6.瓦斯爆炸的处理办法
1.煤的结构与安全开采的关系
煤的形成阶段
煤是由古生植物体沉积在沼泽环境后，在高温、高压条件下再经过一系列物理变化和化学变化而生成的。具体说来，煤的形成可分为两个阶段：
（1）泥炭化阶段。由于古生植物遗体在地表较低的湖泊、沼泽和海湾环境中沉积。因被水淹没、浸泡，大大地减少了与空气中氧气的接触，在厌氧细菌的分解活动下逐渐形成泥炭。
泥炭一般为黄褐色或黑褐色，无光泽，质地疏松。泥炭形成的厚度越大，则成煤后煤层的厚度越大。泥炭形成后，如果地壳上升，泥炭暴露在地表就会风化，就不能形成煤。只有在泥炭形成后，地壳下沉，在泥炭上部又沉积其他物质将泥炭覆盖，再经高温、高压后才能形成煤炭。
（2）成煤阶段。在泥炭形成以后，若地壳继续发生沉降，泥炭层就会很快被其他沉积物所掩盖。这样，泥炭才能保存下来。随着地壳的进一步沉降，泥炭层下降到地下较深的地方，它上面覆盖的沉积物就会愈来愈厚。在压力和地温的共同作用下，原来疏松、多水的泥炭受到紧压、脱水、胶结、聚合，体积大大缩小，变成最初的煤——褐煤。褐煤形成后，如果地壳继续沉降，则在温度更高、压力更大的条件下，褐煤内的成分将进一步变化，最终形成各种不同种类的煤。这些不同种类的煤依次是：褐煤——长焰煤——不粘煤——弱粘煤——气煤——肥煤——焦煤——瘦煤——贫煤——无烟煤。
煤层的结构与安全开采的关系
在地下，煤的存在形态呈层状。煤层是煤矿的开采对象，煤的埋藏情况包括煤层的结构、厚度、倾角、稳定性及空间形态等。
（1）结构。煤可分为两类，即简单结构煤层和复杂结构煤层，二者的主要区别是有无稳定的矸石夹层。简单结构煤层中没有呈层状出现的稳定的矸石层，但仍然可能夹有较少的矿物质或结核。简单结构煤层反映出当初形成时，沼泽中植物遗体的沉积基本上是连续性的。复杂结构煤层中常含有较稳定的夹石层，并且至少含有一层。复杂结构煤层反映出当时泥炭沉积曾为间歇性，即在泥炭沉积后又沉积了泥砂，再后来又沉积了泥炭，而沉积的泥砂则形成夹矸。煤层中夹矸的厚度不一，从几厘米到几十厘米。夹矸的层数多、厚度大，会影响采煤工作面采煤机割煤，也会影响煤的质量。
（2）厚度。煤层厚度就是指煤层顶底板之间的垂直距离。对于复杂煤层，在计算煤层厚度时还要考虑夹矸的层数及总厚度。我国对不同的煤种规定的最小可采厚度是有所差异的。根据开采技术特点，煤层按厚度分为薄煤层、中厚煤层、厚煤层和特厚煤层。
（3）倾角。煤层的倾角即煤层相对水平面的夹角。倾角对采煤方法和设备的选型有很大的影响。根据倾角大小将煤层分为以下四类：近水平煤层、缓倾斜煤层、倾斜煤层、急倾斜煤层。
（4）稳定性。煤层的厚度，不是固定不变的，有时厚有时薄，甚至尖灭。根据厚度变化的情况可将煤层分为以下四类：稳定煤层（这种煤层在整个矿井开采范围内厚度均大于最小可采厚度，且厚度的变化有一定的规律性）、较稳定煤层（在矿井开采范围内绝大多数煤层基本可采，只有局部煤层不可采）、不稳定煤层（这样的煤层厚度变化很大，有薄有厚，甚至尖灭，经常出现不可采区域）、极不稳定煤层（煤层常呈鸡窝状，断断续续分布，在井田范围内仅局部可采）。
（5）空间形态。煤层初形成时，一般不是水平的就是近水平的，而且在一定的范围内还是连续完整的。但在后来长期的地质历史中，地壳发生了各种运动，使煤层的空间形态发生了变化。煤的空间形态有三种，即单斜、褶皱和断裂。
2.煤田的开采区域和矿井的设立
煤田是指在地质历史的发展过程中，由含炭物质的沉积而形成的大面积含煤地带。煤田的面积非常大，可达几百平方米，储量达几百亿吨，所含的煤层也是非常多，可达几十层。因此，在开采煤田的过程中，一般都要将煤田划分为多个矿井开采，不可能将整个煤田用一个矿井来开采。
井田是指由一个矿井采的部分。它的范围大小不一，储煤量也有所不同。根据我国的国情和煤矿生产现状，目前井田的走向长度一般为大型矿井、中型矿井、小型矿井。
而对于一个井田来说，其范围仍比较大，在井田内为了开采煤炭还必须将井田再划分为若干较小的部分。因此，在井田范围内，按照一定的标高，将井田划分为若干个长条形部分，每一个长条形部分叫一个阶段。阶段的走向长度就是井田的走向长度。阶段的倾斜长度根据煤层的倾角和垂高不同，一般为500～1000米。
在井田划分时，对于近水平煤层，往往将井田划分为若干个盘区进行开采。划分时，在井田中沿煤层的主要延伸方向布置水平大巷；然后在大巷两侧划分若干个块段开采，每一个块段叫一个盘区。
立井开拓是借助一对垂直巷道由地面进入井下，并通过一系列巷道进入煤层的开拓方式。斜井开拓是指借助一对倾斜巷道由地面进入井下，再由一系列巷道进入煤层的开拓方式。利用水平巷道进入煤层的开拓方式叫做平硐开拓。综合开拓是指在某些条件下，采用单一的主副井井筒形式开拓井田在技术上有困难或经济上不合理时，而采用不同的井筒形式开拓井田。
3.煤矿的主要生产系统和辅助生产系统
和其他企业一样，煤矿企业也有很多生产系统，而且每个生产系统在运行的可靠性方面比其他企业要求严格。只有确定各个生产系统正常运行，才能保证煤矿井下安全生产。
煤矿运输、提升系统
煤炭是煤矿的产品，煤炭从几百米深的井下要经过一系列的运输环节，才能到达地面；井下要开掘巷道，掘出的矸石同样要运到地面矸石山；井下各种支护材料、采掘设备只有经运输才能到达采掘工作面；人员的上下班等都是依靠矿井的运输、提升系统来完成。因此，运输、提升系统是煤矿的一个极其重要的系统，它主要包括运煤系统、排矸系统、材料运输系统等。
通风系统
煤矿井下生产中最重要的系统就是矿井通风系统。通风系统合理、正常运行，才能保证井下有毒有害气体的稀释和排放，才能保证人员呼吸所需的新鲜空气，才能创造井下良好的气候条件；不然的话，就无法顺利进行生产。
供电系统
矿井的供电系统要求绝对安全可靠，为了保证安全供电，要求必须有双回路电源，以保证矿井生产的正常运行。在井下生产时，如果某一路电出故障，那么，必须保证另一路电立即供电。否则，就会发生重大事故。一般矿井供电系统是：双回路电网——矿井地面变电所——井筒——井下中央变电所——采区变电所——工作面用电点。除此之外，矿井还必须对一些特殊用电点实行专门供电，如矿井主通风机、井底水泵房、掘进工作面局部通风机、井下需专门供电的机电硐室等。
供排水系统
煤矿井下生产要洒水灭尘，液压设备需要水，井下防灭火需要水。因此，向井下供水是必不可少的措施。除此之外，还要注意，矿井水必须排到地面，否则会淹没采掘工作面。为此，矿井应建有供、排水系统。在供水管道系统中，有大巷洒水、喷雾、防尘水幕。煤的各个转载点都有洒水灭尘喷头，采掘工作面有洒水灭尘喷雾装置、机械设备供水系统等。为了排出矿井水，矿井一般都在井底车场处设有专门的水仓及主水泵房。主水仓一般都有2个，其中1个储水、1个清理。主水仓的上部是主水泵房，水泵房内装有至少3台水泵，通过多级水泵将水排到地面。
瓦斯监控系统
瓦斯监控系统在我国目前应用很广泛，我国高瓦斯矿井及煤与瓦斯突出矿井一般都安装了瓦斯监控系统。这种系统是在井下采掘工作面及需要监测瓦斯的地点安设多功能探头，24小时不间断监测井下瓦斯的浓度，并将监测的气体浓度通过井下处理设备转变为电信号，通过电缆传至地面主机房。在地面主机房还安设了信号处理器，将电信号转变为数字信号，并在计算机及大屏幕上显示出来。管理人员可以随时通过屏幕上的信息掌握井下各监控点的瓦斯浓度。当某处瓦斯超限，井上下会同时报警并自动采取相应的断电措施。
灌浆防灭火系统
灌浆防灭火系统对于煤层自燃发火严重的矿井来说是必须要安置的。这种系统是在地面建立制浆站，将黄土、砂子等制成泥浆，再由管道送入采煤工作面上顺槽。随着工作面回采，对采空区后方进行灌浆，用浆体将采空区遗煤包裹起来，使煤和氧气隔绝，这样就防止了煤的氧化自燃。
通信系统
电话通信系统可以保证煤矿生产的顺利进行。在井下各个采掘工作面、煤的装车点、变电所、主要机电硐室、火药库等地方都装有防爆电话机，通过电话联络，可以随时掌握井下掘进面的生产情况。当矿井发生灾变时，电话机又是指挥救灾的必要设施。目前，移动通信已应用于部分矿井中。
4.井下的机电设备
机电设备是煤矿生产中非常重要的装备，它还是煤矿现代化程度的重要标志。煤矿井下设备很多，分采掘机械、电气设备、运输设备、通风设备等几大类。具体的有采煤机、掘进机、运输机、绞车、风机、水泵、电动机、开关、电缆等。在综合机械化采煤工作面还有一整套液压支架和大小不同的管路。各种机电设备会随着煤矿现代化建设的不断发展而逐渐增多。
机电设备由指定的司机操作。不是指定的司机，切不可开动、停止或拨弄，否则不但会损坏这些设备，妨碍正常工作，甚至可能会引发重大事故。机电硐室是个重要的地方，为了保证设备正常运转，非工作人员不能随便进去。
员工对自己所管理和操作的设备都应当会使用，会管理，会检查毛病，会排除故障，力争做到“三好”即用好、管好、维护好。任何机电设备发生了故障，只能由该设备的司机本人或专职维修人员进行检查和修理。如果需要在井下打开设备外壳进行检查和修理时，必须先切断电源，并悬挂“有人工作，不准送电”警示牌。任何人都不准在井下带电检修设备。若看到有人带电检修时，要坚决制止。
矿工应自觉爱护井下的电缆，不要损坏它；否则造成短路事故，就可能发生危险甚至导致瓦斯爆炸事故。电缆本是悬挂在巷道两帮上的，如果见到电缆掉落在地上，就要主动把它重新挂好。发现电缆上有破口或者露出了明线头，就要立即向机电人员报告，及时处理，以防后患。
5.采煤的主要方法与工艺
采煤的主要方法
所谓采煤方法就是采煤系统和回采工艺的总称。不同的采煤方法所采用的采煤巷道布置系统及回采工艺不同。采煤方法指采煤工艺与回采巷道布置及其在时间、空间上的相互配合。它包括采煤系统和采煤工艺两部分内容。采煤系统即采区巷道布置方式、掘进和采煤顺序的合理安排以及由采区供电系统、通风系统、运输系统、排水系统等共同组成的完整系统。不同的采煤工艺与相应的采煤系统相配合，就构成了各种各样的采煤方法。
采煤方法的种类繁多，目前世界主要产煤国家使用的采煤方法总的划分为壁式和柱式两大类。这两种不同类型的采煤方法，在采煤系统及采煤工艺方面有很大的区别。
壁式采煤法的特点是：煤壁（即采煤工作面）较长，工作面两端至少各有一条巷道，用于进风、回风、运煤和运料；采出的煤炭平行于煤壁方向运出工作面。我国多采用这种采煤方法。
柱式采煤法的特点是：煤壁短，同时开采的工作面数目较多，采出的煤炭垂直工作面方向运出。
我国当前常用的采煤方法主要有：
（1）倾斜分层采煤法。厚煤层沿倾斜面划分分层面的采煤方法。
（2）倾斜长壁采煤法。长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法。
（3）走向长壁采煤法。长壁工作面沿走向推进的采煤方法。
（4）长壁放顶煤采煤法。开采6米以上缓倾斜厚煤层时，先采出煤层底部长壁工作面的煤，随即开采上部顶部煤的采煤方法。
（5）倒台阶采煤法。在急倾斜煤层的阶段或区段内，布置成下部超前的台阶形工作面，沿走向推进的采煤方法。
（6）正台阶采煤法。在急倾斜煤层的阶段或者区段内，沿伪斜方向布置成上部超前的台阶形工作面，沿走向推进的采煤方法。
（7）掩护支架采煤法。在急倾斜煤层中，沿走向布置采煤工作面，用掩护支架将采空区和工作空间隔开，向俯斜推进的采煤方法。
（8）伪倾斜柔性掩护支架采煤法。在急倾斜煤层中，沿伪倾斜布置采煤工作面，用柔性掩护支架将采空区和工作空间隔开，沿走向推进的采煤方法。
（9）水平分层采煤法。在急倾斜煤层中，沿水平面划分分层的采煤方法。
（10）斜切分层采煤法。在急倾斜煤层中，沿与水平面25°～30°角的斜面划分分层的采煤方法。
（11）仓储式采煤法。在急倾斜煤层中，将采落的煤暂时存于已采空间中，待仓房内的煤体采完后，再依次放出存煤的采煤方法。
（12）房式采煤法。沿巷道每隔一定距离开采煤房，用煤房之间的煤柱子支撑顶板的采煤方法。
（13）房柱式采煤法。沿巷道每隔一定距离先采煤房直至边界，再后退采出煤房之间煤柱的采煤方法。
采煤工作面回采工艺
采煤工作面回采工艺主要有破煤、装煤、运煤、支护及采空区处理五大内容。因工作面机械化程度不同，回采工艺也有所区别。
（1）普通机械化采煤工作面回采工艺。普通机械化采煤工作面是指在工作面装备了单滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机及单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护的工作面。工作面破煤、装煤、运煤基本实现机械化，而支护和采空区处理还是人工进行的。由单滚筒采煤机完成破煤。采煤机在运行中，安装在摇臂上的滚筒不停地旋转，利用截齿将煤截割下来。为了方便工作面顶板管理，在单滚筒采煤机割煤时一般都采用倒“8”字形割煤法。在工作面上、下缺口处，需打眼放炮人工开缺口。普通机械化采煤工作面装煤依靠采煤机滚筒上的螺旋叶片和挡煤板配合，在滚筒割煤的同时将煤推入溜槽。如果还有少量遗煤，则需人工清理后才能推移输送机。运煤同样依靠铺设在工作面的刮板输送机、顺槽转载机和胶带输送机。普通机械化采煤工作面支护是利用DZ型单体液压支柱配合HDJA型铰接顶梁支护的。支柱和顶梁的配合方式有齐梁直线柱和错梁直线柱。采空区处理采用全部垮落法，即在工作达到最大控顶距后回收放顶线1～2排支柱，使顶板自然垮落。