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1、本质安全型的地方煤矿本质安全型的地方煤矿与采矿新技术与采矿新技术程卫民 山东科技大学教授教授/博导、国家、省局安全生产专家博导、国家、省局安全生产专家、省劳保学会副理事长、省劳保学会副理事长、省人大代表省人大代表 副院长副院长 国家安全学科教学指导委员会委员国家安全学科教学指导委员会委员电话：电话：0532-86057013、13789879668邮箱：邮箱：1目目 录录1 1、我国煤矿目前的、我国煤矿目前的整体现状及存在的问整体现状及存在的问题题2 2、地方煤矿的本质、地方煤矿的本质安全化安全化3 3、地方煤矿采矿、地方煤矿采矿（安全）新技术（安全）新技术21、我国煤矿目我国煤矿目前的整体现
2、状及前的整体现状及存在的问题存在的问题3全国煤产量419992005年全国煤炭产量年全国煤炭产量52005年我国煤炭产量的构成6qq截止截止截止截止20052005年底，全国已取得煤矿安全生产许可证的煤年底，全国已取得煤矿安全生产许可证的煤年底，全国已取得煤矿安全生产许可证的煤年底，全国已取得煤矿安全生产许可证的煤矿总数矿总数矿总数矿总数2480024800余处。其中：国有重点煤矿余处。其中：国有重点煤矿余处。其中：国有重点煤矿余处。其中：国有重点煤矿681681处，纳入处，纳入处，纳入处，纳入4545户重点监控对象的有户重点监控对象的有户重点监控对象的有户重点监控对象的有414414处。处。
3、处。处。qq煤矿在煤矿在煤矿在煤矿在2727个省（市、自治区）个省（市、自治区）个省（市、自治区）个省（市、自治区）12641264个市县均有分布，个市县均有分布，个市县均有分布，个市县均有分布，占县级行政区划的占县级行政区划的占县级行政区划的占县级行政区划的44.2%44.2%。qq我国煤矿以井工开采为主，矿井规模小。露天矿产能我国煤矿以井工开采为主，矿井规模小。露天矿产能我国煤矿以井工开采为主，矿井规模小。露天矿产能我国煤矿以井工开采为主，矿井规模小。露天矿产能不到不到不到不到5%5%；设计能力；设计能力；设计能力；设计能力3030万吨万吨万吨万吨/年以上的大中型矿井数量年以上的大中型矿井
4、数量年以上的大中型矿井数量年以上的大中型矿井数量仅占仅占仅占仅占3.1%3.1%。qq截止截止截止截止20052005年底，全国累计停产整顿煤矿年底，全国累计停产整顿煤矿年底，全国累计停产整顿煤矿年底，全国累计停产整顿煤矿1299012990处，公告处，公告处，公告处，公告关闭经整顿仍达不到安全条件的矿井关闭经整顿仍达不到安全条件的矿井关闭经整顿仍达不到安全条件的矿井关闭经整顿仍达不到安全条件的矿井52435243处，取缔非处，取缔非处，取缔非处，取缔非法采煤窝点法采煤窝点法采煤窝点法采煤窝点1066910669次。次。次。次。我国煤矿产业化集中程度低、生产力水平落后我国煤矿产业化集中程度低、
5、生产力水平落后我国煤矿产业化集中程度低、生产力水平落后我国煤矿产业化集中程度低、生产力水平落后719952005199520051995200519952005年全国煤矿事故死亡人数和百万吨死亡率图年全国煤矿事故死亡人数和百万吨死亡率图年全国煤矿事故死亡人数和百万吨死亡率图年全国煤矿事故死亡人数和百万吨死亡率图819902005199020051990200519902005年各类煤矿百万吨死亡率变化情况年各类煤矿百万吨死亡率变化情况年各类煤矿百万吨死亡率变化情况年各类煤矿百万吨死亡率变化情况9101999200519992005年我国煤矿重大事故起数和死亡人数年我国煤矿重大事故起数和死亡人数
6、1119992005199920051999200519992005年我国煤矿特大事故发生起数及死亡人数年我国煤矿特大事故发生起数及死亡人数年我国煤矿特大事故发生起数及死亡人数年我国煤矿特大事故发生起数及死亡人数12一次死亡百人以上的特别重大事故的发生一次死亡百人以上的特别重大事故的发生频率呈增长趋势频率呈增长趋势q19811981年年20052005年全国煤矿发生一次死亡百人年全国煤矿发生一次死亡百人以上特大事故以上特大事故11 11起，间隔为起，间隔为1010年年1 1起、起、5 5年年1 1起、起、4 4年年1 1起、起、2 2年年1 1起、起、1 1年年2 2起、起、1 1年年4 4起
7、。起。1320012001200120012005200520052005年我国年我国年我国年我国煤矿煤矿煤矿煤矿事故类型分布统计图事故类型分布统计图事故类型分布统计图事故类型分布统计图1420052005年全国煤矿死亡事故按事故性质统计所占比例年全国煤矿死亡事故按事故性质统计所占比例15瓦斯事故是煤矿安全的瓦斯事故是煤矿安全的“第一杀手第一杀手”q特大事故、特别重大事故主要是瓦斯事故特大事故、特别重大事故主要是瓦斯事故q20012001年到年到20042004年，一次死亡年，一次死亡1010人以上特大事故人以上特大事故中瓦斯事故占中瓦斯事故占80%80%，一次死亡，一次死亡3030人以上特别
8、重人以上特别重大事故中，瓦斯事故占大事故中，瓦斯事故占83%83%q建国以来全国煤矿共发生死亡百人以上事故建国以来全国煤矿共发生死亡百人以上事故2222起，其中瓦斯煤尘事故起，其中瓦斯煤尘事故2020起，事故起数和死亡起，事故起数和死亡人数分别占人数分别占91%91%和和94%94%。16小煤矿是灾害事故多发的重灾区小煤矿是灾害事故多发的重灾区q2005年乡镇煤矿死亡人数占全国总数的年乡镇煤矿死亡人数占全国总数的73.83%；百万吨死亡率是国有重点煤矿的；百万吨死亡率是国有重点煤矿的5.8倍。倍。煤矿安全生产发展不平衡，区域性差异明显煤矿安全生产发展不平衡，区域性差异明显q西南等煤矿地质条件较
9、差的矿区百万吨死亡率西南等煤矿地质条件较差的矿区百万吨死亡率仍在两位数；仍在两位数；q神东、兖州等矿区百万吨死亡率很低，达到世神东、兖州等矿区百万吨死亡率很低，达到世界先进水平。界先进水平。17煤矿自然条件复杂，灾害因素较多煤矿自然条件复杂，灾害因素较多我国我国33.09%煤矿的地质构造属于复杂或极复杂煤矿的地质构造属于复杂或极复杂；我我国国几几乎乎所所有有井井工工煤煤矿矿均均为为瓦瓦斯斯矿矿井井。国国有有重重点点煤煤矿矿高瓦斯矿井占高瓦斯矿井占26.8%，煤与瓦斯突出矿井占，煤与瓦斯突出矿井占17.6%；煤煤尘尘爆爆炸炸危危险险普普遍遍存存在在，危危害害严严重重。原原国国有有重重点点煤煤矿矿
10、有煤尘有爆炸危险有煤尘有爆炸危险的的矿井占矿井占87.4%。矿矿井井煤煤层层自自然然发发火火危危险险性性严严重重。原原国国有有重重点点煤煤矿矿中中有有煤层自然发火危险的矿井占煤层自然发火危险的矿井占51.3%。冲击地压危险性增大，个别煤矿十分严重。冲击地压危险性增大，个别煤矿十分严重。水文地质条件复杂。水文地质条件复杂。采深加大，高温矿井增多采深加大，高温矿井增多18煤矿生产力整体水平低下煤矿生产力整体水平低下我国煤矿开采以地下开采为主，产量约占我国煤矿开采以地下开采为主，产量约占95%。美国、印度的井工产量比重分别约为。美国、印度的井工产量比重分别约为33t和和20，井工矿井的安全状况不如露
11、天，井工矿井的安全状况不如露天矿井。矿井。生产技术水平落后。我国煤矿开采以地下开生产技术水平落后。我国煤矿开采以地下开采为主，产量约占采为主，产量约占95%，全国采煤机械化程，全国采煤机械化程度度42，除部分国有大矿之外，大多数煤矿，除部分国有大矿之外，大多数煤矿生产技术水平低，装备差，效率低。特别是生产技术水平低，装备差，效率低。特别是乡镇小煤矿，基本上是非机械化开采，乡镇小煤矿，基本上是非机械化开采，200万以上的矿工还从事手工采煤。万以上的矿工还从事手工采煤。19办矿门槛低、小煤矿技术落后办矿门槛低、小煤矿技术落后乡乡镇镇及及个个体体煤煤矿矿办办矿矿标标准准低低，采采煤煤技技术术落落后后
12、，设设备备简简陋陋。这这些些煤煤矿矿大大都都是是非非机机械械化化开开采采，其其中中约约有有一一半半是是靠靠原原始始的的生生产产方方式式开开采采，绝绝大大多多数数乡乡镇镇煤煤矿矿通通风风、防防尘尘、防防火火和和安安全全监监测测系系统统的的装装备备、设设施施投投入入严严重重不不足足，综综合合抗抗灾灾能能力力很很低低，有有相相当当数数量量的的乡乡镇镇煤煤矿矿不不具具备备安安全全生生产产的基本条件。的基本条件。20行业地位和职工素质问题行业地位和职工素质问题煤煤矿矿是是高高危危行行业业，也也是是一一个个艰艰苦苦而而且且收收入入低低的的行行业业，难难以以吸吸引引和和留留住住人人才才，因因此此从从业业人人
13、员员素素质质偏偏低低。原原国国有有重重点点煤煤矿矿采采掘掘工工人人中中，初初中中以以下下文文化化程程度度占占55%，且且大大多多是是农农民民协协议议工工、合合同同工工，缺缺乏乏专专业业的的培培训训，煤煤矿矿生生产产专专业业技技术术人人员员也也严严重重不不足足。小小型型煤煤矿矿员员工工素素质质更更低低，多多数数乡乡镇镇煤煤矿矿几几乎乎没没有有安安全全技技术术人人员员，一一些些小小煤煤矿矿矿矿长长根根本本不不懂懂安安全全生生产产知知识识，缺乏安全管理能力。缺乏安全管理能力。21?本质安全型本质安全型22、本质安全本质安全型地方煤矿的型地方煤矿的建设建设23本质安全本质安全(seal-safety)
14、(seal-safety)人机器环境的本质安全系统的本质安全人机器环境的本质安全系统的本质安全人的本质安全：人的本质安全：知识、技能、意识素质；观念、知识、技能、意识素质；观念、伦理、情感、态度、认知、品德等人文素质；伦理、情感、态度、认知、品德等人文素质；物和环境的本质安全化：物和环境的本质安全化：安全工程技术，推广机安全工程技术，推广机械化、自动化等安全工程技术；械化、自动化等安全工程技术；基础理论（安全管理）：基础理论（安全管理）：人、物、能量、信息的人、物、能量、信息的安全系统论、安全控制论和安全信息论等现代工安全系统论、安全控制论和安全信息论等现代工业安全原理；业安全原理；本质安全是
15、指一个系统（设备、设施等）的安全技术和安全管理水平能保障系统安全的自协调和故障与事故的自排除能力，系统可以安全可靠的运行。24安全系统安全系统是指人、安全系统是指人、机、环境要素，机、环境要素，在相互联系和作在相互联系和作用条件下，构成用条件下，构成的安全有机整体。的安全有机整体。人人-机机-环境环境-物物 （能量和信息）（能量和信息）25煤矿安全的定理：煤矿安全装备+环境素质 侥幸即煤矿实现安全必须创造可靠的技术、健康的环境、良好的素质、并消除侥幸。26本质安全型矿井本质安全型矿井就是职工主观安全意识就是职工主观安全意识的充分发挥、物的安全保障作用的充分的充分发挥、物的安全保障作用的充分体现
16、、系统安全作用的充分展示，人、体现、系统安全作用的充分展示，人、机和环境三因素和谐统一的矿井；是队机和环境三因素和谐统一的矿井；是队伍素质高，创新能力强，科技投入大，伍素质高，创新能力强，科技投入大，生产装备良，形成了安全管理体系能够生产装备良，形成了安全管理体系能够依靠内部系统和组织保证长效安全生产依靠内部系统和组织保证长效安全生产的矿井。的矿井。27本质安全型矿井的形态体系本质安全型矿井的形态体系 安全观念体系：安全观念体系：主要指决策者和大众共同接受的安全意识、安全理念、安全价值标准。安全行为体系：安全行为体系：指在安全观念体系的指引下，人们在生活和生产过程中的行为准则、思维方式、行为模
17、式的表现。安全管理（制度）体系安全管理（制度）体系 ：指对社会组织和组织人员的行为产生规范性、约束性影响和作用，它集中体现观念体系和物质体系对领导和员工的要求。安全物态体系：安全物态体系：安全物态体系是安全文化的表层部分，它是形成观念体系和行为体系的条件 28 观念 体系 行为 体系物态体系人机结合面管理体系 软 硬29矿井安全观念体系 安全理念：生命只有一次安全就是生命安全才能健康健康才能幸福。安全工作信念：以人为本创佳绩 实事求是建真功。四化目标：自动化生产现代化管理标准化操作本质化安全。安全价值观：安全就是品牌安全就是效益安全就是责任安全就是保障。核心价值观：时刻把职工的生命安全与健康放
18、在企业工作的第一位。30矿工自我安全观念 安全价值观：生命只有一次，安全是生命之本安全价值观：生命只有一次，安全是生命之本 安全哲学观：安全第一安全哲学观：安全第一 安全防范观：任何责任事故都是可以避免的安全防范观：任何责任事故都是可以避免的 安全效益观：安全是企业创造最大价值的基础安全效益观：安全是企业创造最大价值的基础 安全效率观：一次把事情做对的成本最低安全效率观：一次把事情做对的成本最低 安全系统观：企业的安全管理系统是人、社会、安全系统观：企业的安全管理系统是人、社会、环境、技术、经济等因素构成的大协调系统，环境、技术、经济等因素构成的大协调系统，安全生产需要诸多因素的协调与组织才能
19、实现安全生产需要诸多因素的协调与组织才能实现 安全科学观：预防为主，以人为本，责任与关安全科学观：预防为主，以人为本，责任与关怀怀 31安全风险观：防微杜渐，防患未然安全风险观：防微杜渐，防患未然 安全法制观：遵章（法）守纪安全法制观：遵章（法）守纪 安全人本观：尊重人的生命与健康安全人本观：尊重人的生命与健康 安全情感观：珍惜生命与健康安全情感观：珍惜生命与健康 安全成本观：安全的工作方式是最经安全成本观：安全的工作方式是最经济的工作方式济的工作方式 安全文化观：安全文化是文明健康文安全文化观：安全文化是文明健康文化化 安全责任观：安全是领导者的责任与安全责任观：安全是领导者的责任与承诺、是
20、劳动者的权利和义务承诺、是劳动者的权利和义务 32安全实践观：血的教训不能不用血来检验。安全实践观：血的教训不能不用血来检验。安全生活观：安全生产就是享受生活。安全生活观：安全生产就是享受生活。安全素质观：没有安全技能的职工，不是合格的职工。安全素质观：没有安全技能的职工，不是合格的职工。安全辨证观：有了安全不等于有了一切，没有安全就安全辨证观：有了安全不等于有了一切，没有安全就没有一切。没有一切。安全执行观：严在管理、严在系统、严在领导、严在安全执行观：严在管理、严在系统、严在领导、严在规章、严在标准。规章、严在标准。安全道德观：安全是一种仁爱之心、一种尊严、一种安全道德观：安全是一种仁爱之
21、心、一种尊严、一种道德、一种文明、一种幸福、一种挑战、一种财富、道德、一种文明、一种幸福、一种挑战、一种财富、一种权利和应尽的义务。一种权利和应尽的义务。安全自律观：管理与奖惩不是最终目的，目的是保障安全自律观：管理与奖惩不是最终目的，目的是保障我们职工自己的生命健康和财产不受到伤害和损失。我们职工自己的生命健康和财产不受到伤害和损失。消除被他人管制的唯一方法就是学会自己管理自己。消除被他人管制的唯一方法就是学会自己管理自己。33本质安全型矿井的建设安全观念体系建设安全观念体系建设 更新安全观念安全管理体系建设安全管理体系建设 创新安全管理安全行为体系建设安全行为体系建设 规范安全行为安全物态
22、体系建设安全物态体系建设 优化安全物态34正向引导教育正向引导教育市场化管理（引入市市场化管理（引入市场机制场机制联则联保）联则联保）4TS(四个标准四个标准)本质安全化本质安全化（创建精品工程）（创建精品工程）人人有有效效激激励励机机制制机、环机、环日清系统日清系统（作业现（作业现场管理）场管理）7S管理管理闭环闭环原则原则优化优化原则原则LOEC目标目标系统系统本质安全化矿井建设本质安全化矿井建设35正向引导教育 正向引导教育是一种以人为本的安全管理模式，是一种亲情管理，正向引导教育是一种以人为本的安全管理模式，是一种亲情管理，是一种本质化安全管理。他突出体现企业生产与经营的主体是一种本质
23、化安全管理。他突出体现企业生产与经营的主体人在安全生产中无可替代的作用，摒弃传统的自上而下人在安全生产中无可替代的作用，摒弃传统的自上而下的安全管理模式，从安全管理的最基层着手，自下而上实施的安全管理模式，从安全管理的最基层着手，自下而上实施安全负责，真正实现安全负责，真正实现“要我安全要我安全”向向“我要安全我要安全”转变。转变。正向引导教育的四情特点正向引导教育的四情特点用亲情的牵挂启发人用亲情的牵挂启发人用热情的宣传引导人用热情的宣传引导人用无情的事故教育人用无情的事故教育人用绝情的管理爱护人用绝情的管理爱护人 36市场化安全管理市场化安全管理 突出突出“花钱买隐患，指导服务安全花钱买隐
24、患，指导服务安全”的思想的思想,把把“人的行人的行为、技术、环境、设备为、技术、环境、设备”等隐患因素用量化的价值确定下来，等隐患因素用量化的价值确定下来，建立安全隐患价格体系，通过安监员在现场查隐患建立安全隐患价格体系，通过安监员在现场查隐患-出售隐患出售隐患-责任单位（部门）或责任人购买隐患责任单位（部门）或责任人购买隐患-整改隐患整改隐患-安监员安监员复查落实隐患复查落实隐患,发挥隐患价格杠杆的作用，形成安全管理的市发挥隐患价格杠杆的作用，形成安全管理的市场化交易和隐患整改闭合程序。场化交易和隐患整改闭合程序。需要解释的是，需要解释的是，“花钱买隐患花钱买隐患”有三层含意：一是职工有三层
25、含意：一是职工花钱买隐患，即谁造成隐患谁掏钱；二是安监人员通过付出花钱买隐患，即谁造成隐患谁掏钱；二是安监人员通过付出自己的劳动获得成果（隐患），卖给造成隐患的责任人；三自己的劳动获得成果（隐患），卖给造成隐患的责任人；三是安监人员花钱买隐患，即安监员在现场发现不了隐患，被是安监人员花钱买隐患，即安监员在现场发现不了隐患，被上级管理人员发现后，就把隐患出售给安监员。上级管理人员发现后，就把隐患出售给安监员。374TS Thought standardization思想标准化；Tongue standardization语言标准化；Trick standardization行为标准化；Task
26、standardization操作标准化,38LOEC管理体系管理体系 Lets的首字母，表示让我们每一个人共同努力，创建自己的安全文化体系；“O”表示全方位；“E”表示每人、每天、每件事；“C”表示控制和管理；加在一起就是全方位对每人每天每件事进行控制和管理。397S 即整理（Sort）整顿（Straighten）清扫（Sweep）清洁（Sanitary）自律（Self-discipline）标准(Standard)安全(Safety)403、地方煤矿采矿地方煤矿采矿（安全）新技术（安全）新技术413.1 3.1 矿井开采及支护技术矿井开采及支护技术3.1.13.1.1中厚煤层开采机械化中厚
27、煤层开采机械化3.1.2 3.1.2 薄煤层开采机械化薄煤层开采机械化3.1.3 3.1.3 锚杆支护技术锚杆支护技术42 煤层赋存条件比较复杂，地质条件复杂多样，井型大小不同，技术经济条件不一，所以使采煤方法和装备呈多层次发展、多种工艺并存的局面。按机械化程度可分为3类，分别处于机械化、半机械化和基本为手工劳动的生产技术水平。433.1.1中厚煤层开采机械化中厚煤层开采机械化 1）厚及特厚煤层的综放开采）厚及特厚煤层的综放开采 自20世纪90年代起综放开采得到了迅速发展，出现了潞安、兖州、阳泉等以综放开采为主的大型高产高效矿区。目前综放队最高年产量己超过6.0Mt。综放开采己经成为厚煤层矿区
28、实现高产高效的主要途径。在条件适宜的地方推广应用综放开采技术具有较大的优势：产量高，掘进率低（比一般综采低20%），材料及能源消耗低，工作面搬家少，辅助环节人员少，效率高，成本低。因而使用综放技术是实现高产高效、集约化生产，提高经济效益的有效途径。（轻型支架、短长壁综放开采等）（轻型支架、短长壁综放开采等）442 2）、厚煤层大采高综采）、厚煤层大采高综采 我国从1978年，从德国引进了G32020/37型、G32023/45型等型号的大采高液压支架及相应的采煤运输设备与此同时我国也开始研制大采高液压支架和采煤机。目前，我国部分生产矿井己经采用大采高综采进行厚煤层的开采，并取得了良好的经济效益
29、。但因工作面配套设备的不同，工作面单产存在明显的差距，采用国产设备的工作面产量仅为全引进设备大采高工作面产量的1/31/4。神东、邢台、兖矿厚煤层一次采全高4.5-5.0m。45 大采高综放开采，大采高综放开采，即工作面采煤机割煤高度大于3.5m的综放开采，结合了综放工作面和大采高综采两种采煤方法优点。由于大采高综放工作面割煤高度加大，放煤高度相应减小，不仅可缩短放煤时间、提高工作面采出率，而且为工作面配备大功率后部输送机提供了空间，为工作面增加放煤口数量提供了保证。因此大采高综放开采可以有效地缩短工作面循环时间，加快工作面推进速度，是综放开采实现进一步高产的重要途径。根据当前工作面设备能力分
30、析，在适宜的条件下，采用大采高综放开采可以在7m以上厚煤层工作面实现年产10.0Mt。463 3）中厚煤层单长壁综采）中厚煤层单长壁综采 普通综采面由于近年来大功率重型采矿设备（大功率电牵引采煤机、大功率大运量长距离刮板输送机及胶带输送机、高强度电液控制支架）、锚杆支护技术及无轨胶轮车等新型辅助运输技术的不断发展，工作面可靠性得到明显提高，综采工作面采、装、运和支护设备综合开机率己达90%以上，采高小于3.5m的综采队平均年产1.3Mt，最高年产达2.233Mt。474 4）中厚煤层开采装备）中厚煤层开采装备（1 1）、采煤机）、采煤机 我国采煤机自20世纪70年代起步，80年代生产的液压牵引
31、采煤机己能满足1.5m到4.5m煤层开采的需要，并解决了一些难采煤层的配套问题，自行开发和引进仿制的采煤机品种有50余种，国产的采煤机基本形成了3大系列即MG系列、AM系列、MXA系列。至90年代，我国自行开发的采煤机己实现了大功率液压牵引采煤机的批量生产，并开发了高性能电牵引采煤机，电牵引采煤机正向总装机功率15001800kW发展。我国采煤机目前已基本满足中厚煤层综采、大采高综采及综放开采实现高产高效的需要，但适于薄煤层高产高效开采需但适于薄煤层高产高效开采需要的采煤机或刨煤机基本空白要的采煤机或刨煤机基本空白。4849（2）、掘进机）、掘进机 目前我国采用的综掘机主要有ELM系列掘进机（
32、南京晨光集团）、EBJ系列掘进机（太原分院、上海分院、燎原煤机厂等）S系列掘进机（佳木斯煤机厂）、AM50掘进机（淮南煤机厂）等 国产的半煤巷掘进机也基本是3大产品，即FBJ160型、FTB160H型和FBH132型。连续采煤机（美国JOY公司生产的CM系列连采机和英格索兰生产的LN800连续采煤机），掘锚联合机组（奥钢联ABM20型掘锚机组）等新型掘进机械也在我国得到了应用。50（3）、液压支架）、液压支架 我国液压支架也同样从引进吸收消化到自主开发研制，形成了现在可应用于不同范围、适应不同形成了现在可应用于不同范围、适应不同生产工艺的多品种、多型式、多系列。生产工艺的多品种、多型式、多系列
33、。ZYZY，QYQY系列系列为支架主要架型系列，为支架主要架型系列，并开发了适用于、基本顶板中等稳定和一般不稳定顶板条件下的轻型支架系列，降低了支架成本。同时也开发了适用坚硬顶板、大采高、薄煤层、大倾角等特殊条件下的支架，另外还为分层开采研制了铺网支架。近年来随着放顶煤开采技术的发展，放顶煤支架设计己达国际先进水平。51（4 4）工作面刮板输送机）工作面刮板输送机 我国综采配套的工作面刮板输送机发展，大体上是每隔10年左右有一个大的变化。20世纪80年代中期，刮板输送机基本形成槽宽为730mm和764mm两种系列，多种机型的刮板输送机。1994年煤科总院太原分院与西北煤机厂研制出日产7000t
34、的SG7880/800型整体铸焊溜槽、交叉侧卸式刮板输送机，张家口煤机厂也试制出整体铸焊式溜槽的输送设备。西北奔牛实业集团有限公司研制了SGZ1000/1200型和SGZ1200/1400型长运距、高可靠性工作面前、后部刮板输送机。523.1.2 3.1.2 薄煤层开采机械化薄煤层开采机械化 我国薄煤层开采主要采用长壁采煤法，但由于开采煤层厚度小（小于1.3m），与中厚及厚煤层相比，薄煤层机械化长壁工作面主要有以下问题：(1)(1)采高低，工作条件差，设备移动困难。采高低，工作条件差，设备移动困难。薄煤层机采工作面，当最小采高降到1.0m以下时，人员出入工作面或在工作面内作业都非常困难。而且薄
35、煤层采煤机械和液压支架受空间尺寸限制，设计难度大。(2)(2)采掘比大、掘进率高，采煤工作面接替困难。采掘比大、掘进率高，采煤工作面接替困难。随着长壁机械化采煤技术的发展，工作面推进速度大大加快，但由于薄煤层工作面回采巷道为半煤岩巷，巷道掘进手段没有多大的变化，仍以打眼放炮、人工装煤为主，掘进速度很慢，造成薄煤层工作面接替紧张。53(3)(3)煤层厚度变化、断层等地质构造煤层厚度变化、断层等地质构造对薄煤层长壁工作面生产影响比开采中厚及厚煤层工作面大，造成薄煤层长壁机采工作面布置困难。(4)(4)薄煤层长壁机械化采煤工作面的投入产薄煤层长壁机械化采煤工作面的投入产出比高，经济效率不如开采厚及中
36、厚煤层工出比高，经济效率不如开采厚及中厚煤层工作面。作面。一个薄煤层机采工作面的设备投资不比设备装机功率、支架工作阻力相当的中厚煤层综采工作面少，但薄煤层机采工作面的单产和效率一般只有中厚煤层综采工作面一半，甚至更低。543.1.2.13.1.2.1国内外簿煤层开采技术国内外簿煤层开采技术 欧美等主要产煤国家都非常重视薄煤层的开采，从20世纪初就开始了薄煤层开采技术与装备的研发与应用，目前从技术上已形成了一系列分别适合于厚度0.75m以下煤层的五种典型采煤系统和适合于厚度在0.751.3m之问的七种典型采煤系统（三种长壁式、三种房柱式、一种短壁式）。从装备上研发了一系列薄煤层采煤机械，如连续式
37、采煤机、螺旋钻采煤机、刨煤机、全断面截装机等。55乌克兰新型螺旋钻采煤机技术参数乌克兰新型螺旋钻采煤机技术参数56德国DBT公司 Gleithobel技术参数表57 1966年试制成功我国第一台MBJ-1型拖钩刨煤机，在其后的40余年时间里，我国共开发了两种型式(拖钩式和滑行式)、八种规格的刨煤机，刨煤功率从230kW到2 400kW，刨头速度由单速发展到双速，采用PLC控制的电控设备。58张家口煤机厂两种刨张家口煤机厂两种刨煤机主要性能参数煤机主要性能参数593.1.2.2 刨煤机簿煤层开采技术刨煤机簿煤层开采技术回采工艺 刨煤机布置在工作面刮板运输机上，刨煤机在工作时，刨头在刨链的牵引下沿
38、着安装在运输机中部槽上的滑架运行，刨刀将煤壁刨落，刨落的煤在刨头犁形斜面的作用下被装入运输机运出工作面。刨头在工作面往返运行，液压支架各种动作和运输机推移由人工或计算机远程控制。60工作面设备：a工作面设备：刨煤机、刮板运输机、液压支架。b顺槽配备：转载机、皮带运输机。61刨煤机工作面设备布置示意图 62 监控系统控制图 63技术特点：技术特点：刨煤机开采具有开采强度大、煤炭产量高、生产效率高、顶板易于维护、煤尘生成量少、工作面可实现无人作业等技术特点，有利于煤矿的安全生产。其不足是对工作面煤厚的稳定性、底板硬度及平整度有较高的要求。64适用条件为：适用条件为：a厚度在0.91.5m稳定的薄煤
39、层。b地质构造较为简单，适宜布置长走向工作面。c顶底板较稳定，且煤层底板遇水不能软化，否则易造成拉架困难。d因刨煤机截深小，工作面瓦斯涌出均匀，且刨煤机是静力刨煤，煤尘也少，所以更适应于高瓦斯及有煤与瓦斯突出的矿井。653.1.2.3 螺旋钻簿煤层开采技术螺旋钻簿煤层开采技术回采工艺：螺旋钻采煤工艺是在巷道布置1台或多台钻机，由钻头旋转落煤，螺旋叶片旋转将落煤导入刮板输送机运出。66工作面设备：螺旋钻采煤机组采用电机主传动，液压驱动的工作方式，并由主机、钻具、多功能操作台、单轨吊、液压支撑千斤顶、钻机行走履带，接长和拆卸钻杆装置、液压泵站和风机等组成。6768技术特点：技术特点：该采煤法具有回
40、采工艺单一、可实现洁净开采、工作面无人、机械化开采、劳动生产率高、辅助用人少等技术特点，提高了矿井安全生产程度，可广泛应用于开采围岩较稳定的薄煤层和极薄煤层，并且可以用来开采边角煤、三下压煤和回收各种煤柱。其不足是工作面单产较低。69适用条件为：适用条件为：a、厚度在、厚度在0.61.0m、采用其它方法较、采用其它方法较难开采的薄煤层。难开采的薄煤层。b、边角煤的回收。、边角煤的回收。c、各种煤柱的回收。、各种煤柱的回收。d、“建下建下”开采。开采。703.1.2.4 改进的簿煤层炮采开采技术改进的簿煤层炮采开采技术特点特点:1、优化了炮采工艺参数，增加起爆长度；、优化了炮采工艺参数，增加起爆
41、长度；2、设计了合理的档煤板；、设计了合理的档煤板；3、研制了适于薄煤层开采的成套设备；、研制了适于薄煤层开采的成套设备；713.1.3 3.1.3 锚杆支护技术锚杆支护技术 锚杆杆体材料由低强度发展到高强度、超高强度；由树脂材料、普通炭素钢材，发展到高强度钢，超高强度钢；由圆形杆体发展到专用的无纵筋左旋螺纹杆体；杆体直径山8mm，10mm发展到20mm，22mm。锚固性能提高，由机械式锚固发展到使用锚固剂；由水泥锚固发展到树脂锚、高强树脂锚固。锚固方式多样化，有注浆、点锚、加长锚和全长锚固，也发展了点锚或加长锚与注浆的混合锚固。钻机动力有液压、电动和风动以适应不同使用环境的需要；传动机构中有
42、齿轮的、叶片的和柱塞的；推力、扭矩及耐用性都有不同程度的提高。723.2、矿井安全新技术矿井安全新技术及其应用及其应用733.2.1 3.2.1 安全可靠的通风系统安全可靠的通风系统实践表明：零星事故主要是个人违章及工作环境差造成的；重大瓦斯事故都是因通风系统有问题造成的。74通风系统存在的问题主扇运行效率低驱动风机的电机负荷率低、导致效率低。通风阻力大，阻力分布不合理 有些矿井回风段的阻力占总阻力的60-80 有些矿井采区的通风阻力为总阻力的40-50存在局部高阻力区段和地点。如失修回风道、风窗、风硐、拐弯、未拆除的风门墙垛等；降低高阻力区段的通风阻力是改善通风，提高降低高阻力区段的通风阻力
43、是改善通风，提高合理性和增加安全性的重要途径！合理性和增加安全性的重要途径！75风量不足风量调节方法不妥矿井投产初期放下闸门减少进风量用风窗调风盲目换装大能力风机，或调大叶片安装角漏风多 76风流不稳定角联网路多采面处于对角巷道，且无防止风流反向的措施主扇在驼峰区附近工作，有的矿甚至出现风机“飞动”风门数量多，位置不当，且经常风流短路反向风门数量少自然风压影响大多风机相互干扰，相互“抢风”主要通风机停电77矿井通风的基本目标以最小的阻力、最低的电耗，把足够的新鲜风量送达用风地点，并具有较高的防灾抗灾能力。78整体性整体性必须与运输、开拓开采系统相协调；必须与地质、开采条件相适应；必须把矿井通风
44、系统（通风井、风机、网路、通风构筑物）看成一个整体，统一考虑（不能Q不足，就换大风机）。改造通风系统时，不仅要考虑新系统的先进性，而且要充分利用现有的通风井巷、设备，使新老系统协调起来，构成一个合理的新系统。79时间性时间性通风系统优劣，有个时间性问题。这个时期为优秀，过个时期就可能为不好（存在问题）。这是因为不同生产时期（投产初期、正常生产期、矿井后期），对通风系统有不同的要求；即使是正常生产期，生产区域的转移，对通风系统的要求也发生变化，必须及时调整；通风构筑物的建立与拆除，爆炸或火灾的发生都会引起通风状况变化，应预测和增强系统对环境的适应性。801）、采用新型高效风机，如）、采用新型高效
45、风机，如BD、BDK、GAF等；等；2）、充分利用监测系统和自动风门；）、充分利用监测系统和自动风门；3）、采用矿井风压控制系统；）、采用矿井风压控制系统；81瓦斯危险程度预测瓦斯抽放技术局部瓦斯积聚防治技术煤与瓦斯突出防治技术3.2.2 瓦斯治理技术瓦斯治理技术 82瓦斯危险程度预测瓦斯危险程度预测包括：瓦斯含量测定、瓦斯瓦斯危险程度预测包括：瓦斯含量测定、瓦斯压力测定和矿井瓦斯涌出量预测压力测定和矿井瓦斯涌出量预测 瓦斯含量：瓦斯含量：煤层开采前，单位重量煤炭含瓦斯体积的多少。（矿井瓦斯涌出量预测中所有采、掘、矿井预测都由瓦斯含量开始）瓦斯含量测定：瓦斯含量测定：地勘时期地勘时期：（1）解
46、吸法：钻芯提到地面测定解吸规律，解吸量+依据解吸规律提钻时间推算的损失量+实验室测定的残存量。（2）集气密闭式取样：采用特殊钻头对所测定的煤体密闭煤芯、集存解吸出的瓦斯，提到地面。（成功率50-60%，已逐渐淘汰）83瓦斯危险程度预测生产时期生产时期：（1）间接法：实验室测定瓦斯压力与瓦斯含量间的关系（吸附等温线），现场实测瓦斯压力，计算瓦斯含量。（2）直接法：解吸法：与地勘时期解吸法基本相同，只是暴露时间相对缩短，精度更高。快速测定法：利用瓦斯含量与一定暴露时间条件下煤样解吸速度存在内在关系的规律，井下测定煤的解吸速度，推算出煤层的瓦斯含量。84瓦斯危险程度预测 瓦斯压力：瓦斯压力：煤层孔隙
47、内瓦斯气体分子自由热运动撞击所产生的作用力。瓦斯压力测定瓦斯压力测定：（1）直接法：井下在岩石巷道向煤层打钻，封孔（黄泥、水泥沙浆、化学粘液）压力表直接测定。（MT/638-1996）（2）间接法：利用瓦斯压力与一定暴露时间条件下煤样解吸速度存在内在关系的规律，井下测定煤的解吸速度，推算出煤层的瓦斯压力。85瓦斯危险程度预测掘进工作面瓦斯涌出量预测：掘进工作面瓦斯涌出量预测：掘进工作面的瓦斯涌出量：巷道煤壁瓦斯涌出量+落煤瓦斯涌出量。巷道煤壁：与瓦斯含量、煤厚、掘进速度，挥发份有关 落煤：与巷道断面、掘进速度、瓦斯含量、残存瓦斯量有关。回采工作面瓦斯涌出量预测：回采工作面瓦斯涌出量预测：回采工
48、作面的瓦斯涌出量：开采层（包括围岩）瓦斯涌出量+邻近层瓦斯涌出量。开采层：工作面煤壁+采落煤+围岩（围岩用统计方法：围岩涌出系数1.11.3)。邻近层：与邻近层瓦斯含量、厚度、距开采层距离、开采层厚度等有关。86瓦斯危险程度预测分源法预测矿井瓦斯涌出量：分源法预测矿井瓦斯涌出量：分源计算法：以瓦斯含量为基础，根据各基本瓦斯涌出源的涌出规律，计算采、掘工作面、采区和矿井瓦斯涌出量。汇：矿井瓦斯涌出生产采区瓦涌出源：已采采区瓦斯涌出 回采面瓦斯涌出源：生产采区采空区瓦斯涌出 掘进面瓦斯涌出源：落煤瓦斯涌出源：煤壁瓦斯涌出源：邻近层瓦斯涌出源：开采层(包括围岩)瓦斯涌出87局部瓦斯积聚防治技术（1）
49、脉动风扇）脉动风扇：采用脉动风扇设备，增大采、掘工作面风流的紊流度，使瓦斯较好的混合于风流中，防止瓦斯积聚。（2）抽出式无火花风机）抽出式无火花风机：利用抽出式风机抽放积聚的瓦斯。（3）小型液压风机）小型液压风机：在局部瓦斯积聚处，采用无电源的液压风机，混合瓦斯和风流，防止瓦斯积聚。（4）引射器：）引射器：在局部瓦斯积聚处，采用水力或风力引射器，混合瓦斯和风流，防止瓦斯积聚。（5）盲巷积聚瓦斯排放：）盲巷积聚瓦斯排放：全自动巷道瓦斯排放自控装置，利用计算机和传感技术，实现盲巷瓦斯排放全部自动化。（6）移动泵站：）移动泵站：在局部瓦斯积聚处，利用一定技术手段和移动泵站进行瓦斯抽放，减少局部瓦斯涌
50、出，防止瓦斯积聚。883.2.3 矿井煤尘防治技术矿井煤尘防治技术 综采（综放）掘工作面防尘技术；薄煤层（炮采）工作面防尘技术89 工作面机组行走自动光控喷雾装置；放煤自动喷雾联动装置、架间喷雾；转载点自动喷雾；采煤机、净化水幕连锁自动喷雾、二次负压降尘、风水喷雾等。半封闭式综掘除尘系统；锚喷的抑尘技术和机器人喷浆技术；综采（综放）掘工作面防尘技术90综掘面半封闭除尘技术91薄煤层（炮采）工作面防尘技术煤层快速注水技术；湿式打眼和泡沫除尘技术；智能放炮系统；表面活性剂润湿抑尘技术；923.2.4 矿井内、外因火灾的防治技术矿井内、外因火灾的防治技术内因火灾的防治技术；外因火灾的防治技术；93煤