矿业工程概论

1、第一章一、名词解释（1）标准煤：发热值为7000大卡/ （29.27MJ）的任何能源可折算1KG标准煤能源折算系数为E为：=某种燃料的实际发热值（MJ/kg）/标准燃料发热值（MJ/kg）（2）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过的 各种作用（3）煤化作用：泥炭或腐泥被掩盖后、在压力、温度等因素作用下，转变成褐煤的作用成 为成岩作用和褐煤在地下受温度、压力、时间等因素的影响，转变为烟煤或无烟煤、石墨等 的地球化学作用的称为变质作用，合称为煤化作用。（4）基本顶（老顶）位于直接顶或煤层之上，通常由厚度及岩石强度较大，难于垮落的岩 层。通常由砂石、石灰岩、砂砾岩

2、组成。（5）伪顶：位于煤层之上随采随罗的极不稳定岩层、其厚度一般在15m以下。大多由松软 的碳质页岩、泥页岩组成。并非所有煤层都有伪顶。（6）逆断层：上盘相对上升、下盘相 对下降。（7）近水平煤层：根据当前开采技术，我国将煤层按倾角将小于8的煤层称为近水平煤 层。（8）中厚煤层：根据当前开采技术，我国将煤层厚度为1.3-3.5m的煤层称为中厚煤层。（9） 能利用储量：在当前煤矿开采技术经济条件下，可利用的煤炭储量。曾称“平衡表内储 量”。（10）工业储量：根据勘探和地质研究程度，将煤炭储量按精度分为A、B、C、D四 级。其中A、B级储量之和为高级储量，A、B、C级储量之和为工业储量。（11）原

3、煤：指从地上或地下采掘出的毛煤经筛选加工去掉矸石、黄铁矿等后的煤。二、简答题（1）简述成煤的必要条件：第一、温暖潮湿利用植物生长和繁殖的适宜的气候条件。第二、 植物的大量繁殖是成煤的必要条件。第三、大面积沼泽化的自然地理条件。第四、地壳运动 的良好配合。（2）简述煤层按厚度是怎样划分的根据当前开采条件，我国将煤层按厚度分为三类:薄煤层1.3m中厚煤层1.3-3.5米厚 煤层3.5m简述煤层按顶角是如何划分为4类：根据当前开采技术，我国将煤层按倾角分类为4类近水平煤层8;缓（倾）斜煤层8 -25中斜煤层25 -45急（倾）斜煤层45第二章一、名词解释（1）对于富量煤田划分为若干免面积较小的部分，

4、每一部分由一个矿井开采。这样划归一 个矿井开采的部分煤田。称为井田。（2）井型：按矿井设计生产能力大小划分的矿井类型，一般分为大型、中型、小型矿井三 类。（3）矿井开拓（井田开拓）：有地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开 拓工程。（4）阶段：沿一定标高划分的一部分井田称为阶段。（5）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，称为石门。（6）回风平巷：为采煤工作面服务的煤层平巷，称为回风平巷。（7）带区：根据煤层延展方向布置大巷，在大巷两侧划分为若干具有独立生产系统块段，每一块段称为带区。（8）煤门：在厚煤层内，与煤层走向正交或斜交的水平巷道。（9

5、）矿井生产能力：指矿 井的设计生产能力，以万t/a表示。（10）开采水平：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，也简称“水平”。（11）采区：在阶段或开采水平内，沿走向划分为具有独立生产系统 的开采块段称为采区。（12）开拓巷道：为井田开拓而开掘的基本巷道，如井筒、井底车 场、主要石门、回风大巷、主要风井等，称为开拓巷道。（13）准备巷道：为准备采区而掘进的主要巷道，如采区上山、下山，采区车场、采区硐室 等，称为准备巷道。（14）井底车场：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。（15） 回风大巷：为采煤工作面通风服务的平巷称

6、为回风大巷。（16）运输大巷：为采煤 工作面服务，担当运输的水平大巷。二、简答题（1）我国煤矿井型分为哪几种类型？矿井生产能力（万t/a）分别为：30、 45/60/90/120/300，说明它们各属何类矿井？井型：大型矿井：生产能力为120、150、180、240、300、400、500万t/a，及500万t/a 以上的矿井中型矿井：生产能力45/60/90万t/a小型矿井9/15/21/30万t/a（2）简述下面公式个符号的意义：T=K和 = -P C T：矿井服务年限A：设计生产能力：矿井可开采储量：矿井 工业储量K：矿井储量备用系数，一般取1.31.5 P：保护工业广场、井筒、井田境界

7、，河 流、湖泊、建筑物可流位置的永久煤柱损失量C：采区采出量，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。（3）巷道按服务年限可分为哪几类？各类巷道含义是什么？并各举两例为井田开拓二开掘的基本巷道，称为开拓巷道，如井筒、井底车场、运输大巷、回风大巷 服务年限一般为10-30a为准备采区而掘进的主要巷道，称为准备巷道，如采区上山、下 山采区车场、采区硐室，服务年限一般为3-5a形成采煤工作面及为其服务的巷道，称为基 础巷道，称为回采巷道，如开切眼、区段运输平巷、区段回风平段等。（4）简述上下山开采的优缺点及适用条件掘进方面：上山掘进时，煤、矸装载

8、、运输机 排水等工序简单，掘进速度快。下山掘进时，煤、矸装载、运输排水等工序较复杂，掘进速 度慢、成本高，尤其在下山角度较大及淋水量较大时，掘进更困难。运输方面：上山开采 时，煤矸向下运输，运输能力大，当顶角较大时，还可采用自溜运输，运费低。下山开采时， 向上运煤，随运输能力较低，但无这番运输，总的运输工作量较少。排水方面：上山开采 时，采区内涌水可直接进入井底水仓，排至地面，无需设置采区水仓和泵房。下山开采时， 将增加硐室、设备和工作人员。通风方面：上山开采时，新风流和污风流均向上流动，沿 倾斜方向的风路较短。下山开采时，风流在进风下山与回风下山内流动，方向相反，通风线 较长，相距较远，风压

9、差大，故漏风大，通风效率低；进风和回风线路交叉点多，通风设备 多，管理困难。基建投资方面：下山开采充分利用原有开采水平的井巷和设施，用一个开 采水平为两个阶段服务，减少了开采水平数目，节省开拓工程量和基建投资，延长水平服务 年限使用条件：当煤层倾角水平16瓦斯涌出量较小时，开采用上下山开采。（5）何为井型？简述我国煤矿井型是如何确定的按矿井实际年生产能力大小划分的矿建 类型为井型根据矿井地质条件、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（6）简述阶段垂高与开采水平高度的关系，并画图说明（2）以标号写出矿井运煤、运了及通风系统采煤工作面25采下的煤-区段运输平巷20-采区运输

10、上山15-采区煤仓11-经开采水平运输大 巷5-主要运输石门4-井底车场3-主井1-地面通风新鲜风流地面-2-3-4-5-9-10-14-19-21-22-20-25-地面污风采煤工作面25-23-17-8-7-6排除井 外运料矿车经副井2-3-4-5-9-10-14-18-23-25排水采煤工作面25-20-14-10-9-5-4-3 （井底水仓）-2-地面笫三章一、名词解释（1）锚喷支护（2）立井：服务于地下开采，在底层中开凿的直通地面的竖直通道。二、简答题（1）简述井巷端面形状所需要考虑的因素井巷所处周围岩石的物理化学性质，矿山压力 大小及作用方向井巷服务年限和用途支护方式及支护材料及施

11、工技术装备（2）试述公式h =h0+h -h中，各个符号所表示的意义。h巷道净高度h0拱的高度，mm若 为三心拱，则为B/3；半圆拱则B/2 h巷道的墙高；mm h巷道底板至道渣的高度（3）简 述岩巷掘进的各个工序破岩装岩运岩支护通风铺设轨道挖水沟铺设管线（4）简述普通凿井法和特殊凿井法普通凿井法：准备工作及表土施工基岩施工阶段特 殊凿井法沉井法注浆法冻结法第四章一、名词解释（1）走向长臂采煤法采煤工作面沿煤层倾向布置，沿走向推进的这种采煤方法（2）倾斜长臂采煤法采煤工作面岩煤层走向布置，沿倾向推进，称为倾斜长壁采煤法（3） 俯斜长壁采煤法工作面岩倾斜方向向上向下推进的采煤方法（4）准备方式准

12、备巷道的布置 方式（5）采区出采率指工业储量中设计或实际采出的那一部分储量约占工业储量的比例，以半 分比表示：采区采出量=（采区工作量-开采损失）/采区工业储量*100%二、简答题（1）试述采区式准备和带区式准备的适用条件。（2）简述倾斜长臂采煤法的优缺点及适用条件。优点：巷道布置简单，巷道掘进及维护 费用低运煤系统简单，占用设备少，运费低对某些地质条件和回采工艺条件适应性强 技术经济效果比较显著缺点：长距离的倾斜巷道，使掘进及铺设运输、行人比较困难；就有 设备不能更完全适应倾斜长臂工作面的要求；大巷装车点较多，使调用装车相互影响；存在 污风下行问题。适用条件：按目前的机械设备条件，主要适用与

13、倾角在12以下的煤层， 当回采设备采取有效措施后，可应与倾角12 -17。的煤层对于倾斜和倾交断层较多的区 域，可采取倾斜长壁采煤法。（3） 说明下列公式0=L0- - - 0和 =1- 2-=1各个符号的含义。一个采 煤工作面的产量（万t/a）采煤工作面的长度（m）H作面年推进度（m/a）煤层厚度或采高（m）煤的容量（t/m3）X作面回采率，取0.93-0.97采区生产能力同时生产的采煤工作面 数采区推进出煤系数，可取1.1左右工作面之间出煤影响系数n=2时取0.95 n=3时区0.9第 n个采区工作面的产量（万t/a）（4）照图4-1说明巷道名称；写出运煤、通风及运料的主要生产系统；说明构

14、成采区完善 生产系统需要哪几类巷道。72页图（巷道名称）（6）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：优：沿煤层布置，掘 进容易，费用低，速度快，联络巷道工程量少。缺：煤层上山工作面采动影响较大，生产期 间上山的维护比较困难；溜煤上山保护使煤炭损失增加。适用条件：1、开采薄或中厚煤层 的采区，采区服务年限短。2、开采分层数少的厚煤层，煤层顶底板岩石比较稳固，煤中硬 以上；3、煤层群联合准备的采区，下部有维护条件好的薄及厚煤层岩石上山：优：受采 动影响较小，维护状况良好，维护费用低。缺：掘进不容易，速度慢。使用条件：要部署在 比较硬的岩石中，与煤层底板保持一定的距离，但也不宜退远。

15、设计采区运输上山时应考虑哪些因素？采区运输量上山角度运输设备性能。简述布置采区上部车场、中部车场及下部车场时各应解决的关键问题。上部车场中部 车场下部车场确定采区走向长度的技术因素有哪些？地质因素：煤层的地质构造，顶板岩石厚度技术因素：考虑区段巷道的运输，掘进和供 电等I帅经济因素：采区走向长度的变化引起掘进费，维护费和运输费变化一、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，空间上的相互配合叫采区方法。(2) 采煤工艺：采煤工作面各工作程序所用方法、设备及其在时间、空间上的相互配合，称为采 煤工艺。回采工艺过程：在一定时间内，按照一定顺序完成回采工作各项工序的过程，称为回 米工艺过

16、程。炮采工艺：制在长壁工作面用爆破方法破煤和装煤、人工装煤、输送机或溜煤眼运煤 和单体支柱支护采空区的采煤工艺。普采工艺：用机械方法破煤和装煤、输送机运煤、单体支柱和铰接顶梁支护采空区顶 板的采煤工艺。综采工艺：在长壁工作面用机械方法破煤和装煤、输送机运煤和液压支架支护的采煤 工艺。走向长壁采煤法：长壁工作面沿煤层走向推进的采煤方法。(8)倾斜长壁采煤法： 长壁工作面沿煤层倾斜推进的采煤方法。(9)采煤循环：完成落煤、装煤、运煤、支护和 处理采空区的全过程。(10 )围岩：矿体或采掘空间周围的岩体。原岩应力：天然存在于原岩内的应力叫做原岩应力。(12)支承压力：采煤后，由于采掘空间被采物承受的

17、载荷转移到周围支承体上而形成的压 力叫做支承压力。(13 )矿山压力：存在于采掘空间围岩内的力叫矿山压力。二。简答题1简述采动后顶板活动的一般规律？长壁工作面从开切眼开始采煤后，随着采煤工作面的前 移，直接顶从工作面至开切眼的跨度不断增大，其弯曲下沉也不短增大，当跨度超过一定距 离时，直接顶岩层就开始垮落，直接顶的初次跨落后，随着采煤工作面的不断推进和工作面 的不断移架或回柱放顶，踩空区的直接顶要不断的跨落下来。2叙述爆破采煤法由哪些主要方法组成？打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮、装煤、运煤、支护、处理采空区。3普采面单体支架 有哪几种布置方式？正悬臂齐梁支线柱、正悬臂错梁三角柱4简述普采工作

18、面的工艺过程？(1)使用滚筒采机由一端向另一端沿煤层顶板割顶煤，紧随采煤机后挂梁，到工作面另一 端后，翻转弧形当煤板，下放滚筒沿煤层底板反向割低煤、清理浮煤，滞后采煤后2030m 依次顺序推移输送机支设单体支柱，直至工作面起始处切眼位置。（2）使用双滚筒采煤机由一端向另一端沿煤层底板割煤，紧随采煤机清理、顶煤、挂梁、 滞后采煤机2030m依次顺序推移输送机，同时铲装浮煤，接着支设单体液压支柱，直到 另一端切口位置。6什么叫放顶采煤法？简述其破碎过程？（1）在采煤层的底部布置一个采煤工作面，用常规的机械化采煤法进行回采，工作面上方 的顶煤，利用矿山压力的作用或辅以人工松动的方法使其破碎，并随工作

19、面推进在后方放出， 这种采煤法称为放顶采煤法。（2）破碎过程：首先在支撑压力的作用下，是煤壁前方由弹性变形进入塑性变形状态而产 生位移和破坏，称为一次破坏或预破坏作用；但这时顶煤仍处于三向应力状态，不会发生冒 落，此后煤体进入工作面支架上部，即进入低应力区，应力状态发生变化，使其积蓄的能量 进一步释放，加上工作面支架的反复支撑作用，从而使顶煤进一步松碎，称为二次破碎现象。7回采巷道？回采巷道由哪些巷道组成？（1）形成采煤工作面及为其服务的巷道叫做回采巷道。（2）主要有开切眼、工作面运输巷、工作面回风巷等组成。8什么叫岩石碎胀系数？它在 采矿过程中的作用是什么？ （1）岩体破碎垮落后体积增大，岩石破碎后与破碎前体积的比值叫岩石碎胀系数。（2） 作用：如果直接顶垮落后把采空区填满：随着基本顶岩石的弯曲下沉与断裂，基本 顶得到采空区直接顶破碎岩石的支撑，因而基本顶的弯曲下沉与断裂幅度小，对采煤工作面 影响很小。如果直接顶垮落后不能填