煤矿开采学考题.docx

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煤矿开采学考题

煤矿开采学考题

1煤田由含碳物质沉积而形成并大致连续的含煤地带成为煤田

2矿区统一规划和开发煤田或其一部分形成的社会区域成为矿区

3井田划给一个矿井开采的那一部分煤田成为井田

4矿井生成能力一般是指矿井的设计生产能力

5矿井的年产量是指每年实际生产出来的煤炭量

6石门与煤门其长轴线与煤层走向垂直或斜交的水平巷道，位于岩石内的称为石门

7上山与下山服务于一个采区的倾斜巷道，称为采区上山或下山，位于水平运输大巷以上的称为上山

8阶段在井田范围内，沿着煤层的倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分叫做阶段

9水平广义上讲，水平是具有某一标高的水平面。

在矿井实际生产中，通常将布置有井底车场，阶段运输大巷的水平称为开采水平

10采区式在阶段范围内，沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的块段，每一块段称为采区，每个采区又沿倾向划分为若干区段

11分段式在阶段范围内，沿倾向把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分称为分段，每个分段斜长布置一个工作面，这种划分称为分段式

12带区式在阶段范围内沿煤层划分为若干个具有独立生产系统的带区，带区内又划分为若干个倾斜分带，每个分带布置一个回采工作面

13矿井生产系统指煤矿生产过程中的提升、运输、通风、排水、动力供应等生产系统

14开拓巷道服务于全矿井、一个水平或若干个采区的巷道

15准备巷道服务于一个采区或数个区段的巷道

16回采巷道服务于回采工作面的巷道

17采煤工艺在回采工作面内各道工序按照一定顺序完成的方法及相互配合方式称为采煤工艺

18采煤系统指采区内的巷道布置系统以及为了正常工生产而建立的采区内用于运输通风等目的的生产系统

19采煤方法指采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的相互配合

20按煤层角分类：

近水平煤层、缓倾斜煤层、倾斜煤层、急倾斜煤层

按煤层厚度分类：

薄煤层、中厚煤层、厚煤层

按采煤工艺分类：

爆破采煤法、普通机械化采煤法、综合机器化采煤法

按采空区处理分类：

垮落采煤法、刀柱法、充填采煤法、缓慢下沉法

按推进方向分类：

走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法

按煤层开采方式分类：

整层采煤法、分层采煤法

22产生不响炮的原因

电源问题，如发爆器有故障；网路断路、短路，设计不当；雷管不导通

23产生拒爆的原因

电路问题，包括电源，网络、桥丝等；炸药雷管质量问题；操作问题

24放空炮的原因

充填炮眼的炮泥的质量不好；炮眼密集系数不合理；炸药性能不合适

25毫秒雷管的优点

安全；有利于顶板控制；缩短了爆破时间，提高了产量与效率；爆堆集中，提高了爆破装煤率；有利于单体液压支柱的正常使用；提高了工作面的煤炭采出率；降低了炸药雷管的消耗；有利于瓦斯煤尘的管理

26炮采面工作支架形式丛柱，密集支柱，木垛，斜撑支架

27爆破落煤采煤工艺包括打眼、爆破落煤和装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支护和回柱放顶等工序

28爆破落煤由打眼、装药、填封炮泥、连线及爆破等工序

29普通机械化采煤工艺采煤机落煤、机械或人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支架回柱放顶等工序

30普采工作面端头支护单体支柱加铰接顶梁支护、走向迈步抬棚支护、基本支架加走向迈步抬棚支护

综采工作面端头支护迈步抬棚、普通支架、自移式端头支架

31综合机械化采煤工艺采煤机落煤、机械装煤、刮板输送机运煤、液压支架支护顶板和移架放顶等工序

32综合机械化采煤工艺使工作面破煤、装煤、运煤、移输送机、支移液压支架等主要作业全部实现了机械化，大幅度降低了劳动强度，提高了单产及安全性

33液压支架的移架方式分为降柱—拉架—升柱几个步骤。

卸压移架（操纵控制阀将立柱降低，收缩推移千斤顶进行拉架、升起立柱、支撑顶板）、带压移架（指移架时支架保持对顶板有一定的支撑力，以减少顶板的下沉量和防止顶板冒落）

34薄煤层机采的特点机身尽可能的短，以适应煤层的波状起伏，结构简单可靠，便于维护和安装，要有足够的过煤和过机空间高度，尽可能实现工作面不用人工切口进刀，同时有较强破岩过地质构造能力（骑输送机式、爬底板式、刨煤机）

35大采高综采的工艺特点防滑措施（要加强采煤机司机的训练和检查指导，将地板割平。

把煤壁采直，并防止输送机下滑，使支架垂直煤壁前移，保持架间平衡，防止临架间前梁和尾端相互推挤，并严格控制支架高度和采高，使之不超高。

移架时，顶梁不脱离顶板，但要防止过分带压移架，以防碎矸石冒落和支架后倾，发现小的歪斜时，立即调整，以防进一步恶化。

工作面出现断层等地质构造时，也要制定相应技术措施，保证工作面的工程质量）、防煤壁片帮措施（改变工作面推进方向。

用木锚杆或煤壁钢管锚杆加固煤帮，煤帮上锚杆布置的密度深度依据煤层特点和煤壁片帮严重程度而定。

用聚氨酯或其他化学树脂加固煤壁，增加媒体强度）

36大倾角机采面的工艺特点当煤层倾角大于12˚时，工作面设备应加防滑措施。

采煤机防滑（当煤层倾角大于16˚时，链牵引采煤机必须有可靠的防滑装置。

无链牵引采煤机装备了制动器，有的轻型采煤机有简易防滑杆并具有滑闭锁性能）、液压支架防滑（始终自工作面下端部向上移架，以防采空区滚动矸石冲击支架尾部。

为防止新移支架处于初撑力阶段与顶底板的摩擦力小可能产生下滑，应采取间隔移架，并使支架保持适当迎山角，以抵消顶板下沉时的水平位移量。

要严防输送机下滑，牵动支架下滑。

要采取特殊支护措施确保排头支架的稳定）、输送机防滑（防止煤矸等进入底槽减少底链运行的阻力。

工作面适当调节为煤层伪斜方向布置。

严格把握移输送机顺序，下滑严重时可采取双向割煤、单向移输送机，或单向割煤，从工作面下端开始自下而上地移输送机。

用单体液压支柱顶住机头推移时，将首先移完的机头锚固后，用单体支柱斜支在底座下侧，然后继续推移。

在移输送机时，不能同时松开机头和机尾的锚固装置，移完后应立即锚固，必要时在机头架底梁上用单体液压支柱加强锚固。

煤层倾角大于18˚时，安装防滑千斤顶）

37单一走向长壁采煤法适用条件顶板易于冒落，近水平、缓斜、倾斜薄煤层及中厚煤层或缓斜3.5-4.5m厚的煤层

38区段平巷的单巷布置及双巷布置单巷布置适用于低瓦斯矿井、煤层倾角小于10°，这时区段上部平巷进风，下部平巷回风。

在普通机械化采煤时，只要平巷的维护条件许可，一般采用单巷布置。

双巷布置适用于在普通机械化采煤时，由于回采工作面不等长布置，常常在区段下部进行双巷布置，即下区段回风平巷超前区段运输平巷沿腰线掘进；在高瓦斯矿井，采用双巷布置，靠近采空区的一条回风平巷主要用来排放瓦斯

39区段集中平巷的优点可为超前回采工作面掘进分层平巷和多头掘进提供条件，并缩短区段的准备时间，有利于采掘接替。

可以实现上下分层工作面同采，有利于增加采区产量和合理集中生产。

第二分层以下各分层的运输平巷均是在上部分分层的采空区下方掘进，矿山压力下，易于维护，由于分层平巷为超前掘进，而且随回采工作面推进而报废，其维护长度及维护时间短，维护费用低。

各分层工作面采出的煤均可利用集中运输平巷运输，系统简单，占用设备少、管理集中

40顶分层采煤工艺的特点顶分层回采工作面的顶板是煤层的原生顶板，其采煤工艺与中厚煤层长壁采煤法基本相同，只是增加了要为下部分层铺设假顶或形成再生顶板的工作。

人工假顶分为竹笆或荆笆假顶、金属假顶、塑料网假顶

41假顶下采煤工艺的特点假顶下的支护及顶网管理：

在假顶或再生顶板下回采时，其顶板管理的关键在于如何管好破碎顶板以防止漏矸，所以应采用浅截式采煤机并做到及时支护。

在单体支架工作面，一般采用正倒悬臂错梁齐柱方式，割煤后及时挂梁进行支护，当工作面片帮严重时为防止顶网下沉冒顶，可提前在煤壁顶掏梁窝，挂上铰接顶梁打贴帮柱进行超前支护。

假顶下宜选用掩护式或支撑掩护式支架，采煤机采过后，应追机擦顶带压移架，发现金属网破损时要及时补网。

假顶下的放顶工艺：

由于顶板易于下沉，放顶时通常采用无密集支柱放顶，加强支柱的稳定性，一般可沿放顶线在最后一排支架下设单排或双排抬棚，或打斜撑柱，放顶时也可用木料斜撑顶网。

分层采高的控制：

在第一分层开采时，在开切眼工作面及上下平巷中每隔30-50m向底煤中打钻孔，探煤厚，然后根据探明的煤层厚度决定分层层数和分层采高。

以后每一分层回采时，都要探清余煤厚度

42倾斜分层下行垮落采煤法的适用条件有效地解决了缓斜厚煤层开采时的顶板支护和采空区治理问题，有利于在此类煤层条件下实现安全生产，提高资源采出率及获取较好的回采工作面技术经济指标主要适用于煤层顶板不是十分坚硬且易于垮落，直接顶具有一定厚度的缓倾斜及倾斜厚煤层。

这种方法的缺点是铺设假顶工作量大，巷道维护较困难，生产的组织管理工作复杂，在开采易自燃煤层时，自燃问题比较严重，需采取特殊措施

43倾斜长壁采煤法的特点、优点及适用条件特点：

工作面沿走向布置，沿倾斜向上或向下推进。

优点：

巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，准备时间短，投产快；运输系统简单，占用设备少、运输费用低；通风线路段，风流方向转折变化少，减少了风门、风桥等通风构建物，通风系统简单漏风少；由于倾斜长壁工作面的回采巷道可沿煤层掘进，又能保持固定方向，可使工作面长度保持不变，有利于机械化采煤；对某些地质条件的适应性较强；技术经济效果好。

适用条件：

倾角小于12°一下的煤层；当回采工作面设备采取有效的技术措施后，可适用于12—17°的煤层；在倾斜或斜交断层发育的煤层能大致划分成较为规则分带的情况下

44放顶煤采煤法在煤层底部布置的综采工作面中，采煤机割煤后，液压支架及时支护并移至新的位置，随后将工作面前部刮板输送机推移至煤壁。

操作后部刮板输送机使用千斤顶，将后部刮板输送机前移至相应位置。

根据放煤厚度不同，在采煤机割过1—3刀后，按规定的放煤工艺要求，打开放煤窗口，放出已松散的煤炭，待放出的煤炭中含矸量超过一定限度后，及时关闭放煤口，可分为一次采全厚放顶煤开采、预采顶分层网下放顶煤开采、倾斜分层放顶煤开采三种类型

45放顶煤工艺过程采煤机割煤（综采放顶煤工作面一般采用双滚筒采煤机沿工作面全长截割煤体，采用端头斜切进刀方式）→移架（在采煤机割煤后，立即伸出伸缩前探梁支护新暴漏顶煤，采煤机通过后，及时移架，收回伸缩前梁，用护帮护住煤壁）→推移前部输送机（若采用一次推移到位，可以在距采煤机15m处逐节完成输送机的推移，若采用多架协调操作，分段输送机，可在采煤机后5m后开始推移）→移后输送机（操作移后输送机的专用千斤顶，将后输送机移到指定的位置，操作时要注意邻家和溜槽的连接部位，防止错槽和掉链等事故）→放顶煤（一般采用两采一放或三采一放，坚持见矸关门的原则）

46放顶煤的优缺点及适用条件优点：

工作面单产高，工作面效率高，工作面成本低，巷道掘进量小，工作面搬家次数少，对地质构造及煤层厚度变化适应性强。

缺点：

煤炭采出率低，易发火，煤尘大，瓦斯易积聚。

适用条件：

煤层厚度（一般认为一次采出的煤层厚度以6—8m为佳），煤层硬度（煤的普氏系数一般小于3），煤层倾角（缓斜煤层采用放顶煤开采时，煤层倾角不宜过大，否则支架的倒滑问题会给开采造成困难），煤层结构（煤层中含有坚硬夹矸会影响顶煤的放落或者因放落大块夹矸堵塞放煤口，因此，每一层矸层厚度不易超过0.5m，其普氏系数也应小于3，顶煤中夹矸层厚度占放煤厚度的比例也不宜过大，以免放顶煤支架受冲击），顶板条件（直接顶应具有随顶板下落的特性，其冒落高度不宜小于煤层厚度的1—1.2倍，基本顶悬露面积不宜过大，以免放顶煤支架受冲击），地质构造（在地质被破坏严重，构造复杂，断层较多和使用分层长壁综采较困难的地段及上下山煤柱，使用放顶煤开采比使用其他方法能取得较好的效益），日然发火、瓦斯及水文条件复杂的煤层，要先调查采取相应的措施）

47急倾斜煤层的特点矿井地质构造复杂、开采难度大、生产能力小。

由于煤层倾角已经超过岩石自燃安息角，回采工作面破落的岩块会沿底板自动向下滑滚，简化了回采面的装运工作，但向下滑滚的煤块和矸石会冲倒支柱，砸伤人员，给生产带来不安全因素，必须采取相应的安全技术措施。

回采工作面的行人、破煤、支护、采空区处理、运料等各项工序的操作困难，增加了采煤机械化的难度。

煤层顶底板都有可能沿倾斜方向滑动、垮落、支柱稳定性差，增加了破煤和支柱工作的复杂性。

由于煤层倾角超过底板岩层移动角，煤层开采后顶板会发生滑动和垮落。

开采急倾斜煤层时垮落带、裂隙带及下沉带的分布与缓斜及倾斜煤层正好相反

48急斜煤层走向长壁采煤法按工作面布置方式可分为单一煤层走向长壁采煤法、倒台阶采煤法、正台阶采煤法及俯伪斜走向长壁采煤法

49倒台阶全部垮落采煤法的优缺点和适用条件优点：

巷道布置简单、采区生产系统简单可靠。

对地质条件变化适应性强。

掘进率较低，煤炭回收率较高。

缺点：

人工破煤、支柱，工人劳动强度大，劳动生产率低。

动作吗采用木支柱支护，坑木消耗高。

台阶上隅角容易积聚瓦斯，工人高空作业，安全性较差。

对支柱操作技术要求高，不利于实现采煤机械化。

适用条件：

由于存在安全性差，技术经济指标低，材料消耗高等缺点，在全国煤矿应用越来越少，目前仅在华南，西南局部地区中小煤矿赋存条件变化大，或因其它安全原因不适于选择其他采煤方法，厚度小于2m的薄及中厚煤层中有少量运用

50倒台阶矸石充填采煤法的优缺点和适用条件优点：

改善了急斜近距离煤层开采的顶板管理，安全可靠性增加。

消除了煤层自燃发火隐患，提高了采区煤炭回收率。

矸石充填采空区，降低了采区压力，坑木消耗降低。

矸石充填采煤法比垮落法工作面单产明显提高。

井下掘进矸喳可以做到不出井，减少了矸喳运输环节。

缺点：

新增采矸、运矸设备及其系统，生产环节复杂，用人多，生产成本高。

台阶工作面短，台阶工作面短，台阶数目多，采煤功效低。

台阶上隅角通风困难，容易积聚瓦斯。

适用条件：

适用于开采层间距小于3—5m、容易日然发火，地表需要保护的急斜近距离煤层

51正台阶采煤法的优缺点和适用条件优点：

安全可靠性好，该采煤方法采用全部垮落法管理顶板，但又具备充填法的某些特点。

工作面位于采空区下方，不容易积聚瓦斯，为采空区瓦斯抽放创造条件。

工作面浮煤少，减少了顶板垮落、采空区煤层自然发火及瓦斯、煤层爆炸危险。

对煤层厚度、倾角变化、瓦斯涌出量等地质条件适应性较强。

巷道布置简单，掘进率低。

无煤掉入采空区，资源回收率高。

缺点：

短壁工作面多，溜煤相互干扰，工作面利用率降低。

伪斜小巷断面偏小，产尘量大。

片帮、滑底事故未能充分控制，安全生产受到影响。

破煤方法、支护设备有待进一步改进。

适用条件：

对地质条件适应性较强，一般可用于煤层厚度、倾角有变化及小型地质构造，厚度在2.4m一下，工作面涌水量小于5m³／h，不宜选用伪斜柔性掩护支架采煤法的急斜煤层

52俯伪斜走向长壁采煤法的优缺点及适用条件优点：

工作面沿俯伪斜直线布置，减小煤矸下滑速度，有利于防止冲倒支架和砸伤人员，改善了工作面安全生产条件。

因工作面伪斜直线布置，改善了工作面顶底板受力情况，相对增加了稳定性，出现大面积底推和顶板拉裂的可能性减小。

工作面有效利用率高，为提高单产，改善工作面近煤壁处的通风状况，为采煤机械化的发展提供了技术支持。

分段走向密集除切顶外，主要起挡矸作用，拦截采空区矸石，在工作空间与采空区垮落区之间形成一个自然充填带，使基本顶来压滞后，减缓了基本点来压作用，减少了工作面支柱损耗量及维修工作量。

减少了煤炭自溜过程中因窜入采空区造成的煤炭损失，提高了采区回收率，有利于工作面自然发火的防治。

缺点：

工作面支、回柱工作量大，工人操作不便。

分段密集下方三角区通风条件较差，易于瓦斯积聚。

区段煤柱损失较大。

煤层顶板有淋水时，作业环境较差。

适用条件：

适用于40°—75°，顶板中等稳定，易片帮、采高不超过2m的低瓦斯煤层，或不宜使用伪斜柔性掩护支架采煤法的不稳定的急斜薄及中厚煤层

53伪斜柔性掩护支架采煤法的优缺点优点：

伪斜柔性掩护支架采煤法将工作面倾角变缓，工作面伪斜长度增大，巷道布置和生产系统简单，工作面连续推进时间长，搬迁次数减少，有利于安排和工作面的均衡生产，有利于发展采煤机械化，降低采掘率，同时工作面破煤能自溜运输。

伪斜柔性掩护支护法利用掩护支架把回采工作面空间与采空区隔开，简化复杂繁重的顶板管理工作，减少了繁重的体力劳动，安全可靠性增加，支护材料消耗降低。

掩护支架安装和拆除工作，在空间上能与工作面的正常采煤工作分开，三者可以平行作业，互不影响，采煤工艺简单，可以实现三班连续破煤，单产高，技术经济效果好。

缺点：

掩护支架结构稳定，在下放过程中，对煤层厚度、倾角等产状变化的适应性差。

采煤工艺尚未实现机械化，限制了各项技术经济指标的进一步提高。

在含有夹矸的煤层中使用时无法排除矸石，降低了煤炭质量。

当工作面出现淋水时，劳动条件差，煤炭自留困难。

使用条件：

煤层赋存稳定，倾角和厚度变化小，夹矸层较薄，煤层厚度在1.1—1.8m的急斜煤层

54水平分段综采放顶煤采煤法的优缺点及适用条件优点：

机械化程度高，生产集中，工作面单产高，劳动生产率高，生产成本低。

巷道掘进工作量少，掘进率及巷道维护费用低。

与水平采煤法比较，减少了铺网工序及材料消耗，煤炭损失大幅度减少。

缺点：

较其它急斜煤层采煤法投资大。

对地质条件要求严格。

设备笨重，设备运输、安装较为困难，不能因煤层厚度变化而调整工作面长度。

在未进行灌浆及注水灭火的干燥煤层中使用高位或中位放顶煤支架时，产尘量较大。

适用条件：

煤层倾角大于45°。

煤层厚度大于20m，厚度沿走向范围变化不大。

煤层赋存稳定，无较大落差断开断层存在。

煤层普氏系数f=0.8—2.0。

f>2.0时必须采取爆破强制破煤措施。

55沿仰斜推进仓储采煤法的优缺点及适用条件优点：

采煤工艺简单，工序单一，基本避免了支柱回柱的繁重劳动。

工作面可三班出煤，产量高，效率好。

坑木消耗少，成本降低。

安全条件较好。

缺点：

工作面较短，不易实现机械化，采用仓间留煤柱方式时，巷道掘进率高，采区回收率低。

煤质不易保证。

采煤体位于工作空间上方，容易造成煤体垮落，诱导产生煤与瓦斯突出。

工作面断面小，易产生煤尘飞扬。

适用条件：

顶板岩石坚硬，能暴漏较大面积不垮落，顶板平整稳定。

煤层倾角大于50°。

煤厚1—4.5m。

煤质坚硬，不易自然发火。

瓦斯含量不大。

无淋水

56柱式体系采煤法的优缺点及适用条件优点：

设备投资少。

采掘合一，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，故矸石量少，矸石可在井下处理不外运，有利于环境保护。

当地面要农田水利措施和建筑物时，采用房式采煤法有时可使总的吨煤成本降低。

全员效率高，特别是中小煤矿更为明显。

缺点：

采区采出率低，一般为50℅—60℅，回收煤柱时可提高到70%—75%。

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。

适用条件：

开采深度较浅，一般不宜超过300—500m。

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