煤矿生产系统培训教案.docx
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煤矿生产系统培训教案
郑新瑞金（新密）煤业有限公司
生
产
系
统
培
训
教
案
培训时间：
1月30日—2月1日
培训单位：
生产系统职工
二0一二年一月
煤矿开采方法
讲课人：
窦旭广
讲课时间：
1月30—2月1日。
一、课程教学目的及内容
《煤矿开采方法》是学习和掌握煤矿开采技术的综合性技术课程，是煤矿开采技术专业的核心课程和主干课程。
本课程的基本内容是：
根据煤矿生产、技术、管理职业岗位知识、能力和素质要求，坚持理论与实际紧密结合，阐述不同煤层赋存条件下的井田开拓方式、采煤方法、开采设计等专业理论知识和实践知识。
因此，学习好本课程，对于从事煤矿生产工作是至关重要的。
课程目标：
通过本课程的学习，应当具备以下技能：
掌握采区巷道布置方案的设计、合理确定采煤工艺、编制采煤工作面作业规程、采煤等主要工种的技术操作、编制采煤工作面各种安全技术措施的基础知识。
了解我矿矿井开拓、采区巷道布置、矿山压力、采煤工艺的实际情况。
二、课程内容及授课重点
《煤矿开采方法》课程内容讲授煤层赋存特征、矿井开拓、采区巷道布置与设计、矿山压力、采煤工艺知识，了解其它采矿方法，详细介绍我矿矿井开拓、采区巷道布置、矿山压力、采煤工艺的实际情况，采面工作面作业规程、掘进工作面作业规程、安全技术措施、采煤、掘进工程质量验收标准、采煤工作面顶板灾害类型及防治。
课程内容及重点：
第一部分：
井田开拓基本知识
掌握：
煤田划分井田基本原则，矿井储量、生产能力和服务年限三者之间关系，井田内的再划分方式。
理解：
阶段、水平和区段的基本概念和主要特点。
了解：
井田开拓的概念及分类。
第二部分：
井田开拓方式
掌握：
立井、斜井开拓系统主要特点，开掘顺序、主要生产系统。
理解：
立、斜井不同适应条件。
了解：
平硐开拓形式及特点，综合开拓的概念及大型矿井采用的开拓方式。
第三部分：
井底车场
掌握：
井底车场形式分类，车场主要硐室和线路布置原则，线路布置方式，各线路长度、坡度的确定。
了解：
车场调车方法，车场通过能力计算方法与要求。
第四部分：
井田开拓基本问题
掌握：
井筒数目及位置的确定，上、下山开采的特点及适用性，大巷布置方式及运输方式选择，大巷位置合理确定。
理解：
矿井延深技术改造的方法与目的，延深、技术改造方案与实施。
了解：
开采水平划分原则，主要影响因素，矿井开采顺序确定方法。
第五部分：
采煤方法概述
理解：
采煤方法基本概念掌握采煤方法分类及应用。
了解：
柱式开采和壁式开采的主要特点及适用性。
第六部分：
采煤工作面矿山压力基本规律
掌握：
矿山压力基本概念，工作面矿山压力显现规律，矿压控制基本原理与主要方法，工作面顶板分类方法。
了解：
采煤工作面顶板移动规律，影响工作面矿压显现因素方法。
第七部分：
长壁采煤法回采工艺
掌握：
炮采、普采开采工艺组织和开采技术原理及方法，工作面生产组织管理主要内容。
理解：
爆破采煤工艺特点，安全管理规定，工作面支护方式；采煤工艺方式选择主要影响因素。
了解：
采煤方法选择原理，特殊条件下开采技术措施。
第八部分：
采煤工作面生产技术管理
掌握：
采煤工作面生产组织管理有关概念，工作面循环图表编制方法与要求，采煤工作面工程质量管理规定，工作面作业规程主要内容与编制方法。
理解：
循环组织方法与要求，作业形式与劳动组织选择，生产工序相互配合关系。
了解：
操作规程主要内容，工作面安全管理措施。
第九部分：
厚煤层放顶煤开采方法
掌握：
厚煤层主要开采方法，放顶煤开采基本特点与放煤工艺，放顶煤开采存在主要问题和处理措施。
理解：
放顶煤开采适应条件，放顶煤开采巷道布置及生产系统。
了解：
放顶煤开采机理和矿压显现规律，放顶煤开采技术发展趋势。
第十部分：
我矿矿井开拓、采区巷道布置、矿山压力、采煤工艺的实际情况介绍
三、教学方法及教学效果
应用多媒体课件，增大了信息量，图文并茂，立体感强，有利于教师与学生的互动交流。
通过教学帮助学生建立矿井巷道系统的时空关系，建立采（盘）区巷道空间立体概念，熟悉不同煤层赋存条件下采（盘）区巷道方式、生产系统的构成等；能够识读采区巷道布置系统图；熟悉采煤工作面生产作业规程、采煤工作面生产技术管理、采煤工作面布置及主要装备、采煤工艺过程，各道工序的工作方式及其在时间与空间上的配合关系，并结合我矿开采情况介绍，使学生掌握一定的采煤技能知识。
四、习题
1.煤层的顶底板分为哪几种类型？
a.顶板：
根据顶板自然层位的岩性、厚度、与煤层的相对位置及垮落难易程度，可分为伪顶、直接顶和老顶3种类型。
b.底板：
分为直接底和老底两种类型。
2.根据开采技术的特点煤层的厚度划分为哪几类？
根据开采技术的特点，通常把煤层按厚度分为：
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
3.煤层的产状三要素是什么？
煤层产状三要素：
煤层的走向、倾向和倾角。
4.煤层按倾角大小分为哪几类？
近水平煤层倾角在8°以下
缓倾斜煤层倾角在25°以下
倾斜煤层倾角在25°以上45°以下
急倾斜煤层倾角在45°以上
5．矿井地质构造分为哪几种类型？
断层分为哪几种类型？
矿井地质构造可归纳为单斜构造、褶皱构造、断裂构造三种类型。
断层分为正断层、逆断层、和平移断层。
6.什么是矿井开拓方式？
以井筒形式为主要依据矿井开拓方式分为哪几种类型？
瑞金煤矿采用的是什么开拓方式？
开拓方式主要是指开拓巷道在井田内的布置形式。
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。
瑞金矿井采用立井开拓方式。
7.简述矿井巷道的分类？
按巷道在生产中的用途划分为开拓巷道、准备巷道、回采巷道。
按巷道的空间形态划分为垂直巷道、水平巷道、倾斜巷道。
8.什么是井底车场，井底车场的作用是什么？
简述瑞金煤矿井底车场及井底车场的情况。
井底车场是连接矿井主要提升井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称。
它联系着井筒提升和井下运输两大生产环节，为提煤、提矸、下料、供电和升降人员等各项工作服务。
瑞金煤矿车场形式为立式环形，东西两翼来车均由主石门进入井底车场，车场长度130m，主、副井中心线间距离，南北60m，轨道采用24Kg/m的钢轨。
井底车场硐室有：
a、主井系统硐室
1）井底煤仓2）箕斗装载硐室3）主井清理撤煤硐室及斜巷4）主井井底小水泵房
b、副井系统硐室
1）马头门2）中央变电所3）中央水泵房4）井底水仓5）等候室6）其他硐室：
调度室、电机车库及电机车修理间、防火门硐室、火药库等。
9.详细阐述矿井生产系统的内容。
矿井生产系统包括采煤系统、掘进系统、通风系统、排水系统、供电系统、辅助运输系统和安全系统等。
采煤系统包括工作面的落煤、装煤，将煤由工作面运往井底车场，直到提升至地面。
主要井巷包括采煤工作面，采区顺槽、采区上山、水平运输大巷、石门等。
主要设备有采煤机、运输机械，支护设备及提升机等。
1）掘进系统是为了保证生产的持续进行，即在当前生产同时，要开掘出新的工作面、采区及生产水平以备接替。
其包括掘进工作面、矸石运至井底车场由副井提升后送至堆放地。
主要设备包括掘进、支护、运输、提升等所用的设备以及风动凿岩机、空气压缩机及其管路等。
2）通风系统由进风井巷、回风井巷、通风机和井下通风设施如风桥、风门等构成。
3）排水系统由巷道中的水沟、水仓、水泵峒室、水泵及排水管路组成。
4）供电系统要求不得中断、以保安全，因此供电电流为双回路，同时进入采区和回风道的电器设备都必须采用矿用防爆型，防止瓦斯爆炸。
5）辅助运输系统包括人员上下和材料，设备的运输。
6）安全系统包括预防瓦斯爆炸、瓦斯突出，以及井下火灾和水灾所需要的救治设备、设施、器材、仪表和监测系统。
9.采煤方法是指什么?
采煤方法分为哪两大类？
我国常用的采煤方法有那些？
采煤工艺与回采巷道布置及其在时间、空间上的相互配合称为采煤方法。
采煤方法分为壁式和柱式两大类。
我国常用的采煤方法有：
1）走向长壁采煤法；2）倾向长壁采煤法；3）倾斜分层采煤法；4）长壁放顶煤采煤法；5）掩护支架采煤法；6）伪倾斜柔性掩护支架采煤法；7）倒台阶采煤法；8）正台阶采煤法；9）水平分层采煤法；10）斜切分层采煤法；11）仓储式采煤法；12）房柱式采煤法；13）房式采煤法。
10.采煤工艺由哪些工序组成？
采煤工艺由破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理5个主要工序组成。
11.我国目前普遍采用的采煤工艺有哪些？
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。
12.简述瑞金煤矿瓦斯、煤尘自燃、煤尘及地温情况。
瓦斯:
瓦斯相对涌出量为4.73～8.57m3／t，属低瓦斯矿井。
煤尘:
各煤层煤尘均具有爆炸危险性。
煤的自燃性:
Ⅲ类煤层属不自燃煤层。
地温:
井田恒温带深度为20~40m，温度14.7℃。
13.瑞金煤矿11031工作面采用采煤方法是什么？
走向长壁后退式回采放顶煤一次采全高全部垮落采煤法。
14.瑞金煤矿11031工作面采用走向长壁后退式放顶煤一次采全高采煤法。
工作面切眼长160m，采面平均煤厚2.5米，循环进度1.0m，顶底煤回收率为93％，“三班采放煤边采边放”为一循环，11031工作面的循环产量是多少？
（煤的容重1.40t/m3）
11031工作面循环产量计算如下：
循环产量：
Q=160.0×2.5×1.0×1.4×93％=520t
15.简述煤矿11031工作面通风系统的通风路线。
通风路线：
（1）、新鲜风流：
新鲜风流由地面主、副立井－→轨道大巷－→皮带大巷－→11031工作面下、中付巷－→11031工作面
（2）、污风流：
11031工作面－→11031工作面上付巷－→11采区回风巷－→总回风巷－→风井－→地面
工作面顶板灾害防治
采煤工作面顶板灾害类型及防治
讲课人：
孟培松
讲课时间：
5月31号下午下午14点—18点
【重点内容详解】
采煤工作面顶板灾害类型及防治
按冒顶范围可将顶板事故分为局部冒顶和大型冒顶两类；
按发生冒顶事故的力学原因进行分类，可将顶板事故分为压垮型冒顶、漏垮型冒顶和推垮型冒顶三类。
1、采煤工作面大型冒顶灾害
采煤工作面大型冒顶事故主要包括老顶来压时的压垮型冒顶、大面积漏垮型冒顶、复合顶板推垮型冒顶、金属网下推垮型冒顶、厚层难垮顶板大面积切冒五种类型。
1）老顶来压时的压垮型冒顶
压垮型冒顶是指因工作面支护强度不足和顶板来压引起支架大量压坏而造成的冒顶事故。
（1）发生压垮型冒顶事故的一般条件
发生压垮型冒顶事故一般具备以下两个条件：
①直接顶比较薄，厚度小于煤层采高的2～3倍，直接顶冒落后不能充填满采空区；②直接顶上面老顶分层厚度小于5～6ｍ，初次来压步距为20～30ｍ或更大一些。
（2）压垮型冒顶事故的致因
发生压垮型冒顶事故，一方面由于工作面支架本身支撑能力不足，造成垮落带老顶岩块压坏采煤工作面支架而导致冒顶；另一方面则工作面支架初撑力不足，垮落带老顶岩块冲击压坏采煤工作面支架导致冒顶。
（3）老顶来压时压垮型冒顶的预防措施
①采煤工作面支架的支撑力应能平衡垮落带直接顶及老顶岩层的重量；
②采煤工作面支架的初撑力应能保证直接顶与老顶之间不离层；
③采煤工作面支架的可缩量应能满足裂隙带老顶下沉的要求；
④普采工作面遇到平行工作面的断层时，在断层范围内要及时加强工作面支护（最好用木垛），不得采用正常办法回柱；
⑤普采要扩大控顶距，并用单体液压支柱替换金属支柱，待断层进到采空区后再回柱；
⑥工作面支护是单体液压支柱配π型梁支架，若支架的工作阻力有较大的富裕，则工作面可以正常推进；若支架的工作阻力没有太大的富裕，则应考虑使工作面与断层斜交或应用采空区挑顶的措施过断层。
2）大面积漏垮型冒顶
（1）由于煤层倾角较大，直接顶又异常破碎，采煤工作面支护系统中如果某个地点失效发生局部漏冒，破碎顶板就有可能从这个地点开始沿工作面往上全部漏空，造成支架失稳，导致漏垮型工作面的冒顶。
（2）预防漏垮型冒顶的措施
①选用合适的支柱，使工作面支护系统有足够的支撑力与可缩量；
②顶板必须背严背实；
③严禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出现局部冒顶。
3）复合顶板推垮型冒顶
推垮型冒顶是指因水平推力作用使工作面支架大量倾斜而造成的冒顶事故。
（1）复合顶板推垮型冒顶一般是由于支柱的初撑力小，软硬岩层下沉不同步，从而导致软岩层与其上部硬岩层离层，若具备形成六面体的条件，则形成一个大的“游离体”，“游离体”在诱导因素的综合作用下容易导致推垮型冒顶事故的发生。
一般来说，下位软岩断裂出现六面体有地质构造、巷道布置、支柱初撑力低三方面的原因。
（2）推垮型冒顶的预防措施
①应用伪俯斜工作面并使垂直工作面方向的向下倾角达40°～60°；
②掘进上下平巷时不破坏复合顶板；
③工作面初采时不要反推；
④控制采高，使软岩层冒落后能超过采高；
⑤尽量避免上下平巷与工作面斜交；
⑥灵活地应用戗柱和戗棚，使它们迎着岩体可能推移的方向支设；
⑦在开切眼附近的控顶区内，系统地布置树脂锚杆。
但是，在采用这个措施时应考虑采煤工作面中打锚杆钻孔的可能性和顶板硬岩层折断垮落时由于没有已垮落软岩层作垫层，来压是否会过于强烈等问题。
4）金属网下推垮型冒顶
（1）发生条件回采下分层时，当上、下分层开切眼垂直布置时，在开切眼附近，金属网上的碎矸石与上部断裂了的硬岩大块之间存在一个空隙；当下分层开切眼内错布置时，虽然金属网上的碎矸与上部断裂了的硬岩大块之间不存在空隙，但是一般也难以胶结在一起。
（2）冒顶过程分两阶段，即形成网兜阶段和推垮工作面阶段。
（3）生产实践表明，由于支柱初撑力低导致产生高度超过150mm的网兜时，有可能引发网下推垮型冒顶。
（4）金属网下推垮型冒顶事故的预防措施
主要措施是提高支柱初撑力及增加支架的稳定性，可附加其它措施：
①回采下分层时内错式布置开切眼，避免网上碎矸之上存在空隙。
②提高支柱初撑力，增加支架稳定性，防止发生高度超过150mm的网兜。
③用“整体支架”增加支护的稳定性。
④采用伪俯斜工作面，增加抵抗下推的阻力。
⑤初次放顶时要把金属网下放到底板。
除上述大面积冒顶类型外，还有冲击推垮型冒顶和采空区冒矸冲人工作面推垮型冒顶。
2、采煤工作面局部冒顶事故
工作面局部冒顶主要发上在工作面上下两端、靠煤壁附近、放顶线附近、地质破坏带附近四个位置处。
1）工作面两端的局部冒顶
预防措施：
在机头机尾处各应用四对一梁三柱的钢梁抬棚支护或在机头机尾处采用双顶梁支护；在工作面与巷道相连处，宜用一对抬棚，单迈步前移，托住原巷道支架的棚梁。
此外，在工作面两端还可以采用十字铰接顶梁支护系统以防漏冒；在超前工作面10m以内，巷道支架应加双排柱，超前工作面10m~20m，巷道支架应加单排柱。
2）靠煤壁附近的局部冒顶
煤壁附近局部冒顶的原因主要表现的以下三个方面，即：
直接顶被密集裂隙切割，形成了游离岩块；采高过大，在老顶来压期间，煤壁片帮，扩大了无支护空间；放顶煤开采，顶煤破碎。
单体支柱工作面煤壁附近预防局部冒顶的措施
①采用能及时支护悬露顶板的支架，并使端面距不大于200mm，还应提高支柱的初撑力，以使端面冒高不超过200mm。
此外，在金属网下，还可以采用长钢梁单棚迈步支架。
在架设支架前还必须敲帮问顶，以防岩块掉落伤人。
②炮采时，炮眼布置及装药量应合理，尽量避免崩倒支架。
③尽量使工作面与煤层的主要节理方向垂直或斜交，避免煤层片帮。
煤层一旦片帮，应掏梁窝超前支护，防止冒顶。
3）放顶线附近的局部冒顶
放顶线附近局部冒顶的预防措施主要有以下几个方面：
（1）加强地质及观察工作，记载大岩块的位置及尺寸；
（2）在大岩块范围内用木垛等加强支护；
（3）当大岩块沿工作面推进方向的长度超过一次放顶步距时，在大岩块的范围内要延长控顶距；
（4）如果工作面用的是单体支柱，在大岩块范围内要用液压单体支架替换金属支架；
（5）待大岩块全部都处在放顶线以外的采空区时，再用车煤机回收金属支架。
4）地质破坏带附近的局部冒顶
（1）在断层两侧加设木垛来加强维护，并迎着岩块可能滑下的方向支设戗棚或戗柱。
（2）对于有些普采工作面，回采过程中煤壁的前方顶板和煤层特别破碎，可采用可切割锚杆锚固；当断层处的顶板特别破碎，用锚杆锚固的效果不佳时，可采用注浆法。
地质、防治水常识及避灾线路
讲课人：
和战国
讲课时间：
6月1号上午10点—12点
一、煤矿基本地质
1、断层、褶曲等构造的基本特征。
2、井下遇断层的征兆
（1）、煤岩层产状发生显著变化。
断层附近的煤、岩层产状，由于受到断层两盘相对运动的影响，往往发生剧烈的变化。
（2）、煤层厚度发生变化，煤层顶、底板出现不平行现象。
（3）、近断层处常出现牵引褶曲、煤层揉皱和破碎现象。
（4）、接近断层时，煤层和顶、底板岩层中裂隙显著增加，并且常常具有一定的规律性。
（5）、在大断层附近常伴生一系列小断层，包括平行小断层、羽状节理等。
（6）、瓦斯大的矿井，巷道接近断层时，瓦斯涌出量往往有明显变化。
（7）、在充水性强的矿井，接近断层时，往往出现滴水、淋水甚至涌水现象。
二、本矿水灾避灾路线，及防治水应急演练的必要性。
三、防治水（规程、规范、法规部分）
（煤矿安全规程第二百五十一条—二百九十三条）
1.第二百五十二条 煤矿防治水综合防治措施“六字”方针“查、探、放、堵、截、排”。
2.第二百五十六条 采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。
3.第二百七十八条
水泵：
必须有工作、备用和检修水泵。
工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h小时的正常涌水量。
备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，工作和备用水泵的的总能力应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量，检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。
4.第二百八十条
采区水仓的有效容量应能容纳4h的采区正常涌水量。
井下水仓的空仓容量必须经常保持总容量的50%。
探放水
第二百八十八条
安装钻机前必须遵守下列规定：
（1）加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的的立柱和栏板。
（2）清理巷道，挖好排水沟。
探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。
（3）在打钻地点或附近安设专用电话。
（4）测量和防探水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度以及钻孔数目。
第二百九十一条
钻进时发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔除钻杆，现场人员应立即向矿调度室报告，并派人检测水情。
如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施进行处理。
第二百九十二条
探放老空水前，首先要查明老空水体的空间位置、积水量和水压。
老空积水区高于探放水点位置时，只准打钻孔探放水；探放水时，必须撤出探水点以下部位受水威胁区域内的所有人员。
探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，直至老空水放完为止。
钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。
如果瓦斯或其它有害气体浓度超过规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤除人员，并报告矿调度室，及时处理。
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