煤礦新工人培訓教案
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1、煤礦新工人培訓教案,安全生產技術知識,煤礦新工人培訓,培訓內容:,安全生產技術知識,煤礦新工人培訓,1.煤礦生產地質基礎知識,2.礦井開拓及生產系統,3.采煤、掘進基礎知識,4.采掘質量標準化知識,第一章煤礦生產地質基礎知識,安全生產技術知識,一、煤層的形態結構,1煤層的形態,煤在地下通常是呈層狀埋藏的,但由于沉積環境不同以及后期地質作用力的影響,煤層的形態發生了變化,一般有層狀煤層、似層狀煤層和非層狀煤層。如右圖所示。,2.煤層的結構,煤層的結構是指煤層中夾矸的數量和分布特征(在多數煤層中,含有厚度較薄且有時不穩定的巖層,稱為夾矸)。根據煤層中有無較穩定的夾矸,將煤層分為簡單結構煤層、復雜結
2、構煤層兩類。,煤礦新工人培訓,安全生產技術知識,3.煤層的厚度,薄煤層3.5m,4.煤層的產狀要素,煤層的產狀要素是指煤層的走向、傾向及傾角(簡稱煤層產狀三要素),如右圖所示。,(1)走向。煤層走向線是指煤層層面與水平面相交的線。走向線兩端所指的方向稱為走向。走向代表煤層在水平面中的延伸方向。,(2)傾向。煤層層面上與走向線垂直的線叫傾斜線。傾斜線由高向低在水平面投影所指的方向稱為傾向。,(3)傾角。煤層層面與水平面所夾的最大銳們稱為傾角。傾角大小反映在空間的傾斜程度。傾角的變化范圍在090之間。,煤層的厚度是指煤層頂、底板之間的垂直距離。由于成煤條件的不同,煤層的厚度差異也很大,薄的僅數厘米
3、,厚的可達上百米。煤層太薄時就失去了開采價值。根據煤層的厚度,通常把煤層分為3類:,煤礦新工人培訓,安全生產技術知識,近水平煤層傾角在8以下的煤層緩傾斜煤層傾角在825的煤層傾斜煤層傾角在2545的煤層急傾斜煤層傾角在45以上的煤層煤層傾角的大小對采煤方法及機械化程度影響極大。煤層傾角小,有利于采用綜合機械化采煤;相反,則很難采用機械化。,二煤層的頂、底板,位于煤層上面的巖層稱頂板,位于煤層下面的巖層稱底板。煤層頂底板一般是由砂巖、粉砂巖、泥巖、頁巖、黏土巖或石灰巖等組成。由于巖性和厚度等不同,在回采過程中破裂、冒落的情況也不一樣。為此,按頂板與煤層相對位置及垮落難易程度,可將煤層頂板分為偽頂
4、、直接頂和老頂(又稱基本頂),把底板分為直接底和老底。如右圖所示,(1)偽頂。偽頂是緊貼在煤層之上,極易垮落的薄巖層,厚度一般小于0.5m,常由碳質頁巖、泥質頁巖等硬度較低的巖層組成。在回采時隨落煤垮落。,煤層按傾角大致可分為以下四類:,煤礦新工人培訓,安全生產技術知識,(2)直接頂。直接頂位于偽頂或煤層(無偽頂時)之上,一般由一層或幾層厚度不定的泥巖、頁巖、粉砂巖等比較容易垮落的巖層所組成,一般能隨回柱放頂在采空區及時垮落。,(4)直接底。直接底是指位于煤層之下厚度較薄(約0.20.4m)的巖層,常由泥巖、頁巖、黏土巖等組成。如果直接底的巖性是遇水后膨脹的黏土巖,可造成巷道底鼓與支架插底,輕
5、者影響巷道運輸與工作支護,重者可使巷道遭受嚴重破壞。,三、礦井地質構造,(3)老頂。老頂又叫基本頂,一般指位于直接頂之上(有時也直接位于煤層之上)厚而堅硬的巖層,常由砂巖、石灰巖、砂礫巖等巖層所組成。老頂能在采空區維持很大的懸露面積而不隨直接頂垮落。,(5)老底。老底位于直接底或煤層之下,一般由砂巖或石灰巖等堅固巖層所組成。有的煤層下面沒有直接底,緊貼著老底。,地質構造可分為單斜構造、褶皺構造和斷裂構造三大類型。,(一)單斜構造,巖(煤)層受地質作用力的影響,產生向一個方向傾斜的形態,這樣的構造形態稱為單斜構造。,煤礦新工人培訓,安全生產技術知識,(二)褶皺構造,(1)背斜。在形態上是巖(煤)
6、層向上彎拱的褶曲,其特點是兩翼巖層傾向相背,核心部位是老巖層,兩翼是新巖層。(2)向斛。在形態上是巖(煤)層向下彎曲,特點是兩翼巖層傾向相向,核心部位是新巖層,兩翼是老巖層,如圖5-5所示。,巖(煤)層在地質作用力的作用下發生變形,呈現波狀彎曲仍保持了巖層的連續性和完整性,這種構造形態稱為褶皺。,可分為大型褶曲,中型褶曲和小型褶曲三類口,(1)褶曲構造影響巷道布置口如果掘進巷道在煤層中布置,前方出現褶曲后不能保持巷道的水平狀態寺(2)大型背斜的軸部煤層中瓦斯含量大。(3)大型向斜的軸部頂板壓力大,易發生頂板冒落事故。(4)對于礦井水大的礦井,向斜的軸部會積存大量水,不利于安全生產。(5)有煤與
7、瓦斯突出的礦井,向斜的軸部又是煤與瓦斯突出的危險區。,1褶皺的基本形態,2.褶曲構造的基本類型,3、褶曲構造對煤礦生產安全的影響,煤礦新工人培訓,安全生產技術知識,(三)斷裂構造,(1)斷層要素,巖(煤)層受到地質作用力后遭到破壞,在一定部位沿一定的方向產生斷裂,這種失去連續性和完整性的構造形態稱為斷裂構造。,根據巖(煤)層斷裂后斷裂面兩側巖塊的顯著位移情況,斷裂構造可分為裂隙和斷層兩種基本類型。,1.裂隙。是指巖(煤)層斷裂后斷裂面兩側巖塊未發生顯著位移的斷裂構造。,2.斷層。斷層是指巖(煤)層斷裂后,斷裂面兩側巖塊友生顯著位移的斷裂構造。,包括斷層面、斷層線、斷盤及斷距等,如右圖(上)所示
8、。斷距可分為垂直斷距(落差)和水平斷距。如右圖(下)所示。,煤礦新工人培訓,安全生產技術知識,(2)斷層分類,根據斷層兩盤相對位移的方向分為正斷層、逆斷層、平移斷層三種基本類型,如圖5-8所示。,正斷層:上盤相對下降,下盤相對上升的斷層;,根據斷層走向與巖層走向關系分為:走向斷層:斷層走向與巖層走向平行或基本平行的斷層。傾向斷層:斷層走向與巖層走向垂直或基本垂直的斷層。斜交斷層:斷層走向與巖層走向斜交的斷層。,逆斷層:上盤相對上升,下盤相對下降的斷層;,平移斷層:斷層兩盤巖塊沿斷層面作水平方向相對移動的斷層。,煤礦新工人培訓,安全生產技術知識,(3)出現斷層特征,煤層厚度發生顯著變化,煤層松軟
9、,光澤變暗,滑動面與摩擦痕增加。煤層的走向與傾斜發生較大的變化。煤層頂、底板出現嚴重凸凹不平,頂、底板巖石發生較多裂隙,而且越接近斷層裂隙越多。破碎帶有滴水或涌水出現,瓦斯涌出量增大。,斷層帶巖石常常十分破碎,地表水和含水層的水都麓沿斷層破碎帶流入井下,使井下涌水量增加,增加礦井排水費用和排水困難口水文地質條件復雜的礦井,甚至因發生突水造成礦井淹沒事故。斷層破壞嚴重的地段,影響采區劃分,影響工作面和巷道的布置。由于斷層破壞,工作面布置不規,巷道掘進率明顯增高,還會造成無效進尺。采煤工作面內出現斷層,會給支護工作和頂板管理帶來困難,管理不善會造成胃頂事故。在含有瓦斯,特別是瓦斯含量很大的礦井中,
10、斷層引起巖石破碎,降低了巖石的強度,很容易引起瓦斯突出。,(4)斷層對煤礦生產的影響,煤礦新工人培訓,安全生產技術知識,第二章煤礦開拓方式及生產系統,(一)斜井開拓,礦井開拓是指在礦井范圍內,從地面向地下開掘一系列巷道進入煤層,建立礦井提升、運輸、通風排水和動力供應等系統。,一、礦井開拓方式,礦井開拓方式是指為開采煤炭在井田內布置巷道的方式。于井田范圍、儲量、煤層數目、傾角、厚度以及地質、地形等條件的不同,所以進入煤體的方式也不同。一般根據井筒形式劃分開拓方式,可分為斜井開拓、立井開拓、平硐開拓和綜合開拓四類。,是利用斜巷道由地面進入地下,開掘一系列巷道到達煤層的開拓方式。,煤礦新工人培訓,安
11、全生產技術知識,煤礦新工人培訓,(二)立井開拓,立井開拓是采用垂直巷道由地面進入地下,并通過一系列巷道到達煤層的一種開拓方式。立井殲拓方式適用于井田的沖積層較厚,有時含有流沙層,地質和水文地質條件比較復雜或煤層埋藏較深的情況立井開拓除井筒形式與斜井開拓不同外,其他基本都與斜井開拓相同。如在井田和階段的再劃分、階段內的巷道布置和開采方式以及礦井生產系統等方面,都沒有明顯的差別。由于開采水平設置的不同,立井又可分為立井單水平上、下山開拓和立井多水平分區式開拓。,(三)平硐開拓,平硐開拓是利用水平巷道由地面進入地下,并通過一系列巷道通達礦體的一種開拓方式。平硐開拓井田最簡單、最經濟,是山嶺、丘陵地區
12、廣泛采用的礦井開拓方式。圖5-11為平硐開拓的示意圖。,安全生產技術知識,煤礦新工人培訓,(四)綜合開拓,在某些條件下,如為了充分利用地形或考慮煤層埋藏深淺等特點,避免大量提前投資,以及單獨用一種開拓方式在技術上和經濟上不夠合理時,主、副井可采用不同的開拓方式,稱之為綜合開拓。,二、礦井生產系統,(一)礦井運輸提升系統,1.運煤系統2.排矸系統3.材料運輸系統,(二)礦井通風系統及通風網絡,(三)礦井供電系統,(四)礦井供排水系統,(五)其它系統,安全生產技術知識,煤礦新工人培訓,第三章采煤、掘進基礎知識,一、煤礦井下巷道分類,為了開采煤炭,從地面向地下開鑿通達煤體的一系列井巷,總稱為礦井巷道
13、。,1.按巷道作用和服務范圍分類按礦井巷道的作用和服務范圍,可分為開拓巷道、準備巷道和回采巷道三大類。,2.按巷道的不同傾角分類按礦井巷道傾角的不同,可分為垂直巷道、水平巷道和傾斜巷道三大類。,3.按巷道的輪廓線特征分類按礦井巷輪廓線的特征,可分為折邊形巷道、曲邊形巷道兩大類。,4.按巷道的圍巖性質分類按礦井巷道圍巖的性質,可分為巖巷、半煤巖巷、煤巷三大類。,安全生產技術知識,煤礦新工人培訓,二、巷道礦壓,(一)巷道礦壓及其形成,地下巖體在采動前,由于自重的作用在其內部引起的應力,通常稱為原巖應力。開采前的巖體由于處于相對靜止狀態,所以原巖應力處于平衡狀態,井下采掘活動破壞了原巖應力的平衡狀態
14、,使巖體內部應力重新分布,在應力重新分布的過程中促使圍巖產生運動,從而導致圍巖發生變形、斷裂、位移、直至垮落。這種由于進行采掘活動而在采掘空間周圍巖體中及支護物上產生的壓力叫做礦山壓力,簡稱礦壓。,在礦山壓力作用下,圍巖及支護物會產生一系列現象,如頂板下沉、冒頂、片幫、底鼓、煤與瓦斯突出、沖擊地壓、支架壓縮、變形、折斷,地表發生位移、塌陷等。這種由于在礦山壓力的作用下圍巖和支護物上產生的一系列力學現象叫做礦上壓力現象,簡稱礦壓現象。,1.頂壓的形成由于巷道頂部巖體自重對巷道支護物所產生的壓力,叫做頂壓。,2.側壓的形成巷道兩幫對支架產生的壓力叫做側壓。就是由于兩幫巖體或煤體向巷道內擠壓而產生的
15、。,安全生產技術知識,煤礦新工人培訓,3.底壓的形成在巷道側壓的作用下,底板內部將會產生側壓力,并產生向上的底壓,使底板鼓起、離層、彎曲或破壞。有的巖石如凝灰巖、黏土質巖石,當巷道有積水或巷道空氣潮濕時,會使巖石吸水膨脹而底鼓產生底壓。,(二)影響巷道礦壓的因素,巷道礦壓的大小,主要受巷道所處深度、巷道斷面大小、地質構造、圍巖性質等因素的影響。,(l)深度的影響。(2)巷道斷面與支護形式的影響。(3)地質構造的影響。(4)圍巖性質的影響。(5)巷道相對開采煤層與采煤工作面的位置的影響。,安全生產技術知識,煤礦新工人培訓,三、巷道掘進基礎知識,在煤巖體中,采用一定破巖手段將部分巖石破碎下來,形成
16、設計的掘進空間,接著對這個空間進行支護的工作叫巷道掘進。根據掘進中采用的機械化程度,可將掘進分為鈷爆法掘進和綜合機械化掘進。,1.鉆爆法掘進工藝,(l)打眼爆破。分為打眼、裝藥、連線、起爆。(2)通風排煙。(3)裝巖。鉆爆法掘進工作面的裝巖有人工裝巖和機械裝巖。人工裝巖是用人力將巖石裝入礦車或刮板輸送機中?,F在一般都采用機械裝巖。裝巖機有耙斗裝巖機、鏟斗裝巖機和裝煤機等。(4)巖石(煤)的運輸。(5)巷道支護。,2.綜合機械化掘進工藝,(l)破煤。(2)裝煤及運輸。(3)巷道支護。(4)掘進前移,安全生產技術知識,煤礦新工人培訓,(1)砌碹支護。砌碹支護是支護形式中最堅固的形式。支護的材料有料
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