煤矿安全基础知识（一）

1、煤矿平安基础知识我国是世界上煤炭储量最丰富的国家之一，然而我国层赋 存条件多种多样，开采条件比拟复杂，不同区域的煤矿开采规 模、技术装备和开采方式存在较大差异。我国煤炭开采大局部为地下开采。采用地下开采时，要从 地面开凿通道（井筒）通至地下，再在地下开掘一系列巷道和 胴室进入煤体并布置开采场所，同时建立完善的开采、运输、 通风、排水、提升、动力、照明等系统，以构成一个完备的矿 井生产系统，再结合相应的法律法规，制定出妥善、合理的安 全管理措施，进而保证矿井平安、合理、经济的生产。第一节 概 述由于煤矿开采的对象是赋存于地下的煤层，受地质条件和 生产技术的限制和影响，一个矿井（一套生产系统）所能

2、开采 的煤层范围是有限的，往往难以开采整个煤田，在一个井田上 进行开采的煤矿一般叫矿井。在一个井田范围内，主要巷道的 总体布置极其有关参数确实定井田开拓。一、煤田开发煤田的范围差异较大，大的煤田面积可达数千平方千米, 储量可达数百亿吨。对于这样大的煤田，如果用一个矿井来开 采，无论从技术上、经济上和平安上都是不合理的。因此，在 开发一个煤田时，应将煤田划分成假设干较小的局部，由假设干矿 井进行开采。划归一个矿井开采的那局部煤田称为井田。有时 件下减少开拓工程量，尤其是初期建设工程量，节约基建投资, 加快矿井建设。(2)合理集中开拓部署，简化生产系统，防止生产分散， 做到合理集中生产。(3)合理

3、开发国家资源，减少煤炭损失。(4)必须贯彻执行煤矿平安生产的有关规定，要建立完 善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道 维护量，使主要巷道经常保持良好状态。(5)要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为 采用新技术、新工艺及开展采煤机械化，综合机械化、自动化 创造条件。(6)根据用户需要，应兼顾不同煤质、煤种的煤层分别 开采，以及其他有益矿物的综合开采。三、矿井巷道类别矿井开采需要在地下煤(岩)层中开凿大量的井巷和胴室, 这些井巷种类众多，实际生产中，常按巷道的空间特征和用途 来分类。(一)按巷道所处空间位置和形状分类矿井巷道按巷道所处空间位置和形状，可分为垂直巷道、 水平

4、巷道和倾斜巷道。.垂直巷道立井：指直接通达地面出口的垂直巷道，又称竖井。立井一般位于井田中部，担负全矿煤炭提升任务的为主立井，担负人员升降和材料、设备、肝石等辅助提升任务的为副立井。暗立井：指没有直接通达地面出口的垂直巷道，装有提升 设备，也有主暗立井、副暗立井之分。暗立井通常用做上下两 个水平之间的联系，即将下部水平的煤炭通过主暗立井提升到 上部水平，将上部水平中的材料、设备和人员等转运到下部水 平。溜井：指担负自上而下溜放煤炭任务的暗井。.倾斜巷道斜井：指有直接出口通达地面的倾斜巷道。担负全口径下 煤炭提升任务的斜井叫主斜井，担负矿井通风、行人、运料等 辅助提升任务的斜井叫副斜井。暗斜井：

5、指没有直接通达地面的出口，用做相邻上下水平 联系的倾斜巷道，其任务是将下部水平的煤炭运到上部水平, 将上部水平的材料、设备等运到下部水平。上山：指服务于一个采（盘）区的倾斜巷道，也称为采（盘） 区上山。上山用于开采其开采水平以上的煤层。按用途和装备, 可将上山分为输送机上山（或运输上山）、轨道上山、通风上 山、和行人上山等。输送机上山（或运输上山）内的煤炭运输 方向为由上下到水平大巷。下山：指由运输大巷向下，沿煤岩层开掘的为一个采（盘） 区服务的倾斜巷道，也称为采（盘）区下山。按用途和装备, 可将下山分为输送机下山（或运输下山）、轨道下山、通风下 山和行人下山等。.水平巷道平嗣：指有出口直接通

6、达地面的水平巷道。一般以一条主 平碉担负全矿运煤、排砰、材料设备运输、进风、排水、供电 和行人等任务，专作通风用的平胴称为通风平碉。石门：指与煤层走向垂直或斜交的水平岩石巷道。服务于 全阶段、一个采区、一个区段的石门，分别称为阶段石门、采 区石门、区段石门，用于运输的石门称为运输石门，用于通风 的石门称为通风石门。煤门：指开掘在煤层中并与煤层走向垂直或斜交的水平巷 道。煤门的长度取决于煤层的厚度，只有在厚煤层中才有必要 掘进煤门。平巷：指没有出口直接通达地面，沿煤层走向开掘的水平 巷道。开掘在岩层中的平巷叫岩石平巷，开掘在煤层中的平巷 叫煤层平巷。按用途，可将平巷分为运输平巷、通风平巷等; 按

7、服务范围，将服务全阶段、分段、区段的平巷分别称为阶段 平巷、分段平巷、区段平巷。（二）按巷道服务范围及其用途分类矿井巷道按巷道服务范围及其用途，可分为开拓巷道、准 备巷道和回采巷道。.开拓巷道为全矿井或一个开采水平服务的巷道叫开拓巷道。如井筒、井底车场、主要石门、阶段（水平）大巷、采区石门等井巷， 以及掘进这些巷道的辅助巷道都属于开拓巷道。.准备巷道为采区一个以上区段、分段服务的巷道叫准备巷道，属于 这类巷道的有采区上（下）山、区段集中巷、区段石门、采区 车场、采区变电所等。.回采巷道形成采煤工作面及为其服务的巷道叫回采巷道，属于这类 巷道的有采煤工作面的开切眼、区段运输平巷和区段回风平巷。开

8、拓巷道的作用在于形成新的或扩展原有的阶段或水平， 为构成矿井完整的生产系统奠定基础。准备巷道的作用在于准 备新的采区，以便构成采区的生产系统。回采巷道的作用在于 切割出新的采煤工作面进行生产，开拓、准备、回采是矿井生 产建设中紧密相连的3个程序，解决好三者之间关系，对保证 矿井生产的正常运行具有重要意义。四、矿井生产系统矿井生产系统是指在煤矿生产过程中的提升、运输、通风、 排水、行人、材料和设备运输、排肝、供电、供气、供水等巷 道线路及其设施，是矿井平安生产的基本前提和保证。每一个 矿井都必须按照有关规定和要求，建立平安、通畅、运行可靠、 能力充足的生产系统。矿井生产系统包括井下生产系统和地面

9、生产系统。(一)井下生产系统.运煤系统.通风系统.运料排肝系统.排水系统.动力供应系统动力供应系统包括井下电力供应系统和压缩空气供应系 统。(二)地面生产系统地面生产系统的主要任务是煤炭经过运输提升的地面后 的加工和外运，同时完成肝石排放、动力供给及材料、设备供 应对工作。地面生产系统通常包括地面提升系统、运输系统、 排肝系统、选煤系统和管道线路系统；止匕外，还有变电所、压 力风机房、锅炉房、机修厂、坑木加工厂、矿灯房、浴室及行 政福利大楼等专用建筑物。.地面生产系统类型(1)无加工设备的地面生产系统。这种生产系统适用于 原煤不需要进行加工的煤矿，原煤提升到地面以后，经由煤仓 或贮煤场直接装车

10、外运。(2)设有选砰设备的地面生产系统。这种生产系统适用于对原煤只要选去大块肝石的煤矿，或者生产焦煤的煤矿。(3)设有筛分厂的地面生产系统。这种生产系统适用于 生产动力煤和民用煤的煤矿，原煤提升到地面后，需要按照用 户对煤质与粒度的要求进行选砰和筛分，不同粒度的煤分别装 车外运。(4)设有筛选场的地面生产系统。这种生产系统适用于 产量较大，煤质符合洗选要求的矿井。.地面排砰运料系统矿井在建设和生产期间，由于掘进和采煤，需要使用或补 充大量的材料、更换或维修各种机电设备、排运大量的肝石出 矿井，所以要有完善的地面排肝运料系统。(1)砰石场的选址及类型。由于砰石易散发粉尘，或有 自然发火危险，一般

11、选择在工业场地，居民区的下风方向，有 利于堆放肝石的地点设置砰石场，尽量不占或少占良田。肝石不得堆放在水源上游和河床上。能自燃的砰石，不得 堆放在煤层露头、表土下10m以内有煤层的地面上，或采空 区可能塌陷而影响到井下的范围内。肝石场按照肝石的堆积形式可以平堆肝石场和高堆肝石 场两种。当地面工业场地及其附近地形起伏不平，且肝石无自 然发火危险时，可利用砰石将场地附近的洼地、山谷填平覆土 还田，这种堆放肝石的方式称为平堆砰石场。目前采用较广泛 的是高堆砰石场，这种肝石场堆积高度为2530m,砰石堆积 的自然坡角为4050度。（2）材料、设备的运输。矿井正常生产期间，需要及时 供应各种材料、设备，

12、维修各种机电设备。这些物料主要是经 副井上下，因此材料、设备的运输系统以副井为中心，一般由 副井井口至木材加工场、机修厂和材料库等都有运输窄轨铁路。 运往井下的材料、设备装在矿车或材料车上，由电机车牵引到 井口，再通过副井送到井下。井下待修的机电设备也装在矿车 或平板车上，由副井提升到地面，用电机车牵引送往机修厂。.地面管线系统为了保证矿井生产的需要，地面工业场地内还需设上下水 管道、热力管道、压缩空气管道、地下电缆、瓦斯抽放管路和 灌浆管路等。煤田不是很大，也可不划分井田。（一）煤田和矿区.煤田在地质历史开展的过程中，由含碳物质沉积形成的基本连 续的大面积含煤地带，称为煤田。我国煤炭资源丰富

13、，煤田有 大有小，大的煤田面积可达数百到数万平方千米，煤炭储量有 数亿吨甚至上千亿吨，如大同煤田、沁水煤田、鄂尔多斯煤田 等；小的煤田面积只有几千平方千米，我国南方有许多小煤田 即属于这种煤田。对于面积较大、资源储量较多的煤田，需要 将其进一步划分成适合于一个矿区（或一个矿井）来开采的假设 干个区域。.矿区由于行政或经济上的原因，往往将邻近几个井田划归一个 行政机构管理，这些邻近的井田合并起来称为矿区，即开发煤 田形成的社会区域。大的煤田往往被划分成几个矿区开发，面 积和储量较小的煤田可由一个矿区开发。.矿区开发根据煤炭储量、赋存条件、煤田市场需求量、投资环境等 情况。确定矿区规模，划分井田，

14、规划井田开采方式，规划矿 井或露天矿建设顺序，确定矿区附属企业的类别、数目、生产 规模、建设过程等，称为矿区开发。矿区所辖矿井的开发建设 应当按照先浅后深、先近后远、先易后难的原那么来确定，力求 先开发那些施工和生产条件比拟简单、投资较少、见效较快、 交通比拟方便、水电及器材供应也比拟容易解决的矿井，而把 条件复杂、投资大、见效慢的矿井留到后期开发。（二）煤田划分为井田的原那么井田划分是确定矿区建设规模与矿区布局的基础，也是合 理开发煤炭资源，取得稳定开展和经济效益的重要条件。对于 面积较大、储量丰富的煤田，必须根据国民经济的需求和技术 经济合理性，将煤田划分为假设干个较小局部，每一局部由一个

15、 矿井开采。煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和 边界，使煤田各局部都得到合理开发。因此，煤田划分为井田 应遵循有效几个原那么。.井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产 能力相适应对一个生产能力较大的矿井，尤其的机械化程度较高的现 代化大型矿井，应要求井田有足够的储量和合理的服务年限。 生产能力较小的矿井，储量可少些。矿井生产能力还要与煤层 赋存条件、开采技术装备条件相适应，并要为矿井开展留有余 地。随着开采技术的开展，根据当前技术水平划定井田范围, 可能满足不了矿井长远开展的要求。因此，井田范围可适当增 大，或在井田范围外留设备用区，暂不建井，以适应矿井将来 开展的需要。对于

16、煤层总厚度较大、开采条件较好、为加快矿 井建设和节约初期投资而建设的中小型矿井，更应如此。.保证矿井有合理的尺寸井田范围要与矿井生产能力相适应，为保证矿井有合理的 尺寸，要使井田有合理的走向长度。一般情况下，为便于合理 安排井下生产，井田走向长度应大于倾斜长度。如井田走向长 度过短，那么难以保证矿井各个开采水平有足够的储量和合理的 服务年限，造成矿井生产接替紧张；或者在井田走向长度较短 情况下为保证开采水平有足够的服务年限，使阶段（水平）高 度加大，将给矿井生产带来困难。井田走向长度过长，又会给 矿井通风、井下运输带来困难。因此，在矿井生产能力一定的 情况下，井田走向长度过长或过短，都将降低矿

17、井的经济效益。我国煤矿生产实践说明，井田走向长度应到达：小型矿井 不小于1.5KM,中型矿井不小于4KM，大型矿井不小于7.0KM, 特大型矿井可达10.015.0KMo.充分利用自然等条件划分井田例如，利用大断层作为井田边界，或在河流、国家铁路、 城镇等下面进行开采存在问题较多或不够经济、须留设平安煤 柱，可以此作为井田边界。这样，既降低了煤柱损失，又减少 了开采技术上的困难。在煤层倾斜角变化很大处，可以此作为井田边界，便于相 邻矿井采用不同的采煤方法和采掘机械，简化生产管理。其他 如大的褶曲构造也可作为井田边界。在地形复杂的地区，如地表为沟谷、丘陵、山岭的地区, 划定的井田范围和边界要便于

18、选择合理的井筒位置及布置工 业场地。对于煤层煤质、牌号变化较大的地区，如果需要，也 可考虑以不同煤质、牌号按区域划分井田。.合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系划分井田边界时，通常把煤层倾角不大、沿倾斜延展很宽 的煤田分成浅部和深部两局部。一般应先浅后深，先易后难, 分别开发建井，以节约初期投资，同时，也能防止浅、深矿井 形成复杂的压茬关系，给开采带来困难。浅部矿井井型及范围 比深部矿井下。如煤层赋存浅、层间距大、上下煤层开采无采 动影响，无加速矿区建设，也可在煤田浅局部煤组分别建井, 然后再在深部集中建井。当需增大开发强度，必须在浅、深部同时建井，或浅部己 有矿井开发需在深部另建新

19、井时，应考虑给浅部矿井的开展留 有余地，不使浅部矿井过早地报废。.可持续开展划分井田时，应充分考虑煤层赋存条件、技术开展等因素, 适当将井田划的大一些或者是为矿井留一个备用区，为矿井的 开展留有适当余地。（三）井田的再划分煤田划分为井田后，每个井田的范围仍然很大。井田的走 向长度可达数千米甚至数万米，倾斜程度可达数千米，井田的 储量可供开采数十年甚至数百年。为了有计划地按照一定的顺 序进行开采，需要将井田划分为假设干更小的局部。.井田划分为阶段和水平阶段：在井田范围内，沿着煤层的倾斜方向，按一定标高 把煤层划分为假设干个平行于走向的长条局部，每个长条局部具 有独立的生产系统，称为阶段。每个阶段

20、都有独立的运输和通 风系统。水平：上下两阶段分界的水平面，称为水平。一般而言，阶段与水平二者既有联系又有区别。其区别在 于阶段表示的是井田范围中的一局部，强调的是煤层开采范围 和储量；而水平是指布置在某一标高水平面上的巷道，强调的 是巷道布置。二者的联系是利用水平上的巷道去开采阶段内的 煤炭资源。井田内水平和阶段的开采顺序，一般是先采上部水 平和阶段，后采下部水平和阶段，这样做建井时间短、生产安 全条件好。.井田划分为盘区或带区开采倾角很小的近水平煤层，井田沿倾斜方向的高差很小, 很难将其划分成假设干以一定标高为界的阶段，那么可将井田直接 划为盘区或带区。通常沿煤层的延展方向布置大巷，在大巷两

21、 侧划分成具有独立生产系统的块段，这样的块段称为盘区或带 区。.井田划分为开采区域随着煤矿机械化和新技术、新方法、新设备的出现，我国 已经建设了许多大型和特大型矿井。由于矿井生产能力大、井 田范围广，辅助提升任务非常繁重，井下通风线路长，特别是 当瓦斯涌出量大时，矿井通风更加困难。为了解决矿井辅助提 升和通风问题，我国不少特大型矿井将井田划分为假设干具有独 立通风系统的开采区域。各开采区域具有独立近风、回风系统, 其内部可采用采区式、盘区式或带区式准备方式，并有自己的 辅助井筒，担负进风和回风任务，有时还担负辅助提升工作。 井下出煤那么由服务于全矿的主井集中提出。二、井筒开拓井田分为阶段或盘区

22、以后，即可以开始进行矿井建设。在 一个井田范围内，为了采煤，从地面向地下开掘一系列巷道进 入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力等生产系统， 称为井田开拓。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置 及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式，需要经 过对技术可行的多种开拓方案进行技术经济比拟后才能确定。（一）井田开拓方式分类由于具体的井田地质条件和开采技术条件有较大的差异, 井田开拓方式很多。.按井筒（胴）形式分类井田开拓按井筒（胴）形式可分为立井开拓、斜井开拓、 平嗣开拓、综合开拓，近年来，由于大型矿井的出现，还有多 井筒分区域开拓方式。其中，立井开拓是指主、副井均为立井 的开拓方式，斜井开拓是指主、副井均为斜井的开拓方式；平 胴开拓是指采用主平胴的开拓方式，综合开拓指采用立井、斜 井、平碉等任何两种以上的开拓方式作为主、副井的开拓方式， 多井筒分区域开拓是指大型井田划分为假设干相对独立的开采 区域并共用主井的开拓方式。.按开采水平数目分类井田开拓按开采水平数目可分为单水平开拓（井田内只设 一个开采水平）、多水平开拓（