中国矿业大学复试采矿学复习

1、采矿学复习资料注：该资料题型分类并非十分合理,仅供参考；由于时间仓促,加上作者水平有限,错 误和疏漏之处在所难免,假设同学们发现有错误或是不妥之处,望及时指正以使大家共同 提升,谢谢！一、名词解释采煤方法：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.采煤工艺：采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间上、空间上的相互配合.煤田coal field ：同一地质时期形成,并大致连续发育的含煤岩系分布区.矿区mining area :统一规划和开发的煤田或其一局部.井田矿田：划归一个矿井开采的一局部煤田或全部煤田.矿井生产水平：矿井设计生产水平,万t /a o设计中规定矿井在单位时间年内采出

2、的煤炭和其它矿产品的数量.矿井井型：按矿井设计年生产水平大小划分的矿井类型.大型矿井：120、150、180、240 万 t/a 300、400、500、600 万t/a及以上；中型矿井：45、60、90万t/a ;小型矿井：30万t/a以下.阶段horizon ：沿一定标高划分的一局部井田.水平level :常指某一标高的水平面.开采水平：简称水平,运输大巷及井底车场所在的位置及所效劳的开采范围；广义的水平：布置大巷的某一标高的水平面；采区：阶段或开采水平内沿走向被划分为具有独立生产系统开采块段.采煤循环：采煤工作面完成落煤、装煤运煤、支护和处理采空区的周而复始的过程.P133循环方式：循环

3、进度与昼夜循环数的总称作业方式：采煤工作面一昼夜内采煤班和准备班的配合方式正规循环：在规定的时间内保质保量地完成了循环作业图中规定任务的循环及时支护：采煤机割煤后,先移架,后推移输送机.P139滞后支护：采煤机割煤后,先推移输送机,后移架.P139开机率：采煤机实际运转的时间占可利用的采煤作业时间的百分比.P166倾斜分层：将厚煤层分成假设干与煤层层面相平行的分层,然后逐层开采.工作面沿走向或倾向推进；分层同采：在同一区段范围内,上、下分层工作面错开一定距离同时采煤,称：“分层同采分层分采：在同一区段范围内,采完一个分层后再采下一个分层称“分层分采 .P220人工假顶的分类：竹笆假顶、金属网假

4、顶、塑料假顶.P222顶煤破碎过程：初始破坏区；破坏开展区；裂隙发育区；垮落破碎区.顶煤冒放性的影响因素： 煤层赋存条件、煤层厚度、工作面条件.P234放煤步距循环放煤步距在工作面推进方向上,前后两次放顶煤之间工作面推进的距离.P236椭球体放矿理论： 椭球体放矿理论认为：矿石在采场破碎后,是按近似椭球体形状向下自然流动下来的,即原来所占的空间形状为一个旋转椭球体；放矿椭球体：放矿过程形成的椭球体叫放出椭球体.松动椭球体：停止扩展而最终形成的椭球体叫松动椭球体P235多轮、分段、顺序、等量放煤：采面分2 3段,段内同时开启两个相邻放煤口,每次放1/21/3的顶煤,按顺序循环放煤,直至该段全部放

5、完；再进行下一段放顶煤,或是各段平行作业.多轮、间隔、顺序、等量放煤：放煤口放煤顺序 一一先放1#、3#、5#、7#每次放1/2 1/3的顶煤； 后放2#、4#、6#、8#、每次放1/2 1/3的顶 煤；反复两三轮将顶煤放完,尽量使顶煤保持均匀下降,以减少混砰.P237准备方式：准备巷道的布置方式.准备方式分类：按煤层赋存条件一采区式、盘区式、带区式；按开采方 式一上下山采区、上下山盘区；按区内巷道布置一单翼采区、双翼采区、 跨多上山采区；按煤层开采联系一单层布置、联合布置.采区生产水平：指单位时间采区内同时生产的采煤工作面和掘进工作面产量之和,单位一般是万吨/年采区走向长度 =采面连续推进长

6、度+采区间煤柱尺寸区段斜长=工作面长度+区段平巷的长度+区段煤柱的宽度采区工业储量-开采损失采区采出率= 100%采区工业储量工作面实际出煤量工作面采出率= 100%工作面实际储量国家规定指标：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;工作面采出率：厚煤层不低于0.93,中厚煤层不低于0.95,薄煤层不低于0.97; 采区车场：采区上下山与区段平巷或阶段大巷连接处的一组巷道及碉室.采区车场的形式：采区上部车场包括平车场 顺向、逆向、甩车场单 向、双向；采区中部车场一般为甩车场,按甩入地点不同,可分为平巷式、石门 式、绕道式；采区下部车场可分为大巷装车式、石门

7、装车式和绕道装车式.采区上部车场：采区上山与采区上部区段回风平巷或阶段回风大巷之间 一组联络巷道和碉室采区中部车场：联结上山和中部区段平巷的一组巷道和碉室.采区下部车场：采区上山与阶段运输大巷联接处的一组巷道和碉室道岔：使车辆由一线路转运到另一线路的装置单开道岔 一DK对称道岔 一DC渡线道岔 一DXDX918 5 2021 第一段数：6、9 - 分别表示 600mm 900mmi距；15、18、24 分别表示轨型；第二段数字4、3、5为辙叉号；后四位数 一 前两位数：表示曲线半径,后两位数：表示轨中央距井田开拓：为矿井和开采水平效劳所进行的井巷布置及开掘工程.井田开拓方式：开拓巷道在井田内的

8、总体布置方式.开拓煤量：是井田范围内已掘进的开拓巷道所圈定的尚未采出的那局部可采储量.P478井底车场：是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和碉室的总称,是连接井下运输和井筒提升两个生产环节的枢纽.P483二、简答、画图题1、工作面循环作业图表装煤放炮 一支柱打眼放炮移输送机回柱放顶运料(1)炮采面四班交叉循环作业图面长100m四班交叉,每班交叉2小时,I、田班采煤班,n、iv班以准备为主,采煤班装煤、支柱.准备班运料、回柱放顶、钻眼、 放炮、移输送机、少量装煤、支柱.工作面放两次炮,支两排支架,放一次顶, 一 天一个循环(2)普采循环作业图两采一准一昼夜一循环单向割煤三五排控顶(3)综采工

9、作面循环图两班半采煤,半班准备,双向割煤,日进 7刀.2、端头割三角煤斜切进刀(a)割底煤至工作面下端部；(b)返向沿输送机弯曲段运行,上行割顶煤切入煤壁,直至完全进入军送机直线段；(c)推移输送机机头及弯曲段成一直线；(d)采煤机返向下行沿顶板割三角煤直至工作面下端部；(e)进刀完毕,上行正式割煤,至斜切进刀终点位置时,滚筒沿顶板割煤.3.中部斜切进刀字形割煤往返一次进一刀工艺方式上半段割煤下半段推输送机上半段推输送机下半段割煤4、大倾角综采引起工作面的问题及其预防举措；(P139)煤层倾角12°时,采煤机必须采取防滑举措； 输送机及支架要有防滑放倒装 置.预防输送机下滑的主要举措

10、：(1)预防煤、砰进入输送机底槽；(2)工作面伪斜布置,=2 3 ;(3)从工作面下端移输送机；(4)推移输送机时,用支柱顶住机头,拉紧机尾；(5)机头机尾锚固,在移输送机时不同时松开；(6)17时,要设防滑千斤顶.液压支架防滑举措：(1)工作面调斜；(2)由下向上移架,以预防采空区滚动砰石大块冲击架尾；(3)采用间隔移架；(4)预防输送机下滑；(5)保持排头支架的稳定性.煤层倾角大于15时,链牵引采煤机必须设置平安校车.(防断链和下滑)5、设备几何尺寸配套：(P140)(1)液压支架最小高度大于采煤机机身高度,以保证采煤机在支架掩护 下平安运行；(2)采煤机两滚筒直径之和大于最大采高,以便能

11、充分发挥采煤机割煤水平；(3)采煤机要具备一定的向下卧底下切水平以适应煤层底板的起伏不平；(4)采煤机底托架的过煤高度不少于500mm(5)采煤机的截深与液压支架的移架步距相等；(6)液压支架的架间距与输送机的中部溜槽长度相等,保证每节溜槽有一 个推移千斤顶推移输送机和拉架.设备生产水平配套：(P141)(1)确定采煤机实际生产水平；(2)工作面输送机的水平大于采煤机的实际生产水平；(3)液压支架的移架速度大于采煤机的实际牵引速度；(4)转载机和可伸缩胶带输送机的水平应大于工作面正常生产水平.6、区段斜长：S = L采+ 2L巷+ L柱(P198)7、腰线、中线掘进巷道：(P198)方案一：A

12、 B - C - D - E直线,挂中线掘进.(i)、上下起伏变化大, C E点最低,达1.0m;(ii )、低点积水；泵排水；方案二：A F G H ,分段挂中线取直.(i)、坡度缓和,相差 (0.5m);(ii )、低点积水,泵排出；(iii )、折点少,占用设备少,每段宜用一台输送机.9、单双巷布置特点(P200)2双巷布置上区段机巷与下区段风巷统一布置1单巷布置瓦斯涌出低,围岩稳定,涌水小,多用单巷.? 设备分巷布置,10°时,下行风,设备在上巷轨道巷,可用于低沼矿井.? 设备均在机巷,要求机巷大断面.双巷同时一次掘出,轨巷超前优点：1掘进通风容易；2平安好 一进出掘进面有两

13、个出口,对回采也有避灾出口;3可超前勘探煤层变化,利于为机巷定向；4泄水方便；5易送物料到机巷安装维修；6为上、下采面及时接替创造条件.双巷布置缺点:1下区段风巷受采动影响,维护时间长且困难；2假设设备放在下区段风巷内,需重新移置电路和油管等.3损失区段煤柱优点弱化,缺点明显,渐少用10、 对拉工作面通风方式. (P202)三种通风方式：(1) 1 一进风,2、3 一回风,下米面下行风；(2) 2、3 一进风,1 一回风,上采面下行风；(3)串联掺新,3、1 进风,2 一 回风.注：(1)、(2)通风方式中都有一个工作面是下行风,所以只适用于煤层倾角不大的的情况.(1)工作面后退式：由采11、

14、 前进式、回退式.(P203)区边界附近向采区上山方向推进采煤.我国广泛应用.(2)工作面前进式：采面由采区上山附近向采区边界方向回采,区段平巷沿 空留巷.12、各种类型的通风方式示意图.(见P206,看图应知道是哪种通风方式)13、增加上山数目的条件 (增设第三条通风、行人上山)(1)生产水平大的厚煤层采区或联合布置采区； (2)产量大的瓦斯涌出量和水也大的采区(下山采区)3经常出现上、下区段同采,便于安排通风系统的采区;4 “运输上山、“轨道上山均置于底板岩石中,需探明煤层情况或是为了通风,提前掘进煤层内的采区上山.5采用特采技术如水砂充填需设充填管道或泄水的采区.14、开采准备系统的改革

15、与开展开采水平内准备方式的多样化 采盘、带区的大型化开采水平内生产的高产高效集中化水平内开采布置的单层化和全煤化等.15、简述风井的布置方式.P4641一中央并列式通风布置：进风井、回风井并列布置在井田中央工业场地内；优点：工业场地集中,治理方便；井 筒保护煤柱少.缺点：通风线路长,风阻大,漏风多.适用：井田尺寸、水平不很大、低瓦斯矿井；矿井投产早期.二中央边界式通风中央分列式布置：主、副井位于井田中央,风井 设在井田中央上部边界.使用：副井进风,风井回风优点：风路短,风阻小,井下漏风少 缺点：深部要维护较长的上山回风；工业场地分散适用：煤层赋存不太深的缓、中倾斜煤层矿井；煤层赋存深,瓦斯大的

16、矿井矿井生产后期二对角式通风布置：进风井位于井田中央,风井成对角布置在井田两翼上部边界.优点：风路、风压稳定.一翼灾变,另一翼正常.缺点：风机和通风设备多,工业场地分散,建井时间长,主副井与风井贯穿距离长.适用：对通风要求很严格的矿井高瓦斯、煤层易自燃、有煤和瓦斯突出危险的矿井, 井田一翼长达68km,后期风路长的矿井四采区风井通风 布置：风井设在各采区 使用：中央井筒进风,各采区回风井回风.适用：井田上部距地表浅50 100m,采区尺寸大的采区.优点：通风线路短；各采区通风方便、灵活；风阻小.可不设回风大巷.建井可平行施工,建井期短.缺点：风井及设备多,治理分散.五混合式通风布置：有上述各种

17、方式混合组成,例如中央边界式与对角式；中央并列式与对角式等特点：进、回风井的数量较多,通风水平大,风井布置应因地制宜,灵活运用.a、矿井表土浅,第一水平设小风井,第二水平改其他方式.b、井田走向大的矿井6 8km,初期中央并列式,后期中央对角式.c、风井有效半径：一个专用风井的有效半径大致限制在3km左右.六、分区域通风布置：每一个分区域内均设置进风井及回风井,构成独立的通风系统.优点：通风路线短、几个分区域可以同时施工；更有利于处理矿井事故；运 送人员及设备方便.缺点：工业场地分散,占地面积大,井筒保护煤柱较多.16、采煤方法选择的依据 .P281一煤层赋存条件1 、煤层的倾角和厚度2 、煤

18、层及围岩特征煤层硬度、节理裂隙、顶底板岩性3 、煤层的地质构造4 、煤层的含水、CH及煤的自燃性二采煤技术及装备水平.采掘设备的特点、适用条件能否带来效益,生产单 位购置水平.三治理水平四国家政策、法规和规程17、运输设备的选用胶带输送机一上山向下运煤6 ;下山向上运煤8新型胶带机：=28铸石溜槽上链式刮板机一向下运可达 18 28 ;下链式刮板机一适用松煤的自然安息角：35煤层或上山倾角 > 3 时,均采用自溜；搪瓷溜槽： >,可自溜.铁板溜槽等,=3018、加大采区走向尺寸的好处相对减少上下山、车场及碉室的掘进工程量；减少采区边界煤柱、上下山煤柱损失；增大采区储量和效劳年限,利

19、于接替；利于采区和矿井合理集中生产,提升采区产量；减少采面搬家次数三、看图题说明：1该局部图较多,大家可以根据老师所划重点进行复习.2该局部做题的内容步骤：a、填图：各巷道名称；b、巷道布置特点：c、生产系统：运煤系统、运料系统、通风系统；1、单一煤层走向长壁采煤法上山采区巷道布置.P1962、单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法巷道布置.P2093、倾斜分层走向长壁下行跨落采煤法分层同采巷道布置.P2214、准备方式十五章各准备方式巷道布置图四、论述题1.影响工作面长度的因素一地质因素1、断层、褶曲、煤层厚度变化带、倾角变化带工作面长度方向上应以大的断层、 褶曲、煤层厚度变化带、倾角变化带为上下边

20、界；2、煤层厚度：煤层较厚,M2.5m,普采面过长控顶和治理困难；煤层较薄,工作面过长,作业困难；3、煤层倾角：25 ,煤砰滚动,行人困难工作面不宜过长；4、顶板破碎难维护时,工作面不宜过长；5、瓦斯涌出量限制工作面长度二技术因素1、受设备限制炮采一工作面较短普采一工作面长度可适当加大要求愈高;综采一工作面最长2、工艺的影响技术治理水平：工作面愈长, 矿井设计时技术参数的影响: 足够的月进度.三经济上因素从经济角度考虑,工作面存在一个产量和效率最高、效益最好的长度.根据工作面产量和长度的关系应用数学分析法,给出经济上的最正确工作面长度.1一日进刀数,2一工作面日产量,3-工作面效率2、倾斜长壁

21、采煤法优缺点 (与走向长壁采煤法相比) 及适应条件.(P210)优点：(1)巷道布置简单,巷道掘进及维护费低,投产快.巷道掘进工程量少15%相应工期短.(2)运输系统简单,占用设备少.运输设备及辅助人员可减少30 o(3)回采巷道沿煤掘进,易固定方向,采面可等长布置,利于生产治理.(4)通风系统简单,风路短,通风构筑物减少约1/3.(5) ?对某些地质条件的适应性强,如：倾向断层一可沿断层面布置；淋水大一仰斜开采；瓦斯大一俯斜开采；片帮严重一俯斜开采.(6) ?技术经济效益显着.采面单产增加,巷道掘进率降低,采出率增加,工效提升缺点：(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

22、不完全适应倾斜长壁的要求；(3)大巷装车点多,特别是当工作面单产低,同采工作面个数较多时；(4)下行回风一注意监测.适应条件：(1) 煤层,效果最好.(2)采取一定技术举措,可适用于 1217的煤层.(3)可据地质构造的特点采面呈伪斜布置.(4)不同采深、围岩特性、沼气涌出量及水涌出量均可采用倾斜长壁开采.(5)据不同倾角,同一矿井亦可采用倾斜长壁和走向长壁配合开采.3、放顶煤适用条件.(P241)(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(即煤层硬度)煤质松软,层理节理发育容易放出；煤质中硬,f 2最好；个别f = 3.13.9 ,层理节理

23、发育亦可.(3)、煤层倾角不宜太大,缓倾斜煤层中一般 <15 °,太大影响支架的稳定性,25 0 300煤层中 也试验成功,支架要加防倒防滑装备.(4)、煤层结构过厚、过硬的夹砰影响顶煤放落,单层夹砰厚度大于0.5m或f大于3要采取举措.顶煤中的夹砰总厚度不宜大于顶煤厚度的10 15%(5)、顶板条件顶板岩性最理想的条件是根本顶 I、II级,直接顶有一定厚度,采空区不悬顶,冒落后松散体根本能充满采空区.(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.如：回采鸡窝煤.(7)、自然发火、瓦斯及水文地质条

24、件.对于自然发火期较短、瓦斯量大,以及水文地质条件复杂的煤层,先要调查清楚,并有相应的举措后才能采用放顶煤开采4、煤层上山与岩石上山的比拟(1)煤层上山：沿煤层布置,要求不破坏顶板的完整性特点：优点：掘进速度快,联络巷工程少,费用低；超前探煤作用；缺点：当 变化时,坡度对输送机不利.需留煤柱保护；上山围岩是煤和软岩；维护条件差；上山与平巷的层面交叉,多开绕道工程；受采动影响.适用的条件：开采薄及中厚煤层的单一煤层采区,效劳年限短.开采单一厚煤层煤层厚度不大(仅两个分层),顶地板围岩稳定,煤质较硬,上山维护部不困难.联合布置采区,下部有维护条件较好的薄及中厚煤层.为局部煤层或区段效劳,维护年限短

25、的辅助上山.(2)岩石上山岩性要求： 布置于煤层底板稳定的岩层中,预防构造破坏层间距要求：距煤层10 20 m优点：维护费用低；煤损少.可跨上山采,加大采面连续推进长度；生产系统可靠,通风条件好,易封闭采空区,防自燃有利；不受煤层倾角影响,可定向按坡度取直掘进能合理处理上山与平巷的平面或立面相交工程,绕道工程量小缺点：岩石工程量大；岩石上山适用条件：单一厚煤层 (3个分层),或近距煤层群联合布置；采区效劳年限3年以上；煤层底板岩层较稳定,无承压水5、影响采区走向长度的技术因素区段巷道的掘进、维护、运输、供电等因素.(1)掘进 掘进受局扇通风影响,单巷掘进1000 m(2)运输i、刮板机多台串联

26、事故多,费用高,一般不超过5台；采区一翼为400500m双翼采区走向长度为 8001000mii、胶带机 宽800 mm： 500 m ;宽1000 mm 800 1000 m ; 不限制采区走向长度(3)区段巷道维护技术 煤巷维护困难：随采面推进,受采动影响,屡次维修(4)支护技术U型钢拱形棚、工字钢梯形棚、锚杆锚网支护可加大巷道长度(5)供电：i、380V供电,采区一翼长可达 400 m ;ii、660V供电,采区一翼长可达 700 m 1000 m；iii 、移动变电站,1140 v供电,可达1000m以上,采区走向长度不受限制.(6)设备检修时间原煤炭部规定一年左右为倒面周期.即：综采

27、设备连续推进时间 +检修倒面时间=1年6、煤层大巷与岩石大巷的比拟 7、矿井储量新分类2005年矿井设计资源/储量：Zs= Zg-PiPi断层煤柱、防水煤柱,井田境界煤柱,地面建构筑物煤柱等永久煤柱损失 量之和;可采储量Zk矿井设计的可以采出的储量矿井设计可采储量：Zk = Zs- P 2 CP2一工业场地和主要井巷煤柱损失量之和C一采区采出率,厚煤层不小于75%中厚煤层不小于80%;薄煤层不小于85%8、给出地质条件,判断开拓方式,并画图说明.各图见书P446-456立井开拓：适用条件1 煤层埋藏深、表土厚或水文条件复杂,井筒需特殊施工；2多水平开采的急斜煤层；3凡不适合斜井、平碉及综合开拓

28、方式时,均可采用立井 开拓.例如11煤层：M、M,埋藏深,表土厚、缓倾斜煤层.底板 奥 灰岩2采用立井多水平上山式开拓方式,两个阶段：300m,480m,两个开采水平:- 300m, 480m ;采区：每阶段布置6个采 区；3开掘顺序：主井、副井、井底车场、主石门、主要运输大巷例如21条件： 煤层：M为厚煤层、12 ,埋藏深,表土厚2 立井单水平上下山式开拓方式,井田：两个阶段,假设干带区,一个开采水平3开掘顺序：主井、副井、井底车场、主石门三条大巷：轨道运输大巷、胶带运输大巷、回风大巷斜井开拓：适用条件：对井田内煤层埋藏不深、表土层不厚、水文地质情况简单, 井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤

29、层例如11条件：M M2 ;25 ;埋藏浅、表土层薄、无流砂层.2斜井多水平上山式开拓方式,井田划分：两个阶段：一100m,-280m,两个开采水平:100m, - 280m,采区：每阶段布置6个采区3开掘顺序：主斜井、副斜井、井底车场、运输大巷例如21片盘斜井开拓适用中小型矿井地质构造简单,埋深小,井田 走向较短.特点：相当于一个下山采区2井田划为假设干分段片盘每个分段称一片盘,布置一个采 面,整分段回采； 井田走向尺寸小,生产水平低；上下片盘 接替频繁； 串车提升,车场简单.平碉开拓:适用条件：平碉标高以上有足够储量的山岭地带.有些煤层上山局部只相当于一个阶段的煤量,平碉以下用下山开采平碉

30、开拓方式例如1条件：煤层 8,山区、地形复杂2开拓方式：平碉单水平盘区开拓；垂直煤层走向平碉,双翼 3 5%.的坡度3生产系统：主平碉：运煤、砰、料、进风、排水,铺设管线.风井：回风斜井、立井9、表达平碉、斜井和立井开拓各有什么特点或优缺点比拟.平碉的优点：1运输环节少,设备少；2地面工业场地建筑和设施简单；3不需留工业场地煤柱；4不设井底车场,水自流,无水仓；5施工条件好,掘进速度快.平碉的缺点：受地形及埋藏条件限制.只有在地形条件适宜,煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区,且便于布置工业场地和引进铁路,上山局部的储量大致能满足同类井型水平效劳年限要求时,都应采用平碉开拓.平碉适用条件：平碉标高以上有足够储量的山岭地带.最简单的开拓方式,技术上和经济上最有利.斜井的优点(1)井筒施工简单;(2)地面装备简单(3)井底车场装备简单；(4)延深容易,对生产的干扰小；(5)胶带机的主斜井水平大,且不受长度限制(6)初期投资少.斜井的缺点(1)井身长,绞车提升水平受限制；(2)通过井筒的通风、动力供给、排水等生产经营费高；(3)井筒维护工程量大；(4)对地质条件适应性差.斜井适用条件(1)适应大中小矿井；(2)煤层埋藏浅；(3)表土层不厚,水文地质条件简单,不需特殊施工法施工的缓斜和倾斜煤层(4)胶带机可长；串车提升不宜超过三段.立井的优点(1)、井身短