【正文】 。 （一）煤層底板等高線圖概述 煤層底板等高線圖是把煤層底板與不同高程水平的交線，垂直投影到平面上，反映煤層空間形態(tài)和構(gòu)造變動的 重要地質(zhì)圖件。 等高線圖模型 （二）地質(zhì)構(gòu)造在煤層底板等高線圖上的反映 在煤層底板等高線圖上，等高線的延深方向，就是煤層的走向，其延深方向和等高線之間的間距變化，反映了煤層的產(chǎn)狀變化和地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)。 煤層如果是單斜構(gòu)造，等高線就 表現(xiàn)為一組標高不等的平行直線，各等高線之間距離大致相等，等高線越疏表示煤層傾角越緩；等高線越密表示煤層傾角越陡。 斷層構(gòu)造在煤層底板等高線圖和采掘工程平面上是用斷層交面線，即斷層面與煤層面交線的投影來表示的。 這是被正斷層斷開的煤層，其底板等高線中斷，煤層底板等高線缺失的地方，即為無煤帶。被逆斷層錯斷的煤層并不缺失，而是重復，使煤層底板等高線發(fā)生交錯重 疊現(xiàn)象，重疊部分的上盤等高線為實線；下盤則因被上盤覆蓋而以虛線表示。首先看圖的名稱，了解這張圖是什么圖，用什么視圖，表示什么內(nèi)容，看圖的比例尺，數(shù)一數(shù)坐標方格網(wǎng)數(shù)，可大致了解工程巷道的尺寸。通常在下角位有圖例和符號意義，熟悉圖例，看圖時才能夠了解所表達的內(nèi)容。判別巷道性質(zhì)先看圖上指北針，從而定出方向。 根據(jù)煤層等高線和地質(zhì)構(gòu)造符號，看煤層的產(chǎn)狀、構(gòu)造。 從井口到井底車場開始，找出主要石門，水平運輸大巷，主要上山，人行道，開拓方式，采煤方法，采區(qū)巷道布置，運輸和通風系統(tǒng)?？磮D時，先找出剖面線位置，然后對照相應的剖面圖，就很容易認清巷道的空間位置和關(guān)系。首先看圖的名稱，了解這張圖是什么圖，用什么視圖，表示什么內(nèi)容，看圖的比例尺，數(shù)一數(shù)坐標方格 網(wǎng)數(shù)，可大致了解工程巷道的尺寸。通常在下角位有圖例和符號意義，熟悉圖例，看圖時才能夠了解所表達的內(nèi)容。判別巷道性質(zhì)先看圖上指北針，從而定出方向。 根據(jù)煤層等高線和地質(zhì)構(gòu)造符號，看煤層的產(chǎn)狀、構(gòu)造。 從井口到井底車場開始，找出主要石門，水平運輸大巷，主要上山，人行道，開拓方式，采煤方法，采區(qū)巷道布置，運輸和通風系統(tǒng)。看圖時，先找出剖面線位置，然后對照相應的剖面圖，就很容易認清巷道的空間位置和關(guān)系。 大型： 120 萬噸以上（萬噸 /年） 中型： 4590（萬噸 /年） 小型： 930（萬噸 /年） 在選擇礦井生產(chǎn)能力時，應該在國家能源方針的指導下，根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，充分考慮地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的特點，結(jié)合井田尺寸和礦井儲量以及開發(fā)技術(shù)條件、裝備水平和安全生產(chǎn)的要求等權(quán)衡確定。 人為劃分井田： 在地質(zhì)條件簡單的情況下，也可采用人為劃分井田的方法。 若煤層傾角較小，一般用某一垂直面來劃分井田邊界，稱為垂直劃分法。階段的走向長度等于井田的走向長度，階段的傾斜長度由階段的垂高決定，階段與階段之間的水平面作為分界，分界面通常用標高來表示，稱為水平。 如井田使用一個水平開拓，則稱為單水平開拓，用兩個或兩個以上的水平進行開拓的稱為多水平開拓。 階段內(nèi)的布置一般分為三種：分區(qū)式、分帶式和分段式。采區(qū)內(nèi)還有沿傾斜方向的主干巷道，在采區(qū)范圍內(nèi)沿煤層傾斜方向?qū)⒉蓞^(qū)劃分成若干個可以布置一個采煤工作面的長條部分，稱為區(qū)段，區(qū)段的傾斜長度為 100～ 200 米左右。 分帶式： 在階段范圍內(nèi)沿煤層走向?qū)㈦A段劃分成若干可以布置一個采煤工作面的長條部分稱為分帶，分帶內(nèi)沿傾斜方向開采。這時，沿煤層主要延展方向布置水平大巷，在主要水平大巷兩側(cè)劃分若干個塊段開采，每一個塊段叫做一個盤區(qū)。 為了合理開采煤炭，將井田劃分為不同的幾個區(qū)域，各區(qū)域有自己獨立的通風和輔助提升系統(tǒng)，共用一個運輸系統(tǒng)，稱為分區(qū)域開拓，區(qū)域內(nèi)可按井田劃分方法繼續(xù)細分。這是一個立井多水平分區(qū)式開拓的例子，這是主、副井位置、風井位置、第一開采水平、第二開采水平、第一階段內(nèi)的一采區(qū)、二采區(qū)、四采區(qū)等。 ２、斜井開拓 如果井田內(nèi)煤層埋藏淺、表土層薄、水文地質(zhì)條件簡單，一般采用斜井開拓，井筒沿煤層掘進的斜井稱為煤層斜井、沿巖層掘進的稱為巖層斜井。 ３、平硐開拓 根據(jù)平硐進入煤層的方向，可將平硐分為兩類，平硐與煤層走向平行的稱為走向平硐，平硐與煤層走向交叉稱為斜交平硐。 ４、綜合開拓 立井開拓，斜井開拓與平硐開拓的井硐形式不同，但他們在井田內(nèi)部的布置及生產(chǎn)系統(tǒng)基本上是相同，三種開拓方式的適用條件和優(yōu)缺點各不相同，在煤層埋藏情況復雜時，可將他們組合使用，稱為綜合開拓。井田內(nèi)煤層為向斜構(gòu)造，其中高出地面水平采用平硐開拓，另一冀低于地面水平，采用斜井開拓。 十一、巷道分類 （一）按空間特征 分類 1－立井， 2－斜井， 3－平硐， 4－暗立井， 5－溜井， 6－石門 9－上山， 10－下山， 11－風井， 12－巖石平巷， 13－煤層平巷 巷道按空間特征的不同可分為垂直巷道、水平巷道和傾斜巷道。立井按用途分，有位于井田中央擔負提升煤炭任務的主立井；擔負全礦人員、材料、設備等輔助提升任務的副立井；用來擔負礦井通風任務的風井。一般用來連接上、下兩個水平，擔負由下水平向上水平的提升運輸任務。 平巷：沒有出口直接通到地面，沿巖層走向開掘的水平巷道。 石門：沒有出口直接通到地面，與巖層走向垂直或斜交的水平巖層巷道。按服務范圍分，有階段石門、采區(qū)石門等。 傾斜巷道可分為： 斜井：有出口直接通到地面的傾斜巷道。 暗斜井：沒有出口直接通到地面，用來聯(lián)系上、下兩個水平并擔負提升任務的斜巷。 上山：沒有出口直接通到地面，位于開采水平之上，連接階段運輸平巷和回風平巷的傾斜巷道。按服務范圍分，有階段上山和采區(qū)上山。 （二）按用途分類 為了采出煤炭，必須從地面向地下開掘一系列井巷 。按照作用和服務范圍的不同，礦井巷道可分為開拓巷道、準備巷道和回采巷道三種。主要有立井、斜井和平硐。 井底車場：連接井筒和主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。井底車場一般布置在煤層 底板巖石中。一般在巖層中開掘，垂直或斜交于巖層的走向。 運輸大巷：沿煤巖層走向開掘的，用來作為井下運輸、通風、排水、供電等的主要通路的水平巷道，為每一采區(qū)服務。 準備巷道 為一個采區(qū)內(nèi)的一個或幾個采煤工作面和掘進工作面服務的巷道和硐室稱為準備巷道。 采區(qū)上（下）山：在煤層或底板巖層中自運輸大巷向上（下）開掘，聯(lián)系區(qū)段平巷的傾斜巷道。 采區(qū)車場：采區(qū)中用來調(diào)車的巷道。 采區(qū)煤倉：為一個采區(qū)暫時貯存煤炭用的垂直或傾斜巷道。 回采巷道 直接為一個采煤工作面服務的巷道稱為回采巷道。 區(qū)段回風平巷：布置在區(qū)段的上部，沿走向在煤層中開掘的水平巷道，直接為采煤工作面回風服務，又稱回風順槽。 開切眼：在采區(qū)邊界或上山附近，由區(qū)段運輸平巷沿煤層傾斜向上掘進，連通區(qū)段回風平巷的一條傾斜巷道，是采煤工作面的起始位置。它隨著工作面的不斷進行而向前移動。 巷道掘進技術(shù) （一）巖巷掘進 巖巷掘進主要采用鉆眼爆破破巖 法，其工序為：打眼→裝藥放炮→工作面通風→裝巖， 這些工序組成一個循環(huán)，每完成一個工作循環(huán)，巷道就向前推井了一定距離。它是打眼、裝藥、放炮工作的統(tǒng)稱，約占一個掘進工作循環(huán)時間的 40%～ 60%。 巖石平巷一般推廣使用光面爆破，光面爆破就是在鉆眼爆破過程中，通過采取一定措施，使爆破后的巷道斷面形狀、尺寸基本符合設計要求；表面光滑，形狀規(guī)整，并盡量使巷道輪廓以外的圍巖不受破壞。裝巖與運輸工作是巷道掘進中比較繁重的工作，約占掘進工作循環(huán)時間的 35%～ 50%。目前我國常用的裝巖機有耙斗式和鏟斗式兩種。掘進中的運輸問題主要是如何實現(xiàn)快速調(diào)車。 煤巷掘進的破煤方法為鉆眼爆破破煤法。炮眼布置多為楔形掏槽和錐形掏槽。當掘進斷面內(nèi)有較軟煤帶時，掏槽眼應布置在此軟煤帶內(nèi)，可用扇形或半楔形掏槽。由于煤層較松軟，周邊眼要與頂幫輪廓線保持適當距離，并適當減少其裝藥量，以免發(fā)生超挖現(xiàn)象。煤巷掘進時，裝煤工作是一項主要的工序。 （三）半煤巖巷道掘進 當巖層占掘進工作面面積的 20%～ 80%時，即稱為半煤巖巷道。一般情況下為保持頂板的穩(wěn)定性，盡可能不要挑頂而采用臥底。半煤巖掘進斷面上由于煤巖共存，所以在施工組織方面應既保證煤的質(zhì)量，又能最大限度地加快掘進速度。木支架的重量較輕，具有一定的強度，加工容易，特別適應于多變的地下條件。隨著我國煤炭工業(yè)采掘機械化的發(fā)展，木支架很難滿足井巷維護和巷道斷面不斷加大的要求，同時木材的大量采伐也不利于環(huán)境保護，因此，目前在煤礦巷道支護中木材的應用逐漸減少。 預應力鋼筋混凝土支架與普通鋼筋混凝土支架相比，其優(yōu)點是構(gòu)件強度大、斷面尺寸小、節(jié)約材料、減 輕重量、降低成本。 （三）金屬支架 金屬支架的特點主要表現(xiàn)為：強度大、體積小、堅固耐用、防火，在結(jié)構(gòu)上可以制成各種形式的構(gòu)件，并且可以回收復用。 拱形可縮性支架 煤礦常用的可縮性金屬支架形式有：拱形、封閉形、梯形等。 梯形可縮性金屬支架，適用于側(cè)壓和底鼓不太嚴重，且壓力和圍巖變形量不大的巷道。 剛性金屬支架。材料一般都使用礦用工字鋼，剛性支架只能適用在圍巖比較穩(wěn)定、變形小、頂?shù)装逡平啃∮?100～ 200 毫米的巷道。 砌碹支護 砌 碹支護的優(yōu)點主要表現(xiàn)在： 與木支架、金屬支架相比，它是連續(xù)的、整體的，對控制地壓有一定的優(yōu)越性。 砌體的堅固、耐久、防火、防水性比木支架和金屬支架優(yōu)越。 材料來源廣泛，多數(shù)可以就地取材。 （五）錨桿支護 錨桿支護就是把錨桿安裝在巷道的圍巖中，使層狀的、塊狀的、整體的、軟質(zhì)的巖體以不同的形態(tài)得到加固，形成一個完整的支護結(jié)構(gòu)，提供一定的支護抗力，共同阻抗其外部圍巖的位移和變形。 錨桿支護 常用錨桿的類型有：木錨桿、金屬錨桿、樹脂錨桿、鋼筋和鋼絲繩砂漿錨桿。 錨桿支護的配套形式有：錨噴支護、錨網(wǎng)支護、錨網(wǎng)噴支護、錨梁支護以及錨桿鋼帶支護。 錨網(wǎng)帶支護，是使用錨桿金屬網(wǎng)和鋼帶加錨索的聯(lián)合支護，這種支護方式目前在大斷面的煤巷掘進中已被廣泛使用。 采煤系統(tǒng)是指采區(qū)巷道的布置方式，掘進和回采工作的順序安排以及采區(qū)的通風、運輸系統(tǒng)。 不同的采煤系統(tǒng)和回采工藝相配合，就形成了不同的采煤方法。采場設備安裝完畢后，即可進行煤炭開采，又稱回采。合理的采煤方法應最大限度的滿足生產(chǎn)安全、產(chǎn)量大、效率高、煤質(zhì)好、成本低和煤炭回采率高等基本要求。它的主要特征是采煤工作面長度為一、二百米或更長。在工作面內(nèi)安設有采煤機械設備和支架，隨著煤炭被采出，工作面不斷向前移動，并始終保持成一條直線。如果將工作面沿走向布置，工作面呈水平狀態(tài)，采煤工作面可以沿傾斜向上或向下推進，叫做傾斜長壁采煤法。 柱式體系采煤法 柱式體系采煤法的主要特點是：采煤工作面長度較短，但數(shù)目較多；采場內(nèi)煤的運輸方向垂直于采煤工作面； 回采工藝較簡單；沒有采空區(qū)處理工序；采煤工作面通風條件較差。典型的房式和房柱式采煤法的實質(zhì)，是將煤層劃分為若干條形塊段，在每一塊段內(nèi)開辟一些寬為 米～ 7 米的煤房，煤房之間留有一定寬度的煤柱并以聯(lián)絡巷道相通。房柱式采煤法是既開煤房，又回收房間煤柱。井下人員的呼吸、煤和其他物質(zhì)的氧化、 坑木腐爛、井下火災及瓦斯、煤塵爆炸都會直接消耗氧氣。 混入了各種有害和爆炸氣體。 混入了煤塵、巖塵等固體微粒。 空氣的溫度、濕度和壓力發(fā)生變化。在采掘工作面由于機電設備放熱，人員身體放熱及爆破作業(yè)，使井下溫度升高。由于礦井通風動力主要來源于通風機，便形成了進回風井之間的壓力差，使地面空氣得以進入井下。采用抽出式通風的礦井，井下空氣壓力小于地面空氣壓力，稱為負壓通風。 一氧化碳是一種毒性很強的氣體。如果含量達到了千分之五，短時間內(nèi)就可以使人中毒死亡。 二氧化碳沒有毒性，但空氣中二氧化碳含量高時，人會感到呼吸困難，甚至把人憋死。它比空氣重，常在老巷、水倉等巷道底部積存。這種氣體無色、微甜、有臭雞蛋味。當空氣中硫化氫濃度達到 %時，短時間內(nèi)會使人死亡。它主要是在炸藥爆炸后生成的。 二氧化硫是一種無色氣體，易積聚于巷道底部，易溶于水，有強烈硫磺氣味及酸味，有劇毒，能強烈 刺激眼及呼吸道粘膜。在井巷中風速過高或者過低都是不行的，風速過高會對礦工的身體健康不利。但是風速過低會使巷道和工作面中的風量不足，不但達不到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的每人每分鐘 4 立方米的標準，而且還會造成瓦斯聚集，從而引起瓦斯爆炸和窒息事故，所以必須對井巷中的風速做出限制。升降人員和物料的井筒，風速不大于 8 米 /秒；主要進、回風巷的風速不大于 8 米 /秒；架線電機車巷道的風速在 米 /秒～ 8 米 /秒之間；運輸機巷，采區(qū)進、回風巷的風速在 米 /秒～ 6 米 /秒之間；采煤工作面、掘進中的煤巷和半煤巖巷的風速在 米 /秒～ 4 米 /秒之間；掘進中的巖巷的風速在 米 /秒～ 4 米 /秒之間；其他通風人行巷道的風速不得低于 米 /秒。什么是礦井通風呢？礦井通風就是把地面空氣不斷送入井下，同時把污濁的空氣排出井外的過程。 五、礦井通風系統(tǒng) （一）礦井通風系統(tǒng)的概念 礦井風流由入風井口進入井下，經(jīng)過各用風場所，然后由回風井排出礦井，所經(jīng)過的整個路線稱為礦井通風系統(tǒng)。