采矿学试卷、习题及答案

采矿学试卷、习题及答案一、填空题（共10小题，每空1分，总计20分）井田开拓方式按井筒形式可分为______、______、______和综合开拓四大类。长壁采煤法按工作面推进方向可分为______和______两类，其中近水平煤层优先采用后者。阶段内的再划分方式主要包括采区式、______和______三种，分别对应不同的煤层赋存条件。金属非金属地下采矿方法根据地压管理方式的不同，可分为空场采矿法、______、______和崩落采矿法四大类。矿山压力显现的主要形式有______、煤壁片帮、______、顶板下沉与垮落、巷道围岩变形破坏等。矿井瓦斯等级根据矿井______、相对瓦斯涌出量和______划分为低瓦斯矿井、高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井三类。采煤工作面循环作业的核心参数包括______、循环时间和______，是组织正规循环作业的基础。矿石损失按损失性质可分为不可避免损失和______，其中前者受技术条件限制无法完全消除。矿井通风系统的基本组成包括______、通风动力、______和通风管理设施四部分。倾斜长壁采煤法中，工作面沿______布置，沿______推进，巷道系统简单，运输环节少。二、单项选择题（共15小题，每小题1分，总计15分。每小题只有一个正确答案，将正确答案的字母填在括号内）下列参数中，不属于井田开拓基本参数的是（）A.井田走向长度B.开采水平数目C.采煤机截深D.井筒布置形式倾斜长壁采煤法的工作面推进方向为（）A.煤层走向方向B.煤层倾斜方向C.水平延展方向D.断层走向方向下列采矿方法中，属于空场采矿法的是（）A.上向水平分层充填法B.阶段矿房法C.无底柱分段崩落法D.留矿采矿法矿井通风方式中，抽出式通风的主要特点是（）A.井下风流压力高于大气压B.井下漏风以向地表漏出为主C.停风后井下压力短暂升高D.主扇需布置在进风井井口煤与瓦斯突出的主要动力来源是（）A.矿山压力B.瓦斯压力C.煤的自重D.爆破冲击力下列关于阶段与水平的说法，正确的是（）A.阶段就是水平，二者概念完全一致B.一个水平只能服务一个阶段C.阶段是沿煤层倾斜方向划分的块段，水平是布置井底车场的水平面D.开采水平的标高与阶段下部边界标高必须完全一致综采工作面“三机”配套的核心设备是（）A.采煤机、刮板输送机、液压支架B.采煤机、转载机、胶带输送机C.刮板输送机、液压支架、转载机D.液压支架、乳化液泵站、喷雾泵站矿石贫化率的定义是（）A.采出矿石品位与工业储量矿石品位的比值B.工业储量矿石品位与采出矿石品位的差值同工业储量矿石品位的百分比C.混入废石量与采出矿石量的比值D.损失矿石量与工业储量的比值下列井筒形式中，适应性最强、受地质条件限制最少的是（）A.平硐B.斜井C.立井D.斜坡道长壁工作面基本顶初次来压的主要特征是（）A.顶板下沉速度慢、下沉量小B.支架载荷普遍降低C.煤壁片帮加剧、顶板出现台阶下沉D.工作面瓦斯涌出量显著降低下列通风构筑物中，用于引导风流交叉、避免风流短路的是（）A.风墙B.风窗C.风门D.风桥留矿采矿法的适用条件是（）A.矿石与围岩均不稳固的急倾斜薄矿脉B.矿石稳固、围岩中等稳固的急倾斜薄至中厚矿体C.地表不允许塌陷的贵金属矿床D.矿石容易氧化、结块的矿体矿井开采水平的服务年限与矿井服务年限的关系是（）A.水平服务年限等于矿井服务年限B.水平服务年限长于矿井服务年限C.水平服务年限短于矿井服务年限，各水平接替生产D.二者没有必然联系下列措施中，不属于降低矿石损失贫化的技术措施的是（）A.合理选择采矿方法及结构参数B.加强采场地质测量工作C.提高矿石出矿品位的考核权重D.采用分采分运、贫富兼采工艺综采工作面“三八制”正规循环作业的常规安排是（）A.一班生产、一班准备、一班检修B.两班生产、一班准备检修C.三班均生产，准备工作穿插进行D.一班生产、两班准备检修三、判断题（共10小题，每小题1分，总计10分。正确的打“√”，错误的打“×”）立井开拓的适应性强，不受煤层倾角、厚度、瓦斯等级、水文地质条件的限制，可用于各种地质条件的井田。（）倾斜长壁采煤法适用于倾角小于12°的近水平煤层，巷道布置简单，运输环节少，效率高于走向长壁采煤法。（）充填采矿法的矿石损失率低、贫化率高，适用于贵重金属、稀有金属及地表不允许塌陷的矿床开采。（）矿井瓦斯涌出量随开采深度的增加而增大，因此所有深部矿井均为高瓦斯矿井。（）长壁工作面直接顶的完整性是影响矿山压力显现的核心因素，基本顶对工作面压力没有影响。（）平硐开拓是技术经济最优越的开拓方式，只要地形条件合适，应优先采用。（）空场采矿法的核心是依靠围岩自身的稳固性和矿柱支撑地压，采空区在开采过程中暂不处理。（）矿井通风的主要任务只是供给井下工作人员足够的新鲜空气，其他任务均为附属要求。（）矿石损失率与回采率之和为100%，损失率越高，回采率越低。（）煤与瓦斯突出只发生在煤层厚度大、瓦斯含量高的矿井，薄煤层不会发生突出事故。（）四、简答题（共5小题，每小题6分，总计30分）简述井田开拓方式选择的主要影响因素。简述长壁采煤工作面矿山压力显现的主要影响因素。简述空场采矿法的主要特点及适用条件。简述矿井通风系统的主要类型及各自适用条件。简述降低地下矿山矿石损失与贫化的主要技术措施。五、计算题（共2小题，每小题8分，总计16分）某地下开采锰矿井田，工业储量为800万t，设计开采损失量为64万t，采矿过程中混入废石量为40万t，已知工业储量平均品位为28%，混入废石的平均品位为1%。试计算：（1）矿石损失率；（2）矿石回采率；（3）采出矿石总量；（4）采出矿石平均品位；（5）矿石贫化率。某综采工作面开采近水平煤层，煤层平均厚度3.0m，工作面长度200m，循环进度0.8m，煤的体积质量（容重）为1.40t/m³，工作面回采率为97%。试计算该工作面的循环产量。若工作面采用“三八制”作业，每日完成3个循环，试计算工作面日产量。六、案例分析题（共1题，总计9分）某煤矿设计生产能力为1.2Mt/a，井田内煤层赋存稳定，平均厚度3.5m，倾角7°，属近水平煤层；煤层埋藏深度为380~520m，平均埋深450m；井田走向长度9km，倾斜宽度2.8km；矿井瓦斯等级为低瓦斯，正常涌水量为60m³/h，属中等涌水；直接顶为厚度4.2m的中粒砂岩，中等稳定，基本顶为厚度8.6m的粗粒砂岩，稳固；底板为粉砂岩，稳定性较好。结合上述条件，回答以下问题：（1）确定该矿井合理的井筒开拓方式，并说明理由。（5分）（2）确定该矿井合理的采煤方法，并说明理由。（4分）参考答案一、填空题答案平硐开拓、斜井开拓、立井开拓（顺序可互换）走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法分段式、分带式（顺序可互换）留矿采矿法、充填采矿法（顺序可互换）支架载荷增大、顶板台阶下沉（合理即可）绝对瓦斯涌出量、瓦斯涌出形式（顺序可互换）循环进度、昼夜循环次数（顺序可互换）可避免损失通风网络、通风构筑物（顺序可互换）煤层走向、煤层倾斜方向（或倾向）二、单项选择题答案1.C2.B3.B4.C5.B6.C7.A8.B9.C10.C11.D12.B13.C14.C15.B三、判断题答案1.√2.√3.×4.×5.×6.√7.√8.×9.√10.×四、简答题参考答案井田开拓方式选择的核心影响因素包括：（1）地质条件（2分）：包括煤层赋存状态（倾角、厚度、层数、层间距）、地质构造发育程度、瓦斯等级、水文地质条件、顶底板岩性等，是选择开拓方式的首要依据。（2）技术经济条件（1.5分）：包括矿井设计生产能力、装备水平、施工技术条件、开采技术水平等，决定井筒形式、开采水平划分的可行性。（3）地形地貌条件（1分）：决定平硐、斜井、立井的适用可能性，地形条件允许时优先采用平硐开拓。（4）资源与开采条件（1分）：包括井田尺寸、储量、开采深度、风化带深度等，影响开采水平数目与井筒位置确定。（5）环境与安全要求（0.5分）：包括地表保护要求、矿井防灾要求等，如地表不允许塌陷时需匹配充填开采的开拓系统。（合理即可酌情给分）长壁工作面矿山压力显现的主要影响因素包括：（1）围岩地质条件（2分）：包括煤层强度、直接顶与基本顶的厚度及岩性、底板岩性、地质构造、瓦斯及水文条件等，是影响矿压显现的内在核心因素。（2）开采技术条件（2分）：包括工作面开采高度、推进速度、控顶距大小、采煤工艺、支护形式与参数、采空区处理方式等，是人为调控矿压的主要途径。（3）开采深度（1分）：开采深度越大，原岩应力越高，矿压显现越强烈，煤壁片帮、顶板下沉等现象越显著。（4）周边开采条件（1分）：包括相邻工作面开采情况、上覆煤层采动影响、巷道布置方式等，采动叠加效应会加剧矿压显现。（合理即可酌情给分）空场采矿法的特点与适用条件如下：（1）主要特点（3分）：①开采过程中依靠围岩自身稳固性和矿柱（或临时支护）支撑采空区，采场处于空场状态；②矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房、后采矿柱，矿柱回采需同步处理采空区；③生产能力大、采矿成本低、劳动效率高，但采空区存在围岩垮落风险。（2）适用条件（3分）：①矿石与围岩均稳固，采空区暴露后能保持较长时间稳定；②矿体产状稳定，薄至厚矿体、缓倾斜至急倾斜矿体均可适用；③地表允许塌陷，或采空区后续处理能满足地表保护要求。（合理即可酌情给分）矿井通风系统按进回风井布置形式分为四类，适用条件如下：（1）中央式通风（2分）：进、回风井均布置在井田走向中央，分为中央并列式和中央边界式。适用于井田走向短、瓦斯等级低、涌水量小的中小型矿井，或埋藏深、地质构造复杂的矿井。（2）对角式通风（2分）：进风井布置在井田中央，回风井布置在井田走向两翼。适用于井田走向长、瓦斯等级高、煤层易自燃的大型矿井，通风阻力小、安全性高。（3）区域式通风（1分）：将井田划分为若干独立通风区域，每个区域单独设置进、回风井。适用于井田面积大、储量丰富、煤层赋存分散的特大型矿井，或地质构造复杂、通风难度大的矿井。（4）混合式通风（1分）：结合两种及以上通风方式布置。适用于地形地质条件复杂、井田范围大、生产能力强的大型矿井，或老矿井改扩建后的通风系统调整。（合理即可酌情给分）降低地下矿山矿石损失与贫化的主要技术措施包括：（1）采矿方法优化（1.5分）：合理选择采矿方法及采场结构参数，根据矿体赋存条件调整矿柱尺寸、分段高度、出矿方式，减少矿柱损失和废石混入。（2）开采工艺改进（1.5分）：采用分采分运、贫富兼采、分层开采工艺，薄矿体采用选别回采，减少废石混入；优化爆破参数，降低爆破损失率。（3）地质测量保障（1分）：加强采场地质编录与测量工作，准确圈定矿体边界，指导开采作业，避免超挖围岩或漏采矿石。（4）采空区与地压管理（1分）：采用充填、崩落等方式及时处理采空区，控制围岩垮落，减少废石混入；加强地压监测，避免矿体破坏导致的损失。（5）生产管理优化（1分）：建立损失贫化考核机制，加强出矿管理，严格控制出矿品位，提高资源回收利用率。（合理即可酌情给分）五、计算题参考答案（8分）解：已知工业储量Q=800万t，开采损失量S=64万t，混入废石量W=40万t，工业储量品位α=28%，废石品位α′=1%。

（1）矿石损失率ρ：损失率为损失矿石量与工业储量的百分比，公式为：

ρ=SQ×100%（1分）

代入数据：ρ=64800×100%=8.00%（0.5分）

（2）矿石回采率Kαc=(800−64)×28%+40×1%776=206.08+0.4776≈26.61%（1分）

（5）矿石贫化率P：贫化率为工业品位与采出品位的差值同工业品位的百分比，公式为：

P=α−αcQc=200×（1）合理开拓方式：优先采用主副斜井开拓（主井为胶带斜井、副井为轨道斜井），条件变化时可升级为主斜井-副立井综合开拓。理由如下：①煤层赋存适配性（1分）：煤层为近水平煤层（倾角7°），适合布置斜井井筒，石门工程量小，运输系统简单，无需过多穿层巷道。②埋深与生产能力适配（1.5分）：煤层平均埋深450m，按斜井井筒倾角20°计算，井筒长度约1316m，胶带输送机提升能力完全满足1.2Mt/a的生产需求；斜井施工速度快、成本低于立井，建设期短。③安全条件适配（1分）：矿井为低瓦斯、中等涌水，斜井通风与排水系统布置难度低，可满足安全生产要求；若后期开采深度增加，可补建立井作为副井，形成综合开拓系统。④经济合理性（1.5分）：斜井开拓的井筒施工、装备及运营成本均低于立井开拓，对于中低埋深近水平煤层，技术经济效益更优。（若回答综合开拓，理由充分可酌情给分）（2）合理采煤方法：采用综合机械化倾斜长壁一次采全高采煤法。理由如下：①煤层倾角适配（1分）：煤层倾角7°，符