【文章內(nèi)容簡介】 填采礦法 、上向分層充填采礦法、下向分層充填采礦法和分采充填采礦法。按采用的充填料和輸出方式不同，又可分為干式充填采礦法、水力充填采礦法和膠結(jié)充填采礦法。 （ 1） 單層充填采礦法。適用于緩傾斜薄礦體中，用礦塊傾斜全長的壁式回采面沿走向方向一次按礦體全厚回采，隨工作面的推進有計劃地用水力或膠結(jié)充填采空區(qū)，以控制頂板。 （ 2） 上向水平分層充填采礦法。一般將礦塊劃分為礦房和礦柱，第一步回采礦房，第二步回采礦柱?；夭傻V房時，自下向上水平分層進行，隨著工作面向上推進，逐層充填采空區(qū)，并留出繼續(xù)上采的工作空間。充填 體維護兩面幫圍巖，并作為上采的工作平臺。崩落的礦石落在充填體的表面上，用機械方法將礦石運至溜井中。礦房架采到最上面分層時，進行接頂充填。礦柱則在采完若干礦房或全階段采空后，再進行回采。礦房架采的充填方法，可用干式充填、水力充填或膠結(jié)充填。 （ 3） 上向傾斜分層充填采礦法。這種方法與上向水平分層充填法的區(qū)別是用傾斜分層回采，在采場內(nèi)礦石和充填料的搬運主要靠重力。這種方法只能用干式充填。 （ 4） 下向分層充填采礦法。用于開采礦石很不穩(wěn)固或礦石和圍巖均很不穩(wěn)固，礦石品位很高或價值很高的有色金屬或稀有金 屬礦體。這種采礦方法的實質(zhì)是：從上往下分層回采和逐層充填，每一分層的回采工作是在上一分層人工假頂?shù)谋Ｗo下進行的?；夭煞謱铀交蚺c水平成 4176。 ~10176?；?10176。 ~15176。傾斜角。傾斜分層主要是為了充填直接頂，同時也有利、于礦石搬運，但鑿巖和支護作業(yè)不如水平分層方便。 （ 5） 分采充填采礦法。當(dāng)?shù)V脈厚度小于 ~ m時，只采礦石工人無法在其中工作，必須分別回采礦石和圍巖，使其采空區(qū)達到允許工作的最 小厚度 （ ~ m） ，采下的礦石運出采場，而采掘的圍巖充填采空區(qū)，為繼續(xù)上采創(chuàng)造條件，這種采礦法就為 分采充填法。 （ 6） 方框支架充填采礦法。開采薄礦脈過去多采用橫撐支柱或木棚支架采礦法，在礦體厚度較大、礦石和圍巖極不穩(wěn)固、礦體形態(tài)極其復(fù)雜、礦石貴重等條件下，這種采礦方法還是一種有效的采礦方法。 5） 采礦方法的選擇 選擇采礦方法的基本要求是：安全、礦石貧化小、礦石回采率高、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟效益高、遵守有關(guān)法規(guī)要求。 影響采礦方法選擇的主要因素有，礦床地質(zhì)條件、開采技術(shù)經(jīng)濟水平。 （ 二 ） 回采工作面礦山壓力及其控制 1．回采工作面礦山壓力的基本概念 位于煤層上面的巖 層稱頂板，煤層下面的巖層為底板。頂?shù)装鍘r層一般是由砂巖、粉砂巖、泥巖、頁巖、砂質(zhì)頁巖、黏土巖或石灰?guī)r等組成。由于巖性和厚度等不同，在回采過程中破裂、垮落的情況也不一樣。 在煤層沒有開采之前，巖體處于平衡狀態(tài)。當(dāng)煤層開采后，形成了地下空間，破壞了巖體的原始應(yīng)力，引起巖體應(yīng)力重新分布，并一直延續(xù)到巖體內(nèi)形成新的平衡為止。在應(yīng)力重新分布過程中，使圍巖產(chǎn)生變形、移動、破壞，從而對工作面、巷道及圍巖產(chǎn)生壓力。通常把這種圍巖移動而產(chǎn)生的壓力稱為礦山壓力。 在礦山壓力的大小與圍巖的性質(zhì)有關(guān)，為了保證安全生 產(chǎn)， 就必須了解 工作面礦山壓力的活動規(guī)律，以便采取控制措施。 2．工作面礦山壓力顯現(xiàn)的基本規(guī)律 在礦山壓力作用下所引起的一系列力學(xué)現(xiàn)象，如圍巖變形、頂板下沉、巖體離層、破壞和冒落、煤體壓酥、片幫和突出、支架受載、變形、折斷以至大規(guī)模巖層移動、“板炮”等現(xiàn)象，均稱之為礦山壓力顯現(xiàn)。因此，礦山壓力顯現(xiàn)是礦山壓力作用的結(jié)果和外部表現(xiàn)。 3．工作面的圍巖分類與頂板支護方法 （ 1） 工作面圍巖分類。直接頂穩(wěn)定性分類，以直接頂初次垮落步距為基本指標，進行了直接頂穩(wěn)定性分類。根據(jù)基本頂壓力顯現(xiàn) 強烈程度，將基本頂壓力顯現(xiàn)分為四級。 底板抗壓特性分類，為避免支架或支柱在工作面出現(xiàn)壓 入 底板現(xiàn)象，應(yīng) 根據(jù)實測的底板容許極限載荷強度作為基本指標，底板抗壓剛度作為輔助指標對工作面底板進行分類。 （ 2） 工作面頂板支護方式?；夭晒ぷ髅嬷Ъ苤饕袉误w摩擦式金屬支柱、單體液壓支柱和液壓自移支架等幾種，少數(shù)礦井也還使用木支柱。 4．礦山開采中由礦山壓力引起的常見事故及其預(yù)防 1） 常見頂板事故的分析與預(yù)防 回采工作面常見頂板事故是冒頂事故。按一次冒落的頂板范圍及傷亡人數(shù)多少，一般可分為局部冒頂和大面積切頂事故兩大類。 （ 1） 頂板事故的原因及防治； （ 2） 壓垮型冒頂?shù)脑蚣胺乐危? （ 3） 復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)脑蚣胺乐危? （ 4） 金屬網(wǎng)下推垮型冒頂?shù)脑蚣胺乐危? （ 5） 漏垮型冒頂?shù)脑蚣胺乐危? （ 6） 沖擊推垮型 （ 砸垮型 ） 冒頂?shù)脑蚣胺乐巍? 2） 沖擊礦壓的分析與預(yù)防 （ 1） 沖擊礦壓現(xiàn)象及其分類。根據(jù)原巖 （ 煤 ） 體應(yīng)力狀態(tài)不同，沖擊礦壓可分為 3類：重力型沖擊礦壓、構(gòu)造應(yīng)力型沖擊礦壓、中間型或重力 — 構(gòu)造型沖擊礦壓。 根據(jù)沖擊的 顯現(xiàn)強度，可分為 4 類：彈射、礦震、弱沖擊、強沖擊。 另一種分類是根據(jù)震級強度和拋出的煤量，可將沖擊礦壓分為三級：輕微沖擊 （ 1級 ） 、中等沖擊 （ Ⅱ級 ） 、強烈沖擊 （ m 級 ） 。 （ 2） 沖擊礦壓的預(yù)測指標和方法。預(yù)測指標：彈性能指數(shù) WET、沖擊能指數(shù) KE、動態(tài)破壞時間 DT；預(yù)測方法：鉆屑法、地音、微震監(jiān)測法、工程地震探測法、綜合測定法。 （ 3） 沖擊礦壓的防治措施。根據(jù)發(fā)生沖擊礦壓的成因和機理，防治措施的基本原理有兩方面，一是降低應(yīng)力 （ 能量 ） 的集中程度；二是改變煤巖體的物理力學(xué)性能。 五、礦山設(shè)備 安全知識 （ 一 ） 井下電網(wǎng)電壓等級 煤礦井下電網(wǎng)與地面三相四線制電網(wǎng)不同，其電壓等級有特殊的規(guī)定。 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤礦井下各級配電網(wǎng)絡(luò)電壓和各種電氣設(shè)備的額定電壓等級，應(yīng)符合下列要求：高壓，不超過 10 000V；低壓，不超過 1 140V；照明、信號、電話和手持式電氣設(shè)備的供電電壓，不超過 127 V；遠距離控制線路的額定電壓，不超過 36V。采區(qū)電氣設(shè)備使用 3300V供電時，必須制定專門的安全措施。 （ 二 ） 保證電氣安全的基本要求 1．煤礦井下特殊的工作條件 （ 1） 礦井大氣中有瓦斯和煤 塵等爆炸性介質(zhì)，在其含量達到一定量時，電氣設(shè)備或電纜電線產(chǎn)生電火花時，就會發(fā)生燃燒或爆炸等惡性事故。 （ 2） 井下巷道、機電硐室，經(jīng)常有滴水、淋水、甚至大量涌水，空氣相對濕度一般在90％以上。而且由于礦山壓力的影響，常會發(fā)生冒頂和片幫事故，電氣設(shè)備特別是電纜，極易受到砸、碰、擠、壓而損壞。因此，容易發(fā)生人身觸電事故。漏電火花或短路電弧等故障電火花，是瓦斯、煤塵著火或爆炸等惡性事故的電火源。 （ 3） 井下有些機電硐室和巷道的溫度較高，電氣設(shè)備散熱條件較差。 （ 4） 采掘工作面的電氣設(shè)備移動頻 繁，且經(jīng)常啟動，用電設(shè)備的負荷變動較大。 （ 5） 井下發(fā)生全部停電事故時會造成諸如淹沒礦井、瓦斯積聚、人員受困或窒息、甚至發(fā)生瓦斯或煤塵爆炸等惡性事故。 2．煤礦井下供電系統(tǒng)的基本要求 （ 1） 煤礦井下屬于一類用戶，停電會造成人員傷亡和重大的生產(chǎn)損失。 （ 2） 煤礦井下供 （ 配 ） 電網(wǎng)不允許采用中性點接地工作方式，不允許井下配電變壓器中性點直接接地，嚴禁由地面中性點直接接地的變壓器或發(fā)電機直接向井下供電。 （ 3） 礦井電網(wǎng)短路容量，老礦井一般限制為 50mVA；新建礦井不再作此限制 （ 一般為100mVA或 200mVA） 。 （ 4） 礦井高壓電網(wǎng)，必須限制單相接地電容電流，使之不超過 20A。 （ 三 ） 保護接地 電壓在 36V 以上和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架，鎧裝電纜的鋼帶 （ 或鋼絲 ） 、鉛皮或屏蔽護套等必須有保護接地。主要有：保護接地網(wǎng)、主接地極、局部接地極、接地母線、連接導(dǎo)線與 接地導(dǎo)線。 （ 四 ） 井下電氣設(shè)備的類型及選用規(guī)定 為了在煤礦井下安全使用電能，不論是低瓦斯礦井、高瓦斯礦井或有煤 （ 巖 ） 與瓦斯突出的礦井，均須采用礦用電氣設(shè)備。 礦用電氣設(shè)備分為礦用一般型和礦用防爆型兩類。 1．礦用一般型電氣設(shè)備 礦用一般型電氣設(shè)備應(yīng)符合 GB 12173— 1990 的規(guī)定。礦用一般型適用煤礦井下無瓦斯、煤塵爆炸危險場所或其他類似的地下工業(yè)生產(chǎn)部門。 2．礦用防爆型電氣設(shè)備 （ 1） 爆炸危險場所所用電氣設(shè)備的分類。 I 類：煤礦用電氣設(shè)備；Ⅱ類：除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備。這些設(shè)備外殼的明顯處都有在這種場所使用電氣設(shè)備的特別標志“ Ex”。礦用防爆電氣設(shè)備應(yīng)符合 GB 3836— 2020 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備系列標準 。 （ 2） 礦用防爆型電氣設(shè)備防爆型式及代號。隔爆型電氣設(shè)備“ d”、增安型電氣設(shè)備“ e”、本質(zhì)安全型電氣設(shè)備“ i”、正壓型電氣設(shè)備“ p”、充油型電氣設(shè)備“ o”、充砂型電氣設(shè)備“ q”、澆封型電氣設(shè)備“ m”、無火花型電氣設(shè)備“ n”、氣密型電氣設(shè)備“ h”、特殊型電氣設(shè)備“ s”。 （ 3） 煤礦常用防爆電氣設(shè)備的防爆標志。礦用隔爆型電氣設(shè)備的防爆標志為 ExdI；礦用本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的防爆標志為 Exib I （ 或 Exia I） ；礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的防爆標志為 Exd[ib] I （ 或 Exd[ia] I） ；礦用增安型電氣設(shè)備的防爆標志為 Exe I；礦用增安兼本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的防爆標志為 Exe[ib]） I。 3．礦用型電氣設(shè)備的選用 礦用電氣設(shè)備的選用，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。否則，必須制定安全措施。 普通型攜帶式電氣測量儀表，必須在瓦斯?jié)舛?％以下的地點使用，并實時監(jiān)測使用環(huán)境的瓦斯?jié)舛取? 帶電的礦用電氣設(shè)備，嚴禁在井下開蓋檢查或檢修，嚴禁帶電搬遷或運輸。 井下電氣設(shè)備不應(yīng)超過額定值運行。 礦用電氣設(shè)備變更額定值使用和進行技術(shù)改造時，必須經(jīng)國家授 權(quán)的礦用產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗部門檢驗合格后，方可投入運行。 礦用防爆電氣設(shè)備入井前，應(yīng)檢查其“產(chǎn)品合格證”、 “防爆合格證”、 “煤礦礦用產(chǎn)品安全標志”及安全性能；檢查并簽發(fā)合格證后，方準入井。 （ 五 ） 礦用電纜 1．井下電纜的選型 電纜應(yīng)帶有供保護接地用的足夠截面的導(dǎo)體。嚴禁采用鋁包電纜。必須選用經(jīng)檢驗合格并取得煤礦礦用安全標志的阻燃電纜。電纜的主芯級截面應(yīng)滿足供電線路負荷的要求，電纜接地芯線的截面應(yīng)不小于主芯線截面的一半 。 2．電纜的敷設(shè) 敷設(shè)電纜 （ 與手持式或移 動式設(shè)備連接的電纜除外 ） 應(yīng)遵守下列規(guī)定： （ 1） 在總回風(fēng)巷和專用回風(fēng)巷中不應(yīng)敷設(shè)電纜 。 （ 2） 電纜必須懸掛，在水平巷道或傾角在 30176。 以下的井巷中，電纜應(yīng)用吊鉤懸掛；在立井井筒或傾角在 30176。 及其以上的井巷中，電纜應(yīng)用夾子、卡箍或其他夾持裝置進行敷設(shè)。夾持裝置應(yīng)能承受電纜重量，并不得損傷電纜。 （ 3） 沿鉆孔敷設(shè)的電纜必須綁緊在鋼絲繩上，鉆孔必須加裝套管。 （ 4） 電纜不應(yīng)懸掛在風(fēng)管或水管上，不得遭受淋水。電纜上嚴禁懸掛任何物件。 （ 5） 盤圈或 “ 8” 字型的電纜不得帶電。但給采、掘機 組供電的電纜不受此限。 （ 6） 通信和信號電纜應(yīng)與電力電纜分掛在井巷的兩側(cè)。如果受條件所限，在井筒內(nèi)應(yīng)敷設(shè)在距電力電纜 以外的地方；在巷道內(nèi)，應(yīng)敷設(shè)在電力電纜上方 m以上的地方。 （ 7） 高、低壓電力電纜敷設(shè)在巷道同一側(cè)時，高、低壓電纜之間的距離應(yīng)大于 m。高壓電纜之間、低壓電纜之間的距離不得小于 50mm。 3．電纜的連接 電纜的連接應(yīng)符合下列的要求： （ 1） 電纜與電氣設(shè)備的連接，必須用與電氣設(shè)備性能相符的接線盒。電纜芯線必須使用齒形壓線板 （ 卡爪 ） 或線鼻 子與電氣設(shè)備進行連接。 （ 2） 不同型電纜之間嚴禁直接連接，連接時必須經(jīng)過符合要求的接線盒、連接器或母線盒進行連接。 （ 3） 同型電纜之間直接連接時必須遵守下列規(guī)定：橡套電纜的修補連接 （ 包括絕緣、護套已損壞的橡套電纜的修補 ） 必須采用阻燃材料進行硫化熱 補或與熱補有同等效能的冷補。在地面熱補或冷補后的橡套電纜，必須經(jīng)浸水耐壓試驗，合格后方可下井使用。在井下冷補的電纜必須定期升井試驗。塑料電纜連接處的機械強度以及電氣、防潮密封、老化性能，應(yīng)符合礦用電纜的技術(shù)標準。 （ 4） 井下巷道的內(nèi)的電纜，沿 線每隔一定距離、拐彎或分支點以及連接不同直徑電纜的接線盒兩端、穿墻電纜的墻的兩邊都應(yīng)設(shè)置注有編號、用途、電壓和截面的標志牌。 （ 5） 立井井筒中所用的電纜不得有接頭；因井筒太深需設(shè)接頭時，應(yīng)將接頭設(shè)在中間水平巷道內(nèi)。運行中因故需要增設(shè)接頭而又無中間水平巷道時，可在井筒中設(shè)置接線盒，接線盒應(yīng)放置在托架上，不應(yīng)使接頭承力。電纜穿過墻壁部分要用套管保護，并嚴密封堵管口。 （ 六 ） 漏電保護 漏電保護的主要作用是：防止