采矿学考试试题及答案

采矿学考试试题及答案一、填空题（每空1分，共20分）按煤层倾角分类，近水平煤层倾角小于______，缓倾斜煤层倾角范围为8°25°，倾斜煤层倾角范围为25°45°，急倾斜煤层倾角大于______。矿井“三量”具体指开拓煤量、______、回采煤量，其中回采煤量的可采期要求不低于______个月。综合机械化采煤工作面的核心配套设备为______、刮板输送机、______，三者需实现性能与尺寸的配套。井田开拓方式按井筒形式划分，可分为立井开拓、______、平硐开拓和______四类。长壁采煤法按工作面推进方向可分为______和倾斜长壁采煤法，其中倾斜长壁采煤法适用于倾角______以下的煤层效果最优。煤层顶板按岩层相对位置及垮落特性可分为伪顶、______、老顶三类，其中______随采随垮，厚度一般为0.3~0.5m。采区上山至少布置2条，分别为运输上山和______；当矿井瓦斯涌出量较大或有突出风险时，需增设______。矿井设计生产能力为0.9Mt/a的矿井属于______型矿井，其设计服务年限应不低于______年。放顶煤长壁采煤法中，顶煤厚度与工作面采高的比值（即采放比）一般不宜超过______，否则会显著降低顶煤回收率。巷道支护按支护结构作用机理可分为被动支护和主动支护两类，其中锚杆支护属于______，工字钢棚支护属于______。采煤工作面正规循环作业的三大参数为循环进度、______、循环产量。二、单项选择题（每题1分，共15分）下列矿井设计生产能力中，属于大型矿井的是（）A.0.45Mt/aB.0.6Mt/aC.0.9Mt/aD.1.2Mt/a倾斜长壁采煤法最适宜的煤层倾角范围是（）A.<12°B.12°~25°C.25°~45°D.>45°矿井开拓煤量的可采期限一般要求不低于（）A.1年B.2年C.3~5年D.6个月综采工作面的循环进度主要取决于（）A.采煤机截深B.液压支架移架步距C.刮板输送机长度D.工作面长度下列开拓方式中，受地形地质条件限制最小、适应性最强的是（）A.平硐开拓B.斜井开拓C.立井开拓D.综合开拓放顶煤采煤法中，顶煤破碎的主要动力来源是（）A.矿山压力B.人工爆破C.高压注水D.采煤机切割下列采煤方法中，属于柱式体系采煤法的是（）A.走向长壁采煤法B.倾斜长壁采煤法C.房柱式采煤法D.放顶煤长壁采煤法下列煤柱中，属于永久性煤柱的是（）A.工作面煤柱B.采区隔离煤柱C.工业场地煤柱D.区段煤柱采煤工作面老顶初次来压时，其来压步距一般为（）A.5~10mB.12~25mC.20~50mD.60~80m高瓦斯矿井的相对瓦斯涌出量判定标准是大于（）A.5m³/tB.10m³/tC.15m³/tD.20m³/t下列支护形式中，属于主动支护的是（）A.木棚支护B.锚杆支护C.混凝土砌碹D.U型钢棚支护矿井生产能力的主要确定依据不包括（）A.地质条件B.市场需求C.技术装备水平D.工人数量走向长壁采煤法中，工作面沿倾向的长度一般为（）A.50~100mB.150~250mC.500~800mD.1000~1500m下列关于下行式开采的说法，错误的是（）A.先采上层煤后采下层煤B.有利于降低下层煤开采的顶板压力C.适用于煤层间距较小的矿井D.巷道掘进工程量更大阶段与开采水平的关系是（）A.阶段等同于开采水平B.一个开采水平可服务多个阶段C.一个阶段对应多个开采水平D.两者无直接关联三、多项选择题（每题2分，共20分。多选、少选、错选均不得分）采煤方法的两大核心组成部分包括（）A.采煤系统B.通风系统C.采煤工艺D.运输系统E.排水系统下列属于综采工作面“三机”配套设备的有（）A.采煤机B.刮板输送机C.液压支架D.胶带输送机E.转载机井田开拓方式按井筒形式可分为（）A.立井开拓B.斜井开拓C.平硐开拓D.综合开拓E.多水平开拓影响采煤工作面长度的主要因素有（）A.煤层地质条件B.技术装备水平C.通风能力D.管理水平E.工人数量放顶煤采煤法的优点包括（）A.单产高B.效率高C.成本低D.回收率高E.巷道掘进量小矿井三量管理的主要作用包括（）A.保证矿井采掘接替平衡B.提高煤炭资源回收率C.保障矿井稳产高产D.降低瓦斯涌出量E.减少顶板事故发生率倾斜长壁采煤法相比走向长壁采煤法的优点有（）A.巷道掘进工程量小B.运输系统环节少C.工作面长度基本稳定D.适用煤层倾角范围更广E.通风路线更短下列属于巷道被动支护形式的有（）A.锚杆支护B.锚喷支护C.木棚支护D.工字钢棚支护E.U型钢可缩性支架支护老顶初次来压的典型表现有（）A.顶板下沉速度急剧加快B.液压支架工作阻力明显增大C.煤壁片帮程度加剧D.瓦斯涌出量突然降低E.顶板出现断裂异响、掉碴选择井田开拓方式时需要考虑的主要因素有（）A.煤层赋存条件B.地表地形条件C.矿井生产能力D.施工技术水平E.煤炭灰分含量四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）急倾斜煤层是指煤层倾角大于45°的煤层。（）矿井服务年限是指矿井从投产到报废的全部生产时间，与矿井可采储量、生产能力无直接关联。（）同等地质条件下，放顶煤采煤法的顶煤回收率低于倾斜分层长壁采煤法。（）倾斜长壁采煤法仅适用于近水平煤层，无法应用于缓倾斜煤层。（）一个开采水平只能为一个阶段服务，不能同时服务上下两个阶段。（）采区隔离煤柱属于永久性煤柱，全矿井开采周期内均不能回收。（）综合机械化采煤工作面的主要工艺工序为割煤、移架、推移输送机。（）矿井三量可采期越短，说明采掘接替关系越紧张，存在停产风险。（）下行式开采是指先采下层煤、后采上层煤的开采顺序。（）立井开拓的优点是井筒短、提升效率高、适应性强，缺点是施工难度大、井筒建设成本高。（）五、简答题（每题5分，共15分）简述综合机械化采煤工作面的主要工艺过程及各工序的核心作用。简述井田开拓方式的主要分类依据及对应类型。简述矿井“三量”的定义及开展三量管理的核心意义。六、论述题（共10分）论述影响采煤方法选择的主要因素，并结合煤矿生产实际说明实现采煤方法合理选择的基本原则。七、计算题（共10分）某矿井设计可采储量为120Mt，矿井设计生产能力为1.5Mt/a，储量备用系数取1.4。试完成以下计算：（1）计算该矿井的设计服务年限；（2）若该矿井采用走向长壁综采工艺，工作面年推进度为1200m，工作面长度为200m，煤层平均厚度为3m，煤的视密度为1.4t/m³，工作面回采率按95%计算，掘进出煤量占矿井总产量的5%，试计算该矿井需要同步布置多少个生产回采工作面（结果取整数）。参考答案一、填空题（每空1分，共20分）8°；45°准备煤量；4~6采煤机；液压支架斜井开拓；综合开拓走向长壁采煤法；12°直接顶；伪顶轨道上山；专用回风上山（或通风上山）中；353主动支护；被动支护循环时间二、单项选择题（每题1分，共15分）1.D2.A3.C4.A5.C6.A7.C8.C9.C10.B11.B12.D13.B14.D15.B三、多项选择题（每题2分，共20分）1.AC2.ABC3.ABCD4.ABCD5.ABCE6.ABC7.ABCE8.CDE9.ABCE10.ABCD四、判断题（每题1分，共10分）1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.√8.√9.×10.√五、简答题（每题5分，共15分）答案要点：综采工作面的主要工艺过程包括割煤、移架、推移输送机、采空区处理四个核心环节，各工序作用如下：（1）割煤：由双滚筒采煤机完成，承担落煤与装煤功能，将工作面煤壁的煤层破碎并直接装入刮板输送机，是决定工作面生产效率的核心工序（2分）；（2）移架：割煤后及时前移液压支架，支护新暴露的直接顶与老顶，防止顶板垮落、矸石窜入工作面，为后续作业提供安全空间，是顶板管控的核心环节（1.5分）；（3）推移输送机：移架完成后，通过支架推移千斤顶将刮板输送机推移至新的煤壁位置，保证采煤机下一个循环的作业空间，同时为煤炭运输提供通道（1分）；（4）采空区处理：随工作面推进，液压支架后方的顶板在矿山压力作用下自行垮落（或采用强制放顶措施垮落），充填采空空间，降低工作面顶板压力（0.5分）。答案要点：井田开拓方式根据不同分类依据可划分为多种类型，具体如下：（1）按井筒（硐）形式分类：是最常用的分类方式，可划分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓四类，核心差异为进入煤层的井筒形式不同（2分）；（2）按开采水平数目分类：可划分为单水平开拓、多水平开拓两类，单水平适用于倾角小、井田倾斜长度短的煤层，多水平适用于倾角大、井田倾斜长度大的煤层（1分）；（3）按阶段内的布置方式分类：可划分为采区式布置、分段式布置、带区式布置三类，分别对应不同的工作面推进方式与巷道布置系统（1分）；（4）按运输大巷的布置方式分类：可划分为分层大巷开拓、集中大巷开拓、分组集中大巷开拓三类，适用于不同煤层数目与层间距的条件（1分）。答案要点：（1）三量定义：矿井“三量”是开拓煤量、准备煤量、回采煤量的统称，是衡量采掘接替关系的核心指标（1分）：①开拓煤量：指井田范围内已完成主井、副井、井底车场、主要运输大巷、采区上下山等开拓巷道所圈定的可采储量（1分）；②准备煤量：指已完成采区车场、区段集中平巷等准备巷道所圈定的可采储量（1分）；③回采煤量：指已完成工作面运输巷、回风巷等回采巷道所圈定的可采储量（1分）。（2）管理意义：通过管控三量的可采期限，可保证矿井采掘平衡，避免出现“采强掘弱”或“掘强采弱”的失调问题，保障矿井稳产高产，同时有利于优化巷道布置、提高煤炭资源回收率（1分）。六、论述题（共10分）答案要点：采煤方法的选择是矿井设计与生产的核心决策，直接影响安全、产量、效率与效益，需综合考虑地质、技术、经济、政策四大类因素，遵循科学原则开展选型：影响采煤方法选择的主要因素（7分）（1）地质因素：是采煤方法选择的核心依据，直接决定选型的可行性（2.5分）：①煤层赋存条件：包括煤层厚度、倾角、层数、层间距、稳定性等。如缓倾斜中厚煤层优先选择综采走向长壁采煤法；厚度5~12m的缓倾斜厚煤层优先选择综采放顶煤采煤法；急倾斜煤层可选择伪倾斜柔性掩护支架采煤法；②围岩性质：顶板稳定性决定支护方式与采空区处理方法，如坚硬难垮落顶板需配套强制放顶工艺；底板稳定性决定支架选型，避免出现支架钻底问题；③地质构造：断层、褶曲、岩浆岩侵入等构造的发育程度影响工作面布置，构造复杂、块段小的煤层可选择房柱式或巷柱式采煤法，提高资源回收率；④灾害条件：瓦斯涌出量大的煤层需选择通风断面大、通风系统简单的采煤方法；有冲击地压风险的矿井需配套下行式开采或解放层开采方案。（2）技术因素：决定采煤方法的实施效果与生产效率（2分）：①技术装备水平：不同采煤方法对装备要求差异显著，大型矿井可配套大采高综采、智能综采等高端装备；地方小型矿井受装备限制可选择普采或炮采工艺；②施工与管理水平：综采、放顶煤等工艺对操作队伍的技术水平要求高，需配备专业运维与管理团队，否则难以发挥工艺优势；③开采技术条件：矿井生产能力、巷道掘进技术水平等也会影响选型，如千万吨级矿井需选择高产高效的大采高综采或放顶煤工艺。（3）经济与政策因素：决定采煤方法的经济效益与合规性（1.5分）：①经济效益：需综合对比吨煤成本、资源回收率、投资回收期等指标，在安全合规的前提下实现效益最大化；②政策法规：需符合国家煤炭产业政策、《煤矿安全规程》、资源回收要求等，如淘汰落后的非机械化采煤工艺，推广智能化开采技术；③市场需求：煤炭市场供需关系与价格波动也会影响选型决策，如煤价较高时可选择资源回收率更高的采煤方法。合理选择的基本原则（3分）采煤方法选择需遵循“安全第一、高效生产、经济合理、资源节约、绿色环保”的基本原则：（1）安全优先：必须保证工作面作业人员安全，具备完善的顶板、瓦斯、水害等灾害防控条件，这是选型的首要前提；（2）高效适配：结合矿井实际条件选择适配的采煤工艺与装备，充分发挥技术效能，提高单产与效率；（3）经济合理：在满足安全与产量要求的前提下，降低吨煤成本，提高投资回报率；（4）资源节约：尽可能提高煤炭资源回收率，减少资源浪费，延长矿井服务年限；（5）动态优化：随着矿井开采条件变化、技术进步，及时优化调整采煤方法，适应新的生产需求。七、计算题（共10分）解答过程：（1）矿井设计服务年限计算矿井设计服务年限计算公式为：T

式中：T——矿井设计服务年限，单位：a；

Z——矿井设计可采储量，单位：Mt；

A——矿井设计生产能力，单位：Mt/a；

K