第一章煤礦生產技術與安全常識
本章培訓要點：
了解煤礦生產技術知識；
第一節煤與煤層
一、煤的形成和分類
1．煤的形成
煤是由古代動植物的遺體變化而成的。在煤層中找到過儲存很完整的樹幹，不過這些樹幹已經變成亮晶晶的煤炭了。在煤層及頂、底板岩層中常見到植物的枝葉等化石。
2．煤的分類
煤的種類很多，性質差別很大。我國煤炭分類主要是以煤的揮發分、黏結性指數、膠質層厚度為依據，把煤分為14個大類29個小類。14個大類是褐煤、長焰煤、不黏煤、弱黏煤、1／2中黏煤、氣煤、氣肥煤、1／3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。
按照工業用途，煤又可分為以下三類：
(1)動力煤。動力煤主要是通過煤直接燃燒來利用其熱量。
(2)化工用煤。化工用煤多是對煤進行氣化和**煉焦時的副產品，僅從這種副產品中就可以提取幾十種化工原料，如醫藥、糖精、汽油、塑料、橡膠等，煤也是生產化肥的主要原料。
(3)煉焦煤。煉焦煤主要是把煤煉成焦炭，用焦炭冶煉鋼鐵。
二、煤層埋藏特徵
(一)煤層埋藏深度
煤層埋藏的深度深淺不一，最大埋藏深度可達2 km。隨著其深度的增加，礦山壓力、井下溫度、湧水量及瓦斯湧出量等都將增大，將加大開採技術的複雜性甚至無法開採。目前，我國煤礦井工開採深度已達千公尺以上。
(二)煤層層數
各煤田中的煤層層數不盡相同，少的只有一層或幾層，多的可達十幾層到幾十層。相鄰兩煤層之間的距離從幾十厘公尺到數百公尺不等。相鄰兩煤層之間的距離通常稱為煤層的層間距。
(三)煤層的形態與結構
1．煤層的形態
煤層通常是層狀的，層位有明顯的連續性，厚度也比較均勻，但由於受到沉積條件及地殼運動的影響，煤層的形態發生了大的變化。
煤層形態，是指煤層賦存的空間幾何形態。根據煤層在一定範圍內連續成層的程度和可採情況，可將煤層分為層狀、似層狀和不規則狀三種型別。層狀煤層在乙個井田範圍內是連續的，其厚度變化不大；似層狀煤層層位比較穩定，不完全連續或大致連續，其厚度變化較大，無一定的規律性，有藕節狀、串珠狀、瓜藤狀煤層；不規則狀煤層層位不穩定，基本不連續，分叉、尖滅現象普遍，煤層厚度變化大，無規律可循。
2．煤層的結構
煤層中含岩石夾層的情況稱為煤層結構。根據煤層中有無矸石層存在，將煤層結構分為簡單結構和複雜結構兩種。簡單結構，是指煤層中不含矸石層或區域性含不穩定的矸石；複雜結構，是指煤層中含一層或多層矸石層。
煤層結構對礦井生產和原煤煤質有影響：含矸石層數較多的煤層不利於使用機組開採；矸石層厚度超過一定限度需要分層開採；矸石層的存在會增加原煤灰分，降低原煤質量。
(四)煤層厚度
煤層頂、底板之間的垂直距離，稱為煤層的厚度。根據煤層結構不同，煤層厚度分為總厚度、有益厚度和可採厚度。煤層厚度相差很大，是影響採煤方法的主要因素之一。
總厚度是指煤層頂、底板間各分煤層厚度和各夾石層厚度的總和；有益厚度是指煤層頂、底板間各分煤層厚度的總和；可採厚度是指達到國家規定的最低可採厚度以上的煤層厚度或煤分層厚度之和。
根據煤層厚度對開採技術的影響，將煤層分為以下三類：
①薄煤層，是指厚度為1．3 m以下的煤層。
②中厚煤層，是指厚度為1．3～3．5 m的煤層。
③厚煤層，是指厚度大於3．5 m的煤層。
在煤礦生產中，習慣上將厚度大於6 m的煤層稱為特厚煤層。
(五)煤(巖)層產狀
煤(巖)層在空間的產出狀態，稱為煤(巖)層產狀。傾斜煤層的產狀，可以用煤層面的走向、傾向、傾角三個要素的數值表示，稱為煤層的產狀要素。
(1)走向。傾斜煤(巖)層層面與水平面的交線為走向線，稱為走向。走向線是煤層面上的一條水平線，它的兩端延伸方向為煤層的走向，走向線表示煤層在水平面上的延展方向。
(2)傾向。在煤層層面上，與走向線垂直並沿層面傾斜向下引出的直線稱為傾斜線，傾斜線在水平面上的投影線所指煤層傾斜一側的方向為煤層的傾向。
(3)傾角。傾角是指煤層面和水平面之間的夾角。
煤層傾角對採煤方法的選擇影響極大。一般來講，傾角越小，開採越容易；傾角越大，開採越困難。
根據煤層傾角對開採技術的影響，煤層分為以下四類：
1 近水平煤層，是指傾角在8°以下的煤層。
2 緩傾斜煤層，是指傾角為8°一25°的煤層。
3 傾斜煤層，是指傾角為25°～45°的煤層。
④急傾斜煤層，是指傾角在45 °以上的煤層。
(六)煤層頂板與底板
煤多以層狀的形態賦存於地下，並與上、下岩層有明顯的分介面。位於上、下兩個介面之間的煤及其間所夾的矸石層稱為煤層；賦存在層之上的鄰近岩層稱為煤層的頂板；賦存在煤層之下的鄰近岩層稱為煤層的底板。
1．煤層的頂板
根據頂板在煤層開採中垮落的難易程度及其與煤層的相對位置，將頂板分為老頂、直接頂和偽頂三種型別。
(1)偽頂。偽頂是指直接位於煤層之上的較薄岩層，極易破碎，隨採隨落。通常為碳質頁岩、頁岩等，厚度一般在0.5 m以下。
(2)直接頂。直接頂是指位於偽頂之上或直接位於煤層之上(煤沒有偽頂時)的一層或幾層岩層。通常由砂質頁岩、泥岩、粉砂岩等較容易垮落的岩層組成。
直接頂在煤層採動後隨支柱**或移架而自行垮落，有時需要人工放頂。
(3)基本頂。基本頂俗稱老頂，是指位於直接頂或直接位於煤層之上、難以垮落的厚而堅硬的岩層。通常由堅硬的砂岩、礫岩和石灰岩等岩層組成。
2．煤層的底板
根據煤層底板性質、煤層底板與煤層的位置關係，把煤層底板分為直接底和基本底，
(1)直接底。直接底是指直接位於煤層之下，強度較低的岩層。通常由泥岩、碳質頁岩和黏土巖等組成。
(2)基本底。基本底是指位於直接底或直接位於煤層之下，由較硬的砂岩、石灰岩等組成的岩層。
第二節礦井開拓
一、井田與礦區
一般將乙個煤田劃歸若干個煤礦進行開採。劃歸乙個煤礦開採的範圍稱為井田，在乙個井田內進行開採的煤礦一般稱為礦井。由於行政或經濟上的原因，往往將鄰近幾個井田劃歸為乙個行政機構管理，而將這鄰近的井田合起來稱為礦區。
煤田劃分成井田後，可以布置一套完全獨立的生產系統，但這套生產系統仍不可能把整個井田內的煤全採出來，還需要有計畫、有步驟地開採。這就需要把井田進一步劃分成若干宜於開採的較小部分。
對每乙個較小部分還可以根據情況再進一步劃分為更小的區域，直到能滿足開採工藝要求為止。這個工作稱為井田再劃分。
我國煤礦大部分為地下開採。煤礦採用地下開採時，要從地面開鑿通道(井筒)通至地下，在地下開掘一系列巷道和硐室進入煤體。在井田範圍內，由地表進入煤層為開採水平服務所進行的井巷布置和開拓工程，稱為礦井開拓或井田開拓。
二、礦井巷道
礦井巷道包括井筒、平硐和井下的各種巷道，是礦井建立生產系統，進行生產活動的基礎條件。
1、按巷道空間特徵分類
礦井巷道按傾角不同可分為垂直巷道、傾斜巷道和水平巷道三大類。
(1) 垂直巷道。垂直巷道的中心線與水平面垂直，如立井、暗立井、溜井。
(2) 水平巷道。水平巷道的中心線與水平面大致平行，如平硐、石門、平巷等。
(3) 傾斜巷道。傾斜巷道的中心線與水平面既不平行也不垂直，而是成一定角度，如斜井、上下山。
2.按巷道服務範圍分類
（1）開拓巷道。開拓巷道是指為為全礦井服務，或者為乙個及乙個以上階段服務的巷道，主要有主副立井(或斜井)、平硐、井底車場、主要運輸及回風石門、運輸大巷及回風大巷等。
(2)準備巷道。準備巷道是指為乙個採區或者為兩個和兩個以上均採煤工作面服務的巷道，主要有採區車場、採區煤倉、採區上山(或下山)、採區石門等。
(3)回採巷道。回採巷道是指只為乙個採煤工作面服務的巷道，主要有工作面運輸巷、工作面回風巷、開切眼等。
三、礦井開拓方式
礦井開拓巷道在井田內的總體布置方式稱為礦井開拓方式，由這些井巷構成的生產系統稱為礦井開拓系統。礦井開拓的主要內容包括：井筒的形式、數目和位置，開採水平的數目及布置等。
由於井田範圍煤層賦存狀態以及地質構造等條件各不相同，礦井開拓方式也不相通。通常按井筒形式的不同，將礦井開拓方式分為立井開拓、斜井開拓、平硐開拓和綜合開拓四種型別；按井田內布置的開採水平數日不同，將礦井開拓方式分為單水平開拓和多水平開拓。
1．立井開拓
立井開拓，是指用垂直巷道由地面進入地下，並通過一系列巷道進入礦體的開拓方式。當煤系地層上部的表土層厚度較大或煤層埋藏深度較大時，一般採用立井開拓。立井開拓根據服務水平的數目，又可分為立井多水平開拓與立井單水平開拓。
2．斜並開拓
斜井開拓，是指利用傾斜巷道由地表進入地下，並通過一系列巷道通達煤層的開拓方式。隨著強力帶式輸送機的出現，這種開拓方式的適用範圍正在逐步擴大。
根據井田內水平的設定、階段內準備方式以及井筒位置的不同，斜井開拓可分為斜井多水平分割槽式開拓、斜井多水平片盤式開拓和斜井單水平傾斜分段式開拓。
3．平硐開拓
平硐開拓，是指利用水平巷道由地面進入煤層進行開拓的方式。
平硐的布置取決於地形條件與煤層賦存狀態，平硐沿煤層走向方向掘進稱為走向平硐，與走向斜交（或垂直）的稱為斜交（或垂直）平硐。如果地形條件允許，也可以在不同的高度開掘平硐，設定多個水平，稱之為階梯平硐。
4、綜合開拓
用兩種或兩種以上的基本井硐形式（立井、斜井、平硐）綜合開拓井田稱為綜合開拓。根據不同的地質與生產技術條件，綜合開拓可以有平硐—斜井、立井—斜井、立井—平硐和立井——斜井——平硐等形式。
第二章採煤系統的安全檢查
本章培訓要點：
·熟練掌握採區巷道、裝置、設施安全檢查方法；
·熟練掌握綜採工作面安全檢查方法；
·熟練掌握特殊開採條件下工作面現場安全檢查方法。
在煤礦生產過程中，各類事故多集中發生在採煤系統區域，並以頂板事故最為突出。因此，採煤作業是煤礦安全檢查工作的重點之一。
第一節採區及輔助系統的安全檢查
一、採區系統的安全檢查
採區系統安全檢查的重點：一是檢查採區系統是否完備、安全可靠；二是檢查採區設計、作業規程、採掘銜接關係，以及相應的生產技術資料是否符合有關規定。
採區系統安全檢查的具體內容包括五個方面。
1．生產技術資料的檢查
(1)檢查採區地質資料是否齊全。例如，應掌握適合於採煤工作面布置的煤層賦存，煤質硬度，煤層傾角，夾石、斷層構造，頂、底板岩性，水文地質，瓦斯湧出量等地質情況，以及相應的等高線圖、等厚線圖、地質構造剖面圖和煤層柱狀圖。
(2)檢查採區是否有規範的採掘工程平面圖、工作面銜接方案。
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