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文档简介

1、.:.;矿山平安根本知识一、矿山地质平安知识 (一)矿物矿物是由地壳中化学元素经过地质作用构成的一种具有一定化学成分和物理特性的单质或化合物。自然界中矿物存在的形状有3种:固态,如石英、正长石、云母;液态,如水、自然汞;气态,如二氧化碳、硫化氢等。(二)岩石1岩石的物理力学性质岩石是在各种地质作用下,由一种或多种矿物有规律地组合成的矿物集合体。岩石的物理力学性质表如今其变形特性、强度特征、破坏方式三方面。2)岩石的强度特征岩石在外载荷的作用下,当应力到达某一极限时便发生破坏,这个极限就是岩石的强度极限。详细目的有:单向抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、三向抗压强度。3)岩石的破坏方式岩石的破坏方式

2、分为脆性破坏和塑性破坏两种。2煤层的顶底板岩石(1)顶板岩石。从采煤任务的角度,根据顶板岩层变形和垮塌的难易程度,可将煤层的顶板岩层分为伪顶、直接顶、根本顶(又称老顶)3种。(2)底板岩石。煤层的底板岩石可分为直接底及根本底(又称老底)两种。(三)地层地层系统是用来描画地层上下层之间空间关系的,国际上通常用的地层划分单位有界、系、统。地质时代是用来描画地层上下层之间时间关系的。在划分地层系统的根底上,将地壳的开展历史相对应地划分成假设干地质时代的单位,即代、纪、世。(四)地质构造堆积岩层(包括煤层)在构成时,普通都是程度或近程度的,在一定范围内是延续完好的。但后来由于遭到地壳运动的影响,使岩层

3、的形状和产状发生了变化。这种由地壳运动所引起的岩层变形和变位的结果叫构造变动。构造变动按其表现方式,主要可分为褶皱和断裂两类。这种由地壳运动而呵斥岩层空间形状的变化,称为地质构造。1岩层的产状要素为了阐明倾斜岩层的空间形状,常用产状要素来表示,即岩层的走向、倾向及倾角。2褶曲构造褶皱构造的根本单位叫褶曲。褶曲就是岩层的一个弯曲。(1)褶曲的根本形状:普通把褶曲的根本形状分成背斜和向斜两种。(2)褶曲的要素:褶曲要素包括核部、翼部、轴面、轴线、枢纽。(3)褶曲的分类:根据褶曲轴面的产状,分为直立褶曲、倾斜褶曲和倒转褶曲。3断裂构造岩层在外力或内力作用下,产生了机械破坏,使岩体丧失延续性和完好性,

4、不论发生位移与否,都称岩层产生了断裂。断裂后,两侧岩层假设没有发生显著位移,称为裂隙或节理;发生了显著的位移那么称断层。1)裂隙裂隙按成因可分为:原生裂隙、风化裂隙和构造裂隙。根据裂隙的产状和岩层的产状关系,可分为:走向裂隙、倾向裂隙和斜交裂隙。2)断层岩层沿断裂面发生显著位移的断裂构造,称为断层。(1)断层要素。为了描画断层的性质、位置和空间形状,我们给断层的各个部位以一定的称号,这些断层的根本组成部分叫断层要素。(2)断层的分类。根据断层上下盘相对挪动的方向,可分为:正断层、逆断层和平推断层。根据断层面的倾角,又把逆断层分为:冲断层(断层面倾角大于45)、逆掩断层(断层面倾角为4525之间

5、)和辗掩断层(断层面倾角在25以下)、根据断层走向与岩层走向关系,把断层又分为:走向断层、斜交断层。断裂构造发育的地域,经常是许多断层以某种组合方式出现,其中有:地堑和地垒、迭瓦状构造、阶梯状构造。(五)地下水5地下水的分类按地下水的埋藏条件分为潜水和承压水;按地下水含水层性质分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。岩溶发育必需具备的四个条件:要有可溶岩层、岩层因具有裂隙而透水、水必需有侵蚀性,水在岩层中应是流动的。6地下水的化学成分由于所含化学成分的不同,地下水表现了不同的化学性质。反映地下水化学性质的常用目的有水的总矿化度、氢离子浓度(pH值)、水的硬度。7矿井水的来源煤矿消费过程中,经常见地下水流人

6、或涌入巷道或任务面,这就是矿井水。矿井水来源有地表水、含水层水、老窑水和断层水。二、矿床勘探平安知识(一)矿井地质构造的物探方法我国矿井运用的物探方法主要有直流电法(电阻率法)、电磁频率测深法、无线电波透视法、地质雷达法,以及浅层地震勘探、瑞利波勘探方法等。这些方法分属于电法勘探与地震勘探两大领域。1电法勘探电法勘探是利用地壳中各种岩石、矿石电学性质间的差别来发现地质目的的。它是基于观测和研讨电场或电磁场空间和时间分布规律来勘查地质构造和寻觅有用矿产的一类勘探方法。按电磁场和时间特性,电法勘探可以划分为3类:直流电法、交流电法(电磁法),过渡过程法(脉冲瞬变场法)。2地震勘探地震勘探是地球物理

7、勘探中的一个重要领域,它是利用人工激发的弹性波(地震波)来探测大地,获取岩层地质信息以到达勘探的目的。地震勘探按照其观测空间和任务场所可以划分为地面地震勘探和地下地震勘探。孔中地震和矿井地震勘探都属地下地震勘探。按照地震波的类型,地震勘探又可划分为:体波勘探,如地面(也包括浅层)地震勘探;面波勘探,如瑞利波勘探;槽波勘探等。(二)高压空气枪、空压机、高压管路的平安运用及维护、气枪阵列、电缆、电缆尾标、扩展器的收放等操作中的平安要素高压空气枪、空压机、高压管路应定期进展平安检查,平安性能不合格的不得运用。电缆的绝缘和电阻必需满足规定要求,不允许带电进展检修和收放作业。执行义务前根据任务的性质和勘

8、探任务地点所处的自然环境条件不同制定相应的平安操作规程。必需由接受过专门培训的人员执行操作义务,任务中按照相应的压力设备或带电设备的平安操作要求执行。(三)震源危险品的平安运用、运输、存储和管理爆炸性震源的操作人员制止穿化纤服装;大雾、雷雨、傍晚条件下制止进展爆炸操作;爆炸危险区应有专人警戒;运用电雷管时电雷管本身和起爆回路的电阻以及起爆电流必需满足规定要求,杂散电流大于30mA、离高压电网较近的区域、受射频电影响较大的区域等不得运用电雷管;运用的少量爆破资料,炸药不超越100kg,雷管不超越200个,要储存在专门的房间内,指定专人保管。雷管要装箱加锁,与炸药分开存放,并隔开2m以上间隔 。运

9、输时制止雷管和炸药混装混运,应由专人押运。运输汽车应挂危险品标志,行驶速度不超越40kmh,能见度差时速度减半。存储时和运输途中应有适宜的包装,留意防震、防火、防潮。各种震源危险品运用前应根据勘探地点详细的施工环境条件制定详细的平安操作规程,由接受过专门培训的人员执行操作义务。(四)矿山勘探作业平安知识确定钻孔位置时,在保证地质要求的同时,思索施工平安和方便。避开洪水、泥石流、滑坡、滚石等要挟。钻塔与高压线坚持平安间隔 ,距10000V以上的高压线不小于50m,10000V以下的不小于30m。钻机机场地基必需平整、稳定,填方部分必需采取措施防止塌陷或滑动,钻塔底座填方部分不得超越塔基面积的14

10、。钻塔必需安设避雷安装、活开任务台必需安装牢靠,设置可靠的制动防坠安装。钻塔上下不能同时进展作业。机械传动部分应设防护栏或防护罩,机械运转时不得进展部件的装配和修缮。钻机机场应配备适当的消防设备。坑道钻探应按照井下作业的规定进展通风、排水、支护和照明。坑道钻探中能够揭露高水头的强含水层时,为防止涌水淹没坑道,应先安装固定的孔口管,提早预备好排水设备或堵水资料。坑道中严禁运用没有净化安装的内燃机械。水上钻探应备有救生、通讯设备,设置必要的栏杆以防止人员落水。探槽深度(最高一壁)不得超越3m,浅井深度不得超越20m,应根据地层性质和探槽、探井的深度正确选择支护方法。在松软或流沙层中掘进应采用沉箱超

11、前支护。勘探放射性矿床,主要坑道应尽量在矿脉外施工,如必需穿过矿体时应采用压入式通风。完成编录和采样后,应对矿体裸露面及时用粘土等覆盖,以防止氡气析出。接触粉尘、有毒物质、放射性物质的作业人员应有必要的个人防护配备,定期进展职业性安康检查。作业点粉尘浓度超越卫生规范的,每月至少测定2次。井下有毒作业点每月至少测定1次。放射性物质作业点每月至少测定3次,超越国家规定的,必需限期采取改良措施。三、井巷工程平安知识(一)井田开辟1煤田划分为井田在同一地质开展过程中构成的具有延续发育的含煤岩系,其分布有规律可循、根本连成一片的地域称为煤田。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

12、,常把煤层按厚度和倾角进展分类。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,必需把煤田划分为假设干部分,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井田的开辟方式煤田划分成井田后,井田的范围普通还是很大的,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,必需再划分成适于开采的较小部分,有方案、按顺序地进展回采,到达技术上和经济上都比较合理的要求。3矿井的开辟方式根据进入煤层的井硐方式不同,矿井开辟方式分为斜井开辟、立井开辟、平硐开辟和综合开辟4种。(二)井筒井筒是从

13、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、资料、设备、矸石等)的副井或通风井运用。井筒主要有立井、斜井和平硐。(三)主要开辟巷道主要开辟巷道指为井田开辟而开掘的根本巷道,其中包括井筒、井底车场、运输大巷、石门、总回风巷等。(四)井巷断面外形、尺寸确实定原那么井巷断面的外形,主要由围岩性质、井巷效力年限和支护资料来决议。1井筒断面外形、尺寸确实定原那么立井井筒断面外形普通为圆形,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。井筒断面尺寸确实定原那么与其功能有关。布置消费需求的提升设备、满足人员通行的要求、满足通风风量的要求、满足敷设

14、管线的要求、符合的要求。2巷道断面外形及选用原那么我国煤矿井下运用的巷道断面外形有矩形、梯形、多角形、拱形、圆形、马蹄形、椭圆形等。巷道断面外形选用的原那么: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;巷道的用途和效力年限;巷道选用的资料和支护方式;巷道的掘进方式及岩层埋藏情况。3巷道尺寸确实定原那么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求。设计巷道断面尺寸,应首先确定巷道的净断面尺寸,并进展风速和优化验算。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

15、,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,深沉表土层以及受采动影响的井筒,其断面外形与尺寸要特殊研讨确定。(五)井巷施工程序和根本原那么井巷工程包括井筒、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工程,也可以称为矿井建立关键线路或主要矛盾线,也就是决议矿井建立最短总工期的,只能按顺序施工的道路。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穿巷道、风井等。(六)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

16、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,从而到达井巷掘进的目的,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、平安可靠、可以根据要求,在岩体中钻爆出不同外形,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

17、法。炮眼直径小于50 mm,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那么称为深孔爆破,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,为到达预期的爆破效果及作业平安应对爆破所用的炸药及岩体以及爆破方式进展仔细的设计。(4)炸药和雷管。炸药普通有硝铵炸药、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运用的工业炸药。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

18、药的特点是氧平衡接近于零,有毒气体产生量遭到严厉限制。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。硝铵炸药的储存期为46个月。水胶炸药是20世纪70年代研制胜利的新型炸药,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,平安性好,消费工艺简单,运用方便,改动了硝铵炸药的主要缺陷。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。缺陷是会“老化、“渗油、机械敏度高、消费和运用平安度较差

19、、价钱昂贵,现曾经很少运用。乳化炸药是经过乳化剂的作用,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延续介质中而构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任务面或任务地点应运用经主管部门同意、符合规定的煤矿许用炸药。雷管是爆破工程的主要起爆资料,它由外界能激发,能可靠地引起其后的起爆资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,煤矿井下制止运用明火起爆,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

20、秒延期雷管。延期电雷管是为了提高爆破效果,加大自在面,使任务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,普通是第四系地层和第三纪地层,用普通凿井法无法经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,因施工中经常出现缺点目前在煤矿已较少采用。(七)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,普通井巷掘进出空间后,都要进展暂时支护或永久支护。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

21、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、挤压衔接和加固拱作用、松动圈支护实际等。(2)锚喷支护。指结合运用锚杆和放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结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展的支护。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展的支护,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

22、据材质不同可以分为木支架和金属支架。(八)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任务面、巷道开岔或贯穿处、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翻开而相撞以及吊桶下放到任务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。这些事故均可呵斥艰苦人身事故,特别是提升机及其减速器的主轴断轴事故更是要留意。提升设备的操作系统及维护安装如不进展定期检修运转时超载,均可发生提升事故。因

23、此要求完善提升机的各项维护安装及信号安装;完善井口设备,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,其发生的缘由能够是稳车提升不同步,也能够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任务面的人和设备损伤极大。悬吊钢丝绳断裂,悬吊物品超载而呵斥跑车,悬吊的各种盘该封锁处未严厉管理而呵斥人员从封口盘、固定盘等处坠落也均能够发生人身事故。因此,各种悬吊设备设计时必需符合“矿山井巷工程施工与验收规范,平常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忽然大量涌入井下空间,均能够发生水灾事

24、故。4火灾事故井巷施工期间的火灾事故根据火源不同可以分为外因火灾和内因火灾。违章运用明火、电气着火或机械摩擦产生电火花、瓦斯和煤尘爆炸均能够引发外因火灾;煤炭在常温下氧化而产生热量,能够导致煤炭自然发火,构成内因火灾。5瓦斯煤尘事故井巷施工的瓦斯煤尘事故普通能够在井筒揭开煤层时或掘进采区巷道时发生。为防止揭开煤层时的煤与瓦斯突出事故,应首先确认所建矿井能否存在这种危险,以便采取预防措施。四、矿山开采平安知识(一)采矿方法1采煤方法1)采煤方法分类采煤方法虽然种类较多,但归纳起来,根本上可以分为壁式和柱式两大体系。(1)壁式采煤法。根据煤层厚度不同,对于薄及中厚煤层,普通采用一次采全厚的单一长壁

25、采煤法;对于厚煤层,普通是将其分成假设干中等厚度的分层,采用分层长壁采煤法。按照回采任务面的推进方向与煤层走向的关系,又可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法两种类型。(2)柱式采煤法。柱式采煤法分为房式和房柱式。房式及房柱式采煤法的本质,是在煤层内开掘一些煤房,煤房与煤房之间以联络巷相通。回采在煤房中进展,煤柱可留下不采,或在煤房采完后,再回采煤柱,前者称为房式采煤法,后者称为房柱式采煤法,这两种采煤法在我国运用很少。2)缓倾斜及倾斜煤层单一长壁采煤法缓倾斜及倾斜煤层采用单一长壁采煤法的任务面,回采工艺主要有炮采、普采(高档普采)和综采3种类型。在选择任务面回采工艺方式时,应结合矿山地质条件、

26、设备供应情况、技术条件以及技术管理程度和采煤系统等一致思索。(1)炮采工艺。炮采任务面回采工艺包括:破煤、装煤、运煤、移置运输机、任务面支护和顶板管理六大工序。(2)普通机械化采煤工艺。普通机械化采煤是用浅截式滚筒采煤机落煤、装煤,利用可弯曲刮板保送机运煤,运用摩擦金属支柱(或单体液压支柱)和铰接顶梁组成的悬臂式支架支护。(3)综采任务面的回采工艺。综合机械化采煤是指采煤的全部消费过程,包括落煤、装煤、运煤、支护、顶板管理等全部采用机械化的。3)综合机械化放顶煤开采技术我国放顶煤开采主要是指长壁综合机械化放顶煤开采(以下简称综放开采)。综放开采的本质是沿煤层底部布置一个长壁任务面,用综合机械化

27、方式进展回采,同时充分利用矿山压力作用(特殊情况下辅以人工松动方法),使任务面上方的顶煤破碎,并在支架后方(或上方)放落,并把放出的煤用后部保送机运出任务面的一种开采方式。2金属矿采矿方法1)采矿方法分类采矿方法就是研讨矿块的开采方法,它包括采准、切割和回采三项任务,为了更好地回采矿石而在矿块中所进展的采准、切割和回采任务的总和,就称为采矿方法。目前采用的主要采矿方法有:空场采矿法、充填采矿法、崩落采矿法。2)空场采矿法空场采矿法在回采过程中,将矿块划分为矿房和矿柱,先采矿房,再采矿柱。运用空场采矿法的根本条件是矿石和围岩稳定,采空区在一定时间内允许有较大的暴露面积。其中运用较广泛的采矿方法有

28、:全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿法、分阶段矿房法和阶段矿房法。(1)全面采矿法。在薄和中厚的矿石和围岩均稳定的缓倾斜(倾角普通小于30)矿体中,运用全面采矿法。它的特点是:任务面沿矿体走向或倾向全面推进,在回采过程中将矿体中的夹石或贫矿留下,呈不规那么的矿柱以维护采空区,这些矿柱普通作永久损失,不进展回采。(2)房柱采矿法。用于开采程度或倾斜的矿体,在矿块或采空区矿房和矿柱交替而置,回采矿房时,留延续的或延续的规那么矿柱,以维护顶块岩石。它比全面采矿法适用范围广,不仅能回采薄矿体,而且可以回采厚和极厚矿体。矿石和围岩均为稳定的程度和缓倾斜矿体是这种采矿方法运用的根本条件。(3)留矿采矿法。工

29、人直接在矿房暴露面下的留矿堆上作业,自下而上分层回采,每次采下的矿石靠自重放出13左右,其他暂留在矿房中作为继续上采的任务台。矿房全部回采后,暂留在矿房中的矿石再行大量放出,即大量放矿。这种采矿方法适用于开采矿石和围岩稳定、矿石无自燃性,破碎后易再行结块的急倾斜矿床。(4)分阶段矿房法。按矿块的垂直方向,再划分为假设干分段,在每个分段程度布置矿房和矿柱,中分段采下的矿石分别从各分段的出矿巷道运出。分段矿房回采终了后,可立刻回采本分段的矿柱并同时处置采空区。(5)阶段矿房法。用深孔回采矿房的空场采矿法,根据落矿方式的不同又可分为程度深孔阶段矿房法和垂直深孔阶段矿房法。前者要求在矿房底部进展拉底,

30、后者除拉底外,还需在矿房的全高开出垂直切割槽。3)崩落采矿法崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法,即随着矿石崩落,强迫(或自然)崩落围岩充填采空区,以控制和管理地压。主要包括单层崩落法、分层崩落法、分段崩落法、阶段崩落法。(1)单层崩落法。主要用来开采顶板岩石不稳定、厚度普通小于3m的缓倾斜矿层。将阶段间矿层划分成矿块,矿块回采任务按矿体全厚沿走向推进。当回采任务面推进一定间隔 后,除保管回采任务所需的空间外,有方案地回收支柱并崩落采空区的顶板,用崩落顶板岩石充填采空区,以控制顶板压力。按任务面方式可分为长壁式崩落法、短壁式崩落法和进路式崩落法。(2)分层崩落法。按分层由上向下回采矿

31、块,每个分层矿石采出之后,上面覆盖的崩落岩石下移充填采矿区。分层回采是在人工顶板维护下进展的,人工顶板将矿石与崩落岩石隔开,从而保证了矿石损失和贫化的最小化。(3)有底柱分段崩落法。此法也称有底部构造的分段崩落法。主要特征是:第一,按分段逐个进展回采;第二,在每个分段下部设有出矿公用的底部构造,分段回采由上向下逐分段依次进展。又可分为程度深孔落矿有底柱分段崩落法与垂直深孔落矿有底柱分段崩落法。(4)无底柱分段崩落法。分段下部未设由公用出矿巷道所构成的底部构造,分段的凿岩、崩矿和出矿等任务均在回采巷道中进展。(5)阶段崩落法。回采高度等于阶段全高,可分为阶段强迫崩落法与阶段自然崩落法。阶段强迫崩

32、落法又可分为设有补偿空间的阶段强迫崩落法和延续回采的阶段强迫崩落法。4)充填采矿法随着回采任务面的推进,逐渐用充填料充填采空区的采矿方法。有时还用支架与充填料相配合,以维护采空区。充填采空区的目的,主要是利用所开成的充填体进展地压管理,以控制围岩崩落和地表下沉,并为回采发明平安和便利的条件。有时还用来预防自燃矿石的内因火灾。按矿块构造和回采任务面推进方向又可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。按采用的充填料和输出方式不同,又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法和胶结充填采矿法。(1)单层充填采矿法。适用于缓倾斜薄矿体中,用矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方

33、向一次按矿体全厚回采,随任务面的推进有方案地用水力或胶结充填采空区,以控制顶板。(2)上向程度分层充填采矿法。普通将矿块划分为矿房和矿柱,第一步回采矿房,第二步回采矿柱。回采矿房时,自下向上程度分层进展,随着任务面向上推进,逐层充填采空区,并留出继续上采的任务空间。充填体维护两面帮围岩,并作为上采的任务平台。崩落的矿石落在充填体的外表上,用机械方法将矿石运至溜井中。矿房架采到最上面分层时,进展接顶充填。矿柱那么在采完假设干矿房或全阶段采空后,再进展回采。矿房架采的充填方法,可用干式充填、水力充填或胶结充填。(3)上向倾斜分层充填采矿法。这种方法与上向程度分层充填法的区别是用倾斜分层回采,在采场

34、内矿石和充填料的搬运主要靠重力。这种方法只能用干式充填。(4)下向分层充填采矿法。用于开采矿石很不稳定或矿石和围岩均很不稳定,矿石档次很高或价值很高的有色金属或稀有金属矿体。这种采矿方法的本质是:从上往下分层回采和逐层充填,每一分层的回采任务是在上一分层人工假顶的维护下进展的。回采分层程度或与程度成410或1015倾斜角。倾斜分层主要是为了充填直接顶,同时也有利、于矿石搬运,但凿岩和支护作业不如程度分层方便。(5)分采充填采矿法。当矿脉厚度小于0304m时,只采矿石工人无法在其中任务,必需分别回采矿石和围岩,使其采空区到达允许任务的最小厚度(0809m),采下的矿石运出采场,而采掘的围岩充填采

35、空区,为继续上采发明条件,这种采矿法就为分采充填法。(6)方框支架充填采矿法。开采薄矿脉过去多采用横撑支柱或木棚支架采矿法,在矿体厚度较大、矿石和围岩极不稳定、矿体形状极其复杂、矿石贵重等条件下,这种采矿方法还是一种有效的采矿方法。5)采矿方法的选择选择采矿方法的根本要求是:平安、矿石贫化小、矿石回采率高、消费效率高、经济效益高、遵守有关法规要求。影响采矿方法选择的主要要素有,矿床地质条件、开采技术经济程度。(二)回采任务面矿山压力及其控制1回采任务面矿山压力的根本概念位于煤层上面的岩层称顶板,煤层下面的岩层为底板。顶底板岩层普通是由砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩、砂质页岩、黏土岩或石灰岩等组成。由

36、于岩性和厚度等不同,在回采过程中破裂、垮落的情况也不一样。在煤层没有开采之前,岩体处于平衡形状。当煤层开采后,构成了地下空间,破坏了岩体的原始应力,引起岩体应力重新分布,并不断延续到岩体内构成新的平衡为止。在应力重新分布过程中,使围岩产生变形、挪动、破坏,从而对任务面、巷道及围岩产生压力。通常把这种围岩挪动而产生的压力称为矿山压力。在矿山压力的大小与围岩的性质有关,为了保证平安消费,就必需了解任务面矿山压力的活动规律,以便采取控制措施。2任务面矿山压力显现的根本规律在矿山压力作用下所引起的一系列力学景象,如围岩变形、顶板下沉、岩体离层、破坏和冒落、煤体压酥、片帮和突出、支架受载、变形、折断以致

37、大规模岩层挪动、“板炮等景象,均称之为矿山压力显现。因此,矿山压力显现是矿山压力作用的结果和外部表现。3任务面的围岩分类与顶板支护方法(1)任务面围岩分类。直接顶稳定性分类,以直接顶初次垮落步距为根本目的,进展了直接顶稳定性分类。根据根本顶压力显现剧烈程度,将根本顶压力显现分为四级。底板抗压特性分类,为防止支架或支柱在任务面出现压入底板景象,应根据实测的底板允许极限载荷强度作为根本目的,底板抗压刚度作为辅助目的对任务面底板进展分类。(2)任务面顶板支护方式。回采任务面支架主要有单体摩擦式金属支柱、单体液压支柱和液压自移支架等几种,少数矿井也还运用木支柱。4矿山开采中由矿山压力引起的常见事故及其

38、预防2)冲击矿压的分析与预防(1)冲击矿压景象及其分类。根据原岩(煤)体应力形状不同,冲击矿压可分为3类:重力型冲击矿压、构造应力型冲击矿压、中间型或重力构外型冲击矿压。根据冲击的显现强度,可分为4类:弹射、矿震、弱冲击、强冲击。另一种分类是根据震级强度和抛出的煤量,可将冲击矿压分为三级:细微冲击(1级)、中等冲击(级)、剧烈冲击(级)。(2)冲击矿压的预测目的和方法。预测目的:弹性能指数WET、冲击能指数KE、动态破坏时间DT;预测方法:钻屑法、地音、微震监测法、工程地震探测法、综合测定法。(3)冲击矿压的防治措施。根据发生冲击矿压的成因和机理,防治措施的根本原理有两方面,一是降低应力(能量

39、)的集中程度;二是改动煤岩体的物理力学性能。五、矿山设备平安知识(一)井下电网电压等级煤矿井下电网与地面三相四线制电网不同,其电压等级有特殊的规定。规定,煤矿井下各级配电网络电压和各种电气设备的额定电压等级,应符合以下要求:高压,不超越10000V;低压,不超越1140V;照明、信号、和手持式电气设备的供电电压,不超越127V;远间隔 控制线路的额定电压,不超越36V。采区电气设备运用3300V供电时,必需制定专门的平安措施。(二)保证电气平安的根本要求1煤矿井下特殊的任务条件(1)矿井大气中有瓦斯和煤尘等爆炸性介质,在其含量到达一定量时,电气设备或电缆电线产生电火花时,就会发生熄灭或爆炸等恶

40、性事故。(2)井下巷道、机电硐室,经常有滴水、淋水、甚至大量涌水,空气相对湿度普通在90以上。而且由于矿山压力的影响,常会发生冒顶和片帮事故,电气设备特别是电缆,极易遭到砸、碰、挤、压而损坏。因此,容易发生人身触电事故。漏电火花或短路电弧等缺点电火花,是瓦斯、煤尘着火或爆炸等恶性事故的电火源。 (3)井下有些机电硐室和巷道的温度较高,电气设备散热条件较差。(4)采掘任务面的电气设备挪动频繁,且经常启动,用电设备的负荷变动较大。(5)井下发生全部停电事故时会呵斥诸如淹没矿井、瓦斯积聚、人员受困或窒息、甚至发生瓦斯或煤尘爆炸等恶性事故。2煤矿井下供电系统的根本要求(1)煤矿井下属于一类用户,停电会

41、呵斥人员伤亡和艰苦的消费损失。(2)煤矿井下供(配)电网不允许采用中性点接地任务方式,不允许井下配电变压器中性点直接接地,严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。(3)矿井电网短路容量,老矿井普通限制为50mVA;新建矿井不再作此限制(普通为100mVA或200mVA)。(4)矿井高压电网,必需限制单相接地电容电流,使之不超越20A。(三)维护接地电压在36V以上和由于绝缘损坏能够带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架,铠装电缆的钢带(或钢丝)、铅皮或屏蔽护套等必需有维护接地。主要有:维护接地网、主接地极、部分接地极、接地母线、衔接导线与接地导线。(四)井下电气设备的类型及选用

42、规定为了在煤矿井下平安运用电能,不论是低瓦斯矿井、高瓦斯矿井或有煤(岩)与瓦斯突出的矿井,均须采用矿用电气设备。矿用电气设备分为矿用普通型和矿用防爆型两类。1矿用普通型电气设备矿用普通型电气设备应符合GB121731990的规定。矿用普通型适用煤矿井下无瓦斯、煤尘爆炸危险场所或其他类似的地下工业消费部门。2矿用防爆型电气设备(1)爆炸危险场所所用电气设备的分类。类:煤矿用电气设备;类:除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。这些设备外壳的明显处都有在这种场所运用电气设备的特别标志“Ex。矿用防爆电气设备应符合GB38362 000爆炸性气体环境用电气设备系列规范。(2)矿用防爆型电气设备防爆型式及代号。隔爆型电气设备“d、增安型电气设备“e、本质平安型电气设备“i、正压型电气设备“p、充油型电气设备“o、充砂型电气设备“q、浇封型电气设备“m、无火花型电气设备“n、气密型电气设备“h、特殊型电气设备“s。(3)煤矿常用防爆电气设备的防爆标志。矿用隔爆型电气设备的防爆标志为Exd ;矿用本质平安型电气设备的防爆标志为Exib (或E

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