煤礦開采學考題

1、煤礦開采學考題1煤田由含碳物質(zhì)沉積而形成并大致連續(xù)的含 煤地帶成為煤田2礦區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃和開發(fā)煤田或其一部分形成的 社會區(qū)域成為礦區(qū)3井田 劃給一個礦井開采的那一部分煤田成為 井田4礦井生成能力一般是指礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力5礦井的年產(chǎn)量是指每年實際生產(chǎn)出來的煤炭量6石門與煤門 其長軸線與煤層走向垂直或斜交 的水平巷道，位于巖石內(nèi)的稱為石門7上山與下山 服務(wù)于一個采區(qū)的傾斜巷道，稱 為采區(qū)上山或下山，位于水平運輸大巷以上的稱 為上山8階段 在井田范圍內(nèi)，沿著煤層的傾斜方向， 按一定標高把煤層劃分為若干個平行于走向的 長條部分，每個長條部分叫做階段9水平 廣義上講，水平是具有某一標高的水平 面。在礦井實

2、際生產(chǎn)中，通常將布置有井底車場， 階段運輸大巷的水平稱為開采水平10采區(qū)式 在階段范圍內(nèi)，沿煤層走向劃分為若 干個具有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的塊段，每一塊段稱為采 區(qū)，每個采區(qū)又沿傾向劃分為若干區(qū)段11分段式 在階段范圍內(nèi)，沿傾向把煤層劃分為 若干個平行于走向的長條部分，每個長條部分稱 為分段，每個分段斜長布置一個工作面， 這種劃 分稱為分段式12帶區(qū)式 在階段范圍內(nèi)沿煤層劃分為若干個具 有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的帶區(qū)，帶區(qū)內(nèi)又劃分為若干個 傾斜分帶，每個分帶布置一個回采工作面13礦井生產(chǎn)系統(tǒng) 指煤礦生產(chǎn)過程中的提升、運 輸、通風、排水、動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)14開拓巷道服務(wù)于全礦井、一個水平或若干個 采區(qū)的巷道15

3、準備巷道 服務(wù)于一個采區(qū)或數(shù)個區(qū)段的巷道 16回采巷道 服務(wù)于回采工作面的巷道 仃采煤工藝在回采工作面內(nèi)各道工序按照一定 順序完成的方法及相互配合方式稱為采煤工藝 18采煤系統(tǒng) 指采區(qū)內(nèi)的巷道布置系統(tǒng)以及為了 正常工生產(chǎn)而建立的采區(qū)內(nèi)用于運輸通風等目 的的生產(chǎn)系統(tǒng)19采煤方法 指采煤系統(tǒng)與采煤工藝的綜合及其 在時間和空間上的相互配合20按煤層角分類：近水平煤層、緩傾斜煤層、傾斜煤層、急傾斜煤層按煤層厚度分類：薄煤層、中厚煤層、厚煤層 按采煤工藝分類：爆破采煤法、普通機械化采 煤法、綜合機器化采煤法按采空區(qū)處理分類：垮落采煤法、刀柱法、充 填采煤法、緩慢下沉法按推進方向分類：走向長壁采煤法、傾斜

4、長壁 采煤法按煤層開采方式分類：整層采煤法、分層采煤 法22產(chǎn)生不響炮的原因電源問題，如發(fā)爆器有故障；網(wǎng)路斷路、短路, 設(shè)計不當；雷管不導通 23產(chǎn)生拒爆的原因電路問題，包括電源，網(wǎng)絡(luò)、橋絲等；炸藥雷 管質(zhì)量問題；操作問題24放空炮的原因充填炮眼的炮泥的質(zhì)量不好；炮眼密集系數(shù)不 合理；炸藥性能不合適25毫秒雷管的優(yōu)點安全；有利于頂板控制；縮短了爆破時間，提 高了產(chǎn)量與效率；爆堆集中，提高了爆破裝煤 率；有利于單體液壓支柱的正常使用；提高了 工作面的煤炭采出率；降低了炸藥雷管的消 耗；有利于瓦斯煤塵的管理26炮采面工作支架形式 叢柱，密集支柱，木垛, 斜撐支架27爆破落煤采煤工藝 包括打眼、爆破

5、落煤和 裝煤、刮板輸送機運煤、移置輸送機、人工支 護和回柱放頂?shù)裙ば?8爆破落煤 由打眼、裝藥、填封炮泥、連線 及爆破等工序29普通機械化采煤工藝 采煤機落煤、機械或 人工裝煤、刮板輸送機運煤、移置輸送機、人 工支架回柱放頂?shù)裙ば?0普采工作面端頭支護單體支柱加鉸接頂梁支護、走向邁步抬棚支護、基本支架加走向邁 步抬棚支護綜采工作面端頭支護 邁步抬棚、普通支架、 自移式端頭支架31綜合機械化采煤工藝 采煤機落煤、機械裝 煤、刮板輸送機運煤、液壓支架支護頂板和移 架放頂?shù)裙ば?2綜合機械化采煤工藝 使工作面破煤、裝煤、 運煤、移輸送機、支移液壓支架等主要作業(yè)全 部實現(xiàn)了機械化，大幅度降低了勞動強度

6、，提 高了單產(chǎn)及安全性33液壓支架的移架方式 分為降柱一拉架一升 柱幾個步驟。卸壓移架（操縱控制閥將立柱降 低，收縮推移千斤頂進行拉架、升起立柱、支 撐頂板）、帶壓移架（指移架時支架保持對頂 板有一定的支撐力，以減少頂板的下沉量和防 止頂板冒落）34薄煤層機采的特點 機身盡可能的短，以適 應(yīng)煤層的波狀起伏，結(jié)構(gòu)簡單可靠，便于維護 和安裝，要有足夠的過煤和過機空間高度，盡 可能實現(xiàn)工作面不用人工切口進刀，同時有較 強破巖過地質(zhì)構(gòu)造能力（騎輸送機式、爬底板 式、刨煤機）35大采高綜采的工藝特點防滑措施（要加強采煤機司機的訓練和檢查指導，將地板割平。 把煤壁采直，并防止輸送機下滑，使支架垂直 煤壁前

7、移，保持架間平衡，防止臨架間前梁和 尾端相互推擠，并嚴格控制支架高度和采高， 使之不超高。移架時，頂梁不脫離頂板，但要 防止過分帶壓移架，以防碎矸石冒落和支架后 傾，發(fā)現(xiàn)小的歪斜時，立即調(diào)整，以防進一步 惡化。工作面出現(xiàn)斷層等地質(zhì)構(gòu)造時， 也要制 定相應(yīng)技術(shù)措施，保證工作面的工程質(zhì)量）、 防煤壁片幫措施（改變工作面推進方向。用木 錨桿或煤壁鋼管錨桿加固煤幫，煤幫上錨桿布 置的密度深度依據(jù)煤層特點和煤壁片幫嚴重 程度而定。用聚氨酯或其他化學樹脂加固煤 壁，增加媒體強度）36大傾角機采面的工藝特點當煤層傾角大于12?寸，工作面設(shè)備應(yīng)加防滑措施。采煤機防 滑（當煤層傾角大于16?寸，鏈牽引采煤機必

8、須有可靠的防滑裝置。無鏈牽引采煤機裝備了 制動器，有的輕型采煤機有簡易防滑桿并具有 滑閉鎖性能）、液壓支架防滑（始終自工作面 下端部向上移架，以防采空區(qū)滾動矸石沖擊支 架尾部。為防止新移支架處于初撐力階段與頂 底板的摩擦力小可能產(chǎn)生下滑，應(yīng)采取間隔移 架，并使支架保持適當迎山角，以抵消頂板下 沉時的水平位移量。要嚴防輸送機下滑，牽動 支架下滑。要采取特殊支護措施確保排頭支架 的穩(wěn)定）、輸送機防滑（防止煤矸等進入底槽 減少底鏈運行的阻力。工作面適當調(diào)節(jié)為煤層 偽斜方向布置。嚴格把握移輸送機順序，下滑 嚴重時可采取雙向割煤、單向移輸送機，或單 向割煤，從工作面下端開始自下而上地移輸送 機。用單體液

9、壓支柱頂住機頭推移時，將首先 移完的機頭錨固后，用單體支柱斜支在底座下 側(cè)，然后繼續(xù)推移。在移輸送機時，不能同時 松開機頭和機尾的錨固裝置，移完后應(yīng)立即錨 固，必要時在機頭架底梁上用單體液壓支柱加 強錨固。煤層傾角大于18?寸，安裝防滑千斤 頂）37單一走向長壁采煤法適用條件頂板易于冒落，近水平、緩斜、傾斜薄煤層及中厚煤層或 緩斜3.5-4.5m厚的煤層38區(qū)段平巷的單巷布置及雙巷布置單巷布置適用于低瓦斯礦井、煤層傾角小于10,這時區(qū)段上部平巷進風，下部平巷回風。在普通 機械化采煤時，只要平巷的維護條件許可，一 般采用單巷布置。雙巷布置適用于在普通機械 化采煤時，由于回采工作面不等長布置，常常

10、 在區(qū)段下部進行雙巷布置，即下區(qū)段回風平巷 超前區(qū)段運輸平巷沿腰線掘進；在高瓦斯礦 井，采用雙巷布置，靠近采空區(qū)的一條回風平巷主要用來排放瓦斯39區(qū)段集中平巷的優(yōu)點 可為超前回采工作面 掘進分層平巷和多頭掘進提供條件，并縮短區(qū) 段的準備時間，有利于采掘接替?？梢詫崿F(xiàn)上 下分層工作面同采，有利于增加采區(qū)產(chǎn)量和合 理集中生產(chǎn)。第二分層以下各分層的運輸平巷 均是在上部分分層的采空區(qū)下方掘進，礦山壓 力下，易于維護，由于分層平巷為超前掘進， 而且隨回采工作面推進而報廢，其維護長度及 維護時間短，維護費用低。各分層工作面采出 的煤均可利用集中運輸平巷運輸，系統(tǒng)簡單， 占用設(shè)備少、管理集中40頂分層采煤工

11、藝的特點 頂分層回采工作面 的頂板是煤層的原生頂板，其采煤工藝與中厚 煤層長壁采煤法基本相同，只是增加了要為下 部分層鋪設(shè)假頂或形成再生頂板的工作。人工假頂分為竹笆或荊笆假頂、金屬假頂、塑料 網(wǎng)假頂41假頂下采煤工藝的特點 假頂下的支護及頂 網(wǎng)管理：在假頂或再生頂板下回采時，其頂板 管理的關(guān)鍵在于如何管好破碎頂板以防止漏 矸，所以應(yīng)采用淺截式采煤機并做到及時支 護。在單體支架工作面，一般采用正倒懸臂錯 梁齊柱方式，割煤后及時掛梁進行支護，當工 作面片幫嚴重時為防止頂網(wǎng)下沉冒頂，可提前 在煤壁頂掏梁窩，掛上鉸接頂梁打貼幫柱進行 超前支護。假頂下宜選用掩護式或支撐掩護式 支架，采煤機采過后，應(yīng)追機

12、擦頂帶壓移架， 發(fā)現(xiàn)金屬網(wǎng)破損時要及時補網(wǎng)。假頂下的放頂 工藝：由于頂板易于下沉，放頂時通常采用無 密集支柱放頂，加強支柱的穩(wěn)定性，一般可沿 放頂線在最后一排支架下設(shè)單排或雙排抬棚， 或打斜撐柱，放頂時也可用木料斜撐頂網(wǎng)。分 層采高的控制：在第一分層開采時，在開切眼 工作面及上下平巷中每隔30-50m向底煤中打 鉆孔，探煤厚，然后根據(jù)探明的煤層厚度決定 分層層數(shù)和分層采高。以后每一分層回采時， 都要探清余煤厚度42傾斜分層下行垮落采煤法的適用條件有效地解決了緩斜厚煤層開采時的頂板支護和采 空區(qū)治理問題，有利于在此類煤層條件下實現(xiàn) 安全生產(chǎn)，提高資源采出率及獲取較好的回采 工作面技術(shù)經(jīng)濟指標主要

13、適用于煤層頂板不 是十分堅硬且易于垮落，直接頂具有一定厚度 的緩傾斜及傾斜厚煤層。這種方法的缺點是鋪 設(shè)假頂工作量大，巷道維護較困難，生產(chǎn)的組 織管理工作復雜，在開采易自燃煤層時，自燃 問題比較嚴重，需采取特殊措施43傾斜長壁采煤法的特點、優(yōu)點及適用條件特 點：工作面沿走向布置，沿傾斜向上或向下推 進。優(yōu)點：巷道布置簡單，巷道掘進和維護 費用低，準備時間短，投產(chǎn)快；運輸系統(tǒng)簡單， 占用設(shè)備少、運輸費用低；通風線路段，風流 方向轉(zhuǎn)折變化少，減少了風門、風橋等通風構(gòu) 建物，通風系統(tǒng)簡單漏風少；由于傾斜長壁工 作面的回采巷道可沿煤層掘進，又能保持固定 方向，可使工作面長度保持不變，有利于機械 化采煤

14、；對某些地質(zhì)條件的適應(yīng)性較強； 技術(shù) 經(jīng)濟效果好。 適用條件：傾角小于12 下 的煤層；當回采工作面設(shè)備采取有效的技術(shù)措 施后，可適用于12仃。的煤層；在傾斜或 斜交斷層發(fā)育的煤層能大致劃分成較為規(guī)則 分帶的情況下44放頂煤采煤法在煤層底部布置的綜采工作 面中，采煤機割煤后，液壓支架及時支護并移 至新的位置，隨后將工作面前部刮板輸送機推 移至煤壁。操作后部刮板輸送機使用千斤頂， 將后部刮板輸送機前移至相應(yīng)位置。根據(jù)放煤 厚度不同，在采煤機割過1 3刀后，按規(guī)定 的放煤工藝要求，打開放煤窗口，放出已松散 的煤炭，待放出的煤炭中含矸量超過一定限度 后，及時關(guān)閉放煤口，可分為一次采全厚放頂 煤開采、

15、預采頂分層網(wǎng)下放頂煤開采、傾斜分 層放頂煤開采三種類型45放頂煤工藝過程采煤機割煤（綜采放頂煤 工作面一般采用雙滾筒采煤機沿工作面全長 截割煤體，采用端頭斜切進刀方式）T移架（在 采煤機割煤后，立即伸出伸縮前探梁支護新暴 漏頂煤，采煤機通過后，及時移架，收回伸縮 前梁，用護幫護住煤壁）推移前部輸送機（若 采用一次推移到位，可以在距米煤機 15m處 逐節(jié)完成輸送機的推移，若采用多架協(xié)調(diào)操 作，分段輸送機，可在采煤機后5m后開始推 移）移后輸送機（操作移后輸送機的專用千 斤頂，將后輸送機移到指定的位置，操作時要 注意鄰家和溜槽的連接部位，防止錯槽和掉鏈 等事故）放頂煤（一般米用兩米一放或三米 一放

16、，堅持見矸關(guān)門的原則）46放頂煤的優(yōu)缺點及適用條件優(yōu)點：工作面單產(chǎn)高，工作面效率高，工作面成本低，巷道 掘進量小，工作面搬家次數(shù)少，對地質(zhì)構(gòu)造及 煤層厚度變化適應(yīng)性強。缺點：煤炭采出率低，易發(fā)火，煤塵大，瓦斯易積聚。適用條件： 煤層厚度（一般認為一次采出的煤層厚度以 6 8m為佳），煤層硬度（煤的普氏系數(shù)一般小 于3），煤層傾角（緩斜煤層采用放頂煤開采 時，煤層傾角不宜過大，否則支架的倒滑問題 會給開采造成困難），煤層結(jié)構(gòu)（煤層中含有 堅硬夾矸會影響頂煤的放落或者因放落大塊 夾矸堵塞放煤口，因此，每一層矸層厚度不易 超過0.5m，其普氏系數(shù)也應(yīng)小于3，頂煤中夾 矸層厚度占放煤厚度的比例也不宜過

17、大， 以免 放頂煤支架受沖擊），頂板條件（直接頂應(yīng)具 有隨頂板下落的特性，其冒落高度不宜小于煤 層厚度的1 1.2倍，基本頂懸露面積不宜過 大，以免放頂煤支架受沖擊），地質(zhì)構(gòu)造（在 地質(zhì)被破壞嚴重，構(gòu)造復雜，斷層較多和使用 分層長壁綜采較困難的地段及上下山煤柱， 使 用放頂煤開采比使用其他方法能取得較好的 效益），日然發(fā)火、瓦斯及水文條件復雜的煤層，要先調(diào)查采取相應(yīng)的措施）47急傾斜煤層的特點 礦井地質(zhì)構(gòu)造復雜、開 采難度大、生產(chǎn)能力小。由于煤層傾角已經(jīng)超 過巖石自燃安息角，回采工作面破落的巖塊會 沿底板自動向下滑滾，簡化了回采面的裝運工 作，但向下滑滾的煤塊和矸石會沖倒支柱， 砸 傷人員，給

18、生產(chǎn)帶來不安全因素，必須采取相 應(yīng)的安全技術(shù)措施?；夭晒ぷ髅娴男腥?、破煤、 支護、采空區(qū)處理、運料等各項工序的操作困 難，增加了采煤機械化的難度。煤層頂?shù)装宥?有可能沿傾斜方向滑動、垮落、支柱穩(wěn)定性差， 增加了破煤和支柱工作的復雜性。由于煤層傾 角超過底板巖層移動角，煤層開采后頂板會發(fā) 生滑動和垮落。開采急傾斜煤層時垮落帶、裂 隙帶及下沉帶的分布與緩斜及傾斜煤層正好 相反48急斜煤層走向長壁采煤法按工作面布置方式 可分為單一煤層走向長壁采煤法、倒臺階采煤 法、正臺階采煤法及俯偽斜走向長壁采煤法49倒臺階全部垮落采煤法的優(yōu)缺點和適用條件 優(yōu)點：巷道布置簡單、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)簡單可靠。 對地質(zhì)條件變化

19、適應(yīng)性強。掘進率較低，煤炭回收率較高。 缺點：人工破煤、支柱，工人 勞動強度大，勞動生產(chǎn)率低。動作嗎采用木支 柱支護，坑木消耗高。臺階上隅角容易積聚瓦 斯，工人高空作業(yè)，安全性較差。對支柱操作 技術(shù)要求高，不利于實現(xiàn)采煤機械化。適用條件：由于存在安全性差，技術(shù)經(jīng)濟指標低， 材料消耗高等缺點，在全國煤礦應(yīng)用越來越 少，目前僅在華南，西南局部地區(qū)中小煤礦賦 存條件變化大，或因其它安全原因不適于選擇 其他采煤方法，厚度小于2m的薄及中厚煤層 中有少量運用50倒臺階矸石充填采煤法的優(yōu)缺點和適用條件 優(yōu)點：改善了急斜近距離煤層開采的頂板管 理，安全可靠性增加。消除了煤層自燃發(fā)火隱 患，提高了采區(qū)煤炭回收

20、率。矸石充填采空區(qū)， 降低了采區(qū)壓力，坑木消耗降低。矸石充填采 煤法比垮落法工作面單產(chǎn)明顯提高。 井下掘進 矸喳可以做到不出井，減少了矸喳運輸環(huán)節(jié)。 缺點：新增采矸、運矸設(shè)備及其系統(tǒng)，生產(chǎn)環(huán) 節(jié)復雜，用人多，生產(chǎn)成本高。臺階工作面短， 臺階工作面短，臺階數(shù)目多，采煤功效低。臺 階上隅角通風困難，容易積聚瓦斯。適用條 件：適用于開采層間距小于35m、容易日然 發(fā)火，地表需要保護的急斜近距離煤層51正臺階采煤法的優(yōu)缺點和適用條件優(yōu)點：安全可靠性好，該采煤方法采用全部垮落法管 理頂板，但又具備充填法的某些特點。工作面 位于采空區(qū)下方，不容易積聚瓦斯，為采空區(qū) 瓦斯抽放創(chuàng)造條件。工作面浮煤少，減少了頂

21、 板垮落、采空區(qū)煤層自然發(fā)火及瓦斯、煤層爆 炸危險。對煤層厚度、傾角變化、瓦斯涌出量 等地質(zhì)條件適應(yīng)性較強。巷道布置簡單，掘進 率低。無煤掉入采空區(qū)，資源回收率高。缺點：短壁工作面多，溜煤相互干擾，工作面利 用率降低。偽斜小巷斷面偏小，產(chǎn)塵量大。片 幫、滑底事故未能充分控制，安全生產(chǎn)受到影 響。破煤方法、支護設(shè)備有待進一步改進。 適 用條件：對地質(zhì)條件適應(yīng)性較強，一般可用于 煤層厚度、傾角有變化及小型地質(zhì)構(gòu)造，厚度 在2.4m 下，工作面涌水量小于 5m3/h， 不宜選用偽斜柔性掩護支架采煤法的急斜煤 層52俯偽斜走向長壁采煤法的優(yōu)缺點及適用條件 優(yōu)點：工作面沿俯偽斜直線布置，減小煤矸下滑速度

22、，有利于防止沖倒支架和砸傷人員，改 善了工作面安全生產(chǎn)條件。因工作面?zhèn)涡敝本€ 布置，改善了工作面頂?shù)装迨芰η闆r，相對增 加了穩(wěn)定性，出現(xiàn)大面積底推和頂板拉裂的可 能性減小。工作面有效利用率高，為提高單產(chǎn)， 改善工作面近煤壁處的通風狀況，為采煤機 械化的發(fā)展提供了技術(shù)支持。分段走向密集除 切頂外，主要起擋矸作用，攔截采空區(qū)矸石， 在工作空間與采空區(qū)垮落區(qū)之間形成一個自 然充填帶，使基本頂來壓滯后，減緩了基本點 來壓作用，減少了工作面支柱損耗量及維修工 作量。減少了煤炭自溜過程中因竄入采空區(qū)造 成的煤炭損失，提高了采區(qū)回收率，有利于工 作面自然發(fā)火的防治。缺點：工作面支、回柱工作量大，工人操作不便

23、。分段密集下方三 角區(qū)通風條件較差，易于瓦斯積聚。區(qū)段煤柱 損失較大。煤層頂板有淋水時，作業(yè)環(huán)境較差。 適用條件：適用于40 75，頂板中等穩(wěn) 定，易片幫、采高不超過2m的低瓦斯煤層， 或不宜使用偽斜柔性掩護支架采煤法的不穩(wěn) 定的急斜薄及中厚煤層53偽斜柔性掩護支架采煤法的優(yōu)缺點優(yōu)點：偽斜柔性掩護支架采煤法將工作面傾角變緩， 工作面?zhèn)涡遍L度增大，巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)簡 單，工作面連續(xù)推進時間長，搬遷次數(shù)減少， 有利于安排和工作面的均衡生產(chǎn)，有利于發(fā)展 采煤機械化，降低采掘率，同時工作面破煤能 自溜運輸。偽斜柔性掩護支護法利用掩護支架 把回采工作面空間與采空區(qū)隔開，簡化復雜繁 重的頂板管理工作，減

24、少了繁重的體力勞動， 安全可靠性增加，支護材料消耗降低。掩護支 架安裝和拆除工作，在空間上能與工作面的正 常采煤工作分開，三者可以平行作業(yè)，互不影 響，采煤工藝簡單，可以實現(xiàn)三班連續(xù)破煤， 單產(chǎn)高，技術(shù)經(jīng)濟效果好。缺點：掩護支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在下放過程中，對煤層厚度、傾角 等產(chǎn)狀變化的適應(yīng)性差。采煤工藝尚未實現(xiàn)機 械化，限制了各項技術(shù)經(jīng)濟指標的進一步提 高。在含有夾矸的煤層中使用時無法排除矸 石，降低了煤炭質(zhì)量。當工作面出現(xiàn)淋水時， 勞動條件差，煤炭自留困難。使用條件：煤層賦存穩(wěn)定，傾角和厚度變化小，夾矸層較薄， 煤層厚度在1.1 1.8m的急斜煤層54水平分段綜采放頂煤采煤法的優(yōu)缺點及適用條件 優(yōu)點：機械化程度高，生產(chǎn)集中，工作 面單產(chǎn)高，勞動生產(chǎn)率高，生產(chǎn)成本低。巷道 掘進工作量少，掘進率及巷道維護費用低。與 水平采煤法比較，減少了鋪網(wǎng)工序及材料消 耗，煤炭損失大幅度減少。缺點：較其它急斜煤層采煤法投資大。對地質(zhì)條件要