采煤概论答案.doc

第一章 煤矿地质基本知识1熟悉地质作用、内力地质作用、外力地质作用及矿物、岩石的概念。地质作用：由自然力促使地球物质组成、内部构造和外部形态发生变化与发展的过程称为地质作用内力地质作用：作用于整个地壳或者岩石圈，力量主要来自地球内部的地质作用称为内力地质作用外力地质作用：作用于地壳表层，力量主要来自地球以外的地质作用称为外力地质作用矿物：是地壳中的一种或者多种元素在各种地质作用下形成的自然产物岩石：是一些矿物颗粒的集合体2内力地质作用可分为哪几项运动或作用？起主导作用的是哪一项？内力地质作用包括地壳运动、地震作用、岩浆作用、变质作用等。最活跃、起主导作用的是地壳运动。3按作用方式，外力地质作用可分为哪几类？外力地质作用包括风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用等。4风化作用主要类型？风化作用产生原因？根据风化作用的因素和性质可将其分为三种类型：物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。原因：岩石在地表或接近地表的环境中，由于受到气温的变化、水和氧气及二氧化碳的作用和生物的活动等，使岩石在原地受到机械破碎和化学分解的作用，称为风化作用。5简述沉积岩、岩浆岩与变质岩的形成过程；沉积岩具有什么特征？沉积岩：是有暴露在地表的岩石经受外力地质作用，即先经风化和剥蚀，被粉碎或分解成碎屑物质和可溶性物质等，又经过搬运，在适当的条件下沉积下来，形成各种沉积物，再经受紧压、脱水、胶结，变成坚硬的岩石。岩浆岩：岩浆沿岩石裂缝或薄弱带上升，侵入到地壳表层或喷出地表，便冷凝固结成坚硬的岩浆岩。变质岩：由各种不同的原有岩石收到温度、压力及化学活性流体的作用，使原岩改变其成分、结构和构造而变成新的岩石。沉积岩特征：含矿物成分多以及化学成分多，覆盖广，易开采。6简述煤的形成过程，并分析要形成具有开采价值的煤层，必须具备哪些条件？煤是由植物经过漫长的及其复杂的生物化学、物理化学作用转变而成的。条件：1、植物条件 2、气候条件 3、地理条件 4、地壳运动条件7根据开采技术特点，煤层按厚度或倾角分为哪几类？煤层按厚度分类：薄煤层，中厚煤层，厚煤层。按倾角分类：近水平煤层，缓斜煤层，中斜煤层，急斜煤层。8掌握地质构造、褶皱构造、断裂构造以及褶曲、背斜、向斜等概念。地质构造：沉积岩经过地质构造运动，水平的可能变为倾斜或弯曲，连续的、完整的可能被断开或错动或破碎，这种岩石变形或变为的产物称为地质构造。褶皱构造：组成地壳的岩层受构造应力的的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造，称为褶皱构造。断裂构造：自然界中岩层受力后，当作用力超过其强度时就产生断裂，使其连续性和完整性遭到破坏，这种岩层脆性变形的产物称为断裂构造。褶曲：褶皱构造中的一个弯曲。背斜：岩层向上拱起的部分。向斜：岩层向下凹的部分。9何为岩层产状三要素？何为断层要素？岩层产状三要素：岩层层面的走向，倾向，倾角。断层要素：断层面，断层线，断距。10掌握断层的分类与各类断层的特征。走向断层：断层走向和所切割岩层的走向基本一致的断层。倾向断层：断层走向和所切割岩层的倾向基本一致（即与岩层走向垂直）的断层。断交断层：断层走向和所切割岩层走向明显斜交的断层。第二章 矿图1. 6度带的划分及平面直角坐标系统。2. 熟悉高程、等高线、等高距、方位角与象限角等概念。高程：空间一点至水准面的垂直距离称为该点地高程绝对高程(或称海拔)，是指地面点沿垂线方向至大地水准面的距离相对高程：假定一个水准面作为高程起算面，地面点到该假定水准面的垂直距离称为相对高程，又称为假定高程。等高线指的是地形图上高程相等的各点所连成的闭合曲线。把地面上海拔高度相同的点连成的闭合曲线。等高距地形图上相邻两条等高线的高差。等高距的大小是随地图比例尺的大小而定的。方位角又称地平经度(Azimuth (angle)缩写Az)，是在平面上量度物体之间的角度差的方法之一。是从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。象限角某一目标点的方向线与子午线在较为接近的一端（南端或北端）之间所夹的角，称这一直线的象限角。象限角是从正北的方向线或正南于090之间。3. 掌握根据煤层底板等高线确定煤层产状的方法。煤层底板等高线：把煤层底板上海拔高度相同的点连成的闭合曲线。垂直投影到一个标准面上，并按比例缩小画在图纸上，就得到煤层底板等高线。层底板等高线图中断层产状的确定方法： 煤层地走向是煤层层面与水平面相交线地延伸方向。煤层等高线地延伸方向就是每层的走向。单斜构造：如果岩层在一定范围内其倾斜方向和倾角大体是一致的，则称为单斜构造，它往往是褶皱岩层或其他构造形态的一部分4. 向斜、背斜在煤层底板等高线图上具有升么特征？并绘图说明。水平褶皱是指枢纽近于水平（倾伏角010）的褶皱。在 煤层底板等高线图上表现为一组近乎平行地曲线，由褶曲轴线向两侧，同标等高线对应出现，等高值递减者为背斜，等高值递增者为向斜。穹隆与构造盆地在煤层地板等高线图上表现为封闭的曲线，由中心向边缘，等高值递减者为穹隆，等高值递增者为构造盆地。倾覆褶曲在煤层地板等高线表现为呈“之”字形弯曲的大致相互平行的曲线，弯曲最大处地连线为褶曲轴线。5. 正断层、逆断层在煤层底板等高线图上具有什么特征？绘图说明。正断层：煤层地板等高线在上、下盘断煤交线处中断，两断煤交线间无等高线通过。上盘等高线上升，下盘等高线下降。逆断层规律与正断层相反6. 主要的采掘工程图纸有哪些？采掘工程平面图是将开采煤层或其分层内的采掘工程和地质情况，采用标高投影的原理，按一定比例尺绘制而成的图纸。采掘工程立面图 急倾斜煤层以正面投影为主的投影图称为采掘工程立面图采掘工程层面图 将各巷道及煤层地采掘情况，向一个煤层层面相平行的平面做正投影，并按比例绘出图纸第三章 井田开拓1. 煤田划分为井田主要考虑哪些因素(划分原则)?井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应；保证井田有合理尺寸；充分利用自然条件划分井田;合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系.2. 确定矿井服务年限时为何要考虑储量备用系数?矿井储量、设计年产量和服务年限的关系？设立储量备用洗漱是为了避免因地质条件和煤层赋存特征变化，是的矿井储量减少而影响矿井的服务年限。 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。3. 阶段和水平的概念，矿井巷道的分类。 在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高将井田划分成若干长条，每一个叫阶段。 一般用水平面作为阶段上、下边界，称作水平。垂直巷道：立井，暗井，溜井。水平巷道：平硐，平巷，石门，煤门。倾斜航道：斜井，暗斜井，上山，下山。4. 井田再划分方式有哪些？阶段内的再划分有哪几种方式, 各适用于何种条件?井田划分为阶段、井田划分为盘区和井田分区域划分；阶段内的划分一般有三种方式：采区式、分段式、带区式。采区式划分应用非常广泛，一般走向长度较大的井田都可以使用。分段式划分适用于地质构造条件简单、走向长度较小的井田。带区式划分适用于煤层倾角小于12、采用倾斜长壁采煤法的井田。5. 阶段、分段、区段和分段、条带的异同?阶段：在井田范围内，沿着煤层的倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的具有独立生产系统的长条，每一个长条称为一个阶段。分段：区段：（分阶段、小阶段）是指在阶段内沿倾斜方向划分的开采块段。6. 开拓方式的分类？立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。7. 斜井开拓时井筒布置有哪几种?集中斜井开拓、片盘斜井开拓。8. 简述平硐开拓由哪几种方式, 说明其布置特点及适用条件。垂直走向平硐：垂直没等走向布置的平硐称为垂直走向平硐。井田范围内有一层可采每次，煤层为近水平。垂直走向阶梯平硐：当煤层赋存于地形高差较大的山岭地区，且条件适宜时，可根据地形高差布置若干个平硐进行回采，这种布置方式称为阶梯平硐。9. 简述井筒（硐）形式的比较与选择。一、井筒（硐）形式选择（1）平硐开拓与斜井（立井）开拓的优缺点平硐开拓的优点是：煤炭运输不需转载即可由平硐直接外运，运输环节和设备少，系统简单，费用低；地面工业设施较简单；平硐内不设水泵房、水仓等硐室，节约排水设备，排水费用低；减少许多井巷工程量，井筒的掘进费用低，施工条件好，掘进速度快，建井期短；不需留工业广场煤柱，煤柱损失少。平硐开拓不足之处是受地形及煤层埋藏条件的限制，只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或河谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路。上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求时，都应采用平硐开拓。（2）斜井与立井开拓的优缺点斜井开拓与立井开拓相比：井筒施工工艺、施工设备和工序简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，井筒延深施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升采用皮带运输机提升能力大，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生透水等事故，人员可迅速从井筒撤离。与立井开拓相比，斜井开拓的缺点是：斜井井筒长，辅助提升能力少，提升深度有限；通风线路长、阻力大，管线长度大；斜井井筒通过富含水层、流砂层施工技术复杂。对井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质情况简单，不需特殊施工法施工的缓斜和倾斜煤层，一般可采用斜井开拓。（3）立井开拓的优缺点立井井筒不受煤层倾角、厚度、深度及水文等自然条件的限制。在采深相同的条件下，立井井筒短，辅助提升有利；井筒通风断面大，阻力小；当表土层为富含水的冲击层或流砂层时，立井井筒比斜井容易施工。立井开拓主要缺点是：井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平；井田装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大；井筒延深困难。对于煤层赋存较深或冲击层厚、水文地质情况比较复杂或多水平开采急斜煤层的矿井，一般都应采用立井开拓。二、井筒（硐）位置的选择井筒（硐）位置与井筒（硐）形式是一起综合确定的。主副井筒（硐）位置一经确定和施工后，在整个矿井服务期间极难更改。从井下运输费用和生产布局考虑，井筒沿井田走向的有利位置应在井田中央。当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央，以此形成两翼储量比较均衡的双翼井田，应尽量避免井筒偏于一侧、造成单翼开采的不利局面。立井开拓时，井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案可见图315。井筒设于井田中部B处，可使石门总长度较短、沿石门的运输工作量较少；井筒位置设于A处时，总的石门工程量虽然稍大，但初期(第一水平)工程量及投资较少、建井期较短；井筒设于C处的初期工程量最大，石门总长度和沿石门的运输工作量也较大，煤柱损失大。但对开采井田深部及向下延伸有利。为合理布置工业场地，在选择井筒位置时，应贯彻以农业为基础的方针，充分利用荒山、坡地、劣地，尽可能不占良田或少占农田。井筒位置应高于当地最高洪水位。10.绘图说明开采水平大巷的布置方式有哪几种? 分别说明其使用条件?分层运输大巷：煤层间距大，集中布置在技术上有困难、经济上不合理时，特别是一个矿井有一个或者两个采煤工作面时，可以考虑这种方式。集中运输大巷：煤层层数较多、煤层层间距不大的矿井。分组集中运输大巷：无11井底车场的概念、用途及分类? 井底车场是在井筒与石门连接处所开凿的巷道与硐室的总称。它是转送人员、矿岩、设备、材料的场所，也是井下排水和动力供应的转换中心。环形式井底车场（卧式、斜式、立式）、折返式井底车场第四章 井巷掘进与支护1岩石强度的概念及分级方法。答：岩石强度是指岩石抵抗外力破坏的能力。分级方法：岩石强度分级法。（普氏岩石分级法），是用坚固性系数f将岩石坚硬度分为10级。P52 附图 后发。2常用的巷道断面形状有哪几种？我国矿井中使用的巷面断面形状有矩形，梯形，多边形，拱形，马蹄形，椭圆形，及圆形。而经常使用的是梯形和拱形。3简述炮眼的种类及其作用。1、掏槽眼。在中间偏下一点的位置设置的炮眼，炸出一个“腔槽”，扩大后续炮眼爆破的临空面。装药量也适当多一些。2、辅助眼。处于掏槽眼与周边眼之间的炮眼。扩大掏槽眼炸出的腔槽，为周边眼的爆破创造临空地面。3、周边眼。沿隧道设计轮廓线布置的炮眼。作用是炸出较平整的隧道断面轮廓。分成底眼、邦眼和顶眼。4起爆器材包括哪几种？（1）雷管1瞬发电雷管2秒延期电雷管3好秒延期电雷管（2）炸药（3）发爆器5简述锚杆的种类？（1）按锚固原理来分有端头锚固和全长锚固；按锚杆组成材料分金属锚杆、木锚杆、钢筋或钢丝绳砂浆锚杆和树脂锚杆。（2）金属楔缝式锚杆（3）树脂锚杆1. 特殊凿井施工法有哪几种？ 答：沉丼法 帷幕法 冻结法 钻井法 第五章 采煤方法1. 采煤方法、采煤工艺、采煤系统的含义。采煤方法：采煤系统和采煤工艺的总称。采煤工艺：主要包括破煤、装煤、运煤、顶板支护和采空区处理五项主要工作。采煤系统：生产系统与巷道布置在时间上、空间上的配合称为采煤系统。2. 简述壁式体系和柱式体系采煤法的基本特征。长臂式体系主要特征是采煤工作面长度较长，一般在6080m以上。每个工作面必须有两个出口，一端出口与回风平巷相连，用来回风及运送材料，另一端出口与运输平巷相连，用来进风和运煤。在工作面内安装采煤设备。随着煤炭采出，工作面不断向前移动，并始终保持成一条直线。柱式体系采煤法分为房式，房柱式和巷柱式。房式和房柱式采煤法实质是将煤层划分为若干条形块段，在每一块段内开掘一些宽慰57m的煤房，各煤房之间留有一定宽度的煤柱并已联络巷道相通，形成近似于矩形的煤柱。房式采煤法只采煤房不回收煤柱，房柱式采煤法姬采煤房，又回收房间煤柱。巷柱式采煤法实质是在采区内预先开掘大量的巷道，将煤层切割成6m*6m20m*20m的方形煤柱，然后有计划地回踩这些煤柱，采空区的顶板任其自行垮落。3长壁采煤法有哪几种采煤工艺类型？走向长臂采煤法，倾斜长臂采煤法，伪倾斜长臂采煤法，其他采煤法4爆破采煤工艺由哪些主要工序组成？爆破落煤，装煤，运煤5了解普采、高档普采和综采工作面的设备配备。普采：单滚筒或双滚筒浅截尺采煤机，可弯曲刮板输送机，金属摩擦支柱或单体液压支柱，金属铰接顶梁以及液压千斤顶等设备。高档普采：液压支柱综采：自移式液压支架，采煤机，可弯曲刮板输送机，端头支护设备。6绘图说明悬臂式支架的布置方式。 7常用的采空区处理方法有哪几种？1、垮落发 2、缓慢下沉法 3、煤柱支撑法 4、充填法8掌握单一走向长壁采煤法巷道布置（图5-6）及主要生产系统。（1）写出图中巷道名称；（2）用箭头标出运煤系统；（3）用箭头标出通风系统。1采区运输石门；2采区回风石门； 3采区下部车场；4轨道上山；5运输上山；6上部车场；7 、7中部车场（二区段中部车场） ；8、 8二区段回风平巷（第三区段回风巷）；9 、9区段运输平巷（第二区段运输巷）；11联络巷；10区段回风巷；12采区煤仓；13变电所；14绞车房。9液压支架的基本形式有哪几种？各适用于什么条件？支撑式：适用于顶板坚硬完整，周期压力明显，地板也较硬的薄及中厚煤层。掩护式：中等稳定和易于冒落的顶板。支撑掩护式：介于支撑式和掩护式之间。10采煤工作面循环完成的标志是什么？炮采和普采工作面完成采煤循环的标志是回柱放顶,综采工作面完成一个采煤循环的标志是移架。一个循环结束的标志是处理采空区11. 掌握单一倾斜长壁采煤法巷道布置（图5-24）及主要生产系统。（1）写出图中巷道名称；（2）用箭头标出运煤系统；（3）用箭头标出通风系统。12简述放顶煤开采的种类及其特点。类型：1、一次采全厚放顶煤开采 2、预采顶分层放顶煤开采 3、倾斜分段放顶煤开采 4、急斜特厚煤层水平分段放顶煤开采特点：放顶煤采煤法是在厚煤层的某一底部位置布置采煤工作面，其回采工艺与缓斜中厚煤层长壁回采工艺基本相同，但是多了一个利用矿山压力及其他措施将顶煤一齐放落的工艺过程。13煤层地下气化火道贯通的方法有几种？ 1、火力贯通 2、电力贯通 3、水力压裂贯通法第六章 矿井通风1矿井通风的主要任务是什么？矿井通风的基本任务是：（1）、供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要；（2）、冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产；（3）、调节井下气候，创造良好的工作环境；（4）、提高矿井的抗灾能力。2矿井中常见的有害气体有哪些？ 井下空气由于受矿井生产的物理、化学变化的影响,使井下空气中存在一些有毒有害气体：一、一氧化碳(CO)二、硫化氢气体（H2S）三、二氧化硫（SO2）四、二氧化氮（NO2）五、氨气（NH3）六、氢气（H2）3通风机按其结构不同又可分为哪两种类型。通风机按结构不同可分为：离心式通风机，抽流式通风机4按矿井进、回风井相互位置关系不同，矿井通风方式分为哪几种类型？矿井进、回风井相互位置关系称为矿井通风方式：1，中央并列式 通风井和回风井大致并列布置在井田的中央，风流由中央的进风井进入井底车场，经运输大巷至两翼采区工作面，最后返回到井田中央的回风井迈出井外2中央分列式 进风井大致位于井田的中央，回风井大致位于井田沿煤层倾斜的上部便捷中央。风流由井田中央的进风井进入矿井，最后由井田上部中央便捷的回风井排除井外。对角式通风方式是进风井位于井田走向的中央。回风井位于井田沿倾斜的浅部，沿走向的两翼边界附近。混合式通风方式为上述任意两种通风方式的结合。5通风构筑物的含义及分类。引导风流的设施1、风硐:风硐是联接扇风机装置和风井的一段巷道大煤沟煤矿风峒风硐多用混凝土、砖石等建材构筑成圆形式矩形巷道,这是由风筒的特点所决定的。2、风桥:风桥是将两股平面交汇的新、污风流隔成立体交汇的新、污风分开的一种通风设施。根据结构特点不同风桥可分为三种:(1)绕道式风桥。 (2)、混凝土风桥。 (3)、铁筒风桥3、风窗(卡)风窗是在巷道内设在墙或门上,在墙或门上留一个可调空间窗口,通过调节空间窗口面积从而达到调节风量的目的。4、风障:在巷道内利用木板、苇席、风筒布做布障起到引导风流的作用。常用此方法处理高冒处、落山角等处积聚瓦斯。5、风筒:在巷道中利用正压或负压通风动力通过管道把指定的风量送到目的地,这个管道就叫风筒。隔断风流设施1、防爆门(帽)防爆门是装在扇风机筒,为防止井下发生煤尘瓦斯爆炸时产生的冲击波毁坏扇风机的安全设施。当井下发生煤尘、瓦斯爆炸时,防爆门即能被气浪冲开,爆炸波直接冲入大气,从而起到保护扇风机的作用。2、挡风墙在不允许风流通过,也不允许行车行人的井巷如采空区、旧巷、火区以及进风与回风大巷之间的联络小眼都必须设置挡风墙,将风流截断。以免造成漏风,风流形成短路使通风系统失去合理稳定性而发生事故。第七章 露天煤矿开采1了解露天煤矿开采的基本概念、开采步骤、开拓方式及回采工艺方式。2了解露天矿场的主要参数、工作线推进方式、矿山工程延深和剥采的合理顺序等。第八章 矿井安全生产1矿井瓦斯、矿尘、水灾、火灾的概念。答：矿井生产过程中，从煤层或岩层中涌出的各种有毒，有害气体统称为矿井瓦斯，主要成分为甲烷，还有乙烷丙烷二氧化碳，氮气及少量硫化氢气体。矿尘 是矿井生产过程中产生的固体细微颗粒的总称。其中飞扬在空气中的叫浮尘，从空气中沉降下来的叫落尘。矿井水灾：当矿井涌水量超过了正常的排水能力时，造成矿井水泛滥成灾的现象矿井火灾：发生在矿井内的或虽发生在井口附近、煤层露头，但有可能威胁到井下安全的有关火灾。2瓦斯爆炸必须同时具备哪三个条件？（1）瓦斯浓度 界限为5%-16% 低于下限，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层。当9.5%时爆炸威力最大。当高于上限时，它失去爆炸性，但在空气中遇火燃烧。（2）高温火源650度到750度。（3）足够的氧气。含瓦斯的混合气体中氧气的浓