顶板压力是什么 压力有初次和周期

后勤部长

第三讲 顶板
第一课 顶板压力是什么 压力有初次和周期
在掘进巷道之前，地下的岩层或煤层是实体的，上部岩层的重量压在下部岩层上，处于平衡状态。这时岩体不变形，也
不会移动。我们在煤层或岩层中掘进一条巷道后，巷道顶部的岩层就要往下落，这个顶部岩层的重量就压在巷道的两帮上
（叫做支撑压力），就像盖房子用的水泥预制板搭在两堵墙上一样。如果巷道断面小，而顶板岩层又坚硬，这个“预制板
”（顶板）一时还不会垮落；如果巷道断面大，顶板岩层比较松软、层理又明显，这个“预制板”就会发生离层和弯曲下
沉，有的人叫“顶板有劲”了；要是不用支架或其他办法支护住，最后就要断裂、破坏、冒落下来。这种由于进行采掘活
动而在巷道及回采工作面周围岩体中，以及在支架上所引起的力，叫做“矿山压力”，人们习惯叫顶板压力。
掘出的巷道如果不支护，顶板就要冒落，冒顶会不会越冒越高呢？在回答这个问题之前，我们先来看看有些农村的窑洞
吧。在黄土高原土质致密的地方，人们往往在向阳坡掏成半圆顶窑洞居住，窑洞里不支护，上面的黄土层多少年也不会塌
落，井下巷道也是这样，当顶板冒成拱的形状，就自然平衡不再往高处冒了，形成了自然的平衡拱。这时顶板的压力通过
圆拱传递到巷道的两帮上，就好像一座石拱桥，桥上的物体重量是由两边桥基来承担一样。这个拱可以保持比较长时间的
稳定，因此巷道支架所承受的压力，主要是拱内破碎岩石的重量。这种情况 在煤炭科学理论上叫做自然平衡拱假说。
回采工作面采空区压力大，顶板压力比掘进巷道复杂。现在我们用缓倾斜单一煤层走向长壁全部垮落法采煤的工作面作
个例子来说明。
回采工作面由开切眼向前推进采煤。煤壁前方的支承压力区也跟着向前移动。随着工作面推进，靠采空区的支柱要顺序
一排排回掉，直接顶就会自己垮落。如果直接顶比较厚，冒落的岩石可以填满采空区，老顶和老顶上面的岩层出现一定的
弯曲便沉落在压实的碎矸上，形成了工作面后方的支承压力区。按照前面说的拱形理论，因为压力向前工作面前后传递，
所以工作面及靠近的一部分采空区就成了减压区，顶板的压力显得比较缓和、均匀。如果直接顶的厚度比较小，冒落的岩
石就不能填满采空区，直接顶上面的老顶就悬露在采空区上/随着工作面向前推进，老顶悬露面积不断扩大，到一定距离
，就断裂下沉而垮落，这时使工作面顶板压力突然增大，形成了老顶来压。
一个新工作面从开切眼向前推进，老顶第一次大面积垮落叫初次垮落，初次垮落造成的工作面压力突然增大，就是初次
来压。工作面继续向前推进，经过一定时间，达到一定距离时，老顶来压又重复出现，就是工作面顶板的周期来压。周期
来压时，工作面的顶板压力和顶板下沉量比平时要大30%到40%，如果不掌握周期来压的规律，预先采取有效措施，加强工
作面支护，就会发生大冒顶。
第三讲 顶板
第二课 顶板管理有方法 木头顶子离不开
根据顶板的性质和煤层的厚度条件，处理采空区的办法（也就是顶板的管理方法）基本上有以下四种：
垮落法 也叫陷落法，就是随着工作面的向前推进，把工作面靠近采空区的支架撤出，让直接顶自行垮咯或者强制垮落，
也就是我们常说的回柱放顶。垮落下来的岩块充填了采空区，减小了工作面顶板压力。工作面沿推进方向一次放顶的宽度
叫放顶距；放顶前工作面沿推进的最大宽度叫最大控顶距；放顶后沿推进方向的宽度叫最小控顶距。我国大多数煤矿的回
采工作面采用了垮落法。
充填法 由地面或井下把充填材料运送到工作面，充填采空区支撑顶板，不让它垮落。把采空区全米那填满的叫全部充填
法，多用于2开采后2煤层或“三下”采煤，局部充填采空区叫局部充填法，一般是垒砌矸石带，支撑采空区顶板，适用于
开采顶板坚硬的薄煤层。
煤柱支撑法 工作面推进一定距离后，在采空区内留下适当宽度的煤柱来支撑顶板。这种方法适用于顶板岩石特别坚硬、
人工强制放顶也很难垮落的顶板条件。不过这种方法很少用，因为一方面煤炭回收率低，另一方面卡才近距离煤层群时，
当下部煤层的工作面通过上部煤层留下煤柱时会产生集中压力，给工作面顶板管理造成极大困难。
缓慢下沉法 有一种顶板岩层韧性较大，回柱后顶板岩层不垮落，而能弯曲下沉，直到于底板自然合拢。这种方法适用于
薄煤层工作面。
巷道里的支架不但受底板的作用，还受两帮岩石的作用。因此掘进巷道时就要根据不同情况合理选用合理的支架。木支
架的形式多：有双腿棚子，如常用的梯形、矩形棚子；，完全棚子，多用于容易底鼓的巷道；加强棚子，当顶底板或两帮
压力增大和变化时采用；异性棚子，根据不同的顶板或地质条件而采用的不规则的结构形式。随着钢筋混凝土和金属支架
的出现及支护技术的发展，现在掘进巷道很少使用木支架了。
采煤工作面木支架的形式有；顶板坚硬、完整时用点柱，为了增加托板面积有时戴上柱帽；顶板压力大、或有平行工作
面的裂缝时用横板棚子；顶板压力较小，或有垂直于工作面的裂缝时用横板棚子；在压力特别大的地方，一般用木垛或丛
柱；在放顶线为了切顶和挡住垮落的矸石时，用密集支柱。
木支架有其优点，顶压大时它会折断和发出劈裂声，可以给工人一个警戒的信号。但它也有不少缺点，主要是靠煤壁刚架
设时的初撑力较小，有的人说它在等劲，这时，支柱阻止顶板下沉的作用不大，容易使顶板早期脱层、破坏；另外它是一
种刚性支柱，可缩量仅为0.5%到1.0%，顶板下沉后往往因为它的可缩性不够而压劈压断，失去了支撑顶板的作用，容易造
成冒顶。据统计，使用木支架比可缩性金属支架事故高10倍多，木材支护因有就地取材、便于运输和加工的特点，目前还
在广泛使用。在采煤工作面处理冒顶，维修上下顺槽，以及顶板来压时打木垛、做信号柱子等特殊情况仍在使用。
第三讲 顶板
第三课 掌握单体金属柱 用好单体液压柱
单体金属支架包括摩擦式支柱和铰接顶梁。金属支柱有两种型号：急增阻式支柱的可缩量小（50到120 毫米），最小工
作阻力为250到350 千牛，适用于顶板平稳、下沉量较小的薄煤层工作面；微增阻式支柱的最大工作阻力为350千牛，可缩
量较大（400毫米）。可用在顶板下沉量较大的工作面，铰接顶梁对起伏不平的顶板和金属网假顶的适应性较差。
回采工作面的金属支架，大豆不是垂直顶底板架设的。在缓倾斜和倾斜煤层中的支架，不但要承受顶板岩层的垂直压力
，还要承受岩层沿倾斜方向产生的下滑力，所以支架要有迎山角才能吃劲。在缓斜工作面，一般打成3到5度的迎山角。为
了提高摩擦支柱的初撑力，达到有效支护的目的，架设支柱时，一定要用液压升柱器。
金属支架主要有三种支护形式：戴帽点柱对支护不平整顶板的适应性强，适用于坚硬顶板，但不能在比较破碎的顶板下
使用。摩擦支柱与铰接顶梁配合使用，形成一梁二柱或一梁三柱的支架，适用于顶板比较破碎或有局部小地质构造的工作
面。摩擦支柱与铰接顶梁也可组成悬臂支架，就是在放炮或割煤以后立即挂梁，梁下先不打支柱，形成一定长度的正悬臂
，支护新暴露出的顶板，这样可以减少顶板初期下沉，对破碎顶板的管理非常有利。工人在悬臂下采煤，不致被顶板掉下
来的碎石砸伤；特别是在回收支柱时，还可以利用顶梁做悬臂支护，使工人回柱更安全。
利用液体压力产生工作阻力的单根可缩性支柱，就是单体液压支柱。这种支柱是圆柱形柱体，由液压控制升降。分内注
液式和外注式两种。单体液压支柱的初撑力大，可达摩擦金属支柱的3到10倍，支柱承载力均匀。所以顶板下沉量仅是摩
擦支柱的三分之一左右，顶板很少发生台阶式下沉现象。因为靠液压系统控制，支、回速度快，一般比摩擦支柱快一倍左
右，保证了工人的安全。据统计，使用这种支柱冒顶事故少，伤亡事故减少一半以上，单体亿万压支柱适用于缓倾斜煤层
、顶板中等稳定、采高3米以下的普、炮采工作面的顶板支护，工作面两巷的超前支护以及综采工作面的端头支护。
采用单体液压支柱，必须有相应的安全技术措施。首先，要摸清工作面地质情况，搞好顶板压力观测；根据液压支柱性
能，选择合理的支护密度，既要有效地控制顶板，又要防止支柱受压超限而损坏。使用前，对每根支柱要进行质检、技术
性能的检查，符合使用标准才能下井。为了保护好支柱，不要用大锤等金属物敲打。为防止柱内工作液体流失，存放时支
柱要保持站立状态。工作面倾角大时，架设支柱要在底板挖好柱窝，支柱要迎山有劲，支柱顶3与顶梁接触要严密。在支
护过程中，如果发现自动卸载降柱、柱体有明显变形、活柱下缩到底形成死柱等情形，必须立即升井修理。只有这样做，
才能保证支柱有良好的工作性能，有效地支护顶板。
第三讲 顶板
第四课 切顶支柱是“特种兵” 自移支架是“大力士”
液压切顶支柱是由大工作阻力的液压支柱与推移千斤顶组成，也有人把它叫做切顶墩柱的，是我国近年来使用的一种新型
特种支柱。
液压切顶支柱可用于普才和炮采工作面，是放顶和推移输送机的专用支护设备。它布置在回采工作面切顶线单体支柱（
液压支柱或摩擦支柱）之间，代替以往的戗棚、木垛、丛柱、密集支柱等各种特种支架，加强工作面放顶线的支撑力，切
断采空区的悬顶，减轻工作面顶板压力；它的千斤顶可以代替液压移溜器，用于推移工作面输送机。液压切顶支柱的型号
有单伸缩单柱式的QD型、单伸缩双柱式的SJ型和双伸缩单柱式的ZQS型等类型。
工作面装备液压切顶支柱好处很多：它的工作阻力是大体液压支柱的3倍，是摩擦式金属支柱的6倍以上，因而能有效的
支护顶板，用了它工作面基本支护承受的顶板压力明显降低，可适当减少数量；它的底座大，对底板的比压小，不易压入
底板，可在软底工作面使用；工作面放顶时，单体支柱的回收是在切顶支柱保护下进行的叫少了顶板事故，保证了回柱的
安全；特别是它推移输送机力量大，工人可以不再进入机（炮）道扫浮煤，也不必打临时支柱，减少了顶板和片帮片落伤
人事故。此外，它与自移式液压支架比较，能更好地适应煤层地质条件变化，安装、拆卸也比较方便。
切顶主适用于缓倾斜煤层、顶板中等稳定、顶底板比较平整、采高2.5米以下的回采工作面。为了有效控制顶板，应积极
采用。
把支柱和顶梁连成整体，加上底座，以高压液体为动力来升降和推移，就形成了自移式掖压支架。它能完成支撑、放顶
、移架、推移输送机等一整套工序。根据它对顶板的支护作用，可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三种类型。
支撑式支架又分为垛式和节式两种。支护的数目有两柱、三柱、四柱、五柱、六柱等，它依靠支柱较大的支撑能力，使
采空区内的顶板岩石切断垮落，支护工作空间。支撑式支架适用于顶板坚硬完整、周期压力明显或强烈，底板也比较坚硬
的采煤工作面。
支撑掩护式支架是以支撑为主但又有掩护作用的支架。它既能切断顶板，又能挡矸，兼有支撑式支架的优点。适用于顶
板中等稳定或稳定、周期压力较明显，底板中等的工作面。
工人把液压支架叫做“钢铁长廊”，它具有结构强度高、支护性能好、移设速度快、安全可靠等优点，在这种支架下采
煤，顶板事故大大减少。自移式液压支架与采煤机、可弯曲刮板输送机配套使用，就叫做综合机械化采煤。
第三讲 顶板
第五课 石材、混凝土和支架 锚杆和锚喷支护
井下巷道推广锚喷支护以前，在交叉点、硐室和主要巷道，广泛采用石材砌券支护，砌券巷道的断面形状主要有半圆拱
形和三角拱形。拱的作用主要是承受顶压，并将它传给侧墙和两帮。如果用混凝土均匀密实地填满券板，使巷道成一个整
体，能防火、阻水，抗压强度更高。使用寿命更长。
钢筋混凝土支架是在地面预制成梁、腿和背板。在巷道中架设的棚式支架。其中梯形混凝土支架适用于稳定的巷道，拱
形梁适用于顶压较大的巷道。
金属支架是巷道支护的一种主要支架类型。它强度大、体积小、操作方便，有刚性和可缩性两种。刚性支架用钢轨、矿
用工字钢制成，没有可缩性，适用于运输大巷和采区巷道，刚性支架又分为：1、无腿支架：适用于岩石坚硬、跨度不太
大的巷道；2、带腿三心拱支架：适用于顶帮岩石破碎、压力大和较宽的巷道；3、带腿半圆拱支架；4、梯形支架：适用
于压力和宽度不大的巷道；5、拱形梁梯形支架：能提高支撑能力，适用于压力较大的梯形巷道。可缩性金属支架用U型钢
制成，它的结构一般为拱形。因为拱梁和棚腿搭接一定长度并用卡紧装置卡紧，顶帮岩石移动时，支架可以自顶板或两帮
压缩，产生可缩性。所以它用在矿山压力明显、底板坚硬的巷道效果最好。有些矿在采区动压巷道里使用，很适应顶帮岩
层移动变形的需要。但为适应拱梁的要求，有时必须挑顶，容易破坏顶板的完整性。锚杆支护同木支架、混凝土、金属支
架都不一样，它不是利用自身直接支撑顶板，而是向巷道围岩打眼，眼孔内锚入锚杆，利用围岩自身的强度加固顶板。锚
杆喷浆、喷混凝土的作用就更进了一步，它不是消极地承受巷道围岩产生的地压，而是与巷道围岩结合成一个整体，使岩
石本身成为一种具有承载能力的结构。有的人形象地把锚喷支湖比喻为“穿糖葫芦、纳鞋底和门窗刷油”。第一，打锚杆
就像穿糖葫芦，把顶板岩石用锚杆串起来，挂在坚硬岩石上，起悬吊作用；第二，打锚杆又像纳鞋底，鞋底纳了以后耐穿
耐磨，打锚杆后围岩被锚成一个整体，打多深锚杆就等于砌了多厚的券拱，起了组合梁、压缩拱和挤压体的作用；第三，
喷沙浆和混凝土，就像门窗刷油，防止腐蚀。巷道围岩表面有了喷层以后，隔绝了与空气的接触，防止风化，并把围岩凹
凸处和岩石裂缝充填起来，与围岩紧密结成一体，缓和应力集中，达到共同作用的目的。
我国煤矿从1955年开始试用普通木锚杆以来，锚杆的种类已发展很多，有压缩木锚杆、金属锚杆有楔缝式、倒楔式、管
缝式；沙浆锚杆有钢丝绳和钢筋的；以及树脂锚杆等。1964年开始试验喷浆、喷射混凝土支护，后来把锚杆、挂金属网、
喷射混凝土结合起来，形成一种独立的支护形式。目前，从小断面到大断面，从坚硬稳定岩层到松软破碎不稳定岩层，从
平巷到竖井、斜井、大硐室、交叉点，从新掘巷道的支护到旧巷的修复，都可以用锚喷支护。与其他支护形式比较，显示
了它的优越性。
第三讲 顶板
第六课 顶板事故的原因 冒顶前的预兆
井下工作面发生冒顶事故的原因很多，比较常见的有：
地质构造复杂 松软破碎的顶板常有小的局部冒顶，坚硬难冒的顶板会发生大冒顶，少数矿井还有冲击压。如果采掘过程
中遇到了断层、褶曲等地质构造，更容易发生冒顶。
顶板压力的变化 初次来压和周期来压时，顶板下沉量和下沉速度都急剧增加，支架受力猛增，顶板破碎，还会出现平行
煤壁的裂缝，甚至顶板出现台阶状下沉，这时冒顶的可能性最大。
回采工序的影响 采煤机割煤壁或工作面放炮时，改柱、回柱和放顶时，对顶板的震动破坏较大，比其他工序时容易冒顶
。
工作面部位不同 输送机头和机尾处；不按规格要求支护的地方；工作面与回风巷和运输巷连接的上、下出口；工作面煤
壁线、放顶线与顶板交接处，都是容易冒顶的地方。
顶板管理方式 托伪顶、留煤顶开采。厚煤层用塑料网、金属网做假顶开采，工艺复杂，管理不好就要冒顶。
人的因素 干部违章指挥、工人违章作业是造成顶板事故最根本、最直接的原因，从全国历年的统计分析看，有80%以上
的事故是因为各种违章和 工程质量低劣造成的。
技术装备落后 目前多数煤矿回采工作面还在使用摩擦金属支柱和木支柱，回柱基本上是人工作业，埋下事故隐患。
我们的责任就是根据不同时间、不同地点的不同情况，分别采取相应的安全措施，把顶板事故消灭在发生之前。
在正常情况下，顶板冒落事先都有预兆。预兆有下面几种：
响声 岩层下沉断裂、顶板压力急剧加大时，木支架就会发生劈裂声，紧接着出现折梁断柱现象；金属支柱的活柱急速下
缩，也发出很大的声响。有时也能听到采空区内顶板发生断裂的闷雷声。
掉渣 顶板严重破裂时，折梁断柱就要增加。随着就出现顶板掉渣现象，掉渣越多，说明顶板压力越大，在人工顶板下，
掉下的碎矸石和煤渣更多，工人叫“煤雨”，这就是发生冒顶的危险信号。
片帮 冒顶前煤壁所受压力增加，变得松软，片帮煤比平时多。
裂缝 顶板的裂缝，一种是地质构造产生的自然断裂，一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂缝。老工人说，流水的裂
缝最危险，因为它深，缝里有煤泥、水锈的不危险，因为它是老缝；茬口新的有危险，因为它是新生的。如果这种裂缝加
深加宽，说明顶板继续恶化。人们常常在裂缝中插上木楔子，看它是不是松动或掉下来，观察裂缝扩大了没有，作出预报
。
脱层 顶板快要冒落的时候，往往出现脱层现象。检查脱层要用问顶的方法，如果声音清脆，表明顶板完好；顶板发出“
空空”的响声，说明上下岩层之间已经脱落。
漏顶 破碎的伪顶或直接顶，在大面积冒落以前，有时因为背顶不严或支架不牢出现漏顶现象。漏顶如不及时处理，会使
棚顶托空、支架松动。顶板岩石继续冒落，就会造成有声响的大冒顶。
第三讲 顶板
第七课 两巷支护要超前 煤壁片帮需防止
普采、炮采工作面上、下端头（出口）及与之连接的回风巷、运输巷是事故多发地点。这是因为，工作面的上下巷一般都
在采煤前掘出，巷道顶板暴露时间长，在回采时又受到采动和超前支撑压力的作用，还有做上下缺口要放炮，因此顶板下
沉量较大，破碎比较严重。另一方面，上下出口处在采空区和巷到交叉处，控顶范围大；在上下出口要安装机头、机尾等
体积较大的设备，随着工作面的推进，移输送机时这里的支架需要反复支、撤，使顶板更加破碎。
工作面上、下端头是指沿工作面方向，上巷下帮向工作面方向10米，下巷上帮向工作面方向10米的范围内。规定要求，
使用摩擦金属支柱的回采工作面上、下端头部位，应使用单体液压支柱支护；工作面输送机头部位要使用四对八根11号工
字钢长梁支护，保持一梁三柱，交替迈步前移。工字钢梁要制成花边，以便与支柱顶盖配合，绝不能把工字钢侧向使用和
不对称使用，以保证支护强度。
回采工作面上、下巷道距煤壁线20米范围内需要超前支护；如果两巷原来擦用的是梯形木棚支护，靠近煤壁线的10米内
，要在原棚梁下架设双排金属铰接顶梁和单体液压支柱支护。往外10米到20 米范围，可采用单排支护；如果两巷原来采
用的是金属可缩性支架或金属棚梁支护，替棚时都要采用十字铰接顶梁与单体液压支柱配套支护。替棚工序应超前工作面
进行。超前距离应根据顶板条件在作业规程中规定。
1、在采高较大、煤质较软、顶板破碎的回采工作面，冒顶事故多数是由煤壁片帮引起的。因为靠煤壁这一侧的顶板是由
煤壁支撑，在支撑压力的作用下，煤壁很容易被压酥，再加上煤层本身松软，煤帮就容易片落。这样，破碎顶板在煤壁侧
失去支撑，便容易冒落了。
在普采、炮采工作面防止煤壁片帮，可以采用下面几种办法：
落煤后，工作面煤壁应当采直采齐，及时打上贴煤壁支柱，使新暴露出的顶板得到支护，从而减少对煤壁的压力；
2、如果采高大于两米，煤壁松软，有片帮现象时，打完贴帮支柱后，还要加打横撑将煤壁撑住。打横撑的方法是，先把
半圆木或板皮立着贴在煤壁上，用横撑一头顶住，另一头撑在贴帮柱上。如果煤壁很破碎，可以在煤壁和贴帮柱之间横向
塞半圆木或板皮加以维护。
3、在片帮严重的地方，如果截煤或放炮后煤壁上方已经脱落，应在贴帮柱上加托梁或者超前挂金属铰接顶梁，使托梁或
顶梁伸入煤壁片落处，超前支护顶板。
4、打眼时要合理布置炮眼，掌握好角度，顶眼距顶板不要太近。每个炮眼的装药量要适当控制。
5、落煤后及时挑顶刷帮，使煤壁不要向采空区方向倾斜，最好使煤壁向工作面前进方向仰斜一点。
防止煤壁片帮不仅可以预防冒顶，还可以减少砸人事故。在截煤或放炮后要及时清除伞檐和底根，保持煤壁齐整，也有
利于移设输送机和打支柱。
第三讲 顶板
第八课 回柱放顶要小心 初次放顶莫大意
我国采煤工作面主要使用全部垮落法管理顶板。据统计，回采工序中回柱放顶时发生的冒顶事故占30%到50%，因此，必
须注意防止回柱放顶时发生冒顶。
对回柱的要求是：安全、快速，支架回收干净，使顶板充分垮落。支架回收复用率高。木柱一般用回柱绞车回撤。回收
金属支柱时，如顶板比较稳定，支柱受力不大，可以人工回撤；如顶板比较破碎。支柱插如底板或被垮落的岩石埋住，应
当用回柱绞车回柱。单体液压支柱不允许用机械设备强行回撤。
回柱放顶前要做好准备工作：检查顶板压力是否稳定，工作面支柱有五短缺、折断和歪扭，检查回柱绞车是否完好，戗
柱是否打牢，回柱绞车断丝、断股是否超过规定，回柱钩头是否牢固，绞车操作信号是否灵敏等。作好了准备工作再进行
会柱。
回柱放顶时必须指定有经验的人员观察顶板。放顶工必须站在支架完整和不会发生崩绳
崩柱、甩钩、断绳抽人等事故地点，并事先清理好退路。回柱绞车司机要严格按操作信号操作，避免该停车时不停车，
刮倒支柱造成事故。在顶压集中区，应先打替柱，一面把金属支柱拉弯。如果工作面设有密集支柱和木垛，应当先超前支
设，然后回收，防止支护密度不够，支撑能力不够而造成冒顶。采用无密集切顶时，应在放顶线戗戗棚并档挂矸帘，防止
推倒支柱和矸石窜入。放顶区域内的支架，5信号外必须全部回清。如果回柱后顶板不冒落且超过规定的悬顶面积时，必
须草区人工强制放顶或其他措施进行处理。
单体支柱工作面由开切眼向前采煤，叫初采。采到一定距离后，除工作面的回采空间外，支柱要顺序回撤，采空区顶板
处于无支撑状态。随着悬顶面积增加，开始大面积垮落，叫初次放顶。初次放顶时工作面压力很大，很容易发生冒顶事故
。
初采时，往往因为开切眼施工质量差，掘出时间长，工作面第一次开帮后会发生大小不同的漏顶现象，支架上部形成空
顶区，支架失去牢固性，放顶时就容易推垮工作面。因此，掘进开切眼时要做到不空顶，两帮要背满背实。如果是分层开
采的第一分层则顶帮要铺好金属网。第一次开帮，要在原由梯形支架棚梁下加打柱；如果棚顶已空，就要用一梁三柱大梁
，两端插入煤壁，并在棚梁架木垛接顶。初采时开帮进度不宜过大，新支架一侧顶紧煤壁，另一侧与开切眼原有支架连锁
，以提高工作面支架的稳定性。
一般推进10米左右即可初次放顶。放顶前要加固工作面支架，适当增加密度。为防止煤壁处顶板出现采动裂隙和台阶式
下沉，要增设贴帮支柱。沿工作面每6米到10 米增加一个木垛，木垛四角可加戕柱固定。工作面放顶线上应打单排密集支
柱。为防止顶板岩石垮落的侧向推力，在密集支柱工作面一侧，支上向老塘倾斜的戗柱。第一次放顶以放顶以后放两排柱
比较合适，即放够开切眼宽度；沿工作面倾斜方向自下而上顺序回柱，也可分几段同时回柱。初次放顶时，要紧密
第三讲 顶板
第九课 初次来压要管好 收尾要用单体柱
回采工作面初次来压时，一般表现的特点是：顶板下沉量和下沉速度急剧增加；支架受力猛增；顶板破碎，出现平行煤壁
的裂缝，甚至出现顶板台阶式下沉；工作面前方煤壁内的压力过度集中，致使煤壁破坏范围扩大，形成严重片帮；老顶由
折断而垮落时，在采空区深处产生闷雷声和剧烈的响动，顶板掉渣严重。这些现象往往要持续2到3天。初次来压时会使工
作面支架突然大量折损或插入底板，如支架支撑力不够，便会引起大冒顶；采空区垮落的大块岩石也会冲向工作面，撞倒
支架，引起冒顶。
初次来压时，单体支护工作面一般采取下列措施：加强支护，沿放顶线增设1到2排密集支柱；为提高支架的稳定性，沿
放顶线每隔5到8米增设一个木垛，增设一梁三柱的戗棚或一梁三柱的抬棚；可适当加大工作面控顶距，以便于增加特种支
架，有利于顶板垮落；采取小进度多循环作业方式，加快工作面推进速度，以保持煤壁的完整性，使之具有良好的支撑作
用；落煤后及时支架，并增大支护密度，提高支护质量；指派专人严密观察顶板变化，同时在工作面和采空区内设木信号
点柱，如果劈断折断，便是报警信号。
老顶周期垮落同样会给工作面的安全生产带来不利影响，可以采取同初次来压时一样的安全技术措施。不同的是周期来
压时要尽量缩小工作面的控顶距，以减少老顶对工作面的影响。此外，采空区里的支护一定要回收干净，使直接顶充分垮
落，以缓冲老顶垮落时对工作面支架的冲击。
回采工作面推进到规定的停采线，就该搬家倒面了。这时要进行收尾工作：撤出全部支架和机电设备，并使顶板垮落，
这是一项难度较大的工作，弄不好就会出现顶板事故。
为防止回收时丢失单体液压摩擦支柱，一般在收尾的前两三天，工作面每推进一排就新打一排木柱，把替换下来的单体支
柱和顶梁由下顺槽外运；等全部替换完毕，便可以拆除机电设备外运，然后由下向上用回柱绞车回收木柱。这种回收办法
适用于工作面顶板稳定的条件，因为在替换过程中工作面铁、木混用，而两种支柱的可缩性和支撑力不同，使顶板下沉不
均，往往形成台阶式沉裂，顶板破碎，甚至冒顶。为了避免这种现象，有的只在回收时超前一段支零星木柱。
工作面收尾时要注意采取以下安全措施：回采到停采线时要留出支护良好的最小控顶距空间，作为行人和运料用；用大
梁套棚和木垛维护好上出口，保证后路畅通；回柱的次序是由采空区向煤壁，有下向上；对拉工作面及有中巷的工作面，
如倾角不大可由两头向中间回收；回柱工作必须由熟悉顶板性质、责任心强的工人担任，一人回柱操作，还必须有专人观
察顶板，采空区内的支柱要回收干净；随着下部顶板的垮落堵塞，如果工作面温度升高，有害气体聚集，回风巷要安设局
部通风机加强通风，等等。
如果倾角不大，也可以由上而下进行工作面收尾的回撤工艺，但这种办法要特别注意顶板垮落岩块向下滚动，需要制订
响应的安全技术措施才行。
观察顶板活动和冒落情况，必须有初次放顶安全管理小组人员亲自在场指挥。
第三讲 顶板
第十课 坚硬顶板要处理 综采也要防顶板
坚硬难冒顶板是指直接顶很薄或基本上没有，煤层上直接覆盖的是坚硬的砂岩、砾岩等，而且厚度很大。在这类坚硬顶
板下采煤回柱后，可以形成几千平方米、甚至几万、几十万平方米的悬顶而不冒落。但是到了一定时候，顶板大面积来压
并突然冒落，产生强烈的暴风冲击，引起地层强烈震动，可将巷道和工作面摧毁，造成伤亡事故。
为了预防大面积顶板垮落，有的矿采用煤柱支撑法管理顶板，即沿走向每采30到50米留一宽5米的煤柱，用煤柱支撑顶板
，把采空区与工作面隔开，并在与生产工作面相邻的采空区进行强制放顶。放顶良好的采空区，一般不再出现大面积来压
。如果采空区已经封闭，可以由地面打钻到采空区进行深孔爆破，强制放顶。这样，在有压力不明显区域可以促使顶板早
期分次冒落，减轻顶板压力；在压力不明显区域，可以崩落部分顶板，造成顶板裂缝，形成人为的顶板薄弱带，以利来压
后分次冒落。
消除坚硬顶板冒顶事故的根本方法，是采用长壁全部垮落采煤法。即当工作面推进20倒30 米时，由工作面向顶板钻孔，
一次装药爆破，进行初次放顶。以后随着工作面的推进，当悬顶过大时，继续进行深孔爆破强制放顶，这样就极大消除了
大面积来压及冒落对矿井和人身的危害。此外，采用顶板预注水软化、破坏坚硬岩层的整体性，使其强度降低，也是处理
坚硬难冒顶板的一种好方法。
使用自移式液压支架的综采工作面，并不能完全消除顶板事故。与炮采、普采不同的是，自移式液压支架工作面的冒顶
事故大都发生在顶梁前端的空顶区内。根据我国综采工作面的实践，冒顶主要在下面几种情况下发生；
架型与围岩条件不适应 有的矿在破碎顶板下没有采用掩护式支架，而用了垛式支架，引起冒顶和漏矸事故。
支架工作阻力确定不合理 有的工作面顶板压力大，而支架阻力选得偏低，结果或柱下缩量过大。引起冒顶，甚至把支架
压死，处理非常困难。解决上面两个问题的关键是要对顶板进行合理的分类，根据顶板压力及岩性特点正确选择液压支架
的架型和工作阻力。
煤壁片帮 采高大、煤质软、顶板破碎的工作面，冒顶大多数是由片帮引起的。防止的办法除在以前介绍过的之外，片帮
严重时，液压支架必须有保护帮板。
超高采煤 采煤机割煤高度必须保持在支架最大支撑高度的范围内，如果超过支架最大高度，支架失去支护的作用，致使
顶板大量下沉，引起冒顶。所以要严格掌握采高，不能超过支架允许的高度。
端面距大 支架顶梁前端到煤壁这一段顶板没有支护，是引起冒顶事故的重要原因。端面距一般应保持不大于300毫米。
第三讲 顶板
第十一课 过断层安全在先 遇裂隙需加小心
在采煤过程中常会遇到一些地质构造，如断层、褶曲等。这些地区往往出现顶板破碎、倾角变化、煤层变软、淋水增大等
现象，最容易冒顶。
断层破坏了煤层的完整性，造成裂隙和破碎带。过断层时，先要把工作面与断层走向的交角（交角越小，工作面出现的
破碎带宽度大，冒顶的可能性越大）弄清楚。断层落差小于0.8米时，可以直接采过去；落差较大、范围较小时，可采用
挑顶、卧底或两者相结合将工作面推过断层。这时，必须加强工作面支架。为防止横向来压推倒支架，应当采用连锁棚子
；在断层破碎地点，要垂直断层打戴帽戗柱，柱根要支在硬底上，在断层两侧都要加打木垛。挑顶过断层时要丢底煤，所
以支柱应穿鞋，防止下沉；卧底过断层时要丢煤，为防止顶煤片落，造成空顶引起冒落，留顶煤处要刹严背紧。如果断层
落差很大，顶底板岩层坚硬，或断层平行工作面、挑顶卧底很困难时，就只有重开开切眼绕过断层，不然硬过顶板不容易
管理，就可能发生大冒顶。
褶曲就是工作面的煤层和岩层起伏弯曲。折实顶板经受过挤压变得破碎，底板倾角变化较大，煤岩层变得松软，踯户比
较困难。如果褶曲变化平缓，工作面可以直接采过去；如果褶曲变化较大，就要根据情况采用挑顶或卧底的方法了。工作
面通过褶曲带，可能要留下顶、底煤，如果顶煤留不住，要及时挑落，并在支架上用小木垛接顶，留底煤时柱子不要穿鞋
。在挑顶、卧底处附近，要架设木垛，加强支护。
煤层和岩层中的自然列席，如层理面、节理面等，会降低岩体的强度，破坏顶板的完整性，是工作面发生冒顶的一个重
要原因。
层理就是岩层的分界面。分界面之间的粘结力小，受采动影响容易相互脱离而产生离层裂隙。稍有疏忽，离层列席就会
引起局部冒顶。煤层采空后，岩层在弯曲下沉过程中还会沿层理产生错动，对工作面支架产生一定的横向推力，使支架歪
斜倾倒。所以对层理发育的顶板岩层，落煤后要马上支柱，支柱初撑力要高，以减少离层；支架要用连锁式的，顶梁之间
加打撑子，防止推倒支架冒顶。
节理是岩层中大致平行的很多组纵向的裂隙，在采煤过程中容易使顶板岩块沿节理面滑落，砸倒支架造成局部冒顶。所
以在节理发育的顶板下工作，要注意使工作面对着主节理倾向推进，这样顶板状态好；如果顺着主节理倾向推进，顶板容
易沿节理面下沉脱落。
采动裂隙是由煤壁前方的支撑压力引起的，也叫压力裂隙。这种裂隙往往超前煤壁5到15米就已经形成，常与工作面方向
平行而倾斜于煤壁。工作面对着节理列席的倾向推进时，压力裂隙常与节理裂隙互相交切，使顶板中形成楔形岩块，很容
易冒落。管理的方法主要是及时敲帮问顶，挑落活矸并及时支护；工作面顺着节理倾向推进时，顶板往往出现张开的裂缝
或台阶式下沉，有大冒顶的危险。要注意观察顶板掉渣，及时支护，工作面要用连锁支架，并加打木垛管理。
第三讲 顶板
第十三课 加强管理是关键 掌握规律得主动
我国煤矿的顶板事故，许多是由于管理不严、违章作业和工程质量低劣造成的。据有关部门的统计，将近一半的事故是因
为工程质量低劣造成的。可见抓好工程质量管理是加强顶板管理的基础。
通过对顶板事故的分析，应当采取有针对性的措施，改善和加强顶板管理。首先要提高认识。加强领导。落实责任；加
强现场管理。区队干部要现场指挥和检查，发现质量不合格立即返工重来；每个采掘工作面开工前全体职工必须对工程质
量标准进行学习，做到应知应会，不及格不能上岗，实际操作时要认真搞好工序质量；充实和完善先进的支护装备对顶板
管理至关重要，当前正规回采工作面使用的摩擦支柱应尽早换成单体液压支柱；加强技术管理，严格按照作业规程进行施
工，遇有特殊变化，及时采取特殊支护措施等。
工作面顶板压力的大小，除受直接厚度、冒落岩石膨胀性能、老顶岩石强度等地质因素影响外，还同控顶距的大小、支
护方式、支架性能有关，地质因素是自然形成的，无法改变，生产因素是人为的，可以改变。这就是我们在控制矿山压力
方面要做的工作。
单体支护工作面矿压的观测主要内容是：顶板下沉量、顶板下沉速度、蜘蛛2所受的压力和活柱压缩量。
顶板岩石是脆性材料，易断裂破坏，下沉量大，容易冒顶，顶板下沉速度是指顶板在采煤过程中各个工序操作时间内下
沉量的大小。支柱所受的压力主要是直接顶破碎岩层的重量，它是随支柱所在的位置与支撑时间的长短而变化的。测量支
柱压缩量是为了选择与顶板下沉量相适应的可缩性支柱，一方面得出工作面顶板压力的活动规律，一方面发现顶板管理存
在的问题。例如，测出的支柱压力、压缩量和顶板下沉量都很大，说明顶板压力大而支柱的支撑能力不够，就应当提高支
柱的密度；如果测得的支柱压力较小，而支柱压缩量和顶板下沉量很大，说明支柱失效，必须更换合格支柱。如果测得支
柱压力和压缩量不大、而顶板下沉量大，支柱还压入底板，这说明底软，该穿鞋了，等等。所以，观察矿压，掌握顶板活
动规律，就会指导我们有针对性地采取相应措施，防止许多可能发生的顶板事故。
　
第四讲 煤尘
第一课 煤矿粉尘是什么 煤矿粉尘从哪来
煤矿粉尘是煤矿在生产过程中产生的各类固体物质细微颗粒的总称。其中煤炭、岩石在开采和加工中受粉碎而形成的细
微颗粒分别称为煤尘和岩尘，而煤矿所用的某些施工材料在作业中飞扬起来则形成其他固体物质的粉尘，如锚喷作业中的
水泥等。
悬浮在空气中的粉尘叫做浮尘，也称浮游粉尘；因自重而降落在物体（如设备、物料）和巷道周边上的粉尘叫做落尘，
也称沉积粉尘。
浮游粉尘随人的呼吸进入人体呼吸器官，其中较大的尘粒被阻留在呼吸道内易于被排出体外，而粒径小于5微米的粉尘大
部都能进入人体肺部而引发各类尘肺病，我们把这样的粉尘叫做呼吸性粉尘，把悬浮在空气中的含各种粒径的粉尘叫做全
尘。长期过量吸入煤尘而引起的尘肺病叫做煤肺病；长期过量吸入含结晶型游历二氧化硅的岩尘而引起的尘肺病叫做硅肺
病。
在煤矿的各类煤层中，多数煤层所生成的煤尘具有爆炸性，这些煤尘悬浮在空气中达到一定浓度时，在高温热源作用下
，煤尘能发生爆炸，我们把煤尘具有爆炸性的煤层叫做煤尘爆炸危险煤层。在具有爆炸性的煤尘中，粒径小于1毫米的煤
炭细微颗粒都能参加爆炸。
煤矿所采取的防止或减少煤尘产生和降低粉尘浓度的技术措施叫做防尘措施，在煤矿生产全过程同时采用多种防尘措施
叫做煤矿综合防尘。
在煤矿生产过程中产生粉尘的主要环节有：电钻或风钻打眼、放炮、风镐或机械采煤、人工或机械装渣、人工攉煤、放
顶煤开采的放煤作业、工作面放顶及假顶下的支护、自溜运输、运输设备的转载以及提升卸载等。井下粉尘较多的地点有
：采煤和掘进工作面、自溜运输巷道、刮板输送机和带式输送机的转载点、煤仓和溜煤眼的上下口及井口的卸载点。
落煤时，煤炭经受破碎，在装煤、运输和转载过程中还会继续被撞破碎，不断产生煤尘。随着机械化程度的提高和合理
集中生产，煤尘的生成量也更大更集中。在现代化煤矿中，煤尘的生成量可以达到煤炭产量的3%。在煤层尚未采落之前，
其内许多裂隙就已经存在着一些煤尘。这些煤尘是由于煤层在构造运动中受挤压或在开采前受地层集中压力的作用而产生
的，它们和裂隙同时并存在于这些裂隙之中，随着煤层的采落和破碎而进入井下空间，这些煤尘叫做原生煤尘。岩尘主要
产生于岩石或半煤岩掘进工作面。岩巷中风钻打眼将岩石粉碎为极细的颗粒，形成高浓度的浮游的呼吸性粉尘，在采没工
作面放顶或干式充填时也会产生大量岩尘。井下施工的粉状材料有时会成为高浓度的有害粉尘，例如在掘进工作面进行的
锚喷作业时，喷射水泥砂浆或混凝土就产生大量的水泥和砂粒粉尘，它已经成为掘进工作面的粉尘来源之一。
第四讲 煤尘
第二课 粉尘多少有原因 颗粒大小有分别
在不同的矿井里，由于煤层和岩层的地质条件不同，作业方法和机械化程度不同，粉尘的生成量和浓度有很大的差别。
即使在同一矿井里，粉尘多少也很不相同。那么粉尘的生成量及其浓度和哪些因素有关呢？
第一，同煤（岩）层的地质条件有关。煤（岩）层脆性大、节理裂隙发育、疏松而干燥时，产生的粉尘就多；煤（岩）
层的地质构造复杂、断层褶皱多、煤岩受地质运动破坏强烈时，采掘过程中产生的粉尘就多，相反则较少。例如在砂岩、
砾岩或其他大量石英石的岩层掘进时，产生的岩尘较多，而在较软且带有塑性的页岩、泥岩中作业，岩尘则较少。又如开
采坚硬的无烟煤或脆性大的肥焦煤时，产生的煤尘比其他煤种时较多。倾角大的煤层在开采中比倾角小的煤层粉尘浓度大
。
第二，同掘进作业的方法和工艺有关。机械化掘进作业的粉尘量比打眼放炮作业可以高出10倍以上。机械化程度越高，
防尘工作越重要。机械化采掘时，截齿宽度及其排列方式、切割速度及深牵引速度都会影响粉尘的生成量。放顶煤开采时
高位放煤的产尘量远高于中、地放煤。及倾角煤层用倒台阶采煤法比水平分层采煤发粉尘量大。
第三，同通风状况及采掘空间的大小有关。合理的通风风量可以冲淡粉尘浓度并把它带走，风量太小不能有效降低粉尘
浓度，风量过大提高了风速会把沉积粉尘吹扬起来。薄煤层工作面空间较小，粉尘浓度可能相对提高。
粉尘的粒度就是粉尘颗粒的大小，用粉尘粒度的直径来表示，叫做粒径，常用毫米或微米为度量单位。按照粉尘的可见
程度和沉降状况可把粉尘分为三:类第一类是可见粉尘，其粒径大于10微米，在强光下肉眼可见，在静止空气中加速或等
速沉降；第二类是显微粉尘，其粒径为0.25到10微米，在显微镜下才能看见，其中粒径在1微米以上的尘粒在静止空气中
等速沉降；第三类是超显微粉尘，其粒径小于0.25 微米，在电子显微镜下方可看见，在空气中很难沉降而长期悬浮。在
井下照明很差的情况下，有时100微米的尘粒用肉眼也难以看见，大量的呼吸性粉尘更易于被人们忽视。
细微的粉尘由于粒度小、重量轻，在它的表面还吸附了一层空气薄膜，阻碍尘粒相互凝聚，因此在空气中不易沉降。这
叫做粉尘的悬浮性。粒度大、比重大的粉尘相对较易沉降，粒度大于10 微米的尘粒大都可以较快沉降，粒度等于10微米
的尘粒半小时后仍有一部分没有沉降，粒径等于1微米的尘粒在一天之内也沉降不下来。井下沉积煤尘多属于10微米及更
大的尘粒。
在含尘空气中，各种不同粒径粉尘的质量或颗粒粉尘总质量或总颗粒数的百分数叫做粉尘的粒度分布，也称粉尘的分散
度。它反映某一地点粉尘的粒度组成情况。如某掘进工作面在湿式凿岩时，2.5微米以下的粉尘占粉尘总粒数的61.5%,2.5
到5微米的粉尘占28.0%，大于5微米的占10.5%。
第四讲 煤尘
第三课 算算粉尘表面积 看看粉尘啥成分
成块的煤岩被破碎成细微颗粒后，它的总表面积可成千上万倍地增加。例如1厘米见方的均质煤炭表面积只有6平方厘米
，如全部破碎成1微米见方的显微尘粒，粉尘的总表面积将增加1万倍，达6平方米之多。表面积增加的程度和煤岩破碎程
度有关，我们用粉尘的比表面积来表示粉尘的粗细程度。粉尘颗粒越细，其相同体积粉尘的总表面积就越大。粉尘的比表
面积是单位量（净体积、堆积体积或质量）粉尘的表面积。显然，煤岩破碎越细，其比表面积也越大。
由于粉尘表面积的猛增，粉尘的全部尘粒和外界的接触面增大，它们的表面吸附能力、化学活性均迅速增加，使粉尘具
有以下几个特征：1、尘粒表面吸附了一层空气薄膜，阻碍尘粒之间或水滴与尘粒间的聚合沉降。5微米以下的尘粒，只有
在尘粒与水滴具有较高相对速度时，才能被湿润沉降，增加了防尘工作的难度；2、粉尘的比表面积越大，吸附在粉尘表
面的氧分子数量越多，加块了粉尘氧化分解的过程，使粉尘易于发生燃烧和爆炸；3、细微的岩尘由于表面积增大烟尘中
游离的二氧化硅易 作用于人体肺细胞，使肺部引起中毒变形成硅肺病；4、粉尘在产生和运动过程中，由于摩擦、碰撞、
接触带电等原因，各尘粒基本都带有一定电荷，可以设计使用各式电除尘器。
煤矿粉尘是成分很复杂的混合物，其中有煤炭或岩石尘粒，有施工材料和爆破材料形成的尘粒，有各种金属材料磨损形
成的尘粒等，其中主要是煤尘和岩尘。煤岩尘粒本身又有复杂的矿物成分和化学成分，其中对人体危害较大的成分是游离
的二氧化硅，它是使矿工患硅肺病的主要物质。一般说来，煤眼粉尘中的游离二氧化硅实际就是石英一类的矿物，是组成
多种岩石最常见的矿物之一，它几乎是二氧化硅单一化学成分的矿物，以结晶型游离状态存在于多种岩石中，或者单独形
成石英岩体，在另外的某些岩石中，二氧化硅则是以化合物的状态存在，这些非游离的二氧化硅对人体的危害则轻得多。
纯石英是无色透明的，多数石英混有杂质而各种颜色，密度和硬度都很大。在煤矿常见的岩石中，石英是构成各种砂岩的
主要成分，粗砂岩、细砂岩及粉砂岩中所含游离二氧化硅为33%到776%；适应也是砂质页岩、砾岩和泥质页岩的重要成分
，砂质量页岩中游离二氧化硅含量为47%到53%，泥质页岩中游离二氧化硅含量为2.6%到26%,而在煤炭中一般均在5%以下。
我国政府对矿井粉尘的允许浓度，就是按照煤岩中游离二氧化硅的含量而分别作出规定的。对含游离二氧化硅较高的粉
尘，规定了较低的允许浓度，以控制游离二氧化硅对人体的危害。
第四讲 煤尘
第四课 粉尘浓度可测定 煤尘爆炸有条件
浮游粉尘浓度就是在一定体积的含尘空气中含有多少浮游粉尘，它的表示方法有三种：粉尘的数量浓度、质量浓度和呼
吸性粉尘质量浓度。
1、粉尘的数量浓度是采用计数法测尘仪测定的，使一定体积空气中的粉尘附在玻璃片上，然后在显微镜下读出玻璃片上
有多少粒粉尘，最后计算出相当于1立方米空气中所含有粉尘颗粒的数量；用颗/立方厘米表示。
2、粉尘的质量浓度是表示单位含尘空气体积中粉尘的质量，用毫克/立方米表示（1克等于1000毫克）。质量浓度的测定
是使一定体积的空气通过滤尘膜把粉尘过滤下来，称出滤膜在过滤前后的重量，可算出过滤下来的粉尘质量，最后计算出
相当于1立方米空气中含量的粉尘质量。由于滤膜可以将各种粒径的尘粒全部过滤下来，因此采用这种方法测定的质量浓
度是全尘浓度。
呼吸性粉尘的质量浓度表示单位体积空气中含有呼吸性粉尘的质量，用毫克/立方米表示。它的测定可有两种方法：一种
是采用呼吸性粉尘采样器，将尘粒较大的非呼吸性粉尘按重力沉降原理淘析分离，而将呼吸性粉尘留在过滤器的滤膜上，
经称量计算可得出每立方米空气中的呼吸性粉尘质量；另一种是快速直读测定法，利用光电转换，用射线吸收等原理直接
测得空气中呼吸性粉尘的质量浓度。呼吸性粉尘的质量浓度直接反映了引发尘肺病的危险程度。
煤尘爆炸是煤矿主要自然灾害之一。同时具备以下三个条件就可以发生煤尘爆炸：
1、煤尘本身具有爆炸性。煤尘是否有爆炸性，应当在井下采取煤样，送国家规定的鉴定单位进行煤尘爆炸性鉴定后确定
。一般来说，无烟煤除个别情况外大多无爆炸性，而其他各类煤炭均属爆炸性煤尘。煤的碳化程度越低，挥发分产率越高
，煤尘的爆炸性就越强。据爆炸性鉴定结果统计，我国90%以上的煤矿均有煤尘爆炸危险。煤尘发生爆炸时，粒径为1毫米
及更小的煤尘都能参与爆炸，但爆炸的主体是粒径小于0.075毫米的煤尘。
2、浮游煤尘具有一定的浓度。煤尘能够发生爆炸的最低或最高浓度叫做爆炸的下限或上限浓度。低于下限浓度或高于上
限浓度的煤尘都不会发生爆炸。不同种类的煤炭和不同的试验条件所得到的爆炸上下限浓度是不相同的，但一般说来，煤
尘爆炸的下限浓度为30—50克/立方米，上限浓度为300—400克/立方米，其中爆炸力最强的浓度为300—400克/立方米。
井下空气中如果有瓦斯和煤尘同时存在，可以相互降低两者的爆炸下限，从而增加瓦斯煤尘爆炸的危险性。瓦斯浓度达到
3.5时，煤尘浓度只要达到6.1克/立方米就可以发生爆炸。
3、具有点燃引爆煤尘的高温热源。煤尘爆炸的引爆温度一般为650到990摄氏度，这种温度在井下各种作业地点是容易产
生的，温度越高越容易引爆。空气中含氧量降低，则引爆温度升高，含氧量低于17%时，煤尘就不会爆炸。
第四讲 煤尘
第五课 煤尘爆炸原因多 过程特点要了解
我国大多数煤矿属于具有煤尘爆炸危险的矿井/在矿井生产过程中，有不少作业时间和地点可能产生浮游煤尘达到煤尘爆
炸的浓度下限。如在煤层中放炮时及放炮后的短时间内，煤炭受剧烈破碎并将附近的沉积煤尘扬起，迅速使悬浮的煤尘达
到下限浓度；在煤仓及溜煤眼上下口、在井下翻车机等运煤容器集中卸载地点以及综采放顶煤的放煤口附近常有可能被引
爆的浮游煤尘。特别是矿井巷道中普遍有大量连续沉积的落尘，这些煤尘如果重新飞扬在空气中就可迅速达到爆炸下限的
浓度，这是许多局部性事故迅速扩大成为区域性乃至全矿性特大恶性事故的主要原因。矿井可以引起煤尘爆炸的火源是经
常可能发生的，如放炮火源、电气火花、碰撞火花或局部的火灾或沼气爆炸等。
引爆煤尘的直接原因常见的有以下几种：1、使用不符合安全要求的炸药在煤层中放炮，放炮火焰把爆破后扬起的煤尘引
爆；2、不适当地使用毫秒雷管或在煤层中使用段发雷管，使后起爆的爆破火焰点燃先起爆形成的高浓度煤尘和沼气；3、
违章放炮，如不掏炮眼煤尘，不装炮泥和水炮泥，用可燃物代替炮泥，放炮前不洒水冲尘等，使放炮出现明火；4、在有
煤尘沉积的地点放明炮处理堵仓；5、在煤层中放连珠炮，用多根导线或多台放炮器连续放炮；6翻车机附近的电气火花引
爆集中卸载的飞扬煤尘；7、斜井跑车碰撞火花点燃飞扬煤尘；8、局部火灾或瓦斯爆炸引爆被吹扬起来的沉积煤尘。
具有爆炸性的煤尘遇到火源时，火源周围煤尘迅速气化防出可燃性气体，这些气体与空气混合被点燃，燃烧的热量传递
给附近的煤尘又使它们受热气化和燃烧，这种煤尘气化不断循环扩展开开来，传播速度越来越快，最终使煤尘的燃烧转变
为爆炸。在发生爆炸的地点，空气受热膨胀，空气密度变稀薄，在一个极短时间内形成负压区，外部空气在气压差的作用
下向爆炸地点反流冲击，带来新鲜空气，这时爆炸地点如还有煤尘、瓦斯和火源，可能连续发生二次爆炸，造成更大灾害
。
煤尘爆炸可放出大量热能，爆炸火焰温度高达1600—1900摄氏度，是人员和设备受到严重损害。煤尘爆炸时，爆源10到
30米内的破坏程度较轻。在爆炸区，离爆源越远、爆炸压力越高，爆炸力破坏越强。经实测的煤尘爆炸压力可达到1.925
兆帕（相当于19个大气压）。在煤尘爆炸中，火焰的传播速度和爆炸冲击波速度越传越快，而冲击波越来越超前于火焰的
传播。这样，巷道中沉积煤尘先被冲击波扬起，尔后随即被火焰点燃爆炸，使爆炸不断向远处蔓延。经实测火焰传播速度
为610—1800米/秒，而冲击波最高速度据计算可达2340米/秒。煤尘爆炸气体中有大量的二氧化碳和一氧化碳，灾区空气
中一氧化碳含量可高达2%—3%，这是造成人员死亡的主要原因。结焦性的煤尘发生强烈爆炸时，有部分煤尘被焦化而形成
交谈皮渣或粘块附着于支柱的背风侧，而迎风侧有烧痕；在弱爆炸时，皮渣与粘块在支柱的迎风侧。
第四讲 煤尘
第六课 尘肺形成原因多多 尘肺病危害极大
尘肺病的发病年限、病情轻重、得病人数与矿井的下列因素有关：
1、粉尘的成分。粉尘中游离二氧化硅含量越高，发病的年限越短，得病的人数也多。在含有80%—95%游离二氧化硅的粉
尘空气中工作，发病年限可缩短到一年半。
2、粉尘的浓度。在浮游粉尘浓度很高的环境中工作，进入肺部的粉尘多，使发病年限缩短，病情发展也很快，得病人数
也多。因此降低粉尘的浓度是预防尘肺的最主要措施。
3、粉尘的粒度。在各种粉尘的粒度中，粒径大于25微米的尘粒被鼻毛阻留在鼻孔内，5—25微米的尘粒大多阻留在鼻腔
的通道和湿润的黏膜上，一部分则阻留在呼吸道的表皮上，以上这些较大的尘粒都可以通过咳嗽或 其他形式排出体外。
最后进入肺内的属于5微米以下的尘粒，其中一部分还可在呼吸时排出体外，一部分则留在肺细胞中。留在肺内尘粒多为
0.2—2微米的粉尘，因此，呼吸性粉尘含量越大则尘肺发展越快。
工人接触粉尘工龄越长，在肺内沉留的粉尘越多，发病可能性越大，当然这也和接触的粉尘浓度和成分相关。
工人体质不同，肺部抵抗侵害的能力也不同。一般情况下得病的只是一部分人，而且病情的严重程度也不一致。因此，
安排好工人生活，保证必要的休息和睡眠，增强矿工的体质和对粉尘侵害的抵抗力都是预防煤矿职业病的重要措施。
矿工长期过量吸入细微粉尘而引起的以肺组织纤维化为主的职业病称为尘肺病。尘肺病有硅肺病、煤肺病和煤硅肺病三
种：
1、硅肺病。长期过量吸如含结晶型游离二氧化硅的岩尘可引起硅肺病。矿工在高 浓度的岩尘空气中工作，一般平均5—
10年就能得硅肺病，有时可能在2—3年甚至一年半之内就会得病。硅肺病的发展期可分为三期：一期硅肺病往往无症状，
有的在紧张劳动时感到呼吸困难。稍有干咳、胸痛；二期硅肺只是在中等劳动时才感到呼吸困难和干咳、胸痛；三期硅肺
在一般休息或工作时都感到呼吸困难、咳嗽带痰和胸痛，重者出现全身衰竭，容易并发肺结核，这是硅肺病死亡的主要原
因。硅肺病的病因主要是硅尘进入肺部后，硅尘中的二氧化硅使肺部抵抗粉尘侵害的吞噬细胞受到破坏，引起肺纤维性硬
化而失去正常功能。
2、煤肺病。长期过量吸入煤尘所引起的尘肺病叫做煤肺病。它的病情比硅肺病缓和些，且得病的年限较长，但最终也能
使矿工失去劳动能力。在高浓度煤尘爆炸空气中工作，一般10到15年可得煤肺病。
煤硅肺病。接触煤尘又接触硅尘的工人有可能得煤硅肺病。它的病情和得病年限比单纯煤肺病严重得多，兼有煤肺和硅
肺的特点。
煤矿的尘肺病是威胁矿工安全健康和生命的一把软刀子，我们应当充分重视，只要认真执行矿井综合措施，各种尘肺病
都是可以预防。
第四讲 煤尘
第七课 掘进打眼要防尘 综合防尘须做好
掘进工作面打眼的防尘有三种：
1、风钻湿式凿岩。将压力水经过风钻和钻杆中心孔送到炮眼底部，把岩粉从炮眼中湿润并冲洗出来达到防尘目的。湿式
凿岩可使粉尘从1000毫克/立方米以上降到10毫克/立方米左右。按供水方式分，有侧式供水和中心供水两种。中心供水是
在风钻的中心装有水针，水针前端插入钎尾的中心孔，后端通过弯头与供水管相连。凿岩时，水通过水针和钎尾中心进入
炮眼。水压应低于0.1—0.15兆帕,防止机膛进水.侧式供水是从风钻机头的侧面直接向钎尾供水,凿岩时打开水阀,压力水
从供水管进入供水套,经过橡胶密封圈的水孔和钎尾侧孔流入钎杆中心水空直达炮眼内.侧式供水的优点是减少漏风,压风
不致进入炮眼,提高了风钻活塞冲击力和湿润粉尘的能力.
2、干式凿岩捕尘。一般在缺水的矿井使用,可分为两种：一是干式孔底捕尘。经过钎杆中心孔、风钻机头和连在机头上
的输尘软管，将炮眼内的粉尘抽到干式捕尘器中去，含尘空气的流向恰好同侧式湿式凿岩时水流的方向相反，炮眼口的空
气向孔内流动，避免了孔内粉尘飞扬到工作面来。含尘空气经干式捕尘器的滤袋净化后，重新排到工作面中；另一种是孔
口干式捕尘。通过炮眼口的捕尘塞和连在捕尘塞上的抽尘管，把炮眼内的粉尘抽到一个滤尘袋中去，过滤后的干净空气回
到巷道内。
3、湿式电钻同侧式湿式凿岩一样，水冲孔内粉尘，达到降尘的目的。
煤矿井巷掘进工作面是粉尘生成量大而集中的工作场所。岩石掘进工作面的岩尘含游离二氧化硅很高，一般为30%—70%
；掘进打眼产生的呼吸性粉尘可占全尘的80%—90%；锚喷作业的水泥细砂粉尘严重。所以岩石掘进工作面成为硅肺病危险
性最大的地点。煤巷掘进工作面瓦斯含量较大，它同浓度很高的煤尘混合在一起，更提高了爆炸的危险性。事实表明，煤
矿多数煤尘爆炸事故都是从煤巷掘进工作面开始发生，然后向外扩展成大规模恶性事故的。由此可见，搞好掘进工作面的
防尘工作对煤矿安全生产关系极大。
掘进工作面工序复杂，产尘点的位置多变，各工序均能生成粉尘，通风和作业条件相对较差，因此必须针对不同尘源分
别采取多种措施，实行综合防尘，才能使作业的全过程达到国家规定的粉尘允许浓度。建国以来，在掘进综合防尘方面积
累了丰富经验，近十多年来，我国对综合机械化掘进的防尘也进行了大量研究并逐步推广应用。炮掘工作面综合防尘措施
主要有：1、湿式凿岩、孔口干式捕尘、湿式电钻或风镐；2、放炮时使用水炮泥、水风喷雾、爆破自动喷雾、水幕空气净
化等；3、冲洗帮顶和洒水装渣；4、锚喷的潮料喷射、低压近喷、机具改革、水幕净化；5、加强通风除尘，合理风速，
混合式通风、风流净化、湿式除尘风机等。掘进工作面的综合除尘措施主要有：1、合理切割参数，截割头内外喷雾；2、
长压短抽通风；3、附壁风筒向迎头供风；4、迎头喷水降尘；5、从集尘器将粉尘抽出进行湿式或干式滤袋除尘。
第四讲 煤尘
第八课 掘进放炮须防尘 装渣防尘风除尘
掘进放炮后的粉尘浓度可超过1000毫克/立方米，而且几小时后仍然有数十毫克之多，整个巷道都充满浓烟粉尘。因此必
须采取多种措施才能得到理想防尘效果。
1、使用水炮泥。用装满水的柱形塑料袋当炮泥，放炮时借助于爆破冲击力使水散成雾状起到降尘作用，并可消除爆破火
焰，提高爆破安全性。水炮泥用不燃烧性塑料袋，水袋有自动封口性能，袋中注满水后不会流出。袋内水压应用黏土炮泥
封住。这是一项防尘和预防放炮引起瓦斯、煤尘爆炸的极其重要的措施。
2、放炮喷雾。以压缩空气作动力。使具有一定压力的水通过各种形状的喷射器喷吹成水雾射向工作面爆破空间内降尘。
喷射器可以有鸭嘴形或圆锥形的，使用的风压为0.5—0.6兆帕，水压为0.3兆帕，鸭嘴形喷射器有效射程为5—6米，其他
喷射器可达10米。放炮前，将喷射器悬挂在巷道两帮，距工作面迎头8—10米高两米左右，喷嘴对着迎头并接通风水管。
放炮时，在远处 风水阀门形成强有力的水雾射流，封住工作面的炮烟粉尘。
3、水幕净化。用若干喷嘴在离工作面约30米左右处设置一个水幕，以过滤从工作面排出的炮烟和粉尘。喷嘴口偏向工作
面，随工作面前移10米而向前挪动一次，水幕降尘率可达50%。
4、放炮前后冲洗岩帮或煤帮。这样可减少放炮引起的粉尘飞扬。煤巷掘进时，放炮前后在工作面20米范围内必须洒水消
尘。
装渣是洒水喷雾是常用的防尘方法。其方式有以下几种：
1、人工洒水。对崩落的煤岩进行分层洒水边装边洒，以洒透匀湿为准。可使装渣的粉尘浓度降至2毫克/立方米以下。2
、在装岩机或耙斗机前端两侧机身上安装喷雾器洒水，水雾射向铲斗或耙斗前方使装洒同步进行。3、在距工作面一定距
离在巷顶两册悬挂喷嘴，对准铲斗或耙斗装渣区域喷雾洒水，喷嘴随工作面推进而移设。
为使工作面和巷道内粉尘浓度保持在允许浓度范围内，还必须采取有效的通风除尘方法，如：1、净化风流。即降低进入
掘进工作的新鲜风流中的粉尘浓度，使之不超过0.2毫克/立方米。一般可在压入式通风的风筒中安装1至2个水喷雾器，对
着风流进入方向喷雾，净化进风流的粉尘。2、加强通风，保证在回风中有必须的风素以排除粉尘。《煤矿安全规程》第
101条规定，采煤工作面、掘进中的煤巷、半煤岩巷最低风速不得小于0.25米/秒，掘进中的岩巷不得小于0.15米/秒，但
最大风速均不得超过4米/秒，防止粉尘吹扬3、采用压入和抽出混合通风方式进行局部通风。它既可有效冲淡工作面的瓦
斯和煤尘，又可消除巷道全长范围内的粉尘和炮烟。但抽出式风机必须保证不会印染抽出风流中的瓦斯和煤尘，如选用水
射流风机或湿式除尘风机等；4、配备除尘风机将工作面含尘空气派舞蹈巷道内。它和压入式通风合理匹配使用，能有效
改善掘进工作面的粉尘状况。
第四讲 煤尘
第九课 综掘防尘措施多 锚喷作业想防尘
综掘工作面在没有防尘措施的情况下，粉尘浓度一般为2000—3000毫克/立方米，个别可达到6000毫克/立方米，因此必
须采取一整套有效的综合防尘措施才能达到规定的允许粉尘浓度。主要防尘措施有以下几项：
1、掘进机的内外喷雾。内喷雾是将压力水通过掘进机内部供水通道送到截割头上的若干喷嘴上。随截割头的旋转而随刀
具喷雾。外喷雾是在掘进机截割臂上安装环形外喷雾架，价上设若干喷嘴，使压力水通过环形外喷雾系统形成的包络截割
头的水幕网，阻止粉尘扩散并使之沉降，降尘率一般可达50%—70%。
2、配备除尘器或除尘风机。在紧靠工作面的掘进机司机座位前方，设置扁而宽的吸尘罩，将掘进机截割头切削生成的高
浓度含尘空气吸入罩内由导风筒引至巷道后方的除尘器净化，净化后的空气排入巷道内/除尘器或除尘机可分为电动的和
水射流的两种，电动除尘器除设有能预防引燃沼气的风机外，还在其前后设置喷雾净化和滤网膜装置，净化效果很好，全
尘除尘率达90%以上；水射流除尘器是以压力水高速喷射形成的负压产生风量并使吸入的含尘空气经过雾状水射流的喷淋
而净化。
3、设置附壁风筒。将附壁风筒串接在压入式风筒的出风口，当除尘器工作时，关闭附壁风筒端头的排风口，风流即从其
狭缝状的喷口高速横向喷出，将原有压入式的轴向风改为沿巷壁的旋转风并在整个巷道断面内以一定速度向工作面推进，
在掘进机司机前方，形成阻止粉尘由工作面向外扩散的空气屏幕，净化了巷道内空气，提高了除尘器除尘的效率。
锚喷支护作业地点粉尘浓度很高，其主要防尘措施有；1、配制潮料向喷射机上料。沙石预先用水浇透，按比例和水泥拌
成潮料后送入喷射机，可大幅度降低拌料、注料和喷射时的产尘量又不易在输送料管内粘壁。2、双水环加水。两水环间
距15—20厘米共用一个水阀，其出水射流方向相反，使物料和水换向反复搅匀，减少干粉喷出。还可在喷枪水循环后面6
—8米处增加一个预湿水环，进一步提高湿润均匀程度。3、加接异径葫芦管。在输料管的中间部位加接0.8米左右的异径
葫芦状铁管,并使两个加水水环位置于它的两端,物料和水通过葫芦管产生涡流加强搅拌,进一步减少干粉。4、低压近喷。
在使用潮料条件下，输料距离为30—40米，采用低风压近距离喷射可降低粉尘和回弹。风压不超过0.2兆帕，喷枪嘴距巷
帮300—450毫米、距巷顶450—600毫米为好。5、使用锚喷除尘器。将喷射机上料口、排气口等处严重外泄的粉尘吸入除
尘器，由除尘器内的喷雾和滤网将粉尘捕集，净化后的空气再返回巷道内。也可将除尘器的吸尘罩置于喷枪附近，吸去喷
射时的含尘空气予以净化。6、选用新型湿喷机，将事先搅拌好的混凝土用湿喷机通过输料管和喷枪进行喷射，从根本上
解决干式喷射机的粉尘危害。7、水幕净化和通风除尘。在喷射作业地点的回风中设置喷雾水幕，以过滤含尘空气，为保
证喷射地点的风量，风筒口离作业点最好在10米左右，有效及时地带走粉尘。喷射前冲洗帮顶洗去落尘。
第四讲 煤尘
第十课 煤层注水可防尘 落煤作业要防尘
煤层注水就是通过煤层中的钻孔将水压入尚未采落的煤体中，使水均匀地分布在煤体的无数细微裂隙和孔隙内达到预先
湿润的目的，从而减少开采过程的煤尘生成量。这是回采工作面积极有效的防尘措施，降尘率一般在50%—90%。按照注水
钻孔的形式，可分为长孔、短孔和深孔三种。长孔一般平行于走向长壁工作面，由风巷或机巷沿煤层打俯斜或仰斜孔，孔
深一般是工作面长的1/3—2/3，钻孔走向间距在10—20 米。短孔和深孔都垂直于工作面布置。短空孔深2米左右，注一次
水可供采一个循环。孔深10米左右，注一次水可采一周。我国大多数矿井都采用长孔注水，它的优点是采煤和注水作业互
不干扰，注水时间可按需要加长，一次湿润范围大而均匀。按照注水方式又可分为静压注水和动压注水。静压注水是利用
地面水池到井下用水地点所具有的静水压力，通过矿井防尘管网直接将水压入注水孔。它的优点是不需要注水专用泵，工
艺操作简单，可长时间低流量连续注水，最终取得湿润均匀的良好效果。静压注水的压力一般均低于2兆帕。在透水性较
差的煤层中注水需要较高的注水压力，可根据需要选择各类注水专用泵进行动压注水，注水压力可在2—15兆帕之间。《
煤矿安全规程》第154条规定，采煤工作面应采取煤层注水防尘措施。
1、在炮采或风镐采煤工作面，落煤生成的煤尘很大，除采用预湿煤体的防尘措施外，还必须在落煤作业时采取多种防尘
措施。这些措施是：
2、用水电钻进行湿式打眼。使用中空麻花钻杆及湿式煤钻头，供水压力在0.2—1.0兆帕，供水量5—7升/分。使排出的
煤粉成糊状。采煤工作面应具备水电钻的供水系统。
放炮使用水炮泥。每个炮眼可装入1—2个水炮泥，可分别放在炸药的两端或采用外封式集中置于孔口一端，然后用炮泥封
满。
3、放炮喷雾。放炮前使用水冲洗煤帮，放炮后出煤前再冲洗一次，并洒湿落煤表面。放炮时应打开工作面内及上出口设
置的乳化液也可湿润浮煤。
4、人工攉煤的防尘。在出煤过程中边出煤边洒水，减少煤尘的飞扬。在支柱的移设中，外注式单体液压支柱撤柱时排出
的废乳化液也可湿润浮煤。采煤面所有刮板运输机的转载点均可设置喷雾装置，减少由转载产生的大量飞尘。
5、采用湿式风镐落煤。在普通风镐机体上增加供水系统，用自动控制阀门使风镐在工作时才有水喷出，喷嘴指向钎头及
时捕集爆破时产生的煤尘，降尘率可达70%以上。
在急倾斜煤层可采用长炮眼水封爆破进行落煤，炮眼沿倾斜全长布置，装药后向孔内注满水，然后封孔爆破，可有效降
低煤尘、瓦斯量，放一次炮崩落一个循环进度的煤体，煤炭可自溜运出。
第四讲 煤尘
第十一课 机采作业要喷雾 综采综放须防尘
在采煤机作业时，煤炭受机械的快速切割而产生大量煤尘，是采煤工作面的高产尘区。为此，采煤机作业的防尘是采煤
面防尘的重点，是创造良好采煤劳动环境的保证。
1、选择合理的切割参数和刀具结构。适当加大切割深度、减小切割速度，选用点击式的镐形截齿，改进切割刀具的排列
形式，可以大幅度减少煤尘的产生量。
选择合理的切割参数的刀具结构，适当加大切割深度，减小切割速度，选用点击式的镐形截齿，改进切割刀具的排列形
式，可以大幅度减少煤尘的产生量。
2、采煤机的内喷雾。安装在采煤机旋转滚筒上的喷嘴将压力水直接喷射到截齿的切割点上实现湿式切割，降尘效果明显
。压力水是由专用喷雾泵供给，通过采煤机内部供水通道送到滚筒上的喷嘴。《煤矿安全规程》第69条规定：内喷雾压力
不得小于2兆帕，喷雾耗水量不少于100—150升/分。在煤矿现场工作中，内喷雾的使用效果差别较大，主要原因是水的杂
质多而盘嘴的清洗不及时造成的，只要保证水压，定时清洗喷头，配套使用水质过滤器，内喷雾降尘效果是可以稳定的。
3、采煤机的外喷雾。采用喷雾器将喷雾泵直接提供的压力水向截割区喷雾，以控制含尘风流向流向并降尘净化。喷雾器
有单水喷雾器、组合喷雾器和引射喷雾器等。组合喷雾器由多个喷嘴组合而成，耗水量高、扩散面大，水雾密封滚筒尘源
效果好。引射喷雾器是用压力水作动力造成引射气流，驱动含尘空气定向运动，同时在水压和气流作用下提高了水的雾化
程度射速。它可以使提高浓度含尘空气大部分引向煤壁流动，减少含尘空气对司机和人行道的污染并同时使含尘空气在告
诉喷雾下净化。《煤矿安全规程》第69条规定：外喷雾压力不得小于1.5兆帕。现代大型采煤机防尘多采用含尘气流控制
，水雾屏障和喷雾降尘等综合外喷雾技术治理粉尘。
综采或综放顶煤的防尘应由煤层注水、采煤机防尘、自移液压支架的降架移架防尘、转载及破碎防尘和通风排尘等综合
防尘措施。
实测证实，综采工作面移架作业的产尘量约占整个工作面产尘量的30%左右，有的高达900—1600毫克/立方米。移架作业
的防尘主要是依靠安装在支架上的各类喷嘴进行的；顶梁两侧的喷嘴主要指向煤帮板及相邻架顶之间喷雾；使护梁两侧的
喷嘴向架间喷雾同时向采区空区浮渣喷雾；放煤口的防尘是在放顶煤的综采液压支架上安装一组针对放煤口的喷嘴，当放
煤时开启喷嘴捕集放煤口的煤尘。为提高液压支架移架和放煤作业的降尘效果，可同时开启本架及下风侧临近的各类喷嘴
。。为实现液压支架的各项作业与喷雾降尘同步自动进行，我国研制并推广应用了自动喷雾多功能控制阀，简化了操作，
确保了喷雾措施的实施，使作业点的粉尘浓度降低80%以上。液压支架自动喷雾多功能控制阀是受液压支架液压系统控制
的集中水阀。当支架的立柱、移架或放煤插板的千斤顶动作时，从而实现自动的同步喷雾。
在综采放顶煤工作面，除了采取综合防尘措施外。放煤支架的选型对产尘量的影响极大。高位及中位放煤的液压支架因
放出的顶煤有1—2.5米的自由坠落高度,其产尘量可高于低位放顶煤几倍至几十倍。因此，从防尘及减少顶煤损失考虑，
低位放煤液压支架日益得到广泛应用。
第四讲 煤尘
第十二课 定点喷雾来将尘 个人防护要做到
在采掘工作面的诸多防尘措施中，煤炭或岩石虽然受到了一定的湿润，但在运输、装运和转载中因机械的翻动和水分的
蒸发，通常会有不同程度的再破碎和粉尘飞扬，有时甚至出现严重的尘害。因此井筒及各类巷道中的定点喷雾降尘是煤矿
综合防尘极为重要的组成部分。《煤矿安全规程》第154条规定：井下煤仓防煤口、溜煤眼防煤口、输送机转载点和卸载
点。以及地面筛分厂、破碎车间、带式输送机走廊、转载点等地点，都必须安设喷雾装置或除尘器，作业时进行喷雾降尘
或用除尘器除尘。定点喷雾降尘的实际过程，是粉尘颗粒与喷雾的雾滴相碰撞被湿润，经再凝结增加重量而迅速下降。因
此喷雾降尘效果与雾滴大小、雾滴密度、雾滴与尘粒的相对速度有密切关系。密度大而细微的雾滴容易湿润细微粉尘；雾
滴的密度大，则雾滴与尘粒碰撞的机会多；而雾滴的运动速度大，则碰撞尘粒的动能也大，尘粒易于被湿润。为保证定点
喷雾的降尘效果，应当根据不同的需要选用合适的喷嘴和确定合理的耗水量。如果煤岩干燥且产尘量大，可适当加大水量
提高水压，提高雾化程度和密度，增大雾滴的动能。在定点喷雾中应选用定型生产的系列喷嘴，并经常保持喷嘴的完好和
畅通，随时根据煤岩湿度调节喷雾水量。喷雾水压一般为0.5—2兆帕，水量为2—10升/分。为实现定点喷雾的自动化，可
选用机械式的、油压式的、光控式和触控式的各类自动喷雾洒水装置，加强定期检查和维护，有效控制和净化井巷中各个
尘源。
煤矿实行综合的防尘措施，显著改善了井下作业环境，使许多作业地点的粉尘浓度达到了国家规定的卫生标准。但由于
技术上、管理上和条件多变等因素，常常在一些作业地点或作业时间内粉尘浓度仍然很大，有的甚至还相当严重。防止这
些粉尘侵入人体呼吸器官，对保护矿工健康有重要意义。因此，矿工实行个体防护就成为煤矿综合防尘不可缺少的环节。
个体防护的主要措施是佩带防尘口罩。防尘口罩有三种类型。第一类是自吸式口罩，它靠人体肺部吸气使空气通过口罩的
滤料，将粉尘滤下后进入肺部。自吸式口罩可分为简易口罩和带换气阀口罩两种。常用简易口罩有纱布口罩或泡沫塑料口
罩等；带换气阀口罩装有吸气阀和呼气活瓣，滤料装在专门的滤料盒内，用脏可更换。吸入的空气经过吸气阀由绿料过滤
后进入肺部，呼出的气体则由呼气活瓣直接排出口罩。因此这种口罩的呼吸阻力较低而阻尘效果好，是我国煤矿广泛使用
的个体防护用具。第二类是动力身口罩，他借助微型风机使空气通过滤料净化后送到口罩内或头盔的面罩内供呼吸用。我
国生产的有送风口罩和安全防尘帽。第三类是压风呼吸器，它使井下风管中的压缩空气经过过滤、消毒、减压后通过导管
送入口罩内供呼吸用。这是一种隔绝式的动力个体防护用具。可用于具备压风管路的岩巷或其他巷道中。它不仅是防尘的
有效用具，同时可免除炮烟及有害气体的侵害。当瓦斯突然增大造成缺氧时，它可有效维护矿工的正常呼吸。
第四讲 煤尘
第十三课 沉积煤尘能参爆 隔绝爆炸有办法
井巷中沉积煤尘重新飞扬起来，很容易使巷道空间的浮游煤尘浓度达到爆炸界限而发生或扩展爆炸，常常造成区域性或
全矿性特大恶性事故。因此，经常处理井巷沉积煤尘是预防矿井重大灾害的极为重要的工作。常用以下几种方法处理：
1、清扫法。把沉积在巷道帮顶、支架和设备表面上的煤尘清扫干净，将扫落的煤尘集中起来清运。
2、冲洗法。用水把巷到帮顶和支架上的煤尘清除出去。这种方法能够将沉积煤尘清除得比较干净，而且简单易行，因此
在煤矿中长期得到普遍应用。冲洗工作每隔一定时间进行一次，间隔时间的长短根据煤尘沉积的快慢来决定。在采掘工作
面附近的回采或准备巷到以及煤尘集中飞扬地点的下风侧，要经常反复冲洗，才能保持无煤尘堆积的良好工作环境。
3、撒布岩粉法。定期在井巷周壁和支架上撒布岩粉，增加沉积煤尘中的不燃性物质，以防止煤尘参与爆炸。这是一种行
之有效的防止煤尘爆炸的措施，在世界各国得到广泛应用。
4、粘结法。把含有表面活性物质的湿润剂和吸水盐类的水溶液喷洒在井巷周壁和支架的表面上，粘住沉积的煤尘和后来
陆续沉积的煤尘，使之不会重新飞扬成为浮游煤尘。水溶液中的吸水盐类能吸收空气中的水分使喷洒后的帮顶保持潮湿不
断粘附煤尘，而湿润剂能使煤尘更容易粘附牢固。
井下局部地点发生燃烧或爆炸事故后，沉积的煤尘被扬起并使爆炸迅速传播。为了把已经发生的爆炸断开、控制住，阻
止它继续扩展，就必须采取隔爆措施，把爆炸局限在较小范围内，避免酿成大规模的恶性事故。常用的隔爆措施有以下两
类：
1、被动式隔爆棚。它包括被动式岩粉棚、被动式水槽棚和被动式水袋棚三种形式。其作用是当发生局部煤尘或瓦斯爆炸
时，由于超前于爆炸火焰传播的冲击波的作用，将隔爆棚吹翻或击碎，使棚架上或槽子内的抑爆剂{岩粉或水}飞散开来，
在巷道中造就一个高浓度的岩粉或水雾带，即使与该处被飞扬起的沉积煤尘混合，也能阻止随后到达的爆炸火焰的蔓延和
沉积煤尘的参与爆炸。被动式隔爆棚在爆炸冲击波作用下要求动作灵敏可靠。装设的岩粉或水的数量由巷到断面与爆炸强
弱综合确定并应符合《煤矿安全规程》规定。
　　2、自动式隔爆装置。它是借助于传感器将爆炸瞬间出现的火焰、压力和温度急剧的变化迅速地接收下来并加以认别
，随即转换为电讯号向控制主机给出测定火焰速度的信号；控制主机具有计算机功能，当接到信号后即以侧速器侧出火焰
的速度，按事先编制的程序判定爆源火焰到达喷撒器位置的时间，并根据这一时间及时向喷撒器发出喷撒抑爆剂的指令，
最后由喷撒器在预定地点喷出一定浓度的抑爆剂把刚刚到达的火焰扑灭。国产自动式隔爆装置采用红外光学传感器探测和
识别爆炸燃烧火焰，可排除非爆炸光源的影响；该装置在距离爆源10—20米范围内即可将爆炸火焰隔断扑灭。
第五讲 火
第一课 矿井火灾的原因 火灾分类及特点
凡发生在井下的火灾，以及发生在井口附近但危害到井下安全的火灾，都叫做矿井火灾。
发生矿井火灾的原因有两种：一是外部火源引起的火灾，二是煤炭本身的物理化学性质的内在因素引起的火灾。因此，
矿井火灾分为两类：外因火灾和内因火灾。
1、外因火灾，又称外源火灾。违章在井下吸烟，在井下拆卸矿灯、放明炮、电焊、气焊等，都可能引起井下火灾。
井下电气设备使用不当或维修不及时而短路所产生的电弧火花，可引起井下火灾。
矿井瓦斯、煤尘的燃烧或爆炸，可以引燃井下可燃物而形成矿井火灾。
还有违反操作规程和违章放炮，例如用明火或动力线放炮，火药变质、放糊炮等等都可能引起井下火灾。外因火灾一般
发生在井口附近、井下硐室、采掘工作面和有电缆的木支架巷道等处。
2、内因火灾，又称煤炭自燃。有的煤炭由于自身的物理化学性质具有自燃性，与空气接触后能氧化生热，如果散热条件
不好，就会自燃。内因火灾主要发生在采空区、冒顶处和压酥的煤柱中。采空区中，尤其采用回采率低的采煤方法时，采
空区中遗留的煤炭多，最容易引起煤的自燃。采空区中的自然发火占全矿井自然火灾总数的80%左右，所以对于有自然发
火危险的矿井，应及时封闭采空区，防止漏风，并采取黄泥灌浆或洒阻化剂等方法来防止采空区中煤的自燃。
矿井火灾与地面火灾不同，它有自己的特点：
井下空间小，工作场所窄；电气设备多，坑木等易燃物多，煤本身就可以引燃，再加上防火设施不健全，灭火器材不齐
全，井下又有新鲜风流，一旦发生火灾，不像地面火灾那样容易扑救。而且各种火灾（如电气失火、油料起火、瓦斯爆炸
形成的火灾及煤炭自燃等）都会发生，扑救方法也各不相同。如果灭火不及时或处理不当，就会蔓延发展，往往酿成大火
，这就使得灭火工作更加困难。同时，井下工作人员集中，遇有火灾，不知道发生在何处，难于躲避和疏散，这都会加重
火灾造成的损失。
自燃火灾多发生在煤柱或采空区中，没有明显火焰，燃烧过程缓慢，不易被人们发现，也不容易找到火源的准确位置，
一经察觉，以成火灾，只好进行封闭。所以这种火灾延续时间长，可达几个月、几年甚至几十年。自燃火灾还生成大量的
一氧化碳，以致造成人员中毒伤亡。
井下自燃火灾一般发生在通风不良的乱采乱掘或冒顶处；封闭不及时或不严密的采空区；被压酥产生列席的煤柱；厚煤
层分层开采的急倾斜煤层开采回采率低、丢煤多的采空区。上述地点更要注意防止煤的自燃。
由于条件所限，井下火灾不同于地面火灾，每个工作人员不但要提高警惕，严加防范，认真执行作业规程和操作规程，
而且还要针对井下繁荣特殊情况，采取专门的防灭火措施，掌握灭火器具的使用方法，一旦发生火灾就能有效加以扑救。
第二课 矿井火灾危害大 预防火灾有措施
火灾是无情的，它给人们带来灾难。矿井火灾也不例外，它能造成大量的矿物资源和物质财富的损失，并能引起瓦斯、
煤尘爆炸，还可以产生“火风压”使风流逆转，造成通风系统紊乱。而且，矿井发生火灾以后，产生大量剧毒的一氧化碳
气体，使井下人员中毒伤亡。
据不完全统计，截至1994年12月，国有重点煤矿总发火次数达9974次，封闭采区718个，冻结煤量总计达到4305.8万吨，
影响煤量13271.5万吨，至今仍有残存火区420个。国有地方煤矿总发火3639次，封闭采区671个，冻结煤量1883.6万吨，
影响煤量2820.7万吨，至今残存火区378个。
在不到百年的时间内，全球煤矿因矿井火灾死亡人数超过6000人，我国60年代抚顺某煤矿的火灾造成110人死亡、31人受
伤，80年代因火灾而死亡474人、受伤72人。
另外，矿井火灾的防火、灭火的直接费用、火区熄灭重开后，巷道的修复费用；由于发生火灾使采掘停顿而造成的矿井
的减产；以及火灾引起工人心理上的恐惧作用而造成生产效率的降低等等，这些损失是无法计算的。
有人从理论上计算了矿井火灾所查声的一氧化碳量。一架木支架的体积为0.17立方米，让它全部燃烧，可生成97立方米
的一氧化碳，能使1940米长、断面为5平方米的巷道内的一氧化碳浓度达1%，在此浓度中，人只要吸上几口就失去知觉，
经过1—2分钟就会中毒死亡，实际上井下火灾生成的一氧化碳量要比这个数值要低，但是它表明井下任何一次微小的火灾
，就能产生大量的一氧化碳，使大批人员中毒死亡。
矿井火灾以“预防为主”。预防矿井火灾的一般性技术措施有以下几个方面：
采用不燃性支护材料。井口房、井架和井口建筑物、进风井筒、回风井筒、平硐、主要生产水平的井底车场、主要巷道
的连接处、井下主要硐室和采区变电所等，都应该在岩层中开凿或采用不燃性材料进行支护和填实。
设置防火门。在进风井口和进风的平硐口都应安设防火门，以防止井口火灾和附近的地面火灾波及到井下；进风井与各
生产水平的井底车场的连接处都应设置防火门。要定期检查防火门的质量和灵活性。
设置消防材料库。猥劣迅速有效地扑灭矿井火灾，每个矿井必须在井口附近设置消防材料库；井下每个生产水平的主要
运输大巷中也应设置消防材料库，储备消防器材，并备有消防列车。灭火材料、工具的品种和数量必须满足矿井灭火时的
需要。灭火时消耗的材料和工具应及时补足。消防材料库中材料和工具，平时不准挪作他用。井下的火药库、充电硐室、
水泵房和采区变电所中都要配备足够的灭火器材。电气火灾和油料火灾，不能用水扑灭，而应该采用岩粉或沙子扑灭。发
生电气火灾时，应首先拉闸断电。
设置消防水池。每个矿井都要建筑消防水池，井下可用上一水平的水仓做消防水池。井下各主要巷道中应铺设消防水管
，每隔一定距离要设消防水龙头。
第三课 外因火灾要预防 输送机起火有可能
我国煤矿的外因火灾约占矿井火灾总数的10%左右，而且随着矿井机械化和电气化程度的提高，外因火灾的比例还会增加
。预防外因火灾的措施有：
预防明火。井口房和通风机房附近20米内禁止烟火，也不准用火炉取暖。严禁携带烟草、引火物下年个3，井下严禁吸烟
。井口房和井下不准从事电焊、气焊或用喷灯焊接工作，如果一定要在井下进行焊接时，每次必须制定安全措施，经批准
并有专人在现场检查和监督，而且要求事先清楚附近的易燃物品，备足消防用水、沙子、灭火器等，并随时检查瓦斯和煤
尘浓度。
井下硐室内不准存放汽油、煤油或变压器油。井下使用的润滑油、棉纱和布头等必须集中存放，定期送到地面处理。
预防放炮引火。井下不准使用黑色火药，因为黑色火药爆炸后火焰存在时间长，有使瓦斯引燃或引爆的危险。井下只准
使用狂用安全炸药。严格执行放炮规定，煤矿井下不准放糊跑，严禁用煤块、煤粉、炮药纸等易燃物代替炮泥，同时要严
格执行“一炮三检查”和“三人连锁放炮”制度。
预防电气引火。要正确选用易熔断丝（片）和漏电继电器，以便电流短路、过负荷或接地时能及时切断电源。不准带电
检修、搬迁电气设备。
预防摩擦生火。应做好井下机械运转部分的保养维护工作，及时加注润滑油，保持其良好的工作状态，防止因摩擦生热
而引起火灾。
预防火焰蔓延。井下应使用绝缘电缆或不燃橡套电缆、阻燃输送带。国内外多次发生过带式输送机火灾事故，造成众多
人员伤亡和财产损失。其发火原因是：输送带为非阻燃胶带，驱动滚筒与胶带间过度打滑，托辊不转，胶带跑偏与机架摩
擦，转换地点积煤过多，胶带被积煤压住造成过载等。
为避免带式输送机火灾，必须使用阻燃输送带；必须装设驱动轮防滑保护、烟雾保护、温度保护和堆煤保护装置；必须
装设防跑偏装置、过速白狐、过电流和欠电压保护、过载保护和输送带脱槽保护等装置；保证安装质量，加强维护、改善
装载条件等。
为测报和扑灭带式输送机的火灾，必须安装带式输送机火灾测报和灭火系统。现在有许多型号的装置。这些系统可用于
监测和扑灭胶带火灾，并可与矿井环境监测系统联机。它由速差、温度、烟雾等传感器及电源控制箱、灭火控制阀和水喷
雾系统组成，对矿井带式输送机进行或监测、报警、断电和自动喷雾灭火。矿用输送机自动防灭火装置，由单片微机实现
信号采集及数据处理、贮存、显示和有选择地输出指令及相应执行元件动作的全部自动化，具有预警、报警、断电和喷水
冷却灭阴火和喷泡沫灭火等功能。
第四课 煤炭自燃有条件 初期征兆要注意
煤炭自燃有三个必须具备的条件：煤炭本身具有自燃倾向性；连续适量地供给空气；散热条件差，煤氧化生成的热能不
断积累。
煤炭本身具有自燃倾向性，即具有低温氧化能力，它是自燃的内在因素，取决于煤炭本身的物理化学性质和煤的成分。
牌号不同的煤，它们的煤岩成分不同，自燃性也不一样，褐煤烟煤容易自燃；在烟煤中，长焰煤和气煤的自燃性最强；贫
煤和无烟煤的自燃性较差；在同一牌号的煤中，含硫越多越容易自燃。因此，《煤矿安全规程》第228条规定，煤的自燃
倾向性分为容易自燃、自燃、不自燃三类。
水火不相容，煤中水分多了不易自燃。但有自燃性的煤失去水分后，自燃的危险性增强，所以地面煤堆经雨雪渗漏、蒸
发后容易发生自燃；井下用水淹没自燃火区，恢复生产后，更容易自燃，因为煤经过水洗后，表面更容易氧化。
煤层的地质条件对煤炭自燃的影响很大。煤层越厚，倾角越大，则煤的自然发火危险就越大。因为在厚煤层、急倾斜煤
层中，回采率低、丢煤多；采区煤柱受压后容易破碎，采空区封闭不严密、漏风量大，这就为煤炭自燃创造了条件。同时
在断层、褶曲和破碎带，煤容易自燃。
对煤炭自燃倾向比较严重的矿井，应将主要巷道布置在岩层中，以减少煤柱，避免煤层切割过多而暴露在空气中；同时
应选用合适的采煤方法，提高回采率，减少丢煤，及时封闭采区，减少或避免向采空区中漏风。要尽量降低通风压差，以
减少想采空区中漏风。漏风在0.4到0.8立方米每分时，扬花生成的热量容易积聚，最容易煤炭自燃。
煤炭自燃发现得越早越容易扑灭。因此，了解和掌握煤炭自燃的初期征兆并及时识别和判断，对防灭火具有重要的意义
。
煤炭自燃的初期征兆有如下几种：
1、煤在低温氧化过程中产生热量，由于热量的积聚，提高了煤体的温度，使水分蒸发，因而巷道中的湿度增加，水汽凝
聚在空气中呈现雾状，在支架和巷道壁表面形成水珠。工人把这种现象叫巷道煤壁出汗。但应注意，有这种现象的地方不
一定都是煤炭自燃的初期征兆，因为在冷热两股气流汇合的地方，也会在巷道中出现雾气和出汗的现象。
2、在巷道中如闻到煤油、汽油和松节油气味，尤其当闻到煤焦油的恶臭时，表明煤炭自燃已经发展到严重程度。
3、井下火区附近的空气温度以及从火区流出来的水的温度高于正常情况下的温度。
4、煤炭自燃过程中产生一氧化碳和二氧化碳，使人感到闷气、憋气、头疼]四肢无力、疲劳等症状。
5、开采浅层煤时，可看到从地表塌陷裂隙中逸出水汽并能闻到煤焦油味；冬季可以见到地表塌陷区的积雪先融化。
压入式通风的矿井，如在采空区发生火灾，征兆不明显，不容易及时发现。
为了尽早而准确可靠地发现井下自燃火灾，应及时在井下取空气样进行化验，分析空气成分的变化，如反县微量一氧化
碳，且是持续存在的，其浓度随时间逐渐增加，则可断定煤炭自燃。
第五课 煤炭自燃早识别 预防自燃有技措
煤炭自燃初期的识别方法有直接感觉、测定矿内空气成分的变化、测定围岩温度、测定煤炭氧化速度四类。其中测定矿
内空气成分的变化，是早期识别和预报自燃火灾应用最广、而且比较可靠的方法。
采用气体分析法，掌握矿内空气成分的变化，识别和预防自燃火灾的主要内容是测定空气中的一氧化碳、二氧化碳、乙
烯气体。根据一氧化碳浓度、或一氧化碳绝对量、乙烯浓度、一氧化碳或二氧化碳增加量与氧的减少量的比值作为判定自
燃火灾发生的参数。这些气体的测定方法有直接测定法、实验室分析法和自动检测法三种。直接测定法是采用检定管或测
量仪器测定。实验室分析法是采用高灵敏度、高精度的气体分析一起进行气体检定。自动检测法是采用束管监测系统或微
机控制的火灾预测系统进行矿井火灾集中自动检测。
束管监测系统是由抽气泵将井下的气样通过多芯束管抽到地面，用相应的仪器进行 ，以对自燃火灾尽快地发出警报。束
关系统的优点是采样及时、连续监测、分析数据可靠、预报准确，当井下断电后仍能保证正常监测工作。
微机控制火灾预测系统由井下探测系统和地面测量站组成。井下探测系统中有烟雾探测器、一氧化碳分析器、空气温度
传感器和风速针。地面微机对井下信息进行读数显示或打印、贮存。当任一探测器达到规定的信号值以上时，地面站马上
发出声光警报，指出井下某处发生了火灾。
1、开采具有自然发火倾向的煤层时，应采用合理的采煤技术，才能防止煤的自然发火。
选择合理的开拓方式和采煤方法。开采有自燃倾向的煤层，应采用石门、岩石大巷的开拓方式，这样可以少切割煤层，
少留煤柱，又便于封闭、隔离采空区。如须在煤层中开拓巷道而且服务年限较长，则应进行砌券
2、对具有自燃性的煤层，应采用倒退式回采，禁止前进式回采。要选用回采率高、回采速度快、采空区容易封闭的采煤
方法。所以长壁式采煤方法适于开采有自燃倾向的煤层。充填法管理顶板，有利于防火。
3、合理布置采区。在有自燃倾向性煤层中布置采区时，应根据煤层自然发火期的长短和湖采速度来确定采区的尺寸，如
果不考虑煤层的自然发火期，盲目加大采区的走向长度，往往还没采完，采空区就已经自燃。
4、提高湖采率，坚持正规循环。回采率越低，丢煤越多，回采率越不正常，越容易自燃发火。所以应坚持正规循环，加
快回采速度，清扫工作面浮煤，提高回采率，并及时放顶或充填。
5、预防巷道中自燃发火。首先要保证巷道的工程质量，防止发生冒顶。遇有巷道冒顶或有煤与瓦斯突出形成的空洞，要
清除浮煤，使其与外界空气隔绝，防止煤的氧化。
第六课 合理通风防自燃 注浆灭火是办法
1、正确择通风系统。要根据地质条件和开拓系统，采煤方法，合理选用矿井通风系统。矿井走向长度大于4公里时，应
采用对角式通风或分区式通风，若采用中央式通风，会造成通风阻力大，采空区漏风多；距离地表近、倾斜长度长的缓倾
斜 开采，应采用中央边界式通风。
2、实行井联通风，避免串联通风。井联通风的通风阻力小，采空区漏风少，并有利于调节和控制风量。发生爆炸或火灾
事故时，便于控制风流和隔绝灾区，事故伤亡人员少。
3、正确选择建筑通风构建物的数量及位置。井下为控制或引导风流按生产需要流动，常需要建造风门、风桥、风墙、风
窗等通风构建物。这些构建物多了，会增加风流的不稳定性，不利于采空区及封闭火区的防灭火，所以要正确选用其数量
并保证其建筑质量。它们不能安设在裂隙多的破碎煤岩体中，也不能设在沿空留巷的巷道中，否则会造成大量漏风，不利
于防止煤炭自燃。
4、加强通风管理，及时维修巷道。通风巷道的断面小，通风阻力越大，漏风越多。所以，要保证足够的通风巷道断面，
对冒顶、底鼓等失修巷道要及时修复；巷道中不能杂乱堆放材料和设备；对已经不用的风门、风窗的墙垛要及时拆除等。
5、正确选用采煤工作面通风系统。开采自然发火期短的煤层，采面不宜采用Z型及Y型通风系统，而U型和W型系统有利于
防止自燃，采面采完后要及时封闭。
6、及时采取注浆、注阻化剂、均压等防火措施防火。
预防性灌浆，就是用黄泥、沙子或其他代用品按适当比例调制成泥浆，通过管路或钻孔灌进采空区。泥浆包住碎煤，使之
与空气隔绝，防止氧化；泥浆堵塞采空区中的空隙，减少了漏风；泥浆水之密闭区冷却降温。注浆方法有：
1、随采随灌。随着采煤工作面的推进，及时向采空区灌浆。在回风道或专门开掘的灌浆中，每隔10—15米向采空区打钻
孔灌浆，或沿灌浆巷道每隔20—30米开一个小巷到，再从此巷道向采空区打钻灌浆。随采随灌的优点是灌浆及时，效果好
，故适用于自然发火期短的煤层。但泥浆有可能流窜到工作面而影响生产，在运输向中常积水，恶化工作环境。
2、工作面洒浆。在回柱放顶班，从灌浆管接出一段胶管，沿倾斜向采空区均匀洒浆，回柱前和回柱后各洒一次。洒浆均
匀，效果好，但仅能做辅助措施。
3、采后封闭灌浆。工作面采完并封闭，然后在集中回风巷打钻，钻孔倾角30—40度；钻孔重点间的距离30米，钻孔中下
套管，封孔后即可向采空区灌浆。
灌浆材料的选取。应选渗水性强、脱水快、收缩量小、不含可燃物、能就地取材、便于开采、运输和制备的灌浆材料。
可选用含沙量不超过30%的沙质粘土和10%的沙子配制成泥浆。缺土地区用破碎的页岩或电厂炉渣做灌浆材料，效果也很好
。通过钻孔向自燃火区或火源点注浆，可起灭火作用。
《煤矿安全规程》第234条规定：在灌浆区下部进行采掘前，必须查明灌浆区内的浆水积存情况，发现积存浆水，必须在
采掘之前放出；在未放出之前，严禁在灌浆区下部进行采掘生产。
第七课 阻化剂可防灭火 氮气灭火有效果
凡是能抑制煤在空气中氧化，或者能够降低煤氧化活性的物质和药剂称为阻化剂。最常用的阻化剂有氯化钙、氯化镁、
硝石灰和水玻璃等。它们都是吸水性很强的无机盐类，当附着在煤的表面时，吸收了空气中的水分，在煤的表面形成含水
的液膜，从而阻止煤和氧的接触。这些药剂能使煤体长期处于含水潮湿状态，水在蒸发时的吸热降温作用，使煤在低温氧
化时温度不升高，抑制煤的自热和自燃。
阻化剂防火是采用一种或几种阻化剂的溶液或乳浊液喷洒在煤柱、煤堆上或灌注到采空区等易于自然发火的地点，阻止
或延缓煤炭氧化。通过钻孔压注阻化剂溶液或阻化剂泥浆进行灭火。阻化剂溶液浓度是决定防灭火效果和影响工作面吨煤
成本的一个重要参数，药剂浓度越大，防灭火的效果越好，但吨煤成本也将提高。一般使用的浓度为10%—20%。
阻化剂喷洒压注系统有三种：
1、性喷注系统。将喷注装备和药剂溶液池安装在矿用平板车上，运到自然发火处使用。
2、久性喷注系统。在采区上下山或硐室内设置贮液池和注液泵，通过铁管进行喷洒或压注。此系统能为几个工作面服务
。
3、性喷注系统。矿井范围不大的中小型矿井、开采工作面距离地表较浅的矿井，可在地面设置永久性贮液池，利用自然
压头通过管道进行喷注。它可为几个工作面服务多年。
阻化剂防灭火广泛应用于缺土、缺水的矿区。
氮气是一种无色、无味、无臭的惰性气体，其沸点低，蒸发汽化潜热大，冷却火源及围岩的降温效果好。将氮气注入采
空区可使采空区内氧浓度相对降低。氮气渗入煤体裂隙后，可阻止煤体的氧化燃烧。采空区注入氮气后，提高了其间的气
体压力，减少了漏入风量。氮气注入明火区后，大量吸热，体积急剧膨胀，使火区氧浓度下降，温度降低，从而使火熄灭
，并能抑制可燃气体爆炸。
用于防灭火的氮气有气氮和液氮良种。用管道输送液氮时，管道容易受到剧冷而冻裂，加上液氮难于大量制取和贮存，
因而，目前我国煤矿中多用气氮。
利用空气分离机制取液氮，经压缩和深冷等技术流程即可提取纯液氮，然后利用低温贮存设备容器运到井下。井下输送
氮气的方式有：
1、汽化井下管路输送法。利用汽化器在地面将液氮汽化成摄氏10度的气氮，通过管路将气氮压入井下。
2、喷洒液氮法。在地面将液氮注入适宜于井下运输的容器中运往井下。
3、氮量不大时，也可直接利用移动式制氮机在井下火区或采空区附近制氮注入火区或采空区。
向采空区注入氮气防灭火时，要采取堵漏措施，以提高利用率和防止氮气窒息事故。氮气能渗入采空区任何部位的火源
点，将火扑灭；火区恢复工作量少；火区内机电设备不易受损，但氮气防灭火成本较黄泥注浆高，切火灾易于复燃。
第八课 预防自燃要均压 发生火灾要应急
“均压”是指设置调压装置或调整通风系统，均衡漏风通道进出口两端的风压，以杜绝或减少漏风的措施。它可以用于
防火或灭火。
根据使用条件不同，作用原理不一，均压防火技术分为开区均压和闭区均压两类。在生产工作面建立均压系统，以减少
其后部采空区的漏风，抑制遗煤自燃，防止一氧化碳等有害气体向采空区涌出，从而保证工作面正常回采的措施称为开区
均压。对已经封闭的采空区或或额区而采取的均压措施称为闭区均压。开区均压和闭区均压都能用于防火和灭火，但现场
中多用开区均压防火和抑制采空区煤炭自燃，用闭区均压灭火。开区均压的最大特点是在生产工作面的采空区发生煤炭自
燃后，有一氧化碳等有害气体涌向工作面威胁人员安全时，采取均压措施能抑制采空区内煤的自燃，消除一氧化碳涌向工
作面，采面照常生产。措施简单易行，费用低，因此广泛被现场采用。其具体措施有：
1、在出现一氧化碳和烟雾的采面风巷安设增压风窗。
2、在出现一氧化碳和烟雾的采面进风巷安设带风门的增压风机。
3、打开与采煤工作面风流相并联的风路，让一部分新鲜风流短路。
4、上述叁乡措施的组合。其中应用最多、效果最好的是在采面进风巷设带风门的增压风机和回风巷设增压风窗。
利用开区均压防火时，具体措施与上述相同，只是均压区域范围可能大些。
最先发现火灾的人员，尽可能进行直接灭火，并立即向矿调度室报告，说明发火地点、性质、影响范围等情况；调度室
要立即通知矿领导等有关人员，立即向上级汇报，立即召请救护队，立即停止灾区供电和撤出灾区人员。灾区人员要迎着
新风撤退，或尽快进入新鲜风流撤退。若通路被阻时应尽快构筑临时避难硐室待救。矿长到达调度室后，要立即询问灾区
停电撤人、向上级汇报灾区情况，立即召集副矿长、总工程师等有关人员组成救灾指挥部，尽快制定救灾方案，向救护队
下达救人、侦察灾情、处理灾变的任务。
火灾时期风流控制是关键，应坚持以下原则：灾区人员未撤出前不准减少灾区风量，以免灾区出现贫氧或引起瓦斯爆炸
；负责火灾排烟的主要通风机绝对不能停转；当火区瓦斯浓度上升、达到或超过2%时，要立即增加灾区风量，否则撤出救
灾人员；当灭火过程中发生了瓦斯爆炸，要立即增大灾区风两，以排除爆炸产物和火灾气体，避免再次发生爆炸；在进风
井口附近、进风井筒或井底车场及其硐室发生火灾时，应立即命令主要通风机反风，在条件允许的情况下，也可让火灾烟
流短路到回风井排出等。在瓦斯矿井处理火灾时，首先要制定避免瓦斯爆炸的措施，与此同时制定直接灭火方案。制定和
实施救灾方案要用科学方法，勇敢果断，不能犹豫不决或存在侥幸心理。灾情瞬息万变，要沉着冷静组织救灾，不能心慌
意乱、及早冒进，否则事故可能扩大。
第九课 用水灭火效果好 化学灭火显神威
用水扑灭井下火灾，简单、经济、效果好。
从水枪射出的强大水流，可以扑灭燃烧的火焰，并使燃烧物潮湿，阻止其继续燃烧；水蒸发时吸收很多热量，所以它有
很好的冷却、降温作用；大量的水蒸气降低了燃烧物附近的含氧量，从而使火熄灭。
用水灭火必须有足够的水量，否则在高温条件下少量的水可以分解成具有爆炸性繁荣氢气和助燃的氧气。用水灭火时必
须保持正常通风，回风道要畅通，以便烟雾和水蒸气及时排出，但不能用水扑灭油类火灾，因为油比水轻，而且不易与水
混合，它总是浮在水上面，可以随水流动而扩大火灾面积。由于水能导电，也不能用水扑灭电气火灾。电气火灾只有首先
停电，才可用水灭火。
灭火时，水不能直接射向火源中心，以防产生大量的蒸汽灼人，也避免高温使火源分解为氢和氧。灭火的水只能由外围
逐渐向火源中心靠近。
用水淹没火区或矿井，使井下火灾熄灭，这是在万不得以时才可采用的方法。因为水淹后造成矿井长时间停产，火熄灭
后又要排水，重新整修巷道。尤其对于自然发火，水淹后，煤经过水洗，恢复十更容易自燃，所以煤矿一般不应采用此法
灭火。
在井下灭火时，灭火人员一定要在火源的上风侧工作，尤其用水灭火，必须保证回风线路畅通，以防止高温烟流和水蒸
气产生热风压造成风流逆转。
灭火时要有专人检查瓦斯，防止产生瓦斯爆炸。
我国目前常用化学灭火器所用的灭火材料有液体、气体和干粉三种状态。
手提泡沫灭火器。使用时将灭火器倒过来，其中的碱性溶液和酸性溶液在容器中混合后，产生大量的二氧化碳体泡沫，
从喷嘴喷出覆盖在燃烧的物体上，把燃烧物体表面与空气隔绝，泡沫还有冷却作用，因而使火熄灭。用它来扑灭初起的外
因火灾，使用方便，灵活机动，效果也好。用它灭火时，应尽可能接近火源，先从火源四周向火源中心喷射；由于泡沫能
导电，所以在扑灭电气设备火灾时，首先要切断电源，再喷泡沫灭火。
手提式喷粉灭火器。灭火器中的干粉成分是碳酸氢钠，还有氧化硅、沙藻土等用以防潮避免胶结。用液体二氧化碳做喷
粉的动力。由于干粉不导电，所以，这种灭火器适于扑灭电气火灾。碳酸氢钠粉末在高温下分解，产生二氧化碳，使燃烧
物与空气隔绝而使火灭。
还有一种磷酸胺粉末，在高温下产生一种糨糊状物质，能渗透到燃烧着的木材和煤炭内部，使之与空气隔绝迫使火熄灭
。
卤代烷灭火机。卤代烷是新型的灭火剂。具有灭火效率高、速度快、毒性低和绝缘好等优点。适用于扑灭电气、油类和
气体等初起的火灾。
第十课 新型灭火器材好 扑灭电火办法多
远距离高倍数空气泡沫灭火。将高倍数起泡剂与压力水混合后，在局部通风机的吹动下，经过两层锥形发泡线网，形成
大量的泡沫涌向火源，扑灭火灾。泡沫遇到高温而蒸发成水蒸气，吸收大量的热，使温度迅速下降。大量的水蒸气能降低
火源周围空气的氧气含量。同时泡沫迅速保卫燃烧物，使火与空气隔绝而窒息。这种泡沫的稳定性好，灭火效果好，而且
事后巷道修复工程量小。这种灭火装置在井下的应用范围比较广泛，对于井下水平及倾斜巷道、硐室、煤壁、皮带、电缆
、油料等各处的火灾，都可以用它来扑灭。但必须打好密闭墙，尤其在扑灭上山部分的火灾时，更应该注意打好密闭，以
防泡沫倒流。
燃油除氧惰性发生器。它右对旋式风机、燃烧室、水套段、喷水冷却段和烟道组成。它以燃油为燃料。在供风条件下，
通过启动点火，燃油喷嘴喷出的雾化油，在燃烧室内进行急剧的氧化反应，高温的燃烧产物经由喷水冷却产生大量的惰性
气体，用于灭火。由于惰性气体发生量较大，不但能起到窒息火区扑灭火灾的作用，还可以抑制可燃气体爆炸，保护救护
队员免受爆炸威胁。
我国每矿中已经多次应用该装置扑灭火灾，都取得了良好的效果。
发生电气火灾时，要先切断电源，再选用不导电的器材来灭火。
用沙子、岩粉扑灭电气。沙子、岩粉不导电，把它们撒向燃烧的物体，使燃烧物体与空气隔绝，可以扑灭电气设备和电
缆火灾。它使用简便，成本低廉。材料仓库、火药库以及机电硐室都应设置防火沙箱。但正在旋转的设备，不能用沙子灭
火，以免磨损设备。用四氯化碳灭火器灭火。这种灭火器的机体内盛四氯化碳溶液，用时抽动泵，将溶液抽射到燃烧物上
，它接触到火焰高温作用后生成比空气重四倍多的气体，将燃烧物包围使其与空气隔绝，使燃烧的火焰被闷熄。四氯化碳
溶液不导电，而且对金属物体不锈蚀，所以它适合于扑灭电气火灾或机器火灾。但溶液挥发后具有使人麻醉的毒性，故在
空气不流通的地方使用后，应立即离开，以防中毒，它不适于在井下使用，对高处的火灾使用它也不奏效。
用二氧化碳灭火机灭火。将二氧化碳高压液化后装入容器，用时只要打开开关，二氧化碳即从喇叭管中喷出。液态二氧
化碳喷出后变成气体时吸热冷却，并降低空气中的氧含量而使火焰熄灭。二氧化碳不导电，对机器也没有服饰作用，故适
用于扑灭电气或机器火灾。
第十一课 灭火可用隔绝法 火区隔绝讲顺序
矿井火灾发展到不能直接扑灭时，应迅速隔绝，即迅速在通往火区的巷道中建筑密闭墙，切断向火区供风。
1、密闭墙有临时密闭、防爆密闭和永久密闭三种。
临时密闭墙。为了迅速控制火势，阻止火灾蔓延，应尽快在火源的上风侧建筑临时密闭，暂时阻断风流。建筑临时密闭墙
要迅速，一般用风筒布或木版来建筑临时密闭墙。
近年来研制了充气密闭、伞式密闭和泡沫塑料密闭等临时密闭。充气密闭又称气囊快速临时防火墙，是一个由塑料、尼
龙等制成并充满气体的柔性容器。通过充气和放气，予以拆卸，可以重复使用。泡沫塑料密闭是以聚醚树脂和多异氰酸为
基料，配以辅料喷涂在草帘、麻布等底衬上而成。伞式密闭用乳胶玻璃丝纤维布作成，借助风流压力在巷道内迅速张开而
阻断风流。
2、防爆密闭墙。密闭瓦斯矿井中的火区时，有发生瓦斯爆炸的危险。为保证救灾人员和建筑永久密闭人员的安全，应尽
快地建筑一道防爆墙。一般用沙子、黄土、岩粉、炉灰等装入麻袋，然后砌成5—6米厚的沙包墙。
3、永久密闭墙。要求坚固，严密不漏风，可用料石或砖建筑。它适用于顶板压力不大的巷道中。为了提高耐压性，可在
砖、石墙中间砌入一两层木砖。还可以用两层木板，中间装进黄体或混凝土或石膏等，构成永久密闭墙。永久密闭墙的位
置应选在压力小、没有裂缝、没有空顶空帮，并尽可能靠近火源的地方建筑。为防止或减少漏风，建筑时要先掏槽。在密
闭墙上部要安设取样管和注浆管，下不安设放水管。
封闭火区时，是先封闭进风侧，还是先封闭回风侧，或者同时封闭呢？如果密闭顺序错误，可能导致火区内的瓦斯爆炸
。因此，必须根据具体情况，正确确定封闭顺序。
先封闭进风侧，后封闭回风侧。先封闭进风侧，能很快隔断通向火源的风流，控制住火势，人员可在新鲜风流中建筑密
闭墙。在密闭墙后侧的火区内，空气的绝对压力将大幅度降低，容易造成火区内瓦斯大量涌出和积聚。这种密闭顺序只适
用于低瓦斯矿井。
先封闭回风侧，后封闭进风侧。理论分析表明，先封闭回风侧，能使火区内的绝对压力提高，对火区内瓦斯的涌出有抑
制作用。但是人员须在高温烟流的环境中工作，所以是极其困难甚至是不可能的。同时，由于切断了火烟的出路，迫使火
烟倒流，热烟流经过或3源时往往引起爆炸，所以一般不采用这种密闭顺序。
火区的进、回风侧同时密闭。在我国瓦斯矿井中，一般都用这种密闭顺序。在火区的进、回风两册同时建筑密闭墙，墙
上各留一个小孔口，以保持火区内的通风，防止火区中的瓦斯积聚。最后封闭两侧的小孔口时，必须按照事先约定的时间
同时进行，封孔口时，必须动作迅速，封完后人员要立即撤到安全地点，因为封口时最容易产生瓦斯爆炸。
火区封闭工作必须由矿山救护队担任，同时应有专人随时观察、检查瓦斯和各种有害气体的浓度变化，如瓦斯浓度不断
增高，有爆炸危险时，应立即停止密闭工作，迅速撤出人员。
第十二课“ 均压”灭火是方法 掘进火灾能处理
对于已经封闭的火区或已经封闭的采空区内煤炭自燃，往往因为漏风量较大，火灾长时间不能熄灭，影响安全生产。漏
风量的大小取决于漏风风路进出口两端繁荣风压差和风阻值。当风压趋近零或漏风风阻值趋近于无穷大时，漏风量趋近于
零，火灾即能快速熄灭。闭区均压能起到这方面的作用。
闭区均压的具体措施有：连通管气室调压，风机气室调压，风机风筒调压和改变通风系统调压。连通管气室调压是在已
经封闭的火区或采空区进出风侧原有密闭墙外侧5米左右再各建一道密闭墙，利用金属关穿过外密闭墙将火区进出侧的两
气室连通，这样既增加了火区的漏风风阻，又降低了其风压差，使漏入火区的风量减少，迫使火灾尽快熄灭。对于一个封
闭火区。可在进出风侧同时建气室，也可只在进风或出风侧建气室。
为克服铺设连通管道的麻烦，可采用风机气室调压，即在原密闭墙外建一道带调风窗的密闭墙，然后在外墙上安设小风
机，利用风机抽出或压入风流，尽量使原密闭墙内外压差为零。通过U型水柱计监视原密闭墙内外风压差，并据此调节风
窗开口面积的大小。风机风筒调压就是在火区进风侧原有密闭墙外设小风机，通过风筒将墙外的风流送到火区侧密闭墙处
，以减少火区的漏风量。
通过调整通风系统，也能达到减少封闭火区两端压差，加速火灾熄灭的目的。
独头掘进巷道发生火灾后，局部通风机的控制是关键。发火后，任何人不得停止局部通风机的运转，要在维持正常通风
的情况下，积极灭火。矿山救护队到达现场后，要保持独头巷道的通风原状，即正在运转的风机，不要停转；已经停转的
风机，不要盲目开启，待侦察后再决定是否启动，若发现巷道内瓦斯浓度低于2%，可开动风机排烟降温，若瓦斯浓度高于
16%，则不准启动风机，以免引起瓦斯爆炸。
发火巷道的进回风侧若有积存瓦斯的地点，应予以封闭，避免火灾引起瓦斯爆炸，独头掘进水平巷道中不同部位发火，
有各自的特点，其中迎头发火，一般没有救人任务，应集中力量灭火。入口部位发火，一旦风筒烧断，巷内缺氧，火焰不
会无限制向里蔓延，而是迎风向外燃烧，甚至将贯穿风流巷道中可燃物点燃。中间部位发火，是最难处理的，最容易发生
瓦斯爆炸、扩大人员伤亡的，当人员抢救出后，应果断进行远距离封闭。
火灾发生在上山或下山独头煤巷迎头时，在通风的情况下，瓦斯浓度不超过2%时，可直接进行灭火；瓦斯浓度超过2%时
仍在继续上升，应立即撤出人员，远距离进行封闭。若火灾发生在中段时，不得直接灭火，要远距离封闭。
上山独头煤巷火灾不管发生在什么地点，如果局部通风机已经停止运转，在无需救人时，严禁进入灭火或侦察，而要立
即撤出附近人员，远距离进行封闭。
第十三课 硐室火灾紧处理 采面火灾全力灭
煤矿井下设置有变电所、火药库、绞车房、充电硐室等机电硐室。为预防火灾，这些硐室都必须用不燃性材料支护；室
内严禁使用灯泡取暖和使用电炉；硐室内不准存放汽油、煤油和变压器油、严禁将剩油和废油泼洒在硐室内；井下使用的
润滑油、棉纱和布头和纸也必须放在盖严的铁桶内，并由专人定期送地面处理，不得乱放乱扔；如果必须在主要硐室从事
电焊、气焊和喷灯焊接工作，必须制订安全措施，经批准后进行；要正确选择、安装和使用井下电气设备，采用不延燃抗
静电电缆，并按规定悬挂好，接头处要用接线盒并灌满电缆油；硐室内应存放一定数量的沙子、岩粉、灭火器等灭火器材
；主要硐室应设防火铁门；有一定的风量通过硐室等。
一旦硐室发生明火火灾，现场人员应利用身边灭火器材尽力灭火，并及时报告矿调度室。
爆炸材料库着火时，应将火源下方的矿车固定，或将矿车放到下方车场，防止烧断钢丝绳造成跑车伤人。
蓄电池机车库房着火时，为防止氢气爆炸，应切断电源，停止充电，加强通风并把蓄电池运出硐室。
硐室发生火灾应立即关闭防火门，无防火门时，应采取挂风幛控制入风，积极灭火。
着火硐室位于矿井进风道时，应反风或让火烟短路。位于采区进风道时，若条件具备可采取短路通风或局部反风。
采煤工作面在下列情况下容易发生火灾：使用变质火药放炮，用可燃物代替炮泥充填炮眼，充填炮泥长度不够，电缆短
路，未正确处理瞎炮。
采煤工作面及其进回风巷发生火灾后，现场人员应利用身边器材积极灭火，同时，尽早向矿调度室汇报。在灭火无效后
，工作面人员在班组长或有经验的人员带领下迅速撤离灾区。采煤工作面火灾处理，极易引起瓦斯煤尘爆炸。整个灭火工
作除一般要在维持正常通风情况下进行外，还必须作到：
1、效地利用灭火器和防尘水管，从进风侧灭火。
2、急倾斜煤层采煤工作面着火时，不准在火源上方灭火，防止水蒸气伤人；也不准在火源下方灭火，防止火区塌落物伤
人；而要从侧面利用保护台板和保护盖接近火源灭火。
3、采煤工作面瓦斯燃烧时，要增大工作面风量，并利用干粉灭火器、沙子、岩粉等灭火，灭火人员要分开。扑灭上隅角
瓦斯燃烧时，要谨防将火焰逼入采空区。
4、从侧风灭火难以取得效果时，应采取局部反风，从回风侧灭火，但进风侧要设置水幕。
5、采煤工作面回风巷着火时，必须采取有效方法，防止采空区瓦斯涌出引起瓦斯爆炸。
下行通风的采煤工作面发生火灾时，应采取有效措施避免风流逆转。
当火势较大难于扑灭时，应果断封闭火区，避免瓦斯爆炸，扩大事故。
第十四课 火区管理很重要 重开火区要注意
　　 火区封闭后，要加强管理，促使火灾早日熄灭。
　　 建立健全火区的管理卡片制度。使每个火区的确切位置标注在矿井通风系统图上，注明火灾发生的时间、地点及其
性质，并记录火区的地质资料、采矿情况、火区的范围，以及处理时所采取的措施。
　　 火去密闭墙附近应设置栅栏和警标，禁止人员入内，并悬挂说明牌。设立记录牌，记录密闭墙内外的温度、瓦斯浓
度、空气压力差及气体成分。
　　 每天最少检查一次火区密闭情况。火区内的空气成分要定期从观测孔中采样送化验室分析。要选择接近火区的密闭
墙来采火区的气样。
　　 《煤矿安全规程》第248条规定：经过气样分析和各种检查，如火区同时具备以下条件，方可认为火已经熄灭。
　　 1、火区内空气中不含乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭时间内逐渐下降，并稳定在0.001%以下。
　　 2、火区内的空气温度下降到摄氏30度以下，或与火灾发生前该区的日常气温相同。
　　 3、从火区流出的水的温度已经降到摄氏25度以下，或与火灾发生前该屋的日常出水温度相同。
　　 4、氧气浓度低于5%以下。
　　 一旦出现密闭墙不严而漏风，应及时采取措施，如堵塞密闭墙的裂隙或采取均压法使火区两侧的压力均衡，杜绝向
火区漏风。封闭的火区只有经过取样化验分析，上述四项指标持续稳定一个月以上，证明确实熄灭，才准启封。
　　 对需要启封的火区，须经过取样分析，证明已经熄灭。制定安全措施后，才能重开火区。
　　重开火区之前，先将火区的回风引入矿井回风巷道。重开火区的工作，由救护队进行。在回风流中，测定并控制瓦斯
不超过1%，并且无一氧化碳出现。如发现一氧化碳，表明火区没有完全熄灭，或又复燃了，因此，必须立即停止送风，重
新封闭。
　　 重开火区在恢复通风前，火区回风流所经过巷道内的人员必须全部撤出并切断供电，防止引起瓦斯爆炸。
　　 重开火区前，应准备充足的材料和工具，以备必要时能最迅速地重新封闭火区。
　　 重开火区的方法有两种：一次打开火区。如火区范围不大，并且确定火源已经完全熄灭，可采取一次打开火区的方
法，即先打开火区回风侧的密闭墙，由救护队进入火区侦察，如证明火源已经熄灭，再打开进风侧的密闭墙，同时加强通
风。
　　 分段打开火区。如果火区封闭范围很大，难以判断火是否完全熄灭，可以采取分段打开的方法，即先在火区的进风
侧原密闭墙外5—6米处建一个风门，由救护队打开原密闭墙，进入墙里边检查瓦斯浓度和温度。如瓦斯大、温度高，应在
原墙里边相距150—200米处建筑一道临时密闭墙，再接入风筒送风，排除积存的瓦斯并降温。则样分段前进，直到打开回
风侧的密闭，并在全区恢复正常通风。
第一课 矿井涌水是威胁 来源通道要清楚
矿井涌水量有大有小，完全没有涌水的矿井是很少的。矿井涌水给建井、掘进、采煤以及机电设备的管理等都带来一定
的困难。为了排除井下涌水，就要修建水仓，安设水泵，安设水闸门，挖砌水沟，形成一个完整的排水系统。如果排水系
统不畅通，矿井涌水任意流淌，井西到处是水，既恶化了井下环境，又不利于文明生产。
井下排水要安设水泵，排水要消耗大量的电能。常年不停地大量排水要花费大量的电费，从而增加了煤炭生产的成本。
有些矿井水还有很强的腐蚀性，尤其对金属材料及机电设备的腐蚀更为明显，这对矿井生产是非常不利的。
如果井下发生了突水或者透水事故，问题就更严重了，有可能淹没采区或矿井，造成财产的重大损失。有时还会造成人
员的伤亡，这就带来更大的不幸。
矿井水灾是煤矿常见的一种灾害。因此，每一个井下工人都应该了解一些矿井水的知识，以及发生透水时的避灾路线。
大家共同做好矿井水防治工作，杜绝水灾事故的发生。
做好防治水工作，应该摸清矿井水文地质情况，在此基础上，制订出与矿井水做斗争的措施。
矿井涌水常见的来源有以下几种：
地表水 大气降水的渗入或流入，往往是开采地形低洼且埋藏较浅的煤层的主要水源，在雨季表现得尤为明显；地面上的
河流、湖泊、水库、池塘水，也会渗入和流入井下成为矿井水。地表水能否成为矿井水源，除了开采深度条件外，还与地
层构造和采煤方法有关。
地下水 有些岩层具有空隙、裂隙或溶洞并含有地下水，我们把它叫作含水层。流沙层和砾石层中的水叫孔隙水，石灰含
水层中的水叫溶洞水，砂岩中的水属于裂隙水。地下水是可以流动的，并不断接受地表水的补给，开采越深水压越高、裂
隙溶洞越大含水也越丰富，它是井下最直接、最常见的水源。当井下巷道或回采工作面一旦揭露这些含水层时，水便会突
出，危害性较大。
老空水 过去采过的小煤窑以及矿井里废弃的旧巷道，常常有很多积水。当采掘工作面与它们打透时，很短时间内会有大
量积水涌入，来势凶猛，造成透水事故，破坏性很大。
断层水 岩层断裂叫断层。有的断层带内会积存水，断层还常将不同的含水层连通，有的甚至与地表水相通。当开拓掘进
或采煤接近或揭露这样的断层时，断层水便会涌出。
井下发生的水灾，有时是一种水源造成的，有时是几种水源同时造成的，并且要有通道把水释放出来。因此，我们要把
矿井水的来源与通道都搞清楚，做到心中有数，就可以防患于未然。
第二课 认识清楚矿井水 几种水灾要知道
水量的多少是用体积来衡量的，一般以立方米为单位，水量少时用升为单位（1立方米=1000升）。 水的流量就是单位时
间内流水的多少，一般以每小时流多少立方米计算，写作立方米/时，也有用立方米/分、升/秒计算流量的。清水的密度
是一吨/立方米，也就是说，1立方米水的质量恰好是一吨。
不同地点的水位高度不一样，水位高度叫水头，不同水位高度之间的差值叫水头差，有了水头差水才能流动。水对物体
是有压力的，单位面积上压力的大小叫压强。水压力的法定计量单位叫作“帕”，直观来讲，0.102毫米厚的清水压力等
于一“帕”，显然，这个单位用起来显得太小，实际应用中我们把“帕”增大百万倍，叫做“兆帕”，一兆帕相当于102
米水柱对物体产生的压力值。液体压强的大小只与水的密度和水头值有关。液体压力的大小与被压物体的方向无关。水对
物体的总压力，既与水的压强大小有关，还与物体受水压力的总面积的大小有关，面积越大，受的压力也越大。总压力的
大小等于水的压强乘以受压的面积。含水成对底板的总压力就是用这个方法计算的。例如，煤层间的承压含水层水压强是
1兆帕，那么它 在隔水层1平方米面积上的压力就是1000千牛（102吨）。如果水压增至20兆帕，面积增加到10平方米，那
么隔水层承受的压力总和为20兆牛（2040吨）。
承压含水层一旦在井下被钻孔或巷道揭露，它的涌水两与水压成正比。水压越大，涌水量越大。
煤层开采得越深，开采面积越大，受水威胁也越大。
开采江、河、湖、水库等地表水影响范围的煤层时，一旦雨季因洪水爆发水位高出拦洪堤坝或冲毁井口围堤，水便会直
接由井口灌入井下。
井筒在冲积层或强含水层中开凿时，如果事先不进行处理，就会涌水，特别是沙砾层，水沙会一齐涌出，严重的会造成
井壁坍塌、沉陷、井架偏斜。
在顶板破碎的煤层中掘进巷道，因放炮或支护不好发生冒顶；或回采工作面上部防水岩柱尺寸不够，当冒落高度和导水
裂缝与河湖等地表水或强含水层沟通时，会造成透水。
巷道掘进时与断层另一盘强含水层打通，就会造成突水。断层带岩石破碎，各种破裂面及石灰岩裂隙溶洞较发育，突水
威胁较大。
由于采掘地点离含水层太近，隔水岩柱的抗压强度小，抵抗不住静水压力和矿山压力的共同作用，巷道掘进后经过一段
时间的变形，引起底板破碎承压水突然涌出。
石灰岩溶洞塌落柱内部，岩石破坏，胶结不良，往往构成岩溶水的垂直通道。当巷道与它掘通时，会引起几个含水层水
同时大量涌入，造成淹井。
地质勘探时打的钻孔封孔质量不好，就成为各水体之间的垂直联系通道，当巷道或采面与这些钻孔相遇时，地表水或地
下水就会经钻孔进入矿井，造成强烈涌水。
回采工作面或巷道遇到老空或旧巷道的积水区时，会在很短时间里涌出大量的水，也是煤矿常见且破坏性很大的一种水
灾。有时也会造成人员伤亡。
第三课 矿井水灾有原因 井下出水有征兆
发生矿井水灾的根源，在水文情况不同、设计不当、措施不力或管理不善；人的思想麻痹也是一个原因。具体来说有以
下几个方面：
地面防洪、防水措施不周详，或有了措施不认真执行，暴雨山洪冲破了防洪工程，致使地面水灌入地下；
水文地质情况不清，井巷接近老空、充水断层、陷落柱、强含水层，未事先探放水，盲目施工，造成突水淹井或人参事
故；井巷位置设计不合理，接近强含水层等水源，施工后在矿山压力和水压共同作用下，发生顶底板透水；乱采乱掘，破
坏了防水煤、岩柱，或者施工质量低劣，平巷掘进腰线忽高忽低，造成顶板冒落，接通了强含水层透水；积水巷道位置测
量错误或资料遗漏、不准，新掘巷道与它打通；或是巷道掘进的方向与探水钻孔的方向偏离，超出了钻孔控制范围，就可
能与积水区掘通；井下未构筑防水闸门，或虽有防水闸门但未顺利及时关闭，在矿井发生突水的情况下，不能起堵截水的
作用；井下水泵房的水仓不按时清理，致使容量减少，或者水泵的排水能力不足，在矿井发生突水时，涌水量大于排水能
力，而且持续的时间很长，采取临时措施也无法补救时，矿井就可能被淹没。
只要我们搞清水灾发生的原因，有针对性地采取措施，加强管理，矿井水灾是完全可以避免的。
煤层或岩层出水之前，一般都有一些征兆，如工作面变得潮湿，顶板滴水或淋水，岩石膨胀、底板鼓起，工作面压力增
大，片帮冒顶，巷道断面缩小，支架变形等等。此外，比较明显的征兆还有：煤层里有“吱吱”的水叫声，甚至有向外滋
水的现象，这是因为附近有压力大的含水层湖或积水区，水从煤层的裂缝向外挤出造成的。
煤层挂汗，就是煤层上结成小水珠，说明前面有地下水。
工作面发潮，甚至有淡淡的雾气，由于水分蒸发吸热而使空气变冷，一进去就有阴凉的感觉，前面不远可能有地下水。
如果闻到工作面有臭几7蛋气味，用舌头尝渗出来的水感到发涩，把水珠放在手指间摩擦有发滑的感觉，就可以肯定前面
有老空水；另外，老空水发红，很像铁锈水，如果发现煤壁上挂红，也是出水信号。以上说的这些征兆，并不是每个工作
面透水之前都一定要全部出现，有时可能发现一两个，个别情况下征兆不明显，这就要求我们仔细观察，认真辨别。如果
事先发现了这些征兆，就应该把它们的位置在采掘工程图上标示出来，并与地质测量部门取得联系，请他们进一步探察清
楚。
如果在掘进或采煤过程中突然出现了出水征兆，有透水危险，要采取果断措施，撤离人员，躲避到安全地点，并及时向
矿调度汇报。
第四课 井下突水有特征 地面治水莫忽视
煤矿井下有时会发生各种不同的突水现象，突水有大有小，情况各有不同。一旦遇有不正常出水现象，我们就应当注意
它的特点，以便分析判断水源，尽早采取措施：
老空水涌出 一般都从上而下，水有色有味。有浅红、浅黄、浅灰等颜色。由于老空水在地下封闭积存时间较长，流出时
有臭味。用嘴品尝，不清淡，不清爽，有涩味。突出时瞬时水量很大，其后水量迅速减小。
地表水渗入井下 其颜色随地表水的颜色而定，雨季洪水渗入井下一般混黄，有时带有泥沙或地面的杂物，洪水来临时水
量变大，雨水过后水变清，水两渐小。
含水层突水 由于自然条件千差万别，其出水情况多种多样。弱含水层突水一般从岩层裂缝中涌出，水量小，水质透明清
澈，无味，水量达到一定数值后开始稳定，如果不进行封堵，词水会变成长年流水，从而增加矿井涌水量。
强含水层突水多发生在深部，工作面靠近断层、岩层破碎带、陷落柱周围。强含水层突水一般也有水量由大变小的过程
，有的先产生底鼓，从岩石裂隙中渗水，随底鼓和岩石裂缝加大水量变大，水有压力，翻水，由于周围岩石的摩擦开始水
呈灰色，时而变清，时而变灰白色低板稳定后变清，水无色无味，清凉可口。随突水口通道加大，水量急剧上升，随高压
水的大量喷出会再次造成岩层破裂，并伴有岩层的水交杂产生的巨响。这时在现场人员要尽快撤离。
为了防止或减少大气降雨汇集的水和地表水涌入工业场地，或通过渗透屋进入地下，首先要对地面水进行防治。这是一
项经常性的工作，特别是在每年雨季前，对于防洪防汛工作更要引起高度的重视。
地面防治水首先要掌握地表水的变化规律，有针对性地在地面修筑一些防排水工程，包括填塞通道、排除积水、河流改
道、修建水库及排洪道等，可以概括为“疏、防、排、蓄”几个方面：
疏 如果矿井四周是山，降水和地表水流不出去，可以开凿邂洪隧洞，把矿区内的汇集水流疏通到矿区以外。
防 在矿井设计时，井口和工业广场地应该选择在不受洪水威胁的地点，井口和工业场地内建筑物的高度，必须高于历年
最高洪水位；矸石、土方、炉灰等堆积物必须避开山洪、河流的冲刷方向，以免冲刷到工业场地建筑物附近或淤塞沟渠和
河道。矿区受山洪威胁时，在山坡上应修建防洪沟堵截山洪。矿区地表的塌陷区要堵塞、填平、压实。对漏水的沟渠和河
流，应该整谱河底或改道。报废的地面钻孔要及时封好，防止地表水流入井下。
排 对于洪水季节河水有倒流现象的矿区，应在泄洪总沟的出口处建立水闸，设置排洪站，以备河水倒灌时用水泵向外排
水。
蓄 在井口和工业场地上游的有利地形建筑水库，雨季前把水放到最低水位，以争取最大蓄洪量，减少对矿井的威胁。
第五课 隔离煤柱可防水 防水闸门要设置
井下留隔离煤柱，可以防止地下水涌如矿井，同时还可以预防火与瓦斯事故的蔓延。防止煤柱大致可以分为以下几种：
井田边界隔离煤柱 相邻两个矿井或井田之间不允许沟通，应该留隔离煤柱。这样，一旦有一个矿井发生突水淹井事故，
邻近矿井不致受到影响。井田之间的煤柱大都是人为设置的，有些是以断层为界的隔离煤柱。当矿井人为划分边界时，煤
柱中心线就是矿井的边界；以断层为两井田边界时，断层两侧各留一定的煤柱作为各自的开采边界。
与被淹井巷的隔离煤柱 井下有时有局部积水或被淹井巷，当积水很多不易排干时，也要留设煤柱，使生产区与被淹区隔
开。
冲积层煤柱 井下采掘工作面有时离冲积层或地表水很近，而冲积层又往往有水及流沙。在这种情况下，采掘工作面必须
与冲积层保持一定的距离，因此要留设一定的煤柱。
断层防水煤柱 断层的落差有大有小。当落差达到一定数值时，一盘的煤层就可能与另一盘含水层接触，同时断层本身也
可能含水，所以断层两侧有时也要留一定尺寸的煤柱。
其他防水煤柱 在采掘过程中，如接近水量较大的钻孔，含水的陷落柱等也要留煤柱。
防水煤柱是起防水作用的，无论何时，未经批准不许胡采乱掘，如果煤反向开帮，在煤柱内挖水窝、躲避洞等，都是十
分危险的。
有突水淹井危险的矿井，或有突水危险的地区，都要设置水闸门。闸门平时是打开的，一旦井下发生水灾即关闭。在井
底车场两端设置防水闸门，以便恢复矿井生产，保护井筒、井底车场和排水设施；在有突水危险的地区设置防水闸门，是
为了在采区或巷道突水时，阻挡水流，进行分区隔离，防止灾情扩大，保证其他地区正常生产。
《煤矿安全规程》第273条规定：防水闸门前后一段巷道必须砌券。防水闸门来水一方一册15—25米处应设有挡物的箅子
门。附近的铁轨和架空线要做成活结的，可以随时拆卸。通过防水闸门的风管、水管、电缆孔不准漏水。放水放应设置在
水沟一侧的下方，放水管的外端应安设放水阀门。
防水闸门的铁门四周要镶有软垫，当铁门关闭时门与门框可以完全接触，不产生缝隙。软垫一般用橡胶、紫铜、或特制
软合金做成。平时，井下工作人员一定要爱护它。
为顺利关闭闸门，在水闸门的外侧可安设小绞车、钢丝绳和滑轮，这些东西都是关门时使用的，不要损坏它们。
在正常生产期间，要定期对防水闸门进行检查和维修，附近不得 有石块、木料、矿车的堵塞物，要保证铁门随时关闭。
矿井突水后，关闭水闸门是一件关键性措施，不经领导决定，任何人不得随意关闭铁门。在关门之前，水闸门内的所有
人员必须全部撤出，人数必须清点无误，电源应全部切断。经过处理或突水量变小需要打开水闸门的时候，必须有专门措
施，有领导有指挥地进行。
第六课 防水闸门会开关 井下排水要搞懂
有了施工良好的防水闸门，人们可以放心地开采受水害威胁的煤层了。然而，一旦开采地区出了大水，需要我们关闭水
闸门时，我们很顺利地把水闸门关上吗？实践中没那么简单。
平时水闸门都是大大敞开的，而且门扇的一边还紧靠门轴一侧的巷道帮。定期检查水闸门时，人们站在门扇近处推推拉
拉很是自如。而一旦大水涌出，水闸门处水深流急，关门必须用绳索拉拽才能完成，而且必须事先在门轴的另外一侧门框
固定一个铁钩，绳索通过铁钩，在水闸门外用力拉拽，这样水闸门才能启动，实现与门框的关闭。事先未固定铁钩，出水
后关门之前应在适当位置迅速打一锚杆栓牢铁钩也能关门。在没有铁钩的情况下，临时制作一个简易人字架或三角架顶住
绳索使绳索弯曲，这样也可将闸门关闭。在关闭水闸门的一瞬间，必须保证门框处不能有任何杂物，杂物一旦塞住门缝，
再想重新关门将十分困难。
水害消除后，需打开水闸门进入淹没区重新恢复生产。开门之前一定要把水闸门内的积水放空，放水是由打开闸门两侧
大口径放水管阀来完成的。然而水闸门内存有高压积水，水阀一经打开，高压水高速喷出，喷射极远并伴有水的吼叫声，
开阀人无法从窄小的巷道撤出。为解决放水孔喷射问题，应在开阀之前先在放水阀外延长大口径放水管路，将放水管口延
长至巷道有岔口处。这样，当水闸门内的水位降下来之后，再用顶镐将门扇顶开，水闸门才能顺利打开。
矿井涌水使井下环境恶化，为了保证 的顺利进行，就需要把矿井水排到地面。排水的主要设备有水泵、水管和配电设备
，井下还需要修筑水仓、泵房。在发生水灾时，这些设施还起应急的作用。
水泵 必须有工作备用和检修的水泵。要求水泵从两个方向保证安全：第一，工作水泵应能在20小时内排出矿井24小时的
正常涌水量，即工作水泵的能力相当于正常涌水两的13.2倍；第二，工作和备用水泵应能在20小时内排出矿井24小时的最
大涌水量。水文地质条件复杂的矿井，可根据情况另外增设水泵。
水管 水管必须与水泵的排水能力相适应，有工作和备用的管。即使在涌水量很小的矿井，也必须敷设两趟水管。
配电设备 应同工作、备用和检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用的水泵。有的矿井涌水连共小，不重视配电设
备和水泵的配套，这样，一旦矿井涌水量增大，备用水泵无法开动，造成水害。
水仓 主要水仓必须有两个，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。书仓的进口处要设置箅子阻挡杂物；水仓中的
淤泥每年至少清理两次，其中在雨季前必须清理一次，以保证水仓的有效容量。
上面说的水泵、水管、配电设备等主要排水设备，都要经常检查和维护，特别在每年雨季前，必须全面检修一次，以保
证其安全运行。
第七课 井下探水很重要 探水之前要设计
在有水害威胁的矿井，坚持“有疑必探，先探后掘”的探放水原则，是防止井下水害事故的有效措施。在有水害威胁的
地区进行采掘工作，都要坚持超前钻探，千万不可粗心大意。
《煤矿安全规程》第286条规定：井下生产过程中，采掘工作面遇到下面任何一种情况时，必须确定探水线进行探水：
1、接近水淹或可能积水的井巷、老空区或相邻煤矿时；
2、接近溶洞、导水断层、含水层或导水陷落柱时；
3、打开隔离煤柱放水时；
4、接近有出水可能的钻孔时；
5、接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时；
6、接近有水灌浆区时；
7、接近其他可能出水地区时。
探放水工作因该有探水设计，探水设计应体现以下几方面原则：首先要科学探放，对水情的分析要科学，探放水的方法
也要科学；二是要安全可靠，探放水在“有疑必探，先探后掘”的原则下，确保征服水害，做到万无一失；三是要经济合
理，争取用尽量少的工程量，最简捷的巷道工程完成探水、开拓、掘进等生产准备任务；四是要争取高效，在多方协调下
，合理安排，争取尽快完成探水任务不影响工期。
探水设计大致应包括如下三方面内容：
1、探水地区的水文地质情况分析。由探放水技术人员调查区域资料，提出水害性质、受水威胁的范围和程度、划定水害
威胁边界、估算涌水量和总涌水量，划定探水线、设计出要留设的防水煤柱尺寸。此外，还要分析放水后对地面的影响，
地表是否会产生下沉，是否产生塌陷坑以及建筑物破坏的情况。
2、根据水害性质由开采技术人员设计开拓方案及防水方案。其中有：探水区的开拓方案；巷道布置及施工顺序；巷道断
面支护形式；流水水沟大小；流水路线；临时排水设施；水闸门及水阀墙的位置；放水的允许放水量；人员避灾路线及预
防有害气体的措施等。
3、在上述巷道布置的基础上，设计探水孔的钻探施工方案。探水施工内容包括：每次探水的位置；确定探水超前距；确
定每次探水的孔数、孔的方向及角度；孔径管的设计和安装马蹄工放水所需要的时间。
探放水设计经研究批准后，要严格按设计施工。
第八课 探水作业要安全 水区要安孔口管
井下探水是用钻机进行的。探水作业的好坏，不仅直接关系到探水人员的安全，而切影响到探放水周围地区甚至整个矿
井的安全。所以，应该按照《煤矿安全规程》的要求，施工中特别注意以下事项：
探水工作要加强支护，防止高压水冲垮煤壁及支架；事先检查并维护好排水设备，清挖水沟和水仓，以便在出水时是使水
仓有相当大溶剂的缓冲余地；在探水工作面或工作面附近安设专用电话，遇有水情及时向矿井调度室汇报；探水工作面要
经常检查瓦斯，发现瓦斯超过1%时要立即停止打钻，切断电源，撤出人员，然后加强通风吹散有害气体；在水压较大的地
点探水时，应预先开掘安全躲避硐，规定好联络信号及人员的避灾路线；大钻时钻孔中水压、水量突然增大，以及出现冲
顶钻具等异常情况时，不要移动或拔出钻杆，应马上将钻杆固定。还应派人监视水情和报告狂井调度室，不得擅自放水。
如果情况危急时，要立即撤出受水威胁地区的所有人员，然后采取措施，进行处理；探水钻机后面和前面给进手把活动范
围内不得站人，以防止高压水将钻杆顶出伤人，或者手把翻转打人；钻眼内水压过大时，应该采用反压、防压和安设防喷
装置的方法钻进，控制钻杆不被高压水猛然冲出，确保钻探安全。
对水量和水压都较大的积水区或含水层打钻，都要做孔口管，以便安水门控制水量。
孔口管是固定在孔口的一段钢管，它必须固定在坚硬完整的岩层内。孔口管的安装固定是一件比较细致的工作，它的过
程是这样的：钻机固定之后，先打一大孔，孔深与孔口管长度一致，先将孔内冲洗干净，注入水泥浆液，2将孔口管放入
孔内，放好以后将管固定，待水泥浆凝固，即可在孔口管内探水钻进。
水平孔和上斜空的孔口管安装顺序是：钻机先按设计方向钻一打孔，孔深比管长3米左右，将管插入孔内，固定不动，在
孔外用水玻璃和水泥将管口固定死，并需要在孔口管上方另留一个小管。然后用挤浆泵从孔口管的四周压入水泥浆。当稠
水泥浆从小管跑出时，即将小管关闭，这时挤浆泵继续开动，达到一定压力后停止挤浆，关闭孔口管水门，等水泥浆凝固
后，孔口管即安装完毕。
孔口管作成后即可扫孔。扫孔超过孔口管深度后，需要对孔口管做一次耐压试验，检查孔口管的强度。如发现漏水，或
达不到强度要求时，应进行第二次挤浆处理。
水压力不大的地方，也可以安装简易孔口管。即先打一个3米左右深的钻孔，在钻孔底部放一到圆形胶圈，将胶圈压紧，
可起防水作用，然后在孔口管出打上长铁楔，把管子固定。如果还怕不牢固，可以在孔口管口加设一道挡板。用点柱紧紧
地支牢，防止套管冲出。
第九课 钻孔毁坏可补救 上山放水要小心
煤矿井下一般都有水文地质钻孔，这里包括水量大的高压供水孔、放水孔以及在竟下揭露未封孔的老旧勘探孔。这些钻
空穿透了煤田中的强含水曾，有时会发生毁坏，造成大量出水。
大水量水文地质钻空毁坏的原因很多，有的是因为采掘活动使底板岩层产生移动，产生裂隙，孔口管失起作用；有的是
因为孔口管各节之间接缝连接不牢；有的是因为钻孔管长度不够。当然，钻孔内水压高、水量大也是重要原因。钻孔一经
破坏，地下水便从钻孔周围大量涌出。
处理这些毁坏钻孔使其停止涌水，关键是恢复孔口管的原有功能。底板破裂大量涌水的钻孔，可以采用高压泵向孔内压
入充填物的办法处理，这些充填物可以是锯末、棉丝、麻丝、布条等。如果钻孔无保留价值，也可以直接向孔内投入铁砂
、铅条等物，减小水流喷射速度，然后注入带有速凝剂的水泥浆，将孔封死。
对于孔口管断裂、底板鼓起并严重破碎的大水量高压喷水钻孔，最有效的办法是采用挖井法处理。 就是用提台抽水量大
的水泵，对准钻孔抽水，使钻孔周围水位下降，再沿钻孔向下挖井，一直挖到孔口管断处，使已经断裂的孔口管重新对接
。准确对接之后，将破损的孔口钢管再行焊接。焊好后，将挖下的小井再用混凝土牢牢回填。这样，钻孔又可以完好使用
。
对无孔口管的喷水钻孔，也可以利用抽水挖井的办法处理。抽水后，向下挖井并埋入新的孔口管，等待回填的混凝土凝
固之后，用注浆泵将孔封掉，或完好保留做供水之用。
采掘煤层有老空威胁的地区上山掘进必须探水，因为水害威胁较大，施工必须十分小心。
按探水设计，上山煤巷掘进的探水空应布置成扇形，扇形群孔每组之间的夹角不能太大，也不能太小，一般以10度到15
度为宜。中间的沿巷道前进方向一组，两侧各两组，煤层厚度大于两米时一般孔数不少于3个，煤厚增大时孔数还要增加
。沿顶板掘进的煤巷，探水孔除有平行顶板的钻孔外，其余钻孔应依次向下斜，并最少有一个孔见到煤层底板。沿煤层底
板掘进的巷到，钻孔应依次向上斜，并保证要有一个钻空见到煤层底板。
探水钻探过程中应时刻注意钻孔内情况，发现煤岩变软，钻杆推进突然感到轻松，或顺钻杆出水啊大时，要特别注意，
立即停止钻进，不要拔出或移动钻杆。现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情。如果拔出钻杆，钻眼会被
流水冲大，水量无法控制，造成透水事故。
当探水孔小于孔深5米时孔内大量出水，说明距离积水已经很近；如果孔内水压很大，水流喷射很远，必须马上将钻机钻
杆固定，在巷道正前打牢点柱，保护煤壁和顶板，不使煤壁被水冲垮。人员应尽快撤离现场，另选安全地点对此处积水进
行放探。
探水过程中如果发现钻孔透老空无水，应立即检查是否有有害气体喷出，如果瓦斯或其他有害气体浓度超过《煤矿安全
规程》规定，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。
第十课 上山掘进要谨慎 平巷下山也当心
探水地区上山是掘进防水的重点，应十分谨慎。
探水地区上山掘进一般布置成双巷，即甲乙两条上山分别交替探水前进。两上山之间距离不能过大，两者之间每隔一定
距离用联络巷接通。上山正放炮时，人员必须躲入联络巷内。上下两联络眼之间的距离不应大于放炮母线的长度。如果两
联络眼之间的距离较大，应在适当位置掘躲避硐，躲避硐方向应向上山方向适当倾斜，长度必须适当。
上山巷道的支护应严格按作业规程要求施工，不论煤巷还是岩巷，支架柱底必须深入柱窝，支架的扎角必须合适。巷道
内的浮煤浮渣 及时清理装运，后路不能有障碍，电缆和风筒必须挂起，工具设备材料摆放整齐。
上山探水巷道掘进，正在掘进过程中应随时丈量巷道的实际进度，与探水地点的标记及通知单中的允许长度进行核对，
防止实际掘进距离超过允许掘进的距离，以保证安全。
钻机探水后的上山掘进还应用长扦子适当补探。钻机探水钻孔群是呈善形分布的，控制的面积较大。钻孔打得很远。但
是，随着掘进巷道的前进，探水孔之间的距离就会越大，巷道有可能进入两钻孔之间的空白区，这是探水的盲区，积水老
巷有可能被漏掉。在这种情况下，掘进巷道应用长扦子对正前或斜前方打眼补探，这样可以防止意外事故发生。
上山掘进巷道如果在打炮眼时沿扦子向外流水，应及时停止作业。水压大时，扦子不要拔出，西药另做其他探放措施。
在倾斜煤层中掘进平巷一4，一般都采用双巷掘进、单巷超前探水的方法。也就是用上方靠近老空的巷到超前探水，超前
下巷一段距离。探水钻孔一般向正前方和上帮方向打孔。巷道坡度多采用正坡施工，为使水流畅通，不要随意改变坡度。
探水区平巷，一定要按设计腰线施工，如果腰线掌握不好，容易产生积水，严重时还能堵死巷道。如果煤层倾角很小，所
有平巷都应探水，探水控数量也应增多。在平巷掘进过程中遇到断层，必须慎重对待，向断层另一盘钻探水，不可冒险掘
过断层。
下山巷道掘进，除注意工作面和两帮来水外，要特别防止背后出水。同一采区同时有很多掘进巷道在施工，在高处施工
的掘进工作面或探水孔，必须保证下山工作人员安全时，下山工作面应停止工作，不得有人员停留。下山巷到如果在老空
区内掘进，也要适当向两帮打探水孔，巷道两帮的支护要加强，防止片帮出水。为了确保下山掘进的安全，应当先掘高处
靠近老空的巷道，减少或消除水害的威胁，避免人身事故。
回采工作面一般不容易出水。因此常常被人们忽视。但在长壁沿走向开采的情况下，一旦发生工作面出水，上安全出口
同时也被堵住，这时工作面的人员无路可退，所以，必须保证工作面特别是上顺槽的规格质量，上安全出口要畅通无阻。
第十一课 避开突水危险带 带压开采是方法
强含水层、含水断层带、含水的陷落柱，这些都是井下发生突水危险的自然条件，我们需要采取措施，处理和避开它们
。
1、探断层 在井下各生产地区探清周围存在的断层位置、断层落差的大小，对于防止出水是很重要的，探清断层带是否
有水，断层另外一侧强含水层的位置也是十分重要的。经钻探之后，如果证实断层带本身不含水，距离含水层又比较远，
那么采掘工作面是比较安全的。
2、穿越断层 如果巷道需要穿过断层到另一盘进行采掘，着就需要探清另一盘的含水层位置，水量大小，必要时要对另
一盘的含水曾进行放水降压。为防止采掘后断层带挠动引发出水，对穿越断层带一段巷道的底板进行砌券加固，防止含水
层水沿断面涌出。
3、远离断层 如果断层另一侧强含水位置很高，巷道水平穿越有困难，这就应该提早抬高巷道标高，从远离含水曾的高
处穿越断层。如果巷道掘进方向与断层走向平行，而另一册有强含水曾，此时应确定安全距离，并每隔一定距离垂直巷道
探测断层位置，随之调整巷道位置，避免巷道掘入或接近另一盘的强含水层。
4、避开陷落柱 对防水而言，陷落柱是个危险体 ，遇到含水陷落柱十分危险。目前，我们的办法只有远离它。对于深部
的采掘工作面我们采用物探仪器——无线电透视仪大面积进行煤层透视，发现陷落柱存在，则应避开另选安全地方生产。
此外，还应该十分注意或避开大面积底板岩层破坏地段，诸多小断层交叉或交汇地段等可能出水的地方。
带压开采是防治水的一种方法。实质上就是利用隔水层的隔水性能，带着水压进行开采的一种方法。它的优点是不修建
防治水工程，就可以预测出许多带压开采的安全区，并顺利地把煤炭开采出俩。我国的许多煤矿，煤层底板下有丰富的高
压地下水，因此，带压开采具有实用价值。
比如，某一个煤层，它的下部有一个强承压含水层，煤层未开采之前，含水层中水的压力压向上方；当含水层上部的煤
层采空之后，岩层的原始应力平衡状态遭到破坏，如果含水层的顶板隔水层抵挡不住下部的强大压力，隔水层就要变形，
产生底鼓，随之出现裂缝，造成工作面底板出水。如果通过预测得知，煤层底板隔水层能抵挡住下部含水层的强大压力，
水不能从煤层底板突出，然后把煤炭安全地采出来，带压开采便算成功了。
带压开采能否成功，决定于三个因素：
1、承压含水层压力的大小及水量的多少；
2、隔水层厚度及岩层强度，被开采煤层与含水层间的距离越大，出水可能性越小；
3、开采地区地质构造及采煤活动对隔水层的破坏情况，隔水层如果是完整的，断层、裂隙不发育，那么高压水突出的可
能性就小。
在带压采煤工作时，放顶工作要快，控顶距越小越好，以便减小地压；工作面内不准丢煤柱，也不要残留木垛、点柱等
支撑物；注意底板变化，如有异常应停止采煤和放顶；保持排水设备完好；现场所有人员必须熟悉避灾路线。
第十二课 疏干降压防突水 注浆堵水也有效
随着矿井向深部开采，承压含水层的水头压力越来越大。当在高水压条件下带压开采不能实现时，为了预防承压水突然
涌出，就要对含水层采取疏干或降压措施。
疏干，就是把含水层中的水位降到生产工作面标高以下，这样，工作面生产就不再受承压水的威胁了。 可是，疏干采煤
只有在含水层水量较小的情况下才能实现；有些含水层水量很大，对这样的含水层强行疏干，会加大排水量，甚至根本无
法疏干。对水量大的含水层可以采用少量放水，适当降低水位的办法，使水位保持在工作面以上一定的高度，即使工作面
能正常回采，又不致使水突破煤层底版。这样的采煤方法就叫作降压采煤法。
降压采煤是一项困难而复杂的工作，它要研究隔水层厚度、强度、节理裂隙情况，矿山压力对隔水层的破坏情况，还要
研究含水层降压的可能性。只有这些条件都能满足采煤要求时，降压采煤才能实现。
打钻放水是降压采煤常用的方法，可以在一个地点集中打钻放水，也可以分散在多水平、多巷道大范围打钻放水。除放
水孔以外，还要有一定数量的观测孔，以便了解和控制水压。
降压采煤有时也可能发生突水，所以除了保证有足够的排水能力外，采用将压方法采煤的工作面，采煤时也要注意及时
放顶，减少控顶距，防止底版出水。放水孔打开之后就不要随意关闭。工作面上下出口一定要保持通畅。当工作面发现出
水征兆时，应停止推进，及时汇报，采取措施加以处理。
注浆堵水是防止矿井涌水而行之有效的措施。我国用注浆法与地下水作斗争已经有四十多年的历史，方法简便，效果较
好，得到了广泛的应用。
注浆堵水，就是把配制好的浆液（水泥浆液、水泥—水玻璃浆液或化学浆液），用注浆泵压入地层空隙中，使浆液扩散
、凝固、硬化，起到堵、截补给水源的作用。目前，注浆应用在以下几方面：井筒注浆 井筒常要通过一个或几个含水层
，含水层的水就会进入井筒，给建井带来困难和危害。为此，在井筒开凿之前先从地面打钻孔，对含水层进行预先注浆；
或者在井同掘进工作面距含水层一定距离的地方停止掘进，从工作面预先进行注浆。这样，就在井筒四周造成一道隔水屏
障，使井筒能安全、顺利地通过含水层。土国井筒已凿砌完毕而井壁漏水，也可以对井壁进行注浆堵水。
巷道堵漏 为减少矿井涌水量，对煤矿井下大量存在的小出水点也要进行封堵。这些出水点水压、水量不大，可以用打入
简单注浆管的办法解决。做法是：用短而细的水管一根，其外侧螺旋状焊上铅条，裹以粗麻后用力打入钻好的小孔内，用
高压注浆泵向孔内注如水泥浆，直到出水点停止出水为止。这种办法对一些大的硐室、大交叉点、砌券巷道等处的淋水、
漏水都很有效。
帷幕截流 有的煤矿为了减少矿井涌水量，采用帷幕截流注浆法建造一个隔水墙，切断水源的补给通路，把水拦截在井田
之外。
第十三课 封堵突水有诀窍 水体下面也采煤
目前，矿井大小突水时有发生，对于已经突水的突水点我们经常采用封堵的方法来处理。如何人封堵？这里面大有诀窍
。
封堵任何透水、漏水和流水通道，首先必须懂得堵水材料的性能，特别是要懂得这些材料的排列顺序和方向。例如，我
们用同样数量比例的石子、沙子和黏土，把它们按不同顺序摆放在漏水的容器内，然后在它们的上面倒入同样数量的清水
，我们发现，黏土在上面，石子在下面的容器不漏水，而石子在上面黏土在下面的容器，黏土被冲走沙子也被冲走，只剩
下石子，水大量流失。这种现象在我们生活中经常见到。
在煤矿大水量的突水点的封堵过程中，也都利用这种原理进行封堵突水点或水流通路。在煤矿突水点的封堵过程中，首
先必须用大量的大块石、大比重的固体材料投放到突水点的外围，俗称固料投放，也叫骨料投放，它起到降低水的流速、
支撑隔水材料的作用。有了足够的骨料，再在骨料的来水一侧投入小一级的阻水材料——粗沙或细沙，最后在突水点附近
投以大量的水泥等阻水物质，这样就可以将大水量的突水点封堵成功。
我国北方一次特大矿井突水，在封堵突水点和过水巷道时，采用三段式的堵水顺序。例如对大断面高流速的过水巷道，
在水流的下游段实行顶板爆破，投入栏栅、下尼龙布、水泥包、大块料石等挡水材料。接着在中段投入阻水材料——砂石
和水泥浆。在这两段阻水体成功实现阻水的基础上，在来水的方向紧靠前两段再注入大量的水泥浆，并施以高压，使水泥
渗入裂隙和孔隙。从而可以封堵住全部漏水。
煤层处在地表水和地下含水层的下面，开采这些煤炭有很多困难。为了充分利用地下资源，增加煤炭产量，就必须解决水
体下及含水层下安全开采的问题。
煤层采空后，上面的岩层就要冒落。如果冒落形成的裂隙影响到顶板以上的含水层甚至地表，就成为含水层水或地表水
进入井下通道。根据多年大量观测和研究，顶板岩层的破坏可分为“三带”：
冒落带 采煤后顶板开始冒落，直到上部岩层能够被支撑在冒落后堆积其俩的岩块之上为止。如果冒落带高度达到采空区
上方的含水曾或地表水时，就要发生突水事故了。
导水裂隙带 冒落带上方的岩层产生大量的裂隙，而切下部裂缝大，越往上裂缝越小，这一带内，水仍然可以在裂缝中流
动。这一带的高度影响到含水层和地表水时，矿井涌水量就会急剧增加。
弯曲下沉带 从导水裂缝带往上，岩层发生平缓弯曲，只有一些小的裂隙，但这些裂隙不与井下相通。如果在弯曲下沉带
内或弯曲下沉带以上的地面有水体，采煤时就不会流入井下工作面了。
从事水体下采煤，关键是搞清和控制导水裂缝带的高度，使它不要与水体相通。采煤时应严格控制采高，工作面的支架
严格按规定的高度支撑。现场工作人员应随时注意顶板变化，如有淋水变大、水变浑、有流沙等现象时应及时汇报，出现
危险征兆时要及时撤人。用充填法采煤的工作面，一定要保证充填质量。
第十四课 预测预报房水害 一旦突水要避灾
矿井水害可以预测预报吗？回答是：水害完全可以预测预报的。
正规的生产矿井，每个矿井都有正规的地质报告，地质报告中重要的一部分内容就是水文地质资料，其中对矿井内外地
表水和地下水的情况都有详尽的了解和论述。矿井生产中嵋个采区、每个采掘工作面、每个井下工程开工前都有由防治人
员提供的地质说明书。在采掘人员进行采掘设计和施工安排时，都有防治水的内容，既详细的防治水设计和措施，这就使
井下的防治水有了重要的前提和保证。
经过多年的研究是实践，我国矿井防治水的技术和仪器设备水平都有了很大的进步，可以用较先进的设备和仪器勘探地
下的水文地质条件；可以用物探的方法探测含水曾和水体的存在；可以用放水试验的方法确定地下水的运动规律。所有这
些都为矿井水害的预测预报提供可能和条件。
此外，我国各生产矿井都总结并实行了一套完整的防治水管理制度，这些制度概括起来有：（1）防治水资料的编制和审
批制度。所有地质水文地质报告、各类地质水文地质说明书
各项防治水措施都要按业务权限逐级审批。（2）严格的防治水审查制度。多年来我们已经完善了一整套防治水检查制度
，大到整个矿区的防治水规划，小到掘进头的防治措施，细而不漏。（3）防治水害预测预报制度。对水害情况按年、按
季、按月或旬定期发送通知单，对重点水害地区不定期随时发送通知单。
井下一旦发生突水事故，在场的工作人员应立即将灾情想矿掉土室汇报，人员必须听从班组长指挥，迅速撤退。
俗话说，人往高处走，水往低处流。突水时，人员应撤退到上一个水平或地面。技术人员在制定有水害威胁地区安全措
施时，应包括人员的避灾路线。者条路线选好之后，应向这个地区的所有人员进行贯彻，在平时还要利用上下井的机会让
工人多熟悉几次。在巷道交叉点应设有路牌，并设有灯光照明，上山独头巷道的路牌上应标有“此路不通”的字样。
井下突然突水，破坏了巷道中的照明和安全退路上的指示牌，人员一旦迷失方向，必须朝有风流通过的上山巷道撤退。
这些上山巷道必须与地面相通。
井下发生水灾之后，应该立即通知矿山救护队组织抢救。在救护队员没到达之前，应全部启动排水设备，关闭有关地区
的水闸门。
有瓦斯喷出的地区，探水人员或其他工作人员，遇有瓦斯喷出时，要带上自救器，防止中毒。工作地点还应设法加强通
风，风机不准关闭。
通往地面的安全出口如果是竖井，人员撤退时需从梯子间爬梯升井，这时应按次序上，避免抢上或慌乱；爬梯子时，应
注意手抓牢，脚蹬稳，保证自己的安全，也要照顾别人的安全。
人员撤离到地面之后，应该立刻清点人数，向领导汇报。

kent2988

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心如芷水

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