采煤概论提纲doc.docx

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采煤概论提纲doc

1．概念

1.内力地质作用：

由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地表形态发生变化的地质作用。

2.矿井的服务年限：

一个矿井从投产到报废的开采年限。

矿井服务年限、矿井生产能力和矿井储量之间的关系：

T=ZK/（AK）

3.井田划分为阶段，‘阶段’的概念：

在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高将井田划分为若干长条，每一个叫一个阶段。

4.开采水平：

布置有井底车场和主要运输大巷，并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平。

5.开拓巷道：

为全矿井、一个开采水平或阶段服务的巷道，如井筒、井底车场、阶段运输大巷和回风大巷等。

6.准备巷道：

为整个采区服务的巷道，如采区上（下）山、采区上下车场、采区石门等。

7.回采巷道：

为工作面采煤直接服务的巷道，如区段上下平巷和开切眼等。

8.井底车场：

井筒与井下主要巷道连接处的一组巷道和硐室的总称。

9.巷道围岩压力：

围岩变形受阻而作用在支护结构物上的挤压力或塌落岩石的重力。

10.上山采区：

在运输大巷的上侧布置采区巷道，采区内采出的煤下运至运输大巷的采区。

11.下山采区：

在运输大巷的下侧布置采区巷道，采区内采出的煤上运至运输大巷的采区。

12.采区车场：

采区上（下）山与区段平巷或阶段运输大巷连接处一组巷道和硐室的总称，是采区巷道的组成部分。

根据所处的位置，可分为上部中部和下部车场。

13.采区内采出的煤量与采区内工业储量的采区百分比称为采区采出率，其计算公式为

14.采区采出率=（采取工业储量—开采损失）/采区工业储量

15.支承压力：

在开切眼两帮煤体中，产生了应力集中现象，这种集中应力称为支承压力。

16.工作面初次来压：

由于基本顶的自重和上腹岩层的作用使基本顶断裂垮落。

这时，工作面已不再处于基本顶掩护之下，顶板迅速下沉而破碎，通常把采空区基本顶第一次大面积垮落称为初次垮落。

由于基本顶除此垮落，使工作面压力增大，故称为初次来压。

17.基本顶周期垮落和周期来压：

当工作面推进到一定的距离，基本顶悬臂长达图11-4所示（P书147）的L2，在自重和上覆岩层的作用下，又会产生断裂垮落，这是同样会给工作面带来增压现象。

当工作面再继续推进，这部分垮落的基本顶被甩入采空区，工作面又处于基本顶悬梁掩护之下，恢复到前述的状态。

继工作面的推进，基本顶的垮落与工作面增压现象重复出现。

这种垮落与来压随工作面推进而周期性的出现，称为基本顶周期垮落和周期来压.

18.周期来压步距小于初次来压步距，它们的关系大致为：

L2=（1/2~1/4）L1

19.采煤工艺过程：

在一定时间内，按照一定的顺序完成采煤工作各项工序的过程。

20.采煤方法：

采煤工艺与采煤系统在时间上、空间上相互配合的总称。

21.放顶煤采煤法：

沿煤层的底板或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采煤工作面，利用矿山压力将工作面顶部煤层在工作面推进过后破碎冒落，并将冒落顶煤予以回收的一种采煤方法。

22.急倾斜煤层采煤方法的方式：

倒台阶采煤法，正台阶采煤法，水平分层及倾斜分层采煤法。

23.矿井通风：

利用机械或自然压差为动力，使地面新鲜空气定量进入井下，并在井巷中沿既定的线路流动，最后将污浊的空气排除矿井的全过程。

24.煤层瓦斯的含量：

单位质量或单位体积的煤体，在一定压力和温度下所含的瓦斯数量。

25.煤与瓦斯突出：

地下开采过程中，在很短的时间内，突然由煤体大量喷出煤与瓦斯，并伴随着强烈震动和声响的一种矿井动力现象。

26.露天开采是采煤和剥离两部分作业的总称。

27.台阶：

在开采过程中，露天矿田往往被划分为若干具有一定高度的水平分层，这种分层被称为‘台阶’。

28.露天矿开采程序：

在露天开采范围内采煤、剥岩的顺序，即采剥工程在时间和空间上发展变化的方式。

29.平均剥采比np：

露天开采境界内，全部岩石量与采出煤量之比即为平均剥采比。

30.气化通道：

有气流通过的气化工作面。

2．填空、简答

1.内力地质作用包括：

地壳运动、岩浆活动、变质作用、地震作用。

2.煤的形成条件：

古植物条件、古气候条件、古地理环境、古构造条件。

3.成煤作用可分为两个阶段：

泥炭化阶段和煤化阶段。

4.常用的煤质指标：

水分、灰分、挥发分。

5.岩层的空间位置及特征通常用产状要素来表示，产状要素包括：

走向、倾向和倾角。

6.煤层按倾斜角可分为：

缓斜煤层、急斜煤层、倾斜煤层、近水平煤层。

7.井田境界的划分方法：

垂直划分、水平划分、按煤组划分、自然条件形成划分。

8.井田划分为阶段、井田划分为盘区、井田分区域划分、阶段内再划分。

9.阶段内再划分包括：

分区式、分带式布置、。

分段式、整阶段布置。

10.煤层沿倾斜的开采顺序可分为：

上行开采顺序、下行开采顺序。

11.煤层沿走向的开采顺序可分为：

前进式和后退式。

12.巷道按空间特征分为：

垂直巷道、水平巷道、倾斜巷道。

13.矿井巷道按其在生产中的重要性可分为：

开拓巷道、准备巷道、回采巷道。

14.立井开拓的优缺点：

优点：

井筒长度短、提升速度快、提升能力大、管线敷设短、通风阻力小、维护容易。

立井对地质条件适应性强，不受煤层倾角、厚度、瓦斯等条件限制。

缺点：

井筒掘进施工技术要求高、开凿井筒所需设备和井筒装备复杂、井筒掘进速度慢、基建投资大。

15.井田开拓方式按井筒（硐）形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。

16.选择井筒位置应从地面因素、地下因素、技术经济因素3个方面进行讨论。

17.根据井田内划分阶段的多少，可以设一个或几个开采水平。

这主要取决于井田的斜长，阶段尺寸的大小及否采用下山开采。

18.目前，我国阶段大巷的运输方式主要有轨道运输和带式输送机运输两种。

19.根据运输大巷所服务的煤层数，它的布置形势有分层运输大巷、集中运输大巷、分组集中运输大巷。

20.根据矿车在车场内运行的特点，井底车场均可分为环形式和折返式两种。

21.矿井延伸方案类型较多，常见的有主副井直接延伸、采用暗立井或暗斜井延伸以及新开一个井筒、延伸一个井筒几种。

22.井巷施工首先要破碎岩石，常用的破岩方法有机械破岩和爆破破岩。

23.目前我过采矿工业中常用的炸药按其成分可以分为硝甘炸药和硝铵炸药。

24.巷道围岩压力主要由松动围岩压力、变形围岩压力、膨胀围岩压力、撞击围岩压力。

25.巷道控制包括三类方法及途径：

巷道保护、巷道支护、巷道维修。

26.我国煤矿巷道常用的断面形状是梯形、矩形和直墙拱形。

27.掘进工作面的炮眼按用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼。

28.4种破煤方法：

钻眼爆破落煤法、风镐落煤、掘进机机械落煤、水利落煤。

29.整个立井从上到下是由井颈、井身和井底三个基本部分构成。

立井断面尺寸的大小决定于井筒的用途、设备、所需要通过的风量。

30.立井井筒延伸施工方案基本可分为自上而下、自下而上或自上、下同时进行延伸等几种方案。

31.根据采区内准备巷道特点、服务范围、开采煤层数目的不同，通常把采取分为：

上山采区和下山采区。

32.在工作面前方煤体中和工作面后方的采空区内，根据压力分布不同可分为3个区：

减压区，增压，稳压区。

33.上腹岩层沿竖直方向自下而上可分为三带：

冒落袋、裂隙带、弯曲下沉带。

34.裂隙带岩层在水平方向可划分为三个区：

A；煤壁支撑区；B：

离层区；C：

重新压实区。

35.按支架的组合形式。

工作面支架可分为两类：

单体支架和液压自移式支架。

36.按液压支架与围岩的相互作用，可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式。

37.将采煤方法分为壁式体系和柱式体系两大类。

38.按采煤的工艺不同，可分为爆破采煤法、普通机械化采煤法、综合机械化采煤法（俗称分别是炮采、普采、综采）

39.按采区处理方法不同，可分为垮落采煤法、刀柱采煤法、充填采煤法。

40.一般常用的炮眼布置分为：

单排眼、双排眼、三排眼。

40.爆破采煤工作面使用正悬臂齐梁直线柱布置和正悬臂错梁三角柱布置。

41.普通机械化采煤工艺：

（1）双向割煤，往返一刀。

（2）单向割煤，往返一刀。

42.普采面单体支架按悬臂顶梁与支柱的关系，可分为正悬臂与倒悬壁，正悬臂支架悬臂的长段在支柱的煤壁侧（判断正悬臂与倒悬壁布置，图P书170）

43.我国采用较多的移驾方式有三种：

（1）单架依次顺序式（单架连续式）

（2）分组间隔交错式（3）成组整体依次顺序式。

44.综采工作面工序配合方式。

按不同顺序有及时支护方式和滞后支护方式两种配合方式。

45.矿井通风的主要任务是：

（1）提供井下足够的新鲜空气以供人员呼吸。

（2）把井下的瓦斯稀释、排出井下有毒有害气体和矿尘。

（3）创造良好的矿井工作环境，保证井下有适合的气候条件（适宜的温度、湿度和风速），以利于工人劳动和机器运转。

46.矿井通风阻力分为摩擦阻力和局部阻力两类。

47.在矿井生产过程中要尽量降低通风阻力，具体措施主要有：

（1）减小井巷摩擦阻力系数。

（2）保证有足够大的井巷断面。

（3）尽量缩短通风路线长度。

（4）降低局部阻力。

48.机械通风按其服务范围可分为：

（1）主要通风机（主扇）

（2）辅助通风机（辅扇）

（3）局部通风机（局扇）

49.矿用通风机按其构造可分为离心式通风机和轴流式通风机。

50.矿井通风机的主要工作方式主要有抽出式通风和压入式通风两种。

51.按照矿井进风井和回风井的相对位置，可把矿井通风方式分为中央式、对角式、混合式3种基本类型。

52.主要的矿井通风构建物：

风门、风墙、风桥。

53.瓦斯在煤体中的存在状态可分为两类：

游离状态和吸着状态。

54.吸着状态又称为结合状态，按其结合形式不同又可分为吸附和吸收两种。

55.矿井瓦斯等级：

（1）低瓦斯矿井

（2）高瓦斯矿井（3）煤和瓦斯突出矿井。

56.瓦斯爆炸的三个充分必要条件是：

瓦斯浓度、引火温度和氧的浓度。

57.预防与处理瓦斯喷出的措施：

（简答）

（1）探明地质构造。

（2）排放瓦斯。

（3）将瓦斯引至回风流。

（4）封堵裂隙。

58.预防煤与瓦斯突出的措施：

（1）区域性措施：

开采解放层和预抽每层瓦斯。

（2）局部性防突措施：

钻孔排放瓦斯；震动爆破；水力冲孔。

59.防止煤尘爆炸的措施分为降尘措施、防止引燃措施、隔爆措施3类。

60.矿井火灾按引火原因可分为内因（自燃）火灾和外因火灾两类。

61.煤炭自燃大体上可划分为三个主要阶段：

潜伏期、自热期和燃烧期。

62.煤炭自燃火灾的预防可分为：

（1）合理的开拓开采系统、采煤方法及通风系统。

（2）预防性灌浆。

（3）阻化剂防火。

（4）均压防灭火。

（5）惰性气体防灭火。

63.矿内灭火方法有直接灭火发、隔绝灭火法、联合灭火法。

64.井下涌水的发生，必须具备矿井水源和涌水通道两个条件。

65.地下水分为含水层水、断层水以及老窖水。

66.井下水的防治：

（1）掌握矿井的水文地质资料；

（2）井下探水；（3）井下放水；（4）井下堵水。

67.煤矿常用的输送机有刮板输送机和带式输送机两类。

68.刮板输送机按其结构可分为刚性和可弯曲两种型式。

69.矿井地面生产系统涉及的内容十分广泛，通常包括地面提升系统、运输系统、排矸系统、选煤系统和管道线路系统。

70.煤矿企业对供电的要求：

（1）供电可靠

（2）供电安全（3）技术经济合理3.

71.常用的煤矿供电系统是：

地面变电所→井下中央变电所→采区变电所→工作面配电点。

72.露天开采的优缺点：

优点：

（1）矿山生产规模大

（2）劳动效率高（3）生产成本低（4）资源才出率高（5）作业空间不受限制（6）木材、金属、电力消耗低。

（7）吨煤投资低，建设速度快，产量有保证，生产安全，劳动条件好。

缺点：

（1）占用土地多，污染环境。

（2）受气候影响大。

（3）对矿床赋存条件要求严格。

73.气化通道因反应温度不同，一般分为气化带、还原带和干馏-干燥带。

74.气化方法通常可分为：

有井式和无井式。

75.按作业方式的不同，生产工艺系统可分为两种：

逆流火力作业方式和顺流火力作业方式。

3．作图题

1.背斜轴与向斜轴（P书24）

2.断层上盘交面线与断层下盘交面线（P书24）

3.图4-1片盘斜井开拓（P书48）

（1）矿井生产系统中的开采煤流程：

7-5-4-3-1

（2）新鲜风流的流程：

1-3-4-8-5-7

（3）片盘斜井开拓的优点：

巷道布置和生产系统简单，井巷施工技术不复杂，初期工作量小、出煤快。

（4）片盘斜井开拓的缺点：

不能多阶段同时生产。

同采工作面最多为两个，矿井生产能力受到限制。

延伸工作

频繁，生产和掘进之间相互影响较大。

工作面整阶段连续推进，对地质条件变化适应性差。

4.图4-3立井单水平上下山开拓（带区式准备）（P书52）

1—主井；2—副井；3—井底车场；4—运输大巷；5—回风石门；6—回风大巷；

7—分带运输巷；8—分带回风巷；9—采煤工作面；10—带区煤仓；

11—运料斜巷；12—行人进风斜巷

（1）写出该矿井开拓方式的全称。

立井单水平分带式开拓。

（2）矿井开拓程序：

1、2-3-4-5-6-12-11-7-10-8

（3）运煤系统：

9-7-10-4-3-1

（4）立井单水平上下山开拓的优点：

生产系统比较简单。

运输环节少，建井速度快，投产早。

（5）立井单水平上下山开拓的缺点：

上山阶段的分带风巷是下行风，应采取措施防止分带回风巷中瓦斯积聚，以保证安全生产。

（6）适用条件：

煤层倾斜角小于12度、地质构造简单、煤层埋藏较深的矿井。

（7）该采区的通风方式有什么特点？

指出该采区通风系统路线图。

特点：

采用箕斗井兼作回风井

通风系统路线:

新鲜风流由副井2进入——井底车场3——主要石门4——运输大巷5——行人进风斜巷12——分带运煤斜巷7——进入工作面。

（8）按井筒形式划分，井田开拓可分为哪几类？

立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。

（9）阶段内再划分包括哪些方式？

该矿井采用了哪种方式？

包括：

分区式，分带式，分段式，整阶段布置。

该矿井：

采用分段式布置。

（10）写出该矿井井筒形式（数目、位置）、作用和设备配置。

数目：

两个。

位置：

1和2。

分别为主井和副井。

作用：

主井用于提升煤炭，又是兼作回风用的立井。

副井用于矿井辅助提升，兼作进风用的立井。

配备设置：

设置凿井井架、天轮平台、卸矸台、封口盘、固定盘、吊盘、稳绳盘、以及砌壁模板等凿井结构物。

5.图8-18半煤岩巷道采石位置的三种情况（P书106）

a-挑顶；b-卧底；c-挑顶兼卧底。

6.图11-2工作面围岩应力分布（P书145）

a-增压区；b-减压区；c-稳压区。

7.图13-5水平分层下行垮落采煤法采区巷道布置（P书180）（20分）

图13-5水平分层下行垮落采煤法采区巷道布置

1—采区运输石门；2—采区溜煤眼；3—采区行人眼；4—采区运料眼

5—区段运输石门；6—溜煤眼；7—分层平巷8—分层采煤工作面；

9—区段回风平巷；10—回风石门

（1）重点图标：

采区溜煤眼；

采区行人眼；

区段运输石门；

区段回风巷

（2）水平分层采煤法分层间的开采顺序及采空区处理方法有下行垮落法和上行填充法。

（3）水平分层、斜切分层采煤法的主要优点：

对煤层地质条件适应性强，能适应煤层倾角和厚度的变化，回采率较高。

（4）水平分层、斜切分层采煤法的主要缺点：

巷道布置和通风系统复杂，巷道挖掘量大，回采工序多，通风运料困难，工作面劳动强度大，特别是水平分层工作面，人工攉煤繁重。

（5）适用条件：

厚度大于2m的急倾斜煤层，由于倾角、煤厚变化而不能采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法时，可以采用水平分层煤法；而斜切分层采煤法则适用于更厚的急倾斜煤层。

8.图13-7伪倾斜柔性掩护支架采煤法巷道布置（P书182）

1—采区运输石门；2—采区回风石门；3—采区溜煤眼；4—采区运料眼；

5—采区行人眼；6--区段运输平巷；7—区段回风平巷；8—开切眼；9—收作眼；10—架尾移动轨迹线11—架头移动轨迹线；12—采煤面；13—溜煤小眼

14—永久封闭墙；15—小眼临时封闭

（1）伪倾斜柔性掩护支架采煤法的特点。

采煤工作面成直线型，按伪斜方向布置，沿走向推进，用柔性掩护支架隔离采空区与回踩空间，工作人员在掩护支架的保护下进行采煤工作。

（2）工作面落下的煤排出污风的流程：

12-6-3-1-5-6-7-2

（3）柔性掩护支架主要由钢梁及钢丝绳组成。

这种采煤法的回采工作，大致可分为3个阶段，准备回采、正常回采和收尾工作。

（4）伪倾斜柔性掩护支架采煤法的优缺点：

优点：

产量高、效率高、工序简单、操作方便、生产安全、掘进率低等优点。

缺点：

掩护支架的宽度不能自动调节，难以适应煤层厚度的变化。

（5）适用条件：

当煤层厚度为1.5~6.0m，倾斜角大于55°，在一个条带内煤层比较稳定的条件下，应优先选用伪倾斜柔性掩护支架采煤法，其工作面伪倾角度一般不小于25°，工作面长度一般为30~60m，年进度可达480~660m.

4．论述题

1.急倾斜煤层的开采特点：

（1）由于煤层倾角大，落在底板上的煤岩块会自动向下滑落，从而简化了菜场内的装运工作。

为了防止滑落的煤块冲到支架、砸伤人员，在技术上必须采取相应的安全措施。

（2）急倾斜煤层中，煤炭、矸石沿倾斜方向可采用自溜运输，在采区中可开掘采区溜煤眼以代替缓倾斜煤层中的运输上山。

阶段平巷一般均匀布置在底板岩石或底板下不可采的煤层中，通过采区石门与煤层进行联系。

采煤工作面皆采由采区边界向采区石门方向推进。

为了减少采区石门、采区上山眼的开掘费，在急倾斜煤层中，双翼采区布置应用极为广泛。

（3）开采急倾斜煤层，多采用立井多水平开拓方式。

由于技术上的限制，其水平垂高一般为100~150m。

一般来说，急倾斜煤层的开采速度较慢，煤层自燃大多比较严重，因而采区的走向长度比缓倾斜煤层要短。

（4）开采两个相距较近的急倾斜煤层，上层开采后，由于底板岩层移动，会使下层煤遭受破坏。

因此应合理安排上、下每层的开采顺序。

2.预防瓦斯爆炸的措施：

（1）防止瓦斯积聚的措施

加强通风。

及时处理局部积聚的瓦斯。

加强瓦斯监测检测

（2）防止瓦斯引燃措施

在井口和井口房内，，禁止使用明火。

在瓦斯矿井，要使用防爆型或安全火花型电器设备，对其防爆性能要经常检查，不符合要求的要及时更换。

严格执行爆破制度。

严格管理火区，防止密闭墙漏风，并定期测定火区内温度。

（3）限制瓦斯爆炸范围扩大的措施

实行分区通风，各水平、各采区和各工作面都应由独立的通风系统。

通风系统力求简单，不用的巷道要及时封闭。

装有通风机的井口必须设置防爆们，以防爆炸波摧毁通风机而影响救灾和恢复生产。

矿井主要通道必须装有反风装备，并能按《煤矿安全规程》的要求反风。

在连接矿井两翼相邻采区、相邻煤层的巷道中设置岩粉棚或水槽等，一阻断爆炸波的传播及防止煤尘参与爆炸。

编制周密的灾害预防与处理预案。

3.露天开采工艺环节

（1）主要生产环节

煤岩预先松碎

采装

运输

排土和卸煤

（2）辅助环节

包括动力供应、疏干及防排水、设备维修、线路修筑、移设和维修，滑坡清理及防治等。