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煤矿开采学

第一章
1.什么是立井,暗立井,斜井,暗斜井,平硐,岩石平巷,石门,采区?
立井:有出口直接通往地面的垂直巷道。
暗立井:没有出口直接通往地面的垂直巷道。
斜井:与地面直接相通的倾斜巷道
暗斜井:不直接通地面的倾斜巷道。
平硐:直接与地面相通的水平巷道。
平巷:不直接与地面相通的水平巷道。(煤巷、岩巷)
石门与煤门:不与地面直接相通,并与煤层走向成直 ,交或斜交的水平巷道。位于岩石中的叫石门;位于煤层中的叫煤门。
采区:在阶段范围内,沿走向把阶段划分为若干块,每一块有独立的生产系统,这个块称为采区。
2.什么是阶段和水平?
阶段:在井田范围内,沿煤层倾斜方向,按一定标高把煤层划分为若干个平行于煤层走 向的长条形部分,每一个长条形部分为阶段。
水平:运输平巷和回风平巷所在的水平面为水平。
第二章
3.什么是采场,采煤工作面,采煤工艺,采煤系统,采煤方法,回采工作?
采场:用来直接大量采取煤炭的场所。
采煤工作面:在采场内进行回采的煤壁。
采煤工艺:在采场内,按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合称采煤工艺。
采煤系统:回采巷道的掘进工作一般是超前于回采工作进行的,它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系,称为回采巷道的布置系统,即采煤系统。
采煤方法:就是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的相互配合。但两者间相互影响和相互制约的。
回采工作:在采场内,为了采取煤炭所进行的一系列工作。
第三章
4.长壁采煤法有哪几种主要采煤工艺?说明他们的主要特点?
长壁采煤法采煤工艺:炮采,普采,综采。
炮采:其特点是爆破落煤,爆破及人工装煤,机械化运煤,用单体支柱支护工作空间顶板。
普采:其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序,而运煤,顶板支护和采空区处理与炮采工艺基本相同;
综采,即破、装、运、支、处五个主要生产工序全部实现机械化,因此综采是目前最先进的采煤工艺。
5.什么是正悬臂支架,排距,柱距,最大和最小控顶距,放顶步距,全部垮落法处理采空区,特种支架?
正悬臂支架:悬臂梁支架在支护时顶梁的悬臂方向在工作面一侧。
排距:沿走向方向两个支柱中心的距离。
柱距:沿煤壁方向两个支柱中心的距离。
最大控顶距:当工作面推进一次或二次之后,工作面空间达到允许的最大宽度。
最小控顶距:及时回柱放顶,使工作空间只保留回采工作所需的最小宽度。
放顶步距:最大控顶距与最小控顶距之差。
全部垮落法处理采空区:有步

骤人为使直接顶垮落下来即放顶,以减轻直接顶对采场压力,并利用垮落岩石支撑上部没垮的岩体。
特种支架:有周期来压的工作面,当工作空间达到最大控顶距时,为了加强对放顶处顶板的支撑作用,在回柱之前,常在放顶线处另外架设一些加强支架,称特种支架。
15..说明综采双滚筒采煤机割煤、进刀方式及其适用条件?
割煤方式:
①往返一次割两刀。煤层赋存稳定、倾角缓的综采面,工作面为端部进刀。
②往返一次割一刀。顶板稳定性差,煤层倾角大,上行移架、移溜补偿下滑量;采高大,滚筒直径小,不能一次割全高;采煤机装煤效果差,单独牵引装煤;煤尘大,降尘差,移架工不能在回风侧工作。
进刀方式:
1、直接推入式进刀。需开缺口,推移困难,使用较少。
2、工作面端部斜切进刀。割三角煤、留三角煤进刀,机头机尾伸到上下平巷中。
3、综采面中部斜切进刀。适用于:①较短的综采面,采煤机具有较高的空牵引速度;②工作面端头空间狭小,不便于采煤机在端头停留并维修保养;③采煤机装煤效果较差的综采面。
4、滚筒钻入法进刀。采煤机割到距端部3~5m处停止牵引,滚筒继续转动,推移运输机,钻进煤壁。滚筒端部(面)有截齿和排煤口,不能用挡煤板。
18.综采面端头支护方式有哪几种?各适用什么条件?
1、单体柱加长梁组成的迈步抬棚支护与普采面相同,该方式适应性强,有利于排头支架的稳定,但费工费时。
2、自移式端头支架支护推移速度快,对平巷适应性差。
3、用工作相同的液压支架支护机头机尾处滞后于工作面支架一个截深,适应于倾角较小的综采面。
4、用过渡支架支护。
第四章
1.绘图说明单一走向长壁采煤法的采区巷道布置?图4-1(76页)
5.采煤工作面回采顺序有哪几种方式?
前进式、后退式、旋转式、往复式
第五章
6.说明倾斜分层走向长壁下行垮落采煤方法假顶下采煤的工艺特点?
①假顶下的支护及顶网管理。在假顶或再生顶板下回采时,其顶板为已跨落的岩石。故老顶周期来压不明显,顶板压力比顶分层小,其顶板管理主要是防止漏矸。普采面用正倒悬臂错梁齐柱支护方式,综采时擦顶带压移架,防止煤壁出现网兜。采煤机割煤时,滚筒距顶网>100mm,以防割破网。
②假顶下的放顶工艺。假顶及再生顶板易于下沉,放顶时通常采用无密柱放顶。由于金属网连成整体,在放顶线处假定对支架牵动力较大,往往造成倾斜歪扭,需打斜撑,或架设单排或双排抬棚,以防金属网下落时对支架产生水平推力。
③分层采高的控制。由于煤层厚度经

常变化,应控制各分层采高,防止底分层采高过小。一些矿在一分层开采时,在开切眼、工作面、上下平巷中每隔30~50m向底板(煤)打钻孔,探煤厚。分层高一般2m左右。≯2.4m。综采采高一般3.0m左右,≯3.2m。
7.什么是人工假顶,再生顶板,天然假顶?
人工假顶: 在厚煤层分层开采中,由于回采二分层以下各分层的顶板是跨落的岩块,所以要在顶分层开采时铺设金属网、 竹芭、 荆芭等,以形成人为的隔离物, 这种人为的隔离物即为人工假顶。
再生顶板:如果煤层的顶板为页岩或含泥质成分较高的岩层,在顶分层开采后,虽然垮落成碎块,但在上覆岩层的压力作用下,再加上顶分层开采时向采空区注水或灌黄泥浆,经一段时间重新胶结成整体,形成再生顶板。
天然假顶:厚煤层中夹石厚>0.5m时,其位置合适,可利用其作为假顶,为天然假顶。
第六章
1.试述倾斜长壁采煤方法的主要特点,说明其优缺点及适用条件?
特点:回采工艺与走向长壁采煤法基本相似,不同点是回采工作面沿走向布置,沿倾向推进。
优点:①巷道掘进工程量小,投产快,巷道布置简单;②运输系统简单,占用设备少,运输费低;③工作面易保持等长,对综采有利;④通风路线短,风流方向转折少,通风构筑物少;⑤对某些地质条件适应性强;⑥劳动生产率高,成本低,技术经济效果好。
缺点:①长距离倾斜巷道掘进、辅助运输困难;②现有设备不完全适应倾斜长壁开采的要求;
③大巷装车点较多(带区无)影响通过能力;④有时出现污风下行问题。
适用条件:①按目前设备条件适用于<12°的煤层,尤其8°以下的薄及中厚煤层,效果更加显著;②采取措施后,可扩大到15°~17°的煤层。③无走向断层或斜交断层。
2. 画图:单一倾斜长壁采煤法巷道布置图?图6-1(107页)
第七章
9.简述综采放顶煤技术的优点及存在的主要问题?
优点:单产高、效率高、成本低、巷道掘进量小、减少了搬家倒面措施、对煤层厚度变化及地质构造的适应性强。
存在的问题:煤损多、易发火、煤尘大、瓦斯易积聚。
第八章
1.急斜煤层开采有哪些主要特点?
①采煤工作面采下的煤能自动滑下,简化装运工作,但下滑煤块和矸石易冲倒支架,砸伤人员,带来不安全因素②顶板压力垂直作用于支架或煤柱上的分力比缓斜煤层要小,而沿倾斜分力大,煤层顶底板都有可能沿倾向滑动,支架稳定性差,回采支护工作复杂③采煤工作面各项工序操作比较困难,增加了机械化采煤的难度④溜煤眼代替运输上山,运料眼代替轨道上山,但还需另设溜矸眼⑤一般地质条件复杂,围

岩条件差,采煤工作面推进慢,采出率低,走向长度比缓斜煤层小。
第十章
1.说明选择采煤方法的原则有哪些?
①生产安全②经济合理③煤炭采出率高
2.说明选择采煤方法的影响因素有哪些?
(一)地质因素
煤层赋存状态是影响采煤方法选择的主要因素,有以下几方面:
①煤层倾角;②煤层厚度;③煤层及围岩的特征;④煤层的地质构造情况;
⑤煤层的含水性、瓦斯涌出量及煤的自然情况。
(二)技术发展及装备水平的影响
主要是机械装备水平以及生产中的设备供应情况,如选用综采设备,则要选用与综采设备相适应的采煤工艺、巷道布置及生产系统;但是设备供应情况受到限制,则影响采煤方法的选择
(三)管理水平因素
管理水平及职工素质对采煤方法选择也有一定的影响。如大采高一次采全厚综采及大倾角综采等,要有娴熟的管理水平及工人素质,才能搞好生产。



第十二章
5.如何确定缓斜和倾斜煤层群上下采煤工作面同采时的最小错距?
为使上层煤开采顶板冒落时对底板产生的动力冲击不影响下层煤的回采工作;下层煤的开采顶板岩层移动不波及到上层煤的回采工作面,应使上下煤层工作面保持一定错距,其最小错距应为:

H—煤层间距,m;
Δ—岩石移动角,坚硬岩石60°~70°软岩石45°~55°;
L—安全距离,一般≮20~25m(上下工作面的推进速度不均衡,上工作面顶板冒落稳定)
第十三章
9.采区采出率的含义?如何留设及确定采区煤柱尺寸?
采区采出率:指工业储量中,设计或实际采出的那一部分储量,约占工业储量的比例,以百分数表示。采区采出率=(采区工业储量-开采损失)/采区工业储量 *100%
①大巷及上(下)山保护煤柱尺寸。大巷和上(下)山在底板岩石中可不留保护煤柱;若在煤层中,上山留20m,大巷留30~ 40m;
②区段煤柱尺寸。薄及中厚8~15m,厚15~ 20m;
③采区边界煤柱。各留5m;
④断层煤柱。落差大的30m,落差稍大的10~15m
第十四章
7.试说明采区车场的含义、作用及组成?
采区车场:采区上(下)山与区段平巷或阶段大巷连接处的一组巷道和硐室。
主要作用:在采区内运输方式改变或过度的地方完成转载工作。
组成:采区车场巷道(甩车道、存车线、联络巷道);采区硐室(变电所、绞车房、煤仓、把钩房);车场内硐室(煤仓、把钩房)
9.试说明采区上、中、下部车场基本类型?什么是平车场,甩车场,顺向平车场,逆向平车场?
上部车场类型:甩车场、平车场、转盘式车场
中部车场类型:甩车场、平车场、吊桥

式车场
下部车场类型:大巷装车式、石门装车式、绕道装车式
平车场:以水平巷道与区段回风巷相连;绞车房位于回风水平。
顺向平车场:提车方向与车场出车方向相同。
逆向平车场:提车方向与车场出车方向相反。
甩车场:倾斜甩车道;绞车房位于回风水平之上。个别情况,上部是采空或风化带,绞车房位于回风水平,利于绞车房维护和通风。
第十六章
2.如何合理确定矿井的生产能力?
矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、储量、开采条件、设备供应及国家需煤等因素确定。
①开采条件
开采条件好坏影响出煤量高低,即影响矿井生产能力。开采条件指煤层赋存情况及地质情况,如煤层厚度、煤层结构、倾角、稳定性、地质构造、水文地质情况、瓦斯、涌水量等。
②各环节生产能力
根据矿井生产能力选用合适的设备,使各环节生产能力有30~50%的富余量,以保证矿井有较高的综合生产能力。
③煤炭储量
矿井储量是确定矿井生产能力的重要因素;储量多,生产能力大,反之储量少,生产能力小。
④安全生产条件
矿井瓦斯、矿井水是影响煤矿生产的重要因素。煤层中瓦斯含量大,生产中冲淡瓦斯需要加强通风,则通风可能成为限制矿井生产能力的因素;矿井水大也影响生产
以上四方面因素储量是基础,开采条件为依据,技术装备水平为主导,安全生产条件必须保证,因此矿井生产能力必须根据具体情况综合确定。
4.试述开拓方式分类及确定的原则?
一、按井筒(硐)形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。
二、按开采水平数目可分为单水平开拓、多水平开拓。
三、按开采准备方式可分为上山式、上下山式及混合式。
四、按开采水平大巷布置方式:分煤层大巷、集中大巷、分组集中大巷。
确定原则:在确定井田开拓方式时,应根据国家的方针政策,针对井田的地形、地质、水
文、煤层赋存情况,结合井型大小、设备供应、施工技术等条件综合分析,全面比较,确定合理的开拓方案。应遵循下列原则:
1、贯彻执行国家煤炭技术政策,为早出煤,多出煤,投资少,成本低,效率高创造条件;
2、合理集中开拓,简化生产系统,避免生产分散;
3、合理开发煤炭资源,减少煤炭损失;
4、贯彻执行煤矿安全生产的有关规定;
5、采用新技术、新设备、新工艺为发展机械化、 自动化创造条件;
6、对不同煤质、煤种分别开采。
第十七章
4.简述井筒(硐)形式及适用条件?
平硐:山岭起伏地区,并且平硐水平以上有足够的煤炭储量,满足井型要求时可建平硐。

井:煤层埋藏不深,表土层不厚,水文地质情况简单,井筒不需要特殊法施工的缓倾斜、倾斜煤层。
立井:煤层埋藏较深,冲击层较厚;水文条件复杂,围岩不稳定,用特殊法施工的井筒;
多水平开采的急倾斜煤层;井田倾斜长度大。
5.斜井提升方式有哪几种?各适用条件?
串车提升:井筒倾角≯25°。
箕斗提升:井筒倾角过缓,箕斗装煤不满;倾角过大,井筒施工较困难,道床结构较复杂,一般取25°~35°。
皮带提升:井筒倾角≯17°。
无极绳提升:井筒倾角≯10°,若超过10°,绳卡易滑脱摘挂钩不便。
第十八章
6.开采水平巷道的布置方式有几种?分别说明其适用条件?
①分层大巷和主要石门(或主溜井)
主石门联系各煤层大巷。煤层间距大,集中布置在技术上有困难、经济上不合理时,才考虑采用这种方式。
②集中大巷和主要石门
集中大巷和各煤层间以采区石门联系。适用于煤层层数较多、层间距不大的矿井。
③分组大巷和主要石门
主石门联系各组大巷,组内各煤层采区石门。当井田内各煤层的间距有大有小,全部煤组用单一的集中运输大巷有困难或不经济时,可根据各煤层的远近及组成,将所有的煤层分为若干组,每一煤组布置分组集中运输大巷。
④大巷布置方式的应用
层间距<50m,一般集中布置;层间距>70m,一般分组布置。
综上,对于难以确定集中或分组布置时要根据煤层赋存情况具体分析技术经济情况确定。
9.矿井通风系统、风井布置方式有几种?分述其特点及适用条件?
①中央并列式:进风井与回风井都位于井田中央的同一个工业场地内,管理方便,通风线路长,阻力大,漏风多,用于井田小,生产能力不大,瓦斯等级低的矿井。
②中央边界式(中央分列式):主副井位于井田中央,副井兼做进风井,回风井设在井田上部边界的中部,通风线路短,阻力小,漏风少,工业场地分散,保护煤柱多,适用于煤层赋存不太深的缓倾斜煤层矿井或煤层赋存深,瓦斯涌出量大的矿井。
③对角式通风?:主副井位于井田中央,副井兼做进风井,回风井设在井田两翼的上部边界,成对角式布置,通风线路长度变化小,风压稳定,设备多,工业场地分散,主、副井与风井贯通时间长,适用于对通风要求很严的矿井。
④采区风井通风?:回风井设在各采区,线路短,通风方便,风阻小,可同时开工,设备多,适用于井田上部距地表近,采区范围较大的矿井?。
⑤分区式通风?:多井筒分区域开拓时,每个分区内都设置进风井,构成独立的通风系统,线路短,可同时施工,场地分散,占地多,

保护煤柱多,适用于煤层很缓的特大型矿井。
1.什么是水平垂高?阶段高度与水平高度有何关系?
水平垂高:指该水平开采范围的垂直高度。
若一个开采水平只开采一个上山阶段,阶段的垂高就是水平的垂高,通常说的水平高度一般就指阶段高度。若一个水平开采上、下山各一个阶段,水平垂高就应是这两阶段的总垂高,在极少数情况下,一个水平开采两个上山阶段,则水平垂高为两个上山阶段的总垂高。
第十九章
3.按照矿车在井底车场内的运行特点,井底车场可分为几类?各有何特点?各有什么适用条件?
环形式:重空列车在车场内不在同一轨道上做相向运行,即采用环形单向运行。因而,调度工作简单,通过能力较大,应用范围广。但车场的开拓工程量较大。




折返式:空、重列车在车场内同一巷道的两股线路上折返运行,从而可简化井底车场的线路
结构,减少巷道开拓工程量,弯道少。




4.画图回答:立井井底车场形式有哪几种?(环形3个、折返2个。326页)
5.什么是井底车场?
井底车场:连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称。
第二十章
矿井延伸方式有哪几种?
延伸原有主副井②暗井延伸③延深一个井筒,新打一个暗井
④延伸一个井筒,新打一个立井或斜井⑤几个矿井联合开拓延伸

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