
一种是煤、岩不分，全断面掘进
分掘分运
施工组织特点
半煤岩巷道掘进
煤及半煤岩巷道联合掘进机掘进
掘进机-链板输运机机械化作业线
掘进机-胶带转载机-链板输运机机械化作业线
掘进机-胶带转载机-可伸缩双向胶带输运机械化作业线
煤巷施工机械化作业线
第三节 煤及半煤岩巷掘进
由于巷道具有向上倾斜的特点，易于出现巷道上飘现象，因此，要求炮眼布置能是使爆出的巷道倾斜角度复合规定，此外，放炮时要特别注意防止碰到支架，所以多用底部掏槽
倾斜巷道施工时，每向上掘进75-100m，应设避炮硐
炮眼布置
由于瓦斯轻于空气，易于积聚在上山工作面附近，尤其在沿高瓦斯煤层或其底板掘进时，更应注意加强工作面通风及沼气检查
在瓦斯涌出量较大的矿井中，由下向上掘进上山时，隔一定距离就要用联络眼贯通，以利通风
使用局部扇风机时，无论工作期间或交接班时，都不准停风
通风工作
沿倾斜施工，破碎后的煤、矸要运出，施工设备、工具及支护材料要运入，而上、下山的长度往往较长，倾斜角度又各不相同，为此，要选择合理的提升、运输方案，以保证绝对安全的施工
装岩及提升运输工作
在倾斜巷道中，由于顶板岩石受重力的作用，有沿倾斜向下滑落的趋势，因此在架棚时，棚腿要相对于顶、底板垂直线向上倾斜一定角度，这个夹角称为迎山角
支护工作特点
上山掘进
装载工作比较困难
上部平巷排水沟漏水
巷道顶、底板涌水
工作面的涌水
了解水源
做好防排水工作
在掘进工作面附近一定要有可靠的挡车器，以防止矿车自然滑下时不致冲击到工作面，保证工作面人员的安全
下山掘进的特点
排水工作
安全绳法
防止跑车的安全措施
下山掘进
第四节 倾斜巷道施工特点
硐室的长度一般较小，断面较大且多变化，故使用大型联合掘进机械难于施展，多数硐室内有设备基础、预留管缆沟槽以及安起重梁等施工
一个硐室与其他硐室或巷道相连，要注意施工的安全
硐室的出入口一般较小，材料供应、出矸与通风，排水较困难
这种施工发放类似巷道的一次成巷施工。由于断面打，可以次啊用大型机械设备
全断面一次掘进法
正台阶工作面施工法，其上分层工作面超前施工，故又称为下行分层施工法
倒台阶工作面则称为上行分层施工法
台阶工作面施工法
顶部导硐施工法
上下导硐施工法
两侧导硐施工法
导硐施工法即将整个硐室断面，分为若干个小断面进行顺序施工
导硐施工法
硐室的施工方法
交岔点系指巷道相交或分岔的地点
牛鼻子交岔点
优点：长度短、拱部低，故工程量较小，施工较简单，通风阻力也较小
缺点：承载能力低，故多应用在岩层坚固稳定，最大宽度不超过5m，且巷道转角大于45度的情况下
穿尖交岔点
交岔点按其结构可分为
交岔点的施工
第五节 硐室及交岔点的施工方法特点
第八章 水平及倾斜巷道掘进
井颈
井身
井底
纵断面
圆形
矩形
锥形
形状
横断面
立井断面形状
立井撕面尺寸的大小决定于井筒的用途、设备和所需要通过的风量
我国煤矿立井净直径按0.5m进级，净直径6.5m以上特殊布置的井筒或小煤窑井筒不在此限
大概分为9种
立井断面尺寸
第一节 立井断面形状及尺寸
施工方法: 主要还是凿岩爆破为主
工程地质、水文地质勘探资料作为设计依据，编制施工组织设计和施工预算，按设计要求进行施工准备
抓好风、水、电、路这些关键环节
准备工作
破岩容易，而支护却十分复杂
覆盖在基岩上部直至地表的第四纪、第三纪风化沉积的土、砂、砾石层，统称为表土层
含义
表土施工
破岩比较困难，而支护不太困难
凿岩设备
钻眼爆破工作
立井掘进种多有涌水，岩石又比较坚硬，应选用抗水炸药和采取防潮措施
炸药和雷管的选用
炮眼直径和深度
炮眼数目级排列
装药、联线、放炮和通风
爆破工作
装岩工作
提升工作
立井掘进的装岩、提升和排水
基岩施工
过程可分为：
第二节 立井普通开凿法
板桩法
沉井法
注浆法
混凝土帷幕凿井法
冷冻法
钻进
洗井
下沉井避
避后注浆固井
钻进法
第三节 特殊凿开方法
利用生产设备延深井筒
若矿井设计时已考虑井筒延深问题而留有延深间，或者井筒内梯子间断面较大时，可以采用
利用延深间、梯子间延深井筒
这种方法对生产影响下
可独立延深主井或副井井筒
需开掘较多巷道，砾石提升和材料下放也需经几次转运
利用辅助水平延深井筒
自上向下延深井筒
普通反井
吊罐反井
由下向上延深井筒
第四节 立井井筒延深
第九章 立井开凿
在运输大巷的上侧布置采区巷道，采区内采出的媒下运至运输大巷的采区
上山采区
在运输大巷的下侧布置采区巷道，采区内采出的媒上运至运输大巷的采区
下山采区
单翼采区与双翼采区
单层布置采区与联合布置采区
是在阶段开拓巷道已圈定的采取范围内开掘准备巷道
第一节 上下山采区式准备方式
把5-8度以下的煤层叫做近水平煤层
上山盘区
下山盘区
按盘区与运输大巷相对位置的不同可分为：
单层布置条带与联合布置条带
条带式的准备方式
上下山盘区准备方式
仰斜开采
俯斜开采
条带式准备方式
第二节 盘区式于条带式准备方式
单煤层区段平巷
内措式
外措式
倾斜式布置
分层平巷布置
当煤层倾角大于20度时，通常采用水平式布置
水平布置
重叠式布置
回采巷道布置
上山条数的确定
上山布置的方式
上下山的数目、位置和布置方式
采区生产能力
采区走向长度
工作面长度
上部车场
中部车场
下部车场
采区车场、煤仓和装车站
采区采出率
薄及中厚煤层 20m
厚煤层 30-40m
采区上山、下山煤柱沿走向一侧宽度
薄及中厚煤层 8-15m
厚煤层 15-20m
区段一侧煤柱宽度
近水平煤层 不小于40m
缓斜煤层 25-40m
倾斜煤层 15-25m
急斜煤层 10-15m
主要运输大巷，总回风巷沿煤层布置，上下每一侧煤柱宽度
相邻采区之间隔离煤柱宽度一般为10m
落差大含水丰富的断层一侧留设30-50m煤柱
落差小的一侧可留10-15m煤柱
再小可以不留煤柱
断层煤柱尺寸应根据断层落差，含水性等具体情况而定
采区煤柱尺寸
第三节 准备方式种的几个主要问题
第十章 准备方式
围岩的性质，尤其是它的力学性质对采掘工作面的压力显现影响最大
岩石通常为崔形体，有些为弹塑性体
抗拉强度远小于抗压强度，一般抗拉强度只有其抗压强度的1/15-1/20
岩石破碎通常表现为拉性，有时也表现为剪性
由于岩石为非均质体，组成的成分又不同，再加原生和次生的影响，从而形成了他的复杂的力学性质-异向性
对采煤工作面影响最大的围岩是煤层顶部岩层
回采时不及时支护，很易造成局部冒顶
一类直接顶：不稳定
顶板最有裂缝，但仍比较完整
二类直接顶：中等稳定
顶板允许悬露较大面积而不垮落，直接顶完整
三类直接顶：稳定
岩层的实际情况，一般把直接顶分为三类
一类基本顶
二类基本顶
三类基本顶
四类基本顶
基本顶
第一节 上煤层围岩分类
支承压力的形成
影响支承压力大小、分布的因素
支承压力显现规律
支承压力
工作面初次来压
周期来压
冒落带
裂缝带
顶板下沉
第二节 工作面矿山压力的显现影响
工作性能差、利用率低、消耗量大、且资源有限，因此使用很少
木支柱
由钢管或钢轨加工制成，本身无缩性，工作时顶部的木质柱帽，具有较小的可缩性。一般只适用于极薄煤层，或顶板下沉量极小且煤层厚度变化不大的薄煤层
刚性金属支柱
急増阻式的HXJA型
微増阻式HZWA型
摩擦式金属支柱
利用高压油或乳化液来升起支撑顶板
单体液压支柱适用于倾角小于25度的缓斜或近水平煤层，当采取可靠的安全措施时，可在25-35度的倾斜煤层中适用，也可用煤层底板比较坚硬，抗压强度一般应大于20MPa的非炮采工作面
单体液压支柱应与铰接顶梁配套适用，不能与木顶梁配套适用
顶梁中适用最多的是金属铰接顶梁。顶梁一般15kg/m、18kg/m、24kg/m的矿用钢轨制成
液压支柱
由单体支柱与横梁或柱帽组成的支架
单体支架
为了解决支护与落媒不相适用的情况，必须实行支护工作机械化。自移式液压支架就是一种维护回采空间的机械化支护设备
液压支架具有支护性能好、强度高、移设速度快、安全可靠等优点
BZZC型、TZ型、WKM-400型、DM-400型、ZYZ型、ZY型等等
国产类型有：
支架工作阻力大
倾向稳定性和切顶性能好
工作空间较大
易满足通风要求
在直接顶破碎的条件下适用是困难的
垛式液压支架
结构灵活
重量较轻
移架时顶板露面积较小、对顶板适应性较好
但结构复杂、稳定性差、维护费高
节式液压支架
支撑式液压支架
顶梁较短
掩护梁较长
其上下端分别与顶梁和底座铰接
立柱一般时支承在掩护梁与底座之间，承受掩护梁上的矸石
掩护式液压支架
就是支撑式和掩护式的组合支架
支撑掩护式液压支架
地质条件（顶板的稳定性、岩性、厚度）
底板的稳定性
媒的厚度、采高、倾角、地质构造、沼气含量和技术经济条件
影响条件：
铰接顶梁支架
顶板岩石性的不同
一般要求支架的工作阻力大于或等于4-6倍采高的直接顶的重量
支架的初撑力一般要求为工作阻力的20%-40%
新型支架的初撑力可达工作阻力的80%以上
支架高度应与煤层厚度变化相适应
煤层倾角，直接影响支架的稳定性
工作面内，不应有落差大于0.6m的断层
瓦斯含量大的煤层，支架断面就应满足通风要求，同事还应便于行人和操作
液压支架的选型
按液压支架与围岩的相互作用可分为：
自移式液压支架
第三节 工作面支架的结构、性能和选择
第十一章 矿山压力及其控制
采煤概论
0 条评论
回复 删除
下一页
