《煤矿开采方法》参考答案.doc

煤矿开采方法试题参考答案第一部分 名词解释井田：划归一个矿井开采的那部分煤田，称为井田。阶段：在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高将井田划分为若干长条部分，每个长条部分称为阶段。水平：井田内在一定标高开掘的水平巷道及其相近标高的开采巷道称为水平。开采水平：设有井底车场和主要运输大巷的水平称为开采水平。辅助水平：井田开拓布置中，若用一个开采水平开采有困难时，除设一个主水平外，再在适当位置设一个生产能力小、服务年限短、与主水平大巷联系的水平，即辅助水平。采区：在阶段范围内，沿煤层走向把阶段划分为若干块段，每一块段有独立而完整的生产系统，这样的块段称为采区。 区段：为便于开采，在采区范围内沿煤层倾斜方向划分成可布置一个采煤工作面的若干长条，每个长条称为一个区段。分带：在阶段范围内，沿煤层走向划分为若干倾斜长条，每个长条布置12个采煤工作面，这样的条带称为分带。盘区：近水平煤层井田划分时，一般沿煤层主要延伸方向布置两条主要大巷，在大巷两侧划分若干具有独立生产系统的块段，每个块段称为盘区。工业储量：是指在能利用储量中，可以作为设计和投资的那部分储量，即A、B、C级储量的总和。可采储量：是指工业储量中可以采出的那部分储量，即工业储量减去设计损失。设计损失：指矿井开采过程中，为了安全生产和保护井下巷道、地面建筑等技术上的需要，按设计规定遗留在井下的一部分储量（包括全矿性永久煤柱、采区煤柱及采煤工面煤炭损失等）。井型：为便于计划、管理、设计的定型化，机电设备等生产供应实行系列化、标准化，按矿井设计产量的大小进行的分类（大、中、小型）。矿井服务年限：是指矿井从投产到报废的整个服务年限。井田开拓：煤矿地下开采，需要在井田范围内从地面开凿井筒至地下，再在地下开掘一系列为全矿井服务的巷道通达采区，这一系列的井巷开掘工程，称为井田开拓。综合开拓：井田开拓布置时，主、副井采用不同的井筒形式进入地下煤体的开拓方式，称为综合开拓。分区域开拓：大型井田划分为若干相对独立的开采区域，各区域共用主井的开拓方式，称为分区域开拓。井底车场：是联结井筒和开采水平主要运输大巷或主要石门的一组巷道和硐室的总称。运输大巷：为水平或阶段服务的水平巷道称为运输大巷。采掘关系：在矿井生产中，采煤和掘进是两大基本生产环节，为了保证矿井生产持续不断，保证高产、稳产，掘进工作在时间上、空间上都应超前采煤工作。采煤与掘进的这种关系称为准备与采煤的关系，简称采掘关系。开拓煤量：是指在井田范围内，被已开掘了的开拓巷道所圈定的可采储量，其中不包括各种损失煤量。准备煤量：是指在开拓煤量范围内，被已开掘了的准备巷道（采区上山、主要运输大巷、主要回风平巷等）所圈定可采储量。回采煤量：是指在准备煤量范围内，被已开掘的采煤巷道（区段平巷、开切巷）所圈定的可采储量。采煤方法：即不同的采煤工艺与采区内相关巷道布置的组合。走向长壁采煤法：采煤工作面煤壁沿煤层倾斜布置、沿走向推进的采煤方法。倾斜长壁采煤法：采煤工作面煤壁沿煤层走向布置、沿倾斜向上或向下推进的采煤方法。采区巷道布置：为了能够在采区范围内进行采煤工作，需要开掘一系列巷道通达采煤工作面，用以运输、通风、排水、行人等，这些巷道在空间上的位置关系及其掘进顺序，称为采区巷道布置。采煤工艺：根据采煤工作面内煤层的赋存条件，运用各种技术装备进行生产工作的技艺和方式，统称为采煤工艺。采煤工作面：直接进行采煤作业的场所称为采煤工作面；是由煤壁至采空区边缘的一个采煤工作空间，也称为采场。煤壁：在采煤工作面中，直接进行采掘的煤层暴露面称为煤壁。采高：采煤工作面每次落煤的煤壁高度称为采高。岩体：是自然界中由各种岩性和各种结构特征的岩石所组成的集合体。伪顶：是位于煤层之上随采随落的极不稳定的岩层，其厚度一般在0.5m以下。直接顶：是位于伪顶之上或煤层之上，具有一定稳定性，移架或回柱后能自行垮落的岩层。老顶：是位于直接顶或煤层之上，坚硬而难垮落的岩层。矿山压力：是由于地下采掘活动影响而引起的岩层作用在井巷、硐室和工作面周围煤岩体中及支护物上各种力的总称。矿山压力显现：在矿山压力作用下引起的工作面顶板下沉、支架变形与折损、顶板破碎、局部或大面积昌顶、煤壁片帮、支柱插入底板、底板臌起等现象，称为采煤工作面矿山压力显现，简称矿压显现。直接顶初次垮落：当工作面自开切巷推进一定距离，直接顶悬露达到一定距离后，采空区即进行初次放顶，使直接顶垮落下来，这一过程称作直接顶的初次垮落。老顶初次垮落：随着工作面继续推进，直接顶不断垮落，老顶悬露跨度逐渐增大，直到达到极限跨度时，老顶将出现断裂，进而发生垮落。老顶在采空区中第一次垮落称为老顶的初次垮落。初次来压：老顶初次垮落中，通常出现煤壁严重片帮、顶板产生裂缝或掉碴，其下沉量及下沉速度明显增加，支架载荷增高。这种现象称为老顶的初次来压。周期来压： 老顶周期性折断或垮落前后工作面的矿压显现称为老顶的周期来压。支承压力：是指采煤工作面大面积开采以后，发生在工作面前后及上下方的大于原岩应力的矿山压力。冲击地压：是矿山井巷或工作面周围矿体和围岩由于变形能的释放而产生的以急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。矿压观测：是利用各种仪表工具对采煤工作面及区段巷道各种矿压显现进行观察、测量和记录，通过大量分析观测数据，总结采煤工作面矿压显现规律，以解决具体生产技术问题。顶板昌落度：是顶板昌落面积占观测内顶板面积的百分数，用来说明顶板昌落的程度。上山采区：采区主要运输及进风巷道是自大巷向上开掘的斜巷时，称为上山采区。下山采区：采区主要运输及进风巷道是自大巷向下开掘的斜巷时，称为下山采区。沿空掘巷：是随着上区段工作面的开采，将区段运输巷废弃，而在下区段采煤前沿采空区边缘的煤体内，重新掘进工作面的回风巷。沿空留巷：是在采煤工作面采过以后，将区段运输巷用专用的支护材料进行维护，作为下区段采煤工作面的回风巷。斜切式进刀：采煤机沿着输送机的弯曲段逐渐切入煤壁的进刀方式称为斜切式进刀。留三角煤进刀：采煤机斜切进刀以后，继续向上（向下）割煤，留下一段三角煤，待采煤机下行（或上行）装煤时再割三角煤。工作阻力：支柱受顶板压力作用而反映出来的力称为支柱的工作阻力。初撑力：是指支架支设时利用升柱工具，使活柱升起托住顶梁对顶板产生的一个主动力。急增阻式：支柱开始支设时，有一个极小的人为初撑力，当支柱在顶板压力作用下，活柱开始下缩时便形成了始动阻力，而后随着支柱下缩，工作阻力呈直线型急剧增加。微增阻式：只具备较小的初撑力与始动阻力。但随活柱下缩，工作阻力先有一急剧增长过程，当达到初工作阻力后，随着支柱的继续下缩，工作阻力的增长变得极为缓慢，一直到支柱的最大可缩量，即支柱的最大工作阻力时为止。恒阻式：支柱安设后，随着活柱下缩，很快达到额定工作阻力，以后尽管活柱继续下缩，支柱的工作阻力仍保持不变。采煤工作面顶板下沉：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶板的相对移近，是直接顶及上覆岩层策略作用的结果。顶板下沉量：包括顶板的绝对下沉量和顶底板相对移近量。顶板下沉速度：是指单位时间内顶底板的移近量（mm/h）。可以反映顶底板岩层移动的剧烈程度。顶板载荷：即顶板压力，是指采煤工作空间范围内顶板岩层表现出来的最大（最危险）的载荷。齐梁式：即每排顶梁悬臂端和支柱分别排成一条直线。错梁式：每排顶梁梁端长短交错排列，相邻三行顶梁的悬臂端成一等腰形，顶梁下的支柱也呈一等腰三角形。全部垮落法：是使采煤工作面采空区的直接顶人为地有计划地垮落下来（简称放顶），以保持工作空间最小的悬顶面积，从而减轻顶板对工作面支架的压力，维护直接顶的完整；同时，由于垮落岩块支撑采空区内裂缝带岩层，也减弱了上覆岩层对采煤工作空间的影响。放顶距：工作面沿推进方向一次放顶的宽度，即相邻两次放顶的间隔距离称为放顶距。最大控顶距：放顶前工作面沿推进方向的最大宽度称为最大控顶距。最小控顶距：放顶后工作面沿推进方向的最小宽度称为最小控顶距。木垛：是在顶底板之间用坑木垒砌成垛状的支承式构筑物。密集支柱：即架设在采空区一侧用于切顶或隔离采空区彼此紧挨的排柱。排柱放顶：放顶前，沿工作面放顶线超前回撤支柱一定距离支设密集支柱作为放顶排柱，撤除特种支架以外的支架后，悬空的顶板随即折断垮落，这种放顶方式称为排柱放顶。无排柱放顶：全部充填法：用充填材料充填采空区的岩层控制方法。局部充填法：用充填材料局部充填采空区的岩层控制方法。煤柱支撑法：是在采煤工作面的采空区中，留适当宽度的煤柱以支撑顶板的岩层控制方法。坚硬顶板：是初次垮落距大于25m，强度指数大于120Mpa的顶板。正规循环：是按照循环作业图表安排的工艺顺序，保质、保量、按时、安全地完成规定的全部工序和工作量，并保持周而复始地进行采煤工作的一种作业方法。作业形式：是在昼夜24h内生产班与准备班的时间分配形式。循环方式：是循环进度和昼夜循环数的组合。循环进度：每完成一个循环工作面煤壁向前推进的距离，称为循环进度。初采：进行设备安装、支架改型、调整工作面方向等一系列工作，称为采煤工作面的初采。末采：采煤工作面推进到停采线时，要将设备和支架全部撤出，这项工作称为采煤工作面的末采。倾斜分层：是将厚煤层分成若干平行于煤层层面厚约2.0m左右的中厚分层，分别布置工作面进行采煤。分层同采：倾斜分层下行垮落采煤法中，各分层工作面上下之间保持一定超前距离可以同时采煤，称为分层同采。分层分采：倾斜分层下行垮落采煤法中，在同一区段内，采完一个分层工作面，再采下一个分层工作面，称为分层分采。再生顶板：顶分层采过后，采空区内页岩或泥质成分含量较高的顶板岩层，在上覆岩层的压力作用下，经过46个月后，能重新胶结成为一个整体，形成再生顶板。集中联合布置：矿井开采范围内全部可采煤层联合开采的采区巷道布置形式，称为集中联合布置。跨采：当采区上山或石门布置在底板岩层或下部煤层中，其上部各煤层的工作面，可跨上山或石门开采，简称跨采。放顶煤采煤法：是沿煤层的底板或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采煤工作面，利用矿山压力将工作面顶部煤层在工作面推进过后破碎昌落，并将昌落顶煤予以回收的一种采煤方法。采区开采损失：采区煤柱损失和工作面损失总称为采区开采损失。采区采出率：采区实际采出煤量与采区工业储量的比值为采区采出率。工作面采出率：工作面实际采出的煤量与工作面的储量之比称为工作面采出率。采区生产能力：是采区内同时生产的采煤工作面和掘进工作面出煤量的总和。方安比较法：技术上优越：是指所选用的方案生产环节简单、安全、可靠；采用了适宜于该采区的先进技术；有利于实现采掘过程的机械化及自动化；有利于生产集中化；有利于提高采区采出率；有利于加强采区的生产管理水平。经济上合理：吨煤基建投资少、采区吨煤生产费用低、劳动生产率高、采区准备时间短等。基建投资费：包括井巷建筑工程费用及设备购置安装工程费用两项，其中主要是巷道掘进费用。生产经营费：方案比较中需要计算比较的项目主要有巷道维护费、采区运输费、在通风困难或涌水特大的采区也应将通风费用或排水费用列入。轨距：是指直线轨道上两条钢轨轨头内缘之间的距离。道岔：是使车辆由一条线路转运到另一条线路的装置。竖曲线：线路在纵面方向上呈曲线状。（竖直面上的曲线即竖曲线。）高低道：双道起坡时，为避免人力推车，提高运输效率，把储车线设计成有一定坡度而运输方向相反的便于矿车自动滚行的高低差线路。高道称为甩车道，低道称为提车道。线路坡度：线路两点之间的高差与其水平距离的比值的千分值，称为线路坡度。矿车的阻力：矿车在轨面上运行时所需克服的阻力简称为矿车的阻力。矿车的附加阻力：矿车在坡道上、弯道上、经过道岔以及加（减）速运行时，除了出现基本阻力外，还出现另外一部分阻力，称为矿车的附加阻力。平车场：车场各条巷道均布置在同一水平面的车场。甩车场：在上（下）山的倾斜面上布置甩车道的车场。第二部分 填 空 题1倾斜方向 井田 井田 采区 采区2采煤工作面长度 区段运输巷宽度 区段回风巷宽度 区段煤柱宽度3A B C D445 60 905井筒形式 开采水平数目 阶段内的布置方式617O 25O 25O35O 15O7卧式 斜式 立式8环行 垂直9井田倾斜长度 阶段垂高 是否采用上下山开采方式10分层大巷 集中大巷 分组集中大巷 轨道运输 胶带输送机运输11采区前进式 区内后退式12开拓煤量 准备煤量 回采煤量13巷柱式 房式 房柱式14直接顶的岩层强度 分层厚度 直接顶内节理裂隙的发育程度 612m15老顶的岩石性质 厚度 2035m16630 101517昌落带 裂缝带 弯曲弯曲下沉带18支承压力分布范围 峰值大小 应力集中系数1913 3040 100 515 1.255.020矿山地质因素 开采技术条件21强度指数 不稳定顶板 中等稳定顶板 稳定顶板 坚硬顶板22直接顶厚度 采高 老顶初次来压步距23顶底板移近量 支架阻力 活柱下缩量24上、中、下 15 中部25顶板昌落面积 观测范围内顶板面积 顶板昌落的程度26双直线式 折线弧线式 双弧线式27平线直线式 折线式28大断面单巷布置 小断面双巷布置29承载能力 可缩量 顶板下沉量30完全沿空掘巷 留窄小煤柱沿空掘巷 局部保留上区段巷道31左侧 左螺旋 右侧 右螺旋32相反方向 相同 不稳定3335 2334有链牵引 无链牵引35割三角煤进刀 留三角煤进刀 中间进刀36滚筒上螺旋叶片 溜槽 60%70%37采高较小的中厚煤层 对眼 三花眼3850O80O 大 小39自装率 自动溜入输送机内 爆落 31%38% 爆破参数 高 装药量406 23 3O4O 1541工作面运输巷 机头架上42下 上 上 下 两端 中间 运转 再启动 2 20030043急增阻式 微增阻式 恒阻式44金属构件间的摩擦力 活柱 柱体 柱锁45高压液体 内注式（NDZ） 外注式（DZ）46外部 泵站 高压软管 高压液体47采空区方向 区段运输平巷方向48初撑阶段 承载阶段 回柱 恒阻式 手工49掩护梁 支撑 节式 垛式50比较完整 剧烈51不明显52掩护梁结构 顶梁 掩护梁53顶板的绝对下沉量 顶底板的相对移近量 顶底板的相对移近量54直接顶 老顶来压时55增高 来压时 来压前 支柱载荷56支撑 增高 较低 较高57支护强度 估算法 实测法5848 支护强度59戴帽点柱 棚子支护 悬臂支护60正悬臂 倒悬臂 倒悬臂 正悬臂61刘梁式 交错梁式62采煤机割煤 移支架 移输送机63上 下 下 上 下 上64同步进行 后柱 前柱651520 带压擦顶前移 局部昌顶66伪斜方向 防滑机构67增压法 挑顶法 挖底法68密集支柱 丛柱 木垛69采高 顶板压力 顶板破碎程度70里 外 下 上71顶板岩石性质 煤层硬度 46 406072硬砂岩 砾岩 石灰岩 84073采空区 顶板 浅眼爆破 深眼爆破74回柱放顶 割煤 移架75循环时间 循环进度 工作质量 定员编制76顶板条件 采煤工艺方式 设备效能 操作管理水平77采煤机割煤 移架 推移输送机78时间上 空间上79时间（h） 各班及昼夜的工作时间 长度m 工作面的实际长度 规定的符号 各工序80采煤工作面作业规程 各工种的技术操作规程81工作面煤壁 输送机 支架排列82设备的安装工作 自移支架83停采线上 最小控顶空间 外84采煤机 工作面输送机 自移支架 同时 先行 最后85工作面留撤出通道法 开辅助巷道法86窝梁开帮法 充填空洞法 开绕道法87水平式 倾斜式 重叠式88控制顶分层破碎顶板 铺设下分层人工顶板89老顶来压步距小、强度低 支架载荷小 顶板下沉量变大90石门 斜巷 溜煤眼911/21/3 3.092开天窗式 插板式 双输送机 单输送机93一轮放完 两轮放完 停止放煤 放煤口94下层采高 顶煤高度95煤层赋存条件 机械装备情况 采空区处理能力 通风能力96150200 120150 80150 20030097煤层所受压力的大小 煤柱本身的强度98工作面未采出的顶煤及底煤 在底板上丢弃的浮煤 运输过程中的泼洒损失9975% 80% 85%10093% 95% 97%101基建投资费用 生产经营费用102600mm 900mm103曲线 道岔 竖曲线104直线线路联接 曲线线路联接 道岔与曲线线路联接 道岔间的线路联接105装煤车场 辅助提升车场 绕道106立式 卧式 斜式107斜面线路 储车线线路 坚曲线线路108甩车场 平车场 转盘车场109采区煤仓 采区绞车房 采区变电所11030 20 短而粗第三部分 选 择 题1D2B3B4C5C6D7A8D9D10D11C12A13C14A15C16D17B18B19C20A21D22D23A24B25C26B27B28C29A、C30B31A32B33B34A35A36B37A38A39D40C第四部分 判 断 题1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950第五部分 简 答 题1答：（1）合理确定矿井生产能力、井田范围； （2）进行井田内的再划分； （3）确定井田开拓方式、井筒数目及位置； （4）选择主要运输大巷及车底车场的型式； （5）确定井筒延深方式及井田开采顺序等。2答：这种开拓方式用斜井作为主井，并安装胶带输送机运煤，不但为实现井下连续运输，减少运输环节创造了条件，而且适应了特大型矿井运输量大的要求；立井作副井不但有利于解决特大型矿井辅助提升困难的问题，而且又发挥了立井通风断面大、阻力小、便于矿井通风的优点，因此，国内外一些特大型矿井广泛采用这种开拓方式。3答：影响井低车场型式选择的因素比较多，主要有：（）矿井生产能力。（）矿井开拓方式。（）主要运输大巷的运输方式。（）矿井地面生产系统布置方式。（）矿井瓦斯等级的影响。答：（1）运输方面：上山开采：向下运煤、运输能力大、运费低；但是，存在折反运输；下山开采：向上运煤、运输能力低、运费高，倾角大时，运输不方便；但无折反运输、运距短；（2）巷道掘进：上山开采：向上掘进，施工方便，装、运容易，排水简单，施工速度快；下山开采：工艺复杂、施工速度慢、效率低、费用高，坡度大或涌水大时更困难；（3）排水方面：上山开采：采区内的涌水可自流至大巷，不需水泵房和水仓，排水系统简单；下山开采：需掘水仓和水泵房，增加排水设备，系统复杂；（4）通风方面：上山开采：风流向上流动，风距短、漏风少；下山开采：风流在两条下山内流向相反，风路长、阻力大、漏风多、管理复杂，瓦斯大时更困难；（5）井田开拓布置：当井田内阶段垂高一定、采用上、下山开采时，水平数目少、开拓工程量和基建投资省；只采用上山开采时水平数目多，矿井延深频繁，开拓工程量大、基建投资大。下山开采的应用条件：（1） 煤层倾角小于16O、涌水小于50m3/h、低瓦斯矿井；（2） 煤层底板有富含水层、井筒延深有困难时；（3） 深部勘探不清、受地质构造影响、储量有限等不宜设开采水平时；（4） 倾角不大、多水平开拓的矿井，延深后受提升能力限制时；（5） 水平接替紧张时，也可考虑用下山开采。答：（）开采水平上山部分或下山部分斜长过大，可利用辅助水平将其分作两部分开采；（）井田形状不规则或煤层倾角变化大，开采水平范围内局部地段斜长过大，在该处设置一个用于局部开拓的辅助水平；（）近水平煤层分组开采时，主水平设在上煤组（或下煤组），相应地在下煤组（或上煤组）设置辅助水平，利用暗井（或溜井）与主水平相联接。6答：采区前进式：初期工程量和基建投资少，建井期短；若大巷在底板岩石中布置、维护条件好，则采区采完后易封闭，对通风、防火无大的影响。区内后退式：区段平巷两侧为实体煤，维护条件好、漏风少，采掘不干拢，可进一步探明煤层及地质变化。7答：（1）根据采区和工作面设计，在设计图上测算各工作面参数，如采高、工作面长度、推进长度、可采储量等，并掌握煤层及地质构造等情况；（2）确定各采煤工作面的采煤工艺，安排采煤队伍，估算月进度、产量和可采期；（3）编排各采煤工作面的接替顺序，编制采煤工作面接替表；（4）检查与接替表有关的巷道掘进、设备安装能否按期完成，运输、通风等生产系统和能力是否适应。如不能满足需要，则要采取措施或调整计划，保证实现。8答：（1）提前做好准备工作；（2）保证或扩大矿井生产能力；（3）充分、合理地利用现有井巷设施；（4）积极采用新技术、新工艺和新设备；（5）尽可能缩短施工工期。9答：壁式体系采煤法特点：（1）工作面较长，一般80200m；（2）工作面两端各有一条巷道，分别用于运输、通风等用；（3）采落的煤沿平行于工作面煤壁的方向运出采场；（4）随着工作面的推进，要及时、有计划地处理采空区；（5）采场的通风状况良好。柱式体系采煤法的特点：（1）工作面较短，一般1030m，且数目多；（2）采煤巷道多、掘进率高、采出率低；（3）采落的煤垂直于工作面煤壁方向运出采场；（4）采煤工艺简单，一般没有采空区处理的工序；（6）工作面通风条件差。10答：开采技术条件可以促使冲击地压发生。主要体现在以下两个方面：一是人为地形成应力集中，增大发生冲击地压的危险性；二是改变应力状态和产生震动，诱发出冲击地压。（1）采煤方法：一般说，柱式体系采煤法由于开掘巷道多，巷道交岔多，遗留煤柱也多，形成多处支承压力叠加，容易发生冲击地压。（2）煤柱：煤柱是发生应力集中的地点，在煤柱附近最容易发生冲击地压。煤柱上的集中应力不仅对本煤层开采有影响，而且还向下传递，对下部煤层形成冲击。（3）采掘顺序：采掘顺序对形成矿山压力的大小和分布有很大关系。巷道和采煤工作面相向推进、在工作面或煤柱中的支承压力带内掘进巷道，都会使应力叠加而发生冲击地压。（4）放炮：放炮产生震动，引起动栽荷。一方面能使煤层中的应力迅速重新分布而增加煤体应力；另一方面能迅速解除煤壁边缘侧向约束力，改变煤体的应力状态，由三向压缩变为二向或单向压缩，使其抗压强度下降，导致迅速破坏。（5）顶板控制方法：是影响冲击地压的重要因素。冲击地压煤层的顶板大多是又硬又厚，不易昌落，必须采取各种方法（如爆破、注水等）使顶板昌落，从而起到缓冲冲击地压的作用。11答：目的：掌握采煤工作面上覆岩层运动规律；分析采煤空间支架与围岩的相互作用关系；提供合理的顶板控制措施；选择合理的采煤参数；及时进行顶板来压预报；合理安排采煤工艺；为研制采煤机械和支架提供基础参数。类型：采煤工作面矿压观测可分为常规观测和专项观测两种类型。内容：常规观测：掌握工作面矿压基本规律，综合分析工作面矿压控制问题。一般要进行“三量”观测，即顶底板移近量、支架阻力、活柱下缩量的观测；此外，还应进行顶板破碎度的观测； 专项观测：对工作面矿压影响因素进行专门项目的观测，如上覆岩层活动规律的观测等。12答：综合机械化采煤时，由于机械设备数量多、容量大、吨位重、工作面推进速度快、产量高，因此，综采工作面区段巷布置有以下特点：（1）考虑自移支架的搬迁。为减少向工作面运入或撤出自移支架的困难，上下区段巷应尽量采用平行直线式布置或折线式布置。（2）考虑掘进方式及围岩条件。根据区段巷道的掘进方式及围岩条件，布置机电设备时可选择大断面单巷布置或小断面双巷布置方式。13答：沿空掘巷有三种方式，各自适用条件是：完全沿空掘巷：当顶板稳定或中等稳定，固定支承压力分布曲线靠采空区侧比较陡时，可采用完全沿空掘巷；留小煤柱沿空掘巷：当沿空掘进巷道受采空区矸石窜入影响严重，掘进施工困难以及固定支承压力分布曲线靠采空区侧比较平缓时，可采用留14m小煤柱沿空掘巷；局部保留上区段巷道沿空掘巷：当顶板不稳定，煤层瓦斯含量较大，沿空掘巷不允许独头通风时，可采用上区段运输巷在采煤工作面推过后，用密集支柱和纵梁抬棚维护巷道的一半断面，然后再紧贴运输巷开掘回风巷，即局部保留上区段巷道沿空掘巷的方式。14答：（1）工作面采空区采用黄泥灌浆防火。这种方法能使煤炭表面减弱或失去氧化能力；此外，还应堵塞裂隙，以减少漏风量，降低采空区内已自热的煤炭温度。（2）在沿采空区一帮，应采取充填、挂帘、喷涂等措施，防止和减少向采空区漏风。（3）沿空巷道必须保持设计巷道断面，以防止由于巷道净断面积的缩小而产生过大的局部阻力，增大相邻采空区的漏风量。（4）工作面应顺序开采，不得跳采，以防止出现孤岛煤柱。（5）降低生产巷道两端风压差，对减少向采空区漏风，预防采空区内煤炭自燃有重要作用。其措施有：扩大进风和回风巷道断面；清除进风和回风巷堆积的杂物；加大分层采高；适当降低采煤工作面的供风量。15答：原因：普采工作面输送机机头和机尾均置于工作面中，在该处采煤机无法截割。尺寸确定：要满足采煤机进刀的需要，便于行人、通风、运送材料与设备等；上下切口的长度主要取决于进刀方式及采、运机械设备的型号与技术特征。下切口应比输送机机头稍长，一般为35m；上切口应为输送机机尾加采煤机的长度，一般810m。16答：采煤机割煤至下（上）切口后，翻转挡煤板，随即上行沿输送机弯曲段逐渐切入煤壁，达到规定的截深后，将输送机机头及弯曲段推移成直线，然后采煤机下行割掉三角煤，随后上行正式割煤。17答：（1）煤壁采成一条直线。工作面煤壁应呈直线，且大体垂直于工作面运输及回风巷。煤壁 采直的关键是输送机保持一条直线，当工作面有凹入或凸出时，可将输送机调直，逐步将煤壁采直。（2）采高符合设计要求，顶底板平整。采煤机运行时，应根据煤层厚度的变化及时升降摇臂，调整采高，避免采煤机飘刀或啃底。18答：（1）移溜前应将浮煤清理干净，垫平底板、处理底鼓；（2）严格掌握推移顺序。沿工作面可自上而下或自下而上顺序推移，不允许由两端向中间推移，以免中间起供；（3）移溜工作宜在输送机运行时进行，以免再启动带来困难；（4）同时工作的千斤顶不少于2台，且前后相互协调；（5）严格控制每次推移距离，截深0.6m时，应分23次推移；（6）移溜后，输送机应保持与煤壁200300mm的间隙。19答：（1）出口处顶板悬露面积大。上下出口处有工作面输送机的机头或机尾，附近有采煤机的上下切口、工作面运输巷转载尾部，有时还有回柱绞车及固定支柱等；（2）工作面前方支承压力与区段巷的支承压力迭加，使煤体破坏、顶板破碎、压力增大；（3）出口处支架拆移频繁，支柱常处于初撑状态等。20答：（1）前后柱的升降工作应同步进行；顶梁上矸石较多时，降柱时应先降后柱，升柱时，应先升后柱；（2）顶梁距顶板1520cm即开始移架。顶板破碎时，应使支架带压擦顶前移，以免造成局部昌顶；（3）移架时必须保持架间中心距相等。如中心距不正确，又未及时调整，则可能发生漏顶、顶梁端部互相干扰、挤架、卡架、软管拉长拉断等事故；（4）第一架支架移架工作全部完成后，相邻支架再开始降柱，以免油压不足影响支架升降速度或使支架迟迟达不到额定的初撑力；（5）移架步距应一次移够。移架步距小，会使截深减小，降低循环产量；工作面局部移架步距不够，会使壁不直，给其它工序带来很多困难；（6）前探梁至煤壁要有一定距离，一般为20cm左右，以防采煤机截割前探梁。21答：综采工作面自移支架压架的处理方法有三种：（1）增压法：利用一台辅助千斤顶与本架立柱的油路串联，增加进入本架立柱下腔的油压。反复升柱，使顶板稍微活动，立柱有小量行程后，即可拉架前移。（2）挑顶法：挑落顶梁上面的顶板，使活柱上升。但注意不得引起局部昌顶。（3）挖底法：在不允许挑顶的民政部下，可采取挖底法。即从底板前方向底板打浅眼，每次装药量要少，放炮后把崩碎的底板岩块掏出，底座下降，使活柱有小量行程，即可拉架前移。22答：（1）顶板破碎面积大，用戴帽点柱或棚子不足以支撑顶板，或顶板来压时可能推倒立柱，为了保证安全，放顶前需要加打木垛；（2）工作面顶板下沉量及下沉速度均较大，支柱大量折断或下缩，有发生大面积昌顶危险时，应立即打木垛。（3）用缓慢下沉法处理采空区时，木垛可作为主要放顶支架。23答：应用条件：对来压步距小和来压规律不十分明显的煤层，可采用台阶式放顶法。进行方法：沿工作面放顶线分上、下两部分，放顶工作随工作面循环进行，第一循环先放一半工作面，第二循环再放另一半，这样每推进两个循环全工作面放顶一次，在工作面上下部交替形成台阶。在一半工作面深孔放顶时，另一半仍要配合浅孔小眼放顶，以保证回柱作业的安全。24答：（1）按割煤方向和时间顺序，画出主要矛盾线（主要工序）上工序；（2）画出与主要工序循序进行的次要矛盾线（次要工序），其中超前于主要工序的，画在其左侧，滞后者画在其右侧；超前或滞后的时间，等于两线间的水平距离；（3）按地点和时间，画出不按主要工序顺序进行的其它工序，如开切口等。25答：采煤工作面作业规程的内容一般应包括：工作面概况、地质情况、采煤方法、采煤工艺、顶板控制与支护、运输及动力供应、通风与排水、安全制度、安全技术措施、提高煤质的措施等。26答：（1）老顶来压步距小、强度低。一般仍有初次来压及周期来压，但来压步距小、强度低。（2）支架载荷小。据观测：第二分层支架载荷比第一分层有时可以低40左右。（3）顶板下沉量变大。第二、三分层顶板下沉量一般均比第一分层大。27答：（1）应选用掩护式或支撑掩护式支架，以便于架后放网；（2）及时支护新裸露的人工顶板，以放金属网下坠及漏矸；（3）在支架顶梁上架设走向梁，进行超前支护，以防煤壁片帮造成坠网及漏矸；（4）掌握好分层采高，使顶梁与顶网保持在同一平面，以减少金属网受拉，防止因网过度弯曲而发生崩网事故；（5）网下割煤时，滚筒距网应有300mm左右，以防割破顶网；割煤后若留有未落的顶煤，应在移架前及时处理，防止顶煤大面积突然掉落、金属网突然下沉；（6）相邻支架间出现网兜时，应及时在两梁之间的网兜下面架设走向棚托住网，使其不在继续下坠和扩大；（7）支架排列要整齐、均匀，防止网受力不均而崩裂。28答：放顶煤工作面因其采高要比一般工作面高很多，矿山压力显现也要比一般工作面剧烈。（1）工作面顶底板移近量很大，从煤壁到支架后方的移近量可达1m以上，顶煤水平位移也很大，为顶底移近量的一半以上，这是一般工作面见不到的；（2）顶煤水平位移可分解为两个分量：即垂直煤壁指向老塘和平行煤壁指向放顶煤方向；（3）整个顶煤向着采空区方向倾倒，顶煤在如此大的位移下已处于完全破碎状态，并发展至煤层顶板。在煤壁深处，破碎及断裂也可能延伸达数米；（4）移架时顶底板移近量增加最快；煤层厚度大则顶底板移近量也增大；含有坚硬夹石时，顶底板移近量将减小；（5）顶板岩性和强度对工作面矿压显现的影响是很显著的。坚硬顶板条件下，初次来压和周期来压强度都较大；支架增阻速度和活柱下缩量是一般长壁工作面的23倍。29答：（1）支架应有足够的初撑力和工作阻力，阻止顶煤在机道上方发生拉伸和昌落；（2）割煤进度和放煤量应保持一定比例，使割煤量与放煤量之比约等于下层采高与顶煤高度之比；（3）为减少顶煤向采空区方向移动，应尽可能使工作面沿倾斜向下推进；（4）工作空间的破碎顶煤除了可用胶结材料加固外，当前比较可行的是：实现及时移架、实现工作面正规循环作业、提高工作面推进度。30答：优点：（1）在工作面采高不加大的情况下，可大大增加一次开采的厚度，用于特厚煤层的开采。（2）简化巷道布置，减少巷道掘进工程量；（3）提高采煤工效，降低吨煤生产费用。注意问题：（1）应采取措施提高煤炭采出率；（2）防止煤的自燃和瓦斯爆炸事故的发生；（3）继续完善控制顶煤下放的技术措施。适用条件：适用于煤层厚度520m或更厚的煤层；煤层倾角由缓斜到倾斜；煤质比较松软易昌落，昌落块度不大；顶板容易垮落。31答：倾斜长壁采煤法工作面沿倾斜的推进长度，我国约在4001200m左右。加大工作面推进长度，可以增加工作面的推进时间，减少工作面的搬迁次数，有利于使用综采工作面及保证采掘工作正常接替；可以降低工作面巷道的掘进率，减少掘进费用，提高采区采出率。但工作面推进长度过大，会使巷道维护困难，维护费用增加，并给工作面运输和通风带来一些困难。因此应综合考虑各影响因素，选择合理的工作面推进长度。主要考虑以下因素：（1）地质因素：煤层度厚变化、断层、陷落柱的分布，煤层自燃发火和围岩的稳定性等因素，对工作面推进长度有较大影响；（2）技术因素：工作面推进长度要受工作面装备，采煤巷道的运输方式和设备，供电距离等因素的影响；综采工作面推进长度一般应在10001500m比较合理；（3）经济因素：根据地质及技术因素所选定的工作面推进长度，最终应当是经济上最有利的，即应使吨煤投资和生产成本最低。32答：（1）煤层赋存条件：煤层厚度：薄煤层及采高过大（大于2.5m）时，工作面长度均不宜过长；倾角：煤层倾角大于30O时，工作面长度不宜长；围岩性质：顶板破碎或坚硬时，工作面长度不宜过长；地质构造等：地质构造复杂的条件，工作面长度不宜长。一般，当煤层倾角较小、采高适中、围岩便于顶板控制、地质构造简单时，可适当加长工作面长度。（2）机械装备及技术管理水平：落煤方式：机采工作面较炮采工作面长、综采工作面较普采工作面长；输送机：采落的煤在规定的时间内运出；顶板控制：采空区处理能力要与采煤机割煤速度相适应；工作面通风：高瓦斯矿要考虑通风能力的影响。（3）巷道布置：联合布置采区，应使各区段上下工作面长度相适应。实际工作中，都是根据煤层赋存条件、机械装备情况、采空区处理能力及通风能力等因素综合考虑，确定工作面长度。第六部分 计 算 题1解：（1）计算矿井的总储量Z总 Z总Sr（m1m2m3） 680015001.45（5.83.21.2） 150858000（t）15085.8（万t）（2）计算矿井的工业储量Z工 Z工Z总（117） 15085.8（117） 12521.214（万t）（3）计算矿井的可采储量Z可 矿井的永久煤柱损失为：P6025404201080（万t） 由于煤层厚度不同，故采区采出率C用加权平均法作近似计算： C（m1C1m2C2m3C3）（m1m2m3） （5.80.753.20.81.20.85）（5.83.21.2） 7.9310.20.78所以矿井的可采储量Z可为： Z可（Z总P）C （12521.2141080）0.78 8924.146（万t）（4）确定矿井的生产能力及服务年限：根据题意，井田地质条件简单，故取储量备用系数K1.4。初选矿井年生产能力A190万t/a则矿井的服务年限为：T1Z可/KA18924.146（1.490）70（a） 符合设计规范规定。选取矿井生产能力为A2120万t/a则矿井的服务年限为：T2Z可/ KA28924.146（1.4120）53（a）符合设计规范规定。选取矿井生产能力为A3150万t则矿井的服务年限为：T3Z可/ KA38924.146（1.4150）42（a）符合设计规范规定。根据以上分析，取矿井的生产能力A150万t/a，服务年限为45a比较合适。其理由如下：符合设计规范的规定；根据已知条件该井田地质构造简单，煤层赋存稳定，且煤层倾角较小，开采时可采用机采或综采，故宜建大型矿井；因该井田地处工农业较发达地区，需煤量较大，故宜建大型矿井，以满足需求；根据目前煤炭工业的发展及技术进步情况来看，煤炭工业宜向现代化的大型矿井方向发展，故本井田宜建大型矿井。2解：计算工业储量 Z工Sr（m1m2m3） 650011001.4（1.24.72.5） 84084000t8408.4万t计算可采储量 由于煤层厚度不同，故采区采出率用加权平均法近似计算如下： C（m1C1m2C2m3C3）/（m1m2m3） （1.2854.7752.580）/（1.24.72.5） 0.776877.7 可采储量为：Z可（Z工P）C （8408.48408.420）77.7 5226.7万t 答：井田工业储量为8408.4万t；可采储量为5226.7万t。3解：工业储量：Z工3000280017007500万t 可采储量： Z可（Z工P）C （7500500）805600万t 服务年限：TZ可/(K*A)5600（1.490）44.4a50a 不符合设计规范的要求。 答：该矿井的服务年限为44.4a；不符合设计规范的要求。4解：计算井田工业储量 井田面积：S（28503800）50002（28501600）2（38002000）2 16625000228000038000