《开拓开采安全》PPT课件.ppt

,煤矿开拓开采安全,采掘安全的内容,采掘系统面临的对象物质安全 采掘工作场所的特点环境安全 采掘作业工程的要求技术安全 采掘任务的最终目标本质安全,第一讲 影响采掘安全的因素 第二讲 矿井开拓与安全 第三讲 采区准备与安全 第四讲 采煤方法与安全 第五讲 复杂煤层开采技术与安全,第一讲 影响采掘安全的因素,影响煤矿安全生产 自然地质因素,皱曲构造,岩层受力后被挤成弯弯曲曲，但仍保持岩层连续性和完整性的构造形态即为皱曲构造 皱曲：岩层皱曲构造中的每一个弯曲 基本形态分背斜和向斜,煤层的褶曲构造,皱曲对煤矿安全生产的影响,大型向斜轴部顶板压力常有增大的现象 2）有沼气突出的矿井，向斜轴部是突出的危险区 3）不同形态的皱曲的地应力的影响,断裂构造,岩层受力后.失去连续性和完整性的构造形态。分裂隙或节理、断层,断层构造,1）根据两盘相对运动的方向分：正断层、逆断层、平推断层 2） 断层的组合形式分：阶梯断层、地堑或地垒 3）断层走向与岩层走向的相对位置分：走向断层、倾向断层和斜交断层,断裂面两侧岩层发生明显的位移的断裂构造,断层构造,断层要素,断裂构造 对煤矿安全生产的影响,1）断层的影响 破碎带：顶板、瓦斯聚集 沟通通道：水、瓦斯,2）节理的影响,影响煤矿安全生产的其他因素,煤的自燃倾向 煤和岩层的含瓦斯性 矿井的含水性 煤尘的爆炸性 采深 顶底板岩性 煤层的赋存状况 其他,矿山工程常用图件,煤矿测量坐标,（1）地面点的地理坐标 用经度纬度表示地面点位置的球面坐标 （2）地面点的高程 由高程基准面起算的地面高度 绝对高程、标高、海拔 相对高程、假定高程 高差,地面点的高程,煤层地板等高线图,(1) 斜面等高线图,煤层地板等高线图,底板等高线图,煤层产状在平面图上表现： 走向、倾向、倾角 构造在平面图上形态： 褶曲：向斜和背斜 断层：正断层、逆断层、水平断层、 断距 巷道与煤层相对位置关系：,（1）矿井地质和水文地质图。 （2）井上、下对照图。 （3）巷道布置图。 （4）采掘工程平面图。 （5）通风系统图。 （6）井下运输系统图。,煤矿安全规程第十二条规定： 煤矿必须及时填绘反映实际情况的下列图纸,（7）安全监测装备布置图。 （8）排水、防尘、防火注浆、压风、充填、 抽放瓦斯等管路系统图。 （9）井下通信系统图。 （10）井上、下配电系统图和井下电气设备布置图。 （11）井下避灾路线图。,煤 层 柱 状 图,安全生产最为基本的矿用工程图纸 要求煤矿必须根据矿井实际情况填绘。,井上、下对照图 采掘工程平面图 通风系统图 井下避灾路线图,采掘工程平面图应注意的问题,历史性（采空区、老巷、密闭等） 真实性（图与井下采掘面貌符合性） 系统性（采掘、生产系统、异常） 动态性（时效、现状） 实用性（指导生产计划、采掘部署、生产管理、安全管理）,第二讲 矿井开拓与安全,矿井常用巷道,矿井巷道分类,垂直巷道 立井、小井、暗井等 倾斜巷道 上山和下山、溜眼、联络巷等 水平巷道 平峒、石门和平巷等,开拓巷道主、副井、风井、 井底车场以及硐室、 水平运输大 巷、 阶段大巷（运输、回风）、 主要石门等 准备巷道采区上（下）山、 采区石门、煤仓、车场、集中巷 回采巷道开切眼、顺槽（平巷、运输和回风平巷）、腰巷（中巷）、尾巷,矿井生产能力与服务年限,(一)矿井全年产量超过矿井核定生产能力的； (二)矿井月产量超过当月产量计划10%的；,【重大隐患第一条： 超能力、超强度或者超定员组织生产】,煤田井田 井田内的划分方式,水平与阶段,水平单水平、多水平 一个阶段、两个阶段 阶段上山阶段、下山阶段,阶段内再划分之分区式,煤田井田阶段采区区段工作面,阶段内分带划分之分带式,煤田井田阶段倾斜条带（工作面）,阶段内再划分之分段式,煤田井田阶段走向条带（区段）,开采顺序,沿煤层走向: 前进式与后退式 沿煤层倾向: 上行与下行式 煤层间: 上行式与下行式,矿井开拓方式,1）主要指在整个井田开采过程中所用井巷的基本特征及其布置。 2）确定井田的开拓方式主要内容 确定井硐的形式、数目、位置；开采水平、阶段及阶段内的划分与开采顺序；阶段大巷的数目与位置、井底车场的形式和布置等,井田开拓标志井硐形式,斜井 立井 平硐 综合开拓,确定开拓方式的原则,1) 符合政策、技术要求 2) 执行规程 3) 充分利用资源、合理开发 4) 生产系统齐备、系统简单，体现集中生产,斜井开拓方式,片盘斜井 集中斜井 顺层斜井 反斜井 穿层斜井,片盘斜井,立井开拓,平硐开拓 a垂直平硐、b走向平硐、c阶梯平硐,综合开拓,立井斜井 斜井平峒 斜井暗立井 平峒暗立井 平峒暗斜井,斜井立井开拓,平硐斜井开拓,开拓巷道布置,井筒：数量、位置、形状、断面及其布置 阶段大巷：位置、布置、运输方式 矿井通风方式： 井底车场形式： 开拓方式比较：,【重大隐患十二条：新建煤矿边建设边生产，煤矿改扩建期间，在改扩建的区域生产，或者在其他区域的生产超出安全设计规定的范围和规模】,(一)建设项目安全设施设计未经审查批准擅自组织施工的； (二)对批准的安全设施设计做出重大变更后未经再次审批并组织施工的； (三)改扩建矿井在改扩建区域生产的； (四)改扩建矿井在非改扩建区域超出安全设计规定范围和规模生产的； (五)建设项目安全设施未经竣工验收并批准而擅自组织生产的。,第三讲 采区准备方式 与安全,采区巷道准备方式解决的问题,采区划分以后,在采区内部还要布置一系列巷道如 采区上(下)山、区段运输及回风平巷、开切眼等，这样才能形成完整的生产系统。 这些巷道的位置、数量、型式，以及相互联系和掘进顺序 即是采区巷道布置解决的问题。 准备方式：准备巷道的布置方式,单一煤层上山采区 巷道准备方式,巷道系统 巷道掘进顺序： 生产系统：,共用采区上山巷道准备方式,【重大隐患第五条：通风系统不完善、不可靠的】,(五)没有按正规设计形成通风系统的； (七)采区进（回）风巷未贯穿整个采区，或虽贯穿整个采区但一段进风、一段回风的；,单一煤层条带式准备方式,联合布置条带准备方式,第四讲 采煤方法,采煤工作面平面布置,采 煤 工 作 面 、 采 面 、 采 场,一、回采工艺,采面进行的 破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理 等工序的工作方法， 及其彼此在时间上和空间上的配合关系。,回采工艺分类 手工采煤、炮采、普采、综采等,炮采工作面回采工艺,毫秒爆破起爆顺序,毫秒爆破效果,炮采工作面支护,支护材料 支护方式 上下出口支护 超前支护 支护规格 支护密度 支护强度 最大控顶距最小控顶距控顶步距,炮采新工艺（设备）,工作面端头支护,炮采工作面处理采空区,全部垮落法 煤柱支撑法 充填法 缓慢下沉法,回柱放顶,煤矿安全规程第五十条,采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20m范围内，必须加强支护；综合机械化采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.8m，其他采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.6m。安全出口必须设专人维护，发生支架断梁折柱、巷道底鼓变形时，必须及时更换、清挖。,采煤工作面必须保持至少2个畅通的安全出口 一个通到回风巷道，另一个通到进风巷道。 开采三角煤、残留煤柱,不能保持2个安全出口时， 必须制订安全措施，报企业主要负责人审批。,煤矿安全规程第五十三条,采煤工作面 必须经常 存有一定数量的 备用支护材料。,使用摩擦式金属支柱 或单体液压支柱的工作面 ，必须备有坑木，,其数量、规格、存放地点 和管理方法必须 在作业规程中规定。,摩擦式金属支柱 和单体液压支柱 入井前 必须逐根进行 压力试验。,对摩擦式金属支柱 金属顶梁和单体液压支柱 ，在采煤工作面 回采结束后或使用时间 超过8个月后，必须进行检修。,检修好的支柱， 还必须进行压力试验， 合格后方可使用。,在同一 采煤工作面中， 不得使用 不同类型和 不同性能的支柱。,煤矿安全规程第五十四条 采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护， 严禁空顶作业。严禁在浮煤或浮矸上架设支架。 使用摩擦式金属支柱时，必须使用液压升柱器架设， 初撑力不得小于50kN；单体液压支柱的初撑力， 柱径为100mm的不得小于90kN， 柱径为80mm的不得小于60kN。 对于软岩条件下初撑力确实达不到要求的， 在制定措施、满足安全的条件下， 必须经企业技术负责人审批。 严禁在控顶区域内提前摘柱。,煤矿安全规程 第五十五条,严 格 执 行 敲 帮 问 顶 制 度。,开工前，班组长 须对工作面安全情况 进行全面检查 确认无危险后， 方准人员进入工作面。,采煤工作面 必须及时回柱放顶或充填， 控顶距离超过 作业规程规定时， 禁止采煤。,用垮落法控制顶板， 回柱后顶板不垮落、 悬顶距离超过 作业规程的规定时， 必须停止采煤， 采取人工强制放顶 或其他措施进行处理。,煤矿安全规程 第五十六条,普通机械化采煤,主要设备：滚筒采煤机 刮板运输机 单体液压支柱 金属交接顶梁,综采工作面设备,采煤机（双滚筒采煤机、刨煤机） 液压支架（支撑式、掩护式、支掩式） 刮板运输机、皮带运输机、转载机,二、走向长壁采煤系统分析,采煤系统 回采巷道的掘进与回采工作在时间上配合及在空间上的相互关系。 （一）区段参数： 区段斜长：L区 = L采+ 2L巷+ L柱 区段走向长：,区段斜长,我国 兖州 美国（综采） L采 120 200m 300 m 246 m，335 m 综采 150 m L柱 015 m； 普采 综采 L巷 2.5 3.0m 4 4.5 m,区段走向长,区段走向长 = 采区走向长 普采 500 m 综采 1000 m 技术发展趋势：加大 国内：2430 m（采区一翼）,区段平巷的布置,巷道布置的内容： 巷道用途、数量、位置和巷道之间的时空关系 1、普采或炮采区段平巷布置 1）区段回风平巷（轨巷）： （1）功用：轨道运输、回风、行人。 （2）要求：与采面上出口相连，必须沿煤层掘进； 断面要符合运输、通风、行人、安全等要求；,沿空掘巷,1)特点：沿上覆岩层稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷。,2)沿空掘巷时回采面接替顺序,(1)区段跳采接替方便；巷道掘进量少；生产分散；“孤岛”采煤矿压显现强烈； 适用： 采区区段数目多。,倾斜长壁采煤法 评价及适用条件,（一）评价 1、优点 （1）巷道布置简单，巷道掘进及维护费低，投产快。巷道掘进工程量少15%，相应工期短。 （2）运输系统简单，占用设备少。运输设备及辅助人员可减少30。 （3）回采巷道沿煤掘进，易固定方向，采面可等长布置，利于生产管理。 （4）通风系统简单，风路短，通风构筑物减少约1/3。,倾斜长壁采煤法适用条件,（1） 煤层，效果最好。 （2）采取一定技术措施，可适用于12 17的煤层。 （3）可据地质构造的特点采面呈伪斜布置。 （4）不同采深、围岩特性、沼气涌出量及水涌出量均可采用倾斜长壁开采 。 （5）据不同倾角，同一矿井亦可采用倾斜长壁和走向长壁配合开采。,【重大隐患第一条：超能力、超强度或者超定员组织生产】,(三)一个采区内同一煤层布置 3个（含3个）以上回采工作面 或5个（含5个）以上掘进工作面同时作业的；,采煤工作面的生产技术管理,循环作业,正规循环,循环率,循环方式,循环进度,循环,循环作业图,劳动组织和经济技术指标表,【重大隐患第一条： 超能力、超强度或者超定员组织生产】,(五)煤矿企业未制定井下劳动定员或者实际入井人数超过规定人数的。,作业规程的目的和要求,必要性 合法性 针对性 可行性 时效性 灵活性,作业