1、我國煤層形成及煤炭分布我國煤層形成及煤炭分布第1頁主要內容 第一章 地質基礎知識 第二章 煤礦生產概貌 第三章 井田開拓 第四章 巷道掘進 第五章 采煤方法 第六章 礦井通風與安全 第七章 礦井固定設備與供電我國煤層形成及煤炭分布第2頁第一章 地質基礎知識第一節 地殼 一、地殼組成物質 地球是一個巨大橢球體，其赤道半徑為6378.2km，極半徑為6356.8km。地球最外層是堅固外殼，稱為地殼，平均厚度約為20km。地殼主要由巖石組成，組成巖石是礦物，而礦物則是由各種化學元素所組成。所以，在地殼中蘊藏著非常豐富礦產資源。 我國煤層形成及煤炭分布第3頁（一）元素 組成地殼元素達百余種，但占主要地

2、位是氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫等，而以氧(46.6%)和硅(27.7%)為最多。（二）礦物 礦物是地殼中一個或各種元素在各種地質作用下形成自然產物，含有比較固定化學成份和一定物理性質與形態。 自然界中已發覺礦物有兩千各種，絕大多數呈固態，也有呈液態（如水、石油和汞等）和氣態（如瓦斯）。但組成巖石常見礦物并不多，主要僅20余種。我國煤層形成及煤炭分布第4頁（三）巖石 巖石是礦物集合體，可包含一個或各種礦物。巖石按成因分為三大類：巖漿巖、沉積巖、變質巖 地殼中巖石絕大部分為巖漿巖，沉積巖只占地殼總重量5%，但沉積巖卻覆蓋著地球表面積75%，是最常見一類巖石。 因為煤層普通都埋藏于沉積巖巖層

3、中，所以沉積巖與采煤工作關系最為親密。另外，在沉積巖地層中還有許多主要礦產資源，如石油、天然氣、沉積鐵礦、鹽礦、鋁礦、磷礦、油頁巖和石灰巖等。我國煤層形成及煤炭分布第5頁二、地史及地層概念 地球形成已經有四十五億年以上歷史。為了便于研究，通常依據地殼運動和古生物發展，將地殼歷史從古到今，劃分為太古代、元古代、古生代、中生代和新生代等五個大時期。為了反應更短時間間隔內地殼改變，代以下分為若干紀，紀以下又分為世。代、紀、世是國際統一劃分地質時代單位。我國煤層形成及煤炭分布第6頁第二節 煤形成、用途和分類 一、煤形成 遠在距今約0.033.2億年間，即地質史上稱為第三紀、侏羅紀、二迭紀和石炭紀等時代

4、，地球上許多地域充滿了湖泊、沼澤，當初氣候溫暖潮濕，植物生長茂盛。 二、評價煤質主要指標 水分；灰分；揮發分；固定碳；膠質層厚度；發燒量；硫；磷；含矸率。 我國煤層形成及煤炭分布第7頁煤是古代植物遺體堆積在湖泊、海灣、淺海地方，經過復雜生物化學和物理化學作用轉化而成一個含有可燃性能沉積巖。在顯微鏡下能夠發覺煤中有植物細胞組成孢子花粉等，在煤層中還能夠發覺植物化石，全部這些都能夠證實煤是由植物遺體堆積而成。？我國煤層形成及煤炭分布第8頁東北賦煤區 西北、華北華北賦煤區華北、華南我國煤層形成及煤炭分布第9頁中國現有各類煤礦約2.8萬處，其中45戶重點監控企業有414處，其它國有重點煤礦322處，地

5、方國有煤礦2176處，鄉鎮和其它煤礦約2.45萬處。我國煤層形成及煤炭分布第10頁全省礦井個數由年2598處降低到201053處，“十二五”期間將降低到1000處。 我國煤層形成及煤炭分布第11頁年公布第一批12個：1、資源型城市經濟轉型試點城市5個：阜新、伊春、遼源、白山、盤錦；2、西部地域經典資源枯竭城市3個：石嘴山、白銀、個舊（縣級市）；3、中部地域經典資源枯竭城市3個：焦作、萍鄉、大冶（縣級市）；4、經典資源枯竭地域1個：大興安嶺。公布第二批32個。1、地級市9個：山東省棗莊市、湖北省黃石市、安徽省淮北市、安徽省銅陵市、黑龍江省七臺河市、重慶市萬盛區（看成地級市對待）、遼寧省撫順市、陜

6、西省銅川市、江西省景德鎮市。2、縣級市17個：貴州省銅仁地域萬山特區、甘肅省玉門市、湖北省潛江市、河南省靈寶市、廣西壯族自治區合山市、湖南省耒陽市、湖南省冷水江市、遼寧省北票市、吉林省舒蘭市、四川省華鎣市、吉林省九臺市、湖南省資興市、湖北省鐘祥市、山西省孝義市、黑龍江省五大連池市（森工）、內蒙古自治區阿爾山市（森工）、吉林省敦化市（森工）。3、市轄區6個：遼寧省葫蘆島市楊家杖子開發區、河北省承德市鷹手營子礦區、遼寧省葫蘆島市南票區、云南省昆明市東川區、遼寧省遼陽市弓長嶺區、河北省張家口市下花園區。 國務院公布44個資源枯竭型城市我國煤層形成及煤炭分布第12頁第三節 煤系地層和礦井地質結構一、煤

7、系地層與煤層賦存狀態 （一）煤系 煤是在一定歷史時期形成含有成因聯絡大致連續沉積一套含煤巖系。 （二）煤層 我國煤層形成及煤炭分布第13頁我國煤層形成及煤炭分布第14頁依據厚度，煤層可分為：薄煤層：地下開采時厚度1.3米以下煤層；露天開采時厚度3.5米以下煤層。中厚煤層：地下開采時厚度1.33.5米煤層；露天開采時厚度3.510米煤層。厚煤層：地下開采時厚度3.5米8.0米以上煤層；露天開采時厚度10米以上煤層。特厚煤層，地下開采時厚度大于8米煤層。 我國煤層形成及煤炭分布第15頁我國煤層形成及煤炭分布第16頁煤層按傾角分類：（1）近水平層：傾角在8度以下煤層。（2）緩傾斜層：傾角在825度煤

8、層，又稱緩傾斜煤層。（3）傾斜煤層：傾角在2545度煤層。（4）急斜煤層：傾角在45度以上煤層。 我國煤層形成及煤炭分布第17頁按煤種分類，中國煤炭中煉焦煤類占27.65%，非煉焦煤類占72.35%，前者包含氣煤（占13.75%），肥煤（占3.53%），主焦煤（占5.81%），瘦煤（占4.01%），其它為未分牌號煤（占0.55%）；后者包含無煙煤（占10.93%），貧煤（占5.55 %），弱粘煤（占1.74%），不粘煤（占13.8%），長焰煤（占12.52%），褐煤（占12.76%），天然焦（占0.19%），未分牌號煤（占13.80%）和牌號不清煤（占1.06%）。 我國煤層形成及煤炭分布第1

9、8頁 二、礦井地質結構礦井地質結構是井田邊界及其范圍內褶皺、斷層、節理和層間滑動等地質結構統稱。 （一）褶皺結構巖層和煤層在結構應力作用下形成一系列連續彎曲稱為褶皺結構。每一個單獨彎曲稱為褶曲。有2種基本形式:（1）向斜：巖層向下彎曲，核部是老巖層，兩翼是新巖層。（2）背斜：巖層向上彎曲，核部是新巖層，兩翼是老巖層。褶曲要素（基本組成部分）：核部、翼部、軸面、樞紐。我國煤層形成及煤炭分布第19頁背斜向斜我國煤層形成及煤炭分布第20頁我國煤層形成及煤炭分布第21頁（二）斷裂結構 巖層或煤層受力超出其強度極限發生變形破壞類型，能夠分為兩類：斷層（兩側巖塊有顯著位移）和節理（裂隙）。 1、斷層是影響

10、礦井安全生產最主要地質結構。 （1）斷層要素：斷層面、斷盤、斷層線（斷層交面線）、斷距。我國煤層形成及煤炭分布第22頁我國煤層形成及煤炭分布第23頁斷層面：斷層斷裂滑動面稱為斷層面。要素有：走向、傾向、傾角。斷盤：位于斷層面兩側巖塊稱為斷盤。 斷層線和斷層交面線：斷層線是指斷層在地表出露線，也就是斷層面與地面交線，它反應了斷層延展方向。 斷層面與巖層面交線稱為交面線（斷層面與煤層底板面交線稱煤層交面線，或斷煤交線）。斷距：斷距指斷層兩盤相對錯開距離，包含：真斷距、地層斷距、鉛直斷距和水平斷距。我國煤層形成及煤炭分布第24頁 ab總斷距或真斷距 hi地層斷距 dg鉛直斷距或稱落差 gn水平斷距我

11、國煤層形成及煤炭分布第25頁（2）斷層分類依據上下兩盤巖體相對移動性質來劃分我國煤層形成及煤炭分布第26頁我國煤層形成及煤炭分布第27頁 2、裂隙 裂隙又稱為節理，指沿斷裂面兩側沒有發生顯著位移斷裂。 三、陷落柱 巖溶陷落柱是煤系地層下部可溶性巖石在地下水和重力作用下所產生塌陷現象。我國煤層形成及煤炭分布第28頁我國煤層形成及煤炭分布第29頁第二章 煤礦生產概貌第一節 煤田開發一、煤田和礦區 在地質歷史發展過程中，同一地質時期形成并大致連續發育含煤巖系分布區稱為煤田。統一規劃和開發煤田或其一部分則稱為礦區。二、井田 劃歸一個礦井（或露天礦）開采那一部分煤田，謂之井田（礦田）。我國煤層形成及煤炭

12、分布第30頁三、礦井生產能力和井型礦井生產能力，普通是指礦井設計年產量，以Mt/a表示。我國把礦井劃分為大、中、小三種類型，稱井型。井工礦：大型礦井：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0Mt/a及以上；中型礦井：0.45、0.6、0.9Mt/a；小型礦井：0.3Mt/a 及以下。露天礦：大型4Mt/a，1Mt/a中型4Mt/a，小型1Mt/a。 我國煤層形成及煤炭分布第31頁神東煤炭集團布爾臺煤礦位于內蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗境內，井田面積193平方公里，可采儲量18.5億噸，年生產能力萬噸，總投資44.84億元。礦井生產能力、主運輸系統能力、煤炭洗選加工能力3項世界

13、第一特大型井工礦井，也是一座集生產、洗選、儲裝、外運綜合布局特大型高產高效當代化井工礦井。我國煤層形成及煤炭分布第32頁中國最大露天煤礦內蒙古哈爾烏素煤礦，可采儲量17.3億噸，煤層平均厚度21.01米，年生產原煤3150萬噸。 我國煤層形成及煤炭分布第33頁重型卡車最大載重量360噸，電鏟斗容60.4m3 。我國煤層形成及煤炭分布第34頁第二節 礦井生產系統我國煤層形成及煤炭分布第35頁一、礦井采掘系統二、運輸提升系統三、供電系統四、通風系統五、排水系統六、通訊系統七、防滅火系統八、防塵系統九、監測監控系統十、壓風系統十一、瓦斯抽放系統十二、地面生產系統我國煤層形成及煤炭分布第36頁第三節

14、煤礦安全生產1、煤礦安全生產方針是：安全第一，預防為主，綜合治理，總體推進。2、煤礦生產五大自然災害 水、火、瓦斯、煤塵、頂板3、下井前要準備事項:煤礦澡堂更換衣服，穿戴好防靜電工作服、雨靴，系好皮帶。我國煤層形成及煤炭分布第37頁必須帶好防護用具自救器安全帽礦 燈我國煤層形成及煤炭分布第38頁小常識：主井普通運煤，副井普通下人、運材料。礦井內必須通風。進風井筒叫做進風井。主井、副井普通都是進風井。出風井筒叫做回風井。回風井安裝有主要通風機（主扇）。我國煤層形成及煤炭分布第39頁壓縮氧自救器使用我國生產壓縮氧自救器有效工作時間有30、45、60分鐘各種。其使用方法以下：1.觀察壓力計。經過外殼

15、上蓋窗口觀察壓力計，若指針指在上限白色刻度線內，說明有足夠氧氣，即可打開外殼上扣鼻。2.拉出氧氣囊。打開上蓋，拉出氣囊、呼吸軟管及鼻夾等。3.打開開關和套背帶。左手拿住外殼下部，右手旋開氧氣瓶開關，將背帶套在頸上，并調整背帶長度，使之適于帶口具。我國煤層形成及煤炭分布第40頁4.咬口具。拔掉口具塞，將口具咬人口中，口具片應放在唇與牙齒之間，牙齒咬住牙墊，閉緊嘴唇使之含有可靠閉合。5.戴鼻夾和眼鏡。用鼻夾夾住鼻子，并用嘴呼吸。取出防煙眼鏡戴好，不得松動。6.在呼吸同時按動手動補給按鈕12秒鐘，氣囊將要充滿氧氣時馬上停頓。使用過程中如發覺氣囊空癟、供氣不足時，也可按上述方法按手動補給按鈕充氣。我國

16、煤層形成及煤炭分布第41頁4、猴車（也稱架空乘人器）我國煤層形成及煤炭分布第42頁5、災害預防和處理計劃礦井災害預防和處理計劃包含以下幾方面內容：1、針對本礦井詳細條件采取預防事故發生主要辦法和人人必須恪守安全要求。2、礦井一旦發生事故時，井下在災區人員和受災變影響人員應該在自己崗位上做些什么和怎樣行動。3、發生事故后安全撤出災區人員辦法，其中包含馬上通知災區人員撤出可靠方式，引導他們撤退安全路線，以及災區人員萬一不能撤出時所應采取暫時避難辦法等。4、對災區人員進行救護、消除事故后果和恢復正常生產辦法。 我國煤層形成及煤炭分布第43頁6、自救和互救所謂自救，就是井下發生意外災變時，在災區或受災

17、變影響區域內每個工作人員進行避災和保護自己方法。互救是在有效地進行自救前提下，怎樣妥善地救護災區內受傷人員方法。首先要做好自救，才有可能進行互救。安全生產中“三不傷害”是指在生產現場、生產過程中，“不傷害自己、不傷害他人、不被他人傷害”。 我國煤層形成及煤炭分布第44頁7、安全現實狀況和差距“帶血煤”成為中國煤礦洗不掉恥辱。年，我國煤礦產量占世界33%，但煤礦死亡人數占世界煤礦死亡人數79%，我國煤礦百萬噸死亡率是美國100倍，是波蘭和南非10倍。20全國原煤產量36.5億噸，煤礦百萬噸死亡率為0.374，煤炭事故死亡人數為1300余人。20山西省煤炭產量9.13億噸，全省煤礦共發生安全事故3

18、9起，煤礦百萬噸死亡率為0.091，死亡83人。 當前，發達國家產煤百萬噸死亡率大致在0.02-0.03，美國20煤礦百萬噸死亡率為0.019。我國煤層形成及煤炭分布第45頁年4月5日，美國西弗吉尼亞州阿爾法自然資源企業一煤礦發生爆炸，造成29名礦工死亡、2人受傷。企業向遇難者及傷者平均每人支付150萬美元賠償，總計4650萬美元。同時，該企業還需要支付1.7億美元罰款和學術基金。中國重大煤炭事故中，每名遇難者家眷取得40-70萬元不等賠償金。 我國煤層形成及煤炭分布第46頁第三章 井田開拓第一節 煤田劃分為井田我國煤層形成及煤炭分布第47頁第二節 井田內再劃分 一、井田劃分為階段我國煤層形成

19、及煤炭分布第48頁二、階段劃分為采區我國煤層形成及煤炭分布第49頁三、階段劃分為條帶我國煤層形成及煤炭分布第50頁可將井田內劃分次序歸納以下：我國煤層形成及煤炭分布第51頁第三節 礦井開拓方式一、斜井開拓二、立井開拓三、平硐開拓四、綜合開拓我國煤層形成及煤炭分布第52頁一、斜井開拓我國煤層形成及煤炭分布第53頁二、立井開拓我國煤層形成及煤炭分布第54頁三、平硐開拓我國煤層形成及煤炭分布第55頁四、礦井開采巷道（一）開拓巷道1、井筒和平峒；2、井底車場；3、回風井;4、石門；5、運輸大巷；6、回風大巷. （二）準備巷道1、采區車場；2、采區煤倉；3、采區上山;4、采區下山；5、其它.（三）回采巷

20、道（回采工作面）1、運輸順槽；2、回風順槽;3、開切眼（工作面）。我國煤層形成及煤炭分布第56頁第四章 井巷掘進第一節 巖石分級 為了能夠用簡明指標來區分各種巖石破碎難易程度，通常按巖石單向抗壓強度，把巖石分為十級，并用堅固性系數f來表示。 f值是巖石單向抗壓強度與標準抗壓強度10MPa之比。 比如，測得某種巖石單向抗壓強度為80MPa，則其堅固性系數f值為8。我國煤層形成及煤炭分布第57頁第二節 巷道斷面及施工概述一、巷道斷面形狀我國煤層形成及煤炭分布第58頁二、巷道施工概述巷道按在煤層或巖層中位置，可分為以下三類：煤巷半煤巖巷巖巷巷道施工時主要工序有：破、裝、運、支；輔助工序有排水、挖砌水

21、溝、通風、鋪軌和測量等。我國煤層形成及煤炭分布第59頁第三節 鉆眼爆破一、鉆眼機具（一）煤電鉆我國煤層形成及煤炭分布第60頁（二）鑿巖機 我國煤層形成及煤炭分布第61頁二、礦用炸藥及起爆器材（一）礦用炸藥炸藥是一個由碳、氫、氧、氮等元素組成固體（或膠體、液體）物質，當受到外界能量作用時，能夠快速分解，產生大量氣體和放出大量熱量。因為高溫使氣體體積急劇膨脹，對炮眼眼壁施加巨大壓力而破碎煤、巖。礦用炸藥分類見左表。我國煤層形成及煤炭分布第62頁（二）起爆器材 煤礦井下慣用雷管有三種：一是瞬發電雷管，煤礦許用瞬發電雷管適合用于各級礦井及有煤與瓦斯突出危險采掘工作面。二是秒延期電雷管，適合用于地面延期

22、爆破和井下無瓦斯巖石工作面全斷面一次爆破。瓦斯礦井無瓦斯、煤塵爆炸危險煤層爆破也可使用，但要距瓦斯煤、巖層10米以外，禁止用于有瓦斯、煤塵爆炸危險工作面。三是毫秒延期電雷管，它適合用于露天和井下毫秒爆破作業。但在有瓦斯、煤塵爆炸危險工作面不準使用。 1-副起爆藥，2-正起爆藥，3-加強帽，4-鉛延期體，5-雷管殼，6-引火藥頭，7-銅管殼，8-腳線。煤礦許用毫秒延期電雷管圖我國煤層形成及煤炭分布第63頁三、炮眼布置 我國煤層形成及煤炭分布第64頁第四節 綜合機械化掘進煤巷高效掘進配套方式主要有三種：一是懸臂式掘進機與單體錨桿鉆機配套作業線；二是連續采煤機與錨桿鉆車配套作業線；三是掘錨一體化機組

23、。我國煤層形成及煤炭分布第65頁我國煤層形成及煤炭分布第66頁我國煤層形成及煤炭分布第67頁一、金屬支架 第四節 巷道支護我國煤層形成及煤炭分布第68頁二、錨桿與錨索支護 我國煤層形成及煤炭分布第69頁錨桿支護作用原理:1、懸吊理論：錨桿可把較松軟巖層牢靠地懸吊在堅硬巖層上；我國煤層形成及煤炭分布第70頁2、組合梁理論：在薄層狀巖層中，錨桿把層狀巖層錨合成整體性巖層組合梁，提升了巖層抗變形能力； 我國煤層形成及煤炭分布第71頁3、組合拱理論：在非層狀巖層中，錨桿可使圍巖形成一個拱形壓縮帶或擠壓加固帶，使圍巖由原來是支架上“荷載”變為“承載結構”。實際上，以上各種作用往往不是單獨存在，而是綜合在

24、一起，互為補充。我國煤層形成及煤炭分布第72頁（錨桿及其構件）可控預應力阻尼錨桿 可控預應力讓壓錨桿 我國煤層形成及煤炭分布第73頁可控預應力防沖讓壓錨桿 高強預應力螺旋注漿錨桿 我國煤層形成及煤炭分布第74頁快裝籠形錨索籠形注漿錨索我國煤層形成及煤炭分布第75頁我國煤層形成及煤炭分布第76頁我國煤層形成及煤炭分布第77頁錨桿網錨索我國煤層形成及煤炭分布第78頁第五節 巷道掘進輔助工序一、通風工作二、排水三、輔軌四、測量工作我國煤層形成及煤炭分布第79頁局部通風機通風我國煤層形成及煤炭分布第80頁第五章 采煤方法 主要包含：采煤系統和采煤工藝1、采區巷道布置（采煤系統） 走向長壁開采 傾斜長壁

25、開采2、采煤工藝 爆破式采煤工藝 普通機械化采煤工藝 綜合機械化采煤工藝 放頂煤開采等我國煤層形成及煤炭分布第81頁第一節 采區巷道布置 一、走向長壁采煤法巷道布置 二、傾斜長壁采煤法巷道布置我國煤層形成及煤炭分布第82頁我國煤層形成及煤炭分布第83頁我國煤層形成及煤炭分布第84頁第二節 綜合機械化采煤工藝一、工藝主要包含：1、落煤（破煤）2、裝煤3、運煤4、移運輸機5、支護6、采空區處理我國煤層形成及煤炭分布第85頁二、設備：1、采煤機我國煤層形成及煤炭分布第86頁2、刮板輸送機我國煤層形成及煤炭分布第87頁3、單體液壓支柱我國煤層形成及煤炭分布第88頁4、金屬頂梁我國煤層形成及煤炭分布第8

26、9頁5、液壓支架（1）支撐式我國煤層形成及煤炭分布第90頁（2）掩護式我國煤層形成及煤炭分布第91頁（3）支撐掩護式液壓支架我國煤層形成及煤炭分布第92頁6、綜采工作面設備布置我國煤層形成及煤炭分布第93頁我國煤層形成及煤炭分布第94頁綜采工作面三機布置立體圖 我國煤層形成及煤炭分布第95頁7、綜合機械化采煤工藝過程 開始采煤前，輸送機靠近煤壁，全部液壓支架處于支撐狀態。支架底座箱前緣與輸送機電纜槽槽幫之間預先留有一個截深寬度，既便于采煤機司機操作和人員行走，又能夠實現割煤后馬上移支架。雙滾筒采煤機騎在輸送機上，由下向上采煤。普通是沿牽引方向前滾筒在上割頂煤，后滾筒在下割底煤、裝余煤，這么能夠

27、降低片幫和使底板留下浮煤最少，便于移輸送機。伴隨采煤機向上割煤，液壓支架緊跟采煤機后逐架前移(降柱、移架、升柱)，及時支護割煤后新暴露出頂板。最終一道工序是次序推移輸送機，移輸送機地點應滯后采煤機后滾筒1015米，以使輸送機彎曲度不致于過大。其總生產過程就是：割煤降柱移架升柱推溜。我國煤層形成及煤炭分布第96頁8、綜采放頂煤開采我國煤層形成及煤炭分布第97頁我國煤層形成及煤炭分布第98頁我國煤層形成及煤炭分布第99頁我國煤層形成及煤炭分布第100頁第六章 礦井通風1、礦井通風任務是：供給井下人員以足夠新鮮空氣；把有毒和有害氣體(總稱為礦井瓦斯)稀釋到 安全濃度以下，并和懸浮礦塵一起排出井外；使

28、井下有適宜氣候條件(采掘工作面空氣溫度不超出26，機電硐室空氣溫度不超出30)。第一節 總論我國煤層形成及煤炭分布第101頁我國煤層形成及煤炭分布第102頁第二節 礦井瓦斯一、瓦斯生成與涌出 1、瓦斯生成礦井瓦斯是指井下以甲烷CH4為主有毒、有害氣體總稱。有時單指甲烷。礦井瓦斯是各種氣體混合物,其成份是很復雜,它含有甲烷、二氧化碳、氮和數量不等重烴以及微量稀有氣體等，但主要成份是甲烷。所以，習慣上所說礦井瓦斯就是指甲烷而言。我國煤層形成及煤炭分布第103頁礦井瓦斯是成煤過程中一個伴生產物。古代植物遺體在形成泥炭過程中，因為厭氧菌作用，植物纖維質破分解、發酵，逐步生成腐植酸和瀝青質，同時生成瓦斯

29、；今后，在煤炭化變質過程中，伴隨化學成份和結構改變，泥炭轉變成褐煤、煙煤和無煙煤，同時繼續有大量瓦斯伴隨生成。在長久地質年代里，因為地層變動造成斷裂和裂隙,部分瓦斯逸散到大氣中去,另一部分則被保留在煤體和圍巖之中。我國煤層形成及煤炭分布第104頁2、瓦斯存在狀態瓦斯在煤層中存在狀態有兩種：游離狀態；吸附狀態。游離狀態也叫自由狀態，即瓦斯以自由氣體狀態存在于煤體裂縫和孔隙之中。游離瓦斯能自游運動，并展現出壓力來。瓦斯含量大小，主要決定于縫隙貯存空間體積、瓦斯壓力和溫度。我國煤層形成及煤炭分布第105頁吸附狀態又可分為吸著狀態和吸收狀態兩種。吸著狀態是因為煤中碳分子對瓦斯碳氫分子有很大吸引力，使大

30、量瓦斯分子被吸著于煤微孔表面形成一個薄層。吸收狀態是瓦斯分子在較高壓力作用下，能滲透媒體膠粒結構之中，與煤體緊密地結合在一起。據計算，在天然條件下，煤體中以吸附狀態約占90，而以游離狀態貯存僅占10。在一定條件下，游離狀態與吸附狀態瓦斯處于動平衡狀態，吸附狀態瓦斯與游離狀態瓦斯處于不停交換之中，當外界條件改變時，這種平衡狀態就遭到破壞。我國煤層形成及煤炭分布第106頁3、礦井瓦斯等級 瓦斯礦井（=10m3/t且10 m3/t且 40m3/min ）煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井高瓦斯礦井：回采工作面絕對瓦斯涌出量 5m3/min高瓦斯礦井：掘進工作面絕對瓦斯涌出量 3m3/min 我國煤層

31、形成及煤炭分布第107頁二、瓦斯爆炸和頂防1、瓦斯性質1）瓦斯是一個無色、無味、無臭氣體，比空氣輕，擴散性好。2）瓦斯本身無毒。3）瓦斯難溶于水。4）瓦斯不助燃，但與空氣混合到達一定溫度后，碰到高溫火焰能夠燃燒和爆炸。 2、瓦斯危害假如瓦斯在空氣中含量大，會降低空氣中氧含量，人員呼吸后會因缺氧而發生窒息事故。當瓦斯濃度到達43%時，氧濃度將降低至12%，人將感到呼吸困難；當瓦斯濃度到達57%時，氧氣含量會下降到9%，人若誤入其中，短時間就會窒息死亡。假如空氣中瓦斯含量在516之間，氧含量超出12，碰到高溫熱源則會發生瓦斯爆炸，在具備一定條件區域會發生瓦斯突出事故。 我國煤層形成及煤炭分布第10

32、8頁3、瓦斯爆炸條件瓦斯在空氣中爆炸界限為516。當瓦斯濃度低于5時，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當瓦斯濃度為95時，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應)；瓦斯濃度在16以上時，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會燃燒。瓦斯引火溫度為650750。但因受瓦斯濃度、火源性質及混合氣體壓力等原因影響而改變。當瓦斯含量在7一8時，最易引燃；當混合氣體壓力增高時，引燃溫度即降低；在引火溫度相同時，火源面積越大、點火時間越長，越易引燃瓦斯。我國煤層形成及煤炭分布第109頁空氣中氧氣濃度降低時，瓦斯爆炸界限隨之縮小，當氧氣濃度降低到12以下時，瓦斯混合氣體即失去爆炸性。 4、預防瓦斯爆炸辦法：1）加強

33、通風。2）堅持瓦斯檢驗制度：3)對于采取普通通風方法不能處理瓦斯超限問題礦井，最好預先抽放瓦斯。4)井下禁止使用明火和吸煙。5)有瓦斯和有煤與瓦斯突出危險礦井，應按要求選取適當類型電氣設備，并在使用中使各種電氣設備經常處于完好狀態。6）嚴格執行煤礦安全規程中關于放炮工作各項要求。我國煤層形成及煤炭分布第110頁我國煤層形成及煤炭分布第111頁第三節 礦 塵1、礦塵危害粉塵危害極大，造成生產環境惡化，加劇機械設備磨損，縮短機械設備使用壽。我國通常將粒徑小于5m粉塵稱為呼吸性粉塵。隨空氣進入呼吸命，更危害人體健康，引發各種職業病。人體長久吸人礦塵，輕者會引發呼吸道炎癥，重者會引發塵肺病(肺塵埃從容

34、病) ，甚至呼吸系統腫瘤。我國煤層形成及煤炭分布第112頁微塵及超微塵，尤其是粒徑為025m微塵稱為呼吸性粉塵，輕易吸入肺內并儲集。含有游離二氧化硅礦塵，會破壞肺組織吞噬細胞正常機能而殘留于肺組織內，形成纖維性病變和矽結節，逐步發展，肺組織將部分地失去彈性而硬化，成為塵肺病。塵肺病分為三期。一期：重體力勞動時感到呼吸困難，胸痛，輕度咳嗽。二期：在中體力勞動或普通工作中感到呼吸困難，胸痛，干咳或咳嗽帶痰。三期：即使休息或靜止不動也感到呼吸困難，胸痛，咳嗽帶痰。我國煤層形成及煤炭分布第113頁2、煤塵爆炸與預防必須具備四個條件（1）、煤塵含有爆炸危害性。可燃揮發性指數10%基本屬于爆炸危害性煤塵。

35、（2）有一定濃度浮游煤塵。煤塵爆炸下限為3040g/m,上限為1000g/m，爆炸威力最強時濃度范圍為300400g/m。（3）有足夠能量引火源。溫度為700800時，引爆能量為4.540 MJ,其火源主要有放炮火焰、電氣設備電火花、架空線、電纜產生電弧、井下火災、瓦斯爆炸或燃燒及機械強烈磨擦。(4)有一定濃度氧.當氧氣濃度低于17%時煤塵不再爆炸。 我國煤層形成及煤炭分布第114頁預防煤塵爆炸辦法主要有以下三條：（1）降塵辦法：在生產過程中降低煤塵產生量和防止煤塵懸浮飛揚。它是預防煤塵爆炸根本辦法。（2）杜絕引爆火源：杜絕和控制一切能引發煤塵爆炸高溫火源。（3）采取防爆、隔爆辦法。在煤礦井下

36、巷道中設置防爆、隔爆設施，以阻斷煤塵爆炸產生沖擊波和火焰、高溫煙流傳輸，預防事故范圍擴大。（4）沖洗巷道，預防煤塵積聚。我國煤層形成及煤炭分布第115頁第四節 礦 井 通 風一、礦井通風構筑物(一)風墻 (二)風門(三)風橋 我國煤層形成及煤炭分布第116頁(四)防爆門我國煤層形成及煤炭分布第117頁二、通風測量我國煤層形成及煤炭分布第118頁我國煤層形成及煤炭分布第119頁三、扇風機及反風我國煤層形成及煤炭分布第120頁反風道反風示意圖我國煤層形成及煤炭分布第121頁混合式通風壓入式通風抽出式通風混合式通風煤 礦 基 本 知 識風機局部通風方式我國煤層形成及煤炭分布第122頁局部通風機管理“

37、三專”指井工開采礦井井下對局部通風機供電采取專用變壓器、專用開關、專用電纜，以確保供電相對穩定，確保停頭不停風標準。“兩閉鎖”指掘進工作面瓦斯電閉鎖和風電閉鎖。其中瓦斯電閉鎖是指當掘進工作面瓦斯濃度超限時，聲光報警并自動切斷工作面迎頭被控設備電源；風電閉鎖是指當局部主通風機停頓運轉或風筒風量低于要求值時，自動切斷掘進工作面內（除備用風機電源外）全部設備電源。三專即：專用變壓器，專用電纜，專用開關。兩閉鎖即：風電閉鎖，瓦斯電閉鎖。我國煤層形成及煤炭分布第123頁第七章 礦井固定設備及供電 一、礦井提升運輸 二、礦井排水 三、礦井壓氣 四、礦井供電我國煤層形成及煤炭分布第124頁第一節 礦井提升運輸系統礦井提升系統主要有三個基本步驟組成，采區運輸、水平運輸以、井筒提升。一、采區運輸工作面運輸，當前主要采取刮板輸送機運輸。二、水平運輸膠帶輸送機運輸以及電機車運輸。煤礦使用電機車主要是架線式和蓄電池式兩種類型。三、井筒提升井筒提升分立井提升和斜井提升兩