采煤概论复习题.docVIP

地质作用： 由于自然动力引起地壳物质组成、内部构造和地表形态变化与发展的作用。按进行场所及能源不同，可分为内力地质作用和外力地质作用。内力地质作用：由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地表形态发生变化的地质作用。包括1地壳运动2岩浆活动3变质作用4地震作用。变质条件：高温、高压、化学溶液作用。外力地质作用：由外部能量引发的地表形态变化，地壳组成的变化作用。能使地表形态发生变化和地壳表层化学元素产生迁移、分散、和富集。按作用方式可分为1风化和剥蚀2搬运和沉积3固结成岩。矿石：有用矿物的集合。岩石是矿物的集合体。化为岩浆岩，沉积岩，变质岩。地表75%的面积都覆盖着沉积岩。代：太古代：24亿年前地球诞生原生代：5.7亿24亿年前古生代：2.45亿5.7亿中生代：6500万年2.45亿年前新生代：6500万年至今地层划分：界、系、统、阶。地质年代划分：代、纪、世、期。煤的形成条件：1古植物条件2古气候条件3古地理环境4古构造条件。煤系：同一个成煤时期形成的含煤地层。煤的物理性质：光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、密度和容重、导电性等。煤的化学组成：有机质，包括碳磷氧氮和有机磷还有少量磷。煤的厚度：薄煤层 煤层厚度0.51.3m中厚煤层 煤层厚度1.33.5m厚煤层 3.5m以上。煤层的稳定性，分为1稳定煤层2较稳定煤层3不稳定煤层4极不稳定煤层。煤层结构：1简单煤层结构2复杂煤层结构。煤层中常含有较稳定的夹石层。煤层的底板：1直接层：直接位于煤层下方，且有几米厚的岩层。2老底：位于直接底下方，较直接底坚硬的岩层。煤层底板是指煤系中位于煤层上下一定距离内的岩层。先于煤生成的岩石是煤层的底板，较煤后生成的岩层叫顶板。伪顶位于煤层之上几毫米或几十毫米，随着煤层开采而垮落的顶板岩层通常为泥岩。直接顶:位于伪顶之上，随着煤层开采经过一段时间能够自行垮落的几米厚的岩层。老顶：位于直接顶之上，厚度较大，不会随着煤层开采垮落的岩层，通常为砂岩。在地壳的作用下，煤和岩层改变了原始埋藏状态，所产生的变形或变位的形迹成为地质构造。地质构造分类：1单斜构造：在一定范围内，煤或岩层大致向一个方向倾斜的构造形态称为单斜构造。产状要素有走向、倾向和倾角。煤层或岩层层面与水平面之间的两面角叫做煤层或岩层的倾角。 煤层按倾角可分为缓斜煤层825、倾斜煤层2545、急斜煤层4595。2褶皱构造：地壳运动作用下煤及岩层形成波状的形态。岩层的连续性和完整性的构造形态叫褶皱，岩层褶皱构造中每一个弯曲叫褶曲，岩层层面凸起的褶曲叫背斜，岩层层面凹下的褶曲叫向斜。3断裂构造：在地壳运动的作用下，煤岩层发生了断裂，由此形成的构造形态。断裂面两侧的岩层没有发生明显位移的叫裂隙，断裂面两侧的岩层发生明显位移的断裂构造称为断层。主要断层要素：断层面、断层线、断盘、断距。断层面如果是倾斜的，把位于断面层上面的断盘称为上盘，下面的称为下盘。断距可分为垂直断距和水平断距。根据断层两盘运动方向，分为正断层、逆断层、平推断层、。根据断层走向与岩层走向相对关系分类：走向断层、倾向断层、斜交断层。当煤层下部分有可溶性的石灰岩、白云岩且发生岩溶时，岩溶可引起上覆煤层和岩石垮落形成陷落柱。岩墙：侵入煤体，与煤层垂直。岩床：侵入媒体，形成厚度较厚的岩层。岩脉：侵入煤体，形成一定倾角，较薄的岩层。煤田地质勘探的任务是为了了解矿井煤炭/储量、井田地质条件、水文地质条件、开采技术条件、煤种煤质等矿井的资源条件。煤田地质勘探工作分为煤田普查、矿区详查、井田精查。常采用的方法：地质测量法、探掘工程法、钻探工程法、地球物理勘探法。矿井储量可分为：矿井地质资源量、矿井工业储量、矿井设计储量、矿井设计可采储量。矿图：设计、施工、采矿工程管理、绘制的图纸。矿井地质图：1地质地形图、2钻孔柱状图、3地质剖面图、4煤层底板等高线图、5煤岩对比图。坐标系统：地理坐标系、平面直角坐标系、高程。地面任一点至水准面的垂直距离称为该点的高程。绝对高程又称海拔或标高，是地面任一点至大地水准面的垂直距离。我国大地水准面是以黄海平均海水面作为起算面。相对高程是地面任一点至嘉定的垂直距离。图纸上线段长度与实际相应线段水平长度之比为图的比例尺。地质图常用比例尺1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:10000。反应地球表面高低起伏形状的图纸称为地形图。等高线是地面上高程相同的若干点连接而成的曲线，或者说是水平面与地表面相截的交线。将高程不同的等高线投影到平面上，就得到等高线图。煤矿常用地质图件：地形图、煤层顶底板等高线图、地质地形图、钻孔柱状图、煤岩对比图、地质剖面图、水平地质切面图。煤田：在地质发展历史进程中，由含碳物质、沉积形成的大面积含煤地带。井田：划分给一个矿井（井工，露天矿）开采的那部分煤田。煤田划分原则：1井田范围、储量、煤层赋存及开采条件（水，瓦斯条件、矿井的地质构造）要与矿井生产能力相结合。2、保证井田有合理的尺寸。3、充分利用自然等条件划分井田。4合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。井田走向长度：小型矿（年产30万吨以下）不小于1.5km，中型矿（年产4590）不小于4.0km，大型矿（年产120万吨以上）不小于7.0km，特大型矿井(年产300以上)可达10.015.0km。井田境界的划分方法：目的：有利于生产，有利于安全。1垂直划分：相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线各留井田边界煤柱。2水平划分：以一定标高的水平面为界，并沿该煤层底板等高线留置边界煤柱，这种方法称为水平划分。（多用于划分倾斜和急斜煤层以及倾角较大的缓斜煤层井田的上下部边界）3按煤组划分：按煤层间距的大小来划分矿界，即把煤层间距较小的相邻煤层划归一个矿开采，把煤层间距较大的煤层划归另一个矿开采。用于煤层或煤组间距较大，煤层赋存浅的矿区。4按照地质构造条件划分以地面的河流、大的火成岩侵入、大断层、大褶皱划分。各类矿井特点：1大型矿井：生产能力大，装备水平高，生产效率高，成本低，建井时间长，费用多，服务年限长，管理复杂，建井技术复杂。2小型井：生产能力小，装备水平低，生产效率高，成本高，建井时间短，建井投资小，服务年限短，管理简单，建井技术简单。3中型井：介于大型井与小型井之间。矿井生产能力系指矿井一年内能生产煤炭数量。又称矿井年产量或井型。井型：大型矿井：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0 及以上 Mt/a中型矿井：0.45、0.6、 0.9 Mt/a小型矿井：0.3及以下 Mt/a矿井井型的确定：影响矿井井型的确定因素：1井田的储量和开采条件2技术装备水平（采煤设备、运输设备、支护设备等）3安全成产条件（水、火、瓦斯）4国民经济需要。矿井均匀连续生产煤炭的期限（不包括增产期和减产期）矿井服务年限计算：T=Zk/（AK）T矿井设计服务年限，a；A矿井设计生产能力，t/a；Zk矿井设计可采储量。K储量备用系数。考虑储量备用系数的原因：1厂房等使用2煤损3回采率低。设立储备用系数是为了避免因地质条件和煤层赋存特征变化，使得矿井储量减少而影响矿井的服务年限。井田再划分：1井田划分为阶段 阶段：按一定的高度将井田划分成若干个长条形的部分，每个部分称为阶段。2井田划分为盘区。盘区：沿着煤层延展方向布置大巷，然后将大巷两侧的井田分别划分为若干个较大的块段并逐一开展，该块段成为盘区。3井田分区域划分区域：对于特长型矿井，一般把井田把井田划分成几个较大的区域，然后进行相对独立的煤炭生产，该种划分即为井田分区域划分。4阶段内再划分：1）分区式将阶段沿煤层走向划分成若干块段，每个块段叫一个采区。采区内有独立的采煤系统（巷道、生产设备）2）分带式布置该划分方式是将整个阶段走向方向划分成成若干倾斜长条，沿走向宽度用来布置一个采煤工作面，工作面沿煤层倾斜方向推进。3）分段式4）整阶段布置当井田走向、倾斜尺寸都小时，可直接将井田沿倾斜方向划分成若干阶段，每个阶段宽度用来布置一个回采工作面。井田内的开采顺序：1煤层沿倾斜的开采顺序对同一层煤一般都是由上而下（由浅入深）逐步开采，这种开次按顺序叫做下行开采顺序。2煤层沿走向的开采顺序有前进式（矿井采用）和后退式（采区采用）。在井田范围内，以井筒为基准，由井筒向边界依次推进的叫前进式。3连续式开采。巷道分类：1垂直巷道1）立井。有出口直接通到地面的竖直巷道叫立井（竖井）。按用途分有位于井田中央担负提煤任务的主立井，有担负全矿人员、材料设备等辅助提升任务的副立井，有担负矿井通风的风井。2）暗立井。没有出口直接通到地面的垂直巷道。3）溜井。用来从上部向下部溜放煤炭的垂直巷道。2水平巷道1）平硐。相当于水平巷道中的主井与副井。有出口直接通到地面的水平巷道，是进入煤体方式之一。 2）平巷。没有出口直接通到地面，沿岩层走向开掘的水平巷道。开在岩石中的平巷叫岩石平巷，开在煤层中的平巷叫煤层平巷。3）石门。与岩层走向垂直或斜交的水平岩石巷道。4）煤门。与煤层走向垂直或斜交的煤层平巷。3倾斜巷道1）斜井。有出口直接通到地面的倾斜巷道。按用途分主斜井、副斜井和回风井。2）暗斜井3）上山。煤炭向下运输，位于开采水平之上，连接阶段运输平巷和回风平巷的倾斜巷道。有运输上山、轨道上山、分阶段上山、采区上山。4）下山。煤炭向上运输，位于开采水平以下。矿井巷道按在生产中重要性分为：开拓巷道（为全矿井、一个开采水平或阶段服务的巷道）、准备巷道（为整个采区服务的巷道）、回采巷道（为工作面采煤直接服务的巷道）。开拓巷道的布置方式通称为开拓方式，包括开拓巷道形式、开拓巷道数量、开拓巷道位置及其相互联系和配合关系。井田开拓：从地面掘进一系列巷道，进入煤层之后，建立煤炭提升、运输通风，排水等系统，以上这些活动称为井田开拓。井田开拓方式分类：1按井筒形式：立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。2按开采水平数目：单水平开拓、多水平开拓。开拓水平：布置井底车场和阶段运输大巷所在的水平面。3按开采准备方式：上山式开采、上下山式开采、上山及上下山混合式开采。4按开采水平大巷布置方式（1）分煤层大巷，即在每个煤层设大巷；（2）集中大巷，在煤层群集中设置大巷，通过采区石门与各煤层联系；（3）分组集中大巷，即对煤层群分组，分组中设集中大巷。水平：布置运输大巷或通风大巷的水平面。开采水平：布置有运输大巷及井底车场的水平。井底车场：联接井筒，运输大巷、一组巷道和不同实的总称。水平的表示方法：1按照标高表示，如-200水平。2用用途表示（回风水平、运输水平）3用开采顺序表示（第一水平、第二水平）水平高度：开采水平服务范围的垂高。确定井田开拓方式的原则井田开拓所要解决的问题是，在一定的矿山地质和开采技术条件下，根据矿区总体设计的原则规定，正确解决下列问题：（1）确定井筒的形式、数目及其配置，合理选择井筒及工业场地的位置。（2）合理地确定开采水平数目和位置。（3）布置大巷及井底车场。选择井底车场的形式，大巷布置形式与位置。（4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替。（5）进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造。井底车场形式：环形车场、折返式车场。 图315立井开拓方式(a)立井单水平上下山式；(b)立井多水平上下山式；(c)立井多水平上山式；(d)立井多水平上山及上下山式混合式1主井；2副井；3井底车场；4主要石门；5开采水平运输大巷。在解决开拓问题时，应遵循下列原则。（1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤、高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。（2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。(3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。(4）必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道保持良好状态。（5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综合机械化、自动化创造条件。（6）根据用户需要，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其他有益矿物的综合开采。采场：用来直接大量采取煤炭的场所，称为采场。在采场内进行回采的煤壁，称为采煤工作面。采空区：采场外不用维护的采煤后形成的空间。采煤工作：在采场内，为了采取煤炭所进行的一些列工作，称为采煤工作。把破落下来的煤炭装入采场中的运输工作内，称为装煤。煤炭运出采场的工序，称为运煤。基本工序：采煤，装煤，运煤。辅助工序：维护采场，移置运输机，顶板支护，采空区处理。片盘斜井开拓的主要巷道：1主斜井：提升煤炭，进风。2副斜井：回风，辅助提升。3片盘车场：运输古氏的转轮枢纽。4片盘运输平巷：运输。5片盘回风平巷：回风。6副巷7联络巷。矿井生产系统：运煤系统、运料系统、通风系统、排水系统、供电系统、照明系统、通讯系统、压风系统。运煤：工作面副巷聚落巷片盘下部车场主井地面运料：主井片盘上部车场片盘回风平巷工作面。通风：1新鲜风：主井片盘下部车场片盘运输平巷联络巷片盘副巷工作面。2泛风：工作面片盘回风巷片盘上部车场副井地面。集中斜井开拓：下阶段集中斜井开拓主要巷道：1主斜井2副斜井3井底车场4阶段运输大巷5阶段回风大巷6采区上山（运输上山，轨道上山）7区段平巷（运输平巷，回复平巷）。矿井生产系统：运煤运料通风（新鲜风、泛风）集中斜井开拓的井筒装备：1串车提升。要求井筒斜角25适用小生产能力30万吨。2