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1、精品中国矿业大学采矿学辅修试题及答案整理中国矿业大学采矿学辅修试题及答案整理2、放顶煤采煤法分类及顶煤冒放性的影响因素一、按厚煤层赋存条件和采放次数分类1、一次采全高放顶煤采煤法2、 预采顶分层顶网下放顶煤3、倾斜分层放顶煤4、预采中分层放顶煤二、按采煤工艺分：炮采放顶煤开采普采放顶煤开采综采放顶煤开采 概括起来，影响顶煤冒放性的内部主要因素有开采深度、煤层的厚度和强度、煤层的夹矸层数和厚度、顶煤中节理裂隙的发育程度、直接顶岩性及厚度、基本顶岩性及厚度等煤层的硬度系数；煤层赋存深度；顶煤节理裂隙发育程度；夹石层指标；随采随冒直接顶对采空区充填程度；基本顶级别；采放高度比。3、采煤方法发展方向采

2、煤方法的发展：安全、高效、绿色是主要发展方向。1对近水平、缓倾斜、中斜煤层长壁式开采，关键是不断改善采煤工艺，出路在于提高机械化水平2走向长壁采煤法技术简单、应用成熟，具有广泛适应性，是开采缓倾斜、中斜煤层的主要方法3近水平、缓倾斜和中斜厚煤层在我国煤矿生产中占有比重大，合理开采这类煤层可以应用不同途径4薄煤层工作面作业困难、复杂、安全性低，应提高机械自动化水平5急倾斜煤层产量比重不大，但分布较广6充填法是解决“三下（建筑物下、铁路下、水体下）”问题的根本途径7利用连续采煤机为长壁综采工作面掘进回采巷道，形成房柱式与长壁工作面配合的采煤法，是充分发挥两者优势，高产高效的途径8我国东部矿区面临深

3、矿井和难开采煤层开采的问题，研究这类条件下的采煤工艺、矿压控制技术、热害治理技术及与之适应的装备、回采巷道布置等是采煤方法发展的重要分支4、准备方式改革及发展一、准备方式多样化主要采用采区式、盘区式和带区式准备，其产量比重分别约占65%、20%、15%，采区式仍然是我国煤矿主要的准备方式。盘区式准备呈下降趋势，带区式准备发展潜力仍很大。二、采区、盘区和带区大型化大型化的含义包括采区、盘区和带区尺寸增大，相应的储量增多，生产能力增大等几个方面。随着采用新设备、新工艺和机械化程度的不断提高，生产更加集中，采煤工作面长度、采煤工作面连续推进长度、采区走向长度逐渐加大，采煤工作面单产水平和采区生产能力

4、不断得到提高。三、高产高效集中化提高工作面单产，减少同时生产的工作面数目，将会带来进一步简化采区、盘区和带区的巷道布置及生产系统，减少矿井内同时生产的采区、盘区和带区数目，最终实现全矿井的安全高效生产是准备方式今后发展的重要方向。四、单层化和全煤巷化5、影响采区走向长度的因素采区走向长度 = 采面连续推进长度 + 采区间煤柱尺寸（一）地质因素 断层、倾角和厚度变化大处、变薄带处 “三下”压煤、必须留煤柱处，采区以此为界； 煤层顶底板岩性 松软 支护、维护困难; 煤的自燃期长短 区段一翼较短。 （二）技术因素 区段巷道的掘进、维护、运输、供电等因素（三）经济因素 经济合理的采区走向长度 ，经济上

5、合理 吨煤费用最低6、分析立井、斜井、平硐开拓的特点平硐的优点： （1） 运输环节少，设备少； （2） 地面工业场地建筑和设施简单； （3） 不需留工业场地煤柱； （4）不设井底车场，水自流，无水仓； （5） 施工条件好，掘进速度快。平硐的缺点：受地形及埋藏条件限制。（只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求时，都应采用平硐开拓。）平硐适用条件：平硐标高以上有足够储量的山岭地带。最简单的开拓方式，技术上和经济上最有利。 斜井的优点（1）井筒施工简单；（2）地面装备简单 （3）井底车场装备简单; （4）

6、延深容易，对生产的干扰小；（5）胶带机的主斜井能力大, 且不受长度限制 （6）初期投资少. 斜井的缺点（1）井身长，绞车提升能力受限制；（2）通过井筒的通风、动力供应、排水等生产经营费高； （3）井筒维护工程量大； （4）对地质条件适应性差。斜井适用条件 （1）适应大中小矿井； （2）煤层埋藏浅 ；（3）表土层不厚，水文地质条件简单，不需特殊施工法施工的缓斜和倾斜煤层。（4）胶带机可长；串车提升不宜超过三段。 立井的优点 （1）、井身短；（2）、提升速度快，机械化程度高，对辅助提升有利，对深井开采有利； （3）、井筒断面大，提升，排水、动力供应等生产经营费低； （4）、井筒易维护； （5）、对

7、地质条件适应性强。立井的缺点（1）井筒施工复杂，需较高技术、较多设备、速度慢；（2）井筒装备复杂，基建投资大； （3）井筒延深困难。 立井的适用条件（1）煤层埋藏深、表土厚或水文条件复杂，井筒需特殊施工（2）多水平开采的急斜煤层（3）凡不适合斜井、平硐及综合开拓方式时，均可采用立井开拓。7、井田开拓特征、参数及发展开拓方式的井田特征我国近水平煤层,缓(斜)煤层的矿井,其能力,数量比重分别占79.5%,和69.1%.各种开拓方式均获得广泛应用.但在表土层,矿井平均开采深度等方面具有明显差别.立井开拓矿井,在不同井型条件下,其表土层厚度,平均开采深度均相应明显大于其它几种开拓方式,表明立井开拓具有

8、很强的适应性井田开拓方式的主要技术参数有井田类型，井硐形式、层位和方向，井硐布置与组合方式，开采水平数目及上下山开采布置等。矿井生产能力、井硐形式、开采水平设置及水平垂高、开采水平大巷布置我国煤矿井田开拓的发展方向1.生产集中化 2.矿井大型化 3.运输连续化8、采煤工艺的选择在我国煤矿中，国有重点煤矿以综采为主，地方国营煤矿以普采和炮采为主。而乡镇煤矿则以炮采为主。对于具体矿井或矿井中具体块段的采煤工艺选择，应根据地质条件、煤层赋存条件、资源条件、开采技术条件、可能得设备投入和开采效果等因素，经技术和经济综合比较后确定。炮采，优点是对各种地质条件适应性强，技术容易掌握，管理简单，对回收边角煤

9、、断层密集切割带内开采、煤层倾角或厚度剧变带内开采、不稳定煤层开采及小规模开采等的运用效率高。缺点是机械化水平低，人工劳动强度大，作业环境和安全条件差，效率低。普采，即普通机械化采煤工艺，是用机械方法破煤和装煤、输送机运煤、单体支柱支护顶板的采煤工艺。其支护和处理采空区仍由人工完成。与综采相比，普采投入设备少，对地质变化适应性强工作面搬迁容易；与炮采相比，效率高，且生产安全。普采对推进距离短、形状不规则、小断层和褶曲较发育的工作面运用较好。综采是我国煤矿跟踪和赶超世界先进水平的主要发展方向，综采机械化程度和单产高，可以使矿井生产高度集中，使工作面产量及劳动生产率大为提高，材料消耗和生产成本明显

10、降低，工作面顶板事故得到最大程度的防治，有利于安全生产，是发展我国煤炭工业的主要技术途径。综采优势的发挥有赖于全矿井良好的生产系统，较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。尽管综采设备投资高，但安全、高产、高效生产将会带来巨大的效益。因此有条件时应优先选用综合机械化开采。9、矿床开拓方法由以下几个条件来决定1.地形条件2.床赋存条件3.矿岩性质4.生产能力一、平硐开拓法：以平硐为主要开拓巷道，是一种最方便、最安全、最经济的开拓方法。由于受地形限制，只有矿床赋存于山岭地区，矿产埋藏在周围平地的地平面以上才能使用。1.与矿体相交的平硐开拓方案2.沿矿体走向的平硐开拓方案二、竖井开拓法：竖井开拓

11、法以竖井为主要开拓巷道。它主要用于开采急倾斜矿体（一般倾角大于45度）和埋藏较深的水平和缓倾斜矿体（倾角小于20度）。这种方法便于管理，生产能力较高，在金属矿山使用较普遍。1穿过矿体的竖井开拓2.竖井开拓3.上盘竖井开拓4.侧翼竖井开拓三、斜井开拓法：斜井开拓法以斜井为主要开拓巷道，适用于开采缓倾斜矿体，特别适用于开采矿体埋藏不太深而矿体倾角为20到40的矿床。斜井开拓法施工简单、中段石门短、基建工程量少、基建期短、见效快，但斜井生产能力低。因此更适用于中小型金属矿山，尤其是小型矿山。1.下盘斜井开拓2.脉内斜井开拓四、斜坡道开拓法五、联合开拓法1影响采区走向长度的因素： 1 影响采区走向长度

12、的地质因素：采区走向长度很大程度上受煤层地质构造的限制；在地面存在建筑物村庄，铁路，河流，湖泊，水库，井下需留设煤柱的条件下，也应尽量利用这些煤柱边界作为采区边界；构造及留设煤柱等原因；煤层的自燃倾向性2 影响采区走向长度的技术因素：技术因素主要涉及到区段巷道的运输，掘进通风，供电和采煤机械化程度，随着技术的进步，采区走向长度是逐渐加大的 3 影响采区走向长度的经济因素：合理的采区走向长度，不但要求在技术上可行，而且应在经济上合理，使吨煤费用较低。因此，在客观上必然存在这一个经济上合理的采区走向长度2放顶煤采煤法分及顶煤冒放性的影响因素： 一按煤层的赋存条件和采放次数分类：1一次性全厚放顶煤。

13、2预采顶分层网下放顶煤。3倾斜分层放顶煤。4预采中分层放顶煤；按放顶煤工艺及相应的设备分类：1综采放顶煤液压支架。2放顶煤滑移顶梁支架悬移顶梁支架和组合顶梁液压支架。 二顶煤从原生裂隙扩展，出现破坏，到最后从放煤口中放出受许多因素影响，其中有顶煤自身内部因素，也有外部因素。概括起来，影响顶煤冒放性的内部因素有开采深度，煤层的厚度和强度，煤层的夹矸层数和厚度，顶煤中节理裂隙的发育程度，直接顶岩性及厚度，基本顶岩性及厚度等，这些因素又由不同的指标组成，同时，这些因素对顶煤冒放性的影响程度也不相同。3采区巷道布置及生产系统 1采区巷道布置的原则是:尽量平行作业,尽快完成全负压通风系统.2为准备第一区

14、段内的采煤工作面,在该区段开掘工作面回风巷.在上山第一区段下部开掘中部车场.用双巷布置与掘进的方法,向采区两翼的边界同时开掘第一区段工作面的运输平巷和第二区段的工作面回风平巷,回风平巷超前运输平巷约100500M 掘进,两巷道每间隔100 m左右用联络巷连通,沿倾斜方向两巷道间的煤柱宽度一般为820 m. 采深较小、煤层较硬时取小值，反之取大3本区段的运输平巷、回风平巷及下区段的回风平巷掘至采区走向边界线后，在长壁工作面始采位置沿倾斜方向由下向上开掘开切眼。工作面投产后，开切眼就成为初始的工作面4在掘进上述巷道的同时，还要开掘采区煤仓、变电所、绞车房和绞车房回风斜巷，在以上巷道和硐室中安装并调

15、试所需的提升、运输、供电和采煤设备后，第一区段内的两翼工作面便可投产5这种先开掘出回采巷道，然后采煤工作面由采区边界向上山方向推进的开采顺序称为后退试开采顺序5随着第一区段工作面采煤的进行，应及时开掘第二区段的中部车场、运输平巷、开切眼和第三区段的回风平巷，准备出第二区段的工作面，以保证采区内工作面的正常生产和接替。采区生产系统 采区的生产系统由采区正常生产所需的巷道、硐室、管线和动力供应等组成。运煤系统运输平巷内多铺设胶带输送机运煤。根据倾角不同，运输上山内可选用胶带输送机刮板输送机或自溜运输方式。运到工作面下端的煤，经运输平巷和运输上山到采区煤仓上口进入采区煤仓，在采区运输石门的采区煤仓下

16、口装车，而后整列车驶向井底车场。采区石门中也可以铺设胶带输送机运煤，与大巷输送机搭接。 通风系统 为排出和冲淡采煤和掘进工作面的煤尘、岩尘、烟雾以及由煤层和岩层中涌出的瓦斯，改善工作面的工作环境，必须源源不断的为采掘工作面和一些硐室供应新鲜的风流。在采区上山没有与采区回风石门掘通之前，上山只能靠局部通风机供风 采煤工作面 新鲜风流从采区运输石门进入，经下部车场、轨道上山、中部车场分两翼经下区段的回风平巷、联络巷、运输平巷到达工作面。工作面出来的污风进入回风平巷，右翼直接进入采区回风石门，左翼经车场绕道到达采区回风石门。掘进工作面 新鲜风流从轨道上山经中部车场风两翼送至平巷，经平巷内的局部通风机

17、通过风筒压入的掘进工作面，污风流通过联络巷进入运输平巷，经运输上山排入采区回风石门。硐室 采区绞车房和变电所需要的新鲜风流由轨道上山直接供给，绞车房和变电所内的污风经调节风窗分别进入采区回风石门和运输上山。煤仓不通风，底部必须有余煤，煤仓上口直接由采区运输石门通过联络巷中的调解风窗供风。供电系统 高压电缆经采区运输石门、下部车场、运输上山至采区变电所或工作面移动变站，经降压后分别引向采掘工作面的用电设备、绞车房和运输上山输送机等用电地点。压气和供水系统 掘进采区车场、硐室等岩石工程所需的压气工作面平巷以及上山输送机装载点所需的降尘喷雾用水分别由专用管路送至采区用气和用水地点。4准备方式改革及发

18、展： 1准备方式多样化 在我国，目前主要采用采区式、盘区式和带区式准备，其中采区式仍是我国煤矿主要的准备方式。除近水平煤层外，均采用采区式准备。盘区式准备下降，带区式准备上升2 采区、盘区和带区大型化采区、盘区和带区尺寸增大，相应的储存量增多，生产能力增大3高产高效集中化集中生产可以减少采掘设备、辅助设备及人员的占用数量，降低巷道掘进率和维护量，改善采掘接替关系和矿井安全管理条件，提高经济效益4 单层化和全煤巷化我国一些矿区就采用过在开采水平内层单层开采和全煤巷布置方式，在煤层群中分煤层布置大巷及采区上下山。5采煤方法发展方向： 1对倾斜，缓斜煤层长壁式开采，关键是改进采煤工艺，根本出路在于推

19、行机械化。2走向长壁开采，技术简单，工程量小，应大力推广。倾斜长臂开采，系统简单，技术经济良好，应推广。3缓斜，倾斜厚煤层开采：分层下行跨落，大采高综采一次采全厚，缓斜厚煤层放顶煤，这些采煤方法应广泛使用。4缓斜薄及中厚煤层，无煤柱护巷技术在我国得到广泛应用。5急斜煤层采煤方法发展方向：伪斜柔性掩护支架采煤法，水平分段放顶煤采煤法，薄及中厚煤层台阶式采煤法。6建筑物下，铁路下，水体下，呆滞煤量的开采日益成为我国煤矿开采的问题，水砂充填解决“三下“应广泛应用。7水力采煤技术日臻成熟，要继续改进工艺和设备，提高煤炭采出率。8以应用连续采煤机为特征的柱式体系采煤法，应加强设备维护，改善技术经济效果。

20、9改善采煤工艺既依靠设备提升，又依赖人员素质的提高。10采煤方法是一个发展的系统，工艺的改进促进巷道布置的改革，巷道的布置为发挥回采效能提供条件。6立井开拓的特点 （1）立井开拓适应性强，不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制。(2 )在采深相同的条件下，立井井筒短，相应的管缆敷设长度短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，对于采深大的大型矿井，副井采用立井更具有优越性。(3 )井筒断面大，能下放外形尺寸较大的材料和设备。（4）井筒支护条件好，且易于维护（5）井筒通风断面大，通风阻力小、允许通过的风量大，有利于矿井通风。在深矿井开拓中，立井的优点最为明显。斜井开拓的特点（

21、1）斜井开拓的井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度较快，地面工业场地建筑、井筒装备、井底车场及硐室也比较简单；(2 ) 斜井一般无需大型提升设备，同类井型的斜井提升机也较立井提升机型号小，因而初期投资少，建井期较短。(3 ) 斜井井筒延伸施工较容易，对生产干扰少。(4 ) 装备胶带输送机的斜井可实现井下煤流到地面的连续运输，运输能力大，效率高，煤流运输系统的转折连接灵活，并可以接受多点来煤，对生产水平过渡期的提煤有利；(5 ) 当矿井需增产而要求加大提升能力时，更换或改造带式输送机也比较容易。作为大型矿井的主井，在技术和经济上都是十分优越的。平硐开拓的特点(1 ) 平硐的施工技术和装备简单

22、、掘进速度快，施工条件较好，可加快矿井建设。(2 ) 井下出煤由平硐直接外运，不需提升转载，因而运输环节少、系统简单、运输设备少、费用低，运输能力大。(3 ) 平硐水平以上的矿井涌水可自流排出，不用排水设备，并可不掘水泵房、水仓等硐室。也不必开掘工程量大的井底车场和硐室，地面不建井架和绞车房，生产系统中的转载环节少，简单可靠，是最有利的井田开拓方式。7井田开拓特征.参数及发展 1开拓方式的井田特征我国近水平煤层,缓(斜)煤层的矿井,其能力,数量比重分别占79.5%,和69.1%.各种开拓方式均获得广泛应用.但在表土层,矿井平均开采深度等方面具有明显差别.立井开拓矿井,在不同井型条件下,其表土层

23、厚度,平均开采深度均相应明显大于其它几种开拓方式,表明立井开拓具有很强的适应性.2开采水平设置及水平垂高各矿井开拓广泛应用单水平或多水平开拓。单水平大多数在井田倾斜尺寸较小，倾斜角较小等条件下采用。3开采水平大巷布置国有重点煤矿大部分开采俩组以上煤层，我国分组集中布置大巷应用较为广泛。近几年在煤层中布置大行的发展的发展趋势，但大部分矿井大巷仍布置在底板岩层中。我国煤矿井田开拓的发展方向1生产集中化在有条件的情况下，要多开煤巷少开岩巷，降低巷道掘进率，简化生产系统，使矿井生产系统朝高度集中，简单可靠的方向发展。2矿井大型化主要是增大矿井生产能力，以及相应加大水平垂高及采盘曲或带区尺寸等。3。运输

24、联随着生产集中化和矿井大型化，设备功率和能力加大及日产万吨以上工作面的出现，要求煤炭运输从工作面到地面（或井底）实现不间断连续的胶带输送机运输，以保证生产能力的充分发挥。8矿石品位： 指矿石中有用成分（无素、化合物或矿物）的单位含量。对于金属矿石一般是指其中的金属元素或其氧化物、硫化物的含量；对于非金属矿石，是指其中的非金属元素或有用矿物的含量。9矿块底部结构： 普通留矿法的采准工作中的矿块底部边界处掘进脉内阶段运输巷，继之在矿块两侧的间柱内根据矿体厚度，自阶段运输巷开始沿矿体下盘或在矿体内掘行人通风天井，使其与阶段回风巷连通，并沿天井每隔56米气联络道通向矿房。沿阶段运输巷每隔57米向上掘漏

25、斗颈至底柱的上部边界，再自底柱上部边界贯穿矿房全长掘一条拉底巷道，与两侧的天井及漏斗颈连通。10非煤矿床开采可分为竖井开采和平硐，斜井开采. 矿石三性 结块性、氧化性、自燃性 采场地压管理方法不同，采矿方法分为空场采矿法、崩落采矿法和充填采矿法三大类11 我国矿产资源赋存与分布特征特点，优劣并存的基本态势，主要表现在以下几个方面：1矿产资源总量丰富，人均资源相对不足2矿产品种齐全配套，资源丰度不一3矿产质量贫富不均，贫矿多，富矿少4契大型矿床少，中小型矿床多5共生伴生矿多，单矿种矿床少12非煤矿床开拓竖井布置的特点答：根据竖井与矿体的相对位置不同，又可分为穿过矿体的竖井开拓、上盘竖井开拓、下盘

26、竖进开拓和侧翼竖井开拓四种1穿矿体竖井开拓 优点是石门长度都较短，基建时三级矿量提交较快；缺点是为了维护竖井，必须留有保安矿柱。由于保安矿柱占用的矿量较多，该方案在稀有金属和贵重金属矿中应用较少2下盘竖井开拓竖井布置在矿体下盘的移动界线以外，并要保留安全距离，从竖井掘若干石门与矿体连通。优点：井微维护条件好，又不需要留设保安矿柱；缺点：深部石门较长，尤其是矿体倾角变小时，石门长度随开采浓度的啬而急剧增加，一般说来，矿体倾角60以上采用该方案最为有利，矿体倾角在55左右，作为小矿山亦可采用这种方法。3上盘竖井开拓 归井布置在矿体上盘移动带范围之外，并留出安全距离，掘进石门使之与矿体连通。适用于下

27、盘央层含水或较破碎，地表有其他永久性建筑物等，技术上不可能在矿体下盘掘进竖井。下矿体下盘为高山，或无法布置工业场地，地面动输困难且费用高的条件4侧翼竖井开拓 侧翼竖井开拓是将主竖井布置在矿体走向一端的移动范围以外，并留出安全距离。凡采用该方式开拓的矿床，其通风系统均为对角式，简化了通风系统。适用于走向长度较短（一般在500米左右）的中小矿山。矿体为急倾斜，无侧伏或侧伏角不大的矿体。矿体上下盘的地形和围岩条件不利于布置井筒，且矿体侧翼地表有较合适的工业场地。矿体较厚，或矿体为缓倾斜而面积较大的薄矿体。13采磷矿,已知工业储量Q=60kt工业储量品位a=25%,采出矿石T=54kt,采出矿石品位a

28、=21%,废石品位a=5%矿石回收率q=(1-)*100%矿石贫化率P=*100%废石混入率r=*100% 非煤开采技术(A)试卷一.名词解释(共10小题,每小题2分)1.矿石品位:矿石中有用成分的单位含量。2.矿块底部结构: 在矿块底部接受矿石，二次破碎和放出矿石的一组巷道的总称二.填空题(共20个空,每空1分)1.同煤矿床开采一样，非煤矿床开采也可分为_同生矿床_开采和_后生矿床_开采.2.矿石的“三性”是_结块性_、_氧化性_和_自燃性_.3.按采场地压管理方法不同，将采矿方法分为空场采矿法、_.留矿采矿法_和充填采矿法三大类.三.计算题(9分)某矿开采磷矿床,已知一矿块的工业储量为60

29、kt,工业储量平均品位（P2O5的平均含量）为25%,该矿块采出矿石量54kt,采出矿石品位为21%,若混入的废石品位为5%,试计算:矿石回收率; 矿石贫化率;废石混入率. 解:四.简答题1. 我国矿产资源赋存与分布特征是什么？（5分）2简述非煤矿床开拓竖井布置的特点。（3分）答:井筒一般不穿过矿体，布置在下盘、上盘或侧翼岩层移动范围以外，不留保安矿柱；2)副井可分散布置；3)风井布置方式多采用对角式1、露天开采的优缺点： 优点：1、露天开采较地下开采规模大、效率高 2、露天开采成本低（一般较为地下开采的1/3-1/5） 3、矿产资源利用好，有用矿物回收率一般较矿井开采高15左右，且可顺便踩出伴生矿产，有利于综合利用。 4、木材、金属、电力消耗少 5、作业安全、劳动条件好 6、矿山基本建设期短，投产、达产快 缺点：1、剥离物的排弃往往占用很多的土地和耕地 2、矿山规模大，需要大型设备多，故基建总投资大 3、气候条件对露天开采的影响 4、要求矿床覆盖层薄，矿层厚，否则基建剥离量过大 5、对环境的污染比较严重2、露天开采的工艺分类 露天矿的生产就是要进行剥离和采矿作业，把剥离出的废石和采掘出的有用矿物分别移运至排卸地点进行排卸。排卸废石的地点叫排土场。采矿与剥离作业过程的总体称为生产工艺，主要包括以下环节。 1矿岩准备 2矿岩采掘和装载 3矿岩移运 4排卸