1、井巷施工技术,教 师：李桂臣 E-mail：Tel：15805215566,自我简介,李桂臣，男，80年09月28日出生，博士，讲师，硕士生导师。03年6月毕业于中国矿业大学能源学院，获学士学位并攻读硕士研究生，05年9月提前攻读博士学位，08年6月博士毕业，获中国矿业大学采矿工程博士学位（校级优秀博士论文和优秀毕业生）并留校工作。08年12月晋升讲师职务，主要从事巷道围岩控制的教学和科研工作。近年来一直专注于煤矿煤层与软岩等复杂条件下巷道支护技术研究工作，坚持深入矿井一线，研究解决煤矿很多支护技术难题，直接指导过20余个矿井的支护难题，取得了显著的技术经济和社会效益。国际岩石力学学会个人会员
2、，江苏省暑期社会实践优秀团队成员。已在国内核心期刊和国际会议发表学术论文20余篇，其中EI检索4篇，获得实用新型专利13项，受理国家发明专利3项，煤炭工业协会二等奖1项（第五），国家自然科学基金青年基金项目负责人，中国矿业大学青年基金负责人，煤炭资源与安全开采国家重点实验室基金负责人，作为主要研究人员参与大量国家级与省部级项目。,井巷工程：是研究地层中井筒、巷道、硐室设计和施工基本原理、方法和技术的应用技术科学。在矿井建设总工程量中占50%70%。 全书内容：基本原理（破岩机理和围岩压力）工程设计（支护机理）施工。 研究方法：科学试验和理论研究。,前言1课程主要内容：,具体内容：岩体工程分级；
3、破岩原理与爆破技术；岩巷与煤巷施工与支护技术、斜井与硐室施工；松软岩层巷道施工及巷道的修复； 本课程的重点包括钻眼爆破及井巷设计与施工的基本知识以及施工组织管理等内容，以岩石平巷、煤巷及半煤岩巷为重点进行系统阐述，对其它类型工程则以介绍特点为主。,前言1课程主要内容：,以井巷工程施工图设计、施工技术及组织与管理知识为主。 适当介绍其它井巷施工新技术、新成就和新经验。 使学生系统、全面地掌握和运用上述专业基本理论和知识，以获得解决实际问题的能力。,前言2基本要求：,前言3成绩评定：,平时成绩30（作业、上课等）； 考试成绩70。,前言4使用教材与参考书：,东兆星主编， 井巷工程. 徐州：中国矿业
4、大学出版社，2004年。,刘会文主编. 井巷工程（修订二版）. 北京： 煤炭工业出版社，1991年8月。,李凤仪等主编， 岩体开挖与维护 . 徐州：中国矿业大学出版社，2003年8月。,路耀华，崔增祁主编. 中国煤矿建井技术. 江苏徐州：中国矿业大学出版社，1995年12月。,前言4使用教材与参考书：,董方庭等. 井巷设计与施工（修订版）. 徐州：中国矿业大学出版社. 1994年。崔云龙等. 简明建井工程手册（上、下册）. 北京：煤炭工业出版社，2003年。邓文芳等. 矿井建设技术与管理. 徐州： 中国矿业大学出版社. 1998年 。,前言4使用教材与参考书：,You should not w
5、ait till the last minute.,绪论1煤炭工业形势,我国能源基本状况 我国煤炭生产结构 我国煤炭企业发展趋势 煤炭劳动力结构 煤炭企业经济效益情况 煤矿安全形势,我国是一个多煤少油的国家，已探明的煤炭储量占世里煤炭储量的33.8，可采量位居第二，产量位居世界第一位，出口量仅次于澳大利亚而居于第二位。2009年，全国累计进口煤炭1.26亿吨，比上年增长211.9%；出口煤炭2240万吨，比上年下降50.7%；全年净进口煤炭1.03亿吨，第一次成为煤炭净进口国。 煤炭在我国一次性能源结构中，50年代曾高达90。目前占到6070。,绪论1煤炭工业形势,储量：我国缺油、少气、富煤。
6、在全国已探明石化能源储量中，石油和天然气仅占6%，其余94均为煤炭。 开采情况：煤炭1000米以浅保有储量约1万亿吨，其中探明可采储量1145亿吨。按目前的生产和消费水平，可以开采使用100年以上。而石油可采储量只有38亿吨，可采年限仅20年；天然气总资源量为38万亿立方米，探明剩余可采储量可开采37年。 能源的消耗与贡献：中国每创造1美元所消耗的能源，是美国的4.3倍，德国和法国的7.7倍，日本的11.5倍。我国消耗了全球31%、30%、27%和40%的原煤、铁矿石、钢材、水泥，创造出的GDP却不足全球的4%。,我国能源基本状况,我国煤炭生产结构,亿吨,争取在2010年前，将结构由目前的5
7、:2 :3 调整到6 :2 :2。,“十一五”期间，将以建设大型煤炭基地、培育大型煤炭企业和企业集团为主线，使我国煤炭产量由目前的20亿吨增加到24亿吨，其中将新建煤矿规模3亿吨左右。 为实现这一目标，形成56个亿吨级生产能力的特大型企业集团，56个5000万吨级生产能力的大型企业，使特大型企业集团和大型企业的产量占全国煤炭总产量的60%左右。 国家安全生产监督管理总局副局长王显政介绍，目前我国大型煤炭基地煤炭产量约为8.4亿吨，根据规划将在五年后达到16.5亿吨，这相当于“十一五”期间，大型煤炭基地将负责60%70%的产出责任，全国煤炭产量将迅速向少数大型煤炭集团集中。,我国煤炭企业发展趋势
8、,国有大中型煤矿采掘机械化程度，由改革开放初期的30%左右，提高到75%左右；工作面平均单产由1万吨左右提高到3.4 万吨，最高达到90.6万吨；全员效率由每工不足1吨提高到3.43吨。建成了一批以神东、兖州、潞安为主要代表的具有国际领先水平的现代化煤矿。 全国建成高产高效矿井164个（特级37处，行业级109处，省级18处），其产量4.8294亿吨，百万吨死亡率为0.104，原煤工效11.61吨/工，平均单井盈利7369万元，其它各项主要技术经济指标也分别接近或达到世界发达产煤国家水平，刷新了一批煤炭生产记录。,我国煤炭企业发展趋势,煤炭劳动力结构,煤炭行业使用劳动力多，文化技术素质偏低。1
9、998年煤炭行业从业人员约660万人，其中国有重点煤矿264万人，地方国有煤矿146万人，乡镇煤矿约250万人。在国有重点煤矿264万人中，高中及以上文化程度的占46，初中占52%，文盲占2，工程技术人员占3。乡镇煤矿从业人员文化素质很低，文盲半文盲占半数以上，工程技术人员奇缺，与今后发展机械化和提高安全管理水平很不适应。 煤矿企业高级管理人才、专业技术人员和有经验的技术工人严重短缺。据调查，2001年原国有重点煤矿专业技术人员所占比例不到10%。一些大型煤炭企业主体专业技术人员不到职工总数的1%。,据统计，原全国15所煤炭院校，面向市场后有14所纷纷改名“摘煤帽”，压缩甚至撤销地矿类专业，每
10、年培养的煤炭专业人才仅1000余人，11所原煤炭高校原有的54个地矿类专业的专业点，目前仅剩29个。一方面人才供应数量大幅削减，另一方面培养出来的专业人才大多转向其它行业就业。在1997年以前，煤炭高校毕业生的70%、地矿类专业毕业生的90%都分配到了煤炭行业；但从1999至2002年，中国矿业大学等9所原煤炭高校共有毕业生近3.8万人，到煤炭行业就业的仅3500多人；中国矿业大学1999年毕业生到煤炭行业就业达到40，到2002年已经下降到不足12%。,煤炭劳动力结构,煤炭企业经济效益情况,经济效益最好的2003年，规模以上煤炭企业所盈利的140亿元，也是在职工人均工资收入比全国平均水平低1
11、050元、比中央电力企业职工平均工资低16217元，安全生产欠账500多亿元没有补还和大量资产损失没有得到及时处理的基础上实现的。煤炭价格扭曲增加了国家财政负担。据统计，1989年2003年，原国有重点煤矿共生产146.2亿吨煤炭，占全国产量的80%，15年间除2003年微利外，其他年份全部亏损，累计亏损324.4亿元。从某种角度上看，几百万煤矿工人流血流汗创造的财富，在价值上等于没有得到社会的承认。这也是煤矿企业得不到重视，煤矿工人社会地位不高的原因之一。,美国目前共有煤矿工人9.57万人，他们的工资收入丰厚，一个经验丰富的矿工，年收入最高的可达10万美元，新手的年薪也能达到4至6万美元，而
12、我国煤矿工人的月平均工资不到2000元。但我们也必须承认煤炭工人的存在有经济上的合理性：首先，按比较收入计算，全国采矿业平均工资为13682元，而农林牧渔业平均收入仅为6969元，这一差额在农林牧渔业不发达的农村地区，足以吸引农村劳动力进入煤炭行业；其次，我国农村剩余劳动力约有1亿，除去进城务工人员，煤矿行业仍然是吸引农村剩余劳动力的主要行业。,煤炭企业经济效益情况,我国煤矿事故死亡人数远远超过世界其他产煤国家煤矿事故人数总和。2003年我国煤矿灾难死亡人数超过6000人，百万吨死亡率约为4.00，是印度的10倍；而美国在1998年百万吨死亡率仅为0.03左右。小煤矿发生矿难的比例则更高。粗略
13、估计，小煤矿中的矿难死亡人数约占总数的70%。2004年上半年我国国有重点煤矿的百万吨死亡率约1.00，而同期全国煤矿的百万死亡率为2.96。,煤矿安全形势,11月27，黑龙江七台河东风煤矿171人，煤尘爆炸,12月7，河北唐山刘官屯煤矿108人，瓦斯爆炸,12月2，河南新安县寺河煤矿42人，透水,11月6，河北邢台县尚汪庄康立石膏矿37人，坍塌,8月7，广东兴宁市大兴煤矿123，透水,7月11，新疆富康市神龙煤矿83人，瓦斯爆炸,3月19，山西朔州白堂镇细水煤矿72人，瓦斯爆炸,7月2，山西宁武县贾家堡煤矿36人，瓦斯爆炸,5月19，河北承德市暖儿河矿业公司50人，瓦斯爆炸,2月14，辽宁阜
14、新孙家湾矿214人，瓦斯爆炸,2005年十大矿难地图,27,12月12，贵州思南县天池煤矿36人，透水,10月29，河北武安德胜煤矿29人，透水,11月28，陕西铜川陈家山煤矿166人，瓦斯爆炸,11月11，河南鲁山新生煤矿33人，瓦斯爆炸,10月30，河南新密郑煤集团大平煤矿148人，瓦斯爆炸,5月18，山西交口双池镇蔡家沟煤矿33人，瓦斯爆炸,4月30，山西隰县梁家河煤矿36人，瓦斯爆炸,4月23，黑龙江鸡西煤业集团百兴煤矿37人，瓦爆,3月1，山西介休连福镇金山坡煤矿28人，瓦斯爆炸,12月9，山西孟县南娄镇大贤三坑33人，瓦斯爆炸,2004年十大矿难地图,在目前我国的重点煤矿的576处
15、矿井中，高瓦斯矿井有277处，占到48，是世界上煤矿瓦斯最严重的国家。(一)特大事故频繁发生 (二)瓦斯爆炸事故居高不下 (三)小煤矿成为事故多发的重灾区。,国务院关于进一步加强安全生产工作的决定提出了我国安全生产的中长期发展目标，煤矿安全工作今后三个阶段的目标是： 第一阶段：从2003年到2007年，基本建立起较为完善的煤矿安全监察和监管体系，基础工作明显改善，煤矿事故多发的状况有所扭转，事故总量有所下降，重特大事故初步得到遏制，煤炭生产百万吨死亡率有一定幅度的下降。 第二阶段：到2010年，形成比较规范完善的煤矿安全法治秩序，全国煤矿安全状况明显好转，重特大事故得到有效遏制，百万吨死亡率大
16、幅度下降。 第三阶段：到2020年，我国煤矿安全状况实现根本性好转，百万吨死亡率、尘肺病患病率、煤矿万元产值事故损失率等指标，达到或者接近世界中等发达国家水平。,1、井巷施工机械化水平显著提高。70年代以前，井筒掘进采用手持式风动凿岩机、人工操纵气动抓岩机、吊桶等小型设备。70年代后，研制成功伞形钻架及其配套重型风动凿岩机，机械操纵的抓岩机。岩石巷道：以前采用风动工具凿岩、装岩机装岩，但仍然是人抱钻、人力推车。现在打眼、装岩、转载、运输等工序基本上实现了机械化，有力地推动了快速掘进的发展。 在煤巷和煤岩巷道中，采用了掘进机与刮板输送机、吊挂式胶带输送机等配套设备。斜井施工技术逐步形成了包括激光
17、指向、光面爆破、耙斗机装岩、箕斗提升、矸石仓储矸、潜水泵排水、长距离输料。,绪论2我国煤矿井巷施工技术的发展,2、 爆破技术不断取得进步。炸药： 由硝铵类炸药和甘油炸药（品种单一，安全性能差）发展到煤矿乳化炸药，岩石乳化炸药，硬塑型煤矿乳化炸药，水胶炸药。煤矿用的雷管，由火雷管、瞬发电雷管和秒延期电雷管，发展岩石毫秒电雷管、岩石型10段高精度延期电雷管、瞬发电雷管和煤矿许用毫秒电雷管。国产的电容式发爆器已形成系列，并建立起一整套炸药、雷管性能测试装置和方法。光面爆破、大直径深孔爆破技术的发展。,绪论2我国煤矿井巷施工技术的发展,3、锚喷支护得到了广泛应用。目前，锚喷支护、金属支架、混凝土或钢筋
18、混凝土支护，已成为主要支护形式。,4、井巷特殊施工技术迅速发展。冻结法已成为中国煤矿穿过深厚表土不稳定含水流砂层的主要方法。钻井法已成为矿井井筒穿过厚表土软岩层的主要施工方法之一。普通沉井法创造了下沉深度192.75m的国内记录，偏斜率为0.688。帷幕法在不稳定含水浅表土层中具有工艺设备简单、造价低廉等优点。注浆现已成为含水地层井巷施工中不可缺少的工艺。,5、地面建筑施工技术、机电设备安装技术有了长足进步。针对煤矿地面工业建筑地质条件复杂、现浇钢筋混凝土结构的比重占90以上的特点，积极发展了人工地基加固和抗滑防滑新技术，在筒仓和井塔的施工中普遍采用了组合钢模和液压滑模、爬模、大模板施工新工艺
19、，创造了钢筋混凝土井塔（架）预建整体平移的新方法。 6. 煤矿建设管理水平逐步提高。煤矿建设的管理经历了以速度为中心向以质量、效益为中心的转变过程。开始建立业主负责制，推行了项目管理与全面质量管理，开展了工程监理和招标、投标，对投资、工期、质量进行控制，推广应用了网络计划技术和计算机技术，揭开了我国煤矿基本建设管理的新篇章。,绪论2我国煤矿井巷施工技术的发展,1、煤炭产量增速难以满足经济增长需求 。我国GDP每提高1个百分点，就需要煤炭工业增长2个百分点。 煤炭行业的现有开采能力和煤炭进口数量是否能满足这一需求是一个大问题。即使能够满足，还可能引发一场环境灾难；即使这些煤炭全部在高效洁净的技术
20、状态下使用，脆弱的生态环境也无法承受如此大规模的开采。 2、超能力生产缩短矿井寿命。长期超强度开采缩短了矿井的服务年限，全国现有1/5矿区出现了矿井资源接续的问题。,绪论3现阶段存在的主要问题,3、小煤矿比例大、资源回采率低 。目前，我国已利用煤炭资源量达3469亿吨，大型矿井占用资源量约680亿吨，中型矿井占用资源量300多亿吨，小型矿井占用2500多亿吨。在小型矿井中，乡镇小煤矿占用资源量达2200多亿吨，而且很多是优质资源。 4、行业集中度低、企业平均市场占有率极小 。低水平的采掘个体太多，使大型煤炭基地资源分割严重，破坏、浪费了稀缺煤种资源。 我国现有煤矿2.8万处，其中，小型煤矿2.
21、59万个，年产量小于3万吨的小型煤矿10871个。由于小型煤矿过多，使全国采煤机械化程度平均仅为40%左右。,绪论3现阶段存在的主要问题,5、面对产销两旺四个问题不能忽视 。一是安全。二是保护资源。三是诚信。四是科学决策。6、提高生产集中度、启动亿吨基地规划 。到2020年，需要安排煤矿建设规模至少为8.8亿吨，总投资应在1万亿元以上。 按照初步规划，国家将建设神东、陕西、黄陇、晋北、晋中、晋东、鲁西、两淮、冀中、河南、云贵、东北、宁东等13个基地，涉及14个产煤省区的40多个主要矿区，基地面积达十几万平方公里，规划产能达23亿25亿吨。拥有煤炭保有储量6908亿吨，占全国70%。规划年产量2
22、005年11亿吨，占全国煤炭产量的57%；2010年17吨，占全国煤炭产量的78%。,绪论3现阶段存在的主要问题,7、煤炭安全供应保障能力低。一些煤矿不顾矿井设计能力，盲目扩能改造。目前全国具备安全生产能力的矿井产量只有12亿吨，仅占2004年煤炭产量的61.35%；其中，有4亿吨生产能力需要进行安全系统改造配套，1.5亿吨能力安全状况不达标；2亿吨能力不具备基本安全生产条件，需要关闭。盲目超产使矿井安全系数大大降低。,绪论3现阶段存在的主要问题,以发展为主题，以市场为导向，以企业为主体，以改革开放和科技进步为动力，大力调整煤炭工业结构；实施大集团战略，以资产为纽带，发展一批对全国煤炭供需平衡和参与国际竞争起关键作用的大公司和企业集团，稳定国内市场，扩大煤炭出口；实施综合经营战略，以煤为基础，依托矿区资源，发展高附加值产品，提高企业经营效益；,未来中国煤炭工业发展的基本思路,实施科教兴煤战略，采用先进适用技术和高新技术，推进大型煤矿改造，建设高产高效矿井；实施洁净煤战略，加强政策引导，注重加工转换，强化清洁利用，推进洁净煤技术产业化；完善有关法规和标准，淘汰落后生产能力，提高安全生产管理及装备水平，加强安全监察，实现安全生产；推进企业节能降耗，保护矿区生态环境，促进煤炭工业可持续发展。,未来中国煤炭工业发展的基本思路,
