1、 1 遵遵义县山盆镇丁村煤矿 2014 年春节后复工复产安全教育培训（采煤、掘进） 编制单位：遵义县山盆镇丁村煤矿 编制时间：二一四年一月 2 采煤技术培训 第一 章 煤矿生产技术 第 1 节 矿井地质基础知识 一、煤层的埋藏特征 煤是古代植物遗体经成煤作用后变成的一种层状可燃矿产，煤层是沉积岩的重要组成部分。 （一）煤层的顶底板 位于煤层上面和下面的邻近岩层称为煤层的顶、底板。 煤层顶底板自上而下可划分为：老顶、直接顶、伪顶、直接底、老底。 （二） 煤层的形态与结构 煤层的形态是指煤层赋存的空间几何形态。 煤层的结构是指煤层中是否含有夹石层。 （三）煤层的厚度 煤层的厚度是指煤层顶底板之间的
2、垂直距离。 煤层按厚度的大小可分为四类： 薄煤层： 厚度小于 1.3米； 中厚煤层： 厚度 1.3 3.5米； 厚煤层： 厚度大于 3.5米； （四）煤层的产状 煤层在地壳中赋存的空间状态，称为煤层的产状。煤层的产状通常用煤层的走向、倾向和倾角三要素来表示。 走向：倾斜煤层层面与水平面相交的交线叫走向线，它的延伸方向。 倾向：煤层面上与走向线垂 直，并沿层面向下延伸的直线叫倾斜线，它的水平投影所指方向。 倾角：煤层倾斜面与水平面所夹的最大锐角。 二、地质构造及对煤矿安全生产的影响 （一）单斜构造 煤岩层受地质作用力的影响，产生向一个方向倾斜的形态称为单斜构造。 （二）褶曲构造： 煤岩层在地质作
3、用力的影响下，产生变形而形成波状弯曲且示失去连续性的构造形态称褶皱。褶皱中煤岩层的一个弯曲，称为褶曲。 3 褶曲的基本形态：可分为背斜和向斜两种类型。 （三）断裂构造： 煤岩层受地质作用力的影响，超过其强度极限时，则会在一定部位沿一定方向产生断裂。 断裂面两侧岩块 可有明显位移，或没有明显位移，这种构造形态称为断裂构造。 煤岩层断裂后，裂面两侧岩块发生显著位移的断裂构造，称为断层。反之，则称为裂隙或节理。 1、断层的要素 断层的性质和形态是由断层面、断层线、断盘、断距等要素等组成。 2、断层的分类 A 根据断层面走向与所在煤（岩）层走向的关系，断层可分为： 走向断层：断层走向与煤层走向基本平行
4、。 倾向断层：断层走向与煤层走向基本垂直，即断层走向与煤层倾向基本平行。 斜交断层：断层走向与煤层走向斜交。 B根据断层两盘相对位移方向，断层可分为： 正断层：即位于断层 面上方的煤层对位于断层面下方的煤层向下滑动的断层。 逆断层：即位于断层面上方的煤层对位于断层面下方的煤层向上滑动的断层。 平移断层：断层面两侧煤层呈水平方向推动的断层。 3、断层对生产及安全的影响： A、影响采区的划分及工作面巷道布置； B、使工作面布置不规则，巷道掘进率明显增高，还常常会造成无效进尺； C、会给支护工作和顶板管理带来困难，管理不善还会造成冒顶事故； D、断层常是地下水的储存场所，所以严防断层透水； E、断层
5、破碎带可能聚集瓦斯，工作面通过时应注意防止瓦斯事故； 4、节理对采煤安全生产影 响主要表现为： A、 使顶板破碎，容易冒落。 4 B 、使工作面淋头水恶化。 C 、当煤层节理面与工作面平行时，工作面很容易发生片帮事故；若顶板岩层节理面与工作面平行或节理发育时，给定班管理造成困难，容易发生冒顶事故。 D 、节理发育地段是瓦斯的良好通道和积聚场所。 三、矿井巷道的分类 （一）按巷道在生产中的用途划分： 1、开拓巷道：为全矿井、一个开采水平或阶段服务的巷道。 如井筒、井底车场、水平或阶段运输和回风大巷等。 2、准备巷道：为一个采区服务的巷道。如采区上（下）山、采区上（下）山车场、采区石门等。 3、回
6、采巷道：为工作面直接服务的巷道。如区段平巷和开切眼等。 第 2 节 采煤技术 一、采煤方法概述 （一）基本概念 采煤工艺与巷道布置及其在时间、空间上的相互配合称为采煤方法。采煤方法实质上包括采煤系统和采煤工艺两大部分。 （二）采煤方法的分类 目前，世界主要产煤国家使用的采煤方法总的划分为：壁式和柱式两大类。 我国常用的采煤方法主要有： （ 1）走向长壁采煤法：长壁工作面沿走向推进的采煤方法。 （ 2）倾斜长壁采煤法：长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法。 （ 3）倾斜分层采煤法：厚煤层沿倾斜面划分分层面的采煤方法。 （ 4）长壁放顶煤采煤法：开采 6m以上缓倾斜厚煤层时，先采出煤层底部长壁工作面的煤
7、，随即放采上部顶煤的采煤方法。 （ 5）掩护支架采煤法：在急倾斜煤层中，沿走向布置采煤工作面，用掩护支架将采空区和工作面空间隔开，向俯斜推进的采煤方法。 （ 6）伪倾斜柔性掩护支架采煤法：在急倾斜煤层中，沿伪斜布置采煤工作面，用柔性掩护支架将采空区和工作面空间隔开，沿走向推进的采煤方法。 （ 7）水平分层采煤法：急倾斜煤层中，沿与水平面成 25 30角的斜面划分分层的采煤方法。 5 二、采煤工艺 采煤工艺又称回采工艺，它是指采煤工作面各 工序所用方法、设备及其在时间、空间上的相互配合关系。 在采煤工作面进行煤炭生产的采煤工艺有 5个工序组成：破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理。 我国目前普遍采
8、用的采煤工艺有：爆破采煤工艺、普通机械化采煤工艺、综合机械化采煤工艺、综采放顶煤采煤工艺。 综采放顶煤采煤工艺 简称“综放”。它是对厚煤层用综采设备进行整体开采的一类采煤方法。 基本做法是：沿煤层（或分段煤层）的底部布置一个常规综采工作面进行采煤，对工作面后上部的顶煤则由液压支架的顶煤放煤口放入工作面输送机，运出工作面，顶煤的破碎、冒落是依靠矿山压力的作 用实现的。 第 二章 矿井主要灾害事故防治与避灾 第 1节 采煤工作面顶板事故防治 一、局部冒顶事故的防治 (一 )局部冒顶发生的原因及预兆 局部冒顶实质上是开采过程中在矿山压力作用下已破坏的顶板失去可靠的支撑造成的。其发生原因，分为两个方面
9、：一是破碎了的直接顶板，由于没有得到有效的支护而局部冒落；二是老顶的沉降迫使直接顶过快下沉和破碎，使支架失稳而造成局部冒落。 局部冒顶发生前的预兆：（ 1）发出响声；（ 2）顶板掉渣；（ 3）煤壁片帮；（ 4）顶板裂缝；（ 5）顶板离层；（ 6）漏顶；（ 7）瓦斯涌出量突然增大；（ 8）顶板 淋水增大。 二、大面积冒顶事故的防治 (一 ) 顶板大面积冒顶发生的原因及预兆 大面积冒顶事故的发生是由于直接顶和老顶大面积活动造成的。 采煤工作面发生大面积冒顶前的压力显现、支架和顶帮发生的异常变化，形成了一系列顶板大冒落前的预兆，其主要表现为： 1、顶板压力急剧增大，支架出现弯曲变形，金属支柱的活柱迅
10、速下沉；单体支柱明显泄压，下缩、下沉。 2、老塘内顶板断裂，发出“闷雷声”。 3、煤壁松软、片帮严重；使用电钻打眼时，感到钻进省力，用6 采煤机割煤时，负荷减小。 4、顶板掉渣增多，伪顶护顶煤难以管理，漏顶片帮频 繁，局部冒顶明显增加。 5、敲帮问顶时声音不清，发出“空空”响声，表明顶板已经“放线、离层”。 6、顶板裂隙增大，有时冒顶前瓦斯涌出量增大，顶板出现淋水或淋水加大。 第 2 节 防止煤尘爆炸的措施 1、防治煤尘生成和飞扬措施：煤层注水；炮眼装水炮泥；喷雾洒水：其中主要包括转载点设喷雾装置，割煤机和掘进机装设内外喷雾装置，综放工作面放煤口设喷雾头；综采面安设移架喷雾，掘进工作面的放炮喷
11、雾以及炮前、炮后洒水灭尘等；对井下巷道定期清扫和冲洗；加强通风管理，合理控制采掘工作面的风速。从通风角度讲，最适宜的风 速是 1.5 2.0m/s。 2、防止煤尘引燃措施：本措施同防止瓦斯引燃措施相同。 3、隔爆措施：在采区、进、回风石门设置岩粉棚或隔爆水槽，水槽的水量不得少于 400L/m2，长度不小于 30m；采掘工作面设辅助隔爆水棚，水量不少于 200L/ m2，长度不小于 20m。 4、健全的供水管路系统：防尘洒水管路应到达所有采掘工作面、溜煤眼、转载点及运输系统，采煤工作面的回风巷和中间运输机巷、石门等。并要求主要运输巷、上下山、掘进巷道、采煤工作面上下顺槽中的管路，每隔 50m都应
12、安设支管和闸阀。并保证水量，水压满足要求 4kg/cm2。 在井下矽肺病的防治措施中，除上述的防止煤尘产生和飞扬外，还要采取个人防护措施，如佩戴防尘口罩、定期检查等。 第 3 节、矿井火灾的预防措施 （一）煤炭自燃的早期识别和预防 1根据自然发火的外部征兆来识别： （ 1）煤附近空气湿度增加，巷道壁“出汗”。（ 2）巷道内可闻到特殊气味。如煤油，松节油味。当能闻到这种气味时，说明煤已自热到相当程度。（ 3）人体感到不舒服。煤炭温度上升时，必然产生一氧化碳，二氧化碳等气体，人呼吸到这种气体就会感到头疼、闷热、疲乏、四肢无力等。（ 4）从火区流出的空气和水的温度增高 。 2利用气体分析法来识别初期
13、火灾。方法有：（ 1）采用便携式7 一氧化碳测定仪测定一氧化碳；（ 2）利用气筒和比色管测定氧气、一氧化碳等气体；（ 3）利用束管监测系统连续分析氧气、一氧化碳、二氧化碳的浓度变化；（ 4）采取气样到试验室分析各种气体变化情况。指标性气体一般有一氧化碳、氢气和乙烯等。 （二）正确选择开拓开采方法 开采有自燃危险的煤层，特别是开采厚煤层，在考虑开拓开采方法时，必须要求尽量少切割煤体，要求回采率高，回采速度快，采用合理的顶板管理方法，易于隔绝采空区，减少向采空区漏风和便于注浆等。 （三）矿井 灭火的行动原则及灭火方法 1、行动原则： 最先发现火灾的人员，应根据火灾的性质，采取一切可能的方法，力争把
14、火灾扑灭在萌芽状态。同时，应迅速向矿调度室汇报。 矿值班人员接到火灾报告后，应立即采取下列措施， a.通知救护队； b.通知矿领导和总工程师； c.通知所有受火灾威胁的人员撤出险区。矿领导得到火灾报告后，应立即赶赴矿调度室，组织临时救灾指挥部。井下险区人员得到火灾报告，要逆着新鲜风流撤退，必要时应立即打开自救器。 2、灭火方法 A直接灭火：用水灭火或用灭火器灭火。 B隔绝灭火：当井下火灾不能用直接 灭火法扑灭时，必须迅速将火区封闭，切断氧气供给。 C联合灭火法：即封闭火区后，再配以灌浆、注惰性气体、均压等措施，加快火区熄灭。 第 4 节、各类灾害事故时避灾自救与互救措施 （一）瓦斯与煤尘爆炸事
15、故时的自救与互救 1、防止瓦斯爆炸时遭受伤害的措施 井下人员一旦遇到或发现瓦斯爆炸或爆炸征兆时，要沉着，冷静，采取措施进行自救。 煤工作面瓦斯爆炸后矿工的自救与互救措施 （二）煤与瓦斯突出时的自救与互救 1、发现突出预兆后现场人员的避灾措施 矿工在采煤工作面发现有突水预兆时，要以最快的速度同时人员迅速向进风侧撤离。 8 2、发生突出事故后现场人员的避灾措施 矿工要把自己的隔离式自救器带在身上，一旦发生煤与瓦斯突出事故，立即打开外壳佩带好，迅速外撤 （三）矿井火灾事故时的自救与互救 位于火源进风侧的人员，应迎着新鲜风流撤退；位于火源回风侧的人员，应迅速佩带好自救器。 第 三章 、岗位责任制 1、
16、必须懂得回采基本知识及相关安全技术措施。经过培训考试并取得合格证后，方能持证上岗。严格按照作业规程及相关安全技术措施施工。 2、在支护过程中，严格按照工程质量标准作业，所有梁棚要和煤壁垂直，支柱迎山角、初撑力符合规定，用好防倒绳。 浮煤、高度达到规定标准。推过机头后打好机头压柱。 3、放煤过程中，控制好顶板，发现棚歪斜柱、失效柱，立即停止放煤，及时整改，在安全前提下方可作业。 4、工作中要协调一致，严禁单独作业。严禁空顶作业。严格执行敲帮问顶制度。及时处理伞檐煤、额头煤。 5、严禁违章作业。 9 第 四章 操作前的危险源辨识及安全要点 序号 危险因素 伤害预知 预防措施 1 没有观察周围环境
17、底板湿滑或有磕绊物，摔伤人员；架间掉矸伤人；煤壁片帮伤人； 误滑入运输机伤人 。 作业之前观察环境，执行“敲帮问顶”，处理掉顶帮活煤矸；在运输 机附近作业，采取安全措施 。 2 粉尘伤害 割、放煤期间煤尘大，未带口罩，影响健康。 割、放煤 期间采取洒水喷雾措施，戴口 罩。 3 连接管路未使用 U型卡 穿销窜出伤人或造成支架自降。 严禁使用铁丝代替 U型卡，每天检查，发现缺 U型卡及时补充；严格要求生产班正确使用 U 型卡。 4 连接管路未正确使用 U型卡 高压管脱落弹出伤人；支架突然下降造成事故。 严禁不规范使用 U型卡，班组长加强监督验收。 5 棚梁 拆除旧棚时，未正确使用防护链，顶梁突然掉
18、落；架棚时，人员未抬稳，棚梁滑落，砸伤人员。 拆除旧棚时，正确使用防 护链，架棚时，需将棚梁扶稳，并提前拴好防倒绳。 6 采煤机 采煤机伤人。 采煤机快到端头时，停止施工。 7 操作管路带压作业 高压胶管甩管或压力水喷出伤人 作业前，操作手把卸压。 8 机械伤害 运输机道作业，未停机闭锁，开动运输机拉伤人；采煤机启动伤人 人员进入机道前，先将运输机、采煤机停电闭锁，机头附近 工作时，转载机也停电闭锁。 9 铁锹 操作时，幅度过大，碰伤附近人员。 注意观察周围环境，避免伤害附近人员 10 顶板 扩帮后，未及时支护，顶板掉矸、冒顶，砸伤人员。 严格按照措施施工。扩帮宽度达 到规定距离后及时架棚支护
19、。 11 单体柱 架棚打单体柱时，单体柱两牙受力，注液时，单体柱滑倒，砸伤人员。 打单体柱时，将柱帽与棚梁对齐，迎山有力。 第 五章 、相关事故案例 案例 1： 事故简要经过 2006 年 9 月 24 日五矿综二队早六点班，采煤工张某和李某在8119 工作面回风落山回柱放顶过程中，回撤跨溜抬棚剩两根柱，又回落山侧梁下单体柱时，大梁突然失稳跌落，将李某的头挤在大梁与梁下单体柱的手把上，经抢救无效死亡。 事故原因 1、回撤抬棚剩两根柱时没有采取防止跌落措施，就进行回柱是事故发生的直接原因。 2、回柱 放顶没有安全员以上人员现场指挥，且两人作业，是事故发生的主要原因。 3、没有按照先两端后中间的顺
20、序回柱撤棚，是事故发生的重要原因。 防范措施 1、回柱放顶过程必须要有安全员以上人员现场指挥，严格把关。 2、抬棚下回柱必须按照先两端后中间的顺序，三人协作，其中两人抬梁一人卸柱。 3、回柱放顶作业必须要有专人监护且保证退路畅通。 案例 2： 事故简要经过 2005年元月 18日零点班，新景矿综采二队 71124工作面，王某等人在回风落山侧回柱放顶过程中，回至最后一根柱时（距外面的密柱 1.7m），顶板垮落，将王某埋压致 死。 事故原因 1、回柱放顶没有由里向外逐排进行，且放顶不支设临时柱，是造成事故的直接原因。 2、回柱放顶没有安全员以上人员现场把关，没有专人监护顶板是事故发生的主要原因。
21、3、自保互保意识差，未先支后回，是事故发生的重要原因。 防范措施 1、回柱放顶必须坚持先支后回、由里向外、逐排进行的原则，严禁超放顶步距回撤。 2、回柱放顶必须有安全员以上人员现场把关，专人监护顶板。 3、提高职工自保互保意识，加强正规操作的学习。 11 案例 2： 一、 事故发生的时间： 2007年 6月 4日 13时 30分 二、事故地点： 3109工作面 三、 事故类别：顶板事故 四、 伤亡情况：轻伤一人 五、 事故性质：责任事故 六 、事故经过： 2007 年 6 月 4 日早班，我队 3109 工作面在上机头割第三刀煤时，因割煤机割不到上机头 95#、 96#架底部的煤，致使留有大量
22、的底煤，影响推槽和移架，且该顶板不好，班长唐某在未护 95#、 96#架的顶板的情况下，急于清理底煤，约 13 时 30 分， 96#架上部发生偏帮，将正在该处清理底煤的唐某打到，使其头部受伤。 七、 事故原因： （一）直接原因 95#、 96#架顶和帮未得到有效地控制，造成煤壁偏帮砸伤现场作业人员。 （二） 间接原因 1、现场管理不到位，各级安全责任制得不到落实，区队管理人员思想麻痹，对现场存在的安全隐患没有及时有效地排除，致使职工违章蛮干现象得不到制止。 2、安全教育培训不到位，职工的安全意识和自主保安意识淡薄，存在违章作业、冒险蛮干现象。 3、 安全监督检查不到位，对现场存在的安全隐患监
23、控不力，盯靠不紧，对职工空顶空帮作业、违章蛮干行为制止不力。 八 、防范措施 1、要正确处理安全与生产的关系，克服管理人员重生产轻安全的思想，坚决做到不安全不生产、措施不落实不生产，隐患不排除不生产。 2、强化对职工的安全教育和 培训，切实增强职工的按章作业、自保互保联保意识，提高职工的安全技能，自觉维护职工自身权力，杜绝“三违”。 3、加大规程措施在现场落实的力度，并根据现场实际变化，及时修订补充和完善，切实起到指导现场安全生产的作用。 12 案例 3： 2009 年 3 月 6 日，我队在 2206 上顺槽运工字钢是，由于路远物重，需要两人配合抬运。王某与张某和抬一根工字钢，到达地点后，在
24、两人没有喊号：一、二、三的情况下，把工字钢扔到地上，由于弹性，工字钢一头弹到王某脚上，致使王某脚部骨折。 一、 事情经过： 2009年 3月 6日，我队接到任务，辅助煤三队掘 2206工作面，我队任务是运料，当班跟班队长安排，工字钢属于大件，必须两人和抬，分工后，王某与张某一组，当两人抬到第三根时，由于缺乏配合，致使王某脚部骨折。 (二 )救援经过： 事故发生后，跟班队长连忙安排人员查看，王某拖鞋说：没事，只是碰了一下。当时脚部没有红肿。王某歇了一会儿，继续和张某一起干活，快下班时，王某说脚痛，班长马上让人扶他上井，后经医生检查，脚部骨折。 （三）事故原因分析：通过现场勘查及事故调查、分析，造
25、成这次事故的原因是。 直接原因： 王某与 张某在一起干活时，没有没有喊号：一、二、三的情况下，把工字钢扔到地上，由于弹性，工字钢一头弹到王某脚上，致使王某脚部骨折。 间接原因：两人放松了对运送大件的安全要领。班长放松了 安全监督检查及教育和安全规程学习教育，是造成这起事故的间接原因。 (四 )吸取的教训： 事故的发生，无疑给王某本人造成疼痛，也给全矿的安全工作带来了压力， 我们必须痛定思痛，深刻反思，认真从以下几个方面吸取教训。 1安全工作是一项长期、复杂的系统工程，各级安全管理人员必须深刻领会陈祥恩董事长对安全生产工作的重要指示精神，从 “三个代表”的高度抓好抓实安全工作。 13 2安全工作
26、关系到企业的健康稳定发展，各级人员要深刻认识安全工作是经济工作的重要组成部分，领会安全工作是新的经济增长点的深刻含义。 3只有全员、全过程、全方位地抓好安全工作才能实现全面的安全生产，安全生产必须实行党、政、工、团齐抓共管的原则。 4抓好安全工作必须按照“管理、装备、培训”并重的原则进行。在当前经济状况不景气的情况下，各单位必须重点抓好管理及培训工作，发动管理人员，深入作业现场查违章、查隐患，要实现全方位、不间断的实时监督。在做好管理的基础 上，加强对职工的安全技术培 训，增强职工的安全操作意识和安全操作技能，提高职工的自主保安和相互保安能力。 (五 )防范措施： 1加大对班、队长的管理力度，
27、严格要求班、队认真履行安全职责，对本队、班所管辖范围的工作环境要进行全面的监督检查，发现隐患，必须及时组织人员予以消除。不安全因素未消除之前严禁生产。对出现的“三违”人员，坚决按照“三违”人员管理办法查处。 2加大安全学习日与班前会的监督检查力度，确保安全学习日能按照要求的时间、内容组织学习能按照规定开好班前会，确保职工的思想都能统一到安全生产上 来。 3加强对职工的安全教育培训，特别要加强对特种作业人员的安全教育培训，确保特种作业人员都能持证上岗，保证本人及他人的人身安全。 4各级管理人员必须以求真务实的态度和深严细实的工作作风，做好自己的本职工作，加强安全监督检查和管理，切实把安全工作抓细
28、、抓实。 5严格执行“三不生产”原则，将“三不生产”原则落实在工作中的每一个环节，确实现安全生产。 14 掘进技术培训 第一 章 巷道支护 一、巷道围岩压力 巷道围岩压力：围岩变形受阻而作用在支护结构物上的挤压力或塌落岩石的重力，统称为巷道围岩 压力。主要有松动、变形、膨胀、撞击围岩压力组成。 矿山压力：采掘后煤层上覆岩体在运动过程中对支架和围岩产生的作用力。 矿山压力显现：在矿山压力作用下支架和围岩产生的受力现象。矿山压力显现是矿山压力作用的结果和外部表现。 矿山压力的存在是绝对的、是不可控制的；矿山压力显现是相对的、在一定条件下是可控制的；矿山压力显现和矿山压力大小并不一定成比例。 1、影
29、响矿山压力显现的因素：岩石性质、开采深度、煤层倾角、地质构造、巷道布置、开采顺序、支护方式、回采高度、控顶距离、推进速度等。 2、顶板压力的一般规律 （ 1）巷 道断面越宽，顶板压力越大。 （ 2）空顶时间越长，顶板压力越大。 （ 3）护巷煤柱越小，顶板压力越大。 （ 4）地质构造越多，顶板压力越大。 二、围岩分类 岩石的物理性质：密度、重度、孔隙性和碎胀性。力学性质：强度、自稳性和可爆性。 按成因分：岩浆岩、沉积岩和变质岩。 1、普氏围岩分类 f普氏岩石坚固性系数，前苏联科学家 M.M.普罗托奇雅可诺夫于15 1962年提出的“坚固性”作为岩石工程分类的依据。 f 普氏岩石坚固性系数，是用岩
30、石的单向搞压强度 RC（ MPa）除以 10。 根据 f的大小，将岩石分十级十五种，煤炭行业归纳为 5大类，便于现场管理。 类：稳定围岩， f 10 类：稳定性较好围岩， f 8-10 类：中等稳定性围岩， f 4-6 类：稳定性较差围岩， f 2-3 类：不稳定围岩， f 2。 2、煤巷顶板围岩稳定性分类 类：非常稳定 类：稳定 类：中等稳定 类：不稳定 类：极不稳定 其分类指标：三个强度、三个距离、一个比值。 3、松动圈围岩分类 随着采深增加，围岩软化和地应力增设成为围绕岩分类的主要因素。“新奥法”理论有一个先天缺陷：围岩的弹塑性假设，将弹塑性变形作为支护的主要对象，这与实践严重不符；上世
31、纪 70 年代，中国矿大董方庭教授提出的松动圈理论：巷道开凿后，围岩原岩应力会发生变化，围岩应力以集中应力的方式在围岩中重新分配，围岩从三向应力的强度降低到二向应力的强度。这两种变化使围岩发生了超过围岩极限强度的破裂变化，即称之围岩松动圈。 松动圈以外是压密圈，正是这个压密圈承受围岩应力，所以，支护只解决松动圈带来的荷载。将松动圈 LP大于 1.5的岩层划归软岩16 的范畴，以解决硬岩不一定好支护，软岩不一定难支护的问题。围岩分六类： 类：稳定围岩， LP 400 类：稳定性较好围岩， L 400-1000 类：中 等稳定性围岩， LP 1000-1500 类：稳定性较差围岩， LP 1500
32、-2000 类：不稳定围岩， LP=2000-3000 类：极不稳定围岩， LP 3000 三、巷道矿压控制 1、支护理论 悬吊、组合拱、松动圈 2、巷道矿压控制的原理与途径 原理： （ 1）抗 （ 2）让 （ 3）躲 （ 4）移 途径： （ 1）保护 （ 2）支护 （ 3）维护 四、巷道掘进 1、巷道断面形状及尺寸 （ 1）巷道断面形状 平顶形：梯、矩、不规则 拱形：半圆、切圆、三心 不规则形：马蹄、圆、椭圆 17 （ 2）选择巷道断面形状 的因素 所穿过煤岩层的物理力学性质，矿压方向及大小。 报务年限和用途 支护方式和支护材料 （ 3）省政府颁发的关于加强煤矿安全生产的若干规定对巷道净断面
33、的规定 煤矿在用巷道净断面能满足通风、行人、运输和设置安全生产设施的需要：矿井主要运输巷、主要通风巷净高不低于 2，净断面不小于 8 2；采区巷道净高不低于 1.8，净断面不小于 5 2。 2、巷道掘进 （ 1）掘进工序： 破、装、运、支、辅助（排水、铺轨、水沟铺设）等。 （ 2）破岩方法 钻爆 炮眼分掏槽眼、辅助眼和周边眼三种 光面爆破的标准 A、眼痕 率：硬岩不小于 80，中硬岩不小于 60。 B、软岩巷道，周边成型应符合设计轮廓。 C、两炮的衔接台阶尺寸：眼深小于 3m，不得大于 150mm，眼深为 5m时，不得大于 250mm。 D、岩面不应有明显的炮震裂缝。 机械 风镐：软围岩、修轮
34、廓、挖窝、拉底等 综掘机：截割头有纵向和横向出轴旋转两种，形状有圆锥形、半球形和滚筒形等，煤 /岩巷综掘机。 凿岩台车 （ 3）半煤岩巷掘进 18 半煤岩巷：在巷道掘进过程中既有煤巷由有岩巷，当岩巷占掘进断面面积 1/5-4/5。煤巷：沿煤层掘进的巷道，在掘进断面中，煤层占了 4/5（包括 4/5 在内）。 掘进采石位置： 挑顶（有假顶或沿坡度时才用） 卧底 挑顶卧底（保证巷道顺直和坡度） 施工组织及优缺点 煤岩不分，全断面一次掘进；工作组织简单，能加快掘进速度，但煤炭损失大，一般用于煤厚小于 0.5煤质差的情况。 分掘分运；能回收煤炭资源，但工作组织较复杂，掘进速度较慢。 （ 4）交岔点施工
35、 架棚交岔点 架抬棚的要求：双暗抬棚且支护稳固可靠、穿梁专门制作、穿梁成双且不少于四根、支设时保证支护面积内受力均匀、穿梁与抬棚接合紧密、开口第一棚沿穿梁端架设。 砌碹交岔点：开掘主巷护顶 开帮砌墙放顶立胎砌拱 锚喷交岔点，采用全断面光面爆破，一掘一锚，一次成巷。 （ 5）硐室施工 全断面一次掘进法 适用于断面小于 15 2、高不大于 5情况。 台阶工作面施工法 适用于高度大、岩层稳定或比较稳定的条件下。 A、正台阶工作面施工法。工作安全可靠，在稳定较差的松软岩层中，宜采用此法。 19 B、倒台阶工作面施工法。挑顶爆破效率高，装岩方便。 导硐施工法 A、中央导硐施工法 B、两侧导硐施工法 五、
36、巷道支护 由于巷道开挖及煤体回采的影响，引起周围岩层中出现应力重分布，其结果导致应力在岩体中出现 了局部高应力区。它直接影响着巷道支护方案的选择。 随着煤炭的不断开采，浅部、易开采的煤层已所剩无几，目前我国主要产煤矿区中，除神府煤田及山西的个别矿区外，大部分地区均已开采深部煤层或地质条件较复杂、地应力较大、较难以开采的煤层。这样就给井下巷道维护带来更高的要求，传统的巷道支护如棚式支护、砌碹支护等方式已不能满足煤炭安全生产的要求。 1、目前常用的支护方式 由于巷道的开挖形成空洞，破坏了原岩体中的原有的应力状态，巷道周边由原来的三向应力状态变成了两向应力状态，从而出现了应力重分布与应力集中现象，这
37、二者导致了 在岩体中分别出现了较大的剪应力和拉应力的出现，并使岩体向巷道内移动，若不进行及时的支护，巷道会产生严重变形，影响到其使用功能，更为严重的是由于岩体中构造复杂，节理裂隙发育，当变形量达到一定程度后就会产生冒顶片帮等事故，严重影响着煤矿的安全生产。 根据支护材料不同巷道支护方式分类如下： （ 1）棚式支护 （木支护，混凝土支架，金属支架等，其中金属支架又有普通金属支架及可缩性金属支架。 ）这类支护方式主要用于矩形及梯形巷道。 （ 2） 砌碹支护：料石砌碹，现浇混凝土。 （ 3）锚喷支护：锚杆支护、喷射砼支护、锚喷联合 支护、锚喷20 支护（网、钢带、梯子梁等）联合支护。 （ 4）锚杆（
38、锚索 锚网 ）安全、经济、省力、快速， 锚杆支护是先进的支护方式，是巷道支护技术的发展方向前两类支护方式均属被动支护，锚喷支护则为主动支护方式，能充分利用围岩自身的承载能力。 （ 5）注浆（或其他材料）加固补强围岩，与以上支护形式共同达到预期支护目标。 （ 6）省政府颁发的关于加强煤矿安全生产的若干规定对巷道支护的规定 煤巷采用金属支护（包括锚网支护），岩石巷道采取光面爆破、砌碹或其他复合型支护形式，杜绝木支护。 2、喷射砼支护原理 （ 1）封 闭围岩，防止围岩风化作用 （ 2）补强围岩，喷射砼具有较高的速度喷射至岩面，其浆体充入岩体表面裂隙中，使得岩体的整体强度得到提高。 （ 3）改善围岩应
39、力状态。巷道开挖后岩体变形二向应力状态，而喷射砼支护后由于其具有一定的强度，使围岩由二向应力状态变为三向应力状态，围岩承载能力得到提高。 （ 4）组合拱作用。喷射砼与围岩经裂隙而相互咬合而形成组合拱共同承载。 （ 5）柔性支护结构。喷射砼厚度较小，具有一定的变形能力，在围岩应力较大时可产生一定的变形，以释放围岩应力，从而取得较好的支护效果。 21 锚喷支护 2 . 2 . 锚杆支护原理锚杆支护原理 （ 11 ）悬吊作用原理）悬吊作用原理 19521952 年路易斯阿年路易斯阿 帕内科等发帕内科等发表了悬吊理论，悬吊理论认为表了悬吊理论，悬吊理论认为锚杆支护的作用就是将巷道顶锚杆支护的作用就是将
40、巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部稳固板较软弱岩层悬吊在上部稳固的岩层上，在预加张紧力的作的岩层上，在预加张紧力的作用下，每根锚杆承担其周围一用下，每根锚杆承担其周围一定范围内岩体的重量，锚杆的定范围内岩体的重量，锚杆的锚固力应大于其所覆盖的岩体锚固力应大于其所覆盖的岩体的重力。见图的重力。见图 11 - 11 悬吊作用原悬吊作用原理。理。锚固力 Q ( 1 . 5 2 )W锚杆工作拉力 Q1 = bA锚杆长度 L KH L1 L2锚杆间排距HkQa 锚喷支护 （ 22 ）减小跨度作用）减小跨度作用 在悬吊作用理论及组合梁作在悬吊作用理论及组合梁作用理论的基础上，提出了减用理论的基础上，提出了减跨理
41、论，该理论认为：锚杆跨理论，该理论认为：锚杆末端固定在稳定岩层内，穿末端固定在稳定岩层内，穿过薄层状顶板，每根锚杆相过薄层状顶板，每根锚杆相当于一个铰支点，将巷道顶当于一个铰支点，将巷道顶板划分成小跨，从而使顶板板划分成小跨，从而使顶板挠度降低。挠度降低。22 六 、巷道冒顶的原因及防治措施 1、顶板事故分类 顶板事故分两类：巷道顶板事故和采面顶板事故。巷道顶板事故按事故发生地点分类：掘进工作面顶板事故和巷道交岔点顶板事故。 2、冒顶前的预兆 响声、裂隙、离层、掉矸 、片帮、支架突然严重变形、 瓦斯涌出突然增大、淋水加大等。 3、巷道冒顶的原因 支护方式选择不当 巷道布置位置不合理 交岔等处断
42、面过大 顶板支护不及时 支架支设质量差 地质构造因素影响 冲击波等外力作用 4、掘进工作面冒顶的防治 （ 1）加强对巷道迎头附近围岩稳定状况的观察，坚持敲帮问顶制度；及时支护顶 板，严禁空顶作业。 （ 2）提高支护质量，增强支架稳定性。 （ 3）合理布置爆眼，控制装药量。掘进工作面放炮崩倒的棚子应由外向里逐架扶正背牢。 （ 4）开岔口选择岩性较好的位置。 （ 5）锚网支护遇顶板破碎或地质构造带，应加大锚杆支护深度和密度，或及时改变支护形式。 （ 6）严格按照安全技术措施施工。 5、冒顶处理及巷道维修的一般原则 先外后里、先支后拆、先下后上、先近后远、先顶后帮。 23 撞楔法撞楔法适用于顶板十分
43、破碎的冒顶撞楔法适用于顶板十分破碎的冒顶 打穿楔打穿楔 清矸石清矸石 架设支架架设支架木垛法 木垛法适用于冒落高度较低，冒落范围内木垛法适用于冒落高度较低，冒落范围内顶板岩石相对稳定的冒顶顶板岩石相对稳定的冒顶小断面快速修复法小断面快速修复法适用于冒顶范围大、影响小断面快速修复法适用于冒顶范围大、影响通风、有遇险人员的冒顶通风、有遇险人员的冒顶 撞楔护顶控制冒落矸石撞楔护顶控制冒落矸石 清理两侧矸石清理两侧矸石边清边控制两帮边清边控制两帮 架设坚固支架架设坚固支架清理余矸清理余矸24 第二 章 掘进安全质量标准化 一、掘进安全质量标准化必备条件 1、完成考核期内上级 下达的开拓进尺计划。 2、
44、矿井回采工作面接替正常，无脱节现象，“三量”可采期符合国家规定。 3、掘进工作面无一次死亡 3人以上（含 3人）事故。 4、考核期内制定切实可行的掘进质量达标规划、验收考核办法。 二、掘进安全质量标准化实行百分考核制，按检查得分划分为三个等级 一级：总分在 90 分以上（含 90 分），优良品率 60%及以上，消灭不合格品，掘进装载机械化程度不低于 60%（高突矿井不考核）。 二级：总分在 85 分以上（含 85 分），优良品率 50%及以上，消灭不合格品，掘进装载机械化程度不低于 60%（高突矿井不考核）。 三级：总分在 80 分以上（含 80 分），优良品率 40%及以上，消灭不合格品，掘
45、进装载机械化程度不低于 60%（高突矿井不考核）。 三、等级评定办法 总分 100分，文明生产满分 40分，工程质量满分 60分。 “ 井井 ” 字木垛法字木垛法 “ 井井 ” 字木垛法字木垛法与木棚结合法与木棚结合法25 1、文明生产标准共 10项，每项 4分 2、工程质量标准，按生产矿井井巷工程质量检验评定办法（试行）进行检查评级。 优良品得 60 分、合格品得 50分，不合格不计分。 3、安全考核办法 掘进队所负责的区域内，考核期内因掘进责任发生死亡事故，每死亡一人，在检查评比时，掘进安全质量标准化单项降一个等级，扣5分后再记入 矿井总得分，扣 5分后得分不得超过下一级的最高分。 4、掘
46、进装载机械化程度达不到要求的，矿井掘进安全质量标准化得分扣 5分（高突矿井暂不执行）。 5、掘进工作面得分计算办法：每一掘进工作面得分 =工程质量得分 +文明生产得分 6、矿井掘进工程质量标准化得分计算办法 月度矿井掘进质量标准化得分当月检查掘进工作面得分之和 /当月检查掘进工作面个数。 季度矿井掘进质量标准化得分季度内各月掘进质量标准化得分之和 /3。 年度矿井掘进质量标准化得分每年各月掘进质量标准化得分之和 /12。 7、在“工程质量与文明生产评分标准” 之外增加其他扣分项，并按规定从专业总分中扣除 （ 1）岩巷、半煤岩巷光爆质量（ 4分） （ 2）炮掘工作面积矸（ 2分） （ 3）轨道运
47、输系统质量（ 4分） 四、井巷工程质量检验评定的工程划分 井巷工程质量的检验和评定应按分项工程、分部工程和单位工程26 划分 1、分项工程。主要按工序和工程划分，例如：基岩掘进工程、模板组装工程、钢筋绑扎工程、混凝土支护工程、锚杆支护工程、喷射混凝土工程、砌块支护工程等。 2、分部工程。按井巷工程的主要部位划分，例如：立井井筒工程的井颈工程、主体工程、壁座、连接处、井底水窝、巷道工程的主体、 交叉点、水沟、附属工程等。为了便于工程月末验收，对工程量大、工期长的井筒、平硐、巷道的主体工程，可以按每月实际进尺划分为一个分部工程。 3、单位工程。凡不能独立发挥能力，但具有独立施工条件，构成一个施工单
48、元的工程，即为一个单位工程，井巷工程的单位工程划分为立井井筒、斜井井筒和平硐、巷道、硐室、安全与通风设施、井下铺轨六类。具体单位工程名称应执行有关煤矿建设工程单位工程统一名称的规定。 为了便于期末验收评定等级，对期内施工的井筒、平硐、巷道、硐室等工程可以视为一个单位工程。 第三 章 掘进安全知识 一、 什么叫迎山角，有何规定？ 在倾斜的采掘工作面，棚腿中心线与顶底板垂线之间向上偏的夹角，叫做迎山角，一般为 6 8度迎 1度。 水平巷道支架的前倾、后仰应符合：合格，偏差 1（ 1m垂线不大于 17mm）；优良，偏差 0.5（ 1m垂线不大于 9mm） 二、掘进工作面放炮多少米范围内加强支护？ 掘
49、进工作面严禁空顶作业，放炮前靠近迎头 10m 以内的支护必须进行加固。 三、什么叫锚网喷支护？锚杆安装前有何规定？ 27 联合使用锚杆和金属网加喷混凝土或喷浆的支护。锚杆安装前应先检查锚杆孔布置形式、孔距、深度、以及锚杆部件是否符合 作业规程要求，不符合规定的要进行处理及更换。 四、采掘工作面炮眼封泥有哪些规定？ 1、炮眼封泥应用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分应用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮断线封实。严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮泥封泥。 无炮泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破。 2、炮眼深度和炮眼的封泥长度应符合下列要求： （ 1）炮眼深度小于 0.6时，不得装药、爆破；在特殊条件下，如挖底、刷帮、挑顶确需浅眼爆破时，必须制定安全措施，炮眼深度可以小于 0.6，但必须封满炮泥。 （ 2）炮眼深度为 0.6-1时，封 泥长度不得小于炮眼深度的 1/2。 （ 3）炮眼深度超过 1时，
