井巷工程安全知识

井巷工程安全知识井巷工程安全知识 一一 井田开拓井田开拓 1 煤田划分为井田 在同一地质发展过程中形成的具有连续发育的含煤岩系 其分布有规律可循 基本连成一片的地区称为煤田 在煤层赋 存条件中 对煤田开发影响较大的是煤层的厚度和倾角 因此 常把煤层按厚度和倾角进行分类 煤田具有较大的范围和丰富的储量 有的面积达数百平方 公里 储量达数百亿吨 所含煤层达十几层 甚至几十层 因 此 必须把煤田划分为若干部分 每一部分由一个矿井开采 划分为一个矿井开采的那部分煤田 称为井田 2 井田的开拓方式 煤田划分成井田后 井田的范围一般还是很大的 走向长 度可达数千米到万余米 倾斜长度亦可达数千米 对这样大范 围的井田 在目前的技术条件下 必须再划分成适于开采的较 小部分 有计划 按顺序地进行回采 达到技术上和经济上都 比较合理的要求 3 矿井的开拓方式 根据进入煤层的井硐形式不同 矿井开拓方式分为斜井开 拓 立井开拓 平硐开拓和综合开拓 4 种 二二 井筒井筒 井筒是从地表开掘进入地下的工程 通常作运输煤炭的主 井 辅助运输 运输人员 材料 设备 矸石等 的副井或通风井 使用 井筒主要有立井 斜井和平硐 三三 主要开拓巷道主要开拓巷道 主要开拓巷道指为井田开拓而开掘的基本巷道 其中包括 井筒 井底车场 运输大巷 石门 总回风巷等 四四 井巷断面形状 尺寸的确定原则井巷断面形状 尺寸的确定原则 井巷断面的形状 主要由围岩性质 井巷服务年限和支护 材料来决定 1 井筒断面形状 尺寸的确定原则 立井井筒断面形状一般为圆形 早期开凿的立井井筒断面 采用矩形 椭圆形 目前已很少采用 斜井井筒断面有拱形 梯 形等 井筒断面尺寸的确定原则与其功能有关 布置生产需要的 提升设备 满足人员通行的要求 满足通风风量的要求 满足 敷设管线的要求 符合 煤矿安全规程 的要求 2 巷道断面形状及选用原则 我国煤矿井下使用的巷道断面形状有矩形 梯形 多角形 拱形 圆形 马蹄形 椭圆形等 巷道断面形状选用的原则 巷道围岩的地压大小和方向 也就是巷道所穿过围岩的性质 巷道的用途和服务年限 巷道 选用的材料和支护方式 巷道的掘进方式及岩层埋藏情况 3 巷道尺寸的确定原则 巷道断面越小稳定性相对越好 最终确定合理的断面大小 要兼顾施工技术 巷道的用途和断面利用率 煤矿中巷道的净 断面 应满足行人 运输 通风 设备安装检修以及施工的需 要 设计巷道断面尺寸 应首先确定巷道的净断面尺寸 并进 行风速和优化验算 最后 根据支架参数 道床参数 计算出 巷道的设计掘进断面尺寸 并按允许加大值 超控值 计算出巷 道的计算掘进断面尺寸 对于软岩巷道 深厚表土层以及受采 动影响的井筒 其断面形状与尺寸要特殊研究确定 五五 井巷施工程序和基本原则井巷施工程序和基本原则 井巷工程包括井筒 井底车场巷道及硐室 主要石门 运 输大巷 采区巷道及回风巷道等全部工程 这些工程中有一些 工程构成连锁工程项目 也可以称为矿井建设关键线路或主要 矛盾线 也就是决定矿井建设最短总工期的 只能按顺序施工 的路线 该线路上的各单位工程统称关键工程 其中包 括井筒 井底车场重车线 主要石门 运输大巷 采区车 场 采区上山 最后一个采区切割巷道或与风井贯通巷道 风 井等 六六 井巷掘进的主要施工方法井巷掘进的主要施工方法 井筒施工根据施式方法及地层赋存条件的不同 分为普通 凿井法与特殊凿井法 普通凿井法是在稳定或含水较少的地层 中采用钻眼爆破或其他常规手段凿井的方法 特殊凿井法是在 不稳定或含水量很大的地层中 采用非钻爆法的特殊技术与工 艺的凿井方法 通常采用的有冻结法凿井 钻井法凿井 注浆 凿井法 1 普通凿井法 1 钻眼爆破法破岩 在岩体上钻凿一定直径 一定深度及 数量的炮眼 并在其中装入炸药 靠炸药爆炸的力量破碎岩体 从而达到井巷掘进的目的 这种方法就叫做钻眼爆破法 它的 优点是操作简单 易于掌握 设备简单 安全可靠 可以根据 要求 在岩体中钻爆出不同形状 不同深度的井筒或巷道 2 爆破方法 根据炮眼深度与直径将钻爆法分为浅孔爆破 法 中深孔爆破法和深孔爆破法 炮眼直径小于 50mm 深度 小于 2m 时称为浅孔爆破 多用于井巷工程 炮眼直径小于 50mm 深度 2 4m 称为中深孔爆破 多用于井筒及大断面硐室 掘进 炮眼直径大于 50mm 深度大于 5m 则称为深孔爆破 主 要用于立井井筒及溜煤眼 大断面硐室的掘进以及露天开采的 台阶爆破 3 爆破设计 爆破是用炸药破碎岩体的作业 为达到预期 的爆破效果及作业安全应对爆破所用的炸药及岩体以及爆破方 式进行认真的设计 4 炸药和雷管 炸药一般有硝铵炸药 水胶炸药 硝化甘 油炸药和乳胶炸药 其中硝酸铵类炸药是我国煤矿最广泛使用 的工业炸药 经硝酸铵为主加有可燃剂或再加敏化剂 硝化甘油 除外 可用雷管起爆的称为混合炸药 该炸药的特点是氧平衡 接近于零 有毒气体产生量受到严格限制 硝铵炸药为粉状 用纸包装加工成圆柱形药卷 外涂一层石蜡防水 硝铵炸药的 贮存期为 4 6 个月 水胶炸药是 20 世纪 70 年代研制成功的新型炸药 是硝酸 甲胺的微小液滴分散在含有多孔物质 以硝酸盐为主的氧化剂 水溶液中 经调化 交联制成的凝胶状含水炸药 水胶炸药具 有抗水性 密度高 威力大 安全性好 生产工艺简单 使用 方便 改变了硝铵炸药的主要缺点 硝化甘油炸药是硝化甘油 被可燃剂和 或 氧化剂等吸收后组成的混合炸药 通称为胶质炸 药 其优点是威力高 耐水 可在水下爆破 密度大 具有可塑 性 爆炸稳定性高 缺点是会 老化 渗油 机械敏度高 生 产和使用安全度较差 价格昂贵 现已经很少使用 乳化炸药是通过乳化剂的作用 使以硝酸盐为主的氧化剂 水溶液微滴均匀地分散在含有气泡或多孔性物质的油相连续介 质中而形成的油包水型膏状含水炸药 在有瓦斯或煤尘爆炸危 险的煤矿井下工作面或工作地点应使用经主管部门批准 符合 煤矿安全规程 规定的煤矿许用炸药 雷管是爆破工程的主要起爆材料 它由外界能激发 能可 靠地引起其后的起爆材料或各种工业炸药爆炸 雷管有火雷管 与电雷管两种 由于煤矿井下存在易爆炸的瓦斯和煤尘 因此 煤矿井下禁止使用明火起爆 只能采用电能激发的电雷管 电雷管可以分成如下几种 激发后瞬时爆炸的称瞬发电雷 管 隔一定时间爆炸的称延期电雷管 按延期间隔时间不同 又可以分成秒延期雷管和毫秒延期雷管 延期电雷管是为了提 高爆破效果 加大自由面 使工作面各种炮眼的爆炸有一定的 先后顺序 此外 还有抗静电性能的雷管 称抗静电电雷管 2 特殊凿井法 特殊凿井法是当井筒 或巷道 穿过不稳定含水地层时 一般 是第四系地层和第三纪地层 用普通凿井法无法通过时采用的 特殊施工方法 通常指冻结法 钻井法 注浆法 曾经采用过 沉井法和混凝土帷幕法 因施工中经常出现故障目前在煤矿已 较少采用 七七 井巷支扩及维护井巷支扩及维护 井巷支护的目的是为了防止围岩破坏 因此 一般井巷掘 进出空间后 都要进行临时支护或永久支护 1 锚杆支护与锚喷支护 1 锚杆支护 掘进后即向巷道围岩钻孔 然后向孔中安装 锚杆 单独采用锚杆的支护 必要时也可安装锚索 如在大断面 巷道或硐室支护时 目的是使锚杆和锚索与围岩共同作用起支 护作用 锚杆支护的作用机理有多种 悬吊作用 组合梁作用 挤压连接和加固拱作用 松动圈支护理论等 2 锚喷支护 指联合使用锚杆和喷射混凝土或喷浆的支护 从广义上讲可以将除锚杆支护以外的其他与锚杆联合的支护都 纳入此范围 如喷浆支护 喷混凝土支护 锚网支护 锚喷网 支护 锚梁网 喷 支护以及锚索支护等 2 混凝土及钢筋混凝土支护 混凝土支护是用预制混凝土块或浇注混凝土砌筑的支架所 进行的支护 钢筋混凝土支护是用预制的钢筋混凝土构件或浇 注的钢筋混凝土砌筑的支架所进行的支护 是立井井筒及运输 大巷及井底车场主要支护方式 3 棚状支架 棚状支架根据材质不同可以分为木支架和金属支架 八八 井巷施工的常见事故及防治技术井巷施工的常见事故及防治技术 井巷施工期间常见的事故有 顶板冒落事故 主井施工的 悬吊与提升事故 水灾事故 火灾事故 瓦斯煤尘等事故 1 顶板冒落事故 巷道冒顶事故主要发生在掘进工作面 巷道开岔或贯通处 大断面硐室 破碎带等 2 立井的悬吊与提升事故 1 立井提升事故 建井过程曾发生过提升吊桶上提时井盖 门未打开而相撞以及吊桶下放到工作面未减速的蹲罐事故 吊 桶底部粘结杂物坠物入井筒事故 吊桶翻转使人员坠井事故等 这些事故均可造成重大人身事故 特别是提升机及其减速器的 主轴断轴事故更是要注意 提升设备的操作系统及保护装置如 不进行定期检修运行时超载 均可发生提升事故 因而要求完 善提升机的各项保护装置及信号装置 完善井口设施 加强对 吊桶与罐笼的检修 对提升钢丝绳要验收 检查 定期维护 2 立井悬吊事故 立井悬吊事故中比较危险的是吊盘翻盘 事故 其发生的原因可能是稳车提升不同步 也可能是提升罐 笼或吊桶与喇叭口的碰撞 吊盘翻转对吊盘与掘进工作面的人 和设备伤害极大 悬吊钢丝绳断裂 悬吊物品超载而造成跑车 悬吊的各种盘该封闭处未严格 管理而造成人员从封口盘 固定盘等处坠落也均可能发生人身 事故 因此 各种悬吊设备设计时必须符合 矿山井巷工程施工 与验收规范 平时要定期检查加强管理 3 水灾事故 井巷施工时 岩层中的地下水和与井下相通的地表水突然 大量涌入井下空间 均可能