【文章內(nèi)容簡介】 定井口位置時要同時考慮地形條件、巖石性質(zhì)、礦井與地表水（河流、湖泊、水庫）的關(guān)系以及井口位置與通風(fēng)、運輸、排水、儲煤倉、輸配電之間的關(guān)系。第3節(jié) 井巷掘進巷道和硐室凈斷面，必須滿足行人、運輸、通風(fēng)、設(shè)備安裝、檢修和施工的需要。主要巷道從軌道算起，不低于2米。要滿足行人安全和運輸?shù)男枰?，巷邊兩?cè)和運輸設(shè)備最突出部分之間的距離。上述巷道斷面是運輸、行人安全需要的最小斷面，在設(shè)計掘進巷道斷面時要考慮適當(dāng)加大一些，加大量一般為5～10%。井巷掘進目前均采用鉆眼爆破法，其工序循環(huán)是：濕式打眼，裝藥，放炮，通風(fēng)，排水，裝運煤和巖，支護（臨時支架和永久性支架），輔軌等等。完成以上工序叫一個循環(huán)。按此循環(huán)開掘下去便形成了井巷。第4節(jié) 采煤方法簡介鎬落法、殘柱法、房柱法、滾幫法等。由于它的生產(chǎn)工藝落后，通風(fēng)不可靠，不安全，丟煤多等缺點，目前在全國煤礦都已廢除不用。但部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦中仍然采用，造成事故頻繁，災(zāi)害嚴(yán)重，應(yīng)該盡快用新式采煤法代替。一、鎬落式采煤法這種方法多用于厚煤層。當(dāng)采區(qū)上下掘進后，順走向沿煤層底板掘進平巷至采區(qū)邊界。然后用后退式回采巷道頂、幫之煤炭。頂煤可以從棚間、溜煤口直接裝入礦車，當(dāng)回采退至上山位置時，沿傾斜隔一定距離，再井底板平巷，繼續(xù)下一個循環(huán)的回采。還有沿煤層底板掘上山，掘透上平巷后，由上而下后退，實行高落式回采。這種方法的主要缺點是老塘通風(fēng)不可靠，易引起瓦斯爆炸。工人往往進入老塘扒煤，易造成事故而且丟煤多。二、殘柱式采煤法多用于薄及中厚煤層。井巷見到煤層后，沿煤層走向開掘運輸及回風(fēng)平巷，沿傾斜井上（下）山。將煤層切割成許多小方塊或長方塊煤柱，然后，從邊界后退，自上而下依法回采各煤柱。煤柱的大小，是根據(jù)煤層厚度、傾角及頂板好壞而定。一般是1010米或2015米。為了防止頂板垮落，這些小煤柱采一部分留一部分，回采率一般只有40～50%。它的主要缺點是回采率低，丟煤多；回采小煤柱時容易發(fā)生頂板事故。三、房柱式采煤法多用于傾斜煤層。沿煤層走向掘進運輸巷，從配風(fēng)巷，再由配風(fēng)巷沿傾斜掘上山及橫貫。利用擴大這些上山巷道達到采煤之目的。擴大的巷道就叫煤房。其寬度由頂板壓力大小和巖層好壞而定。兩煤房之間留一定寬度的煤柱，以支撐頂板。配水巷上方要留7～8米的安全煤柱，以維護巷道。這種采煤方法的主要缺點是：留煤柱多，回采率低，有時發(fā)生頂板大面積冒落，不安全。四、滾幫式采煤法它的巷道布置是自上山或斜井沿走向開掘運輸平巷和回風(fēng)巷到采區(qū)邊界后，自運輸平巷沿傾斜上山掘小上山至回風(fēng)平巷。將小山作為回采工作面，沿走向連續(xù)向前滾幫推進。滾幫式采煤開始，是自切眼內(nèi)，自下而上選擇，故架棚子打上點柱，摘掉采煤一側(cè)的棚腿，向前采煤巷寬即架設(shè)新棚。新棚的后部跨老巷。新棚架好后，摘除原來的支架，在新棚內(nèi)回收落頂煤，整個巷道采完為一個循環(huán)。如此沿走向連續(xù)推進。在同一井切眼內(nèi)，也可實行分段作業(yè)，各段實行邊采煤邊放頂。這種采煤方法可利用礦井全風(fēng)壓通風(fēng)，但工作面狹窄，邊采煤邊邊放頂，稍一冒頂就會堵塞通道，造成事故。綜合上述四種采煤方法，前三種采煤法，采煤時靠老塘回風(fēng)，通風(fēng)不良，容易造成瓦斯聚積；第四種采煤法回采工作面有進風(fēng)和回風(fēng)巷，靠全風(fēng)壓通風(fēng)，通風(fēng)穩(wěn)定，瓦斯大的礦井需要采用舊采煤方法時，最好采用此法。第5節(jié) 長壁式采煤法長壁式采煤法是先進的采煤方法。它具有通風(fēng)好、安全、回采率高、便于管理等優(yōu)點。在緩傾斜及傾斜的薄及中厚煤層中，采用沿走向推進的走向長壁采煤法；在傾角較小的緩傾斜煤層中，也可推進沿傾斜推進的傾斜長壁采煤法。它的長度根據(jù)礦井生產(chǎn)能力、設(shè)備及技術(shù)條件、管理水平等因素綜合考慮確定。長壁式采煤法與舊采煤方法相比優(yōu)點很多，概括起來有以下五個方面：長壁式采煤工作面有良好的工作空間，有上下兩上出口，安全可靠。有完整的通風(fēng)系統(tǒng)，可利用礦井全風(fēng)壓通風(fēng)，風(fēng)流穩(wěn)定，保證工作人員有足夠的新鮮風(fēng)流，并能及時吹散工作的有害氣體。便于實現(xiàn)機械化，充分利用運輸機械，可以大面積回采，工人生產(chǎn)率高。工作面除上下巷留少量煤柱外，其余全部回收，采區(qū)回采率可達到70～80%。，便于管理便于組織生產(chǎn)，實行正規(guī)循環(huán)作業(yè)，產(chǎn)量高又穩(wěn)定。第6節(jié) 礦井儲量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、礦井儲量礦井儲量指在劃定的井田范圍內(nèi)煤炭埋藏的數(shù)量，一般以萬噸為單位。它是由已被查明的煤層面積、煤的厚度、容重相乘而得。根據(jù)工業(yè)要求，按開采技術(shù)條件，以及礦井探明的程度，礦井儲量分類如下：也稱礦井儲量，又分為平衡表外儲量和平衡表內(nèi)儲量兩類。平衡表外儲量是指現(xiàn)階段不能滿足工業(yè)用途與開采技術(shù)的儲量。平衡表內(nèi)儲量是指井田范圍內(nèi)，在勘探程度、可采厚度以及煤質(zhì)指標(biāo)等方面，完全符合開采條件的儲量，即工業(yè)儲量。指平衡表內(nèi)A+B+C級儲量。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦工業(yè)儲量＝B+C+D級儲量。指可以采出的儲量，即工業(yè)儲量減去永久煤柱損失后乘以采區(qū)回采率。采風(fēng)回采率《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定厚煤層不小于75%，中厚煤層不小于80%，薄煤層不小于85%。二、礦井生產(chǎn)能力礦井生產(chǎn)能力即礦井每年能采出的煤的數(shù)量，一般以萬噸/年來表示。正規(guī)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日300天計算，每天三班作業(yè)，每天凈提升時間14小時。鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦生產(chǎn)能力往往按年工作日280天，每天兩班生產(chǎn)，每日凈提升時間10小時計算。確定礦井生產(chǎn)能力主要以以下幾個方面考慮：；；；；。三、礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限是指礦井達到設(shè)計能力后一起到礦井報廢時的年限。它與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。為什么一個礦井必須有一定有服務(wù)年限？；；；；；、老接替建設(shè)有計劃的安排。四、礦井儲量、生產(chǎn)能力和服務(wù)年限三者之間的關(guān)系I=ATk I=SHMRCI：礦井可采煤量；A：礦井生產(chǎn)能力；T:礦井服務(wù)年限；S:礦井走向長度；H:礦井傾斜的長度；M:可采煤層厚度；R:每m3煤層體積的重量（t/m3）。 C:。第六章 礦壓煤礦開采必然破壞原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，并導(dǎo)致應(yīng)力再分布，從而形成了應(yīng)力增設(shè)區(qū)與應(yīng)力降低區(qū)，支承壓力的形成將是采礦過程中形成一系列動力現(xiàn)象的根源。第一節(jié) 基本概念一、礦山壓力及礦壓顯象礦山壓力是礦山開采時引起的巖層壓力，一般解釋為：由于礦山開采活動的影響，在采掘巷道（工作面）圍巖中所形成的力。由于礦山壓力的作用，而表現(xiàn)出的有形象現(xiàn)象為礦壓顯象，主要表現(xiàn)有：引起巖體的變形、破壞、冒落及支撐體的變形、破壞與折損并會在巖體中產(chǎn)生一系列的現(xiàn)象。二、圍巖圍巖是頂?shù)装宓目偡Q，一般由以下幾種巖層組成：緊貼煤層之上，極易垮落的較薄巖層。位于偽頂或煤巖（無偽頂時）之上的一層或幾層相同或不同巖層。位于直接頂之上的巖層，由砂巖、石灰?guī)r、砂礫等堅硬巖石所組成。直接底位于開采層下面的巖層。三、原巖應(yīng)力場原巖應(yīng)力場主要是由于巖體自重引起的垂直應(yīng)力及由于地質(zhì)構(gòu)造運動而引起的構(gòu)造應(yīng)力所組成。四、礦壓控制凡是減輕、調(diào)節(jié)、改變和利用礦山壓力作用的方法均稱為礦壓控制。五、采煤工作面的初次來壓與周期來壓當(dāng)老頂懸露達到極限跨距時，老頂斷裂同時發(fā)生已破斷的巖塊回轉(zhuǎn)失穩(wěn)（變形失穩(wěn)），有時可能伴隨滑落失穩(wěn)，從而導(dǎo)致工作面頂板的急劇下沉，此時，工作面支架呈現(xiàn)受力普遍加大現(xiàn)象，即為老頂?shù)某醮蝸韷?。隨著采煤工作面推進，老頂在初次斷裂以后，裂隙帶巖層將始終經(jīng)歷“穩(wěn)定→失穩(wěn)→再穩(wěn)定”的變化，失穩(wěn)時會導(dǎo)致工作面頂板來壓，這種來壓是隨工作面的推進呈周期性出現(xiàn)，稱為周期來壓。第二節(jié) 常見冒頂事故及預(yù)防所謂冒頂，即支架不能支撐頂板壓力，頂板破碎垮落。一、掘進巷道冒頂事故與防治冒頂事故發(fā)生前的預(yù)兆：1．發(fā)出響聲。木支架會發(fā)生劈裂聲，接著出現(xiàn)折梁斷柱；金屬支柱的活柱急速下縮，發(fā)出很大響聲。2．掉渣。掉渣越多，說明頂板壓力越大。3．片幫煤增多，變松軟。4．頂板有裂隙并張開，裂縫增多。5．頂板出現(xiàn)離層。6．漏頂。7．頂板淋水增加。（一）巷道發(fā)生冒頂事故的原因巷道發(fā)生冒頂事故的原因大致包括自然地質(zhì)因素，如遇復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造：斷層、褶曲、頂板松軟、破碎等。其它：工程質(zhì)量因素、采掘工程影響、未嚴(yán)格執(zhí)行頂板安全制度等幾個方面：（1）巖層層理影響。（2）鑲嵌型圍巖結(jié)構(gòu)影響。（3）巖層節(jié)理裂隙及破碎帶影響。（4）地下水影響。（1）支架支設(shè)質(zhì)量差表現(xiàn)有：支架設(shè)在浮矸上、支架與圍巖間沒有背實等，可導(dǎo)致支架阻力不能及時發(fā)揮作用，使圍巖松動破壞圈擴大，容易發(fā)生巷道冒頂事故。（2）支架穩(wěn)定性較差表現(xiàn)有支架間連接不好，橫向穩(wěn)定性差尤其在傾斜巷道，易造成多架支架傾倒的大面積冒頂事故。（傾斜巷道內(nèi)一般有迎山角每6～8176。，有1176。迎山角。）（3）掘進打眼爆破參數(shù)掌握不好表現(xiàn)有炮眼角度不當(dāng)，或裝藥量過大，放炮時易崩倒支架，且使掘進作業(yè)面增大圍巖破壞圈范圍，易造成冒頂及片幫故事。（4）錨桿支護失效（5）工程質(zhì)量低劣掘進過程中，沒有嚴(yán)格按操作規(guī)程施工，工程質(zhì)量的檢查制度不嚴(yán)，發(fā)現(xiàn)問題不能及時處理，也是引發(fā)冒頂事故的原因。（1）巷道掘進時，圍巖內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力重新分布，頂板巖層受到不同程度的破壞。（2）當(dāng)兩巷道貫通時，在交叉點處懸露面積大，頂板破壞更加嚴(yán)重，極易造成冒頂事故。（3）在翻修、維護巷道時，由于圍巖內(nèi)應(yīng)力二次重新分布，造成頂板破碎范圍擴大，也易冒頂。主要表現(xiàn)有：（1）掘進過程中未及時進行頂板安全檢查。（2）沒有及時發(fā)現(xiàn)和處理掘進工作面圍巖表面的活石或傘檐。（3）對新懸露的頂板缺乏有效的支護或雖有而未認(rèn)真采用，造成工人在空頂下冒險作業(yè)。（二）巷道頂板事故的防治措施，不同巖性的頂板要采取不同的支架方式。巷道掘進施工的全過程要嚴(yán)格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程，堅持進行敲幫問頂，發(fā)現(xiàn)活巖和傘檐要及時處理。在選擇合理的支護技術(shù)嚴(yán)格按操作規(guī)程施工，是防治冒頂事故的主要措施。（1）檢查支架規(guī)格尺寸。支架的架型、形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)搭接等是否符合設(shè)計要求，支架間距、支架間連接是否符合作業(yè)規(guī)程要求。（2）提高支設(shè)質(zhì)量和保證支護阻力，嚴(yán)防支架支設(shè)在浮矸上，不見實底不能架設(shè)。（3）搞好支架與圍巖間的充填，支架與圍巖間的空間必須及時填嚴(yán)背實。（4）提高支架的穩(wěn)定性。（5）掘進后要及時支護。（6）加強錨桿支護的質(zhì)量檢查。巷道頂板事故大都是在空頂作業(yè)的情況下發(fā)生的，應(yīng)合理采用前探支護。二、采煤工作面頂板事故及預(yù)防采煤工作面頂板事故按力學(xué)原因分類，有壓垮型、漏冒型及推垮型三種?？煞譃槿悾海?）老頂來壓時的壓垮型冒頂； （2）厚層難垮，頂板大面積冒頂； （3）直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂?？煞譃槎悾海?）大面積漏垮型冒頂與機道上方； （2）放頂線附近及工作面兩端的局部漏冒。 可分為五類：（1）復(fù)合頂板推垮型冒頂； （2）金屬網(wǎng)下推垮型冒頂；（3）大塊孤立頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂；（4）沖擊推垮型冒頂；（5）老塘冒矸沖入采場的推垮型冒頂。 （一）老頂來壓時壓垮型冒頂預(yù)防措施，使支護具有足夠的支撐力和可縮量。（二）厚層難垮頂板大面積冒頂預(yù)防措施，如果煤柱上方頂板需要懸露大面積才垮落，則應(yīng)在煤柱之間的采空區(qū)內(nèi)用鉆孔爆破法強制放頂。，可采用超前工作面用鉆孔爆破法，高壓濕水預(yù)先松動或弱化頂板，在采空區(qū)用循環(huán)淺孔及步距式深孔法崩落頂板。 （三）直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂預(yù)防措施。，除應(yīng)縮小控頂距及加強放頂支柱的初撐強度外，應(yīng)采用絞車遠距離回柱。（四）大面積漏垮型冒頂預(yù)防措施，使工作面支護系統(tǒng)有足夠的支撐力和可縮性。、移輸送機等工序推倒支架，防止出現(xiàn)局部冒頂。（五）局部漏冒型冒頂?shù)闹饕A(yù)防措施。根據(jù)統(tǒng)計規(guī)律分析影響端面頂板冒落穩(wěn)定性指標(biāo)，對支護質(zhì)量與頂板動態(tài)進行監(jiān)測，使頂板在形成冒頂事故前消除其隱患。，要使支架處于良好的工作狀態(tài)，尤其應(yīng)避免頂梁過分抬頭或低頭，提高第一排支柱的初撐力，以減小直接頂?shù)南鲁亮?。，炮眼布置及裝藥量應(yīng)合理，避免煤崩倒支架。，避免煤壁片幫，一旦片幫應(yīng)超前支護，防止冒頂。，巷道與工作面出口相接的一側(cè)要架設(shè)一對長鋼梁抬棚，托住原巷道支架的梁頭，距工作面煤壁20m范圍的巷道必須加強支護。，必須采用遠距離回柱，必要時采用替柱法。（六）復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)念A(yù)防措施。第三節(jié) 沖擊地壓發(fā)生的機理及防治措施沖擊地壓是世界采礦業(yè)共同面臨的問題。沖擊地壓發(fā)生的主要原因是巖體應(yīng)力；一般隨深度增加而增加，由于煤巖力學(xué)性質(zhì)和賦存條件的不同，始發(fā)深度也不一樣，一般為200～500m。一、沖擊地壓現(xiàn)象沖擊地壓是煤巖體突然破壞的動力現(xiàn)象，是礦井巷道和采場周圍煤巖體由于變形能的釋放而產(chǎn)生以突然、急劇、猛烈破壞為特征的特殊的礦山壓力現(xiàn)象。二、煤礦沖擊地壓的主要特征發(fā)生前一般無明顯前兆頭，沖擊過程短暫，持續(xù)時間幾秒到幾十秒。一般表現(xiàn)為煤爆、淺部沖擊和深部沖擊，最常見的是煤層沖擊。往往造成煤壁片幫，有頂板下沉和底鼓，支架折損，巷道堵塞，人員傷亡。在自然地質(zhì)條件下，除褐煤以外的各種煤種都記錄到?jīng)_擊現(xiàn)象。三、沖擊地壓的防治措施。四、沖擊地壓的解危措施。第七章 礦山機電電力在煤礦生產(chǎn)中占有很重要的位置，隨著煤礦現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，電能在煤礦中起著愈來愈重要的作用，但是，電能使用和管理不當(dāng)，會引起一系列安全問題，如發(fā)生設(shè)備燒毀、人身觸電、電氣火花、電火花引起沼氣或煤塵爆炸等重大電氣事故。歷年來的事故統(tǒng)計資料表明，煤礦許多重大事故都是電氣原因引起的。因此，嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定使用和管理電氣設(shè)備，對確保煤礦安全生產(chǎn)是非常重要的。第1節(jié) 電的基本知識一、什么是電目前世界上人們公認(rèn)最適