开采安全教案.doc

2009年煤矿安全复训教案第一章 煤矿地质第一节 地壳及地质年代一、 地壳物质组成（一） 岩浆岩（火成岩）岩浆（硅酸盐融体）冷凝而成，常见的有花岗岩、玄武岩。（二） 沉积岩沉积物经过压紧、胶结等作用而形成的岩石，是煤矿最常见的岩石，煤是沉积岩。（三） 变质岩沉积岩或岩浆岩在地下受高温、高压、物理化学作用改变了原来的成分和性质，变成新岩石。常见的由石英砂岩变成石英岩，由石灰岩变为大理岩。二、 地质年代地壳历史：太古代、古生代、中生代、新生代。代、世、纪相应地层年代：界、系、统矿区出露的地层按地质年代由老至新分别是：1、二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2）厚度约300m，以灰绿色、浅紫色、暗灰色凝灰岩等组成。2、二叠系上统龙潭组（P2l）厚度约为234m，含煤地层，主要以粉砂岩、细砂岩、泥岩和煤层组成。3、三叠系下统飞仙关组（T1f）厚度578m，由细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩，粉砂质泥岩等组成，与其下龙潭煤组为整合接触。4、三叠系下统永宁镇组（T1yn）出露厚度为150215m，以细砂岩、白云质灰岩、薄层灰岩组成，中部含克氏蛤等动物化石。 5、第四系（Q）：主要为坡积、残积冲击物组成，零星分布，与下覆地层为角度不整合接触，地层厚度030m不等。第二节 煤 层一、煤层的埋藏特征煤层是我们的开采对象，我们最关心的是煤层的埋藏特征。煤层埋藏特征包括煤层的厚度、结构、倾角及稳定性等，这些特征和我们的采煤方法及安全有很大的关系。1、煤层的结构根据煤层中有无较稳定的矸石层，可将煤分为两类，即简单结构和复杂结构层。（1）简单结构层。这类煤层中没有呈层状出现的稳定的矸石层，但仍然可能夹有较少的矿物质或结核。简单结构煤层反映出当初形成时，沼泽中植物遗体的沉积基本上是连续的。（2）复杂结构层。复杂结构煤层中常含有较稳定的夹石层，少则一层，多则几层。复杂结构煤层反映出当初形成时泥炭沉积曾为间歇性，即在泥炭沉积后又沉积了泥砂，再后来又沉积了泥炭，而沉积的泥砂则形成夹矸。煤层夹矸的层数多、厚度大，则影响采煤工作面采煤机割煤，也会影响煤的质量。2、煤层的厚度煤层的厚度指煤层顶底板之间的垂直距离。根据开采技术特点，煤层按厚度分为以下3类： 薄煤层 3.5m3、煤层的倾角煤层的倾角是指煤层相对水平面的夹角。根据倾角大小将煤层分为以下4类： 近水平煤层 454、煤层的稳定性任何煤层的厚度，实际上都是变化的，有时厚有时薄，甚至尖灭。根据厚度变化情况可将煤层分为下列四类：（1）稳定煤层。这种煤层在整个矿井开采范围内厚度均大于最小可采厚度，且厚度的变化有一定的规律性。（2）较稳定煤层。在矿井开采范围内绝大多数煤层基本上可采，而只有局部煤层不可采。（3）不稳定煤层。这样的煤层厚度变化很大，有薄有厚，甚至尖灭。经常出现不可采区域。（4）极不稳定煤层。煤层常驻呈鸡窝状，断断续续分布，在井田范围内仅局部可采。三、 煤层的顶底板（一）顶板位于煤层上履的岩层称为煤层顶板，根据岩性、厚度及采煤过程中垮落的难易程度分为伪顶、直接顶、老顶（又称基本顶）3种类型。1、伪顶是指直接位于煤层之上的一层炭质泥岩，一般为几厘米到十几厘米，稳定性差，对顶板管理影响不大，一般不需维护，往往随采随落，会增加灰份，对煤质有一定影响。2、直接顶是指在伪顶之上相对稳定的砂岩、粉砂岩、泥岩岩层。该层厚度大，可达几米到几十米，强度较大，一般不会随时垮落，在采煤过程中，是顶板管理的重要部位。3、老顶是指位于直接顶以上岩层，多为厚度较大、较稳定的粗砂岩、砾岩或石灰岩，一般不易垮落，常会有缓慢变形。（二）、底板位于煤层之下的岩层，称之为底板。分为直接底和老底。1、直接底是指直接位于煤层之下的岩层，一般有泥岩组成，常见有植物根部化石，其主要特点为遇水容易膨胀，引起底鼓，破坏运输轨道或支架。2、老底指位于直接底以下的厚层砂岩或石灰岩。该层一般厚度大，岩性强度大，岩层稳定，永久性的运输巷一般都布置在该层中。第三节 煤层与岩层的地质变动一、 产状变动及产状要素（1）走向倾斜煤（岩）层层面与水平面的交线称为走向线。走向线的方向代表煤层的走向。 （2）倾向在煤层层面上和走向线垂直向下的线叫倾斜线。倾斜线在水平面上的投影线代表煤层的倾向。 （3）倾角煤层倾斜线和水平面的夹角叫煤层的倾角。二、 褶皱构造当水平煤层受到水平方向的挤压力后，煤层产生弯曲，但没有丧失其原有的连续性。这种构造叫褶皱构造。褶皱构造有以下两种：（1）背斜在形态上是一个中间向上凸起的弯曲，煤层从中心向两侧倾斜。（2）向斜在形态上是一个中间向下凹去的弯曲，煤层从两面侧向中心倾斜。三、 断裂构造当煤层受力后，作用力超过煤层的强度，煤层所产生的错位、断裂叫断层。断裂后，如果两侧煤层没有明显的位移叫作裂隙；如果发后了明显的位移则叫做断层。（1）裂隙。煤层受到作用力后，发生断裂但没有明显的位移，只是产生了许多裂缝，导致煤层破碎。（2）断层。断裂出现后，煤层则完全丧失了原来的连续性和完整性。A、断层要素B、断层的分类断层分为（1）正断层（2）逆断层（3）平推断层三种。 (3)地堑、地垒、台阶 四、陷落柱在煤层底板以下的石灰岩中，由于酸性水的作用会形成许多溶洞。而且随酸性水的不断补给，溶洞不断增大。最后导致其上部岩层的整体陷落，形成一个下部大，上部小的破碎柱体叫陷落柱。第二章 开采技术第一节 井田划分一、 煤田划分为井田二、 井田内划分为阶段（水平）三、 阶段划分为采区四、 采区划分为区段第二节 井田内的开采顺序一、 沿煤层倾斜方向的开采顺序一般为下行开采二、沿煤层走向的开采顺序1、前进式2、后退式3、采区前进式、区内后退式三、煤层群分组和组间的开采顺序组与组之间、组内各煤层之间一般采用下行开采。第三节 矿井储量、生产能力和服务年限一、 矿井储量地质储量、工业储量、可采储量二、矿井生产能力设计能力，核定能力。三、服务年限可采储量、生产能力和服务年限之间的关系(P135)第四节 井田开拓一、 概念二、井巷：分为开拓巷道、准备巷道、回采巷道。三、开拓方式划分及其优缺点:平硐、斜井、立井、综合采区布置（准备方式）及采煤方法一、 采区布置方式1、 集中联合布置2、分组联合布置3、单层布置4、带区布置（倾斜长壁采煤法）二、采煤方法采煤方法是采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上相互配合的总称。1、 壁式体体系：走向长壁及倾斜长壁2、 柱式体系：房式、房柱式。第五节 采煤工艺采煤工艺：落、装、运、支、处一、 炮采：放炮落煤、人工装煤、木支柱、普通刮板运输机运煤、人工回柱放顶。二、 普采：采煤机落煤、装煤，可弯曲刮板机运煤，单体液压支柱（或金属摩擦支柱）支护、人工回柱放顶。三、 综采：大功率双滚筒采煤机落煤、装煤，大功率可弯曲刮板机运煤，液压支架支护。第六节 巷道掘进一、掘进方法分类在煤（岩）体中采用一定的破岩手段将部分岩石破碎下来，形成掘进空间，接着对这个空间进行支护的工作叫巷道掘进。根据掘进中的机械化程度，可将巷道掘进分为以下两种：（一）钻爆法掘进钻爆法掘进是利用打眼爆破的方式将岩石破碎下来的掘进方法。其掘进方式工艺如下：1、钻眼放炮（1）钻眼（2）装药、放炮2、通风排烟3、装岩4、掘进岩石运输5、掘进巷道支护（二）综合机械化掘进1、综掘工艺（1）破岩（2）装岩及运输（3）掘进机的行走机构2、综合机械化掘进中的安全注意事项综合机械化掘进在掘进效率上有很大的提高。但是，由于在使用过程中的各种失误，曾发生过绞人、倒柱、冒顶以及摩擦火花引燃瓦斯等事故。所以，综掘安全问题应引起我们的重视。为了综掘机的安全运行，防止事故的发生，要求综掘机必须是经专门培训、经考试合格的人员持证上岗。在工作中，必须严格执行规程中使用掘进机掘进的规定。工作面其他人员不能开动掘进机，当综掘机发出启动后要远离掘进机，决不能在综掘机前方停留，防止绞人事故发生。二、巷道断面形式与选择目前矿山主要采用的巷道断面形式主要有以下几种：矩形、梯形、拱形及圆形等，断面大小主要通过巷道性质及生产规模需要确定，各种断面形式承压及适用条件见后表。巷道断面形式分类表序号巷道断面形式承压状况及断面利用率适用条件1矩形矩形承压能力极差，断面利用率最大。一般仅在压力小、服务年限短的巷道内使用，如切巷、抽放巷等。2梯形正梯形承压能力比矩形略高，断面利用率仅次于矩形断面。一般在压力较小、服务年限较短的巷道内使用，如采面上、下巷。伪梯形3拱形半圆拱承压能力较大，断面利用率较小，差梯形断面。一般在压力较大、服务年限长的巷道内使用，如开拓、准备巷道。三心拱圆弧拱4圆形圆形承压能力大，断面利用率小，差矩形断面。一般在压力大、服务年限长的巷道内使用，如立井井筒、煤仓等。5椭圆形椭圆形断面利用率与圆形相似，承压能力方面，椭圆长轴方向大于圆形，短轴方向次于圆形。一般在巷道压力大、且巷道围岩各方不均压极明显的情况下才采用。我矿现有的巷道主要以三心、半圆拱为主，少数回采巷道为矩形。三、巷道支护方式目前煤矿巷道主要采用的支护方式主要有以下几种：棚式：按材质分为木棚、钢棚和混泥土棚；按形式分为矩形棚、梯形棚及拱形棚三种，其中拱形又分三心、半圆和圆弧等三种。锚杆：按材质有竹木锚杆、管缝式及螺纹钢等；