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采矿学

一、简答题 (40分)

1、矿井生产能力、服务年限和矿井储量之间关系如何？ (6分)

2、采场、采煤工作面和区段有何区别？ (6分)

3、柱式开采体系与壁式开采体系相比其主要特点是什么？ (6分)

4、煤田划分为井田时应遵循什么原则？ (6分)

5、说明道岔符号DK615-4-12中各符号的含义。 (5分)

6、布置在底板岩石中的采区上下山与区段运输平巷

之间的联系方式有哪几种？ (3分)

7、综采面液压支架移架方式一般有哪三种？ (3分)

8、何为“沿空掘巷”，其理论依据是什么？ (5分)

二、论述题 (60分)

1、分析放顶煤采煤法的优点、存在问题及适用条件? (10分)

2、分析上、下山开采的优劣及其适用条件。 (10分)

3、大巷运输方式主要有那两种？试分析其优劣及适用条件。 (10分)

4、何谓方案比较法？其内容及步骤如何？ (15分)

5、浅谈当前我国煤矿巷道布置改革及发展趋势。 (15分)

三、计算题 (20分)

1、某机采工作面开采煤层厚 3.6m，工作面斜长 200m，采用“三八”

作业制，“两采一准”，每班 3 刀煤，采煤机滚筒截深 0.8m，煤的容重
3 ，试计算采煤工作面年产量。 (10 分)
1.35t/m

2 、某上山采区采用煤层上山，共分五个区段, 每个区段斜长 L公里,

每区段运出煤量 a 吨, 上山运输单价为 C 元/(t·km)，求采完本采区时上

山的总运费 Y 为多少元? (10 分)
四、作图题 (30分)

1、采区下部车场根据装车站地点的不同，可分为哪三种类型？ (10分)

2、绘图说明单体工作面“见四回一”顶板管理方式的最大控顶距和最

小控顶距剖面图。 (10分)

3、绘图说明阶段运输大巷布置方式有哪几种？ (10分)

1矿井开拓方式按井筒形式分（1）立井开拓（2）斜井开拓3）平硐开拓（4）综合开拓按阶段内布置方式⑸多井筒分区域开拓
2矿井生产系统⑴运煤系统：工作面破落下的煤→区段运输巷→采区运输上山→采区煤仓→采区下部车场装车→开采水平大巷→主要运输石门→井底车场→主井→地面⑵通风系统新风从地面经副井→井底车场→主要运输石门→运输大巷→采区下部材料车场→采区轨道上山→中部车场→区段运输巷→采煤工作面→污风经区段回风巷→采区回风石门→回风大巷→回风石门→风井排出⑶运料：矿车由副井下到井底车场→主要石门→运输大巷→采区运输石门→采区下部材料车场→采区轨道上山→区段回风平巷→采煤工作面
3综采工作面得进刀方式⑴直接推入法进刀方式⑵端部斜切进刀 ①不留三角煤端部斜切进刀（割三角煤端部斜切进刀）②留三角煤端部斜切进刀⑶中部斜切进刀
4综采工作面双滚筒采煤机得割煤方式⑴往返一次割二刀（穿梭割煤）⑵往返一次割一刀即单向割煤
5单滚筒采煤机斜切进刀割三角煤进刀方式⑴直接推入⑵∞字形割煤自行进刀⑶斜切进刀
6综采工作面得移架方式①单架依次顺序式②分组交错式③成组整体顺序式
7综采工作面割煤后，按移架与推移输送机的关系分两种：及时支护和滞后支护
8采区上（下）山至少布置两条的作用一条运输上山，一条轨道上山，一般作通风用，也可兼作行人和辅助提升用。多沿煤层布置，以便减少掘进费用，并起到探清煤层情况的作用。
9走向长壁工作面按其推进方向分类：后退式，前进式，往复式，旋转式
10盘区布置的分类上山盘区 下山盘区 石门盘区（石门作为盘区的主要运输巷道）
11三类巷道的概念①开拓巷道：为一个矿井一个水平或若干采区服务的巷道，如，井筒、井底车场、主要石门、运输大巷、回风大巷、主要风井从地面到采区的通路，这些通路在较长时间内位全矿井或阶段服务一般在10-30年以上②为一个采区或数个区段服务的巷道，如采区上下山、采区车场、采区硐室 在采区范围内从已开拓好的开拓航道起到区段的同路。这些通路在一定时期内为全矿区服务一般在3-5年以上③仅为采煤工作面生产服务的巷道，如 区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼服务年限在0.5-1年左右
12阶段内的再划分方式⑴采区式⑵分段式⑶带区式
13采取上下山与主要上下山的区别：⑴采取上下山服务于一个采区的倾斜巷道；主要上下山服务于一个开采水平的倾斜航道。⑵采取上下山的上山用于开采其开采水平以上的煤层，下山用于开采其下的煤层。运输上下山，轨道上下山，通风行人上下山。上下山可布置在煤层或岩层中；主要上下山主要适用于阶段内采用分段式划分的条件，同样可用于运输上下山和主要轨道上下山。
14阶段与水平的关系：阶段表示井田的一部分范围，水平是布置大巷的某一标高水平面
15普采与综采的区别普采特点是用采煤机同时完成落煤与装煤的工序，而运煤、顶板支护和采空区处理与炮采相同；综采是破、装、运、支、处五个生产工序全部实现机械化，目前最先进的采煤工艺
16放顶煤开采厚煤层中沿煤层底部布置一个采高2-3m的长壁工作面，用常规方法进行回采，利用矿山压力的作用或辅以人工松动的方法，使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方（或上方）放出，并经由刮板输送机运出工作面
17采煤方法含义：采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间空间上的相互配合与影响制约。
18采煤工艺包含的工序：破 装 运 支 处
19采区与盘区的主要不同点：①采区：我国大多采用采区式准备，即在阶段内沿走向划分成若干生产系统相互独立采区，倾角在12度以下的煤层也可不划分采区，采用在大巷两侧直接布置工作面的带区式准备②盘区;上山盘区准备方式与上山采区准备方式基本相同。由于倾角较小，上山与区段巷道一般用倾斜或垂直巷道联系。石门盘区准备方式与上山采区准备方式基本相同。由于倾角较小，上山与区段巷道一般倾斜或垂直巷道联系。石门盘区准备方式的主要特点是倾角很小时，可以将盘区运输上山改为盘区运输石门，机车直接进入盘区石门进行装车，取消上山胶带运煤的运输环节，简化生产系统
20⑴煤田：在地质历史发展过程中，同一地质时期形成斌大致连续发育的含煤岩系⑵井田：划分给一个矿井开采的那一部分煤田⑶矿区;统一规划和开发的煤田或其一部分⑷采煤工作面：在采场内进行回采的煤壁⑸采煤工艺：在采煤工作面内按照一定的顺序完成各项工序的方法及其配合⑹采区：井田划分为阶段后，在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干具有独立生产系统的块段即采区
21普采工作面的支架布置，按悬壁顶梁与支架的关系分为正悬臂与倒悬壁两种。正悬臂支架悬臂的长段在立柱的煤壁侧有利于支护机道上方顶板；短段在立柱的采空测，故顶梁不易被折损。倒悬壁支架则相反，长段伸向采空区，立柱不易被碎干石埋住，但易损坏顶梁。
22单一走向长壁采煤法：整层开采，用垮落法进行采空区处理，将采（盘）区划分为区段，在区段内布置回采巷道（区段平巷、开切眼），采煤工作面呈倾斜布置，沿走向推进，上下回采巷道基本上是水平的，且与上下山采（盘）相联。
23倾斜长壁采煤法：首先将阶段划分为带区及分带，在分带内布置回采巷道（分带斜巷、开切眼）,采煤工作面呈水平布置，沿倾斜推进，两侧回采巷道是倾斜的，并通过联络巷直接与大巷相连
与走向长壁采煤法相比特点：主要是采煤工作面布置及回采方向不同，并且取消了采（盘）区上下山巷道。
24上山开采与下山开采的优缺点①上山开采时，煤向下运输，上山运输能力大，输送机的铺设长度较长，倾角较大时还可采用自溜运输，运费低，但从全矿看，它有折返运输；下山开才时，向上运输，无折返运输，总的运输工作量较少。②上山开采时，井下涌水可直接流入井底水仓，排水系统简单；下山开采时，各采区要解决采区的排水问题。③下山掘进的装载、运输、排水等复杂，掘金速度慢、效率较低、成本高；上山则方便的多④上山开采时新鲜风流由进风上山进去采区，污风经回风上山流入回风道，新与污风均向上流动，沿倾斜方向的风路较短；下山开采新风由进风下山进入采区，污风经回风下山到回风道，风流在进风下山和回风下山内方向相反，采区范围内沿倾斜方向的风路长，在通风最困难时，约比上山采区长一倍。总：下山开采的优点主要是充分利用原有开采水平的井巷和设施，，节省开拓工程量和基建投资，可延长水平服务年限，推迟矿井下一水平延深的期限；上山开采在生产技术上较优越。
适用条件:上山开采：1开采薄或中厚煤层的单一煤层采区，采区服务年限短；2开采只有两个分层的单一煤层采区，煤层顶底板岩层比较稳固，煤质在中硬以上，上山不难维护，3煤层群联合准备的采区，下部有维护条件较好的薄及中厚煤层4为部分煤层服务的，维护期限不长的专用于通风或运煤的上山。下山开采：1对倾角小于16度的缓斜煤层，瓦斯及水的涌出量不太大，前述下山开采的缺点并不严重，而其节约工程量的优点则较突出。2当井田深部受自然条件限制，储量不多，深部境界不一，设置开采水平有困难或不经济时，可在最终水平以下设一部分下山采区。3一些多水平开采的矿井，由于开采强度大，井田走向长度短，水平接替紧张，原有生产水平保证不了矿井产量时，可在街坊邻里中央部分布置一个或几个下山采区，安排一部分生产任务，同时通过采区下山掘一部分下开采水平的大巷，车场及硐室，以加快下水平的开拓延深。
25开采水平大巷的布置方式⑴分煤层大巷和主要石门（主要溜井）⑵集中大巷和采区石门⑶分组集中大巷和主要石门⑷几种布置方式的应用
26计算矿井服务年限的方法，为什么要考虑储量备用系数？
答：如果不考虑储量备用系数
⑴矿井建设投产后迅速突破设计能力，提高了年产量
⑵矿井投产后发现许多小于25m的小断层，增加了断层煤柱的损失
⑶有的矿井煤层经井巷揭露，可采储量减少
⑷投产初期缺乏开采经验，采出率达不到规定值，增加煤损失。
综上，实际产量增加，矿井和水平的可采储量减少，矿井第一水平的服务年限缩短，投产不久，就要延深，对于矿井生产也不经济。
27为什么采煤工作面上下山平巷要超前支护？加强支护的范围一般不小于多少米？
28为什么目前建立的矿井多为大型矿井？
大型矿井装备水平高，基建工程量大，基本建设投资大，矿井服务年限长，生产量多，收益大。
29为什么走向长壁采煤法是主流？应用广泛，主要适用于顶板易于跨落的缓斜、倾斜薄及中厚煤层。相比过去的方法效率高，产量高，大大克服难以开产的环境浪费煤的现象。
30井筒位置选择时考虑的因素：⑴井筒的形式、用途⑵对井下开采合理⑶对掘进于维护有利的井筒位置⑷便于布置地面广场地⑸风井布置及矿井通风系统
31井型大小的划分⑴特大型矿井生产能力3百万吨∕年以上⑵大型矿井1.2百万吨∕年1，5百万吨∕年1.8百万吨∕年2.4百万吨∕年⑶中型矿井45万吨∕年60万吨∕年90万吨∕年⑷小型矿井9万吨∕年15万吨∕年21万吨∕年30吨∕年
按工作面的推进方向来区分，采煤时推进是上山时为仰采，向下山推进时为俯采。

走向长壁采煤仰采和俯采优缺点；

1、顶板及煤壁管理方面：若顶板破碎，或采高较大，仰采容易发生冒顶和片帮事故。
2、老塘管理：俯采老塘侧容易向工作面滚矸（单体柱工作面）
3、瓦斯管理方面：仰采的采空区瓦斯容易进入工作面，加大风量应能解决。
4、采煤设备方面：综采时，俯采拉架容易，但采煤机易紧贴煤壁，阻力大，对齿轨的损坏较严重，滚筒装煤效果差，我过去在综采干过，采取的措施是加高采煤机煤壁侧的机腿、单向割煤等。
5、放顶煤的顶煤回收：仰采时顶煤易滑入老塘，降低回收率。俯采容易窜矸增加含矸率。
6、排水方面：仰采时，工作面水自流至老塘，若涌水量不大，随着工作面的推进，始终看不到水流出来，但涌水量大时就需要每隔一定距离设一个水窝机械排水。俯采就不存在这个问题。因此预计有水的工作面应布置成伪俯斜。俯采就不存在这个问题，但俯采必须注意，有水的工作面应布置成伪俯斜，也就是说，工作面一段高、一端低，便于水自流至顺槽，否则水集中在煤壁侧流不出来，在刮板机底槽内来回翻滚，弄得工作面稀泥胡茬。