《矿业工程概论》考试要点.doc

矿业工程概论考试要点题型：填空（10个）、名词解释（6个）、简答（6个）、简单视图（p36）、简单计算（P177）、复杂识图(p72)绪论：1、能源的分类：按来源分为（1）、来自地球以外天体的能量 （2）、地球本身蕴藏的能量（3）、地球和其他星球相互作用而产生的能量按能源开发和制取方式分为（1）、一次能源（2）、二次能源按能源在当代人类社会生活中的地位和利用将一次能源分为（1）、常规能源（2）、新能源按能源的形式和存在特征将常规能源和新能源分别分为（1）再生能源（2）非再生能源2、能源的种类很多，各种能源的品味、质量及发热值均不同。国际上采用两种标准燃料：（1）、标准煤：发热值为7000大卡|（29、27MJ）的任何能源均可折算1Kg标准煤；（2）、标准油：发热值为10000大卡|（41、8MJ）的任何能源均可折算1Kg标准油；【1卡=4、18J】第一章 煤田地质及矿图知识1、成煤作用：从植物死亡、堆积、到转变为煤的演变过程，以及在这个演变过程中经受的各种作用。大致分为泥炭化阶段和煤化作用阶段。2、形成可采价值的煤层的条件：（1）、温暖潮湿利于植物生长和繁殖的适宜的气候条件；（2）、植物的大量繁殖是成煤的必要条件；（3）、大面积沼泽化的自然地理条件；（4）、地壳运动的良好配合。3、煤田：同一地质时期形成的并大致连续发育的含煤岩系分布区。4、根据岩层相对于每层的位置及垮落性能，将煤顶、底板分为：（1）、伪顶：位于煤层之上随采随落得极不稳定岩层，并非所有煤层都有伪顶；（2）、直接顶：位于煤层或伪顶之上具有一定的稳定性，采煤时移架或回柱后能自行跨落的岩层，有时煤层之上无直接顶而为基本顶；（3）、基本顶：又“老顶”位于直接顶或煤层之上，通常厚度及岩石强度较大、难于跨落得岩层；（4）、直接底：位于煤层之下，为强度较低的岩层；（5）、基本顶：又“老底”，位于基本底下面，比直接底坚固。5、煤层顶、底板之间的垂直距离即煤层的厚度，分为总厚度和有益厚度，总厚度包括煤分层和夹干层厚度总和，有益厚度是煤分层厚度的总和；当代技术和经济条件下，可开采的最小煤层厚度称为煤层最低可采厚度。6、地质构造：由于地壳运动而造成的煤层和岩层的空间状态，分为单斜构造，褶皱构造，断裂构造。7、煤层和岩层的产状要素：走向、倾向、倾角。8、褶曲要素：核部，翼部，轴面，轴线，枢纽。9、断层要素：断层面，断层线，断盘，断距。10、断层分类： 根据上下盘相对移动的方向：正断层，逆断层，平推断层 根据断层走向与岩层走向的关系：走向断层，倾向断层，斜交断层。11、煤层分类：按煤层倾角：近水平煤层（8度），缓（倾）斜煤层（8度25度），中斜煤层（25度45度），急（倾）斜煤层（45度）。按煤层厚度：薄煤层1.3m，中厚煤层1.3m3.5m，厚煤层3.5m。12、煤田地质勘探分为煤田普查、矿区祥查和井田精查。13：煤层储量：能利用储量（A+B+C+D）；工业储量（A+B+C），分为可采储量和设计损失量；远景储量（D）。14、矿图投影方法常用正投影和标高投影。15：我国以黄海的平均海水平面为标准的零点高程（标高），空间一点与这个水准面的垂直距离称为该点的标高，高的取正值，低的取负值；在水平投影图上，在个投影点位置的旁边标注各点的标高数值，叫标高投影。16：煤矿地质图：反映煤矿各种地质现象与井巷工程之间相互关系及他们之间分布情况的所有图件。煤矿常用地质图为：钻孔柱状图，地质剖面图，煤层地板等高线图及地形地质图。第二章 井田开拓 1、矿区：统一地质时期形成的，并大致联系发育的含媒岩系的分布区叫煤田，统一规划和开发的煤田或其中一部分，叫矿区。2、井田：对于富量煤田必须划分为若干面积较小的部分，每一部分由一个矿井开采，这样规划一个矿井开采的部分煤田叫井田。3、煤田划分井田的原则是:(1)、井田境界，储量及开采条件与矿井生产能力相适应；（2）、保证井田有合理的尺寸；（3）、充分利用自然条件划分井田；（4）、要处理好相邻矿井之间的关系。4、划分井田境界的方法有垂直化分、水平划分、倾斜划分、按煤组划分及按自然条件划分。5、矿井储量：是在划定的井田范围内，根据勘探资料计算而得的煤炭储量，是进行矿井设计和生产建设的资源依据。矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，即：Zk=(Zg-P)*C,P保护工业广场、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等永久煤柱损失量；C采区采出率，厚煤层不低于0、75，中厚煤层不低于0、8，薄煤层不低于0、85，地方煤矿不低于0、7。6、矿井生产能力：一般是指矿井的设计生产能力，以万ta表示。7、矿井井型：是按矿井设计年生产能力大小划分的矿井类型，一般分大、中、小型矿井。8、影响矿井生产能力的因素？矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存状况、储量、开采条件、设备供应及国家需煤等因素确定。如何确定矿井的生产能力？首先，确定采煤工作面的生产能力。其二，确定采取生产能力。其三，确定同时生产的采区数目。9、沿一定标高划分的一部分井田称为阶段，即在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定的标高将煤层划分为若干个平行于走向的长条形煤带，每个煤带称为一个阶段；阶段内的划分通常有：采区式和带区式。11、阶段运输大巷及井底车场所在的水平位置及服务的开采范围，称为开采水平，简称水平。水平用标高表示。12、矿山井巷：为进行地下开采的需要而开掘的井筒、巷道和硐室总称根据长轴线与水平面的大致关系分为：（1）垂直巷道，包括立井、暗立井； （2）、水平巷道，包括：平硐，服务于地下开采，在地层中开凿的直通地面的水平巷道。平巷，长轴方向与煤层走向平行，与地面不直接相通的水平巷道。大巷为整个开采水平或阶段服务的平巷。石门，与地面不直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层走向正交或斜交的岩石水平巷道。煤门，在厚煤层内，与煤层走向正交或斜交的水平巷道。（3）、倾斜巷道，包括：上山，位于开采水平以上，为本水平或采区服务的倾斜巷道，称为。反之称为下山。斜井和斜巷。13、图2-9熟记。知道矿井主要生产系统路线和巷道名称。注：1主井 2副井 3井底车场 4主要运输石门 5运输大巷 6风井 7回风石门 8回风大巷 9采区运输石门 10 采区下部车场 11采区煤仓 12 行人进风巷 13采区变电所 14采区轨道上山 15采区运输上山 16绞车房 17采区回风石门 18采区上部车场 19采区中部车场 20区段运输平巷 21下区段回风平巷 22联络巷 23区段回风平巷 24开切眼 25采煤工作面（运煤系统：252015115431地面 通风系统：新鲜风流：地面2345910141921222025 污风：252317876运料排矸系统：采煤工作面所需材料、设备，用矿车经副井下234591014182325 排水系统：采煤工作面25的水20141095432地面）14、矿井巷道开掘顺序应注意两点：第一，要尽快构通风路。第二，要尽量平行作业。15、巷道系统按其作用及服务范围不同，可分为开拓巷道、准备巷道及回采巷道。（1）、为井田采取而掘进的主要巷道，如井筒、井底车场、运输大巷、回风大巷、主要风井等称为开拓巷道。（2）、为准备采区而掘进的主要巷道，采取上山、下山、采取车场、采取硐室等，称为准备巷道。（3）、形成采煤工作面及为其服务的巷道，如开切眼、区段年运输平巷、区段回风平巷等，称为回采巷道。16、由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程，称为井田开拓。开拓巷道在井田内的布置方式，称为开拓方式。17、井田开拓按井筒形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。在前三个中，平硐开拓是最简单最有利的方式。24、上、下山开采的特点：（1）掘进方面 ，（2）运输方面 ，（3）排水方面 ，（4）通风方面 ，（5）基建投资方面 下山开采的主要优点是充分利用原有开采水平的井巷和设施，节省开拓工程量和基建投资，延长水平服务年限。（详见46页）25、井底车场是位于开采水平、井筒附近的巷道与硐室的总称，是连接井筒提升与大巷运输的枢纽。第三章 井巷掘进1、风速核定; = Q / Sj y :井巷风速 Q：通过巷道的通风量 y：井巷允许风速 Sj：井巷静断面积二、井巷的掘进工艺包括破岩、装岩、运岩及支护等主要工序；辅助工艺有通风、铺设轨道、挖水沟、敷设管线等。三、引爆炸药包的电雷管有即发雷管、秒延期雷管、毫秒延期雷管四、特殊凿井法有 ： 1沉井法 2注浆法 3冻结法第四章 近水平、缓斜及中斜煤层准备方式1准备方式：准备巷道的布置方式称为准备方式。准备的基本方式分为采区式及带区式两种方式。当煤层倾角在12度以上时采用采区式准备；当煤层倾角小于12度，阶段内一般采用带区式准备，但也可按采区式准备。2、走向长臂采煤法：采煤工作面沿煤层倾向布置，沿走向推进。3、单一煤层整区采区式准备方式的适用条件：缓倾斜、中倾斜煤层，厚度为3.5-4.5m以下或5-12m，工作面采用炮采、普采、综采一次采全高或放顶煤回采工艺。4、熟记图4-1单一煤层整层采区巷道布置图，掌握几大生产系统;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-运煤上山; 6-上部车场;7,7-中部车场; 8，810-区段回风平巷;9，9-区段运输平巷;11-联络眼;12-采区煤仓;13-采区变电所;14- 绞车房15-局部通风机1）运煤系统：自工作面采出的煤经运输平巷9运输上山5采区煤仓12，再到下部车场的采取石门1装车外运2）运料排汗矸系统：装有物料的矿车用绞车和钢丝绳牵引。自下部车场3轨道上山4上部车场6回风平巷10采煤工作面。区段回风平巷8、8和运输平巷9、9所需的物料，自轨道上山4中部车场7、7送入。3）通风系统 采煤工作面所需的新鲜风流由采区运输石门1下部车场3轨道上山4中部车场7后分流两翼，分别经各自的下区段回风平巷8联络巷11运输平巷9采煤工作面。从工作面出来的污风经回风平巷10上部车场6（左翼）采区回风石门2，再通过回风大巷和风井到达地面。4）供电系统 高压电缆由井底中央变电所，经大巷、采取运输石门、下部车场、运输上山至采取变电所。经降压后，分别送至回采和掘进工作面附近的配电点以及运输上山、绞车房等地点。5、按图4-2说明距离煤层群联合准备方式（1）、运煤系统：工作面出煤运输平巷5区段溜煤眼10运输上山3采区煤仓12大巷装车外运。 （2）、运料系统：运输大巷1采区石门2采区下部车场11轨道上山4到上部车场后甩入平巷8区段石门9平巷6送至工作面。 （3）、通风系统：大巷1采区石门2下部车场11轨道上山4到中部车场和区段石门9区段平巷5采煤工作面 图4-2见下页：6、倾斜长臂采煤法的适用条件：（1）按目前的机械设备条件，倾斜长臂采煤法主要适用于倾角在12度以下的煤层，当对回采设备采取有效措施后，可应用于倾角为12度-17度的煤层（2）对于倾斜和斜交断层较多的区域，可采用倾斜长臂采煤法。7、倾斜长臂采煤法：在带区内，采煤工作面沿煤层走向布置，沿倾斜方向推进。按工作面推进方向可分为仰斜开采和俯斜开采。8、图4-4的通风系统，详见P769、简述煤层上山与岩石上山的主要优缺点及适应性。煤层上山沿煤层布置，掘进容易、费用低、速度快，联络巷道工程量少。其主要问题是煤层上山受工作面采动影响较大，生产期间上山的维护比较困难；留设上山保护煤柱使煤炭损失增加。因此，一般情况下可考虑布置煤层上山。a)开采薄或中厚煤层的采取，采取服务年限短b)开采分层数少的厚煤层，煤层顶、底板岩石比较稳固、煤质中硬以上c)煤层群联合准备的采取，下部有维护条件好的薄及中厚煤层岩石上山与煤层上山相比，因巷道围岩坚硬、减少甚至避免了受采动影响，故维护状况良好，维护费用低。为此要求岩石上山不仅要布置在比较硬的岩石中，还要与煤层底板保持一定的距离，距煤层愈远，受采动影响越小，但也不宜太远，否则会增加过多的联络巷道工程量。一般条件下，视围岩性质，采取岩石上山与煤层底板间的法线距离取10-15米比较合适。第五章 近水平、缓斜及中斜煤层采煤方法1、煤矿开拓和掘进必需的巷道之后，形成了进行采煤作业的场所成为采煤工作面。2、最初形成的沿采煤工作面始采线掘进，以供安装采煤设备的巷道，称为开切眼。3、采煤后废弃的空间叫采空区，又叫“老塘”。4、采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间、空间上的相互配合称为采煤工艺。5、回采工艺过程包括破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区等五道主要工序。6、按不同的破煤与支护方法，回采工艺可分为爆破采煤工艺、普通机械化采煤工艺和综合机械化采煤工艺三类。7、采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合叫采煤方法。8、长壁工作面沿煤层走向推进的采煤方法，即位走向长壁采煤法；长壁工作面沿煤层倾斜推进的采煤方法，即为倾斜长壁采煤法。9、岩体垮落破碎后体积将增大，岩石破碎后与破碎前体积的比值叫岩石碎胀系数。基本顶初次破断后在采煤工作面引起的矿压显现称为初次来压。基本顶周期折断在采煤工作面引起的矿压显现成为周期来压。10、循环就是采掘工作面周而复始的完成一整套工序的过程。采煤工作面的循环，即完成落煤、装煤、运煤、支护和处理采空区的全过程。以放顶为标志，称为一个循环。11、综采工作面使用的液压支架有：支撑式、支撑掩护式、掩护式等三种。12、我国综采工作面采煤机常用斜切式进刀方式。工艺过程为：（1）采煤机割煤至端头后，调换滚筒位置，前滚筒下降，后滚筒上升，返回沿输送机弯曲段割入煤壁，直至完全进入直线段；（2）采煤机停止运行，等工作面进刀段推输送机及端头作业完毕，调换滚筒位置，前滚筒上升，后滚筒下降，反向割三角煤至端头；（3）调换滚筒位置，前滚筒下降，后滚筒上升，清理进刀段浮煤，并开始正常割煤。12、 放顶采煤工艺的优缺点：放顶综采工艺与分层综采工艺相比具有简单、产量高、效率高、材料消耗少、巷道掘进工程量少、工作面搬家次数少、成本低等优点；但目前放顶煤损失相对较多、自然发火控制难度大、工作面灰尘大、瓦斯易积聚等问题依然较为突出。13、同一支架两次放煤之间，综采工作面沿推进方向的前进距离，叫放煤步距。 14、放顶煤支架的放煤方式主要有：单轮顺序放煤、单轮间隔顺序放煤、多轮顺序放煤和多轮间隔顺序放煤15、回采巷道的布置方式：单巷式、双巷式、一条半巷道布置、和多巷式布置第九章 矿井安全技术1、矿井瓦斯:指井下以甲烷为主的各种气体的总称。2、在空气混入甲烷后所形成的混合气体中，当甲烷达到一定浓度范围时遇高温热源（650-750C）以上既能发生爆炸，此浓度范围称为甲烷爆炸界限，通常情况下，甲烷爆炸界限为5-16（9、1-9、5时爆炸最猛烈）。3、异常涌出包括瓦斯喷出、煤（岩）与瓦斯突出两种形式。4、矿井瓦斯涌出量指矿井正常生产过程中以普通涌出形式涌入矿井风流中的瓦斯，可用绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量表示;(1)、矿井绝对瓦斯涌出量指矿井在单位时间内涌出的瓦斯量，单位是m3min或m3d.(2)、矿井相对瓦斯涌出量指矿井平均每采1t煤涌出的瓦斯量，单位m3t.5、矿井瓦斯等级根据矿井相对涌出量和涌出形式划分为：（1）、低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量不大于10m3t的矿井。 （2）、高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3t的矿井。（3）、煤（岩）与瓦斯突出矿井：经鉴定，在采掘过程中发生过煤（岩）与瓦斯突出的矿井。6、瓦斯爆炸的必要条件是同时具备以下3个条件;(1)一定的瓦斯浓度；（2）、具有高温热源；（3）、足够的氧气。7、矿井火灾按引火热源的不同可分为外因火灾和内因火灾两类。8、井下防治水主要采取探、放、隔、截、堵等综合措施。第十一章 非煤固体矿床开采1、矿产：在各种地质作用下，形成于地壳内的能被国