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煤矿三项人员安全培训考核教材系列（第三版） 本章培训与考核要点 掌握地质构造对安全生产的影响； 熟悉煤矿开采的基本安全生产条件与矿井开拓方式；- 掌握井巷工程施工、支护及维护的安全管理要求； 掌握常用采煤方法及其回采工艺的安全管理要求； 掌握矿井冲击地压与顶板事故防治的安全管理要求及其致因和预防措施； 掌握矿井水害防治的安全管理要求及其致因和预防措施； 掌握矿井热害防治的安全管理要求及其致因和预防措施。 第一节煤矿地质与矿图 一、煤层的埋藏特征 1.煤层的形态与结构 煤是由古代植物遗体演变而成的。和其他沉积岩一样，煤在地下通常是呈层状埋藏的，层位有明显的连续性，厚度也比较均匀，但由于受到沉积条件和地壳运动的影响，也有似层状和非层状的煤层。 煤层内还夹有数目不等的薄层岩层。如果两层煤的间距很小，可以把它们看成一层煤，其中的岩层就是夹石层，也叫夹矸。由于夹石层的存在使得煤层的结构变得较为复杂。煤层中没有呈层状出现的较稳定的夹石层的称为简单结构煤层，煤层中含有较稳定夹石层的称为复杂结构煤层。 2.煤层的厚度 由于成煤时期条件的不同，导致煤层的厚度变化很大，由几厘米到几十米甚至上百米。煤层厚度是指煤层层面间的法线距离。煤层厚度变化的原因有地壳不均衡沉降、沼泽基底不平、煤层同生冲蚀（由于河流、海浪对泥炭层的侵蚀冲刷）以及构造变动的影响、岩浆侵入等。 根据煤层厚度对开采技术的影响，煤层可分为三类 1薄煤层煤层厚度在1.3m以下。 2中厚煤层层厚度为1.33.5m。 3厚煤层煤层厚度在3.5m以上。 在目前经济技术条件下，可以开采的煤层厚度称为可采厚度。国家或地区规定的可采厚度的下限标准称为最低可采厚度。 3.煤层的顶、底板岩石 在煤田形成后，覆盖在煤层上面的岩层叫做顶板，位于煤层下面的岩层叫做底板。 （l顶板。根据顶板岩层变形和垮落的难易程度，可将煤层顶板分为伪顶、直接顶和基本顶3种。 ①伪顶直接覆盖在煤层之上极易垮塌的薄层岩层，常随采随落。厚度不大，一般仅几厘米至十余厘米。岩性多为炭质页岩或炭质泥岩。伪顶常混杂在原煤里，增加了煤的含矸率。 ②直接顶能随回柱放顶垮落的岩层。一般厚度可达几米。岩性常为粉砂岩和泥岩。垮落后充填在采空区内。 ③基本顶位千直接顶之上，抗弯刚度较大，较难垮落的岩层或岩层组合。岩性多为砂岩或石灰岩，一般厚度较大，强度较高。基本顶在开采后不易自行垮塌，随着开采面积增大，或发生破断，或发生缓慢下沉。 值得注意的是，并不是每个煤层都可分出上述3种顶板，有的煤层可能没有伪顶，有的可能伪顶、直接顶都没有，煤层之上直接覆盖基本顶。 2底板。底板指位于煤层下方一定范围内的岩层。底板可分为直接底和基本底两种。 ①直接底煤层之下与煤层直接接触的岩层。它往往是当初沼泽中生长植物的土壤，富含根须化石。岩性以炭质泥岩最为常见，厚度不大，常为几十厘米。 ②基本底位于直接底之下的岩层。其岩性多为粉砂岩或砂岩，厚度较大。 煤系地质的物理力学性质及煤矿地质构造、水文地质等都会对煤矿的安全生产产生影响。 二、地质构造对煤矿安全生产的影响 沉积岩层在一开始形成时一般都是水平或近于水平的，在一定范围内是连续完整的。但是，由于地壳运动的影响，往往使它的空间位置和形态发生了变化，由水平变成倾斜、出现褶皱，甚至发生断裂和倒转。这种由地壳运动所造成的煤岩层空间位置和形态的变化称为地质构造。地质构造一般包括单斜构造、褶皱构造和断裂构造。地质构造是影响煤矿安全和生产的各种地质因素中最为重要的因素。 1.褶曲对煤矿安全生产的影响 1增大开采难度。大型的向斜由于其核部煤层埋藏较深，使开采技术复杂化。深部煤层暂时难以回采的，如果两翼煤炭储量可达到一定井型要求时，可以把向斜枢纽作为井田边界。有些大型宽缓背斜，以枢纽线作为井田边界，两翼煤层作为单斜构造可以分别考虑。 2给顶板管理带来困难。由于褶曲轴部裂隙发育，岩层较为破碎，顶板不好管理，很容易发生冒顶事故。对于大型向斜轴部，顶板压力常有增大的现象，必须加强支护，否则容易发生垮塌、切工作面事故。 3容易引起瓦斯事故。由于褶曲轴部较为破碎，是瓦斯涌出的良好通道，也是瓦斯赋存的重要场所，要防止瓦斯事故。有瓦斯突出的矿井，向斜轴部是瓦斯突出的危险区，由于向斜轴部顶板压力大，再加上强大的瓦斯压力，向斜轴部极易发生瓦斯突出事故。 4易发生水灾事故。褶曲轴部的裂隙是水贮存的良好场所和涌出的良好通道，当采掘工作面接近该区域时，管理不好很容易发生水灾事故。 2.断层对煤矿安全生产的影响 l断层破坏严重的地段，影响采区的划分，影响工作面和巷道的布置。 2断层破坏严重的地段，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，不仅造成经济损失，还会留下安全隐患。 3采煤工作面若出现断层，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。 4断层是地下水的贮存场所和导水的良好通道，管理不善容易引起断层透水事故。 5在高瓦斯含量煤层中，断层破碎带可能聚集瓦斯，当工作面通过时，容易发生瓦斯事故。 三、岩溶塌陷对安全生产的影响 所谓岩溶塌陷，就是石灰岩、白云岩等可溶性岩石在地下水的溶蚀作用下产生塌陷的现象。按其成因及特征，岩溶塌陷可分为陷落柱和淤泥带两种。陷落柱主要分布于华北岩层倾角较平缓的地区，淤泥带则常在西南岩层倾角较陡的地区出现。 1.陷落柱及其特征 岩溶陷落柱是局部地层中的岩溶塌陷现象。因塌陷体的剖面形态似一锥形柱体，所以以它的成因和形态取名为岩溶陷落柱，简称陷落柱。它对煤矿生产有较大的影响。 陷落柱的特征整体形态是一个上小下大的圆锥体，水平切面上多呈圆形或椭圆形，直径大小不一，大则百余米，小则十余米；陷落柱的高度一般有限，其波及高度取决于造成岩溶塌陷的溶洞的规模，有的也可以波及地表；陷落柱内的岩石碎块，棱角显著、形状不规则、排列紊乱、大小混杂、胶结差、多未成岩；与围岩的接触面多呈不规则的锯齿状，界限明显，接触处的围岩产状基本正常，接触带附近的煤层及其顶、底板一般无牵引现象。 2.淤泥带及其特征 淤泥带也是一种岩溶塌陷现象，当石灰岩层受到构造力的作用后，产生许多构造裂隙，这就为地下水的溶蚀作用创造了有利条件。随着地下水对裂隙侵蚀的加深、加宽，最终导致岩石的塌陷和水流携带地表泥土一齐填入这种大型裂缝形成地下淤泥带。 淤泥带的主要特征大型的淤泥带地表多呈低洼的冲沟；垂直方向表现为上宽下窄的裂隙带，既可向深部发展也可沿水平方向延伸，其在水平切面上多表现为不规则的条带状，淤泥带在平面上的延伸主要受构造断裂的控制；在垂直方向上表现为上大下小，到一定深度就会消失；其内有大量的黄泥和碎块岩石，与其他围岩有明显的区别。 3.判断的标志 在生产中，有时会把岩溶塌陷误认为断层或古河床冲蚀，因此了解岩溶塌陷的辨别标志对煤矿的生产与安全都有着重大的意义。两种岩溶塌陷现象中，淤泥带因其特点突出较易判断，但对陷落柱的判断应注意以下标志 1岩性标志。巷道穿过断层面后所见到的地层系统未被打乱，岩层的结构和构造仍保持其原有特征；陷落柱则是地层的局部破坏，内部杂乱无章，岩性复杂，这一特征是与小断层区别的重要标志。当遇到大岩块岩石折裂陷落时，应注意层理的方向和岩石中化石的分布排列方向。折裂陷落的大型岩块的层理和化石的排列往往直立，倾角很陡；断层面附近的岩石倾角虽有变化，但成直立状态的很少。另外，由于古河床冲蚀而形成的砂岩，其层理与煤层底板大致平行。此特点也可把古河床冲蚀与陷落柱相区别。 2接触带特征。陷落柱的柱壁倾角很陡，往往呈90接触面不平整，无擦痕。断层直立的情况很少，常见擦痕，断层的破碎带远小于陷落柱。 3煤层及顶、底板的变化。陷落柱附近煤厚有变化，煤层中裂隙发育，煤质松碎，但无滑面和羽状节理等构造现象，顶、底板岩层除裂隙发育外，产状无变化。然而断层面附近，煤层和顶底板岩层产状均变化较大。 4陷落柱一般上下影响范围比较大，上部煤层发现了陷落柱，下部煤层也必然受其影响，塌陷的范围也更大些。因此，通过上下对照，不仅可以预测下层煤陷落柱的出现，而且还能预测其出现的位置和范围。 4.陷落柱对煤矿生产安全的影响 1在陷落柱比较发育的矿区，煤系地层常遭到严重破坏，使煤炭储蜇减少。 2陷落柱破坏了煤层的连续性，给巷道布置、采煤方法的选择造成了很多困难。 3采煤工作面遇到陷落柱，整个生产组织将复杂化，对安全生产极为不利。 4在富水矿区，陷落柱穿透含水层时，可将地下水导入井巷，对矿井安全生产威胁极大。 四、岩浆侵入体对安全生产的影响 生产矿井中发现的岩浆侵入体主要有两种产状，即脉状的岩墙和层状的岩床。岩墙是地下岩浆沿断层或裂隙上冲侵入到煤系地层的墙状侵入体，平面上呈带状分布，宽度有几十厘米至几米，有时可达几十米，长度不一。岩浆的侵入活动受早期断裂构造的控制，而晚于岩浆侵入期的断裂构造只切割岩浆侵入体，但不影响其分布。岩床是地下岩浆沿煤层层面方向侵入的侵入体。它既可以沿煤层的顶板或底板侵入，也可沿煤层中间侵入，甚至可以吞蚀整个煤层，其形态大致可分为层状、似层状、串珠状和树枝状。 岩浆侵入煤层主要有两大规律其一，岩浆侵入时，沿断层上升遇煤层后则向煤层上山方向扩散；其二，侵人体有选择层位的特点，尤其是厚煤层，岩浆活动的阻力最小，岩床的面积往往越大。而各层煤的岩浆侵入体分布范围，其水平投影位置是不重叠的，多为错开的。岩浆侵入体对煤矿生产的影响主要有以下几点 （1吞蚀煤层，大大减少了矿井的煤炭储量，影响矿井的服务年限。 2使煤质变差，灰分增高，挥发分显著降低，黏结性遭到破坏，可使原来的优质工业用煤降为一般民用煤或天然焦。 3可造成连续完整煤层的分割与破坏，并在煤层中分布许多岩浆岩体，给煤矿生产带来困难。 五、矿图基础知识 （一）地形图 地形图反映地球表面高低起伏形状的图纸就是地形图。一般用地形等高线来反映地貌。地形等高线图地面上高程相等的点的连线，或水平面与地表面相交得到的交线称为等高线，该等高线在水平面上的投影就是地形等高线图。 1.地形等高线基本特性 l在同一等高线上的各点，其高程相等。 2等高线必定是一条闭合的曲线，不会中断。 3一条等高线不能分叉为两条。不同高程的等高线，不能相交或合并成一条。在悬崖处等高线虽然相交，但必须有两个交点。 4等高线越密则表示坡度越陡，等高线越稀则表示坡度越缓，等高线间的平距相等则表示坡度相等。 5经过河流的等高线不能直跨而过，应该在接近河岸时渐渐折向上游，直到与河底等高处才能越过河流，然后再折向下游，向下游逐渐离开河岸。 （6等高线通过山脊线时与山脊脊线成正交，并凸向低处；等高线通过山谷线时，则应和山谷线成正交，凸向高处。 2.典型地貌的等高线 要看懂地形图，必须熟悉典型地貌等高线的表示法。 1山地（山冈）隆起而高于四周的高地，高大的称为山峰，矮小的称为山丘。山地等高线的标高由里向外逐渐降低，如图3-la所示。 2盆地（凹坑）底与四周的盆形洼地，最低处叫盆底。盆地的等高线的标高由里向外逐渐升高，如图3-1b所示。 3山脊沿着一个方向延伸的狭长高地，高点的连线即为分水线。山脊的等高线凸向低处，如图3-1c所示。 4山谷沿着一个方向延伸下降的洼地，低点的连线即为集水线。山谷的等高线凸向高处，如图3-1d所示。 a..{b cd 图3-1典型地貌等高线图 a山地；（b盆地；（c山脊；（d山谷， （二）煤层底板等高线图 煤层底板与具有一定高程的水平面相交，所得到的交线，就是煤层底板等高线。把它用标高投影的方法投影到水平面上所得到的图形就是煤层底板等高线图，如图3-2所示。煤层底板等高线图是反映煤层空间形态和构造变动的重要地质图件，是煤矿设计、生产、储做计算的基础。 1.根据煤层底板等高线图确定煤层的产状 1煤层底板等高线的延伸方向就是煤层的走向，可用象限角表示。 Z倾向与走向垂直，并指向标高值低的方向。 3在煤层底板等高线图上，可用作图法或计算求得煤层倾角在任意两等高线之间作垂线AB,AB即为两等高线之间的平距。过B作AB的垂线BC,并取BC等于两等高线的高差，连接AC,则乙CAB即为煤层倾角。或用下式计算煤层倾角a tana＝赣 多知4-－井田边界 图3-2煤层底板等高线图的制作 4在煤层底板等高线图中用ta表示煤层的产状要素。 2.地质构造在煤层底板等高线图上的表现 煤层底板等高线发生变化，表示煤层构造发生变化。底板等高线发生弯曲表示有褶曲，底板等高线发生中断表示煤层缺失，或遇断层或遇陷落柱或煤层尖灭。 1褶皱构造。在褶皱构造中，主要掌握向斜和背斜在煤层底板等高线图上的表现。向斜和背斜在煤层底板等高线图上的表现和山谷、山脊在地形图中的表现类似。 等高线凸向高处为向斜，等高线凸向低处为背斜。褶曲会造成工作面长度变化。当褶曲轴部和走向平行时，会影响走向长壁工作面长度变化；当褶曲轴部和倾向平行时，会影响倾斜长壁工作面长度变化。 （2断层。断层在煤层底板等高线图上表现为等高线中断，如图3-3所示。 .,1001100 80/户二上旦一子了－＋80 4产了二三＋60 三，才＋4g土坐－－40 20 2Q 么/勹仁－－－一一. ab 图3-3煤层底板等高线图上断层表示法 a正断层；（b逆断层 断层交面线即煤层底板与断层面的交线。因断层有上、下两盘，所以一条断层一般有两条交面线，即上盘交面线和下盘交面线。 一般情况下，正断层表示为煤层底板等高线中断缺失，在交面线之间呈空白区；逆断层表示为煤层底板等高线在交面线之间为重叠区，即上、下两盘重复区。 断层面产状的确定交面线上同标高的交点的连线为断层面的走向，垂直千断层面的走向线并指向断层面走向线低标高值的方向即为倾向。倾角的确定可用作图法或计算法确定。 3穹隆构造和构造盆地。穹隆构造和构造盆地的煤层底板等高线为封闭曲线，由里向外标高降低的为穹隆构造，由里向外标高升高的为构造盆地。 （三）矿图的内容及要求 1.井上、下对照图 为了便于了解地面的地物和地形与井下巷道和工作面之间的对应关系，将井田范围内的地形图和井下各水平的主要巷道综合绘于一张图上，这种图便叫做井上、下对照图。由图上可以很明确地看出井下巷道、采区与地面地形和地物之间的关系。 井上、下对照图是一种复制图，比例尺通常为12000或15000;煤矿要采用由有地勘资质的中介机构检测，市级国土资源部门核查过的井上、下对照图纸；井上、下对照图以地形图为底图；标明重要的地面建筑建筑物、民居、铁路、公路、水系及各种管线，废弃的井口、钻孔、水塔、电线杆等；标明特有的地貌塌陷坑、积水区、旰石山等；标明井口位置和标高、井下主要开采水平的井底车场、运输大巷，主要石门，主要上下山，总回风巷道；标明井田边界线、安全煤柱的边界线，并注明批准文号。 井上、下对照图主要用千规划地面建设和地下开采设计，确定由于井下开采所引起的地表移动范围；解决在铁路、水体和建筑物下开采的问题；解决矿井的防、排水等问题。 2.采掘工程平面图 采掘工程平面图是根据地质采矿资料直接绘制而成，采掘工程平面图以煤层底板等高线图为底图，是矿图中核心的图件之一，比例尺为11000、12000或15000。 采掘工程平面图主要包括 l井下采掘工程情况。包括巷道、硐室及各种生产设施的布置，采区规划，工作面设计等。 采掘工程平面图要标明井筒位置、倾角、现有巷道、硐室，主要巷道注明名称、巷道交叉、变坡以及平巷的特征点等；标明井田边界、安全煤柱边界，与本矿井的相邻关系。井下所有采煤工作面、掘进工作面位置、采空区位置及回采时间等。它能全面反映采掘巷道和工作面的相互关系以及各项采掘活动的进展情况等。 2煤层情况。包括煤层的赋存状态、煤层的厚度变化和煤层结构等；标明煤层编号、煤层平均厚度、倾角、煤层露头线、煤层变薄区、尖灭区。 3构造情况。陷落柱和岩浆岩侵入区及各种地质构造；标明发火区、积水区、煤与瓦斯突出区等，并注明发生时间及有关情况。 采掘工程平面图是指导煤矿生产建设不可缺少的重要资料，是了解地质和采掘情况、分析解决生产中遇到的问题的重要工具，是进行事故抢救和预测指导的主要依据。其主要用途有 1了解与分析采掘工程情况，合理解决采掘生产中的问题。如通过采掘工程平面图，可以了解各项采掘工程的进度、位置等，并可依此进行施工设计、指挥生产、确定开采顺序，协调采掘衔接关系，实现采掘平衡。 2了解地质构造情况。 3进行某些采掘工程量的计算。 4利用采掘工程平面图绘制其他矿图。采掘工程平面图是根据实测资料绘制的，精度较高，因此可利用该图修改或绘制其他矿图。 5从采掘工程平面图可以了解井下各种巷道和硐室的方向、位置、用途、标高、空间关系，了解避灾线路和安全出口，以便在遇险中进行自我保护和事故抢险工作中做到心中有数，临危不乱。 3.通风系统图 通风系统图是以采掘工程平面图为底图，比例尺为1,1000、12000、15000；通风系统图上必须标明风流方向、测风站、风速、风量、通风设备、通风设施、防灭火、防尘、隔爆设施的安装地点和火区的位置与范围。通风设施主要包括永久密闭、临时密闭、永久风门、临时风门、风桥、洞节风窗等。通风设备包括主要通风机型号、功率及局部通风机位置、观号、功率等。 开采多煤层的矿井，必须备有矿井通风系统图和分层通风系统图。 4.井下避灾路线图 井下避灾路线图是以通风系统图为底图；在图上必须标明发生各种灾害的避灾路线；在巷道交叉口处及避灾路线沿线都要设置避灾路线标识；标明各种救灾仓库、物资的存放地点；标明矿井供水、供电、通信等主要管线布置情况。 5.供电系统图和井下电气设备布置图 供电系统图必须标明供电电源来源、电压等级，变压器型号、容量、电压等级，高低压开关柜、编号、型号、用途（负荷类型及功率），电缆型号、电压等级、截面和长度，用电设备及电气开关名称、型号、功率、负荷。 6.主要巷道平面布置图 主要巷道平面布置图是按每一开采水平的主要巷道所绘制的水平面投影图。其绘制方法和采掘工程平面图相同，比例尺为i1000或12000。 主要巷道平面布置图是反映巷道位置系统及其在空间的相互关系。 主要巷道平面布置图的用途是了解本水平内的巷道布置和煤层开采情况，了解煤层沿走向方向变化情况以便于指导巷道的设计和施工，了解本水平内主要断层的分布情况，预测在巷道前方和深部水平可能遇到的断层，丈撇主要巷道的长度和确定煤层间的水平间距。 为了解各水平的主要巷道布置悄况，可根据各水平的主要巷道平面图复制主要巷道综合平面图。为明显起见，在综合平面图上可用不同颜色代表不同水平的巷道，比例尺一般为1500.0和110000。 另外，煤矿还必须有反映实际情况的其他图纸矿井地质和水文地质图，安全监控装备布置图，井上、下运输系统图，井下通信系统图，排水、防尘、防火注浆、压风、充填、抽采瓦斯等管路系统图。 煤矿开采的基本安全条件与矿井开拓 一、煤矿开采的基本安全条件 煤矿生产是一种特殊条件下的作业生产，由于工作场所的特殊性、客观因素的不定性，再加上诸多主观因素的影响，致使生产事故不断发生。为保证煤矿生产的正常进行，防止煤矿生产安全事故的发生，根据国家相关法律法规规定，煤矿开采主要应具备以下基本安全生产条件 1矿井应有及时填绘的反映实际情况的井上、下对照图、采掘工程平面图、通风系统图和避灾路线图等图纸资料。采、掘工作面应有作业规程。 2矿井应有至少两个独立的能够行人并直达地面的安全出口，出口之间距离不得小于30m。井下每一个水平、每一个采区至少有两个便于通行的安全出口，并与直达地面的安全出口相连接。 3矿井在用巷道净断面应能满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要。矿井采区上、下山和平巷的净高不得低于2m，薄煤层内的不得低于1.8m。 4采煤工作面至少保持两个畅通的安全出口，一个通到回风巷，另一个通到进风巷。 5低瓦斯矿井每两年必须经过瓦斯等级鉴定。矿井各煤层应有自燃倾向性和煤尘爆炸性的鉴定结果。 6矿井应当具备完整的独立通风系统。矿井、采区和采掘工作面的风量必须满足安全生产要求。矿井使用安装在地面的矿用主要通风机进行通风，并有满足能力的备用主要通风机。生产水平和采区应当实行分区通风，矿井、采区和采掘工作面通风设施应当齐全可靠，掘进工作面使用专用局部通风机进行通风。 7高瓦斯、突出矿井应有瓦斯抽采措施，并装备安全监控系统。高瓦斯掘进工作面采用专用变压器、专用电缆、专用开关，实现风电、甲烷电闭锁。 8煤矿必须实行瓦斯检查制度和矿长、技术负责人瓦斯日报审查签字制度。矿井应当配备足够的专职瓦斯检查工和瓦斯检测仪器，瓦斯检测仪器应当定期进行校验。 （9矿井有完善的防尘供水系统、防排水系统和火灾防治措施及设施。 10矿井应当保证双回路电源线路供电。不具备条件的矿井采用单回路供电时，必须设置满足要求的备用电源。井下电气设备必须符合防爆要求，应有接地、过流、漏电保护装置。属于煤矿安全标志管理目录内的矿用产品应有安全标志。 11矿井提升使用矿用提升绞车，并装设齐全的保险装置和深度指示器。立井升降人员应当使用罐笼或带乘人间的箕斗，并装设防坠装置。斜井运送人员应当使用专用人车，并装设防跑车装置。 12矿井应有完善可靠的通信系统，保持矿内外、井上下和重要场所、主要作业地点通信畅通。 13煤矿井下爆破，须按矿井瓦斯等级选用相应的煤矿许用炸药和雷管。爆破工作应当由专职爆破工担任，并严格执行装药前、爆破前、爆破后瓦斯检查制度。 14矿井实行入井检身制度，入井人员必须随身携带自救器。 15煤矿应当建立应急救援组织。不具备单独建立应急救援组织的小型煤矿，应当指定 兼职的应急救援人员，并与专业应急救援组织签订救护协议。 16煤矿应当加强粉尘的检测和防治工作，制定职业危害防治措施，并为从业人员提供符合标准的劳动防护用品。 一、矿井开拓方式 矿井开拓方式主要是指开拓巷道在井田内的布置形式。通常以井筒形式为主要依据，将矿井开拓方式划分为斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓。 1.斜井开拓 斜井开拓是利用倾斜巷道由地面进入地下到达煤层的开拓方式。主、副井均采用斜井开拓时，根据井筒位置及开拓巷道布置方式不同，可分很多类型，其中最主要的有两种，即片盘斜井开拓和斜井分区式开拓方式。 （1片盘斜井开拓。片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的形式，属于斜井多水平分段式开拓方式。它是将整个井田沿倾斜方向按一定标高划分成若千个阶段，每个阶段倾斜宽度布置一个采煤工作面。这种布置方式的每个阶段习惯上称为片盘。在井田走向的中央沿煤层由地面向下开凿斜井井筒，依次开采各个片盘。 2斜井分区式开拓。当斜井划分为阶段或盘区时，利用斜井集中开拓，称斜井分区式开拓（亦称集中斜井开拓）。当井田划分为一个水平时，就叫斜井单水平分区式开拓；当划分为多水平时，就叫斜井多水平分区式开拓。 斜井单水平分区式开拓是从井田走向中央开掘，进入煤体后，由一个开采水平开采整个井田。井田可划分为一个阶段，也可以划分为两个阶段。阶段内沿走向划分为采区。 斜井单水平分区式开拓与斜井多水平分区式开拓的生产环节和系统基本上是相同的，不同的只是单水平开拓时，是由一个开采水平采上、下两个阶段，开采水平的运输大巷和井底车场是为两个阶段服务的。 为了减少初期开拓工程量和改善运输平巷维护条件，斜井单水平分区式开拓的上山阶段一般采用采区前进式的开采顺序，下山阶段则采用采区后退式的开采顺序。 单水平分区式开拓方式在井田倾斜长度不大的缓倾斜煤层的开采中应用较多。 2.立井开拓 立井开拓是利用垂直巷道（进井筒）由地面进入，并通过一系列巷道到达煤层的一种开拓方式。它也是我国煤矿广泛应用的开拓方法。 当井田的冲积层较厚，水文地质条件比较复杂或煤层埋藏较深时，一般用立井开拓。 立井开拓与斜井开拓相比，除井筒形式外，其他如阶段内巷道布置、开采方式及矿井生产系统等没有明显的差别。 由于开采水平设置不同，立井开拓可有多种方案。其中，以立井单水平或多水平分区式 开拓方式为多。 1立井单水平开拓。立井单水平开拓是用一个开采水平将井田沿倾斜划分为两个阶段，上山阶段的煤向下运输，下山阶段的煤向上运输。经阶段运输平巷运往井底车场，通过主井提升到地面。 立井单水平开拓方式，在矿井产最较大、地质构造复杂、煤层倾角较小时，其优点比较突出。缺点是下山阶段开拓、运输、排水、通风等方面布置复杂。因此，这种开拓方式适用于煤层倾角较小而斜长不大的井田。 2立井多水平开拓。立井多水平开拓是用两个或两个以上的水平开拓整个井田。按开采水平服务的阶段布置方式不同，可分为立井多水平上山开拓、立井多水平上下山开拓及立井多水平混合式开拓等。 ①立井多水平上山开拓。即将井田分为多个水平，每个阶段的煤炭均向下运至相应的水平，通过主井提至地面。这种方式每一水平只为一个阶段服务，具有上山开拓的优点。当第一个水平尚未采完，即延深主、副井到下一个水平，进行第二个水平的开拓和采区准备。这种方式的井巷工程量较大，只适用千较大倾角的煤层，急倾斜煤层更好。 ②立井多水平上下山开拓。即每一个水平均为上下山阶段服务。与上山开拓方式相比，相应减少了水平数目和井巷工程噩。但这种方式增加了下山开采，下山采区的排水、通风及采区辅助提升较为困难。这种方式适用于斜长较大且倾角较小的井田。 ③立井多水平混合开拓。即在整个井田中，上面的某几个水平只开采上山阶段，而最下一个水平采用上下山的布置方式。 这种开拓方式既发挥了单一阶段布置方式的特点，又适当减少了开拓工程量和运输工程量。因为采用立井开拓时，越向深部发展，石门的工程址将越大。所以当深部储量不多时，再单独设一个水平，从技术和经济方面而言是不合理的。 总之，立井开拓可以适应各种水平的划分方式和阶段内的布置形式。 立井开拓的优点开采水平深度变大时，立井开拓具有井筒短，提升速度快，提升能力大的优点；由于井筒短，还可以缩短各种管线的长度；立井井筒还具有通风阻力小，容易维护的优点。所以，一般来说，立井开拓的矿井的生产经营费用比斜井要低。 立井开拓的缺点与斜井开拓相比，立井井筒掘进及延深需要较高的技术，井筒开凿需要的设备多，掘进速度慢，井筒装备复杂，基本建设投资大。 3.平硐开拓， 平硐开拓是利用水平巷道从地面进入地下，并通过一系列巷道通达矿体的开拓方式。 采用平硐开拓时，一般以一条主平硐担负运煤、出矸、进风、排水、设置管路及行人等任务，在井田上部回风水平开掘回风平硐或回风井。阶段内的布置可以采用分区式或连续式布暨。由于地形和煤层赋存情况不同，平硐的布置方式也不一样。平硐一般分为走向平硐、垂直平硐和阶梯平硐。 1走向平硐。走向平硐是指平硐平行于煤层走向布置，是应用比较广泛的一种方式，具有井巷工程量少、投资省、施工简单、建井期短、出煤快等特点。主平硐一般沿煤层底板岩层掘进。 2垂直平硐。垂直平硐也是应用较多的一种。平硐垂直于煤层走向掘进，到达煤层或煤层底板时分两翼掘进大巷，到两翼采区位置后，即进行采区准备。根据地形和煤层关系，垂直平硐可以从煤层顶板或煤层底板进入煤层。 3阶梯平硐。当地形高差较大，主平硐水平以上煤层垂高过大时按煤层的标高把煤层分为数阶段，每阶段各自用独立的平硐来开拓，称为阶梯平硐。 平硐开拓适用的条件是平硐标高以上有足够储量足以建井；有能满足布置平硐口和工业场地的地形条件，有条件修筑公路或铁路实现与外界联系的山岭地区。 平硐开拓的优点投资少，占用设备少，施工技术简单，出煤快，矿井开拓、运输、排水等系统简单，省去了提升、排水等环节及其设备和动力。这是一种技术上、经济上都比较优越的开拓方式，只要条件适合，应尽量采用。 平硐开拓的缺点平硐开拓受地形条件限制，只适千山岭起伏地区，因为处千山区，难以找到满足足够的工业广场面积的位置，易受洪水、滑坡、雪崩等自然灾害的威胁。 4.综合开拓 综合开拓是指借助于两种或两种以上井硐形式综合开拓井田。 由于井田的自然地质条件极其复杂，故只采用单一的井硐形式开拓井田，便可能遇到技术上的困难或在经济上不合理。可供选择的综合开拓方式有立井－斜井、平硐－斜井、立井－平硐以及立井－斜井－平硐开拓方式。 有些井田由于地形或地质条件特殊，或几经技术改造，使井田开拓形成了立井－斜井－平硐的综合开拓。在选择井田开拓方式时，必须经过可行性研究，在技术上、经济上论证，因地制宜，切不可生搬硬套。 三、巷道掘进安全管理 （一）掘进作业安全管理 在岩（煤）体中，采用一定的手段把岩石（煤）破碎下来，形成地下空间，接着对这个空间进行支护的工作，叫巷道掘进。掘进主要工序有破岩、装岩、运输、支护；辅助工序有排水、掘砌水沟、通风、铺轨和测量等。通常以破岩技术作为区分巷道掘进施工方法的依据，同时各工序在不同倾角的巷道施工方法中也有所不同。 1.破岩技术 在掘进巷道中，破碎岩石是一项主要工序。破碎岩石常用的方法有两种，即钻眼爆破破岩法和掘进机破岩法。 （1钻眼爆破破岩法（简称钻爆法）。在采用钻爆法掘进巷道时，施工工艺参数往往是以钻爆工序为主配合其他工序而确定的。钻眼爆破技术主要包括岩巷光面爆破技术、毫秒爆破技术、断裂控制爆破技术等。 在钻眼爆破作业时，应根据爆破说明书进行工作面炮眼的布置。编制爆破说明书和爆破图表时，应根据岩石性质、地质条件、设备能力和施工队伍的技术水平等，合理选择爆破参数，尽量采用先进的爆破技术。 2掘进机破岩法。掘进机是一种能够直接从工作面把煤和岩石截割采落、装载运输，并装人矿车或运输设备中，且可调动行走、喷雾除尘的综合作业设备。使用掘进机可以连续掘进，实现破、装、运一体化，减少掘进工序，提高掘进速度，是煤巷、半煤岩巷快速掘进的最佳途径。目前，掘进机破岩主要适用于煤和半煤岩巷道掘进。 掘进机用千巷道掘进施工，具有掘进速度快、效率高、巷道成型规整、岩体免遭爆破震动和施工质量好等诸多优点。 2.掘进施工 巷道掘进目前仍以钻爆法为主，包括钻眼、爆破、装岩、运输和支护等主要工序，以及工作面通风、排水、砌水沟和测量等辅助工序。 1平巷施工。 ①水平岩石巷道施工安全注意事项 a.根据巷道施工断面大小、支护形式与方法、穿过岩层的地质情况以及施工队伍的技术水平和装备等正确地选择作业方式。 b.严格执行正规循环作业图表和钻眼爆破说明书的规定。在炮眼布置、爆破方法、凿岩操作、装岩运输和架设临时支护及永久支护时，应按各项操作规程操作，并执行其安全技术规定。 c.加强顶板管理工作，特别在采用掘进与支护单行作业时，对临时支架要班班进行检查，发现安全隐患时，要先修复再掘进，防止出现冒顶将人员堵在里面的事故。 d.平行作业时，砌碹地点扩帮挑顶或巷道复喷时，掘进人员应撤到安全地点；工作面爆破时，所有人员必须一同撤到安全地点。 e.平行作业时，永久支护处的工作台必须搭设牢固，并且不准影响运输设备的通过。人员和车辆通过工作台时要有专设的联络信号。 ②水平煤巷施工安全注意事项 a.煤巷掘进一般不破顶板，沿中心线掘进，不设腰线，施工中应根据不同的破岩方法，做好顶板管理工作。 b.在有瓦斯的煤层中爆破时，应采用毫秒雷管实现全断面一次爆破，其最后一段延期时间不得超过130ms。 c.在巷道顶板破碎、煤质松软、层理节理发育或瓦斯浓度降不到允许爆破的情况下，应采用风镐破煤。 d.使用掘进机掘进煤巷时，应严格控制控顶距，严禁空顶作业。 ③半煤岩水平巷道施工安全注意事项 a.巷道凿岩位置的选择。在掘进半煤岩巷道时，必须认真选择在巷道断面内的凿岩位置，即挑顶、卧底或挑顶兼卧底。 法，使煤层超前于岩层开掘。 c.排水。巷道一侧要设置排水沟，以便排出井下涌水，保证生产安全，并且创造较好的行人、运输等工作条件。 2斜巷施工。 0上山掘进安全注意事项 ．．俨 ;， a.掘进上山时应特别注意通风工作。由于瓦斯的相对密度小，常常积聚在上山掘进工作面附近，如果不采取措施，可能会发生瓦斯爆炸。因此，在瓦斯矿井上山掘进时，必须加强通风，采取双巷掘进（一个进风、一个回风），甚至采取自上而下的掘凿方式。 b.在近水平或缓倾斜煤层中，上山掘进一般用矿车或输送机运输。上山掘进使用的绞 车，当提升斜长小千150m时，可将绞车布置在上山一侧的小硐室内，如果斜长过大，一台绞车提升能力不够应安设多台（一般为两台）绞车，实行分段接力提升。当上山倾角大于25时，可用捆瓷溜槽运输，但必须将溜煤（旰）道与入行道隔开，防止煤（旰）滑落伤人。 ，＠下山（斜井）掘进安全注意事项 a.掘进下山时，一般都采用矿车运输（巷道坡度小时也可采用输送．．发生断绳和脱钩事故，应在巷道上部和巷道内设置防止跑车的防护装置。 机运输）。为了避免 b.下山掘进时，上部水平及煤、岩层的涌水，都可能流至掘进工作面。为了减少掘进工 作面的排水工作量，有利于掘进施工，可以采取将上部平巷靠下山一段水沟加以封闭，在下山巷道中，每隔一定距离（如1015m开掘一条横水沟等措施，拦截上部平巷和煤岩 涌水。 、 今 10011煤矿安全生产管理人员安全培训考核教材 ， （二）巷道顶板管理．． 1.掘进工作面顶板管理的主要内容 1掌握巷道开掘后围岩体变形的范围及围岩应力分布情况，根据影响巷道围岩应力的因素围岩的性质、巷道所处的深度、巷道周围地质构造、水文变化、巷道的横断面形状和尺寸等，了解围岩应力分布情况以及围岩的变形和位移，才能选择适应的支护材料、支护形 式，达到维护巷道的目的。 2从有利于巷道围岩的稳定性出发，合理选择巷道的施工方法，合理确定钻眼眼位、角度、深度、装药蜇和爆破等各工序的有关参数，减少对顶板管理的影响。 3按作业规程规定控制工作面空顶距离和临时支护巷道的长度，尽可能缩短工作面空 顶时间和临时支护巷道的长度。 4施工中，做好基础资料的积累和隐蔽工程的记录工作。施工中和竣工时，按井巷工程质量标准进行检查与验收。 2.巷道掘进期间的顶板管理 1敲帮问顶。上班进入工作面，钻眼爆破前均应敲帮问顶，处理隐患，排除不安全因 素后再作业。｀＇ 2控制工作面空顶距离，超过规定的空顶距应先支护后掘进。 3单孔长距离掘进，要经常检查工作面后方支架的情况，发现断梁折腿或变形严重的支架，应加固修复。修复巷道时，修复地点以里的人员应全部撤出，预防冒顶堵人。工作面 因爆破崩倒的架棚应由外向里逐架扶棚复位。．． 4熟悉掘进巷道出现冒顶事故的原因，加强日常检查，采用针对性措施，预防冒顶片 帮事故的发生。 ． 3.影响掘进巷道顶板管理的主要工序 掘进巷道的方法有炮掘和机掘两种，机掘与炮掘相比，巷道成型规整，岩体免遭炮震破坏，对巷道围岩稳定性影响很小，因此机掘对顶板管理影响较小。而炮掘目前占绝大多数，并且对顶板管理影响较大，影响的主要工序是破岩和支护两道工序，尤其是破岩工序，如果不采用光面爆破，巷道围岩就会因炮震产生裂隙，破坏围岩的强度和完整性，使巷道围岩的稳定性大大降低，不利于巷道支护和顶板管理。还有支护这道工序如果不按规定要求进行支护，以及支护质量不符合质蜇标准，就不能有效地控制围岩移动，可能使巷道变形、破坏乃至冒顶。为了减少这两道工序对顶板管理的影响，必须做到 1合理布置炮眼并正确打眼。应根据围岩性质和巷道断面形状，选择合理的炮眼排列 形式、