煤矿基本知识王凤桐20150415

煤矿基本知识

山西煤炭运销集团店上煤业有限公司

安全监察科科长

王凤桐

1山大科技大学泰安校区马全礼主要内容

第一章地质基础知识第二章煤矿生产概貌第三章井田开拓第四章巷道掘进第五章采煤方法第六章矿井通风与安全第七章矿井固定设备与供电2山大科技大学泰安校区马全礼第一章地质基础知识第一节地壳一、地壳的组成物质地球是一个巨大的椭球体，其赤道半径为6378.2km，极半径为6356.8km。地球的最外层是坚固的外壳，称为地壳，平均厚度约为20km。地壳主要由岩石组成，组成岩石的是矿物，而矿物则是由各种化学元素所组成。因此，在地壳中蕴藏着非常丰富的矿产资源。3山大科技大学泰安校区马全礼（一）元素

组成地壳的元素达百余种，但占主要地位的是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢等，而以氧(46.6%)和硅(27.7%)为最多。（二）矿物

矿物是地壳中一种或多种元素在各种地质作用下形成的自然产物，具有比较固定的化学成分和一定的物理性质与形态。

自然界中已发现的矿物有两千多种，绝大多数呈固态，也有的呈液态（如水、石油和汞等）和气态（如瓦斯）。但组成岩石的常见矿物并不多，主要的仅20余种。4山大科技大学泰安校区马全礼（三）岩石

岩石是矿物的集合体，可包含一种或多种矿物。岩石按成因分为三大类：岩浆岩、沉积岩、变质岩地壳中的岩石绝大部分为岩浆岩，沉积岩只占地壳总重量的5%，但沉积岩却覆盖着地球表面积的75%，是最常见的一类岩石。由于煤层一般都埋藏于沉积岩岩层中，因此沉积岩与采煤工作的关系最为密切。此外，在沉积岩地层中还有许多重要的矿产资源，如石油、天然气、沉积铁矿、盐矿、铝矿、磷矿、油页岩和石灰岩等。5山大科技大学泰安校区马全礼二、地史及地层的概念

地球的形成已有四十五亿年以上的历史。为了便于研究，通常根据地壳运动和古生物的发展，将地壳的历史从古到今，划分为太古代、元古代、古生代、中生代和新生代等五个大的时期。为了反映更短的时间间隔内地壳的变化，代以下分为若干纪，纪以下又分为世。代、纪、世是国际统一的划分地质时代的单位。6山大科技大学泰安校区马全礼第二节煤的形成、用途和分类

一、煤的形成

远在距今约0.03～3.2亿年间，即地质史上称为第三纪、侏罗纪、二迭纪和石炭纪等时代，地球上许多地区布满了湖泊、沼泽，当时气候温暖潮湿，植物生长茂盛。

二、评价煤质的主要指标

水分；灰分；挥发分；固定碳；胶质层厚度；发热量；硫；磷；含矸率。

7山大科技大学泰安校区马全礼煤是古代植物遗体堆积在湖泊、海湾、浅海的地方，经过复杂的生物化学和物理化学作用转化而成的一种具有可燃性能的沉积岩。在显微镜下可以发现煤中有植物细胞组成的孢子花粉等，在煤层中还可以发现植物化石，所有这些都可以证明煤是由植物遗体堆积而成的。？8山大科技大学泰安校区马全礼东北赋煤区西北、华北华北赋煤区华北、华南9山大科技大学泰安校区马全礼中国现有各类煤矿约2.8万处，其中45户重点监控企业有414处，其它国有重点煤矿322处，地方国有煤矿2176处，乡镇和其它煤矿约2.45万处。10山大科技大学泰安校区马全礼全省矿井个数由2008年的2598处减少到2010年的1053处，“十二五”期间将减少到1000处。11山大科技大学泰安校区马全礼2008年公布的第一批12个：1、资源型城市经济转型试点城市5个：阜新、伊春、辽源、白山、盘锦；2、西部地区典型资源枯竭城市3个：石嘴山、白银、个旧（县级市）；3、中部地区典型资源枯竭城市3个：焦作、萍乡、大冶（县级市）；4、典型资源枯竭地区1个：大兴安岭。2009年公布的第二批32个。1、地级市9个：山东省枣庄市、湖北省黄石市、安徽省淮北市、安徽省铜陵市、黑龙江省七台河市、重庆市万盛区（当作地级市对待）、辽宁省抚顺市、陕西省铜川市、江西省景德镇市。2、县级市17个：贵州省铜仁地区万山特区、甘肃省玉门市、湖北省潜江市、河南省灵宝市、广西壮族自治区合山市、湖南省耒阳市、湖南省冷水江市、辽宁省北票市、吉林省舒兰市、四川省华蓥市、吉林省九台市、湖南省资兴市、湖北省钟祥市、山西省孝义市、黑龙江省五大连池市（森工）、内蒙古自治区阿尔山市（森工）、吉林省敦化市（森工）。3、市辖区6个：辽宁省葫芦岛市杨家杖子开发区、河北省承德市鹰手营子矿区、辽宁省葫芦岛市南票区、云南省昆明市东川区、辽宁省辽阳市弓长岭区、河北省张家口市下花园区。国务院公布的44个资源枯竭型城市12山大科技大学泰安校区马全礼第三节煤系地层和矿井地质构造一、煤系地层与煤层赋存状态

（一）煤系煤是在一定历史时期形成的具有成因联系的大致连续沉积的一套含煤岩系。（二）煤层

13山大科技大学泰安校区马全礼14山大科技大学泰安校区马全礼根据厚度，煤层可分为：

①薄煤层：地下开采时厚度1.3米以下的煤层；露天开采时厚度3.5米以下的煤层。

②中厚煤层：地下开采时厚度1.3~3.5米的煤层；露天开采时厚度3.5~10米的煤层。

③厚煤层：地下开采时厚度3.5米～8.0米以上的煤层；露天开采时厚度10米以上的煤层。

④特厚煤层，地下开采时厚度大于8米的煤层。15山大科技大学泰安校区马全礼16山大科技大学泰安校区马全礼煤层按倾角分类：（1）近水平层：倾角在8度以下的煤层。（2）缓倾斜层：倾角在8—25度的煤层，又称缓倾斜煤层。（3）倾斜煤层：倾角在25—45度的煤层。（4）急斜煤层：倾角在45度以上的煤层。17山大科技大学泰安校区马全礼按煤种分类，中国煤炭中炼焦煤类占27.65%，非炼焦煤类占72.35%，前者包括气煤（占13.75%），肥煤（占3.53%），主焦煤（占5.81%），瘦煤（占4.01%），其它为未分牌号的煤（占0.55%）；后者包括无烟煤（占10.93%），贫煤（占5.55%），弱粘煤（占1.74%），不粘煤（占13.8%），长焰煤（占12.52%），褐煤（占12.76%），天然焦（占0.19%），未分牌号的煤（占13.80%）和牌号不清的煤（占1.06%）。18山大科技大学泰安校区马全礼

二、矿井地质构造矿井地质构造是井田边界及其范围内的褶皱、断层、节理和层间滑动等地质构造的统称。（一）褶皱构造岩层和煤层在构造应力作用下形成的一系列连续的弯曲称为褶皱构造。每一个单独的弯曲称为褶曲。有2种基本形式:（1）向斜：岩层向下弯曲，核部是老岩层，两翼是新岩层。（2）背斜：岩层向上弯曲，核部是新岩层，两翼是老岩层。褶曲要素（基本组成部分）：核部、翼部、轴面、枢纽。19山大科技大学泰安校区马全礼背斜向斜20山大科技大学泰安校区马全礼21山大科技大学泰安校区马全礼（二）断裂构造岩层或煤层受力超过其强度极限发生变形破坏的类型，可以分为两类：断层（两侧岩块有显著位移）和节理（裂隙）。

1、断层是影响矿井安全生产的最主要的地质构造。（1）断层要素：断层面、断盘、断层线（断层交面线）、断距。22山大科技大学泰安校区马全礼23山大科技大学泰安校区马全礼断层面：断层的断裂滑动面称为断层面。要素有：走向、倾向、倾角。断盘：位于断层面两侧的岩块称为断盘。断层线和断层交面线：断层线是指断层在地表的出露线，也就是断层面与地面的交线，它反映了断层的延展方向。断层面与岩层面的交线称为交面线（断层面与煤层底板面的交线称煤层交面线，或断煤交线）。断距：断距指断层两盘相对错开的距离，包括：真断距、地层断距、铅直断距和水平断距。24山大科技大学泰安校区马全礼

ab——总断距或真断距hi——地层断距

dg——铅直断距或称落差gn——水平断距25山大科技大学泰安校区马全礼（2）断层的分类根据上下两盘岩体相对移动性质来划分26山大科技大学泰安校区马全礼27山大科技大学泰安校区马全礼

2、裂隙裂隙又称为节理，指沿断裂面两侧没有发生明显位移的断裂。

三、陷落柱岩溶陷落柱是煤系地层下部可溶性岩石在地下水和重力作用下所产生的塌陷现象。28山大科技大学泰安校区马全礼29山大科技大学泰安校区马全礼第二章煤矿生产概貌第一节煤田的开发一、煤田和矿区

在地质历史发展过程中，同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分布区称为煤田。统一规划和开发的煤田或其一部分则称为矿区。二、井田划归一个矿井（或露天矿）开采的那一部分煤田，谓之井田（矿田）。30山大科技大学泰安校区马全礼三、矿井生产能力和井型矿井生产能力，一般是指矿井的设计年产量，以Mt/a表示。我国把矿井划分为大、中、小三种类型，称井型。井工矿：大型矿井：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0Mt/a及以上；中型矿井：0.45、0.6、0.9Mt/a；小型矿井：0.3Mt/a及以下。露天矿：大型≥4Mt/a，1Mt/a<中型<4Mt/a，小型≤1Mt/a。31山大科技大学泰安校区马全礼神东煤炭集团布尔台煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，井田面积193平方公里，可采储量18.5亿吨，年生产能力2000万吨，总投资44.84亿元。矿井生产能力、主运输系统能力、煤炭洗选加工能力3项世界第一的特大型井工矿井，也是一座集生产、洗选、储装、外运综合布局的特大型高产高效现代化井工矿井。32山大科技大学泰安校区马全礼中国最大的露天煤矿内蒙古哈尔乌素煤矿，可采储量17.3亿吨，煤层平均厚度21.01米，2012年生产原煤3150万吨。33山大科技大学泰安校区马全礼重型卡车最大载重量360吨，电铲的斗容60.4m3

。34山大科技大学泰安校区马全礼第二节矿井生产系统35山大科技大学泰安校区马全礼一、矿井采掘系统二、运输提升系统三、供电系统四、通风系统五、排水系统六、通讯系统七、防灭火系统八、防尘系统九、监测监控系统十、压风系统十一、瓦斯抽放系统十二、地面生产系统36山大科技大学泰安校区马全礼第三节煤矿安全生产1、煤矿安全生产的方针是：安全第一，预防为主，综合治理，总体推进。2、煤矿生产的五大自然灾害

水、火、瓦斯、煤尘、顶板3、下井前要准备事项:煤矿澡堂更换衣服，穿戴好防静电的工作服、雨靴，系好皮带。37山大科技大学泰安校区马全礼必须带好防护用品自救器安全帽矿灯38山大科技大学泰安校区马全礼小常识：主井一般运煤，副井一般下人、运材料。矿井内必须通风。进风的井筒叫做进风井。主井、副井一般都是进风井。出风的井筒叫做回风井。回风井安装有主要通风机（主扇）。39山大科技大学泰安校区马全礼压缩氧自救器的使用我国生产的压缩氧自救器有效工作时间有30、45、60分钟多种。其使用方法如下：1.观察压力计。通过外壳上盖窗口观察压力计，若指针指在上限白色刻度线内，说明有足够的氧气，即可打开外壳上的扣鼻。2.拉出氧气囊。打开上盖，拉出气囊、呼吸软管及鼻夹等。3.打开开关和套背带。左手拿住外壳下部，右手旋开氧气瓶开关，将背带套在颈上，并调整背带长度，使之适于带口具。40山大科技大学泰安校区马全礼4.咬口具。拔掉口具塞，将口具咬人口中，口具片应放在唇与牙齿之间，牙齿咬住牙垫，闭紧嘴唇使之具有可靠的闭合。5.戴鼻夹和眼镜。用鼻夹夹住鼻子，并用嘴呼吸。取出防烟眼镜戴好，不得松动。6.在呼吸的同时按动手动补给按钮1—2秒钟，气囊将要充满氧气时立即停止。使用过程中如发现气囊空瘪、供气不足时，也可按上述方法按手动补给按钮充气。41山大科技大学泰安校区马全礼4、猴车（也称架空乘人器）42山大科技大学泰安校区马全礼5、灾害预防和处理计划矿井灾害预防和处理计划包括以下几方面的内容：1、针对本矿井具体条件采取的预防事故发生的主要措施和人人必须遵守的安全规定。2、矿井一旦发生事故时，井下在灾区的人员和受灾变影响的人员应该在自己的岗位上做些什么和怎样行动。3、发生事故后安全撤出灾区人员的措施，其中包括立即通知灾区人员撤出的可靠方式，引导他们撤退的安全路线，以及灾区人员万一不能撤出时所应采取的临时避难措施等。4、对灾区人员进行救护、消除事故后果和恢复正常生产的措施。43山大科技大学泰安校区马全礼6、自救和互救所谓自救，就是井下发生意外灾变时，在灾区或受灾变影响的区域内的每个工作人员进行避灾和保护自己的方法。互救是在有效地进行自救的前提下，如何妥善地救护灾区内受伤人员的方法。首先要做好自救，才有可能进行互救。安全生产中的“三不伤害”是指在生产现场、生产过程中，“不伤害自己、不伤害他人、不被他人伤害”。

44山大科技大学泰安校区马全礼7、安全现状和差距“带血的煤”成为中国煤矿洗不掉的耻辱。2005年，我国煤矿产量占世界的33%，但煤矿死亡人数占世界煤矿死亡人数的79%，我国煤矿百万吨死亡率是美国的100倍，是波兰和南非的10倍。2012年全国原煤产量36.5亿吨，煤矿百万吨死亡率为0.374，煤炭事故死亡人数为1300余人。2012年山西省煤炭产量9.13亿吨，全省煤矿共发生安全事故39起，煤矿百万吨死亡率为0.091，死亡83人。目前，发达国家的产煤百万吨死亡率大致在0.02-0.03，美国2011年煤矿百万吨死亡率为0.019。45山大科技大学泰安校区马全礼2010年4月5日，美国西弗吉尼亚州阿尔法自然资源公司一煤矿发生爆炸，造成29名矿工死亡、2人受伤。公司向遇难者及伤者平均每人支付150万美元的赔偿，总计4650万美元。同时，该公司还需要支付1.7亿美元的罚款和学术基金。中国的重大煤炭事故中，每名遇难者的家属获得40-70万元不等的赔偿金。46山大科技大学泰安校区马全礼第三章井田开拓

第一节煤田划分为井田47山大科技大学泰安校区马全礼第二节井田内的再划分

一、井田划分为阶段48山大科技大学泰安校区马全礼二、阶段划分为采区49山大科技大学泰安校区马全礼三、阶段划分为条带50山大科技大学泰安校区马全礼可将井田内的划分顺序归纳如下：51山大科技大学泰安校区马全礼第三节矿井开拓方式

一、斜井开拓

二、立井开拓

三、平硐开拓

四、综合开拓

52山大科技大学泰安校区马全礼一、斜井开拓53山大科技大学泰安校区马全礼二、立井开拓54山大科技大学泰安校区马全礼三、平硐开拓55山大科技大学泰安校区马全礼四、矿井开采巷道（一）开拓巷道1、井筒和平峒；2、井底车场；3、回风井;4、石门；5、运输大巷；6、回风大巷.（二）准备巷道1、采区车场；2、采区煤仓；3、采区上山;4、采区下山；5、其他.（三）回采巷道（回采工作面）1、运输顺槽；2、回风顺槽;3、开切眼（工作面）。56山大科技大学泰安校区马全礼第四章井巷掘进

第一节岩石的分级

为了能够用简明的指标来区分各种岩石破碎的难易程度，通常按岩石的单向抗压强度，把岩石分为十级，并用坚固性系数f来表示。f值是岩石单向抗压强度与标准抗压强度10MPa之比。例如，测得某种岩石的单向抗压强度为80MPa，则其坚固性系数f值为8。57山大科技大学泰安校区马全礼第二节巷道断面及施工概述

一、巷道断面形状58山大科技大学泰安校区马全礼二、巷道施工概述巷道按在煤层或岩层中的位置，可分为以下三类：煤巷半煤岩巷岩巷巷道施工时的主要工序有：破、装、运、支；辅助工序有排水、挖砌水沟、通风、铺轨和测量等。59山大科技大学泰安校区马全礼第三节钻眼爆破

一、钻眼机具

（一）煤电钻60山大科技大学泰安校区马全礼（二）凿岩机61山大科技大学泰安校区马全礼二、矿用炸药及起爆器材

（一）矿用炸药炸药是一种由碳、氢、氧、氮等元素组成的固体（或胶体、液体）物质，当受到外界能量作用时，能够迅速分解，产生大量气体和放出大量热量。由于高温使气体体积急剧膨胀，对炮眼眼壁施加巨大压力而破碎煤、岩。矿用炸药分类见左表。62山大科技大学泰安校区马全礼（二）起爆器材

煤矿井下常用的雷管有三种：一是瞬发电雷管，煤矿许用的瞬发电雷管适用于各级矿井及有煤与瓦斯突出危险的采掘工作面。二是秒延期电雷管，适用于地面延期爆破和井下无瓦斯岩石工作面全断面一次爆破。瓦斯矿井无瓦斯、煤尘爆炸危险的煤层爆破也可使用，但要距瓦斯煤、岩层10米以外，严禁用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的工作面。三是毫秒延期电雷管，它适用于露天和井下毫秒爆破作业。但在有瓦斯、煤尘爆炸危险的工作面不准使用。1-副起爆药，2-正起爆药，3-加强帽，4-铅延期体，5-雷管壳，6-引火药头，7-铜管壳，8-脚线。煤矿许用毫秒延期电雷管图63山大科技大学泰安校区马全礼三、炮眼布置

64山大科技大学泰安校区马全礼第四节综合机械化掘进煤巷高效掘进配套方式主要有三种：一是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线；二是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线；三是掘锚一体化机组。65山大科技大学泰安校区马全礼66山大科技大学泰安校区马全礼67山大科技大学泰安校区马全礼一、金属支架第四节巷道支护68山大科技大学泰安校区马全礼二、锚杆与锚索支护69山大科技大学泰安校区马全礼锚杆支护的作用原理:1、悬吊理论：锚杆可把较松软的岩层牢固地悬吊在坚硬岩层上；70山大科技大学泰安校区马全礼2、组合梁理论：在薄层状岩层中，锚杆把层状岩层锚合成整体性的岩层组合梁，提高了岩层的抗变形能力；71山大科技大学泰安校区马全礼3、组合拱理论：在非层状岩层中，锚杆可使围岩形成一个拱形压缩带或挤压加固带，使围岩由原来是支架上的“荷载”变为“承载结构”。实际上，以上各种作用往往不是单独存在，而是综合在一起，互为补充。72山大科技大学泰安校区马全礼（锚杆及其构件）可控预应力阻尼锚杆可控预应力让压锚杆73山大科技大学泰安校区马全礼可控预应力防冲让压锚杆高强预应力螺旋注浆锚杆74山大科技大学泰安校区马全礼快装笼形锚索笼形注浆锚索75山大科技大学泰安校区马全礼76山大科技大学泰安校区马全礼77山大科技大学泰安校区马全礼锚杆网锚索78山大科技大学泰安校区马全礼第五节巷道掘进的辅助工序一、通风工作二、排水三、辅轨四、测量工作79山大科技大学泰安校区马全礼局部通风机通风80山大科技大学泰安校区马全礼第五章采煤方法主要包括：采煤系统和采煤工艺1、采区巷道布置（采煤系统）走向长壁开采倾斜长壁开采2、采煤工艺

爆破式采煤工艺普通机械化采煤工艺综合机械化采煤工艺放顶煤开采等81山大科技大学泰安校区马全礼第一节采区巷道布置一、走向长壁采煤法巷道布置二、倾斜长壁采煤法巷道布置82山大科技大学泰安校区马全礼83山大科技大学泰安校区马全礼84山大科技大学泰安校区马全礼第二节综合机械化采煤工艺一、工艺主要包括：1、落煤（破煤）2、装煤3、运煤4、移运输机5、支护6、采空区处理85山大科技大学泰安校区马全礼二、设备：

1、采煤机86山大科技大学泰安校区马全礼2、刮板输送机87山大科技大学泰安校区马全礼3、单体液压支柱88山大科技大学泰安校区马全礼4、金属顶梁89山大科技大学泰安校区马全礼5、液压支架（1）支撑式90山大科技大学泰安校区马全礼（2）掩护式91山大科技大学泰安校区马全礼（3）支撑掩护式液压支架92山大科技大学泰安校区马全礼6、综采工作面的设备布置93山大科技大学泰安校区马全礼94山大科技大学泰安校区马全礼综采工作面三机布置立体图

95山大科技大学泰安校区马全礼7、综合机械化采煤的工艺过程开始采煤前，输送机靠近煤壁，全部液压支架处于支撑状态。支架底座箱前缘与输送机电缆槽槽帮之间预先留有一个截深的宽度，既便于采煤机司机操作和人员行走，又可以实现割煤后立即移支架。双滚筒采煤机骑在输送机上，由下向上采煤。一般是沿牵引方向前滚筒在上割顶煤，后滚筒在下割底煤、装余煤，这样可以减少片帮和使底板留下的浮煤最少，便于移输送机。随着采煤机向上割煤，液压支架紧跟采煤机后逐架前移(降柱、移架、升柱)，及时支护割煤后新暴露出的顶板。最后一道工序是顺序推移输送机，移输送机地点应滞后采煤机后滚筒10～15米，以使输送机的弯曲度不致于过大。其总的生产过程就是：割煤→降柱→移架→升柱→推溜。96山大科技大学泰安校区马全礼8、综采放顶煤开采97山大科技大学泰安校区马全礼98山大科技大学泰安校区马全礼99山大科技大学泰安校区马全礼100山大科技大学泰安校区马全礼第六章矿井通风1、矿井通风的任务是：供给井下人员以足够的新鲜空气；把有毒和有害气体(总称为矿井瓦斯)稀释到安全浓度以下，并和悬浮的矿尘一起排出井外；使井下有适宜的气候条件(采掘工作面的空气温度不超过26℃，机电硐室的空气温度不超过30℃)。第一节总论101山大科技大学泰安校区马全礼102山大科技大学泰安校区马全礼第二节矿井瓦斯一、瓦斯的生成与涌出1、瓦斯的生成矿井瓦斯是指井下以甲烷CH4为主的有毒、有害气体的总称。有时单指甲烷。矿井瓦斯是各种气体的混合物,其成分是很复杂的,它含有甲烷、二氧化碳、氮和数量不等的重烃以及微量的稀有气体等，但主要成分是甲烷。因此，习惯上所说的矿井瓦斯就是指甲烷而言。103山大科技大学泰安校区马全礼矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生产物。古代植物遗体在形成泥炭过程中，由于厌氧菌的作用，植物的纤维质破分解、发酵，逐渐生成腐植酸和沥青质，同时生成瓦斯；此后，在煤的炭化变质过程中，随着化学成分和结构的变化，泥炭转变成褐煤、烟煤和无烟煤，同时继续有大量瓦斯伴随生成。在长期的地质年代里，由于地层变动造成的断裂和裂隙,部分瓦斯逸散到大气中去,另一部分则被保存在煤体和围岩之中。104山大科技大学泰安校区马全礼2、瓦斯的存在状态瓦斯在煤层中存在的状态有两种：游离状态；吸附状态。游离状态也叫自由状态，即瓦斯以自由气体的状态存在于煤体的裂缝和孔隙之中。游离瓦斯能自游运动，并呈现出压力来。瓦斯含量的大小，主要决定于缝隙贮存空间的体积、瓦斯压力和温度。105山大科技大学泰安校区马全礼吸附状态又可分为吸着状态和吸收状态两种。吸着状态是由于煤中的碳分子对瓦斯的碳氢分子有很大的吸引力，使大量的瓦斯分子被吸着于煤的微孔表面形成一个薄层。吸收状态是瓦斯分子在较高的压力作用下，能渗入媒体胶粒结构之中，与煤体紧密地结合在一起。据计算，在天然条件下，煤体中以吸附状态约占90％，而以游离状态贮存的仅占10％。在一定条件下，游离状态与吸附状态的瓦斯处于动平衡状态，吸附状态的瓦斯与游离状态的瓦斯处于不断的交换之中，当外界条件变化时，这种平衡状态就遭到破坏。106山大科技大学泰安校区马全礼3、矿井瓦斯等级瓦斯矿井（<=10m3/t且<=40m3/min）高瓦斯矿井（>10m3/t且>40m3/min）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井高瓦斯矿井：回采工作面绝对瓦斯涌出量>5m3/min高瓦斯矿井：掘进工作面绝对瓦斯涌出量>3m3/min

107山大科技大学泰安校区马全礼二、瓦斯的爆炸和顶防1、瓦斯的性质1）瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体，比空气轻，扩散性好。2）瓦斯本身无毒。3）瓦斯难溶于水。4）瓦斯不助燃，但与空气混合达到一定温度后，遇到高温火焰能够燃烧和爆炸。2、瓦斯的危害如果瓦斯在空气中的含量大，会降低空气中的氧含量，人员呼吸后会因缺氧而发生窒息事故。当瓦斯浓度达到43%时，氧的浓度将降低至12%，人将感到呼吸困难；当瓦斯浓度达到57%时，氧气含量会下降到9%，人若误入其中，短时间就会窒息死亡。如果空气中瓦斯含量在5—16％之间，氧含量超过12％，遇到高温热源则会发生瓦斯爆炸，在具备一定条件的区域会发生瓦斯突出事故。108山大科技大学泰安校区马全礼3、瓦斯爆炸的条件瓦斯在空气中的爆炸界限为5％～16％。当瓦斯浓度低于5％时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，当瓦斯浓度为9．5％时，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应)；瓦斯浓度在16％以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。瓦斯的引火温度为650℃～750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7％一8％时，最易引燃；当混合气体的压力增高时，引燃温度即降低；在引火温度相同时，火源面积越大、点火时间越长，越易引燃瓦斯。109山大科技大学泰安校区马全礼空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸界限随之缩小，当氧气浓度减少到12％以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。4、预防瓦斯爆炸的措施：1）加强通风。2）坚持瓦斯检查制度：3)对于采用一般通风方法不能解决瓦斯超限问题的矿井，最好预先抽放瓦斯。4)井下禁止使用明火和吸烟。5)有瓦斯和有煤与瓦斯突出危险的矿井，应按规定选用适当类型的电气设备，并在使用中使各种电气设备经常处于完好状态。6）严格执行《煤矿安全规程》中关于放炮工作的各项规定。110山大科技大学泰安校区马全礼111山大科技大学泰安校区马全礼第三节矿尘1、矿尘的危害粉尘危害极大，导致生产环境恶化，加剧机械设备磨损，缩短机械设备的使用寿。我国通常将粒径小于5μm的粉尘称为呼吸性粉尘。随空气进入呼吸命，更危害人体的健康，引起各种职业病。人体长期吸人矿尘，轻者会引起呼吸道炎症，重者会引起尘肺病(肺尘埃沉着病)，甚至呼吸系统肿瘤。112山大科技大学泰安校区马全礼微尘及超微尘，特别是粒径为0．2～5μm的微尘称为呼吸性粉尘，容易吸入肺内并储集。含有游离二氧化硅的矿尘，会破坏肺组织吞噬细胞的正常机能而残留于肺组织内，形成纤维性病变和矽结节，逐步发展，肺组织将部分地失去弹性而硬化，成为尘肺病。尘肺病分为三期。一期：重体力劳动时感到呼吸困难，胸痛，轻度咳嗽。二期：在中体力劳动或一般工作中感到呼吸困难，胸痛，干咳或咳嗽带痰。三期：即使休息或静止不动也感到呼吸困难，胸痛，咳嗽带痰。113山大科技大学泰安校区马全礼2、煤尘的爆炸与预防必须具备四个条件（1）、煤尘具有爆炸危害性。可燃挥发性指数＞10%基本属于爆炸危害性煤尘。（2）有一定浓度的浮游煤尘。煤尘爆炸的下限为30～40g/m³,上限为1000～2000g/m³，爆炸威力最强时的浓度范围为300～400g/m³。（3）有足够能量的引火源。温度为700℃～800℃时，引爆能量为4.5～40MJ,其火源主要有放炮火焰、电气设备电火花、架空线、电缆产生的电弧、井下火灾、瓦斯爆炸或燃烧及机械强烈磨擦。(4)有一定浓度的氧.当氧气浓度低于17%时煤尘不再爆炸。114山大科技大学泰安校区马全礼预防煤尘爆炸的措施主要有以下三条：（1）降尘措施：在生产过程中减少煤尘产生量和避免煤尘悬浮飞扬。它是预防煤尘爆炸的根本措施。（2）杜绝引爆火源：杜绝和控制一切能引起煤尘爆炸的高温火源。（3）采取防爆、隔爆措施。在煤矿井下巷道中设置防爆、隔爆设施，以阻断煤尘爆炸产生的冲击波和火焰、高温烟流的传播，防止事故范围的扩大。（4）冲洗巷道，防止煤尘积聚。115山大科技大学泰安校区马全礼第四节矿井通风

一、矿井通风构筑物(一)风墙

(二)风门(三)风桥

116山大科技大学泰安校区马全礼(四)防爆门117山大科技大学泰安校区马全礼二、通风测量118山大科技大学泰安校区马全礼119山大科技大学泰安校区马全礼三、扇风机及反风120山大科技大学泰安校区马全礼反风道反风示意图121山大科技大学泰安校区马全礼混合式通风压入式通风抽出式通风混合式通风煤矿基本知识风机局部通风方式122山大科技大学泰安校区马全礼局部通风机的管理“三专”指井工开采的矿井井下对局部通风机供电采用专用变压器、专用开关、专用电缆，以确保供电相对稳定，保证停头不停风的原则。“两闭锁”指掘进工作面瓦斯电闭锁和风电闭锁。其中瓦斯电闭锁是指当掘进工作面瓦斯浓度超限时，声光报警并自动切断工作面迎头被控设备电源；风电闭锁是指当局部主通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，自动切断掘进工作面内（除备用风机电源外的）所有设备电源。三专即：专用变压器，专用电缆，专用开关。两闭锁即：风电闭锁，瓦斯电闭锁。123山大科技大学泰安校区马全礼第七章矿井固定设备及供电

一、矿井提升运输

二、矿井排水

三、矿井压气

四、矿井供电124山大科技大学泰安校区马全礼第一节矿井提升运输系统矿井提升系统主要有三个基本环节组成，采区运输、水平运输以、井筒提升。一、采区运输工作面运输，目前主要采用刮板输送机运输。二、水平运输胶带输送机运输以及电机车运输。煤矿使用的电机车主要是架线式和蓄电池式两种类型。三、井筒提升井筒提升分立井提升和