山东科技大学采煤学复习总结

采煤学煤矿开采学复习点采矿工程（定单）10-4 周文峰一、名词解释1.煤田在地质历史发展过程中，由于含炭物质沉积而形成的大面积含煤地带。2.井田划归一个矿井开采的部分煤田或全部煤田范围（储量）3.水平（level）布置运输大巷或回风大巷的某一海拔高程所在的水平面。4.开采水平（简称水平） 布置有井底车场、阶段运输大巷，并担负全阶段运输任务的水平。5.阶段在井田范围内，在煤层倾斜方向上按一定海拔高程将井田划分为若干个走向长条带，每个条带称为阶段。6.采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为具有独立生产系统的基本生产单元，则每一块段称为采区。7.矿井设计生产能力：在矿井可行性研究和初步设计阶段，依据矿井的煤层赋存条件、资源储量、矿井生产建设的内外部条件、当前的采矿科学技术水平和装备水平，通过多方案比较，综合平衡以后得出的矿井设计生产能力，是矿井建设的依据。（1） 大型矿井。1.20、1.50、1.80、2.40、3.00、4.00、5.00、6.00Mt/a及以上。（2） 中型矿井。0.45、0.60、0.90Mt/a。（3） 小型矿井。0.06、0.09、0.15、0.21、0.30 Mt/a。8.矿井实际生产能力：矿井建成投产以后，每年实际采出来的煤炭，称为矿井实际生产能力，亦为矿井的年产量9.配采：在矿井设计和生产过程中，为了满足用户对产量和煤质要求，达到合理、均衡地开采井田范围内的煤炭资源，根据煤层赋存条件、储量、煤质和开采技术条件，合理地安排各时期采煤工作面的生产，称为配采，也称配产。10.采煤系统回采巷道的掘进一般是超前于回采工作进行的。它们在时间上的配合及在空间上的位置关系，称为回采巷道布置系统，也即采煤系统。11.沿空留巷：是指在工作面采煤后沿着采空区边缘维护原有的区段平巷，作为相邻区段的回采巷道。12.沿空掘巷:是指沿上区段采空区边缘掘进下区段回采巷道。13.开拓巷道：为全矿、某一开采水平、某一阶段或两个以上采（盘、带）区服务的巷道或硐室。14准备巷道：为整个采（盘、带）区服务的巷道和硐室，包括为采（盘、带）区内两个以上的采煤工作面服务的巷道和硐室，称为准备巷道。15.回采巷道：为某一采煤工作面服务的巷道。16.综合开拓方式：在一个井田内，同时利用两种及以上基本井筒形式作为矿井主要井筒的开拓方式，称为综合开拓方式。二、填空1. 煤层分类：按煤层厚度分类 薄煤层：厚度在1.3m以下的煤层。其中，厚度小于0.8m的常称为极薄煤层。 中厚煤层：厚度在1.3-3.5m之间的煤层。 厚煤层：厚度大于3.5m的煤层。 按煤层倾角分类 缓倾斜煤层：倾角在25以下的煤层。其中，倾角小于8的常称为近水平煤层。 倾斜煤层：倾角在25-45的煤层。其中，倾角在35-45之间的常称为大倾角煤层。 急倾斜煤层：倾角在45以上的煤层。2. 阶段内划分方式有采区式、分段式、带区式。3. 采区回采率：厚煤层75%中厚煤层80%薄煤层85%4 .工作面采出率：厚煤层93%中厚煤层95%薄煤层97%5. 影响矿井生产能力的主要技术因素：储量、开采条件、采煤工艺和矿井技术装备水平、经济社会因素。6. 风井布置方式（P76）：（1）中央并列式通风（2）中央边界式通风（3）对角式通风（4）采区式通风（5）分区域通风（6）混合式通风7. 三量划分：开拓煤量、准备煤量、回采煤量8. 综采放顶煤液压支架按其结构、类型和放煤口的位置不同，可分为高位放煤、中位放煤和低位放煤三种液压支架9. 厚煤层倾斜方向分层开采的回采巷道布置（一）倾斜布置 1.内错式 2.外错式 （二）水平式布置 （三）垂直式布置10. 区段集中平巷和区段平巷的联系方式 1.石门联系 2.斜巷联系 3.立眼联系11. 井底车场形式（P96）：井底车场分环行式和折返式； 环行式井底车场分卧式、斜式、立式；折返式分为梭式车场和尽头式车场12. 矿井煤柱留设（P118）1. 地面建（构）筑物保护煤柱2.隔离煤柱：断层隔离煤柱、隔水煤柱、井田境界煤柱、水平隔离煤柱、采区边界煤柱3.巷道保护煤柱：大巷煤柱、上（下）山煤柱、区段煤柱13. 区段集中平巷布置方式（P272）1.机轨分煤岩巷布置2.机轨双岩巷布置3.机轨合一巷布置4.机轨双煤巷布置14. 采区车场形式及选择（P277）上部车场形式：按轨道上山与上部区段回风平巷的连接方式不同分：平车场、甩车场和转盘车场。中部车场分绕道式、石门式、平巷式、吊桥式。采区下部车场分大巷装车式、石门装车式、绕道装车式。15.确定采区走向长度主要考虑的因素？（295）地质因素:（1）断层、倾角和厚度变化大处、变薄带处作为采区边界；（2）“三下”开采、必须留煤柱处，采区以此为界；（3）煤层顶底板岩性松软支护、维护困难（走向长度可短）；（4）煤的自燃期长短短区段一翼较短。生产技术因素:区段巷道的掘进、维护、运输、供电等因素经济因素：经济合理的采区走向长度16. 大巷布置的主要影响因素（P80）：大巷的运输方式和设备： 大巷断面和支护： 大巷延伸方向和坡度三、简答题1.如何充分利用自然条件原则确定井田边界？（P9）在可能条件下，尽量利用地形、地物、地质构造、水文地质以及煤层特征等自然条件，如大断层、河流、湖泊、城镇、向斜轴、背斜轴等，作为划分井田境界的依据。为此可以减少煤柱损失，提高资源回采率能够取得好的技术经济效益。1）利用地形、地物、大的河流、湖泊、国铁、桥梁等煤柱；2）地质构造：大的断层、褶曲向、背斜轴线、岩浆岩侵入带等；3）按煤层赋存特征（如倾角急剧变化地带、煤厚变化）；4）不同煤质和煤种分布规律，分提分运；5）其他条件（如：地温、瓦斯含量、有益矿产等）；2.如何利用开采技术条件合理原则确定井田境界？（P9）保证矿井有合理的开采技术条件，即使井田范围与矿井生产能力和服务年限相适应，保证矿井有足够的储量和合理的尺寸，特别是要使井田具有合理的走向长度。走向长度倾向长度：有利合理安排生产走向长度：过长-通风、运输困难 过短-接替紧张3.井田境界确定方法？（P10）（1）按地质构造划分。利用断层、褶曲轴、岩浆侵入带等地质构造，作为井田的自然边界。（2）按煤层赋存特征划分。一般将煤层构造形态和产状不同的区域划为不同的井田，或沿煤层倾斜方向划分为浅部井田和深部井田，尽量避免一个井田内需要采用多种巷道布置形式和采用多种采煤方法。（3）按煤质、煤类分布规律划分。在煤质或煤类变化较大的矿区，为了减少同一矿井开采多种煤炭类别，应尽量考虑利用煤质、煤类的分界线作为井田境界。（4）按地形、地物界限划分。当地面有河流、铁路、城镇等需要留设保护煤柱时，应尽量利用保护煤柱作为井田境界。（5）按其他条件划分.当矿区范围内不同煤层或不同区域的瓦斯含量、地温差别显著，对开采技术的选择有较大影响，或矿区内伴生有其他具有开采价值的有益矿产，富集分布特征明显，均可作为确定井田边界的依据。（6）井田境界的人为划分。当自然条件允许，从有利于矿井建设、生产的角度，采用人为划分方法确定井田境界，即根据煤层条件，人为确定井田境界，包括井田的走向边界和倾斜方向的深、浅部边界。4.考虑矿井储量备用系数K的原因：（1）矿井增产（2）意外储量损失 i、煤层露头降低； ii、断层影响：只查出落差25m的断层 iii、火成岩侵入； iv、火灾损失； v、小窑开采损失。（3）人为损失 采出率达不到要求 （4）增产 5.立井开拓的应用条件（P50） 当井田的地形地质条件不利于采用平硐或斜井时，都可考虑采用立井开拓，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。对于煤层赋存较深、表土层厚，或水文情况比较复杂、井筒需用特殊法施工，或多水平开采急斜煤层的矿井，一般都应采用立井开拓。对于倾斜长度大的井田，采用立井多水平开拓能较合理地兼顾浅部和深部的开采，也是较为有利的。6.平硐开拓是最简单最有利的方式。（P36）优点：井下出煤不需提升转载即可由平硐：直接外运，因而运输环节和运输设备少、系统简单、费用低；平硐的地面工广建筑较简单，不需结构复杂的井架和绞车房；不需设井底车场，更无须在平硐内设水泵房、水仓等硐室，减少许多井巷工程量；平硐施工条件较好，掘进速度较快，可加快矿井建设；平硐无须排水设备，对预防井下水灾也较有利，可少留或不留工广、平硐保护煤柱。缺点：应用条件苛刻。适应条件：在地形条件合适、煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，只要上山部分煤的储量大致能满足同类井型的水平服务年限的要求时，都应采用平硐开拓7.斜井开拓(P44)优点：斜井与立井相比，井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，一般无须大型提升设备，同类井型的斜井提升绞车也较立井需用的绞车型号小，因而初期投资较少，建井期较短；在多水平开采时，斜井(不包括反斜井)的石门总长度较立井开拓为短，因而掘进石门的工程量和沿石门的运输工作量较少；延深斜井井筒的施工比较方便，对生产的干扰少；新型强力胶带输送机，增加了斜井开拓的优越性，扩大了其应用范围。采用胶带输送机斜井开拓时，可以布置中央采区，利用主副斜井兼作中央采区的上山，从而可节约初期建井工程量，加快矿井建设。胶带斜井可以同时为几个水平提煤，这对上下水平过渡时期的提煤或多水平同时生产的提煤都是有利的，容易实现自动化控制。当矿井需增产而扩大提升能力时，更换胶带机也是比较容易的。缺点：与立井相比，斜井的缺点是：在自然条件相同时，斜井要比立井长得多；围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高；采用绞车提升时，提升速度较低、能力较小、钢丝绳磨损严重，提升费用高；当井田斜长较大时，采用多段绞车提升，转载环节多、系统复杂，更要多占用设备和人力；由于斜井较长，沿井筒敷设管路、电缆所需的管线长度较大，有条件时可采用钻孔下管路排水供电，但要为此留保安煤柱，增加煤柱损失；对生产能力特大的斜井，辅助提升的工作量很大，甚至需增开副斜井。另外，斜井的通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小，通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，不得不另开专用进风或回风的立井并兼做辅助提升；当表土为富含水的冲积层或流砂层时，斜井井筒掘进技术复杂，有时难以通过。适应条件：当井田内煤层埋藏不深、表土层不厚、水文地质情况简单、井筒不需特殊法施工的缓斜和倾斜煤层，一般可采用斜井开拓。对采用串车或箕斗提升的斜井，一般以一段提升进行开采有利，也可采用两段开采，但不宜采用三段。随新型强力和适用于25O倾角的胶带输送机的发展，大型斜井的开采深度将大为增加，斜井应用的范围将更加广泛。8.下山开采的应用条件（P67）(1) 缓斜煤层下山开采：a16，CH4低，涌水量小，最优。(2)矿井最终水平下山开采：井田深部边界不一，储量不足，不宜再延深或设水平。(3) 过渡性下山开采：多水平开采矿井，开采强度大，井田走向短，上下水平接替紧张，可用上水平巷道，在井田中央划下山采区（设剃头下山采区）担负生产任务；通过下山掘一部分下水平的大巷、车场、水仓等，加快下水平开拓延深(4)地质原因的下山开采：煤系底板为奥灰岩（富含水），井筒不能延深，有时不得不开下山；井田深部境界煤层勘探程度低，需补充勘探又困难，可用下山开采，起勘探煤层作用。9. 柱式体系采煤法的主要优缺点及应用：（P166）优点：设备投资少；采掘可实现合一，建设期短，出煤快；设备运转灵活，搬迁快；巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护顶板；由于大部分为煤层巷道，故矸石量很少；矸石可在井下处理不外运，有利于环境保护；当地面要保护农田水利设施和建筑物时，采用房式采煤法有时可使总的吨煤成本降低；全员效率较高，特别是中小型矿井更为明显。缺点：采区采出率低，一般为5060左右，回收煤柱时可提高到7075左右；通风条件差，进回风并列布置，通风构筑物多，漏风大，采房及回收煤柱时，出现多头串联通风。对地质条件要求严格，不适用大倾角、厚度大以及顶板稳定性差的煤层，也不适于近距离煤层群开采。适用：开采深度较浅，一般不宜超过300500m；顶板较稳定的薄及中厚煤层；倾角在10以下，最好为近水平煤层，煤层赋存稳定，起伏变化小，地质构造简单；底板较平整，不太软，且顶板无淋水；低瓦斯煤层，且不易自然发火。10. 放顶煤采煤法的优缺点（P206）（1） 有利于合理集中生产，单产高，效率高，巷道少，系统简单（2） 对煤层厚度变化适应性强（3） 经济效益好 减少了巷道掘进费、维护费 、分层开采的设备占用费、材料消耗费 ，工作面安装费和工作面拆迁费，工资。（4）煤损大：比分层开采多10%以上；（5）易发火，易自燃；（6）瓦斯隐患较大，要求管理严格； 瓦斯聚积：顶煤空间聚积瓦斯。当顶板垮落、硬岩块摩擦冲击，火星爆炸（7）煤尘大：比分层采高1 2倍以上。放顶煤适用条件 ：（1）、煤层厚度：M=512m为佳，过小易超前冒顶，过大破坏不充分；（2）、煤层的可放性：煤质松软，层理节理发育；煤质中硬，f2最好；个别f=3.13.9，层理节理发育亦可；（3）、煤层倾角：a不宜太大，缓倾斜煤层中一般a3要采取措施,顶煤中的夹矸总厚度不宜大于顶煤厚度的1015%;（5）、顶板条件：顶板岩性最理想的条件是基本顶I、II级，直接顶有一定厚度，采空区不悬顶，冒落后松散体基本充满采空区。（6）、地质构造：煤层厚度变化大，地质构造复杂，断层切割块段，阶段煤柱等无法应用分层长壁采煤法时，可放顶煤。采面短，亦可放顶煤11. 采区上山数目（P256）：一个采区至少要有两条上山，即一条运输上山和一条轨道上山，其中，运输上山主要完成采区范围内倾斜方向的煤炭运输，兼作回风上山，而轨道上山主要完成采区范围内倾斜方向的辅助运输和进风。安全规程：高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少1条专用回风巷；低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置1条专用回风巷。12. 盘区巷道布置特点？（P314）（1） 由于煤层倾角小，区段一般不按等高线划分，而布置成较为规则的矩形。区段平巷沿中线掘进，使工作面长度保持不变。（2） 盘区内区段之间的开采顺序灵活，可以采用上行、下行依次开采或区段跳采。（3） 对瓦斯涌出量大的矿井可在上部煤层中增设一条回风上山。（4） 由于轨道上山倾角小，一般不专门设置中部车场，采用无极绳绞车提升。（5） 轨道上山与大巷之间通过与大巷平行或垂直的材料斜巷联系，两者既可平行布置，亦可垂直布置。（6） 盘区内联络巷多采用立眼和斜巷联系。13. 石门盘区与上（下）山盘区的比较与选择（P323） 与上(下)山盘区相比较，石门盘区具有以下主要优点： (1)将盘区上山的倾斜运输变为盘区石门的水平运输，为机车进入盘区创造了条件，简化了运输系统，减少了运输环节，运输能力大，且不受运输长度的限制，运输费用低。 (2)采用盘区石门后，各工作面的煤运至溜煤眼，进入区段煤仓，可起到缓冲和调节运输的作用。 (3)岩石巷道维护工作量小，维护费用低，有利于改善工作条件和降低煤柱损失。 石门盘区布置方式的缺点是石门和溜煤眼的岩石工程量大，掘进速度慢，掘进费用高，盘区准备时间长。因此，石门盘区适用于倾角较小的近水平煤层。 上山盘区布置方式的优缺点基本与石门盘区布置相反。为了改善盘区上山的维护条件，可采用岩石上山布置方式。在上山内铺设带式输送机，同时加大盘区煤仓容量，以便提高盘区生产能力。盘区巷道布置方式和类型选择，应根据煤层地质条件、盘区生产能力和技术准备水平，通过方案比较分析加以确定。14. 倾斜长壁采煤法的优点（P340）（1）巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，准备时间短、投产快。（2）运输系统简单，占用设备少，运输费用低。（3）由于倾斜长壁采煤法工作面的回采巷道可以沿煤层掘进，有能够保持固定方向，可保持采煤工作面的长度不变，给工作面创造了优良的开采技术条件，有利于综合机械化采煤。（4）通风线路短，通风构筑物少，漏风少，通风效果好。（5）对地质条件的适应性较强。（7） 技术经济效果好，工作面单产、巷道掘进率、煤炭采出率、劳动生产率和吨煤成本等指标，都比走向长壁采煤法有明显的提高和改善。缺点：（1）长距离倾斜巷道辅运和行人困难； （2）当前采掘运机械设备不完全适应倾斜长壁的要求； （3）大巷装车点多，可设带区，共用一个煤仓。（4）有时存在污风下行问题。 （5）当采煤工作面煤层起伏变化大时，分带斜巷和俯采工作面内积水不易排出；对水文地质条件比较复杂，涌水量较大的矿井，在仰斜开采时，工作面下部必须布置泄水巷和排水设施。15. 倾斜长壁采煤法的适用条件（1）倾斜长壁采煤法一般应用于煤层倾角小于12的煤层。煤层倾角越小越有利。（2）当对采煤工作面设备采取较有效的技术措施之后，倾斜长壁采煤法可适用在1217的煤层。（3）对于倾斜或斜交断层比较发育的煤层，在能大致划分成比较规则的带区情况下，可采用倾斜长16. 急斜煤层开采的特点（P343）：（1）采煤工作面破落的煤块会沿底板自动向下滑滚，简化了采煤工作面的装运工作。（2）急斜煤层顶板压力垂直作用于支柱或煤