煤矿采掘与爆破安全技术.pptx
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1、煤矿开采安全第1页/共124页证件资料 机构人员煤矿“六证”图纸“十一”种安全管理人员特种作业人员第2页/共124页安全出口矿井应至少2个能够行人直达地面的安全出口出口之间的距离不小于30米每一水平、采区至少2个能够行人的安全出口并与直达地面的安全出口相联接。采煤面至少2个畅通的安全出口,因煤层条件,不能有2个安全出口的,必须经上级主管部门批准的专项安全技术措施。第3页/共124页通风设施矿井必须有独立的通风系统安装地面通风机进行通风,并有满足能力的备用主风机生产水平的采区实行分区通风矿井、采区的采掘面通风设施齐全各地点的风速、风量符合“规程”要求第4页/共124页瓦斯防治、设备、措施与制度高
2、、突矿井瓦斯抽放措施所有矿井必须安装监控系统高突面采用“三专两闭锁”开采突出煤层应有“四位一体”防突措施煤矿必须严格执行瓦斯检查的请示报告制度正确选用煤矿许用炸药和雷管严格执行“一炮三检”“三人联锁”放炮制度第5页/共124页运输提升与供电系统安全可靠矿井主提升机必须装设齐全的后备保护装置立井必须装设防坠装置斜井必须装设防跑车和“一坡三挡”装置井下电气设备必须有“三证一标志”井下电气设备应有三大保护装置第6页/共124页其他安全基本条件防尘供、排水系统和火灾防治措施及设施实行出入井检身制度入井人员必须随身携带自救器加强粉尘的检测和防治,制定职业危害防治措施,为从业人员提供符合标准的劳保用品与专
3、业应急救援组织签订救护协议矿井应有完善可靠的通信系统第7页/共124页你想常有快乐的好心情吗?不妨这样做:1、要有目标和追求第8页/共124页2、经常保持微笑第9页/共124页第10页/共124页煤层埋藏特征煤层的顶底板煤层形态与结构煤 层 厚 度第11页/共124页 顶板岩石性质从采煤工作的角度,根据顶板岩层变形和垮落的难易程度,可将煤层的顶板岩层分为伪顶、直接顶和老顶三种;应该指出,并不是任何煤层的顶板,都可分为伪顶、直接顶、老顶三种。这与煤系沉积过程中,沉积环境变化有关。因此,有的煤层伪顶、直接顶和老顶三者齐全,而有的煤层可能没有伪顶和直接顶,只有老顶,如山西大同等矿区就有这种情况。第1
4、2页/共124页顶板分类伪顶它直接覆盖在煤层之上,是一层极易垮落的薄层岩石,随采随落。厚度一般仅几厘米至十余厘米。岩性多为炭质页岩。直接顶煤采落后不久,一般能自行垮落。厚度一般可达几米,岩性常为粉砂岩及泥岩。老顶一般只能发生缓慢下沉,悬露较大面积后才能自行垮落。一般厚度较大,岩性多为砂岩和石灰岩。第13页/共124页直接顶的分类1、不稳定的顶板;2、中等稳定的顶板;3、稳定顶板;4、坚硬顶板。第14页/共124页老顶的分类 1、老顶来压显现不明显;2、老顶来压显现明显;3、老顶来压显现强烈;4、老顶来压显现极强烈。第15页/共124页第16页/共124页底板岩石性质 煤层的底板岩石可分为直接底
5、及老底两种,直接底是指煤层之下与煤层直接接触的岩层。岩性以炭质粘土最为常见。一般没有明显的层理,厚度不大,仅几十厘米。如果直接底的岩性是遇水后膨胀的粘土岩,则可造成巷道的底板隆起现象。轻者影响巷道运输,重者使巷道遭受严重破坏。老底位于直接底之下,常为粉砂岩和砂岩。第17页/共124页煤层底板位于煤层下面的岩层称为煤层底板。通常将煤层底板分为直接底和老底两类。直接底是位于煤层之下强度较低的岩层,常由泥岩、页岩、粘土岩等组成。有时直接底容易发生滑动、底鼓和挤压支柱的现象。基本底(老底)位于直接底之下,一般由砂岩或石灰岩等坚硬岩层组成。第18页/共124页煤层的形态与煤层的结构煤层的形态煤层的结构煤
6、层的储存状况由于受成煤时期的条件和地壳运动的影响,在不同地层煤层的形状、结构及厚度差别是很大的。第19页/共124页煤层的形状 如同其它沉积岩一样,煤在地下通常是呈层状埋藏的,但也有似层状和非层状煤层层状煤层其层位有显著的连续性,厚度变化有一定的规律。似层状煤层,形状象藕节、串珠或瓜藤等,层位有一定的连续性,厚度变化较大。非层状煤层,形状象鸡窝或扁豆等,层位连续性不明显,常有大范围尖灭。第20页/共124页图 1-l 煤层形态图 图 1-2 煤层厚度 l-层状;2-藕节状;3-串珠状;4、鸡窝状;5、扁豆状;6、马尾马分叉 第21页/共124页煤层的结构 在多数煤层中,含有厚度较薄且不很稳定的
7、岩层,称为夹石。煤层含有夹石造成开采工作困难,并影响煤的质量。这种含有夹石的煤石即称为复杂结构煤层,不含夹石的煤层称为简单结构煤层。第22页/共124页煤层的厚度 煤层的厚度,就是煤层顶底板之间的垂直距离。煤层厚度差异很大,有的煤层只有几厘米厚,而有的厚度可达几十米甚至百余米。在复杂结构的煤层中,煤层厚度可分为总厚度和有益厚度。总厚度是包括夹石在内的全厚;有益厚度是除去夹石的纯煤厚度。第23页/共124页厚度分类薄煤层最小可采厚度 1.3 米;中厚煤层厚度 1.31.5 米;厚煤层厚度 3.5 米以上。第24页/共124页第25页/共124页煤层的产状 煤层在空间的位置及特征通常用产状要素来描
8、述。产状要素有走向、倾向和倾角。走向煤层层面与水平面相交的线称为走向线。走向线的方向称为走向。倾向煤层层面上与走向垂直的线叫倾斜线。倾斜线由高向低的水平投影所指的方向,称为倾向。倾角煤层层面与水平面的夹角称为倾角。第26页/共124页第27页/共124页煤层倾角分类煤层倾角分类(近水平煤层倾角08)缓倾斜煤层倾角825;倾斜煤层倾角2545;急倾煤层倾角 4590。第28页/共124页地质构造单斜构造褶皱构造断裂构造第29页/共124页单斜构造单斜构造在一定范围内,煤岩层受地质作用力的影响,大致向同一方向倾斜的形态称为单斜构造。在较大的区域范围内,单斜构造往往是其它构造的一部分,如褶曲的一翼或
9、断层的一盘。单斜构造对安全生产影响较小第30页/共124页褶皱构造褶皱构造煤岩层受地壳运动的作用,被挤压得弯弯曲曲,但保持着连续性和完整性,这种构造形态叫褶皱构造褶皱构造的基本单位是褶曲,褶曲是褶皱构造的一个弯曲褶曲有两种,即背斜和向斜岩层层面凸起的褶曲叫背斜,岩层层面凹下的褶曲叫向斜 背斜和向斜是相间存在的第31页/共124页第32页/共124页 褶曲对煤矿安全生产的影响 增大开采难度顶板管理带来困难容易引起瓦斯事故易发生水灾事故第33页/共124页增大开采难度大型的向斜由于其核部煤层埋藏较深,使开采技术复杂化。第34页/共124页顶板管理带来困难由于褶轴部裂隙发育,岩层较为破碎,顶板不好管
10、理,很容易发生冒顶事故。大型向斜轴部顶板压力常有增大的现象,必须加强支护,否则容易发生冒板垮塌、切面等事故,给顶板带来很大的困难。第35页/共124页容易引起瓦斯事故由于褶曲轴部较为破碎,是瓦斯涌出的良好通道,也是瓦斯赋存的重要场所,要防止瓦斯事故。有沼气突出的矿井,向斜轴部是沼气突出危险区。由于向斜轴部顶板压力大,再加上强大的沼气压力,向斜轴部极容易发生沼气突出,这种规律性在四川南桐矿得到了证实第36页/共124页断裂构造岩层受地壳运动作用力而发生断裂,失去连续性和完整性的构造形态叫断裂构造。断裂面两侧的岩层没有发生明显位移的叫裂隙或节理。当断裂面两侧的岩层产生了明显位移时,称为断层。断层对
11、煤矿生产影响很大。第37页/共124页断裂构造包括节理和断层断裂构造往往是水和瓦斯的通道,也是影响安全检查生产的重要因素。断裂构造包括节理和断层第38页/共124页节理节理又称裂隙,煤岩层断裂后断裂面两侧的煤岩层没有发生明显的位移称为节理。节理分为原生节理、风化节理和构造节理构造节理是指岩层受力后产生的破裂面。这种节理发育广泛,对煤矿安全生产影响较大第39页/共124页节理对煤矿安全生产的影响爆破效果和劳动效率使顶板破碎,容易引发冒顶事故使工作面淋水增大,恶化生产条件影响工作面布置容易引发瓦斯事故第40页/共124页断层煤岩层断裂后,断裂面两侧的煤岩层发生明显位移称为断层。断层的组成断层面、断
12、层线、断盘或断块和断距第41页/共124页第42页/共124页断层的分类1 根据断层两盘相对运动的方向,断层可分为以下几种基本类型,如图所示。正断层 上盘相对下降,下盘相对上升;逆断层 上盘相对上升,下盘相对下降;平推断层 两盘沿水平方向发生明显的位移。第43页/共124页第44页/共124页断层的分类2断层是煤矿生产中最常见的。在地质构造复杂的地带,断层经常成组合形成出现,成为阶梯断层、地堑或地垒。按照断层走向与岩层走向的相对位置关系,可将断层分为走向断层、倾向断层和斜交断层。走向断层 是断层走向与岩层走向一致的断层。倾向断层 是断层走向与岩层走向垂直的断层。斜交断层 是断层走向与岩层走向(
13、或倾向)斜交的断层。第45页/共124页断层对煤矿安全生产的影响影响采区、工作面和巷道的布置使工作面布置不规则,掘进率明显增高,给安全生产留下隐患。采煤面出现断层,给支护和顶板管理带来困难,还会造成冒顶事故。断层地下水的良好通道,容易引起透水事故高瓦斯煤层,断层破碎带可能聚集瓦斯,容易发生瓦斯事故。第46页/共124页3、学会和别人一块分享喜悦第47页/共124页4、乐于助人第48页/共124页第49页/共124页开采顺序一般开采顺序“采区前进、区内后退”先采井筒的采区,逐渐向边界推进;采用下行式开采顺序还可以避免或减少对下个工作面或下层煤的影响。第50页/共124页煤层群开采顺序开采顺序有下
14、行式和上行式两种先采上煤层后采下煤层称下行式开采顺序先采下煤层后采上煤层称上行式开采顺序第51页/共124页第52页/共124页下行开采开采缓倾斜及倾斜煤层,用下行式开采简单、对下层煤开采影响很小、有利于下层煤的开采和巷道维护。但当煤层间距较小时,上煤层开采后形成的支承力有可能传递到下层煤中,为此上层煤回采时应尽量不留或少留煤柱。必须留煤柱时也将下层煤的巷道在支承力区之外。第53页/共124页上行式 先采下煤层后采上煤层。基本条件,层间距较大,先采下层煤不会破坏上层煤,不给上层煤开采造成困难。第54页/共124页开采顺序的安全管理 采用下行式开采顺序时,近距离煤层群可以同区段上下层同采。但上下
15、层工作面的错距应满足要求。下层煤开采引起的岩层移动不波及和影响上层煤工作面;上层煤工作面放顶煤不影响下层煤工作面开采;上层和下层采掘作业相互没有影响和干扰。第55页/共124页采煤方法的安全管理 采煤方法与工艺采煤方法包括采煤系统和采煤工艺按采煤工艺、回采巷道布置的不同特点采煤方法分为壁式体系和柱式体系两大类第56页/共124页主要采煤方法及其特征序号采煤方法体系煤层推进方向空区处理采煤工艺基本条件1单一走向长壁采煤法壁式整层走向垮落综、普、炮采薄及中厚煤层2单一倾斜长壁采煤法壁式整层倾斜垮落综、普、炮采缓斜薄及中厚煤层3刀柱式采煤法壁式整层走向或倾斜刀柱普、炮采缓斜薄及中厚煤层、顶板坚硬4大
16、采高一次采全厚采煤法壁式整层走向或倾斜垮落综采缓斜5m以下厚煤层5倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法壁式分层走向垮落综、普、炮采缓斜倾斜厚及特厚煤层6倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法壁式分层倾斜垮落综、普、炮采缓斜、倾斜厚及特厚煤层7倾斜分层长壁上行充填采煤法壁式分层走向或倾斜充填炮采为主缓斜、倾斜特厚煤层8放顶长壁采煤法壁式整层为主走向或倾斜垮落综采为主缓斜5m以下厚煤层9水平分段放顶采煤法壁式分层走向垮落综采为主急倾斜特厚煤层10水平分层斜切分层下行垮落采煤法壁式分层走向垮落炮采急斜厚及特厚煤层11掩护支架采煤法壁式整层走向垮落炮采急斜中厚及厚煤层第57页/共124页壁式体系采煤法单一走向长壁采
17、煤法单一倾斜长壁采煤法放顶煤长壁采煤法倾斜分层长壁充填法第58页/共124页采煤工艺采煤工艺炮 采普 采综 采第59页/共124页炮采工艺炮采工艺打眼炮破、人工装煤、刮板运煤、移输送机顶板支护回柱放顶第60页/共124页普采工艺普采工艺机械落煤和装煤(采煤机或刨煤机)刮板运煤、移输送机顶板支护回柱放顶第61页/共124页综采工艺综采工艺机械落煤和装煤(采煤机或刨煤机)刮板运煤采用自移式液压支架采煤面全部机械化生产第62页/共124页采煤工艺安全管理炮采根据炮采工艺的特点及对围岩影响的大小,在安全管理上应注意主要工序相互间安排时间与顺序的合理性。爆破与回柱对顶板的影响大,因当炮采工作面采用全线分
18、段依次爆破时,合理确定一次循环进度,进度为0.81米时,影响涉及倾斜上下各1217米,剧烈是上下各5-7米。顶板下沉速度突然增大。延续时间短。回柱放顶产生剧烈下沉倾斜约30米,15米剧烈。回柱地点前方15-20米,10米影响剧烈。回柱地点后方10-15米,5米影响剧烈。回柱地点沿走向距煤壁越近,下沉越大。普采 综采第63页/共124页采煤系统安全检查重点采区系统安全检查采区系统与采区设计、采煤工作面作业规程、采掘协接及相关技术资料是否符合要求采区系统(1)检查采区实际系统与采区设计是否符合。(2)采区采煤、运输、通风、供电、通讯等系统是否健全。(3)采区、采煤面是否具备2个以上畅通的安全出口,
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