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煤矿采掘基本知识

一、矿井爆破

（一）爆破器材

1.炸药

炸药是在一定条件下，能够发生快速化学反应、放出大量热量、生成大量气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物。炸药爆炸后，在岩体内产生瞬时高压冲击波，冲击波从爆源向岩体内传播，并对周围煤岩体发生作用，把煤炭或岩石破碎下来。

矿用炸药分为煤矿许用炸药和非煤矿许用炸药，准许在地下有瓦斯和煤尘爆炸危险的工作面使用的安全炸药称为煤矿许用炸药。煤矿井下的所有爆破作业工作面，必须使用煤矿许用炸药。

2.雷管

雷管是一种装有起爆药的小管，用来起爆炸药的专用材料。雷管按起爆方式分为火雷管和电雷管两种，电雷管由电能来起爆。电雷管又分为瞬发雷管、秒延期雷管和毫秒延期雷管。煤矿井下广泛使用毫秒延期电雷管。

3.发爆器

发爆器是用来供给电爆网路的电雷管起爆电能的仪器。《煤矿安全规程》规定，井下爆破必须使用发爆器。

（二）爆破技术

1、掘进工作面爆破

（1）炮眼分类及布置

掘进工作面的炮眼，按其所起作用不同，可分为以下三类，如图3-11所示：

①掏槽眼（又名掏心眼）。掏槽眼的作用是首先将工作面上某部分岩石破碎下来，为工作面形成第二个自由面，为其他炮眼的爆破创造有利条件。

掏槽眼应比其他炮眼深15～20厘米，叫做超深。超深的作用是使其他炮眼利用率提高。掏槽眼又分斜眼掏槽法、直眼掏槽法、混合式掏槽法。

图3-11炮眼布置示意图

Ⅰ-掏槽眼Ⅱ-辅助眼Ⅲ-周边眼

②辅助眼。辅助眼又称崩落眼，其作用是大量崩落岩石和进一步扩大掏槽的炮眼。

辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，其眼距一般为500~700㎜。

③周边眼。周边眼是爆落巷道周边岩石，最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼。有顶眼、帮眼、底眼和水沟眼。

（2）主要爆破参数

巷道掘进的爆破参数主要包括炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目、单位炸药消耗量的具体规定。巷道掘进爆破作业要按照《煤矿安全规程》及爆破参数执行。

2、回采工作面爆破

（1）炮眼种类及布置

炮眼布置方式（见图3-12）

单排眼：用于薄煤层、煤质较软及节理发育的煤层。

双排眼：包括对眼、三花眼。一般用于采高较小的中厚煤层及煤质中硬的工作面。

三排眼：即五花眼。用于煤层坚硬和采高较大的中厚煤层工作面。

（2）主要爆破参数

炮采工作面的爆破参数主要包括炮眼布置、间距、炮眼深度、炮眼数目、单位炸药消耗量的具体规定。炮采工作面爆破作业要按照《煤矿安全规程》及爆破参数执行。

图3-12工作面炮眼布置

a—单排眼b—双排对眼c、d--双排三花眼e--三排五花眼

二、巷道施工

巷道施工方法包括钻眼爆破法和机械化掘进法。其主要工序有破岩、装岩、运岩和支护等。

（一）破岩

1.钻眼爆破法

钻爆破岩法是指利用电钻或风钻进行打眼、装药爆破的方法。为了提高打眼的速度可以使用专门的钻眼机械打眼。钻爆破岩法推广光面爆破。光面爆破（简称光爆）是指在钻眼爆破过程中，通过采取一定措施，使爆破后的巷道断面形状、尺寸基本符合设计要求，并尽量使巷道轮廓以外的围岩不受破坏的一种破岩方法。光面爆破是一种合理利用炸药能量的控制爆破技术，爆破后岩壁无明显的爆震龟裂，保护了围岩的整体性，提高了围岩的稳定性与自承能力。

2.机械化破岩法

机械化破岩是指利用综掘机对煤岩体进行切割和破碎的方法。具有掘进速度快、效率高、巷道成形好、施工质量好等优点，在煤巷掘进中得到广泛应用。采用综合机械化掘进机可与自卸车、梭车、皮带运输机等配套，实现掘进、运输连续作业，实现全自动凿岩机一次成巷施工。

（二）装岩与运岩

破采煤（简称炮采）、普通机械化采煤（简称普采）、综合机械化采煤（简称综采）、综采放顶煤等。

（一）爆破采煤工作面采煤工艺

炮采工艺的主要特点是采用爆破落煤。

1.落煤。用钻眼爆破的方法把煤从煤壁上崩落下来，称为爆破落煤，它包括钻眼、装药、连线和爆破等工序。

2.装煤、运煤。装煤一般采用爆破抛掷装煤和人工装煤2种方式。运煤方式主要有自重运输和刮板输送机运输2种。刮板输送机可分为拆移式和可弯曲式2种。可弯曲式刮板输送机采用液压千斤顶或其他类型的千斤顶移置。

3.工作面支护。工作面的支护方式一般采用单体液压支柱和铰接顶梁支护，液压支柱在倾斜方向上呈直线状排列，支护方式有齐梁直线柱与错梁直线柱两类，如图3-16所示。

图3-16工作面的支护方式

a—齐梁直线柱b—错梁直线柱

4.采空区处理。采煤工作面控顶距以外的空间称为采空区。采空区处理是指对采空区空间及顶板的处理。采空区的处理方法有全部垮