矿业工程概论总复习.doc

1、世界上长期应用的五大常规能源？
水力、煤炭、石油、天然气、核裂变能。
2、标准煤：发热值为7000大卡/（29 . 27MJ）的任何能源均可折算1kg标准煤。
3、标准油：发热值为10000大卡/（41 . 8MJ）的任何能源均可折算1kg标准油。
4、一次能源：自然界天然存在，直接开采可以运用的能源。
5、二次能源：由一次能源加工转换成另一种形态的能源产品。
6、能源：能源即能量的来源。可以提供能量和做功的自然资源，称之为能源。

1、简述煤炭的形成过程及成煤条件。
答题要点：、1）煤是古代植物的遗体经成煤作用后转变成的固体可燃矿产。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受的各种作用，称为成煤作用。
成煤作用大体分为两个阶段：第一阶段：泥炭化阶段。在泥炭沼泽、湖泊及浅海岸生长着茂盛的植物，植物不断的繁殖、生长、死亡，其遗体在微生物的参与作用下，不断分解、化合和聚集，结果高等植物形成泥炭，低等植物形成腐泥。第二阶段：煤化作用阶段。随着地壳下沉，已经形成的泥炭或腐泥上面覆盖物越来越厚，泥炭或腐泥通过高温高压作用，压紧失水，碳含量增长，氧、氢、氮含量逐渐减少，通过复杂的物理化学作用，就形成了和褐煤，褐煤再通过高温高压作用，形成烟煤，无烟煤，并进入了变质阶段。
成煤的条件：（1）温暖潮湿利于植物生长和繁育的适宜的气候条件。
（2）植物大量繁殖是成煤的必要条件。
（3）大面积沼泽化的自然地理条件。
（4）地壳运动的良好配合。
2、岩石按成因可分为哪几类及各类含义？简述沉积岩形成过程及特性？
1）岩浆岩：岩浆冷凝而形成的岩石。
2）沉积岩：在地表环境中形成的岩石。
3）变质岩：是由原有的沉积岩、岩浆岩或变质岩在受到高温、高压及化学性活泼的气体或液体的作用，岩石的物理化学性质、结构及构造都发生变化，变成一种新的岩石，称为变质岩。
4）形成过程：
重要由风化和剥蚀岩石的碎屑及可溶物质等，经搬运、沉积、压紧、胶结而形成的岩石。
5）特性：层理、有古生物化石、层面构造（沉积岩层面上有时保存反映沉积时代环境的某些特性，如泥裂。）
3、我国重要成煤期有哪些？
我国在石炭纪、二叠纪、保罗纪和第三纪等地质年代中均有煤层形成。
4、直接顶：位于煤层或伪顶之上具有一定稳定性，随移架或回柱能自行跨落的岩层。
5、基本顶：位于煤层或直接顶之上，通常厚度及岩石强度较大，难以跨落的岩层。
6、单斜构造：在一定范围内，煤（岩）层大体向一个方向倾斜的构造形态，称单斜构造。
7、什么是断层？根据断层上下盆相对移动的方向，可分为几种，说明其含义？
答：断层：断裂面两侧的岩层发生了明显位移的断裂构造称为断层。
根据断层上下盘相对移动的方向，可分为：
v 正断层：上盘相对下降，下盘相对上升。
v 逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降。
v 平推断层：断层两盘沿水平方向移动。
8．根据当前开采技术，我国将煤层按倾角分为几类？
答：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°
9．我国将煤层按煤层厚度分为几类？
答：根据当前开采技术，我国将煤层按厚度分为3类
薄煤层＜13m；中厚煤层 1.3—3.5m；厚煤层＞3.5m。
10、灰分（A）：煤的灰分是煤样在规定条件下完全燃烧后所剩的残留物。
11、发热量(Q)：煤的发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时放出的热量，其单位常用kJ／g或MJ／kg。
12、含矸率：含矸率是指矿井所产煤炭中粒径大十50 mm的矸石质量占所有煤量的百分率。
13、煤田地质勘探阶段及其任务
1）煤田普查：煤田普查可分为找煤和普查勘探。
（1）找煤——为寻找煤炭资源，并对工作地区有无进一步工作价值作出评价而进行的地质调查工作。
（2）普查勘探：为煤炭工业的远景规划和详查提供必要资料而进行的地质工作。
2）矿区详查：在普查的基础上进行。根据国家建设需要和普查结果，选择资源条件好、开发条件有利的矿区进一步查明资源的情况，为矿区总体设计提供依据。
3）井田精查：为煤矿初步设计提供地质资料所进行的详查勘探工作。
4）煤田地质勘探各阶段的重要任务是研究煤矿床的构造、煤层、煤质、水文地质条件、储量及其他开采条件等。
14、煤层底板等高线图：假想用一定间距的水平面切割煤层底面，得出一组走向线，把它们投影到水平面上，所得到的图就是煤层底板等高线图。
15、标高投影：在水平投影图上，在各投影点位置的旁边标注各点的标高数值，叫标高投影。
1、煤田：同一地质时期形成，并大体连续发育的含煤岩系分布区，称为煤田。
2、井田：划归一个矿井开采的部分煤田，称为井田。
3、煤田划分为井田的原则？
(1)井田境界、储量及开采条件与矿井生产能力相适应；
(2)保证井田有合理的尺寸；
(3)充足运用自然条件划分井田；
(4)要解决好相邻矿井之间的关系。
4、人为划分井田境界的方法有哪些？各合用什么条件？
答：(1)垂直划分：相邻矿井以某垂直面为界，沿境界线各留井田边界煤柱。
合用：井田走向两端， a< 8°时 深浅部分界。
(2)水平划分：以一定标高的煤层底板等高线为界，并沿此留边界煤柱。
合用：中倾斜煤层和急倾斜煤层井田上、下边界的划分。
(3)按煤组划分：按煤层(组)间距的大小来划分矿界。
合用：煤层或煤组间间距大、煤层赋存浅的的矿区。
5、能运用储量：在当前煤矿开采技术经济条件下，可运用的煤炭储量。曾称“平衡表内储量”。
6、矿井工业储量：是指在井田范围内，通过地质勘探，煤层厚度和质量均合乎开采规定、地质构造比较清楚，目前即可供运用的可列入平衡表内的储量。
7、可采储量(Zk)：矿井设计的可以采出的储量。
8、什么是矿井井型，我国煤矿井型分为哪几种类型？
答：矿井井型 ：是按矿井设计年生产能力大小划分的矿井类型。
我国将矿井分为大、中、小三种类型，一般分为：
特大型矿井：300、400、500、600万t/a及以上；
大型矿井：120、150、180、240万t/a；
中型矿井：45、60、90万t/a；
小型矿井：30万t/a以下。
9、影响井型选择的因素有哪些？
1）国家需煤情况。——前题
2）地质条件及开采技术：——关键
3）辅助环节能力：－ 配套
4）储量 ¾ 基础
5）安全 － 保证。
6）经济条件：吨煤成本最低 ，经济是目的
10、阶段：在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高将煤层划分为若干平行于走向的长条形，每一个长条形叫一个阶段。
11、开采水平（简称水平）：布置有井底车场、重要阶段运送大巷，并担负全阶段运送任务的水平。
12、采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为具有独立生产系统的块，每一块叫一个采区。
13、区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。
14、分带：沿煤层走向把阶段划分为若干倾斜长条，每一个长条叫一个分带。
15、石门：无直接地面出口，于煤层走向垂直或斜交的水平岩石巷道。
16、简述矿井巷道按其作用和服务范围分为哪几类？说明各类巷道的含义并举例说明。
答：①开拓巷道：为全矿井、阶段、多个采区服务的巷道，如井底车场、阶段运送石门、运送大巷。②准备巷道：为一个采区或多个采区服务的巷道，如采区运送石门、采区上下山、采区车场。③回采巷道：仅为一个采区工作面服务的巷道，如开切眼、区段运送（回风）巷等。
17、井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。
18井田开拓方式：开拓巷道在井田内的总体布置方式。
19、井田开拓方式按井筒（硐）形式分几种？
答：立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓
20、图2-11。并回答与该矿井有关的下列问题
1）井田开拓方式；（0.5分）2）阶段内的划分；（0.5分）3）开采水平数目；（0.5分）4）写出各标号的井巷名称；（9分）5）用标号和短线写出矿井的运煤、运料及通风系统。（如运煤系统：8—10—12—13--……）（3分）
答：1）立井多水平上山式开拓；2）阶段内划分采区；3）2开采水平数目；4）井巷名称：1、主井；2、副井；3、井底车场；4、阶段运送石门；5、阶段运送大巷；6、采区运送石门； 7、采区回风石门；8、阶段回风大巷；9、风井；10、采区运送上山；11、采区轨道上山；12、采区下部车场；13、采区变电所；14、采区绞车房；15、采区上部车场；16、16`、采区中部车场；17、区段运送平巷；18、18`区段回风平巷；19、采煤工作面；20、开切眼；21、采区煤仓；22、联络巷。
5）生产系统
（1）运煤系统：采煤工作面的煤－17－10－21－5－4－3－１－提高到地面。
（2）通风系统：新鲜风流从地面－2－3－4－5－6－12－11－16－18’-22－17－19-18－7－8－９－排到地而。
（3）运材系统：运送材料－2－3－4－5－6－12－11－15－18－19
21、图2-12。并回答与该矿井有关的下列问题
1）井田开拓方式；（0.5分）2）阶段内的划分；（0.5分）3）开采水平数目；（0.5分）4）写出各标号的井巷名称；（9分）5）用标号和短线写出矿井的运煤、运料及通风系统。（如运煤系统：8—10—12—13--……）（3分）

答：1）立井单水平上下山开拓；2）阶段内划分分带；3）单水平数；4）写出各标号的井巷名称；5）生产系统
（1）运煤系统：
采煤工作面9的煤－7－10－4－3－1提高到地面。
（２）通风系统：
新风流自地面一2－3－4－12－7－9采煤工作而；
污风流自9－８－6－5－１－地面；
22、图2-13。并回答与该矿井有关的下列问题
1）井田开拓方式；（0.5分）2）阶段内的划分；（0.5分）3）开采水平数目；（0.5分）4）写出各标号的井巷名称；（9分）5）用标号和短线写出矿井的运煤、运料及通风系统。（如运煤系统：8—10—12—13--……）（3分）
答：1）斜井多水平上山式开拓；2）阶段内划分采区；3）2开采水平数目；4）写出各标号的井巷名称：１、主井；2、副井；3、井底车场；4、阶段运送大巷；5、采区运送石门；6、采回风石门；7、风井；8、运送采上山；9、 采区轨道上山；10、采区上部车场；11、采区中部车场；12、采区变电所；13、采区煤仓；14、采区绞车房；15、区段运送平巷；16、采煤工作面；17、区段回风平巷； 18、开切眼；19、联络巷：20、20‘、区段回风平巷；21、井底煤仓
5）生产系统
1）运煤系统：采煤工作面16－15－8－13－5－4－21－1－地面。
2）通风系统；新鲜风流自地面经副井2－3－4－5－9－11－20－19－15－16；污风自16－17－6－7－地面。
3）材料及排矸系统：材料和设备由副井2－3－4－5－9－10－l7－l6采煤工作面。
采煤工作面回收的物料及掘进工作面的矸石沿与材料运送方向相反的线路运到地面。

23、提高设备对井筒角度的规定
答：斜井提高方式不同，对倾角的规定不同，当采用串车提高时，不宜大于25 度；箕斗提高时不大于 25~35 度；胶带提高时不大于 17 度；无极绳提高时不大于 10 度。
24、按平硐与煤层的相对位置分，平硐布置方式。
答：走向平硐；垂直平硐；斜交平硐；
25、综合开拓方式：主副井采用不同的井筒（硐）形式进行开拓的方式。
第三章井巷掘进
1、选择井巷断面的形状重要考虑的因素。
答：1）井巷所处围岩的物理力学性质、矿山压力大小及作用方向；
2）井巷服务年限和用途；
3）支护方式及支护材料及施工技术及装备。
2、岩石巷道(简称岩巷):在掘进断面中，岩石面积占所有或绝大部分(—般大于4/5)的巷道。
3、煤层巷道: 在掘进断面中，煤层面积占所有或绝大部分(—般大于4/5)的巷道。
4、半煤岩巷道: 在掘进断面中，煤（岩）层面积占1/5-4/5的巷道。
5、岩巷的掘进工艺涉及破岩、装岩、运岩及支护等重要工序；辅助工序有通风、铺设轨道、挖水沟、敷设管线等。
6、巷道掘进中炮眼类型有几种？其位置和作用如何？
答：1）掏槽眼，
位置：掘进断面中央
作用：先行起爆，导致第二个自由面。
形式：楔形或锥形布置。
2）辅助眼，如图3—3中的2所示
位置：构槽眼外侧
作用：是爆破重要岩石并扩大自由面。
3）周边眼：如图3—3中的3、 4所示
位置：在巷道断而上部的为顶眼，两帮的为帮
眼，在巷道断面下部的为底眼，
作用：爆破周边的岩石，保证巷道所需的规格。
7、简述锚杆支护的作用原理，及优缺陷。
答：1）作用原理：（1）悬吊作用；（2） 组合梁作用；（3）组合拱作用。
2）优缺陷
优点：支护工艺简朴、支护效果好、材料消耗和支护成本低、运送和施工方便。
缺陷：不能防止围岩风化。
8、简述巷道掘进时局部通风机如何安装？
局部通风机安装在巷道进风侧，距掘进巷道口不得小于10 m，风筒末端距工作而的距离不得超过5m。

1、准备方式：准备巷道的布置方式称为准备方式。
2、走向长壁采煤法：采煤工作面沿煤层倾向布置，沿走向推动，这种采煤方法称为走向长壁采煤法。
3、巷道布置如图4—1所示，说明图中各巷硐名称，并用标号和短线写出矿井的运煤，运料及通风系统？
答：1——采区运送石门；2——采区回风石门；3——采区下部车场；4——轨道上山；5——运送上山；6——上部车场；7，7`——中部车场；8，8`，10——区段回风平巷；9，9`——区段运送平巷；11——联络巷；12——采区煤仓；13——采区变电所；14——绞车房；
其运煤路线为：工作面运出的煤炭 ——区段运送平巷9——运送上山5——采区煤仓上12——采区运送石门1—装车外运。
采煤工作面物料—采区运送石门1—采区下部车场3—轨道上山4—采区上部车场 6—采区回风平巷10—采煤工作面。
新风——采区运送石门1——采区下部车场3——轨道上山4——采区中部车场7——区段回风平巷8——联络眼11——区段运送平巷9——采煤工作面——污风——区段回风平巷10——采区回风石门2排出采区。

4、巷道布置如图4—2所示，说明图中各巷硐名称，并用标号和短线写出矿井的运煤，运料及通风系统？
答：1、运送大巷；2、采区石门；3、运送上山；4、轨道上山；5、上层煤区段运送平巷；6、上层煤区段回风平巷；7、下层煤区段运送平巷；8、下层煤区段回风平巷；9，9`、区段石门；10、溜煤眼；11、采区下部车场；12、采区煤仓；13、绞车房；14、采区变电所；15、采区风井。
采区生产系统
1）运煤系统
上层煤：5－10－3－12－1 －大巷装车外运。
下层煤：7－3－12－1 －大巷装车外运。
2）通风系统
上层煤：新风由1－2－11－4－9`－6`－5 －采煤工作面－ 6－9－15
下层煤：新风由采区上山进入到工作面平巷，污风由工作面回风平巷到采区风井排出。
3）运料排矸系统
材料设备由1－2－11－4－9－6到达工作面。下煤层所需材料设备，由巷道8送到工作面。
5、倾斜长壁采煤法 ¾ 回采工作面沿煤层走向布置,沿倾斜（仰斜或俯斜）推动采煤。
6、仰斜开采：工作面沿倾斜方向由下向上推动，称为仰斜开采。
7、俯斜开采：工作面沿倾斜方向由上向下推动，称为俯斜开采。
8、倾斜长壁采煤法的优缺陷及合用条件
答：倾斜长壁采煤法的优点
1）巷道布置简朴，巷道掘进和维护费用低，准备时间短、投产快。
2）运送系统简朴，占用设备少，运送费用低。
3）回采巷道沿煤掘进，易固定方向，采面可等长布置，有助于综合机械化采煤。
4）通风线路短，通风构筑物少，漏风少，通风效果好。
5）对某些地质条件适应性强。
6）技术经济效果好。
倾斜长壁采煤法的缺陷
1）长距离倾斜巷道，掘进及辅运和行人困难；
2）当前采掘运机械设备不完全适应倾斜长壁的规定；
3）大巷装车点多，相邻分带之间的大巷运送干扰较大；
4）污风下行 — 注意监测。
倾斜长壁采煤法的合用条件
1）倾斜长壁采煤法一般应用于煤层倾角小于12°的煤层。
2）当对采煤工作面设备采用较有效的技术措施之后，倾斜长壁采煤法可合用在12°～17°的煤层。
3）对于倾斜或斜交断层比较发育的煤层，在能大体划提成比较规则的带区情况下，可采用倾斜长壁采煤法或伪斜长壁采煤法。
9、何谓采出率？国家规定的采区采出率、工作面采出率如何？
采出率是指工业储量中，设计或实际采出的那一部分储量，约占工业储量的比例．以百分数表达。
煤层 国家规定的采区采出率
厚煤层 ≮0.75
中厚煤层 ≮0.80
薄煤层 ≮0.85
工作面采出率
煤层 国家规定的工作面采出率
厚煤层 ≮0.93
中厚煤层 ≮0.95
薄煤层 ≮0.97

1、采煤工艺：采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间、空间上的互相配合称为采煤工艺。
2、采煤方法： 采煤方法是指采煤工艺和回采巷道布置及其在时间、空间上的互相配合。
3、简述按工作面重要工序方法和设备不同长壁工作面采煤工艺分为哪几种类型？各类型的含义是什么？
答：分类：炮采、普采、综采。
含义：①煤破采煤工艺：在长壁工作面用煤破方法破煤和装煤、人工装煤、输送机运煤和单体支护顶板的采煤工艺。②普通机械化采煤工艺：在长壁工作面是用机械方法破煤和装煤，输送机运煤和单体支柱支护的采煤工艺。③综合机械化采煤工艺：在长壁工作面是用机械方法破煤和装煤，输送机运煤和液压支架支护顶板的采煤工艺。
4、钻眼爆破参数。
答：涉及炮眼排列、角度、深度、装药量、一次起爆的炮眼数量及爆破的顺序等。
5、控顶距：采煤工作面煤壁至末排支柱顶梁后端的距离，或至放顶柱之间的距离。
6、简述炮采工作面常用运送设备及合用的角度？
炮采面在煤层倾角20°以下，可采用可弯曲刮板输送机，倾角大于20°采用搪瓷溜槽，大于25°采用铁溜槽或沿底板自溜运煤。
7、采煤机割煤方式：割煤与其他工序的配合方式。
8、普采工作面采煤机在工作面的割煤方式重要有几种。
答：双向割煤，往返一次进一刀；双向剖煤，往返一次进两刀；单向割煤，往返一次进一刀等几种。
9、简述普采工作面单滚筒采煤机端部割三角煤斜切进刀工艺过程。
(1)采煤机割煤至端头后，调换滚筒位置，滚筒上升，返向沿输送机弯曲段沿煤层顶板割入煤壁．直至完全进入直线段；
(2)采煤机停止运营，等工作面进刀段推输送机及端头作业完毕，返向沿煤层顶板割三角煤直至工作面下端部；
(3)调换滚筒位置，滚筒下降，上行正式割煤，至斜切进刀终点位置时，滚筒沿顶板割煤。
10、简述自移式液压支架类型及合用条件？
支撑式，合用：对直接顶完整、基本顶来压强烈的坚硬顶板。
掩护式，合用：直接顶破碎而基本顶来压不明显的条件下使用。
支撑掩护式，合用：直接顶破碎又有基本顶来压的采煤工作面。
11、简述双滚筒采煤机端部割三角煤斜切式进刀工艺过程。
(1)采煤机割煤至端头后．调换滚筒位置，前滚筒下降，后滚筒上升，返向沿输送机弯曲段割入煤壁，直至完全进入直线段；
(2)采煤机停止运营，等工作面进刀段推输送机及端头作业完毕，调换滚筒位置，前滚筒上升，后滚筒下降，返向割三角煤至端头；
(3)调换滚筒位置，前滚筒下降，后滚筒上升，清理进刀段浮煤，并开始正常割煤。
1、矿井瓦斯是指井下以甲烷为主的各种气体的总称。
2、矿井瓦斯的涌出形式
1）普通涌出：是指由采动影响的煤、岩层以及由采落的煤、矸石向井下空间均匀地放出瓦斯的现象，又称“瓦斯涌出”。
2）异常涌出
（1）瓦斯喷出：是指从煤体或岩体裂隙中大量瓦斯异常涌出的现象，简称“喷出”。
（2）煤（岩）与瓦斯突出：是指在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内忽然向采掘空间抛出的异常动力现象，简称“突出”。
3、矿井绝对瓦斯涌出量是指矿井在单位时间内涌出的瓦斯量。单位是m3/min或m3/d 。
4、矿井相对瓦斯涌出量：是指矿井平均每采1t煤所涌出的瓦斯量。单位是m3／t。
5、矿井瓦斯等级根据矿井相对涌出量和涌出形式划分为：
1）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量不大于10m3/t的矿井；
2）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t的矿井；
3）煤（岩）与瓦斯突出矿井：经鉴定，在采掘过程中发生过煤（岩）与瓦斯突出的矿井。
6、简述瓦斯爆炸的必要条件：
①一定的瓦斯浓度；
甲烷爆炸界线为5％~16％（9.1％~9.5％时爆炸最剧烈)。
②具有高温热源；
点燃瓦斯的最低温度一般为（650~750 ℃以上） 。
③足够的氧气。O2>12%
7、瓦斯爆炸防治措施
（1）防止瓦斯积聚措施
v 加强通风；
v 及时解决局部积存瓦斯；
v 瓦斯抽放；
v 加强瓦斯检查，并推广建立瓦斯自动检测监控系统。
(2)防止瓦斯引燃措施
①严禁井下吸烟和明火；
②严禁穿化纤衣服入井；
③井下的火区必须严加管理；
④按《规程》的规定，加强放炮工作管理；
⑤按《规程》的规定，加强机电设备选型和管理；
⑥防止机械摩擦火花和摩擦发热引燃瓦斯。
(3)限制瓦斯爆炸范围扩大措施
①实行分区通风，各水平、各采区和各工作面都应有独立的进、回风系统。
②通风系统力求简朴，不用的巷道要及时封闭。
③装有通风机的井口，必须设立防爆门，
④矿井重要通风机必须装有反风设备，要能在10min内改变巷道中的风流方向。
⑤在连接矿井两翼、相邻采区、相邻煤层之间的巷道中，设立岩粉棚或水槽棚,以防止瓦斯爆炸火焰的传播和煤尘参与爆炸。
⑥编制周密的防止和解决灾害计划。
8、矿井粉尘：矿井生产过程中产生的固体物质细微颗粒的总称。简称矿尘
9、简述煤尘爆炸产生的必要条件
1)煤尘自身具有爆炸性
2)煤尘必须悬浮在空气中并达成一定浓度
3)具有高温热源
4)足够的氧气。O2>17%
10、简述形成自燃火灾的必要条件
①具有自燃倾向性的煤呈破碎状态存在；
②连续供氧；
③氧化生成的热量易于积聚。
11、简述井下防治水重要综合措施。
采用探、放、隔、截、堵等综合措施。
12、简述我国煤矿在掘进工作面的综合防尘措施。
答题要点：目前我国矿井综合防尘措施大体涉及：减尘、降尘、除尘和阻尘4个方面。具体为（1）湿式打眼
（2）放炮前后洒水
（3）通风除尘
（4）加强个人防护