开拓开采安全PPT课件

1、采掘安全的内容采掘安全的内容采掘系统面临的对象采掘系统面临的对象物质安全采掘工作场所的特点采掘工作场所的特点环境安全采掘作业工程的要求采掘作业工程的要求技术安全采掘任务的最终目标采掘任务的最终目标本质安全第1页/共129页第一讲 影响采掘安全的因素第二讲 矿井开拓与安全第三讲 采区准备与安全第四讲 采煤方法与安全第五讲 复杂煤层开采技术与安全第2页/共129页第一讲第一讲 影响采掘安全的因素影响采掘安全的因素 第3页/共129页影响煤矿安全生产影响煤矿安全生产自然地质因素自然地质因素第4页/共129页 皱曲构造皱曲构造 岩层受力后被挤成弯弯曲曲，但仍保持岩层连续性和完整性的构造形态即岩层受力后

2、被挤成弯弯曲曲，但仍保持岩层连续性和完整性的构造形态即为皱曲构造为皱曲构造 皱曲：岩层皱曲构造中的每一个弯曲皱曲：岩层皱曲构造中的每一个弯曲 基本形态分背斜和向斜基本形态分背斜和向斜第5页/共129页煤层的褶曲构造煤层的褶曲构造第6页/共129页皱曲对煤矿安全生产的影响皱曲对煤矿安全生产的影响大型向斜轴部顶板压力常有增大的现象大型向斜轴部顶板压力常有增大的现象2）有沼气突出的矿井，向斜轴部是突出的危）有沼气突出的矿井，向斜轴部是突出的危险区险区3）不同形态的皱曲的地应力的影响）不同形态的皱曲的地应力的影响第7页/共129页 断裂构造断裂构造 岩层受力后岩层受力后.失去连续性和完整性的构造形态。

3、分裂隙或节理、断层失去连续性和完整性的构造形态。分裂隙或节理、断层第8页/共129页断层构造断层构造1）根据两盘相对运动的方向分：正断层、逆断层、平推断层）根据两盘相对运动的方向分：正断层、逆断层、平推断层2） 断层的组合形式分：阶梯断层、地堑或地垒断层的组合形式分：阶梯断层、地堑或地垒3）断层走向与岩层走向的相对位置分：走向断层、倾向断层和斜交断层）断层走向与岩层走向的相对位置分：走向断层、倾向断层和斜交断层断裂面两侧岩层发生明显的位移的断裂构造断裂面两侧岩层发生明显的位移的断裂构造第9页/共129页断层构造断层构造第10页/共129页断层要素断层要素第11页/共129页断裂构造断裂构造对煤

4、矿安全生产的影响对煤矿安全生产的影响1）断层的影响）断层的影响 破碎带：顶板、瓦斯聚集破碎带：顶板、瓦斯聚集 沟通通道：水、瓦斯沟通通道：水、瓦斯第12页/共129页第13页/共129页2）节理的影响）节理的影响第14页/共129页第15页/共129页第16页/共129页影响煤矿安全生产的其他因素影响煤矿安全生产的其他因素煤的自燃倾向煤的自燃倾向煤和岩层的含瓦斯性煤和岩层的含瓦斯性矿井的含水性矿井的含水性煤尘的爆炸性煤尘的爆炸性采深采深顶底板岩性顶底板岩性煤层的赋存状况煤层的赋存状况其他其他第17页/共129页矿山工程常用图件矿山工程常用图件 第18页/共129页 煤矿测量坐标煤矿测量坐标（1

5、）地面点的地理坐标）地面点的地理坐标 用经度纬度表示地面点位置的球面坐标用经度纬度表示地面点位置的球面坐标（2）地面点的高程）地面点的高程 由高程基准面起算的地面高度由高程基准面起算的地面高度 绝对高程、标高、海拔绝对高程、标高、海拔 相对高程、假定高程相对高程、假定高程 高差高差第19页/共129页地面点的高程地面点的高程 第20页/共129页煤层地板等高线图煤层地板等高线图第21页/共129页第22页/共129页第23页/共129页煤层地板等高线图煤层地板等高线图第24页/共129页第25页/共129页第26页/共129页第27页/共129页第28页/共129页底板等高线图底板等高线图煤层

6、产状在平面图上表现：煤层产状在平面图上表现： 走向、倾向、倾角走向、倾向、倾角构造在平面图上形态：构造在平面图上形态： 褶曲：向斜和背斜褶曲：向斜和背斜 断层：正断层、逆断层、水平断层、断层：正断层、逆断层、水平断层、 断距断距巷道与煤层相对位置关系：巷道与煤层相对位置关系：第29页/共129页第30页/共129页（1）矿井地质和水文地质图。）矿井地质和水文地质图。 （2）井上、下对照图。）井上、下对照图。 （3）巷道布置图。）巷道布置图。 （4）采掘工程平面图。）采掘工程平面图。 （5）通风系统图。）通风系统图。 （6）井下运输系统图。）井下运输系统图。 煤矿安全规程煤矿安全规程第十二条规定

7、：第十二条规定：煤矿必须及时填绘反映实际情况的下列图纸煤矿必须及时填绘反映实际情况的下列图纸第31页/共129页（7）安全监测装备布置图。）安全监测装备布置图。 （8）排水、防尘、防火注浆、压风、充填、）排水、防尘、防火注浆、压风、充填、 抽放瓦斯等管路系统图。抽放瓦斯等管路系统图。 （9）井下通信系统图。）井下通信系统图。 （10）井上、下配电系统图和井下电气设备布置图。）井上、下配电系统图和井下电气设备布置图。 （11）井下避灾路线图。）井下避灾路线图。 第32页/共129页煤煤层层柱柱状状图图第33页/共129页安全生产最为基本的矿用工程图纸安全生产最为基本的矿用工程图纸要求煤矿必须根据

8、矿井实际情况填绘。要求煤矿必须根据矿井实际情况填绘。 井上、下对照图井上、下对照图 采掘工程平面图采掘工程平面图 通风系统图通风系统图 井下避灾路线图井下避灾路线图第34页/共129页第35页/共129页第36页/共129页第37页/共129页第38页/共129页采掘工程平面图应注意的问题采掘工程平面图应注意的问题 历史性（采空区、老巷、密闭等）历史性（采空区、老巷、密闭等） 真实性（图与井下采掘面貌符合性）真实性（图与井下采掘面貌符合性） 系统性（采掘、生产系统、异常）系统性（采掘、生产系统、异常） 动态性（时效、现状）动态性（时效、现状） 实用性（指导生产计划、采掘部署、生产管理、安全管理

9、）实用性（指导生产计划、采掘部署、生产管理、安全管理）第39页/共129页第40页/共129页第41页/共129页第二讲第二讲 矿井开拓与安全矿井开拓与安全第42页/共129页矿井常用巷道矿井常用巷道第43页/共129页矿井巷道分类矿井巷道分类 垂直巷道垂直巷道 立井、小井、暗井等立井、小井、暗井等 倾斜巷道倾斜巷道 上山和下山、溜眼、联络上山和下山、溜眼、联络巷等巷等 水平巷道水平巷道 平峒、石门和平巷等平峒、石门和平巷等第44页/共129页开拓巷道主、副井、风井、开拓巷道主、副井、风井、 井底车场以及井底车场以及硐室、硐室、 水平运输大水平运输大 巷、巷、 阶段大巷（运输、阶段大巷（运输、

10、回风）、回风）、 主要石门等主要石门等准备巷道采区上（下）山、准备巷道采区上（下）山、 采区石门、煤采区石门、煤仓、车场、集中巷仓、车场、集中巷回采巷道开切眼、顺槽（平巷、运输和回回采巷道开切眼、顺槽（平巷、运输和回风平巷）、腰巷（中巷）、尾巷风平巷）、腰巷（中巷）、尾巷第45页/共129页矿井生产能力与服务年限矿井生产能力与服务年限 第46页/共129页 (一一)矿井全年产量超过矿井核定生产能力的；矿井全年产量超过矿井核定生产能力的；(二二)矿井月产量超过当月产量计划矿井月产量超过当月产量计划10%的；的；第47页/共129页煤田井田煤田井田井田内的划分方式井田内的划分方式第48页/共129

11、页 水平与阶段水平与阶段 水平单水平、多水平 一个阶段、两个阶段 阶段上山阶段、下山阶段第49页/共129页阶段内再划分之分区式阶段内再划分之分区式第50页/共129页阶段内分带划分之分带式阶段内分带划分之分带式第51页/共129页阶段内再划分之分段式阶段内再划分之分段式第52页/共129页开采顺序开采顺序沿煤层走向沿煤层走向: 前进式与后退式前进式与后退式沿煤层倾向沿煤层倾向: 上行与下行式上行与下行式 煤层间煤层间: 上行式与下行上行式与下行式式第53页/共129页矿井开拓方式矿井开拓方式1）主要指在整个井田开采过程中所用井巷的基本特征及）主要指在整个井田开采过程中所用井巷的基本特征及其布

12、置。其布置。 2）确定井田的开拓方式主要内容）确定井田的开拓方式主要内容 确定井硐的形式、数目、位置；开采水平、阶段及阶确定井硐的形式、数目、位置；开采水平、阶段及阶段内的划分与开采顺序；阶段大巷的数目与位置、井底段内的划分与开采顺序；阶段大巷的数目与位置、井底车场的形式和布置等车场的形式和布置等 第54页/共129页井田开拓标志井田开拓标志井硐形式井硐形式 斜井斜井 立井立井 平硐平硐 综合开拓综合开拓第55页/共129页确定开拓方式的原则确定开拓方式的原则1) 符合政策、技术要求符合政策、技术要求2) 执行规程执行规程3) 充分利用资源、合理开发充分利用资源、合理开发4) 生产系统齐备、系

13、统简单，体现集中生产生产系统齐备、系统简单，体现集中生产第56页/共129页斜井开拓方式斜井开拓方式片盘斜井片盘斜井集中斜井集中斜井 顺层斜井顺层斜井 反斜井反斜井 穿层斜井穿层斜井第57页/共129页片盘斜井片盘斜井第58页/共129页第59页/共129页第60页/共129页立井开拓立井开拓第61页/共129页第62页/共129页平硐开拓平硐开拓a垂直平硐、垂直平硐、b走向平硐、走向平硐、c阶梯平硐阶梯平硐第63页/共129页第64页/共129页第65页/共129页第66页/共129页综合开拓综合开拓 立井斜井立井斜井 斜井平峒斜井平峒 斜井暗立井斜井暗立井 平峒暗立井平峒暗立井 平峒暗斜井

14、平峒暗斜井第67页/共129页第68页/共129页开拓巷道布置开拓巷道布置井筒：数量、位置、形状、断面及其布置井筒：数量、位置、形状、断面及其布置阶段大巷：位置、布置、运输方式阶段大巷：位置、布置、运输方式矿井通风方式：矿井通风方式：井底车场形式：井底车场形式：开拓方式比较：开拓方式比较：第69页/共129页【重大隐患十二条：新建煤矿边建设边生产，煤矿改扩建期间，在改扩建的区域生产，或者在其他区域的生产超出安全设计规定的范围和规模】(一一)建设项目安全设施设计未经审查批准擅自组织施工的；建设项目安全设施设计未经审查批准擅自组织施工的；(二二)对批准的安全设施设计做出重大变更后未经再次审批并组织

15、施工的；对批准的安全设施设计做出重大变更后未经再次审批并组织施工的；(三三)改扩建矿井在改扩建区域生产的；改扩建矿井在改扩建区域生产的；(四四)改扩建矿井在非改扩建区域超出安全设计规定范围和规模生产的；改扩建矿井在非改扩建区域超出安全设计规定范围和规模生产的；(五五)建设项目安全设施未经竣工验收并批准而擅自组织生产的。建设项目安全设施未经竣工验收并批准而擅自组织生产的。第70页/共129页第三讲第三讲 采区准备方式采区准备方式 与安全与安全第71页/共129页采区巷道准备方式采区巷道准备方式解决的问解决的问题题 采区划分以后,在采区内部还要布置一系列巷道如采区上(下)山、区段运输及回风平巷、开

16、切眼等，这样才能形成完整的生产系统。 这些巷道的位置、数量、型式，以及相互联系和掘进顺序即是采区巷道布置解决的问题。 准备方式：准备巷道的布置方式第72页/共129页第73页/共129页第74页/共129页单一煤层上山采区单一煤层上山采区巷道准备方式巷道准备方式 巷道系统 巷道掘进顺序： 生产系统：第75页/共129页第76页/共129页共用采区上山巷道准备方式共用采区上山巷道准备方式第77页/共129页【重大隐患第五条重大隐患第五条：通风系统不完善、不可靠：通风系统不完善、不可靠的的】 (五)没有按正规设计形成通风系统的； (七)采区进（回）风巷未贯穿整个采区，或虽贯穿整个采区但一段进风、一

17、段回风的；第78页/共129页单一煤层条带式准备方式单一煤层条带式准备方式第79页/共129页联合布置条带准备方式联合布置条带准备方式第80页/共129页第四讲 采煤方法第81页/共129页采煤工作面平面布置采煤工作面平面布置第82页/共129页一、回采工艺一、回采工艺 第83页/共129页炮采工作面回采工艺炮采工作面回采工艺第84页/共129页第85页/共129页第86页/共129页 毫秒爆破效果毫秒爆破效果第87页/共129页炮采工作面支护炮采工作面支护第88页/共129页炮采新工艺（设备）炮采新工艺（设备）第89页/共129页工作面端头支护工作面端头支护第90页/共129页炮采工作面处理

18、采空区炮采工作面处理采空区 全部垮落法 煤柱支撑法 充填法 缓慢下沉法第91页/共129页回柱放顶回柱放顶第92页/共129页煤矿安全规程煤矿安全规程第五十条第五十条 采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20m范围内，必须加强支护；综合机械化采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.8m，其他采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.6m。安全出口必须设专人维护，发生支架断梁折柱、巷道底鼓变形时，必须及时更换、清挖。 第93页/共129页煤矿安全规煤矿安全规程程第五十三第五十三条条第94页/共129页第95页/共129页第96页/共129页煤矿安全规程煤矿安全规程第五十五条第五十五条第97页/共

19、129页第98页/共129页普通机械化采煤普通机械化采煤第99页/共129页第100页/共129页综采工作面设备第101页/共129页第102页/共129页二、走向长壁采煤系统分析二、走向长壁采煤系统分析采煤系统 回采巷道的掘进与回采工作在时间上配合及在空间上的相互关系。 （一）区段参数： 区段斜长：L区 = L采+ 2L巷+ L柱 区段走向长： 第103页/共129页区段斜长区段斜长 我国 兖州 美国（综采）L采 120 200m 300 m 246 m，335 m 综采 150 mL柱 015 m； 普采 综采L巷 2.5 3.0m 4 4.5 m 第104页/共129页区段走向长区段走向

20、长区段走向长 = 采区走向长 普采 500 m 综采 1000 m 技术发展趋势：加大国内：2430 m（采区一翼） 第105页/共129页区段平巷的布置区段平巷的布置巷道布置的内容： 巷道用途、数量、位置和巷道之间的时空关系1、普采或炮采区段平巷布置1）区段回风平巷（轨巷）： （1 1）功用：轨道运输、回风、行人。 （2 2）要求：与采面上出口相连，必须沿煤层掘进； 断面要符合运输、通风、行人、安全等要求； 第106页/共129页沿空掘巷沿空掘巷 1)特点：沿上覆岩层稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷。第107页/共129页2)2)沿空掘巷时回采面接替顺序沿空掘巷时回采面接替顺序 (1)

21、(1)区段跳采接替方便；巷道掘进量少；生产分散；“孤岛”采煤矿压显现强烈； 适用：采区区段数目多。 第108页/共129页倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法评价及适用条件评价及适用条件 （一）评价 1、优点 （1 1）巷道布置简单，巷道掘进及维护费低，投产快。巷道掘进工程量少15%，相应工期短。（2 2）运输系统简单，占用设备少。运输设备及辅助人员可减少3030。（3 3）回采巷道沿煤掘进，易固定方向，采面可等长布置，利于生产管理。（4 4）通风系统简单，风路短，通风构筑物减少约1/31/3。 第109页/共129页倾斜长壁采煤法适用条件倾斜长壁采煤法适用条件 （1） 煤层，效果最好。 （2 2）采取一定技术措施，可适用于12 17 的煤层。 （3 3）可据地质构造的特点采面呈伪斜布置。 （4 4）不同采深、围岩特性、沼气涌出量及水涌出量均可采用倾斜长壁开采 。（5 5）据不同倾角，同一矿井亦可采用倾斜长壁和走向长壁配合开采。 第110页/共129页【重大隐患第一条：超能力、超强度：超能力、超强度或