煤礦開采安全與“一通三防”安全管理(防爆車司機(jī))

1、煤礦開采安全與“一通三防”安全管理,王世棟 二O一二年十二月,主要內(nèi)容,煤礦開采安全 通風(fēng)安全管理 防瓦斯安全管理 防塵安全管理 防滅火安全管理 礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志,主要內(nèi)容,煤礦開采安全 通風(fēng)安全管理 防瓦斯安全管理 防塵安全管理 防滅火安全管理 礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志,煤礦開采安全,煤礦開采五大災(zāi)害： 水 火 頂板 瓦斯 煤塵,煤礦地質(zhì),一、煤層的賦存狀況及分類 二、煤層頂?shù)装?三、地質(zhì)構(gòu)造 四、礦井井巷的名稱及分類 五、礦井生產(chǎn)系統(tǒng),地球不是均質(zhì)體，其物質(zhì)組成的分布呈同心圈層結(jié)構(gòu)。大致以地殼表層為界分為外圈和內(nèi)圈。 外圈包括：大氣圈、水圈、生物圈。 內(nèi)圈包括：地殼、地幔、地核。 具體結(jié)構(gòu)見下表,

2、一、地球的圈層結(jié)構(gòu),第一節(jié) 地質(zhì)作用等,一、地球的圈層結(jié)構(gòu),第一節(jié) 地質(zhì)作用等,一、地球的圈層結(jié)構(gòu),第一節(jié) 地質(zhì)作用等,一) 地質(zhì)作用的概念 凡是由自然動(dòng)力所引起的地殼物質(zhì)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外部形態(tài)發(fā)生變化和發(fā)展的過程稱為地質(zhì)作用。 (二)地質(zhì)作用的分類 根據(jù)地質(zhì)作用的能源不同，地質(zhì)作用分為兩大類： 內(nèi)力地質(zhì)作用、外力地質(zhì)作用,第一節(jié) 地質(zhì)作用等,二、地質(zhì)作用,三) 內(nèi)力地質(zhì)作用的概念和分類 1.內(nèi)力地質(zhì)作用 由地球內(nèi)部能量引起的地殼物質(zhì)成分、內(nèi)部構(gòu)造、地表形態(tài)發(fā)生變化的地質(zhì)作用，叫內(nèi)力地質(zhì)作用。 2.按作用的性質(zhì)和方式，內(nèi)力地質(zhì)作用分為 地殼運(yùn)動(dòng)、地震作用、巖漿作用、變質(zhì)作用,第一節(jié) 地質(zhì)作

3、用等,二、地質(zhì)作用,四) 外力地質(zhì)作用的概念和分類 1.外力地質(zhì)作用 外力地質(zhì)作用是指以地球外部的太陽能以及日月引力能為能源，并通過大氣、水、生物因素所引起的風(fēng)、雨、冰雪、冰川、河流、海浪等營力產(chǎn)生各種地質(zhì)作用。 2.外力地質(zhì)作用分類 外力地質(zhì)作用包括：風(fēng)化作用、剝蝕作用、搬運(yùn)作用、沉積作用、固結(jié)成巖作用等,第一節(jié) 地質(zhì)作用等,三、地殼物質(zhì)組成,地殼由巖石組成，巖石是礦物的集合體，礦物由化學(xué)元素結(jié)合而成。 (一) 礦物 礦物是地殼中的一種或多種化學(xué)元素在各種地質(zhì)作用下形成的天然單質(zhì)或化合物。礦物是組成巖石和礦石的基本單位。 到目前人們所認(rèn)識(shí)的礦物已達(dá)2000多種,第一節(jié) 地質(zhì)作用等,三、地殼物

4、質(zhì)組成,一) 礦物 礦物的形態(tài)可以分為兩類：單體的形態(tài)與集合體形態(tài)。 1.礦物單體的形態(tài),第一節(jié) 地質(zhì)作用等,三、地殼物質(zhì)組成,一) 礦物 2.礦物集合體的形態(tài),第一節(jié) 地質(zhì)作用等,三、地殼物質(zhì)組成,二) 巖石 巖石是構(gòu)成地殼和上地幔固態(tài)部分的基本物質(zhì)，它是天然產(chǎn)出的一種或多種礦物在各種地質(zhì)作用下形成的、具有一定結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的集合體,第一節(jié) 地質(zhì)作用等,三、地殼物質(zhì)組成,二) 巖石 按成因分為三大類：巖漿巖（火成巖）、沉積巖、變質(zhì)巖。 1.巖漿巖：巖漿冷凝后形成的巖層，如花崗巖、玄武巖等,第一節(jié) 地質(zhì)作用等,三、地殼物質(zhì)組成,二) 巖石 2.沉積巖：由先形成的三大類巖石經(jīng)風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)作用形成

5、的巖石。 其特點(diǎn)是成層狀態(tài)。 如礫石、砂巖、頁巖、石灰?guī)r、煤等,第一節(jié) 地質(zhì)作用等,三、地殼物質(zhì)組成,二) 巖石 3.變質(zhì)巖：受變質(zhì)作用或高溫高壓作用已改變了成份和性質(zhì)的巖石。 如大理巖、石英巖、千枚巖、片巖和片麻巖等,第一節(jié) 地質(zhì)作用等,三、地殼物質(zhì)組成,二) 巖石 由于地質(zhì)作用的復(fù)雜性、多期性與漫長性，三大類巖石之間可以相互轉(zhuǎn)化,第一節(jié) 地質(zhì)作用等,三大巖石相互關(guān)系,巖石循環(huán)轉(zhuǎn)化示意,四、地史的概念,年代地層單位和地質(zhì)年代單位 1.概念： 1)年代地層單位地層單位，代表一定時(shí)間范圍內(nèi)形成的地層 依據(jù)：生物演化的階段性。頂?shù)捉缑婢哂袊?yán)格的等時(shí)性。 2)地質(zhì)年代單位時(shí)間單位，代表地史中一定時(shí)間

6、范圍,第一節(jié) 地質(zhì)作用等,四、地史的概念,年代地層單位和地質(zhì)年代單位 2.二者具有對(duì)應(yīng)關(guān)系 年代地層單位地質(zhì)年代單位 宇宙 界代 系紀(jì) 統(tǒng)世 階期 時(shí)帶時(shí),第一節(jié) 地質(zhì)作用等,二、地層單位分類,年代地層單位和地質(zhì)年代單位 3.地質(zhì)年代表,第一節(jié) 地質(zhì)作用等,第二節(jié) 煤的形成及煤系,一、煤的形成 二、煤系的概念,一、煤的形成,一) 煤形成的主要影響因素 煤是由古代植物遺體演化而形成的。 煤層的形成受以下因素的影響： (1)古植物條件 (2)古氣候條件 (3)古構(gòu)造條件,第二節(jié) 煤的形成及煤系,一、煤的形成,二) 成煤作用 植物遺體堆積，到轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱娜窟^程叫成煤作用。這個(gè)過程經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)

7、作用和物理化學(xué)作用。 成煤作用分為二個(gè)階段： 泥炭化（腐泥化）階段 煤化階段（包括成巖作用和變質(zhì)作用,第二節(jié) 煤的形成及煤系,二) 成煤作用 1.泥炭化（腐泥化）階段 植物繁殖、死亡、堆積，在微生物作用下不斷分解、化合、聚積，高等植物形成泥炭，低等植物形成腐泥。 1)腐泥化作用 (1)概念低等植物和浮游生物在湖泊、瀉湖、海灣等還原環(huán)境中轉(zhuǎn)變成腐泥的生物化學(xué)作用叫腐泥化作用。 (2)腐泥含大量水分的黑灰、黑褐色凍膠淤泥狀物質(zhì),一、煤的形成,第二節(jié) 煤的形成及煤系,一、煤的形成,二) 成煤作用 1.泥炭化（腐泥化）階段 2)泥炭化作用 (1)概念高等植物遺體在泥炭沼澤中經(jīng)復(fù)雜的生物化學(xué)、物理化學(xué)作

8、用轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵康倪^程叫泥炭化作用。分為二個(gè)階段： 第一階段：在沼澤淺部植物遺體受氧化、分解。 第二階段：隨積水深度增加，氧化環(huán)境被還原環(huán)境代替，產(chǎn)生腐植酸和瀝青質(zhì)，形成泥炭。 (2)泥炭黃褐、黑褐色，無光澤、質(zhì)地疏松狀物質(zhì)，風(fēng)干可作燃料，也可作化工原料和肥料,第二節(jié) 煤的形成及煤系,一、煤的形成,二) 成煤作用 2.煤化階段 泥炭或腐泥形成后，由于地殼下降而被其它沉積物覆蓋，則進(jìn)入了煤化作用階段。此時(shí)生化作用停止，代之以物理化學(xué)作用。這個(gè)過程包括了二個(gè)連續(xù)過程： 1)成巖作用泥炭(腐泥)在溫度、壓力作用下，經(jīng)壓實(shí)、脫水、固結(jié)轉(zhuǎn)變成褐煤(腐泥煤)。 2)變質(zhì)作用褐煤繼續(xù)在溫度、壓力、時(shí)間影響下轉(zhuǎn)變

9、為煙煤、無煙煤、天然焦或石墨,第二節(jié) 煤的形成及煤系,一、煤的形成,二) 成煤作用 3.成煤過程,古植物成煤過程,第二節(jié) 煤的形成及煤系,二、煤系的概念,一) 煤系的概念 指在一定地質(zhì)時(shí)間內(nèi)，形成的具有成因聯(lián)系且連續(xù)沉積的一套含煤巖系。 (二) 煤系地層 在煤的形成過程中，煤層上下同時(shí)形成許多巖層，這些夾有煤層的巖層是在同一個(gè)成煤時(shí)期形成的，稱為煤系地層,第二節(jié) 煤的形成及煤系,第三節(jié) 煤的性質(zhì)及工業(yè)分類,一、煤的性質(zhì) 1、煤的物理性質(zhì)： 光澤、顏色、條痕、硬度、脆度、比重和容重、導(dǎo)電性。 2、煤的化學(xué)組成： 有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)，主要元素有：碳、氫、氧、氮、硫、磷,第三節(jié) 煤的性質(zhì)及工業(yè)分類,第三

10、節(jié) 煤的性質(zhì)及工業(yè)分類,煤的主要物理性質(zhì)變化表,二、煤的工業(yè)分類 1常用的煤質(zhì)指標(biāo) 評(píng)價(jià)煤質(zhì)的主要指標(biāo)包括：水分W、灰分（ash）、揮發(fā)分（volatility）、膠質(zhì)層厚度Y、發(fā)熱量Q、硫S和磷P的含量以及含矸率等。 2煤的工業(yè)分類 我國現(xiàn)行的工業(yè)分類，是以煉焦煤為主的分類方案，分類指標(biāo)主要用揮發(fā)分和膠質(zhì)層的最大厚度y(mm)為指標(biāo)劃分煤的種類，從無煙煤到褐煤分為十大煤種，即無煙煤、煙煤（貧煤、瘦煤、焦煤、肥煤、氣煤、弱粘煤、不粘煤、長焰煤）、褐煤,第三節(jié) 煤的性質(zhì)及工業(yè)分類,第四節(jié) 煤層的埋藏特征,按煤層厚度分類 煤層 地下開采 極薄煤層 0.3-0.5m 薄煤層 0.5-1.3m 中厚煤

11、層 1.3-3.5m 厚煤層 3.5-8.0m 巨厚煤層 8.0m,第四節(jié) 煤層的埋藏特征,一、煤層賦存狀態(tài),第四節(jié) 煤層的埋藏特征,一、煤層賦存狀態(tài) 按煤層傾角分類 煤層 地下開采 近水平煤層 45,第四節(jié) 煤層的埋藏特征,第四節(jié) 煤層的埋藏特征,一、煤層賦存狀態(tài) 按煤層穩(wěn)定性分類 煤層穩(wěn)定性指煤層形態(tài)、厚度、結(jié)構(gòu)和可采性的變化程度。按照礦區(qū)(或井田)的煤層變化程度(即穩(wěn)定程度)劃分為四類。 穩(wěn)定煤層； 較穩(wěn)定煤層 不穩(wěn)定煤層； 極不穩(wěn)定煤層,第四節(jié) 煤層的埋藏特征,第四節(jié) 煤層的埋藏特征,一、煤層賦存狀態(tài) 按煤層的結(jié)構(gòu) 根據(jù)煤層中有無較穩(wěn)定的夾石層，煤層可分為： 1) 簡單結(jié)構(gòu) 2) 復(fù)雜

12、結(jié)構(gòu),第四節(jié) 煤層的埋藏特征,一、煤層的賦存狀況及分類,對(duì)煤層開采影響較大的有兩個(gè)方面： 1、煤層本身的賦存狀況； 2、煤層圍巖和地質(zhì)構(gòu)造。 在煤層的賦存條件中，對(duì)煤層開采影響較大的是煤層的結(jié)構(gòu)、煤層的厚度、煤層的傾角、煤層的層理、結(jié)核、化石等,一、煤層的賦存狀況及分類,一、煤層的結(jié)構(gòu) 根據(jù)煤層中有無較穩(wěn)定的夾矸層，可將煤層分為簡單結(jié)構(gòu)煤層和復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。 煤層結(jié)構(gòu)對(duì)采掘造成重要的影響，如采掘復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層時(shí)，其表現(xiàn)為： 1、增加煤炭中的含矸量、灰分，影響煤質(zhì)； 2、在炮采炮掘面，增加裝藥量； 3、在綜采綜掘面，增加截齒的磨損； 等等,一、煤層的賦存狀況及分類,二、煤層厚度 煤層厚度：是指煤層頂

13、底板之間的垂直距離。根據(jù)煤層結(jié)構(gòu)，煤層厚度可分為總厚度、有益厚度、可采厚度。 總厚度：是指煤層頂?shù)装逯g各煤分層和夾矸層厚度的總和。 有益厚度：是指煤層頂?shù)装逯g各煤分層厚度的總和。 可采厚度：是指在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下可以開采的煤層厚度，又稱最小可采厚度。除經(jīng)濟(jì)技術(shù)因素外，可采厚度的大小還受煤種、煤炭資源狀況以及地質(zhì)條件的影響,一、煤層的賦存狀況及分類,二、煤層厚度 達(dá)到可采厚度的煤層稱為可采煤層，可采煤層具有開采價(jià)值。根據(jù)開采技術(shù)的特點(diǎn)，可采煤層按厚度可分為以下3類： 薄煤層：可采煤層1.3m； 中厚煤層：1.33.5m； 厚煤層：3.5m。 生產(chǎn)中，習(xí)慣將厚度大于6m以上的煤層稱為特厚煤層

14、。我國的煤層以厚煤層和中厚煤層為主。以開采產(chǎn)量而論，厚煤層和中厚煤層大約各占40，薄煤層在20左右,一、煤層的賦存狀況及分類,二、煤層厚度,地下開采,露天開采,1.3m,薄煤層,3.5m,中厚煤層,厚煤層,3.5m,10m,薄煤層,中厚煤層,厚煤層,一、煤層的賦存狀況及分類,二、煤層厚度 煤層的厚度對(duì)采掘也造成重要的影響，一般情況下，2.5m左右的煤層采掘最舒服，薄煤層和厚煤層的開采都會(huì)增大采掘的難度，機(jī)械化采掘的難度加大，降低了煤炭的回收率等等。 根據(jù)開采煤層的厚度不同，壁式體系采煤法分,壁式體系采煤法,薄煤層采煤法,中厚煤層采煤法,厚煤層采煤法,一、煤層的賦存狀況及分類,三、煤層的產(chǎn)狀與傾

15、角 煤層的產(chǎn)狀是指煤層的空間位置和狀態(tài)。煤層的產(chǎn)狀通常用煤層的走向、傾向、傾角三要素來表示，如下圖所示,煤巖層產(chǎn)狀要素 ab走向線；ce傾斜線；cd傾向；傾角,一、煤層的賦存狀況及分類,三、煤層的產(chǎn)狀與傾角 (1)走向：傾斜煤層層面與假想水平面的交線稱為走向線，它是一條水平線；走向線的方向稱為走向，走向代表傾斜煤層在平面上的延伸方向。 (2)傾向：煤層層面上與走向垂直的線稱為傾斜線。傾斜線由高到低的水平投影所指方向稱為傾向。 (3)傾角：傾斜煤層層面與水平面所夾的最大銳角,一、煤層的賦存狀況及分類,三、煤層的產(chǎn)狀與傾角 傾角的大小反映了煤層的傾斜程度。煤層傾角越大，開采的難度也就越大，并且，煤

16、層傾角對(duì)采煤方法和設(shè)備的選型有很大的影響。根據(jù)傾角大小可將煤層分為4類： 近水平煤層：08； 緩傾斜煤層：825； 傾斜煤層：2545； 急傾斜煤層：45。 有些書上將傾角大于60的煤層為立槽煤,一、煤層的賦存狀況及分類,三、煤層的產(chǎn)狀及傾角,地下開采,露天開采,8,近水平煤層,45,緩傾斜煤層,傾斜煤層,25,0,急傾斜煤層,0,5,10,25,近水平煤層,緩傾斜煤層,傾斜煤層,急傾斜煤層,一、煤層的賦存狀況及分類,三、煤層的產(chǎn)狀及傾角 1、根據(jù)開采煤層傾角的大小不同，壁式體系采煤法分,壁式體系采煤法,緩傾斜煤層采煤法,傾斜煤層采煤法,急傾斜煤層采煤法,一、煤層的賦存狀況及分類,三、煤層的產(chǎn)

17、狀及傾角 2、根據(jù)工作面布置及推進(jìn)方向不同，壁式體系采煤法分,壁式體系采煤法,走向長壁采煤法（a,傾斜長壁采煤法,仰斜長壁=仰采（b,俯斜長壁=俯采（c,一、煤層的賦存狀況及分類,四、煤層的穩(wěn)定性 任何煤層的厚度實(shí)際上都是變化的，時(shí)薄時(shí)厚，甚至尖滅。根據(jù)煤層的變化可將煤層分為4類： (1)穩(wěn)定煤層：煤層在整個(gè)礦井開采范圍內(nèi)厚度均大于最小可采厚度，且厚度的變化有一定的規(guī)律性。 (2)較穩(wěn)定煤層：在礦井開采范圍內(nèi)絕大多數(shù)煤層基本可采，而只有局部煤層不可采。 (3)不穩(wěn)定煤層：煤層厚度的變化很大，有薄有厚甚至尖滅，經(jīng)常出現(xiàn)不可采區(qū)域。 (4)極不穩(wěn)定煤層：煤層常呈雞窩狀，斷斷續(xù)續(xù)分布，在井田范圍內(nèi)僅

18、局部可采,一、煤層的賦存狀況及分類,五、煤層的層理、結(jié)核、化石 1、層理：是指煤層垂直方向上，由于煤與夾矸在組成、粒度、顏色、形狀不同而顯示出的成層現(xiàn)象。層理現(xiàn)象有助于煤炭的破碎，對(duì)煤層顆粒的形狀也具有直接的影響。 2、結(jié)核：是指煤層中存在的與周圍物質(zhì)成分不同的團(tuán)塊狀物體。其形狀和大小不一。如黃鐵礦結(jié)核、菱鐵礦結(jié)核等。 3、化石：是指煤層中含有古生物遺體和遺跡。如我國云南褐煤層中有大量的哺乳動(dòng)物化石。 層理現(xiàn)象以及結(jié)核和化石的存在，說明煤的沉積巖特征,一、煤層的賦存狀況及分類,六、煤層的埋深 我國是世界產(chǎn)煤大國，也是用煤大國。我國煤炭儲(chǔ)量大部分埋藏在深部，埋深大于600 m 和1000 m 的

19、儲(chǔ)量分別占到73.19 % 和53.17 %。 1、根據(jù)礦井開拓的深度，可將礦井分為： 淺（部）礦井：400m 中深（部）礦井：400800m 深（部）礦井：8001200m 特深礦井：1200m,淺部,中深部,深部,特深部,400m,800m,1200m,一、煤層的賦存狀況及分類,六、煤層的埋深 2、深部巷道的概念：由礦井深度和巖性兩個(gè)因素決定。 由淺部過渡到深部的界限稱為“極限深度,巷道極限深度表,極限深度以上支護(hù)簡單、易維護(hù)；以下則明顯困難,一、煤層的賦存狀況及分類,六、煤層的埋深 3、深部開采的主要嚴(yán)重問題 1）井巷維護(hù)困難、維護(hù)費(fèi)用高，影響生產(chǎn)； 2）采場(chǎng)頂板破碎，冒頂事故的危害增大

20、； 3）鑿井困難增加，提升等井筒設(shè)備不能適應(yīng)深井的需要； 4）沖擊礦壓、煤與瓦斯突出危險(xiǎn)加大； 5）地溫升高，惡化生產(chǎn)環(huán)境，影響生產(chǎn)； 6）瓦斯涌出量增加，瓦斯爆炸危險(xiǎn)加大； 7）礦井水壓力和涌出量增加，突水事故的危險(xiǎn)性加大,二、煤層頂?shù)装?一、煤層的頂?shù)装?賦存在煤層之上的巖層稱為頂板；煤層以下的巖層稱為底板。煤層的頂?shù)装逡话阌缮皫r、粉砂巖、泥巖、頁巖、粘土巖和石灰?guī)r等組成。煤層的頂?shù)装宓膸r石性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、強(qiáng)度、含水性等是選擇頂板管理方法和采煤工藝的重要依據(jù),二、煤層頂?shù)装?一、煤層的頂?shù)装?頂板 根據(jù)頂板自然層位的巖性、厚度、與煤層的相對(duì)位置及垮落難易程度，可分為偽頂、直接頂、基本頂（

21、又稱老頂）3種類型。 偽頂：直接位于煤層之上，厚度一般在0.5m以下，極易垮落的巖層，經(jīng)常在落煤時(shí)即隨同垮落。通常由炭質(zhì)頁巖、泥質(zhì)頁巖等強(qiáng)度較低的巖層組成，對(duì)頂板維護(hù)和煤炭質(zhì)量有一定影響。有些煤層沒有偽頂。 直接頂：位于煤層或偽頂之上，具有一定的穩(wěn)定性，在支架前移或回柱后能自行冒落的巖層。一般為頁巖、砂質(zhì)頁巖和粉砂巖等，是采煤工作面頂板管理的直接對(duì)象,第四節(jié) 煤層的埋藏特征,二、煤層頂?shù)装鍘r層 煤層頂?shù)装鍘r層是指煤系中位于煤層上下一定距離內(nèi)的巖層,第四節(jié) 煤層的埋藏特征,二、煤層頂?shù)装?一、煤層的頂?shù)装?頂板直接頂分類 根據(jù)直接頂?shù)膹?qiáng)度及初次垮落步距，可將其分為4類。如下表所示,二、煤層頂?shù)装?/p>

22、,一、煤層的頂?shù)装?頂板 基本頂（老頂）：位于直接頂或煤層之上，通常為厚度及巖石強(qiáng)度較大，難于垮落的巖層。常有砂巖、砂礫巖或石灰?guī)r等組成?；卷斣诓煽諈^(qū)上方懸露一定的面積后才能垮落，并且垮落后會(huì)給采煤工作面帶來很大的壓力，如果工作面支護(hù)不好，就會(huì)發(fā)生大冒頂傷人事故。 根據(jù)直接頂?shù)暮穸扰c采高的比值K和基本頂?shù)某醮蝸韷翰骄郘，將基本頂分為4級(jí)，如下表所示,一、煤層的頂?shù)装屙敯寤卷敺旨?jí),二、煤層頂?shù)装?一、煤層的頂?shù)装?底板 可分為直接底和老底2種類型 直接底：直接位于煤層之下的巖層。直接底堅(jiān)硬、平整時(shí)，有利于工作面支護(hù)和采煤機(jī)工作；直接底松軟或遇水膨脹時(shí)，常出現(xiàn)底鼓，支柱插入底板。溜子和液壓支架

23、一社困難等現(xiàn)象。 老底：位于直接底或煤層之下的巖層。一般由砂巖或石灰?guī)r等堅(jiān)固的巖層組成,二、煤層頂?shù)装?一、煤層的頂?shù)装?采煤工作面是地下移動(dòng)著的空間。為了保證生產(chǎn)工作的正常進(jìn)行與礦工的安全，必須對(duì)采面進(jìn)行維護(hù)，控制采面形成的礦山壓力。 1、采面圍巖一般是指直接頂、基本頂和直接底，這三者對(duì)采面的生產(chǎn)有著重要的影響。 2、采煤工作的直接維護(hù)對(duì)象是直接頂，直接頂?shù)暮脡膶?duì)生產(chǎn)和安全有直接的影響，例如：采面的初次來壓與周期來壓都是由于基本頂?shù)幕顒?dòng)而形成的。 3、控制采面的礦山壓力顯然主要是控制基本頂?shù)幕顒?dòng)規(guī)律，這樣才能保證采面的安全。采面的支護(hù)對(duì)象是直接頂巖層，通過直接頂間接地對(duì)基本頂?shù)幕顒?dòng)起一定的

24、控制作用,三、地質(zhì)構(gòu)造,一、地質(zhì)構(gòu)造的分類及對(duì)生產(chǎn)的影響 煤層形成初期，一般都是水平或近水平的，并在一定范圍內(nèi)連續(xù)分布。但是，后來受地殼運(yùn)動(dòng)的影響，使煤巖層的形態(tài)和產(chǎn)狀發(fā)生了變化。這些由地殼運(yùn)動(dòng)而造成的煤巖層空間形態(tài)的變化稱為地質(zhì)構(gòu)造。 地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)多種多樣。概括起來可分為三種基本類型，即單斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造。它們對(duì)煤礦安全生產(chǎn)影響很大,三、地質(zhì)構(gòu)造,1、單斜構(gòu)造 如果煤巖層大致向同一方向傾斜，這樣的構(gòu)造稱為單斜構(gòu)造。如圖所示。單斜構(gòu)造往往是其它構(gòu)造的一部分，如褶曲的一翼或斷層的一盤。單斜構(gòu)造在地殼中的存在狀態(tài)用產(chǎn)狀要素來表示，包括走向、傾向和傾角,三、地質(zhì)構(gòu)造,2、褶皺構(gòu)造 當(dāng)煤巖

25、層受地殼運(yùn)動(dòng)水平力的擠壓作用而產(chǎn)生彎曲，但仍保持著連續(xù)性，這種構(gòu)造形態(tài)稱為褶皺構(gòu)造。其中每一個(gè)彎曲部分稱為褶曲，它是褶皺構(gòu)造的基本單位。如下圖所示。褶曲的基本形態(tài)有兩種，即背斜和向斜。 背斜：在形態(tài)上是一個(gè)中間向上凸起的彎曲，煤巖層從中心向兩側(cè)傾斜。 向斜：在形態(tài)上是一個(gè)中間向下凹去的彎曲，煤巖層從兩側(cè)向中心傾斜,三、地質(zhì)構(gòu)造,2、褶皺構(gòu)造 褶皺構(gòu)造對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響： (1)褶曲常常造成煤層厚度、產(chǎn)狀的較大變化，給生產(chǎn)、安全造成困難； (2)褶曲核部一般裂隙發(fā)育，巖石破碎、易冒落，必須加強(qiáng)支護(hù)，否則，易發(fā)生冒頂，給頂板管理帶來困難。 (3)褶曲核部，瓦斯極易在此集聚，可能會(huì)造成瓦斯突出，給

26、安全帶來威脅,三、地質(zhì)構(gòu)造,3、斷裂構(gòu)造 煤巖層受地殼運(yùn)動(dòng)的作用力而發(fā)生斷裂，失去了完整性和連續(xù)性，這種構(gòu)造形態(tài)稱為斷裂結(jié)構(gòu)。斷裂后，如果斷裂面兩側(cè)的煤巖層沒有發(fā)生顯著的位置錯(cuò)動(dòng)，則稱為節(jié)理后裂隙；如果發(fā)生了顯著的位置錯(cuò)動(dòng)，則稱為斷層。節(jié)理和斷層普遍存在于地層之中，與礦井建設(shè)和生產(chǎn)關(guān)系十分密切，尤其是斷層的影響更為顯著，以下主要介紹斷層構(gòu)造,三、地質(zhì)構(gòu)造,3、斷裂構(gòu)造 斷層的要素： 斷層的性質(zhì)和形態(tài)是由斷層面、斷層線、斷盤、斷距等要素組成。如圖所示,三、地質(zhì)構(gòu)造,3、斷裂構(gòu)造斷層斷層的分類 （2）斷層的分類方法常用的有以下兩種方法。 按斷層兩盤相對(duì)位移的方向，分正斷層、逆斷層和平移斷層（又稱平

27、推斷層）。如圖所示。 正斷層：斷層的上盤相對(duì)下降，下盤相對(duì)上升的斷層； 逆斷層：斷層的上盤相對(duì)上升，下盤相對(duì)下降的斷層； 平移斷層：斷層的兩盤不是相對(duì)升降，而是在水平方向相對(duì)移動(dòng)的斷層,正斷層,逆斷層,平移斷層（又稱平推斷層,三、地質(zhì)構(gòu)造,3、斷裂構(gòu)造斷層斷層的分類 按斷層面的走向與煤巖層走向的關(guān)系，分走向斷層、傾斜斷層和斜交斷層。 走向斷層：斷層面走向與煤巖層走向基本平行的斷層。 傾斜斷層：斷層面的走向與煤巖層的走向基本垂直，即斷層面走向和煤巖層的傾向基本平行的斷層。 斜交斷層：斷層面的走向與煤巖層走向斜交的斷層,三、地質(zhì)構(gòu)造,3、斷裂構(gòu)造 （3）斷裂構(gòu)造對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響 1)煤巖層受斷

28、裂構(gòu)造的影響，頂板巖層的整體性受到破壞，強(qiáng)度降低，易于冒落，應(yīng)采取措施，加強(qiáng)頂板管理； 2)當(dāng)斷裂面與工作面平行時(shí)，工作面易發(fā)生片幫切頂事故；當(dāng)斷裂面與工作面斜交或垂交時(shí)，易發(fā)生冒頂事故； 3)斷裂帶地段是瓦斯、地下水的良好通道和積聚場(chǎng)所，當(dāng)采掘工作進(jìn)入該區(qū)域時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)管理，嚴(yán)防瓦斯、水災(zāi)事故的發(fā)生； 4)斷層破壞了煤層的連續(xù)性，使巷道布置和采煤工藝復(fù)雜化，給煤礦生產(chǎn)安全帶來不利因素,四、礦井井巷的名稱及分類,井 巷,按空間位置,按服務(wù)范圍,垂直巷道：立井（豎井）；暗（立井,水平巷道：平硐；平巷；石門；煤門,準(zhǔn)備巷道：采區(qū)石門、上下山、車場(chǎng),開拓巷道：井筒；井底車場(chǎng)；大巷；主石門,硐室：變電所

29、；水泵房；水倉；火藥庫,傾斜巷道：斜井；上山；下山,回采巷道：機(jī)巷，風(fēng)巷，切眼,二、 礦井巷道 為了進(jìn)行礦井開采，在地下開掘的井筒、巷道和硐室的總稱。 （一）按空間位置和形狀可分為： 1. 垂直巷道立井、暗立井、溜井 2傾斜巷道斜井、暗斜井、上山、下山 3水平巷道平硐、石門、煤門、平巷,礦井巷道示意圖,1立井，2斜井，3平硐，4暗立井，5溜井，6石門 7煤層平巷，8煤倉，9上山，10下山，11風(fēng)井，12巖石巷道,礦井巷道示意圖,9上山，10下山，11風(fēng)井，12巖石平巷，13煤層平巷,1立井，2斜井，3平硐，4暗立井，5溜井，6石門,二）按服務(wù)范圍及其用途可分為： 1.開拓巷道：為全礦井或一個(gè)開

30、采水平服務(wù)的巷道。 2.準(zhǔn)備巷道：為采區(qū)、一個(gè)以上區(qū)段、分段服務(wù)的運(yùn)輸、通風(fēng)巷道。 3.回采巷道：形成采煤工作面及為其服務(wù)的巷道,五、礦井生產(chǎn)系統(tǒng),礦井生產(chǎn)系統(tǒng)是指在煤礦生產(chǎn)過程中的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、人員安全進(jìn)出、材料設(shè)備上下井、矸石出運(yùn)、供電、供氣、供水等巷道線路及其設(shè)施，是礦井安全生產(chǎn)的基本前提和保證。每一個(gè)礦井都必須按照有關(guān)規(guī)定和要求，建立安全、通暢、運(yùn)行可靠、能力充足的生產(chǎn)系統(tǒng)。礦井生產(chǎn)系統(tǒng)包括井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面生產(chǎn)系統(tǒng),五、礦井井巷的名稱及分類,礦井生產(chǎn)系統(tǒng),井下生產(chǎn)系統(tǒng),地面生產(chǎn)系統(tǒng),提升運(yùn)輸系統(tǒng)：包括主要提升和輔助提升,通風(fēng)系統(tǒng)：作用是供氧、排毒、調(diào)溫,排矸場(chǎng),機(jī)修廠,排水

31、、供水系統(tǒng),供電系統(tǒng),地面調(diào)度室,開拓方式,盤區(qū),煤礦開采安全,按開采準(zhǔn)備方式按開采準(zhǔn)備方式可分為上山式、上下山式及混合式。 （1）上山式開采： 開采水平只開采上山階段，階段內(nèi)一般采用采區(qū)式準(zhǔn)備。 （2）上下山式開采 ：開采水平分別開采上山階段及下山階段，階段內(nèi)采用采區(qū)式準(zhǔn)備或帶區(qū)式準(zhǔn)備； 近水平煤層，開采水平分別開采井田上山部分及下山部分，采用盤區(qū)式或帶區(qū)式準(zhǔn)備。 （3）上山及上下山混合式開采 上述方式的結(jié)合應(yīng)用。 按開采水平大巷布置方式（1）分煤層大巷，即在每個(gè)煤層設(shè)大巷；（2）集中大巷，在煤層群集中設(shè)置大巷，通過采區(qū)石門與各煤層聯(lián)系；（3）分組集中大巷，即對(duì)煤層群分組，分組中設(shè)集中大巷,

32、煤礦開采安全,采煤方法,煤礦開采安全,放頂煤開采,煤礦開采安全,放頂煤開采,煤礦開采安全,分層開采,煤礦開采安全,采煤工藝 1、爆破采煤工藝 2、普通機(jī)械化采煤工藝 3、綜合機(jī)械化采煤工藝 4、綜采放頂煤采煤工藝,煤礦開采安全,上覆巖層三帶,煤礦開采安全,二、生產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng),二、生產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng),雙巷掘進(jìn)工作面 設(shè)備布置圖,二、生產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng),單巷掘進(jìn)工作面 設(shè)備布置圖,房采與旺采（旺格維利采煤法,巷柱式房采,單翼房采,旺采,煤礦開采安全,工作面順槽回采流程,房采工藝,開拓系統(tǒng),巷道分類 1、開拓巷道：為礦井服務(wù)的巷道 （如平硐、主井） 2、準(zhǔn)備巷道：為采區(qū)服務(wù)的巷道（如大巷） 3、回采巷道：為工作面

33、服務(wù)的巷道（如順槽,一、開拓系統(tǒng),開拓巷道,準(zhǔn)備巷道,回采巷道,一通三防安全管理,加強(qiáng)通風(fēng)來，防瓦斯、防煤塵、防火災(zāi)事故,一通三防,總述,主要內(nèi)容,煤礦開采安全 通風(fēng)安全管理 防瓦斯安全管理 防塵安全管理 防滅火安全管理,1.礦井通風(fēng)的作用,供給井下足夠的新鮮空氣，滿足人員呼吸的需要,調(diào)節(jié)井下氣候條件，提高生產(chǎn)效率,稀釋和排除井下有害氣體、礦塵,通風(fēng)安全管理,地面空氣 干空氣 新風(fēng) 污風(fēng)或乏風(fēng) 地面空氣從井筒進(jìn)入井下就成了礦井空氣，將發(fā)生一系列變化。主要有：氧氣含量減少；有毒有害氣體含量增加；粉塵濃度增大；空氣的溫度、濕度、壓力等物理狀態(tài)變化等,通風(fēng)安全管理,采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中，氧氣濃度不低于

34、,1）井下空氣的主要成分,氧氣,2.井下空氣,煤礦安全規(guī)程第100條,通風(fēng)安全管理,氧氣（O2） 無色、無味、無臭的氣體，對(duì)空氣的相對(duì)密度為1.105。很活躍，易使多種元素氧化，能助燃。維持人體正常生理機(jī)能所不可缺少的氣體。一般情況下，人在休息時(shí)的需氧量為0.20.4L/min；在工作時(shí)為13 L/min。 地面空氣進(jìn)入井下后，氧氣濃度降低的主要原因有：人員呼吸；煤巖、坑木和其他有機(jī)物的緩慢氧化；爆破工作；井下火災(zāi)和瓦斯、煤塵爆炸；煤巖和生產(chǎn)中產(chǎn)生其他有害氣體等。 在井下盲巷、通風(fēng)不良的巷道中或發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故后，應(yīng)特別注意對(duì)氧氣濃度的檢查，以防發(fā)生窒息事故,氧氣（O2） 表1-1 人體缺氧

35、癥狀與空氣中氧氣濃度的關(guān)系,氮?dú)猓∟2） 無色、無味、無臭的惰性氣體，相對(duì)密度為0.97，微溶于水，不助燃，無毒，不能供人呼吸。 正常情況下對(duì)人體無害，但濃度增加時(shí)，會(huì)相應(yīng)降低氧氣濃度，人會(huì)因缺氧而窒息。井下廢棄舊巷或封閉的采空區(qū)中有可能積存氮?dú)狻?1982年9月7日，我國某礦因礦井主要通風(fēng)機(jī)停風(fēng)，井下采空區(qū)的氮?dú)獯罅坑砍觯率共擅汗ぷ髅嬷Ъ馨惭b人員缺氧窒息，造成多人傷亡事故。 礦井中的氮?dú)庵饕獊碓从冢壕卤?；有機(jī)物的腐爛；天然生成的氮?dú)鈴拿簬r中涌出等,采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中二氧化碳（CO2）濃度不超過0.5,二氧化碳,采掘工作面風(fēng)流中二氧化碳濃度達(dá)到1.5%時(shí)，必須停止工作，撤出人員，查明原因

36、，制定措施，進(jìn)行處理,煤礦安全規(guī)程第100條,煤礦安全規(guī)程第139條,通風(fēng)安全管理,二氧化碳（CO2） 無色、略帶酸臭味的氣體，相對(duì)密度為1.52，不助燃也不能供人呼吸，略帶毒性，易溶于水。對(duì)人體的呼吸有刺激作用，在為中毒或窒息的人員輸氧時(shí)，常常要在氧氣中加入5%的二氧化碳以促使患者加強(qiáng)呼吸。當(dāng)空氣中的二氧化碳濃度過高時(shí)，輕則使人呼吸加快，呼吸量增加，嚴(yán)重時(shí)也能造成人員中毒或窒息。二氧化碳比空氣重，常常積聚在煤礦井下的巷道底板、水倉、溜煤眼、下山盡頭、盲巷、采空區(qū)及通風(fēng)不良處。 礦井中二氧化碳的主要來源有：煤和有機(jī)物的氧化；人員呼吸；井下爆破；井下火災(zāi)；瓦斯、煤塵爆炸等。 如我國某礦，曾在19

37、75年6月發(fā)生過一起二氧化碳和巖石突出事故，突出二氧化碳11000m3,通風(fēng)安全管理,空氣中二氧化碳濃度對(duì)人體的影響,通風(fēng)安全管理,二、礦井空氣主要成分的質(zhì)量（濃度）標(biāo)準(zhǔn),煤礦安全規(guī)程的規(guī)定主要如下： 采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中，按體積計(jì)算，氧氣濃度不低于20%；二氧化碳濃度不超過0.5%。 礦井總回風(fēng)巷或一翼回風(fēng)巷風(fēng)流中，二氧化碳超過0.75%時(shí)，必須立即查明原因，進(jìn)行處理。 采區(qū)回風(fēng)巷、采掘工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中二氧化碳超過1.5%時(shí)，采掘工作面風(fēng)流中二氧化碳濃度達(dá)到1.5%時(shí)，都必須停止工作，撤出人員，進(jìn)行處理,通風(fēng)安全管理,一氧化碳（CO） 無色、無味、無臭的氣體，相對(duì)密度0.97，微溶于水，能燃

38、燒，當(dāng)體積濃度達(dá)到13%75%時(shí)遇火有爆炸性。 一氧化碳有劇毒。人體血液中的血紅素與一氧化碳的親和力比它與氧氣的親和力大250300倍。 礦井中一氧化碳的主要來源有：爆破工作；礦井火災(zāi)；瓦斯及煤塵爆炸等,通風(fēng)安全管理,據(jù)統(tǒng)計(jì)，在煤礦發(fā)生的瓦斯爆炸、煤塵爆炸及火災(zāi)事故中，約7075%的死亡人員都是因一氧化碳中毒所致。 一氧化碳的中毒程度與濃度的關(guān)系,通風(fēng)安全管理,硫化氫（H2S） 無色、微甜、略帶臭雞蛋味的氣體，相對(duì)密度為1.19，易溶于水，當(dāng)濃度達(dá)4.3%46%時(shí)具有爆炸性。 硫化氫有劇毒。它能使人體血液缺氧中毒，對(duì)眼睛及呼吸道的粘膜具有強(qiáng)烈的刺激作用，能引起鼻炎、氣管炎和肺水腫。當(dāng)空氣中濃度

39、達(dá)到0.0001%時(shí)可嗅到臭味，但當(dāng)濃度較高時(shí)（0.0050.01%），因嗅覺神經(jīng)中毒麻痹，臭味“減弱”或“消失”，反而嗅不到,通風(fēng)安全管理,礦井中硫化氫的主要來源有：坑木等有機(jī)物腐爛；含硫礦物的水化；從老空區(qū)和舊巷積水中放出。 1971年，我國某礦一上山掘進(jìn)工作面曾發(fā)生一起老空區(qū)透水事故，人員撤出后，礦調(diào)度室主任和一名技術(shù)員去現(xiàn)場(chǎng)了解透水情況，被涌出的硫化氫熏倒致死。 硫化氫的中毒程度與濃度的關(guān)系,通風(fēng)安全管理,二氧化硫（SO2） 無色、有強(qiáng)烈硫磺氣味及酸味的氣體，當(dāng)空氣中二氧化硫濃度達(dá)到0.0005%時(shí)即可嗅到刺激氣味。它易溶于水，相對(duì)密度為2.32，常常積聚在井下巷道的底部。 二氧化硫有

40、劇毒?？諝庵械亩趸蛴鏊笊闪蛩幔瑢?duì)眼睛有刺激作用，礦工們將其稱之為“瞎眼氣體”。此外，也能對(duì)呼吸道的粘膜產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激作用，引起喉炎和肺水腫,通風(fēng)安全管理,礦井中二氧化硫的主要來源有：含硫礦物的氧化與燃燒；在含硫礦物中爆破；從含硫煤體中涌出。 二氧化硫的中毒程度與濃度的關(guān)系,通風(fēng)安全管理,二氧化氮（NO2） 紅褐色氣體，有強(qiáng)烈的刺激性氣味，相對(duì)密度1.59，易溶于水。 井下毒性最強(qiáng)的有害氣體。它遇水后生成硝酸，對(duì)眼睛、呼吸道粘膜和肺部組織有強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，嚴(yán)重時(shí)可引起肺水腫。 二氧化氮的中毒有潛伏期，容易被人忽視。中毒初期僅是眼睛和喉嚨有輕微的刺激癥狀，常不被注意，有的在嚴(yán)重中毒時(shí)

41、尚無明顯感覺，還可堅(jiān)持工作，但經(jīng)過6h甚至更長時(shí)間后才出現(xiàn)中毒征兆。主要特征是手指尖及皮膚出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)，頭發(fā)發(fā)黃，吐黃色痰液，發(fā)生肺水腫，引起嘔吐甚至死亡,通風(fēng)安全管理,礦井中二氧化氮的主要來源是爆破工作。 我國某礦1972年在煤層中掘進(jìn)巷道時(shí)，工作面非常干燥，工人們放炮后立即迎著炮煙進(jìn)入，結(jié)果因吸入炮煙過多，造成二氧化氮中毒，2名工人于次日死亡。 二氧化氮的中毒程度與濃度的關(guān)系,通風(fēng)安全管理,氨氣（NH3） 無色、有濃烈臭味的氣體，相對(duì)密度為0.6，易溶于水。當(dāng)空氣中的氨氣濃度達(dá)到30%時(shí)遇火有爆炸性。 氨氣有劇毒。它對(duì)皮膚和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉頭水腫，嚴(yán)重時(shí)失去知覺，以致死亡。

42、氨氣主要是在礦井發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故時(shí)產(chǎn)生,通風(fēng)安全管理,氫氣（H2） 無色、無味、無毒，相對(duì)密度為0.07，是井下最輕的有害氣體?？諝庵袣錃鉂舛冗_(dá)到4%74%時(shí)具有爆炸危險(xiǎn)。 井下氫氣的主要來源是蓄電池充電。此外，礦井發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故中也會(huì)產(chǎn)生。 除了上述有害氣體之外，礦井空氣中最主要的有害氣體是甲烷（CH4），又稱沼氣。它是一種具有窒息性和爆炸性的氣體，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的威脅最大。 在煤礦生產(chǎn)中，通常把以甲烷為主的這些有毒有害氣體總稱為瓦斯,通風(fēng)安全管理,二、礦井空氣中有害氣體的安全濃度標(biāo)準(zhǔn) 礦井空氣中有害氣體最高允許濃度,此外，規(guī)程還規(guī)定：井下充電硐室風(fēng)流中以及局部積聚處的氫氣濃度不得超過

43、0.5,通風(fēng)安全管理,3）礦井空氣成分的檢測(cè)方法,礦井空氣主要成分的檢測(cè)方法,b.快速測(cè)定法,a.取樣分析法,通風(fēng)安全管理,利用取樣瓶或吸氣球等容器提取井下空氣式樣，送往地面化驗(yàn)室進(jìn)行分析。分析儀器多用氣相色譜儀。 特點(diǎn)： 分析精度高，定性準(zhǔn)確，分析速度快，一次進(jìn)樣可以同時(shí)完成多種氣體的分析；但所需時(shí)間長，操作復(fù)雜，技術(shù)要求高。 適用： 一般用于井下火區(qū)成分檢測(cè)或需精確測(cè)定空氣成分的場(chǎng)合,通風(fēng)安全管理,快速測(cè)定法,b.利用比長式檢測(cè)管檢測(cè),a.利用檢測(cè)儀檢測(cè),通風(fēng)安全管理,利用便攜式儀器在井下就地檢測(cè)，快速測(cè)定，是目前普遍采用的測(cè)定方法。 1、氧氣濃度的快速測(cè)定方法 （1） 利用氧氣檢測(cè)儀檢測(cè)

44、 （2）利用比長式氧氣檢測(cè)管檢測(cè) 2、二氧化碳濃度的快速檢測(cè)方法 主要使用光學(xué)瓦斯鑒定器,通風(fēng)安全管理,AY1B型氧氣檢測(cè)儀,通風(fēng)安全管理,近年來，隨著煤礦安全裝備水平的不斷提高，瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，有害氣體的檢測(cè)手段也日趨完善，各大、中型礦井已經(jīng)形成了人工定點(diǎn)、定時(shí)檢測(cè)與自動(dòng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的檢測(cè)體系。在人工檢測(cè)方法中，除了取樣分析法之外，目前使用最廣泛的還是快速測(cè)定法。 （一）瓦斯（CH4）的快速檢測(cè)方法 煤礦中用于檢測(cè)瓦斯的儀器有光學(xué)瓦斯檢定器、瓦斯檢測(cè)報(bào)警儀、瓦斯斷電儀等,通風(fēng)安全管理,二）CO、NO2、H2S、SO2、NH3、H2的快速檢測(cè)方法 普遍采用比長式檢測(cè)管法。它是根據(jù)待測(cè)氣體

45、同檢測(cè)管中的指示粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后指示粉的變色長度來確定待測(cè)氣體濃度的。下面以比長式CO檢測(cè)管為例說明檢測(cè)原理及檢測(cè)方法,圖1-2 比長式CO檢測(cè)管結(jié)構(gòu)示意圖 1堵塞物；2活性炭；3硅膠；4消除劑；5玻璃粉；6指示粉,通風(fēng)安全管理,我國煤礦用比長式氣體檢測(cè)管主要性能表,與比長式檢測(cè)管配套使用的還有圓筒形壓入式手動(dòng)采樣器,圖1-3 圓筒形壓入式手動(dòng)采樣器結(jié)構(gòu)示意圖 1氣嘴；2接頭膠管；3閥門把；4變換閥； 5墊圈；6活塞筒；7拉桿；8手柄,通風(fēng)安全管理,使用時(shí)先將閥門把手轉(zhuǎn)到水平位置，在待測(cè)地點(diǎn)拉動(dòng)活塞拉桿往復(fù)抽送氣23次，使待測(cè)氣體充滿活塞筒，再將把手扳至45位置；將檢測(cè)管兩端用小砂輪片打開，按

46、檢測(cè)管上的箭頭指向插入膠管接頭；將把手扳至垂直位置，按檢測(cè)管上規(guī)定的送氣時(shí)間（一般100s）把氣樣以均勻的速度送入檢測(cè)管，然后，拔出檢測(cè)管讀數(shù)。 低濃度檢測(cè)可以采用增加送氣次數(shù)的方法進(jìn)行測(cè)定。測(cè)得的濃度值除以送氣次數(shù)，即為被測(cè)對(duì)象的實(shí)際濃度。 高濃度檢測(cè)在優(yōu)先考慮測(cè)定人員的防毒措施后，可先將待測(cè)氣體稀釋后再進(jìn)行測(cè)定，但測(cè)定結(jié)果要根據(jù)稀釋的倍數(shù)進(jìn)行換算,通風(fēng)安全管理,四、防止有害氣體危害的措施 1、加強(qiáng)通風(fēng)。 2、加強(qiáng)對(duì)有害氣體的檢查。 3、瓦斯抽放。 4、放炮噴霧或使用水炮泥。 5、加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)不良處和井下盲巷的管理。 6、井下人員必須隨身佩帶自救器。 7、對(duì)缺氧窒息或中毒人員及時(shí)進(jìn)行急救。一般

47、是先將傷員移到新鮮風(fēng)流中，根據(jù)具體情況采取人工呼吸（NO2、H2S中毒除外）或其它急救措施,通風(fēng)安全管理,近年來，已開發(fā)了多種便攜式煤礦安全檢測(cè)儀表。新產(chǎn)品除了便攜式瓦斯檢測(cè)報(bào)警儀，還有氧氣檢測(cè)儀、一氧化碳檢測(cè)報(bào)警儀、多參數(shù)組合檢測(cè)儀（CH4、CO、O2、溫度等），以及通過檢測(cè)煤礦井下氣體和其他安全參數(shù)的監(jiān)控設(shè)備等,通風(fēng)安全管理,礦井空氣中常見的有害氣體除了上述的二氧化碳、瓦斯和氮?dú)馔?，主要還有,一氧化碳（CO,氮氧化合物（二氧化氮NO2，一氧化氮NO,二氧化硫（SO2,硫化氫（H2S,氫氣（H2,氨氣（NH3,通風(fēng)安全管理,一氧化碳（CO） 0.0024,硫化氫（H2S） 0.00066,二

48、氧化氮（NO2） 0.00025,井下有害氣體 最高允許濃度,氨（NH3） 0.004,二氧化硫（SO） 0.0005,煤礦安全規(guī)程規(guī)定，礦井有害氣體的最高允許濃度,煤礦安全規(guī)程第100條,學(xué)習(xí)回顧,氫（H2） 0.5,煤礦安全規(guī)程第131條,井下充電室必須有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷,井下充電室風(fēng)流中以及局部積聚處的氫氣濃度，不得超過05,通風(fēng)安全管理,3.井下氣候條件,1）井下氣候條件,是指井下空氣的溫度、濕度和風(fēng)速三者綜合給予人的舒適感覺,通風(fēng)安全管理,2）井下空氣溫度,采掘工作面的氣溫不得超出26,機(jī)電硐室的氣溫不得超出30,煤礦安全規(guī)程第102條,通風(fēng)安全管理,綜合機(jī)械化采

49、煤工作面，在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，其最大風(fēng)速可高于表2的規(guī)定值，但不得超過5ms,回采工作面、掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷風(fēng)速不得低于0.25ms；最高不超過4ms,掘進(jìn)中的巖巷風(fēng)速不得低于0.15ms；最高不超過4ms,3）井下風(fēng)速,煤礦安全規(guī)程第101條,通風(fēng)安全管理,礦井氣候條件及改善,礦井氣候是指礦井空氣的溫度、濕度和風(fēng)速等參數(shù)的綜合作用狀態(tài)。 一、礦井氣候?qū)θ梭w熱平衡的影響 人體散熱的方式主要通過皮膚表面與外界的對(duì)流、輻射和汗液蒸發(fā)三種基本形式進(jìn)行。 二、礦井空氣的溫度、濕度和風(fēng)速 （一）礦井空氣的溫度 最適宜的礦井空氣溫度為1520。 在進(jìn)風(fēng)路線上，礦井空氣的溫度主要受地

50、面氣溫和圍巖溫度的影響，有冬暖夏涼之感,通風(fēng)安全管理,二）礦井空氣的濕度 （1）絕對(duì)濕度：指單位體積濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量（g/m3），用f表示。 空氣在某一溫度下所能容納的最大水蒸氣量稱為飽和水蒸氣量，用F飽表示。溫度越高，空氣的飽和水蒸氣量越大,通風(fēng)安全管理,通常所說的濕度指的都是相對(duì)濕度，它反映的是空氣中所含水蒸氣量接近飽和的程度。一般認(rèn)為相對(duì)濕度在5060%對(duì)人體最為適宜。 一般情況下，在礦井進(jìn)風(fēng)路線上，有冬干夏濕之感。在采掘工作面和回風(fēng)系統(tǒng)，因空氣溫度較高且常年變化不大，空氣濕度也基本穩(wěn)定，一般都在90%以上，甚至接近100,通風(fēng)安全管理,風(fēng)速與溫度之間的合適關(guān)系,通風(fēng)安全管理,井

51、巷中的允許風(fēng)流速度,此外，規(guī)程還規(guī)定，設(shè)有梯子間的井筒或修理中的井筒，風(fēng)速不得超過8m/s；梯子間四周經(jīng)封閉后，井筒中的最高允許風(fēng)速可按上表執(zhí)行。 無瓦斯涌出的架線電機(jī)車巷道中的最低風(fēng)速可低于上表的規(guī)定值，但不得低于0.5m/s。 綜合機(jī)械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，其最大風(fēng)速可高于上表的規(guī)定值，但不得超過5m/s,通風(fēng)安全管理,二）礦井氣候條件的安全標(biāo)準(zhǔn) 我國現(xiàn)行的評(píng)價(jià)礦井氣候條件的指標(biāo)是干球溫度。規(guī)程規(guī)定： 進(jìn)風(fēng)井口以下的空氣溫度必須在2以上。 生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26，機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過30；當(dāng)空氣溫度超過時(shí)，必須縮短超溫地點(diǎn)工作人員的

52、工作時(shí)間，并給予高溫保健待遇。 采掘工作面的空氣溫度超過30、機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過34時(shí)，必須停止作業(yè),通風(fēng)安全管理,五、礦井氣候條件的改善 （一）空氣預(yù)熱 空氣預(yù)熱就是使用蒸汽、水暖或其它設(shè)備，將一部分空氣預(yù)熱到7080，再使其與冷空氣混合，混合后的空氣溫度達(dá)到2以上。按冷熱空氣混合方式的不同，預(yù)熱方式有井筒混合式；井口房混合式；井筒、井口房混合式三種,通風(fēng)安全管理,五、礦井氣候條件的改善 （二）降溫措施 1、通風(fēng)降溫 （1）增加風(fēng)量 （2）選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng) （3）改革采煤工作面通風(fēng)方式 2、改革采煤方法和頂板管理 （1）后退式采煤法有利于降溫。 （2）傾斜長壁式采煤法對(duì)改善工作面的

53、氣候有利。 （3）采用充填法管理頂板可降低工作面風(fēng)流的溫度。 3、減少各種熱源散熱 4、制冷降溫,通風(fēng)安全管理,井巷中風(fēng)速與風(fēng)量的測(cè)定,單位時(shí)間內(nèi)通過井巷斷面的空氣體積叫做風(fēng)量，它等于井巷的斷面積與通過井巷的平均風(fēng)速的乘積。因此，測(cè)量風(fēng)量時(shí)必然測(cè)定風(fēng)速。 規(guī)程規(guī)定：礦井必須建立測(cè)風(fēng)制度，每10天進(jìn)行一次全面測(cè)風(fēng)。對(duì)采掘工作面和其它用風(fēng)地點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)測(cè)風(fēng)，每次測(cè)風(fēng)結(jié)果應(yīng)記錄并寫在測(cè)風(fēng)地點(diǎn)的記錄牌上。 礦井應(yīng)根據(jù)測(cè)風(fēng)結(jié)果采取措施，進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié),井巷斷面上的風(fēng)速分布 空氣在井巷中流動(dòng)時(shí)，一般來說，位于巷道軸心部分的風(fēng)速最大，靠近巷道周壁部分的風(fēng)速最小。通常所謂巷道內(nèi)的風(fēng)速都是指平均風(fēng)速v均

54、。 實(shí)際工作中最大風(fēng)速不一定正好位于井巷的中軸線上，風(fēng)速分布也不一定具有對(duì)稱性,圖1-6 巷道中的風(fēng)速分布,通風(fēng)安全管理,4.礦井通風(fēng)系統(tǒng),是造成壓力的通風(fēng)設(shè)備、引導(dǎo)風(fēng)流的通風(fēng)巷道、控制風(fēng)流的通風(fēng)設(shè)施的總稱,1）通風(fēng)系統(tǒng),通風(fēng)安全管理,礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。改變?nèi)V井通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，必須編制通風(fēng)設(shè)計(jì)及安全措施，由企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人審批,煤礦安全規(guī)程規(guī)定,煤礦安全規(guī)程第107條,通風(fēng)安全管理,按其服務(wù)范圍和所能起得作用可分為三類,礦井通風(fēng)機(jī),a.主要通風(fēng)機(jī) （主扇,b.輔助通風(fēng)機(jī) （輔扇,c.局部通風(fēng)機(jī) （局扇,2）礦井通風(fēng)機(jī),通風(fēng)安全管理,按其構(gòu)造不同分為兩大類,a.離心式通風(fēng)機(jī),b.軸流式通

55、風(fēng)機(jī),礦井通風(fēng)機(jī),通風(fēng)安全管理,離心式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,通風(fēng)安全管理,軸流式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,通風(fēng)安全管理,指礦井主要通風(fēng)機(jī)對(duì)井下供風(fēng)的工作方式,3）礦井通風(fēng)方法,礦井通風(fēng)方法,通風(fēng)安全管理,礦井通風(fēng)方法可分為,a.壓入式通風(fēng)（正壓通風(fēng),b.抽出式通風(fēng)（負(fù)壓通風(fēng),c. 抽壓混合式通風(fēng),礦井通風(fēng)方法,通風(fēng)安全管理,一個(gè)礦井構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)就至少需一個(gè)進(jìn)風(fēng)井和一個(gè)回風(fēng)井,4）通風(fēng)方式,通風(fēng)方式,指礦井的進(jìn)風(fēng)井筒與回風(fēng)井筒之間的相對(duì)位置,通風(fēng)安全管理,通風(fēng)方式分類,通風(fēng)方式,進(jìn)、回風(fēng)井筒相對(duì)位置,中央式,井田傾斜方向上位置,中央并列式,中央邊界式,對(duì)角式,區(qū)域式,兩翼對(duì)角式,單翼對(duì)角式,分區(qū)對(duì)角式,混合

56、式,回、風(fēng)井走向位置,通風(fēng)安全管理,中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)示意圖,中央邊界式通風(fēng)系統(tǒng)示意圖,通風(fēng)安全管理,兩翼對(duì)角式,通風(fēng)安全管理,分區(qū)對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)示意圖,通風(fēng)安全管理,中央邊界與雙翼對(duì)角混合式通風(fēng)示意圖,通風(fēng)安全管理,礦井內(nèi)風(fēng)流按生產(chǎn)需求在井巷中流動(dòng)時(shí)，風(fēng)流的風(fēng)支、匯合線路的結(jié)構(gòu)形式，叫通風(fēng)網(wǎng)路,5）礦井通風(fēng)網(wǎng)路,礦井通風(fēng)網(wǎng)路,通風(fēng)安全管理,通風(fēng)網(wǎng)路分類,a.串聯(lián)網(wǎng)路（通風(fēng),b.并聯(lián)網(wǎng)路（通風(fēng),c.角聯(lián)網(wǎng)路（通風(fēng),通風(fēng)網(wǎng)路,通風(fēng)安全管理,就是在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，為引導(dǎo)、控制或?yàn)楦纳仆L(fēng)動(dòng)效果等所建造的通風(fēng)設(shè)施,6）通風(fēng)構(gòu)筑物,通風(fēng)構(gòu)筑物,通風(fēng)安全管理,a.風(fēng)墻（密閉、擋風(fēng)墻,主要通風(fēng)構(gòu)筑物,作用

57、：嚴(yán)密阻斷風(fēng)流,通風(fēng)安全管理,作用：阻斷風(fēng)流通過，但可行車、走人,b.風(fēng)門,設(shè)置：在同一巷道，設(shè)置風(fēng)門至少設(shè)置兩道,通風(fēng)安全管理,c.風(fēng)窗（調(diào)節(jié)風(fēng)窗,作用,利用改變風(fēng)窗口面積大小來調(diào)節(jié)風(fēng)量,通風(fēng)安全管理,作用：在平面相交叉的兩巷道交叉點(diǎn)構(gòu)筑立體風(fēng)路,使兩巷道風(fēng)流不相混合,d.風(fēng)橋,通風(fēng)安全管理,按服務(wù)年限，巷道中通過風(fēng)量大小以及風(fēng)橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同可分,繞道式風(fēng)橋,混凝土料石風(fēng)橋,鐵筒式風(fēng)橋,風(fēng)橋,通風(fēng)安全管理,5.采區(qū)通風(fēng),采區(qū)通風(fēng)是礦井通風(fēng)的主要對(duì)象。搞好采區(qū)通風(fēng)是保證礦井安全生產(chǎn)的基礎(chǔ),1）采區(qū)通風(fēng)的基本要求,2）回采工作面上行風(fēng)與下行風(fēng),3）回采工作面同向通風(fēng)與逆向通風(fēng),4）進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)

58、巷的布置形式,5）采煤工作面風(fēng)流,通風(fēng)安全管理,1）采區(qū)通風(fēng)的基本要求,采區(qū)必須實(shí)行分區(qū)通風(fēng),采掘進(jìn)工作面都必須實(shí)行獨(dú)立通風(fēng),采掘工作面采用串聯(lián)通風(fēng)的次數(shù)不得超過一次,煤礦安全規(guī)程第113條,煤礦安全規(guī)程第114條,煤礦安全規(guī)程第114條,通風(fēng)安全管理,上行風(fēng)與下行風(fēng)是針對(duì)風(fēng)流方向與煤層傾斜的關(guān)系而言,2）回采工作面上行風(fēng)與下行風(fēng),下行通風(fēng),上行通風(fēng),工作面通風(fēng),煤礦安全規(guī)程第115條,有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險(xiǎn)的采煤工作面不得采用下行通風(fēng),通風(fēng)安全管理,工作面通風(fēng),通風(fēng)安全管理,同向通風(fēng),同向通風(fēng)與逆向通風(fēng)是針對(duì)風(fēng)流方向與煤炭運(yùn)輸方向之間的關(guān)系而言的,逆向通風(fēng),工作面通風(fēng),3）回采

59、工作面同向通風(fēng)與逆向通風(fēng),通風(fēng)安全管理,長壁式回采工作面進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷的布置有U、Z、Y、雙Z及W等形式,4）回采工作面進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷的布置形式,我國多采用U形通風(fēng)，后退式,通風(fēng)安全管理,進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷的布置形式圖,aU形,bZ形,通風(fēng)安全管理,6.掘進(jìn)通風(fēng),對(duì)開掘巷道這種只有一個(gè)出口的獨(dú)頭工作面的通風(fēng),1）掘進(jìn)通風(fēng),掘進(jìn)通風(fēng)（又稱局部通風(fēng),通風(fēng)安全管理,2）巷道掘進(jìn)通風(fēng)方法,擴(kuò)散通風(fēng),全風(fēng)壓通風(fēng),局扇通風(fēng),巷道掘進(jìn)通風(fēng)方法,通風(fēng)安全管理,擴(kuò)散通風(fēng),a.擴(kuò)散通風(fēng),利用空氣分子的自然擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，對(duì)局部地點(diǎn)進(jìn)行通風(fēng)的方式,通風(fēng)安全管理,由于擴(kuò)散作用的有效范圍有限，只適用于掘進(jìn)小型硐室,b.適用,井下

60、機(jī)電設(shè)備硐室應(yīng)設(shè)在進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中,如果硐室深度不超過6m、入口寬度不小于15m而無瓦斯涌出，可采用擴(kuò)散通風(fēng),煤礦安全規(guī)程第132條,通風(fēng)安全管理,是利用主要通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓，借助導(dǎo)風(fēng)設(shè)施，把風(fēng)流引入掘進(jìn)工作面的通風(fēng),全風(fēng)壓通風(fēng),a.全風(fēng)壓通風(fēng),通風(fēng)系統(tǒng)中主要通風(fēng)機(jī)出口側(cè)和進(jìn)口側(cè)的總風(fēng)壓差,全風(fēng)壓,通風(fēng)安全管理,b.全風(fēng)壓通風(fēng)的具體方法有以下幾種,a）利用縱向風(fēng)墻導(dǎo)風(fēng),b）利用風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng),c）雙巷通風(fēng),d）利用鉆孔通風(fēng),e）引射器通風(fēng),通風(fēng)安全管理,壓入式通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置，必須安裝在離掘進(jìn)巷道道口10m以外的進(jìn)風(fēng)側(cè),1）壓入式通風(fēng),通風(fēng)安全管理,局部通風(fēng)機(jī)的回風(fēng)流部分或全部再回入同一局部通風(fēng)