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煤矿瓦斯检查工安全基本知识,煤矿瓦斯抽采工

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煤矿瓦斯检查工安全基本知识,煤矿瓦斯抽采工

煤矿瓦斯检查工安全基本知识

新桥煤矿安全生产新题库

煤矿生产技术与主要灾害事故防治

第一节 煤矿地质基本知识

1、岩层温度随着矿井开采深度的增大。

第一节 煤矿生产技术知识

一、煤层埋藏特征

A、不变 B、下降 C、上升

一、矿井地质基础知识

煤层是指顶、底板岩石之间所夹的一层煤及其矸石层。煤层是煤系的主要组成部分,煤层数、厚度及其变化是评价煤田经济价植的主要因素。因此,了解煤层的成因、赋存状态、厚度及其变化对煤矿生产是极为重要的。

2、煤层产状要素是指走向、倾向和。

㈠、岩石与地层

煤层是地壳运动的产物。它是在地壳缓慢下降过程,由泥炭层经煤化作用转变而成的。

A、断层 B、硬度 C、倾角

人类的活动,大都是在地壳的表层进行。组成地壳的是岩石,岩石由矿物颗粒组成,矿物由一种或多种元素组成。按生成方式,岩石可分为沉积岩.岩浆岩和变质岩三大类。

1.当沼泽中植物遗体堆积的泥炭形成速度和地壳沉降速度大体致时,泥炭层会不断加厚(即二者保持均衡状态),长期持续的均衡状态,就会形成厚煤层或巨厚煤层,如图2-la所示。

3、急倾斜煤层,是指倾角为以上的煤层。

煤是一种由植物遗体转变的沉积岩,煤层上下的岩石绝大多数也是沉积岩。常见的沉积岩有砂岩、泥浆岩和石灰岩等。

2.当地壳沉降速度大于植物遗体堆积速度时,植物来小及供应,泥炭堆积也就停止 ,在原有泥炭层之上沉积了泥砂质的碎屑沉积物,成为煤层顶板或为煤层中的夹矸,如图2-1b、c所示。

A、30° B、45° C、60°

岩层的空间产生状态,可由岩层的走向,倾向和倾角反映出来,该三者称为岩层的产状三要素(也叫煤层产状三要素)。走向:岩层的层面与水平面的交线,称为走向线。走向线是一条水平线。走向线两端的延伸方向,称为岩层走向。它表示倾斜煤层在水平面上的延伸方向。倾向:在岩层面上,垂直于走向线沿层面倾斜向下所引的直线,称为岩层的倾斜线。倾斜线在水平面上的投影线称为倾斜线,倾斜线所指的方向称倾向。它反映了岩层的倾斜方向。倾角:岩层的倾斜线和它在水平面上投影线的夹角,称为岩层的倾角。它反映了岩层的倾斜程度。

3.当地壳沉降速度小于植物遗体堆积速度时,沼泽供水条件逐渐困难,植物遗体堆积停止,并可使原已堆积的泥炭层也遭受风化剥蚀,从而形成薄煤层,如图2-d所示。

4、断裂面两侧煤层产生明显位移的断裂构造称为。

煤层结构:煤层中有无稳定的岩石夹层的情况称为煤层结构。一般分为两类:

在地壳沉降过程中,会有多次小型振荡运动因此可出现多煤层沉积。总之,地壳运动的性质对煤层的形成,煤层层数和厚度等都有直接的关系。

A、背斜 B、裂隙 C、断层

简单结构煤层:煤层中不含稳定的呈层状分布的岩石夹层,有时含有效小的矿物透镜体或结核。复杂结构煤层:煤层中夹有一至数层呈层状的较稳定的岩石夹层

煤层的项、底板

5、上盘相对下降,下盘相对上升的断层称之为。

煤层的厚度:煤层的厚度就是指煤层顶、底版之间的垂直距离。根据煤层厚度对地下井开采的影响,将煤层分为以下3类:薄煤层:煤层厚度从最低可采厚度~1.3m。中厚煤层:煤层厚度为1.3~3.5m 。厚煤层:煤层厚度为3.5m以上。习惯上把煤层厚度为6m以上称为特厚煤层。

位于煤层的上覆、下伏岩层称为煤层的顶、底板。煤层顶、底板岩石的性质、强度及含水性对采煤工作有直接影响。它是确定巷道支护方式,选择采空区处理方法的重要依据。

A、正断层 B、逆断层 C、向斜

煤层的倾角: 煤层倾角是指煤层层面与水平面之间的夹角。根据煤层倾角对地下开采的影响,将煤层分为4类:近水平煤层:倾角在8度以下。缓倾斜煤层:倾角在8度~25度以下。倾斜煤层:倾角为25度~45度。急倾斜煤层:倾角为45度~90度

1.顶板:位于.煤层的上

6、煤矿井下爆破作业必须采用煤矿许用来起爆的。

㈢、地质构造

覆岩层,称为煤层的顶板。

A、火雷管 B、电雷管 C、导火索

沉积岩层开始形成时,一般呈水平和连续完整状态。在地壳运动的作用下,产生变形和变位,改变了原先的赋存状态,这种现象称为构造运动。由此而形成的岩层空间状态,称为地质构造。地质构造主要分为两类:褶皱构造和断裂构造

根据岩性、厚度及采煤过程

7、每个生产矿井必须至少有个能行人且通达地面的安全出口,各个出口间的距离不得小于30m。

1、褶皱构造。岩层受水平力的作用,被挤压成曲状,但仍保持岩层的连续性和完整性的构造形态,称为褶皱。岩层褶皱构造中的每一个弯曲称为褶曲。岩层层面凸起褶曲称为背斜,凹下的称为向斜。

中垮落的难易程度,顶板分

A、1 B、2 C、3

2、断裂构造。岩层受力后遭到破坏,失去了连续性和完整性的构造形态,称为断裂构造。若断裂面两侧的岩层没有发生明显的相对位移,称为断裂或节理;若断裂面两侧的岩层发生了明显的相对位移和错动,称为断层。岩层断裂后,两个断块发生相互错动的错动面称为断层面。位于断层面上方的断块称为上盘,位于断层面下方的称为下盘。根据断块相对错动的方向,将断层分为正断层,逆断层和平推断层。正断层;上盘相对下降,下盘相对上升。

为三种类刑.如图2一2所

8、斜井施工期间兼作人行道时,必须每隔m设置躲避硐并设红灯。

逆断层:上盘相对上升,下盘相对下降。平推断层:两盘沿断层面最水平方向相对位移。

伪顶:它直接位于煤层之上,多为几厘米至十几厘米厚的炭质泥岩或泥岩,富含植物化石在采煤过程中,常常随采随落,不易维护。

A、20 B、40 C、50

㈣、褶皱构造对煤矿安全生产的影响

直接顶:覆盖在伪顶之上的岩层,常为数米厚的粉砂岩、页岩、泥岩等。它比伪稳定,在采煤过程中,经常在采过一段时间后自行垮落,少数砂岩层需要进行人工放顶。

9、采空区处理最常用的方法是。

1、向斜褶曲,由于埋藏深度大,因此瓦斯含量高。

老顶(又称基本顶):位于直接顶之上的岩层,称为老顶。一般为厚层的粗砂岩、砾岩或石灰岩。采空后,较长时间内不易垮落,仅发生缓慢变形。

A、缓慢下沉法 B、全部垮落法 C、充填法

2、向斜轴部顶板,压力常有增大现象,岩石破碎,容易发生跨落,必须加强支护,否则容易发生冒顶、切面等事故,给顶板管理带来很大困难。

2.底板:位于煤层之下的岩层,称为煤层的底板。它分为直接底和老底两种类型。

10、压入式局部通风机和启动装置,必须安装在进风巷道中,距掘进巷道回风口不得小于m。

3、瓦斯突出的矿井,向斜轴部是瓦斯突出的危险区,由于向斜轴部的次一级构造比较发育,也是瓦斯较集中的地区,在绝大的瓦斯压力和顶板压力作用下,往往容易瓦斯突出。

直接底:直接位于煤层之下的岩层,称直接底板。厚数十厘米,多为富含植物根化石的泥岩和泥质页岩。由于这种岩石遇水后膨胀,容易引起底鼓现象,可造成运输线路或巷道支架的破坏。

A、5 B、10 C、15

4、在褶皱构造的影响下,有的煤层突然增厚,使原采煤方法不能继续,需改变采高或分层开采;有的地方突然变薄甚至不可采,使工作面无法继续采煤,需要重新掘开切眼。

老底:它位于直接底之下,常为厚层状砂砾岩或石灰岩。

11、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过%或二氧化碳浓度超过1.5%时,必须停止工作,撤出人员,采取措施,进行处理。

㈤、断裂构造对煤矿生产的影响

煤层顶、底板的发育程度受当时沉积作用和后期构造运动的影响,因此不同地区的煤层顶底板性质及发育程度不同。有的煤层顶底板发育完好,几种类型的顶底板都有;有的煤层缺少某种类型的顶板或底板。

A、0.5 B、0.75 C、1

1、断层破碎带是径流的良好通道,地表水和底下水往往沿通道流水井下,使涌水量增加,在水文地质条件复杂的矿井,还可能引起突水

煤层的产状要素

12、采掘工作面的空气温度不得超过℃,机电设备硐室的空气温度不得超过30 ℃。

事故。

岩层在地壳中的空间位置和产出状态,称为岩层的产状.岩层的产状是以岩层层面在空间的方位及其与水平面间的关系来确定的,通常是用岩层的走向、倾向及倾角等产状三要素来表示。

A、25 B、26 C、28

2、在高瓦斯矿井中,在断层破碎带附近,容易聚积大量瓦斯,可能会造成瓦斯突出事故,给生产带来危险。

倾斜岩层的层面与水平面的交线,称为走向线。走向线上各点的高程都相等。走向线两端的延伸方向,称为岩层的走向。走向是表示倾斜岩层在水平面上的延伸方向,如图z-7所示。

13、采掘工作面的进风流中,氧气浓度不低于20%,二氧化碳浓度不超过%。

3、断层带及其附近,由于岩石破碎,降低了岩石强度,容易引起跨落冒顶,因此,施工时必须注意。

当岩层是个平面时其走向线为一条直线,各点走向不变;当岩层面为曲面时,其走向线为一条曲线,各点走向发生变化。

A、2 B、1.5 C、0.5

4、断层造成煤炭损失,为保证安全生产,断层两侧必须留有一定宽度的保安煤柱。

岩层层面上垂直于走向线,并沿层面倾斜向下引出的直线AD,叫真倾斜线。真倾斜线在水平面上的投影线OD所指岩层向下倾斜的方向,就是岩层的倾向,又叫真倾向。在层面上,斜交岩层走向所引的任一条直线AB或AC,称为视倾斜线,如图2-8所示。

14、井下爆破必须由担任。

5、断层影响掘进工作,煤矿生产过程中遇到断层后,应迅速准确找到断失煤层,否则将会造成大量废巷,影响掘进工作进行。

真倾斜面线AD与其在水平面上的投影线的夹角α,称为岩层的倾角,又叫真倾角。即倾斜岩层面与水平面所夹的最大锐角α。视倾斜线与其在水平面上的投影线的夹角,称为视倾角,又称伪倾角,如β角。视倾角永远小于真倾角

A、班组长 B、瓦斯检查工 C、专职爆破工

6、断层带附近构造残余压力大,容易引起冲击地压,给安全生产造成威胁。

4.岩层产状要素在煤矿生产中的意义

15、二氧化氮的主要来源是。

二、 矿井开拓

根据岩层产状要素的概念,能够很快掌握巷道系统。因为井下巷道虽多,但基本上是根据岩层产状布置的。其中,沿走向方向布置的巷道有:集中运输大巷、水平巷、工作面顺槽、回风巷等;沿倾向方向布置的巷道有石门、上山、下山、开切眼等。煤层倾角的大小,对采煤方法的选择有较大影响。如倾斜、缓倾斜煤层,一般采用走向长壁采煤法;近水平煤层一般用倾斜长壁采煤法;急倾斜煤层可用倒台阶采煤法等。另外,井下许多巷道的布置,坡度一般要根据需要和煤层倾角关系来确定。

A、采煤机割煤 B、井下爆破 C、老空区

㈠、煤田、井田

二、煤矿地质构造及其对瓦斯涌出的影响

16、综采工作面支护主要采用自移式液压支架,工作面上下出口m范围内必须加强支护。

1、煤田:在同一个地质时期生成的大面积含煤地带为煤田。

沉积岩层和煤层在其形成时,一般都是水平或近水平的,且在一定范围内是连续完整的。由于受到地壳运动的影响,使岩层的形态发生了变化,甚至产生裂缝和错动,使岩层失去完整性,这些由地壳运动造成的岩层的空间形态称为地质构造。

A、10 B、20 C、30

2、井田:一个大的煤田通常由几个或十几个矿开采,划归一个矿井进行开采的煤田通常称为井田(或矿田)。

地质构造的形态多种多样,概括起来可分为单斜构造、褶皱构造和断裂构造。

17、既可以隔断风流又能行人和通车的通风构筑物是。

㈡、井田再划分

1.单斜构造

A、风桥 B、风墙 C、风门

煤田划分为井田后,每个井田的面积仍然比较大,为便于开采,还必须将井田再划分为若干较小的区、段、以便于有计划 地按一定顺序开采。

由于地壳运动的影响,地壳表层中的岩层绝大部分是倾斜的,极少数是水平或接近水平的。在一定范围内,煤层或岩层大致向一个方向倾斜,这样的构造形态称为单斜构造。单斜构造往往是其他构造形态的一部分,或是褶曲的一翼,或是断层的一盘。

18、硫化氢是一种无色、微甜、带有且易溶于水的剧毒气体。

1、井田划分为阶段:开采缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层时,通常沿煤层倾斜方向,按一定标高,将井田划分为若干长条,每个长条即分称为阶段。

2.褶皱构造

A、臭鸡蛋味 B、硫磺味 C、无味

阶段与阶段之间以水平面分界,称水平面,布置有主要运输大巷和井底车场。担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平称为开采水平。

岩层受地壳运动水平力的作用发生变形,呈现波状弯曲,但仍保持了岩层的连续性和完整性的构造形态叫褶皱。如图3-2所示。褶皱构造中的每一个弯曲叫褶曲,褶曲是组成褶皱的基本单位。摺曲有两种基本形态:背斜和向斜。

19、采掘工作面的空气温度超过℃、机电设备硐室的空气温度超过34 ℃时,必须停止作业。

2、阶段内的布置:阶段内的布置有连续式,分区式和分带式3种。

背斜:在形态上一般是一个中间向上凸起的弯曲岩层,自中间向两侧倾斜。

A、26 B、30 C、32

连续式:当阶段内的走向长度和倾斜长度都较小时,可在井田的每一翼沿阶段倾斜全长布置一个采煤工作面,并且采煤工作面可以由井田中央向井田边界推进(连续前进式开采);或者从井田边界向井田中央推进(连续后退式开采)。

向斜:在形态上一般是一个中间向下凹陷的弯曲岩层,自两侧向中间倾斜。

20、可以调节风量的通风构筑物是。

分区式:当阶段的走向和倾斜长度都较大时,在阶段范围内,沿走向把阶段划分为若干部分,每部分长度约为600~1200m,沿倾斜的长度等于阶段斜长,在其中有独立的通风和运输系统,这样的每个部分称为采区,这种不止称为分区十式布置。阶段斜长往往很大,有时长达1000~1500m以上,实际生产中又将采区沿倾斜划分成若干长条部分,称为区段。

背斜或向斜凸凹部分的顶部称为褶曲的轴部,两侧称为褶曲的翼部。背斜和向斜在位置上往往是彼此相连的。

A、风窗 B、风墙 C、风桥

分带式:在阶段内不再划分采区,而沿煤层走向划分成许多个可以分别布置一个采煤工作的倾斜长条,称为分带。在分带内,采煤工作面沿煤层倾斜方向由下而上或由上而下连续推进,这种布置称为分带式布置。

3.断裂构造

21、巷道贯通前,停止一个工作面的作业。

㈢、矿井开拓方式

岩层受力后遭到破坏,形成断裂,失去了连续性和完整性的构造形态叫断裂构造。

A、可以 B、不必 C、必须

在每个井田范围内,为了合理地把煤炭从地下开采出来,需从地面向井下开掘一系列通向煤体的井筒和巷道,称为矿井开拓。

根据岩层断裂后两侧岩块有无显著位移,可把断裂构造分为裂隙和断层两大类。

22、采煤工作面安全出口与巷道连接处20m范围内的巷道高度不得低于m。

井筒的形式、开拓巷道的布置和矿井的通风运输方式叫做矿井开拓方式。通常以井筒形式为主要依据,将矿井开拓方式分为斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓。

1)裂隙及其分类

A、2.6 B、1.6 C、1

①、斜井开拓:根据井筒位置和开拓巷道布置方式的不同,斜井开拓主要分为井盘斜井开拓和斜井分区式开拓两种。

裂隙。断裂面两侧岩层没有发生明显位移的断裂构造。

23、矿井瓦斯等级分为低瓦斯矿井、高瓦斯矿井和矿井。

②、立井开拓,我国煤矿多采用主井单水平分区开拓和主井多水平分区开拓。

若干有规格组合的裂隙将岩石割成一定几何形状的岩块,这种裂隙的总体称为节理。

A、突水 B、煤与瓦斯突出 C、冲击地压

③、平硐开拓:平硐沿煤层走向掘进的称走向平硐,与走向斜交(或垂直)称斜交(或垂直平硐)。

裂隙的分类。根据裂隙形成的原因,裂隙可分为3类:原生裂隙。在沉积岩成岩作用阶段,主要由于沉积物脱水和压缩而形成,一般肉眼不易发现,煤层中都有原生裂隙;构造裂隙。受构造变动作用力所形成,也叫外裂隙。在煤层和围岩中常见,且与原生裂隙斜交。在褶皱的煤层中可见到多组构造裂隙,且常为两组彼此相互垂直,但其中一组往往发育不好。在断层附近常有与断层面平行或斜交的裂隙发育。压力裂隙。在巷道和采煤工作面附近,原有应力平衡状态发生破坏,由矿山压力作用而产生,又叫做地压裂隙。压力裂隙平行于工作面而略向采空区倾斜,与其他裂隙相交。压力裂隙与埋藏深度关系密切,深度越大,裂隙分布越广泛。

24、瓦斯常常积聚在巷道。

④、综合开拓:为充分发挥上述3种开拓方式的优点,可以采用其中的两种或3钟方式开拓一个井田的方式。

2)断层及其要素

A、上部 B、中部 C、下部

㈣、井田巷道的分类

断层。断层是指断裂面两侧岩层产生明显位移的构造变动。断层部位岩层的完整性和连续性遭到破坏,是一种常见的主要地质构造现象。断层在地壳中分布广,形态和类型多,规模与分布因地而异。因此,在煤田地质勘探与煤矿生产中,查明断层的特征和分布规律,对于寻找断失的煤层,合理安排巷道布置,预防灾害发生都具有重要意义。

25、矿井为了排出地下涌水,必须建立排水系统。

按巷道在生产中的用途划分:矿井巷道按其作用和服务范围可分为开拓巷道,准备巷道和回采巷道3类。按巷道的空间形态划分:矿井巷道按其空间形态划分为垂直巷道,水平巷道和倾斜巷道3类。

断层要素。如图3-3所示。断层各组成部分叫断层要素。主要有:断层面,即岩层发生断裂位移时,相对滑动的断裂面。断层面少数是比较规则的平面,多数是波形起伏的曲面。断层面的空间位置,也可用产状要素——走向、倾向和倾角来描述;断层线,即断层面与地面的交线,是断层面在地面的出露线,它反映了断层的延伸方向。断层线随断层面的产状及地形起伏的情况不同,有时是直线,有时是曲线。断层面与水平面的交线亦称为断层线,在水平切面图上它表示断层的真正走向;断盘,是指被断层层面分开的两侧岩体。若断层面是倾斜的,按相对位置关系,通常把位于断层面之上的断盘称为上盘,之下的断盘称为下盘;根据断盘与断层面的相对运动,沿断层面相对上升的断盘称为上升盘,相对下降的断盘称为下降盘,上盘可以是上升盘也可以是下降盘,下盘同样如此。如果断层面是直立的,就无所谓上、下盘之分,这时可采用方位命名,如东盘、西盘、北东盘、南西盘等;方向线,即断层面与煤层的交线,又叫断层交线、文迹线;落差与平错,横切或斜切断层的剖面内,上下盘同一岩层层面与断层线各有一个交点,两个交点的高差叫落差,两个交点的水平距离叫平错。落差仅表示上下盘同一岩层层面的高程差,并不考虑两个面的相对错移方向。同一个断层在不同地段剖面上的落差是不相等的。

26、在有地质构造.岩层破碎的地方必须加强支护。

①、开拓巷道

3)断层分类

27、采.掘工作面必须有新鲜.足够的风流。

开拓巷道是为全矿井,一个开采水平或两个以上采区服务的巷道。主要包括以下几种:

根据断层两盘相对位移方向的不同,断层可分为3种基本类型,如图3-4所示。

28、断层破碎带可能积聚瓦斯,容易造成瓦斯事故。

平硐:直接与地面相通的水平巷道。

正断层:上盘相对下降,下盘相对上升,两盘在垂直及水平面上的投影呈分开状态的断层,断层倾角一般大于45°;逆断层:上盘相对上升,下盘相对下降,两盘在垂直及水平面上的投影呈重叠状态的断层;平移断层:断层两盘沿着断层面走向方向相对移动,以及两盘升降位移量相对于水平位移量小很多的断层,它的断层倾角一般较大,甚至直立,断层线也常呈

29、煤矿井下的所有爆破作业,必须使用煤矿许用炸药。

斜井:直接与地面相通的倾斜巷道。

直线,它是在挤压应力作用下沿直立的剪裂面产生的。

30、井下爆破时,应设置警戒区,从业人员应听从指挥撤到安全地点。

立井:直接与地面相通的直立巷道。

正、逆断层在煤矿生产中最为常见。在地质构造复杂的地带,断层常以组合形式出现,成为阶梯状断层、地垒或地堑,如图3-5所示。

31、巷道支护的目的是阻止巷道围岩变形和垮落,防止顶板事故发生。

井底车场:井下主要运输巷道和井筒连接处的一组巷道和硐室的总称。

根据断层走向与岩层走向的相对关系分为:走向断层,断

32、采煤工作面遇坚硬顶板,容易出现采空区顶板大面积悬露,这时需要强制放顶,以保安全。

石门:穿过各岩层掘进并与煤层走向垂直或斜交的水平巷道。

层走向与岩层走向完全一致或近于一致,可使同一岩层重复出现

33、采煤工作面必须严格按作业规程的规定及时支护,严禁空顶作业。

主要运输及回风大巷:沿走向掘进,使全矿井或某个水平运输、回风用的水平巷道,多数开掘在岩层内,也可开掘在煤层内。

或映失。倾向断面,断层走向与岩层倾向一致或近于一致,使断

34、瓦斯是无色.无味.无臭的可燃性气体。

②、准备巷道

层两侧岩层露头中断而出现交错的不连续状态;斜交断面,断层

35、矿井必须采用机械通风,并有完整的通风系统。

是为一个采区服务的巷道,主要有以下几种类型:

走向与岩层走向斜交。

36、矿井可以采用自然通风的方式进行通风。

采区上山:在运输大巷向上沿煤、岩层开凿的倾斜巷道,按用途和装备分为:运输机上山和人行上山等。

上述各种断层分类,在实际应用中常常结合起来命名,如走

37、不得使用1台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风。

采区下山:在运输大巷向下沿煤、岩层开凿的倾斜巷道。

向正断层、倾向逆断层、倾向平移断层等,这样既可反映断层几

38、煤层顶板可分为伪顶.直接顶和基本顶。

③、回采巷道

何形态,又可表明其力学背景。

39、直接顶是指位于煤层或伪顶之上,具有一定的稳定性,移架或回柱后能自行垮落的岩层。

回采巷道是为一个采煤工作面服务的巷道,主要有以下几种:

4.地质构造对煤层瓦斯含量和涌出的影响

40、正规采煤工作面应采用局部通风机通风。

回风巷道:一般指供采煤工作面回风和运煤用的巷道。

地质构造是影响煤层瓦斯含量和涌出的最主要因素之一,封

41、每一个生产水平和采区,必须有单独的回风巷。

进风巷道:一般指供采煤工作面进风和送料用的巷道。

闭型地质构造有利于瓦斯的储存,而开放型地质构造有利于瓦斯

42、通风构筑物主要有风门.风墙.风桥.风窗和风硐等。

切眼:为布置采面设备,形成生产系统而掘出的贯通回风与进风的巷道。

开放型的断层两盘是分离运动,断层为煤层瓦斯排放提供r

43、矿井通风可以有效的稀释和排除井下有害气体和矿尘。

三、采煤技术

通道,在这类断层附近,煤层的瓦斯含量减少,其涌出量也相对

44、矿井开采深度越大,矿山压力越大。

㈠、基本概念

减少。封闭型断层,由于两盘相互挤压,其本身的透气性差,割

45、矿井开拓方式主要有立井.斜井.平硐和综合开拓。

①、采场和采煤工作面

断了煤层同地表的联系,从而使煤层瓦斯含量较高,瓦斯压力增

46、矿井火灾按引火原因可分为内因火灾和外因火灾,电缆和运输皮带着火叫外因火灾。煤炭自燃叫内因火灾。

采场:用来直接大量采取煤炭的场所。采煤工作面:在采场进行采煤的煤壁。在实际工作当中,采煤工作面与采场是同义词。

加,其瓦斯涌出量也相应增大。

47、矿井必须安装2套同等能力的主要通风机装置,1套工作,另1套作检修备用。

②、采煤工作

背斜构造的轴部通常比相同深度的两翼瓦斯含量高,特别是

48、矿井通风的基本任务之一是供给井下人员呼吸所需要的氧气。

采煤工作:在采场内,为了采取煤炭所进行的一系列工作。采煤工作可分为基本工序和辅助工序。

当背斜七部的岩层透气性差或含水充分时,往往积聚高压的瓦斯,

49、在进.回风巷道的交叉点,为避免风流短路而建造的通风构筑物称为风窗。

基本工序:破煤、装煤、运煤。

形成“气顶’,当背斜轴部的上覆岩层因张力而形成连通地面的裂

50、按井下同时工作的最多人数计算,每人每分钟供给风量不得少于4m3。

辅助工序:工作面支糊、采空区处理,移置运输及采煤设备等工序。

隙时,瓦斯会大量散失·其轴部的瓦斯含量反而较小。向斜构造

51、采掘工作面的进风流中,氧气浓度不低于20%。

③、采煤工艺

由于轴部岩层受到挤压,因此瓦斯含量一般比两翼高。但是在开

52、掘进工作面停风时,不必立即撤出人员,切断电源。

按照一定顺序完成破煤、运煤、工作面支护、采空区处理等各项工序的方法及其配合,称为采煤工艺或回采工艺。

采透气性较好的煤层时,向斜轴部瓦斯涌出量反而较低,这是因

53、有煤 岩 与瓦斯 二氧化碳 突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。

我国目前普遍采用的采煤工艺有:爆破采煤工艺、普通机械采煤工艺,综合机械化采煤工艺、综采放顶煤采煤工艺。

为当开采面接近向斜轴部时,瓦斯的补给区域越来越窄小,补给

54、含煤地层中覆盖在煤层上面的岩层称为煤层顶板。

④、采煤系统

的瓦斯量减少所造成的。

采煤巷道的掘进一般是超前于采煤工作进行的。它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系,称为采煤巷道布置系统,也称为采煤系统

第二节矿井开拓方式

⑤、采煤方法

一、矿井开拓方式

采煤方法就是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的相互配合。采煤方法主要分为壁式和柱式体系两种。

矿井开拓巷道在井田内的布置形式称为矿井开拓方式,包括:

⑥、矿井及采区生产系统

井简形式、数目和位置的确定,开采水平的确定;划分采区;布

矿井及采区生产系统包括:提升运输系统、通风系统、供电系统、供排水系统、其他系统(瓦斯监控系统、灌浆防火系统、通讯系统)。

置井底车场和大巷;确定开采程序和矿井延深等问题.

㈡、壁式体系采煤法

通常以井筒的形式表示矿井的开拓方式,因此,矿井开拓方

壁式体系采煤法:回采工作面长度较长(一般为80~250M左右),工作面两端各有一条巷道,用于通风及运输,采煤的煤炭沿着平行于煤壁的方向运出工作面,随着采煤工作面推进要求及时和有计划地处理采空区。

式有:斜井开拓、立井开拓、平响开拓和综合开拓4种类型.

壁式体系采煤法的优点:煤炭损失少,采煤连续性强,单产高,采煤系统较简单,对地质条件适应性较强,但采煤工艺装备比较复杂。

抖井开拓

壁式体系采煤法的分类:在壁式体系采煤法中,对于薄煤层及中厚煤层,一般沿煤层全厚一次采出,既整层回采;对于厚煤层,一般将其分成若干个中等厚度的分层进行回采,既分层回采(或采用放顶煤开采)。无论整层回采还是分层回采(或采用放顶煤开采),按其推进方向又可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法:走向长壁采煤法:回采工作面沿倾向布置,沿走向推进。倾向长壁采煤法:回采工作面沿走向布置,沿倾向推进。方便于顺利开采,使用倾向长壁采煤法时煤层倾角不宜超过12度。

斜井开拓是利用倾斜巷道由地面进人,并通过一系列巷道到达

㈢、柱式体系采煤法

煤层的一种开拓方式,主要有两种形式:片盘斜井和分区式斜井。

柱式体系采煤法是在煤层内开掘一系列宽为5~7m左右的煤房,煤房间用联络巷相连,形成近似于长条形成块状的煤柱,煤柱宽度由数米至20多米不等,采煤在煤层中进行。有两种基本类型,既房式采煤法和房柱式采煤法。留下煤柱不采的称为房式采煤法。即采煤房又采煤柱的称为房柱式采煤法

1·片盘斜井

柱式体系采煤法的特点是:回采工作面的长度较短,但工作面的数目较多;采房及回收煤柱设备合一,灵活性强;矿压显现减弱,回采过程中有时不进行采空区处理;工作面的通风条件一般较差;回采率低;机械化的柱式采煤,使用条件较严格,发展受到一定限制。

片盘斜井是斜井开拓中最简单的一种形式,多用在煤田的浅

㈣、急倾斜煤层常用采煤方法简介

片盘斜井的基本特点是,井田沿走向不划分采区,沿倾斜方

1、急倾斜煤层的开采特点:由于急倾斜煤层的倾角比较大,在开采技术、安全、运输、顶板管理方面都具有独立的特点,主要表现是:

向按一定标高划分为若千段(称之为片盘),片盘两侧各布置一个

由于煤层倾角大,增加了开采困难,在开采技术上必须采取相应的安全措施;

工作面,由井田边界后退式连续开采.

煤层顶板垂直作用在支架或煤体上的压力较小,而作用在倾斜方向的压力增大。因此。支架不稳定,容易倾倒;护巷煤

图3-7所示为一片盘斜井开拓。井田沿倾斜方向划分为4个

柱容易片帮;顶底板都可能沿倾斜方向滑动;

片盘,片盘斜长近似等于工作面长度。

采下来的煤和冒落的矸石,都可重下滑,简化了工作面的运输工作,但容易吊砸人和冲倒支架,影响安全;

片盘斜井的开掘程序是,在井田走向中部沿煤层开掘主、副

由于煤层倾角大,沿倾斜方向的行人,运料及搬迁设备都比较困难。因此,采区的走向和倾斜长度一般都比缓倾煤层的小;

井,两斜井平行相距30-40m,掘至第一片盘下部边界时,掘片

开采两个相应距较近的急倾斜煤层时,上层开采后,由于底版岩层的移动,使下层煤遭受破坏,所以,在开采顺序上与缓倾斜煤层群有所不同。

盘甩车场,再向两翼掘片盘运输巷及辅巷,在片盘上部边界掘片

急倾斜煤层顶板比缓倾斜顶板难于冒落,冒落步距相对较大。冒落的矸石下滑充填采空区,对顶板起支撑作用,所以在正常开采期间一般不出现明显的周期来压现象。为此,急倾斜采煤法中的支护工作多数是以掩护为主,以支撑为辅;

盘回风巷,一直掘至井田边界,沿煤层倾斜方向开掘开切眼贯通

一般采煤机械设备不适于在急倾斜煤层中使用。

运输巷和回风巷。回采工作面从开切眼开始,向井筒方向连续推

2、急倾斜煤层采煤方法

进,到达井筒附近30-40m时停止回采,留作井筒保护煤柱。

急倾斜煤层开采方法较多,主要的有倒台阶采煤法,水平分层采煤法及伪倾斜掩护支架采煤法。

在第一片盘采完之前,为保证回采工作正常接续,应提前延

倒台阶工作面采煤法:适应于顶板不太破碎,煤层厚0.6~1.5m。他们的特点是:巷道系统简单,掘进率底,回采率高,通风方便;但是,它具有生产工艺复杂,工作面芝护操作不便,材料消耗大,难以使用机械化采煤,安全条件差等不利因素,所以近年来煤矿中应用的较少。

深井筒,布置出第二片盘工作面,上一片盘运输巷可作为下一片

水平分层采煤法:就是将急倾斜中厚及厚煤层沿走向分成几个水平分层来开采。煤层厚度就是工作面长度,分层的厚度就是工作面的采高,工作面沿走向推进。其主要优点是:对煤层地质条件适应性强,可适应煤层倾角和厚度的变化;回采率高。其主要缺点是:巷道布置和通风系统复杂,巷道掘进量大,回采工序多,劳动强度大,机械化程度低;产量和效率较低,材料消耗较多。其适用条件是:煤层厚度在4~6m或大于6m埋藏条件较复杂的急倾斜煤层。

盘的回风巷。

伪倾斜柔性掩护支架采煤法。其特点是:回采工作面成直线型,按伪倾斜方向布置,沿走向推进。用柔性掩护支架,隔离采空区与回采空区与回采空间,工作人员在掩护支架的保护下进行采煤工作。

第四章 矿井通风技术

㈤、伪倾斜柔性掩护支架采煤法

矿井通风是煤矿的一项重要工作,其基本任务是:①向井下各工作场所连续不断地供给适宜的新鲜空气,供人员呼吸。②把有毒有害气体和矿尘稀释到安全浓度以下,并排出矿井之外。③提供适宜的气候条件,创造良好的生产环境,以保障职工的身体健康和生命安全及机械设备正常运转,进而提高劳动生产率。④增强矿井的防灾、抗灾能力,实现矿并的安全生产。

1、采区巷道布置。采区运输石门揭露煤层后,向上掘一组上山眼,布置区段运输平巷。回风平巷,在采区边界开掘一对开切眼,以作为回采开始阶段的运输,行人和通风之用。然后 ,即可安装支架进行回采工作。正常的回采工作面应有25度~30度的伪倾斜角。回采时,为了溜煤、行人、通风和运料,在工作面下端掘超前平巷,并沿走向每隔5m左右,由区段运输平巷向上开掘小眼,与超前平巷贯通。

第一节 矿内空气

2、掩护支架的结构型式

一、井下气体成分

⑴、平板形掩护支架,它主要由钢架和钢丝绳组成。钢丝绳沿走向布置,钢梁沿煤层厚度布置。架子的宽度视煤层厚度而定,一般应比煤层厚度小0.3~0.5m,以便架子的下放。钢丝绳的根数根据架子宽度决定,可由3~5根组成。钢梁之间距离不大与0.3m,其间距内用撑木及荆笆条填充。在钢梁上部铺设双层荆笆,作为隔离采区矸石的拆架时人工假顶之用。这种结构的架子,具有柔性而且便于控制回收。它适用于2.5~5m煤层。

矿内空气是指矿井井巷内气体的总称。它包括地面进入井下的新鲜空气和井下产生的有毒有害气体、浮尘。矿内空气的主要来源是地面空气,但地面空气进入井下以后,要发生一系列的物理变化和化学变化,因而矿内空气与地面空气的性质和成分均有较大差别。

⑵、组合梁掩护支架。当煤层厚度大于5m时,可采用两根钢梁对接或搭接构成长度等于煤厚的一根直梁,称为组合梁。把组合梁排列好。用钢丝绳、螺栓联接成整体,再埔上荆笆或金属网,即为组合梁掩护支架。这种支架可为双地沟工作面进行支护,目前可适用于8m以上的急倾斜厚煤层。

地面空气的组成

⑶、“八”字形掩护支架。当煤厚为1.3~1.5m时,如用平板掩护支架,其支护下面空间狭小,操作不便,通风不良,。因此,可采用具有较大工作空间的“八”字型掩护支架。这种支架是用工字钢制成“八”字形钢架,把钢架排列好,同样用钢丝绳、螺栓把“八”字行钢架联接成整体,在埔上荆笆或金属网而成“八”字行掩护支架。

地面空气主要由氧气(占20. 96 %) ,氮气〔占79.0%)、二氧化碳(占0.04%)组成。此外.地面空气中还有数量不定的水蒸气、微生物和尘埃等。

伪倾斜柔性掩护支架采煤法优点:可三班出煤,不需要专门的准备班,它与分层和倒台阶采煤方法比较,有下列优点:从根本上解决了工作面支柱、固柱的笨重工作,煤炭自滑运输;工人在掩护支架下工作,工作

地面空气进入井下后,其成分和性质会发生一系列变化。如氧含量降低,有害气体混人,固体微粒(岩尘、煤尘等)混人,气休膨胀与压缩。尽管矿内空气与地面空气相比,在性质上有许多差异,但在新鲜空气中其主要成分仍然是氧、氮和二氧化碳。

安全性高,采区巷道掘进量小,煤炭损失少回采率高;通风系统简单,坑木消耗量低;采煤工作面工序简单管理方便。其主要缺点是:掩护支架的宽度不能自动调节,难以适应煤层厚度的变化。但是当煤层稳定,厚度变化不大,倾角大于55度,煤厚在1.5~6.0m的条件下,这种采煤方法能得到较好的技术经济指标。

1.氧气。氧气是无色、无味、无嗅的气体,对空气的相对密度为l 105,是人呼吸的气体中不可缺少的,人体在静止状态下耗氧量约为0.25L/min,在工作时耗氧量为l~3L/min。当浓度小于17%时,呼吸困难,心跳加快;当浓度小于15%时,无力进行劳动;当浓度小于12%时,会有生命危险;当浓度小于3%时,立即死亡。氧能够助燃,易使多种元素氧化。《规程》规定采掘工作面进风流中氧气浓度不得低于20%。

第二节 矿井通风基础知识

2.二氧化碳(C02)。二氧化碳微毒、略带酸味、不助燃,也不能供人呼吸,与空气的相对密度为1.52,在风速较小的巷道中,底板附近的浓度较大;在风速较大的巷道中,一般能与空气均匀地混合。

一、矿井通风系统

在新鲜空气中含有微量的二氧化碳对人体是无害的。二氧化碳对人体的呼吸中枢神经有刺激作用,如果空气中完全不含有二氧化碳,则人体的正常呼吸功能就不能维持,所以在抢救遇难者进行人工输氧时,往往要在氧气中加入5%的二氧化碳,以刺激遇难者的呼吸功能。但二氧化碳过高时,也会使空气中的氧浓度相对降低,使人的呼吸量增加,严重时可能造成人员的酸中毒或窒息。《规程》规定:采掘工作面进风流中,二氧化碳浓度不得超过0.5%。

矿井通风系统是矿井生产系统的主要组成部分,包含矿井通风方式、通风方法和通风网络。

矿井中二氧化碳的主要来源是:煤层中涌出,煤和有机物的氧化,人员的呼吸、爆破、煤炭自燃及瓦斯煤尘爆炸等。个别岩层中能连续释放二氧化碳,甚至发生岩石与二氧化碳的突出事故。例如吉林省营城煤矿,曾在1975年6月13日发生过一起二氧化碳与岩石突出的事故,突出岩石1005t、二氧化碳14000m⊃;,死亡14人;10年后,1985年11月29日发生第二次突出事故,突出岩石800t、二氧化碳40000m⊃;,死亡14人。

按进风井与回风井之间的相互位置关系将矿井通风系统分述如下3种类型。

3.氮气(NO2)氮气是一种惰性气体,它本身无毒、不助燃、也不能供人呼吸,在空气中的氮气含量过高时,会造成“高氮窒息”事故。例如河南省平煤集团一矿

1、中央式通风系统

井下各种有害气体的来源及其性质

按井筒沿井田倾斜位置的不同分为两种类型:

在煤矿生产过程中产生或煤层中涌出的有害气体主要有:甲烷、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢和氨气等。

中央并列式——进风井与回风井沿井田走向及倾斜均大致并列于井田的中央,两井底可以开掘到第一水平(如图2-1 ,也可将回风井只掘至回风水平(如图2-1 。后者一般适用于较小型矿井。

1.甲烷(CH4 )(详见本书第六章)。

图片 1

2.一氧化碳。一氧化碳CO是一种无色、无味、无臭的气体,相对密度为0. 97,微溶于水,浓度为13%~75%时遇火能引起爆炸。一氧化碳CO具有强烈的毒性,对人体有较大的危害,其主要原因是人体内的血红素与一氧化碳的亲和力比氧气大250一300倍,造成人体血液中毒。一氧化碳中毒者嘴唇呈排红色,两颊有斑点。人体的一氧化碳中毒程度取决于一氧化碳浓度和接触一氧化碳的时间、呼吸频率和呼吸深度,详见表4—1。空气中的一氧化碳的主要来源有:井下爆破、矿井火灾、煤炭自燃和瓦斯煤尘爆炸等。

图2-1 中央并列式通风系统

3.硫化氢(H2S)。硫化氢有剧毒,且无色、有臭鸡蛋味的气体,相对密度为1.10,易溶于水,对眼睛及呼吸系统有强烈的刺激作用。煤矿井下的硫化氢主要来源是:有机物的腐烂、含硫矿物的水解、老空水中挥发和煤层中涌出。 需要注意的是:接近采空区作业,有水涌出,且伴随有硫化氢的臭味,往往是老空水发生透水事故的预兆。

这种通风系统—般适用于煤层瓦斯和自然发火问题都不严重,埋藏深、倾角大,但走向不大(一般不大于4 km)的矿井。

4.二氧化氮(NO2)。二氧化氮为红褐色,相对密度为1.57,易溶于水。二氧化氮对人体的眼睛、呼吸道及肺部组织有强烈腐蚀作用。二氧化氮遇水形成硝酸HNO3,能破坏肺及全部呼吸系统组织,使血液中毒,经过6~24h后,肺肿发展,呈现严重咳嗽,并吐黄色的痰,还会出现剧烈的头痛、呕吐,人会很快死亡。二氧化氮的浓度达0.004%时,即会出现喉咙受刺激、咳嗽、胸部发疼现象;达到0.01%时,短时间内会出现严重咳嗽、声带痉挛、恶心、呕吐、腹疼、泻肚等症状;当达到0.025%时,短时间内人即会很快死亡。煤矿井下二氧化氮的来源主要是井下爆破工作。

中央边界式——进风井大致位于井田走向中央,回风井大致位于井田浅部边界沿走向的中央,向上两井相隔一段距离,回风井的井底高于进风井的井底。如图2-2所示:

5.二氧化硫(SO2)。二氧化硫是无色、有强烈硫磺味及酸味的气体,相对密度为2.22,易溶于水。当二氧化硫与呼吸道的潮湿表皮接触时能产生硫酸,硫酸能刺激并麻痹上部呼吸道的细胞组织,使肺及支气管发炎。当空气中二氧化硫浓度为0.0002%时,能引起眼睛红肿、流泪、咳嗽、头痛;达到0.05%时,能引起急性支气管炎,肺水肿,在短时间内有致命危险。煤矿井下二氧化硫的主要来源有:含硫矿物缓慢氧化或自燃生成、从煤岩中放出、在含硫矿物中爆破生成。

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6.氨气(NH3)。氨气是无色气体、相对密度为0.69,有似氨水的剧臭味,易溶于水在IL水中,可溶解700L的氨气。氨气有很强的毒性,能刺激皮肤和上部呼吸道,能严重损伤眼睛。煤矿井下氨气的主要来源有:硝铵炸药的分解、有机物的氧化腐烂。

图2-2 中央边界式通风系统

防治井下有害气体的措施

这种通风系统适用于瓦斯和自然发火比较严重的缓倾斜煤层,埋藏较浅,走向不大的矿井。

1.加强通风,排除或冲淡井下各种有害气体或粉尘,使其浓度在《规程》规定的浓度以下。详见表4-2。

2、对角式

2.加强检查,掌握矿井各种有害气体涌出情况、防止发生事故。当进入某些老巷及通风不良的巷道时,应首先检查瓦斯、二氧化碳及其他有害气体的浓度,只有确认对人无害时,才能进入。

通风系统

3.采取抽放

按进、回风井走向和位置可将矿井通风系统分为如下2种类型:

措施。对于高瓦斯矿井,抽放瓦斯是治本之策。

两翼对角式——进风井大致位于井田走向的中央,出风井位于沿浅部走向的两翼附近(沿倾斜方向的浅部),如图2-3所示;如果只有—个回风井,且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。

4.不用的巷道或弃巷要及时封闭,设警标、揭示牌。

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5.加强个体防护,如携带自救器等。

. 图2-3 两翼对角式通风系统

三、矿内气候条件

这种通风系统适用于走向长度较大(一般超过4 km),井型较大,煤层上部距地表较浅,瓦斯和自然发火较严重的矿井。

矿内气候条件是指矿内空气的温度、湿度和风速的综合效应。

分区对角式——进风井大致位于井田走向的中央,每个采区各有一个出风井,无总回风巷。如图2-4所示:

矿内空气的温度

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空气的温度是影响矿内气候条件的主要因素,气温过高,影响人体散热,破坏身体热平衡,使人感到不适;气温过低,人体散热过多,容易引起感冒,严重时引起井筒结冰,造成事故。例如1995年2月5日,内蒙古某矿主副立井开拓,主井提煤少量进风,无采暖设施,副井进风有暖风,温度符合要求。春节放假后进行检修,主井无提升任务,副井检修,在没有安全措施的情况下,从主井提升人员,12人进入箕斗,当箕斗提升到50m高度时,井筒上方的大冰块纷纷塌落,其中3人被冰块击中死亡。

图2-4 分区对角式通风系统

《煤矿安全规程》规定:

这种通风系统适用于煤层距地表浅,地表起伏较大,无法开掘浅部总回风道的矿井。

1.生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26℃;机电酮室的空气温度不得超过30℃。当空气温度超过时,必须缩短超温地点工作人员的工作时间,并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30℃;机电设备嗣室的空气温度超过34℃,必须停止作业。当井下的气温过高时,要采取降温措施;当气温过低时、要采取空气预热措施。

3、区域式通风系统

2.冬季,进风井井口以下的空气温度不得低于2℃。

在井田的每一个生产区域开凿进、回风井,分别构成独立的通风系统即区域式通风系统。如图2-5所示:

井巷中的风速

图片 5

在矿井井巷中,风流在单位时间内所流经的距离,称之为井巷中的风速,简称风速。井巷中的风速大小直接影响人体的散热效果,同时也影响着矿井安全生产。井巷中的风速应符合《煤矿安全规程》的规定。详见表4一3,

图2-5 区域式通风系统

气候条件是空气温度、湿度和风速三者的综合结果,因此,气候条件的优劣,不能从单独测定某个因素的值来评定,而必须测定其综合结果。目前,一般采用卡他计来测定矿井气候条件

4、混合式通风系统

第二节 矿井通风系统

混合式通风系统的进风井与回风井有三个以上井筒,由中央式和对角式混合、中央式和中央边界式混合等。这种通风系统主要适用于井田范围较大,多煤层、多水平开采的矿井。大多用于老矿井的改造和扩建。

通风系统是指矿井通风方式、通风方法、通风网络和通风设施的总称。它包括从进风到回风的全部路线。安全可靠的通风系统是矿井的安全保证。

通风动力及通风方法

《规程》对矿井通风系统的基本要求是:

方法获得的动力来源可将矿井通风系统分为自然通风和机械通风两种。

1.进风井口必须布置在不受粉尘、灰土、有害和高温气体侵扰的地方,并能防洪、防冻。矿井排风和主通风机噪音不得造成公害。

1、自然通风

2.箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时,必须符合《规程》对风速、防尘和消防的要求。箕斗提升井兼作回风井时,必须有完善的防尘和封闭设施。且漏风率不得超过15%,装有带式输送机的井筒兼作回风井,井简中的风速不得超过6m/s,且必须装有甲烷断电仪。

利用自然因素产生的通风动力使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风。

3.矿井必须采用机械通风。主要通风机或分区的主通风机必须安装在地面,主要通风机要设防爆门、反风设施和专用供电线路。

2、机械通风

4.禁止把两个独立通风的矿井合并为一个通风系统。若矿井有几个出风并,则各通风子系统需保持独立。各水平、各采区风流保持独立,进、回风流严格分开。

利用通风机运转产生的通风动力,致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风。按通风机(通风机)的工作方式将矿井通风系统分为抽出式、压入式和压抽混合式三种。

5.多台通风机联合运转应稳定可靠,总进风和总回风巷断面积不宜过小,尽量减少公共风路的风阻,防止多台风机相互影响。

抽出式——主要通风机安装在回风井口,在抽出式主要通风机的作用下,整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。

6.尽可能采用并联通风系统,并使各条风路的阻力接近相等。避免在通风系统中设置过多的风桥、风门、调节风窗等通风构筑物。

抽出式通风的优点是:在矿井主要通风机的作用下,矿内空气处于低于当地大气压的负压状态,当矿井和地面间存在漏风通道时,漏风从地面漏进井内。抽出式通风矿井在主要进风巷无需安设风门,便于运输、行人和通风管理。在瓦斯矿井采用抽出式通风,若主要

一、矿井通风的方法

通风机因故停止运转,井下风流压力提高,在短时间内可以防止瓦斯从采采空区涌出,比较安全。因此,目前我国大部分矿井,一般多采用抽出式通风。

根据风流获得动力的来源不同,矿井通风的方法可分为自然通风和机械通风。根据矿井通风压力状态分为正压通风和负压通风

压入式——主要通风机安设在进风井口,作压入式工作,井下风流处于正压状态。

自然通风。利用自然因素产生的通风动力,致使空气在井下巷道流动的通风方法称为自然

压入式通风的优点是:在矿井主要通风机作用下,矿内空气处于高于当地大气压力的正压状态,当矿井与地面间存在漏风通道时,漏风从井内漏向地面。压入式通风矿井中,要在矿井的主要进风巷中安设风门,使运输、人行不变,漏风较大,通风管理工作较困难。同时当矿井主要通风机因故停止运转时,井下风流压力降低,有可能使采空区瓦斯涌出量增加造成瓦斯积聚,对安全不利。因此,在瓦斯矿井中一般很少采用压入式通风。

通风。自然风压的大小和风流方向,主要受地面空气温度变化、高差、井口的风速等影响。其实质上是进回风进口并的空气密度差引起。矿井的自然风压HN的计算公式:

一般认为压入式通风不宜在高瓦斯矿井采用。低瓦斯矿井的第一水平有地表漏风,矿井地面地形复杂、高差起伏,无法在高山上安装主要通风机,总回风巷维护困难时,可以考虑采用压入式通风。

HN=Hg (ρ1-ρ2 ) (4一33)

压抽混合式——在入风井口设一风机做压入式工作,回风井口设一风机做抽出式工作。通风系统的进风部分处于正压,回风部分处于负压,工作面大致处于中间,其正压或负压均不大,采空区通连地表的漏风因而较小,适用于自然发火严重的矿井。其缺点是使用的通风机设备多,管理复杂。

式中H——进回风井之间的高差,m;

一般把矿井或采区通风系统中风流分流、汇合的线路结构形式称为通风网路。由于矿井开拓方式和采区巷道布置不同,通风网路连接方式也就不一致,大体可分为串联、并联、角联和复杂联结4种类型。

ρ1、ρ2一一分别是进风井、回风井的空气密度,kg/m3。

二、采区通风系统

例:某矿井下大气压为p= 700mmHg,进风井温度是t1=8℃,回风井的温度是t2=18℃,井口高差H=100m,求该矿井的自然风压HN。

采区通风系统是采区生产系统的重要组成部分,它包括采区进风、回风和工作面进、回风道的布置方式,采区通风路线的连接形式,以及采区内的通风设备和设施等基本内容。

解:根据空气密度计算公式:ρ=0.465p / (273十t)

采区通风系统的基本要求

进风井的空气密度:ρ1 =1.163kg/m3, ρ2二1.119kg/m3

采区通风系统主要取决于采煤系统(采煤方法),但又能在一定程度上影响着采区的巷道布置系统。完备的采区通风系统应能有效地控制采区内的风流方向,风量和风质;漏风少;风流的稳定性高,不易遭受破坏;有利于合理排放瓦斯,防止煤炭自燃,形成较好的矿内气候条件和有利于控制、处理事故,并能使通风系统符合安全可靠、经济合理和技术可行的原则。其基本要求如下:

矿并的自然风压HN=Hg (ρ1-ρ2)=35.2Pa

1、采区必须实行分区通风。

采用机械通风的矿井,自然风压也是始终存在的,并在各个时期内影响着矿井通风工作。对于自然风压较大的深井,自然风压对矿井通风起着重要作用,而且它在夏季内可能会出现风流的反向,这在通风管理工作中,应予以充分重视,特别是高瓦斯矿井尤应注意。

①、准备采区,必须在采区构成通风系统以后,方可开掘其他巷道。

机械通风。利用通风机运转产生的通风动力,致使空气在井下巷道中流动的通风方法称之为机械通风。根据通风机的工作方式不同,可分为抽出式通风(负压

②、采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后,方可回采。

③、高瓦斯矿井、有煤与瓦斯突出突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区,必须设置至少一条专用回风巷。

④、低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区,必须设置1条专用回风巷。

⑤、采区的进、回风巷必须贯穿整个采区,严禁一段为进风巷、一段为回风巷。

2、采掘工作面应实行独立通风

3、在采区通风系统中,应力求通风系统简单,以便在发生事故时易于控制风流和撤退人员。

4、在采区通风系统中,要保证风流流动的稳定性,采掘工作面应尽量避免处于角联风路中。

5、对于必须设置的通风设施(风门、风桥、挡风墙等)和通风设备(局部通风机、辅助

通风机等),要选择好适当位置,严把规格质量,严格管理制度,保证通风设备安全运转。尽量将主要风门开关、局部通风机开停等状态参数和风流变化参数纳入到矿井安全监控系统中,以便及时发现和处理问题。

6、在采区通风系统中,要保证通风阻力小,通风能力大,风流畅通,风量按需分配。因此,应特别注意加强巷道的维护,及时处理局部冒顶和堵塞,支护良好,保证足够的断面。

7、在采区通风系统中,尽量减少采区漏风量,并有利于采空区瓦斯的合理排放及防止采空区浮煤自燃,使新鲜风流在其流动路线上被加热和污染程度最小。

8、设置消防洒水管路、避难硐室和灾变时控制风流的设施。明确避灾路线和安全标志。必要时,建立矿井瓦斯抽放系统、防灭火灌浆系统。

9、采区变电所必须有独立的通风系统。

回采工作面风向的分析

1、上行风和下行风的概念

上行风和下行风是指风流方向与煤层倾向的关系而言的。

上行风:当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷道水平时,采煤工作面的风流沿工作面的倾斜方向由下向上流动,称上行风,也叫上行通风。

下行风:当采煤工作面进风巷道水平高于回风巷道水平时,采煤工作面的风流沿工作面的倾斜方向由上向下流动,称下行风,也叫下行通风。

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图2-6采煤工作面上行风和下行风

2、上行风与下行风的优缺点分析

1)、上行风的主要优点是:

瓦斯比空气轻,有一定的上浮力,其自然流动的方向和上行风流的方向一致利于带走瓦斯、较快地降低工作面的瓦斯浓度,在正常风速(大于0.5~0.8m/s)下,瓦斯分层流动和局部积聚的可能性较小。

采用上行风时,工作面运输平巷中

的运输设备位于新鲜风流中,安全性较好。

工作面发生火灾时,采用上行风在起火地点发生瓦斯爆炸的可能性比下行风要小些。

除浅矿井的夏季之外,采用上行风时,采区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相同,对通风有利些。

2)、上行风的主要缺点是:

上行风流方向与运煤方向相反,易引起煤尘飞扬,使采煤工作面进风流及工作面风流中的煤尘浓度增大。

煤炭在运输过程中所释放出的瓦斯,披上行风流带人工作面,使进风流和工作面风流中的瓦斯浓度升高,影响了工作面的安全卫生条件。

采用上行凤时,进风风流流经的路线较长,风流温度会由于压缩和地温加热而升高;又加上运输巷内设备运转时所产生的热量对风流的加热作用,故上行风比下行风工作面的气温要高些。

3)、下行风的主要优点是:

采煤工作面及其进风流中的煤尘、瓦斯浓度相对较小些。

采煤工作面及其进风流中的空气被加热的程度较小。

下行风流方向与瓦斯自然流向相反,当风流保持足够的风速时,就能对向上轻浮的瓦斯具有较强的扰动、混合能力、因此不易出现瓦斯分层流动和局部积聚的现象。

4)、下行风的主要缺点是:

采用下行风时,运输设备在回风巷道中运转,安全性铰差。

工作面一旦起火,所产生的火风压和下行风工作面的机械风压作用方向相反,会使工作面的风量减少,瓦斯浓度升高,故下行风在起火地点引起瓦斯爆炸的可能性比上行风要大些,灭火工作困难一些。

除浅矿井的夏季之外,采用下行风时,采区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相反,降低了矿井通风能力,而且一旦主要通风机停止运转,工作面的下行风流就有停风或反风(或逆转)的可能。

综上所述,上行风和下行风各有利弊,但一般认为上行风稍优于下行风,尽管国内外有些矿井为了降低工作面气温、减少工作面的瓦斯和煤尘浓度,采用了下行通风方式,并取得了较好的效果。例如前苏联顿巴斯矿区在工作面使用下行风后,工作面回风流中的瓦斯浓度减少20~50%,工作面风流中的煤尘浓度减少10多倍,工作面的气温降低2~5℃,工作面产量提高50~100万吨。尽管如此,各国的安全规程对下行风的使用目前仍采取谨滇态度。我国《煤矿安全规程》第115条规定:有煤与瓦斯(二氧化碳)突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。

三、矿井通风设施

通风设施是控制矿井风流流动的各类设施的总称。

风桥是将两股平面交叉的新、污风流隔成立体交叉的一种通风设施,污风从桥上通过,新风从桥下通过。

服务年限很长,通过风量大于20 m3/s的风桥,可用图2-3-1所示的绕道式风桥,绕道须做在岩石中。服务年限较长,通过风量为1020 m3/s的风桥,可用

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