掘进工培训教案-煤矿.doc

江安县煤矿有限公司 掘进及维修工培训 教 案 课程名称 掘进工及维修工培训 培训地点 矿会议室 培训时间2019年4月30日---5月10日 江安县煤矿公司总工办编制 课程名称 掘进及维修工培训 本次课课题掘进及维修工安全知识和基本技能 课时数 11天 教学目的及要求 掘进及维修工认真听课及出勤正常 教学重点 打眼、爆破、支护、 教学难点 凿岩机使用及维护 教学方法 集中培训 教学用具 黑板 及 电脑 授课时间4月30日第一节 （1课时） 授课内容煤矿安全生产方针 一、 煤矿安全生产方针的含义及意义 煤矿安全生产方针是党和国家为确保煤矿安全生产而确定的指导思想和行动准则，即“安全第一，预防为主”。 安全第一，是强调安全、突出安全、安全优先，把安全放在一切工作的首位，要求各级政府和煤矿领导及职工把安全生产当作头等大事来抓，切实处理好安全与效益，安全与生产的关系；预防为主，是实现安全生产的前提条件，要实现安全第一，必须以预防为主。要不断地查找隐患，谋事在先，尊重科学，探索规律，采取有效的事前控制措施，防微杜渐，防患于未然，把事故、隐患消灭在萌芽之中。安全第一，预防为主，是目标原则和手段措施的关系，不坚持安全第一，预防为主很难落实；坚持安全第一，才能自觉地或科学地预防，达到预期目的；反之，只有坚持预防为主，才能消灭隐患，减少事故，才能做到安全生产。 二、 煤矿安全生产方针的贯彻落实 贯彻落实煤矿安全生产方针应做到以下三点 （1） 坚持管理、装备、培训并重的原则 （2） 坚持煤矿安全生产方针标准 （3） 坚持各项行之有效的措施， 为了深入贯彻安全生产方针，必须坚持以下各项措施 （4） 强化安全法律观念。 （5） 建立健全安全生产责任制。 （6） 建立安全生产管理机构或配备专职安全生产管理人员。 （7） 认真组织安全生产检查。 （8） 加大煤矿安全监察力度。 （9） 加强安全技术教育培训工作。 （10） 关口前移，做好事故预防工作。 （11） 做好事故调查和处理工作。 （12） 加大对事故责任人处罚力度。 授课时间4月30日第二节 （1课时） 授课内容煤矿安全生产法律法规 一、 煤矿安全生产法律法规体系，煤矿体系主要内容有 （1）法律有安全生产法、煤炭法、矿山安全法、劳动法、矿产资源法等。 （2）行政法规有煤矿安全监察条例、煤炭生产许可证管理办法、安全生产许可证条件、乡镇煤矿管理条例、矿山生产法实施条例、特别重大事故调查程序暂行规定、企业职工伤亡事故报告与处理规定等。 （3）地方性法规有四川省矿山安全法实施办法、四川省煤炭法实施办法等。（4）部门规章和地方政府规章有煤矿安全规程、爆破安全规程、特种作业人员安全技术培训与考核管理办法等。 二、 主要安全生产法律法规 （一）安全生产法。 （二）矿山安全法。 （三）煤炭法。 （四）煤炭安全监察条例 。 （五）煤矿安全规程。 授课时间5月1日 第三节 （1课时） 授课内容煤矿地质基础知识 一、煤层埋藏特征 （一）煤层顶板、底板 1、顶板煤层的顶板按相对位置不同可分为伪顶、直接顶和老顶。 2、底板煤层的底板为分直接底和老底。 （二）煤层的形态与结构 1、煤层的形态；有层状、似层状、和非层状三类。 2、煤层的结构分为简单结构煤层和复杂结构煤层。 （三）煤层厚度小于1.3米的煤层称为薄煤层；厚度为1.3-3.5米的煤层称为中厚煤层；厚度大于3.5米的煤层称为厚煤层。 （四）煤层产状包括煤层的走向、倾向、倾角。 二、地质构造 （一）褶皱构造是煤层受地壳运动产生的地应力作用被挤得弯弯曲曲，但仍然保持其连续性的构造形态。 （二）断裂构造1、节理，2、断层。 （三）地质构造对煤矿安全生产的影响 三、井田开拓 （一）井田开拓 1．煤田划分为井田 在同一地质发展过程中形成的具有连续发育的含煤岩系，其分布有规律可循、基本连成一片的地区称为煤田。在煤层赋存条件中，对煤田开发影响较大的是煤层的厚度和倾角。因此，常把煤层按厚度和倾角进行分类。 煤田具有较大的范围和丰富的储量，有的面积达数百平方公里，储量达数百亿吨，所含煤层达十几层，甚至几十层。因此，必须把煤田划分为若干部分，每一部分由一个矿井开采。划分为一个矿井开采的那部分煤田，称为井田。 2．井田的开拓方式 煤田划分成井田后，井田的范围一般还是很大的，走向长度可达数千米到万余米；倾斜长度亦可达数千米。对这样大范围的井田，在目前的技术条件下，必须再划分成适于开采的较小部分，有计划、按顺序地进行回采，达到技术上和经济上都比较合理的要求。 授课时间5月1日第四节 （1课时） 授课内容矿井的开拓方式 根据进入煤层的井硐形式不同，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4种。 二井筒 井筒是从地表开掘进入地下的工程，通常作运输煤炭的主井、辅助运输运输人员、材料、设备、矸石等的副井或通风井使用。井筒主要有立井、斜井和平硐。 三主要开拓巷道 主要开拓巷道指为井田开拓而开掘的基本巷道，其中包括井筒、井底车场、运输大巷、石门、总回风巷等。 四井巷断面形状、尺寸的确定原则 井巷断面的形状，主要由围岩性质、井巷服务年限和支护材料来决定。 1．井筒断面形状、尺寸的确定原则 立井井筒断面形状一般为圆形，早期开凿的立井井筒断面采用矩形、椭圆形目前已很少采用；斜井井筒断面有拱形、梯形等。 井筒断面尺寸的确定原则与其功能有关。布置生产需要的提升设备、满足人员通行的要求、满足通风风量的要求、满足敷设管线的要求、符合煤矿安全规程的要求。 2．巷道断面形状及选用原则 我国煤矿井下使用的巷道断面形状有矩形、梯形、多角形、拱形、圆形、马蹄形、椭圆形等。 巷道断面形状选用的原则巷道围岩的地压大小和方向，也就是巷道所穿过围岩的性质；巷道的用途和服务年限；巷道选用的材料和支护方式；巷道的掘进方式及岩层埋藏情况。 3．巷道尺寸的确定原则 巷道断面越小稳定性相对越好，最终确定合理的断面大小要兼顾施工技术、巷道的用途和断面利用率。煤矿中巷道的净断面，应满足行人、运输、通风，设备安装检修以及施工的需要。设计巷道断面尺寸，应首先确定巷道的净断面尺寸，并进行风速和优化验算。最后，根据支架参数，道床参数，计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许加大值超控值，计算出巷道的计算掘进断面尺寸。对于软岩巷道，深厚表土层以及受采动影响的井筒，其断面形状与尺寸要特殊研究确定。 五井巷施工程序和基本原则 井巷工程包括井筒、井底车场巷道及硐室、主要石门、运输大巷、采区巷道及回风巷道等全部工程。这些工程中有一些工程构成连锁工程项目，也可以称为矿井建设关键线路或主要矛盾线，也就是决定矿井建设最短总工期的，只能按顺序施工的路线。该线路上的各单位工程统称关键工程。其中包括井筒、井底车场重车线、主要石门、运输大巷、采区车场、采区上山、最后一个采区切割巷道或与风井贯通巷道、风井等。 授课时间 5月2日第五节 （1课时） 授课内容矿井通风 矿井通风任务 矿井通风的任务是用安全、经济的方法源源不断地向井下用风场所供给新的空气；冲淡和排除井下各种有害气体和矿尘；创造良好的气候条件；增强矿井的抗灾能力，保证矿工的安全健康和正常生产。 矿内空气有害气体主要有害气体有一氧化碳、二氧化硫、 硫化氢和二氧化碳、甲烷等。 第二节 矿井瓦斯防治 一、瓦斯的性质及危害 （一）瓦斯的性质瓦斯具有燃烧和爆炸性。 （二）矿井瓦斯的危害1、瓦斯窒息；2、瓦斯的燃烧和爆炸。 二、矿井瓦斯的赋存、涌出及矿井等级的划分 （一）瓦斯的赋存状态为为游离状态和吸附状态。 （二）矿井瓦斯涌出 （三）矿井按其等级划分低瓦斯矿井、高瓦斯矿井和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。 三、矿井瓦斯爆炸与预防措施 （一）瓦斯爆炸的条件一是瓦斯浓度在5-16爆炸界限内；二是有一定温度的热源，在650度-750度之间；三是有足够的氧气，不低于12的氧气含量。 （二）瓦斯爆炸的危害 （三）瓦斯爆炸的预防措施一是消灭瓦斯超限和瓦斯积聚；二是消灭引燃瓦斯的火源。 四、煤与瓦斯突出及防治措施 （一）煤（岩）与瓦斯突出及其危害 （二）煤与瓦斯突出的预兆 （三）防止突出的措施 授课时间 5月2日第六节 （1课时） 授课内容矿井粉尘防治 一、 矿尘的产生与危害 （一）矿尘的产生及存在状态 矿尘是煤矿生产过程中产生的各种矿物质微粒的总称，一般分为煤尘和岩尘两种。 （二）矿尘的危害有三个方面（1）污染劳动环境，降低工作场所的可见度，影响劳动效率和操作安全。（2）工人长期在矿尘环境中工作，吸入大量矿尘后，轻者会引起呼吸道炎症、重者可导致尘肺病，严重影响人体健康。（3）矿尘中的煤尘具有可燃性，遇有外界火源，很容易引起火灾，而有的煤尘还会发生爆炸，造成人员伤亡和巨大的财产损失。 二、煤矿尘肺病及其预防 （一）煤矿尘肺病分为矽肺、煤矽肺、煤肺三类。 （二）煤矿尘肺病的预防措施1、定期体检，2、建立档案， 3、治疗、疗养，4、综合防尘。 三、煤尘爆炸及其预防措施 （一）煤尘爆炸的条件 （二）煤尘爆炸的危害煤尘爆炸后可产生高温、高压、形成冲击波和火焰，并产生大量有害气体等。 （三）防止煤尘爆炸的措施 1、降尘措施（1）煤层注水，（2）喷雾洒水，（3）水封爆破和水炮泥，（4）湿式凿岩，（5）控制风速。（6）清扫积尘。 2、防止煤尘引燃的措施引燃煤尘的火源有明火、放炮、电火及机械摩擦火花四种。 3、限制煤尘爆炸范围的扩大 授课时间5月3日 第七节（1课时） 授课内容矿井井巷施工期间常见的事故 （一） 井巷施工期间常见的事故有顶板冒落事故、主井施工的悬吊与提升事故、水灾事故、火灾事故、瓦斯煤尘等事故。 一、立井的悬吊与提升事故 1立井提升事故。建井过程曾发生过提升吊桶上提时井盖门未打开而相撞以及吊桶下放到工作面未减速的蹲罐事故，吊桶底部粘结杂物坠物入井筒事故，吊桶翻转使人员坠井事故等。这些事故均可造成重大人身事故，特别是提升机及其减速器的主轴断轴事故更是要注意。提升设备的操作系统及保护装置如不进行定期检修运行时超载，均可发生提升事故。因而要求完善提升机的各项保护装置及信号装置；完善井口设施，加强对吊桶与罐笼的检修，对提升钢丝绳要验收、检查、定期维护。 2立井悬吊事故。立井悬吊事故中比较危险的是吊盘翻盘事故，其发生的原因可能是稳车提升不同步，也可能是提升罐笼或吊桶与喇叭口的碰撞。吊盘翻转对吊盘与掘进工作面的人和设备伤害极大。悬吊钢丝绳断裂，悬吊物品超载而造成跑车，悬吊的各种盘该封闭处未严格管理而造成人员从封口盘、固定盘等处坠落也均可能发生人身事故。因此，各种悬吊设备设计时必须符合“矿山井巷工程施工与验收规范”，平时要定期检查加强管理。 二、顶板冒落事故 顶板事故是指在井下开采过程中，因顶板意外冒落而造成的人中伤亡、设备损坏、停止生产等事故。巷道冒顶事故主要发生在掘进工作面、巷道开岔或贯通处、大断面硐室、破碎带等。 顶板事故有以下类型 1、按其发生的规模分类 （1）局部冒顶；（2）大面积冒顶。 2、按其发生的力学原理分类 （1）压垮型冒顶； （2）漏垮型冒顶； （3）推垮型冒顶 授课时间5月4日第八节 （1课时） 授课内容矿井井巷施工期间常见的事故 顶板事故的预防措施 （一）掘进工作面顶板事故的预兆及预防措施 预兆 （1）、响声 （2）、掉渣 （3）、片帮 （4）、裂缝 （5）、离层 （6）、漏顶 （7）、瓦斯涌出量突然增大 （8）、顶板的淋水明显增加 。 （二）预防措施 为了确保巷道掘进和支护的安全，预防的主要措施有 （1）掘进工作面严禁空顶作业。 （2）在松软的煤岩层或流砂性地层及地质破碎带掘进巷道时，必须采用前探支护或其他措施。 （3）在坚硬和稳定的煤、岩层中，确定巷道不设支护时，必须制定安全措施。 （4）支架间应设牢固的撑木或拉杆。 （5）严格执行敲帮问顶制，顶帮必须背严背实。 三、水灾事故 井巷施工时，岩层中的地下水和与井下相通的地表水突然大量涌入井下空间，均可能发生水灾事故。 水灾事故的危害1、顶板淋水； 2、增加矿井并排水工作； 3、腐蚀金属设备、设施； 4、淹没井巷。 矿井透水预兆1、挂汗 2、挂红 3、水的气味和颜色有变化 4、空气变冷 5、煤层变潮、变暗、无光彩 6、发生雾气 7、水叫。 四、火灾事故 井巷施工期间的火灾事故根据火源不同可以分为外因火灾和内因火灾。违章使用明火、电气着火或机械摩擦产生电火花、瓦斯和煤尘爆炸均可能引发外因火灾；煤炭在常温下氧化而产生热量，可能导致煤炭自然发火，形成内因火灾。 五、瓦斯煤尘事故 井巷施工的瓦斯煤尘事故一般可能在井筒揭开煤层时或掘进采区巷道时发生。为防止揭开煤层时的煤与瓦斯突出事故，应首先确认所建矿井是否存在这种危险，以便采取预防措施 。 授课时间5月5日第九节 （1课时） 授课内容煤层的顶板、底板、顶底板含义 煤层的顶底板是指煤系中位于煤层上下一定距离的岩层，按照沉积顺序，在下常情况下，位于煤层之下，先于煤层生成的岩层是底板；位于煤层之上，在煤层形成之后的岩层叫顶板。由于沉积物质和沉积环境的差异，顶底板岩层性和厚度各不相同，在开采过程中破碎，冒落的情况也就不同，了解这些岩层的岩性特征、厚度、层理及节理发育程度，强度及含水性等，对确定顶板管理和巷道支护方式均有重要意义。 根据顶底板岩层相对煤层的位置和垮落性能，强度等特征的不同，从上至下顶板划分为基本顶（老顶）、直接顶、伪顶三个部分；底板分为伪底、直接底及老底三个部分。不过，对于某个特定的煤层来说，其顶底板的这六个组成部分不一定发育俱全。可能缺失某一个或几个组成部分的岩层。 （一）煤层的顶板 1、伪顶是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.3m～0.5m,多由页岩，炭质页岩等组成。 2、直接顶是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1m～2m,多由泥岩、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。 3、基本顶又叫老顶，是位于直按顶之上或直接位于煤层这上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。 （二）煤层底板 1、伪底直接位于煤层之下的薄层软弱岩层，多为炭质页岩或泥岩，厚度一般为0.2m～0.3m。 2、直接底直接位于煤层之下硬度较低的岩层，厚度一般由几十厘米到1米左右，通常由泥岩、页岩或粘土岩。若直接底为粘土岩，则遇水后易膨胀，可能造成巷道底鼓与支架插底现象，轻者影响巷道运输与工作面支护，重者可使巷道遭爱严重破坏。 3、老底指位于直接底之下，比较坚硬的岩层，多为砂层，石灰岩等。 授课时间5月6日第十节 （1课时） 授课内容井巷支护及维护 井巷支护的目的是为了防止围岩破坏，因此，一般井巷掘进出空间后，都要进行临时支护或永久支护。 1．锚杆支护与锚喷支护 一锚杆支护。掘进后即向巷道围岩钻孔，然后向孔中安装锚杆，单独采用锚杆的支护。必要时也可安装锚索如在大断面巷道或硐室支护时，目的是使锚杆和锚索与围岩共同作用起支护作用。锚杆支护的作用机理有多种悬吊作用、组合梁作用、挤压连接和加固拱作用、松动圈支护理论等。 锚杆支护及其分类 锚杆支护实质上是把锚杆安装在巷道的围岩中，使层状的、软质的岩体以不同的形态得 到加固，形成完整的支护结构，提供一定的支护抗力，共同阻抗其外部围岩的位移和变形。 1木锚杆。我国使用的木锚杆有两种，即普通木锚杆和压缩木锚杆。 2钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。以水泥砂桨作为锚杆与围岩的粘结剂。 3倒楔式金属锚杆。这种锚杆曾经是使用最为广泛的锚杆形式之一。由于它加工简单，安装方便，具有一定的锚固力，因此这种锚杆在一定范围内至今还在使用。 4管缝式锚杆。是一种全长摩擦锚固式锚杆。这种锚杆具有安装简单、锚固可靠、初锚力 大、长时锚固力随围岩移动而增长等特点。 5树脂锚杆。用树脂作为锚杆的粘结剂，成本较高。 6快硬膨胀水泥锚杆。采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥加入外加剂而成，具有速凝 、早强、减水、膨胀等特点。 7双快水泥锚杆。是由成品早强水泥和双快水泥按一定比例混合而成的。具有快硬快凝、 早强的特点。 二锚喷支护。指联合使用锚杆和喷射混凝土或喷浆的支护，从广义上讲可以将除锚杆支护以外的其他与锚杆联合的支护都纳入此范围。如喷浆支护、喷混凝土支护、锚网支护、锚喷网支护、锚梁网喷支护以及锚索支护等。 2．混凝土及钢筋混凝土支护 混凝土支护是用预制混凝土块或浇注混凝土砌筑的支架所进行的支护。钢筋混凝土支护是用预制的钢筋混凝土构件或浇注的钢筋混凝土砌筑的支架所进行的支护，是立井井筒及运输大巷及井底车场主要支护方式。 3.棚状支架 棚状支架根据材质不同可以分为木支架和金属支架。 授课时间5月7日第十一节 （1课时） 授课内容瓦斯突出及其防治 （一） 瓦斯突出概况 煤与瓦斯突出是矿井开采中危险性最大的灾害，是世界各主要产煤国突出矿井共同面临的技术难题。 1834年3月22日，法国鲁阿煤田，伊萨克矿井（世界上第一次有记录的突出）。 1950年，辽源富国西二井（我国第一次有记录的突出）。 最大的突出前苏联（1969.7.19）加加林矿，石门揭煤，1400t,250万m3瓦斯 。 中国（1975.8.8） 三汇坝一井， 12780t,140万m3瓦斯 。 危害 1、产生的高压瓦斯流，能摧毁巷道，造成风流逆转、破坏矿井通风系统。 2、井巷充满瓦斯，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸。 3、喷出的煤岩，造成煤流埋人。 4、猛烈的动力效应可能导致冒顶和火灾事故的发生。 到1992年底全国已有282个突出矿井，截止1995年共发生了16000多次突出。 定义在很短时间内（数分钟），从煤（岩）壁内部向采掘工作面空间突然喷出煤（岩）和瓦斯的现象。 特点伴有声响和猛烈的力能效应（摧毁井巷设施、破坏矿井通风系统），窒息、煤流埋人，可能引起瓦斯燃烧和爆炸。 ①瓦斯爆炸多为大事故;②事故地点多发生在采煤与掘进工作面;③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大;④多为火花引爆;⑤高瓦斯 矿井、低瓦斯矿井均有发生;⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿;⑦基建、技改矿井和转制矿井瓦斯爆炸事故多发。 瓦斯爆炸的主要原因分析 煤矿发生瓦斯爆炸事故是由很多原因造成的，但总的来说分为客观原因和主观原因两种。主观原因就是瓦斯积聚和引爆火源的存在；客观原因与自然条件、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关，发生瓦斯爆炸事故往往就是以上原因相互作用所导致的。