复杂结构井开发与开采 复习
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煤矿开采方法复习题一、填空题1、矿井巷道按其所处空间位置和形状,可分为垂直巷道、水平巷道和倾斜巷道。
2、根据巷道服务范围及其用途,矿井巷道可分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三类。
3、阶段内的划分方式有采区式、分段式和带区式三种。
4、煤矿井下运输大巷的运输方式有:轨道运输和带式输送机运输。
5、轨道运输大巷的轨距一般有600mm和900mm两种。
6、运输大巷的方向应与煤层走向大体一致,为便于运输和排水,其坡度一般为3‰~5‰。
7、运输大巷的布置方式有分层运输大巷、集中运输大巷和分组集中运输大巷。
8、在现生产的采区内,采煤工作面结束前 10~15 天,完成接替工作面的巷道掘进及设备安装工程;在现开采水平内,每个采区减产前 1~1.5 个月,必须完成接替采区和接替工作面的掘进工程和设备安装工程。
9、采煤方法是指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。
10、采煤工作面顶板岩石,按照其和煤层的相对位置及跨落的难易程度分为伪顶、直接顶和基本顶三种。
11、根据围岩移动特征,可将煤层上覆岩层分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。
12、按照掘进方式的不同,区段平巷的布置方式有单巷布置和双巷布置两种。
13、采煤工作面有单工作面和双工作面两种布置形式。
14、分层平巷和区段集中平巷之间的联系方式一般有石门、斜巷和立眼三种。
15、采区下部车场按装车站的地点不同,可分为大巷装车式、石门装车式和绕道装车式三种。
16、采区下部车场按轨道上山绕道位置不同,可分为顶板绕道式和底板绕道式两种。
17、倾斜长壁采煤工作面推进方向有前进式、后退式和往复式三种。
18、我国长壁采煤工作面的工艺方式有炮采、普采和综采三种。
19、加强工作面“三度”管理,“三度”是指支护强度、支护密度和支护刚度。
20、综采工作面液压支架的移架方式有:单架依次顺序式、分组间隔交错式和成组整体依次顺序式三种。
21、液压支架的支护方式有及时支护和滞后支护两种。
22、综采设备的拆除顺序,一般先拆除输送机的机头和机尾,继之拆除采煤机和输送机机槽,最后拆除液压支架。
1、什么是水平井?答:井是指井斜度达到90。
左右(86。
〜95。
)并保持这种井斜角延伸一定距离的定向井。
2、水平井有哪些优点?答:(1)增加油气藏裸露面积,提高单井产量。
(2)减少水锥和气锥,延长开采周期。
(3)减少地层出砂。
(4)提高采收率,增加可采储量。
(5)提高勘探开发综合效益。
3、广义调整井段的施工要点是什么?答:广义调整井段的主要作用有2个方面:一是当实际的造斜率与设计造斜率相差较大时,调整增斜段的长度,使实际轨道更好地与设计轨迹相符,以便准确钻达靶点;二是用于解决适当的水平位移或垂深,如靶前位移较大时,需在较大井斜角的井段设计一段稳斜段,或者在造斜点较高时,在井斜角较小的井段设计一段稳斜段。
4、水平井对钻井液的要求有哪些?答:(1)要保证井眼净化好。
(2)要保证井壁稳定。
(3)要具有良好的润滑性能。
(4)能够有效地控制滤失和漏失。
(5)要最大限度地减少对油气层的损害。
5、影响水平井摩擦阻力的因素有哪些?答:(1)钻柱、套管和地层及滤饼接触面的粗糙程度。
(2)各接触面的塑性变形状况。
(3)钻柱和套管所受载荷。
(4)钻井液的黏度。
(5)钻井液中固相颗粒的大小。
(6)液柱压差造成的切向载荷。
(7)钻井液和滤饼中润滑剂的状况。
(8)井斜情况。
(9)钻柱的侧向分力状况。
(10)静、东滤失以及外来流体的浸泡时间。
6、水平井钻井液及完井液的类型有哪些?答:(1)油包水型体系。
(2)聚合物水基钻井液体系。
(3)无土相钻井液体系。
(4)正电胶钻井液体系。
7、完井方法有哪些类型?答:(1)裸眼或基本裸眼完井方法。
(2)常用的射孔完井方法。
(3)预制封隔器及预制充填砾石完井方法。
8、什么是分支井?答:分支井是指在一口主井眼的底部钻出两口或多口进入油气藏的分支井眼。
9、套管开窗工艺有哪些?答:(1)侧钻点的选取。
(2)斜向器工具面设定。
(3)开窗。
(4)窗口保护技术。
10、大位移井的定义是什么?答:目前,大位移井的定义有2种:一种是指测深等于或大于2倍垂深的定向井或水平井;另一种是指井底水平位移等于或大于2倍垂深的定向井或水平井。
复杂结构井是具有任意井眼轨迹或者具有多个分支的油水井,随着钻完井技术的提高,采用水平井、多分支井等复杂结构井型是提高产量、降低成本的有效途径。
应用复杂结构井开采复杂油气田具有如下特点:1、复杂结构井能够大幅度提高单井产能。
(应用复杂结构井能够最大程度扩大油井与储层的接触面积,连通破碎的断块和油层,建立通畅的油气通道,从而大幅度提高低渗透油气田和断块油气田的单井产能。
)2、延缓见水时间。
3、最大程度上提高经济效益。
(目前水平井钻井成本平均为直井的1.5~2 倍,甚至某些水平井的成本只有直井的1.2 倍; 而水平井的产量平均是直井的2-5 倍, 一口多分支井可以节省18 口直井的井场, 产量却增加20%。
直井、水平井和多分支井的吨油成本比, 据北美油田的统计为1∶0.48∶0.39。
)分支井特点:特点1:有利于制定更合理的开采方案,以尽量少的井控制尽量大的含油面积。
特点2:可有效开采多产层油藏。
特点3:可替代长水平段水平井。
特点4:用尽量少的井开采形状不规则的油藏。
特点5:可在一口井内实现注采结合,提高采收率。
多分支井技术应用特点:1.多分支水平井在少井高产开发新区块方面有着巨大的优势;2.多分支水平井在老油田挖潜中的作用日益显著,成为增加储量和产量新的工艺技术;3.多分支水平井完井方式类型多、工具配套、成功率高,能够满足不同油藏对完井方式的要求。
丛式井技术可以在一个平台上钻几十甚至上百口不同类型的井,能够对不同储层同时进行开发和开发更大的面积,从而可以节约大量的井场建设投资、节省地面空间,并且便于采油集中建站、统一管理。
采用丛式水平井技术可以使整装油田的开采井网更加合理、优配、并能有效增加油层的裸面积、提高采收率。
井眼轨道:一口井开钻之前,预先设计的井眼轴线形状。
井眼轨迹:一口井实际钻成后的井眼轴线形状。
动力钻具(井下马达):涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具。
工作特点:在钻进过程中,动力钻具外壳和钻柱不旋转。
1.阶段:在井田范围内沿煤层倾斜方向沿一定标高把煤层划分若干个平行于走向的长条部分,每个部分有独立的生产系统。
2.综合开拓:矿井主要主副井井筒采用不同的井筒形式进行开拓3.分组集中大巷:井田内煤层分为若干个煤组时,每个煤组布置主要运输大巷,为一个煤组服务的运输大巷4.回采煤量:回采巷道范围内,圈定的煤炭储量的和5.下山开采:利用原有开采水平,开采水平标高以下的煤体6.矿井生产能力:矿井设计时,确定的矿井在每年内的采出煤量7.支护密度:顶板单位面积支护的支柱数目8.采煤工艺:在采场内,根本煤层的自然赋存条件和采用的采煤机械,按照一定的顺序完成采煤工作面各道工序的方法及其相互配合9.再生顶板:当顶板为泥页岩时,或泥质成分段高岩层时,跨落后在上覆岩层重力作用下,经一定时间可能重新形成较完整岩体,能支护下悬露一定的面积,并能保证在一定时间内部稳定工作面正常工作顶板10.对拉工作面:在开凿过程中,设计上一个工作面比下一个工作面长度长一些的相邻双工作面11.正规循环作业:按照作业规程中循环作业图表的工序安排和劳动定员,在规定的时间内保质保量安全的完成循环作业的全部工作量,并保持周而复始进行采煤工作的一种作业方式12.追击作业:依照普采工作面的生产过程,组织挂梁,推移输送机、支柱和回柱放顶等专业工作组在采煤机割煤后顺序跟机进行作业13.带压移架:在移架时,打开降柱手把,在顶梁未完全脱离顶板时及时打开移架手把,使支架前移,使破碎矸石滑向采空区,移架到规定位置后升支架支撑顶板14.支柱额定工作阻力:支柱结构和强度所能承受的最大支持力,单体支柱的额定工作阻力是有安全阀的整定压力所决定的15.端面距:正常条件下,顶梁前端与煤壁之间的空顶距离,16.工作面回采功效:采煤工作面平均日产量与工作面出勤人员的比值17.采区车场:采区上山与大巷、区段平巷或上部的回风巷之间相连接的一段巷道或硐室的总称18.竖曲线:在平面线路与斜面线路相交处,或两个斜面线路相交处设置的竖直面上的曲线19.线路坡度:在线路纵断面上两点之间的高差与其水平距离比值的千分值20.双道起坡:在斜面上设两个道岔,使线路在斜面上变双轨,空重车线分别设置竖曲线起坡21.提升牵引角:矿井进行方向和钢丝绳牵引方向的夹角22.矿井开拓的主要任务有:进行井田划分、计算矿井储量、确定矿井生产能力23.立井开拓的特点:生产系统简单,建井快,投产早,通风线路短,运输环节少24.斜井开拓的特点:初期工程量少,投资少,建井期短,巷道布置简单25.斜井开拓适用条件:煤层埋藏稳定,地质构造简单,井田走向长度和倾斜宽度不大,埋深不深的矿井26.上山开采的特点:运输能力大,费用低,通风排水方便,适应性强27.下山开采的特点:掘进困难,通风系统漏风严重,通风线路大,阻力大,通风非常困难,瓦斯涌出量大时易造成超限,排水困难,增加排水费用28.下山开采主要适用条件:倾角小于16°的缓倾斜煤层,煤层瓦斯含量不大,涌出量小,采区涌水量较小29.矿井延伸方案:直接延伸;暗井延伸;直接延伸和暗井延伸相结合;直接延伸与新开井筒相结合30.过渡期间提升采取措施:利用通过式箕斗解决两个水平同时出煤;主井在新水平集中提升,利用副井或其他井筒提升其他煤炭31.通风采取措施:利用上水平运输大巷的回风巷做过渡期下水平的回风巷;采用分组集中大巷的矿井可利用上水平部分集中大巷做下水平上组煤的回风大巷32.采区上山位置选择考虑因素:①在双翼回采时将采区上山布置在采区中央②采区上山可布置在煤层或煤层底板岩层中③采区上山两巷道间距一般取20~25m④运输上山布置一般比轨道上山低3~5m⑤两道上山布置可同一层位或层位间保持一定的高差33.区段平巷单双巷布置特点:普采和炮采大部分用双巷布置,综采用单巷布置,普采和炮采由于工作面不等长布置,选择双巷比较有利,综采用双巷布置工作面推进到一定距离需移动电站、泵站,不易维修,故采用单巷布置34.区段巷道无煤柱护巷方法:沿空掘巷,沿空留巷。
1煤田:在地质历史发展过程中同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分布区称为煤田4阶段:在井田范围内,沿着煤层的倾向,按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分,每个长条部分称为一个阶段。
2井田:划分给一个矿井开采的那一部分煤田,称之井田(矿田)3井型:根据矿井生产能力不同我国把矿井划分为大中小三种类型5采区: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地块,每一块段称为采区。
6盘区:依煤层的延展方向布置大巷,在大巷两侧划分成若干块段,划分为具有独立生产系统的块段,称为盘区7开采水平:将设有井底车场,阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务在水平,称为开采水平8开拓巷道:为全矿井,一个水平或若干采区服务的巷道,《井筒,井底车场,主要石门,运输回风大巷。
)9准备巷道:为一个采区或数个区段服务的巷道称为准备巷道(采区上下山。
采区车场,采区硐室)10回采巷道:仅为采煤工作面生产服务的巷道,称为回采巷道(区段运输平巷。
区段回风平巷,开切眼)11采煤方法:就是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的互相配合。
但两者又互相影响和制约的。
12采煤工艺:由于采煤系统的自然条件和采用的机械不同,完成回采工作各工序的方法也就不同,并且在进行的顺序上时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。
这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合,称为13割煤机的进刀方式:1直接推入法进刀,采煤机大,推移困难,很少采用2工作面媏部斜切进刀,要求运输及回风陪平巷有足够宽度3综采面中部斜切进刀,工作面端头作业时间较长影响有效割煤时间4滚筒钻入法进刀,采高较大时不用14综采面的移架方式:1单架依次顺序式,又称单架连续式,该方式操作简单容易保证规格质量,适应不稳定顶板,应用碰2分组间隔交错式,移架速度快用于顶板较稳定的高产综采面3成组整体依次顺序式,用于煤层地质条件好,采煤机快速牵引割煤的日产万吨综采面15工作面最大最小控顶距放顶距:当工作面推进一次二次之后,工作空间达到允许的最大宽度,即最大控顶距,应及时回柱房顶,是工作空间只留回采工作所需要的最小宽度,即最小控顶距。
一.名词解释1、石门:在岩层中开凿的、不直通地面、与煤层走向垂直或斜交的岩石平巷。
2、煤田:同一地质时期形成,并大致连续发育的含煤岩系分布区。
3、开拓巷道:为井田开拓而开掘的基本巷道。
4、沿空留巷:工作面采煤后沿采空区边缘维护原回采巷道的护巷方法。
5、开采水平:通常将设有井底车场、阶段运输大巷,担负全阶段运输任务的水平。
6、开采计划:7、采煤工艺:在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合,称为采煤工艺。
二.填空:17空1、根据用途、开采范围对巷道进行分类:开拓巷道、准备巷道、回采巷道。
2、采区和工作面采出率规定(薄厚煤层)及回采率:厚煤层不低于0.93,中厚煤层不低于0.95,薄煤层不低于0.97。
P62概念,采出率是指工业储量中,设计或实际采出的那一部分储量,越占工业储量的比例,以百分数表示采区采出率国家规定的采区采出率采区采出率= (采区工业储量- 开采损失/采区工业储量)⨯100%厚煤层≮0.75中厚煤层≮0.8薄煤层≮0.85工作面采出率工作面采出率=(工作面实际出煤量/工作面实际可采储量)⨯100%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≮0.973、走向长壁的回采顺序:后退式,前进式,往复式和旋转往复式。
P1004、根据不同的井筒形式井田的开拓方式:立井开拓,斜井开拓,平硐开拓,综合开拓,多井筒(硐)分区域开拓。
5、根据煤层赋存条件准备方式分为:采区式,盘区式,带区式。
P1796、运输大巷的布置方式:分层运输大巷布置、集中运输大巷布置、分组集中运输大巷布置。
P3197、矿井的巷道按其空间位置关系或形状分为:垂直巷道,水平巷道,倾斜巷道。
三.简答:7选41.柱式体系采煤法优点:①设备投资少;②采掘可实现合一,建设期短,出煤快;③设备运转灵活,搬迁快;④巷道压力小,便于维护,支护简单,可用锚杆支护顶板;由于大部分为煤层巷道,故矸石量很少;矸石可在井下处理不外运,有利于环境保护;⑤当地面要保护农田水利设施和建筑物时,采用房式采煤法有时可使总的吨煤成本降低;⑥全员效率较高,特别是中小型矿井更为明显。
煤矿开采学复习大全一、简答题(共 7 小题,每小题 8 分,共 56 分) 1 阶段内划分有几种方法,各有什么特点? 2、矿井巷道分那几类?并举例说明。
3、选择采煤方法应考虑哪些因素?4、选择开拓延深方案的原则和要求是什么?5、采煤作业规程一般包括哪些内容?6、正确合理的准备方式应遵循哪几项原则? 7、矿井技术改造的目的是什么?其内容包括那几个方面?二、论述题(共 4 小题,共 54 分) 1、试述下山开采的主要特点及其应用条件。
(14 分) 2、论述倾斜长壁采煤法的特点及使用条件。
(14 分) 3、论述采区设计的依据、程序和步骤。
(12 分) 4、论述如何确定合理的采区走向长度。
(14 分)三、绘图说明题(共 4 小题,每小题 10 分,共 40 分) 1、绘图说明普采面单体支架布置方式的种类和特点。
2、绘图并说明开采水平大巷布置的种类及特点。
3、绘图说明回采顺序的几种方式和应用情况。
4、绘图并说明单一走向长壁采煤法的主要生产系统、、、、、、小题,一、简答题(共 7 小题,每小题 8 分,共 56 分)简答题( 1、选择采煤方法的影响因素有哪些? 2、选择开拓延深方案的原则和要求是什么? 3、斜井开拓方式的井筒布置有几种?其适用条件如何? 4、简述为什么确定矿井服务年限时要考虑储量备用系数? 5、采区上山布置有哪些类型?采区参数主要包括哪些内容? 6、矿井技术改造的目的是什么?技术改造的内容包括那几个方面? 7、简述仰斜和俯斜开采的特点。
小题,二、论述题(共 4 小题,共 54 分)论述题( 1、论述倾斜长壁采煤方法的优缺点及适用条件。
(10 分) 2、论述矿井几种风井布置方式的特点和适用条件。
(15 分) 3、论述如何合理确定开采水平垂高?(15 分) 4、试述综采放顶煤技术的适用条件。
(14 分)小题,三、绘图说明题(共 4 小题,每小题 10 分,共 40 分)绘图说明题( 1、绘图(剖面图)并说明开采水平大巷布置方式有哪几种? 2、画出立井环行井底车场(大巷采用固定式矿车运输、主井采用箕斗提升)线路布置图,标注并说明图中线路名称,并在图上用符号标明调车方式。
煤矿开采复习题煤矿是重要的能源资源,其开采过程涉及众多复杂的工程和安全问题。
为了帮助同学们更好地复习煤矿开采的相关知识,以下是一些复习题,供同学们参考和练习。
1. 煤矿的类型:- 简述煤的成因和分类。
- 描述不同类型煤矿的特点及其对开采方法的影响。
2. 煤层的识别:- 煤层的地质特征有哪些?- 如何通过地质勘探确定煤层的位置和厚度?3. 煤矿开采方法:- 列举并解释常见的煤矿开采方法,如长壁开采、短壁开采、露天开采等。
- 讨论不同开采方法的适用条件和优缺点。
4. 煤矿安全:- 煤矿开采中常见的安全问题有哪些?- 描述煤矿瓦斯爆炸的成因及其预防措施。
5. 矿井通风:- 矿井通风的目的是什么?它如何影响矿工的健康和安全?- 简述矿井通风系统的组成和工作原理。
6. 煤矿资源的可持续开发:- 讨论煤炭资源的有限性以及可持续开采的重要性。
- 描述实现煤矿资源可持续开发的方法和策略。
7. 煤矿环境保护:- 煤矿开采对环境可能造成哪些影响?- 描述煤矿开采过程中的环境保护措施。
8. 煤矿事故的应急处理:- 列举煤矿开采中可能发生的事故类型。
- 描述事故发生时的应急响应流程和处理方法。
9. 煤矿开采的法律法规:- 简述国家对煤矿开采的法律法规要求。
- 讨论法律法规在保障煤矿安全生产中的作用。
10. 煤矿开采的未来趋势:- 预测煤矿开采技术的发展趋势。
- 讨论未来煤矿开采对能源结构和环境保护的影响。
通过这些复习题,同学们可以对煤矿开采的各个方面有一个全面的了解,为进一步的学习打下坚实的基础。
希望这些内容能够帮助同学们在考试中取得好成绩。
煤矿开采复习题第一章井田开拓基本知识1、煤田:在地质历史发展的过程中,含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含炭地带。
2、井田:在矿区,划归给一个矿井开采的那一部分煤田。
3、煤田划分为井田要考虑哪些主要因素?答:(1)要充分利用自然条件:地质构造作为井田边界,或者保护地面设施,如河流,铁路、城镇等作为井田边界。
(2)要有合理的走向长度:在一般情况下,井田走向长度应大于倾斜长度。
(3)要处理好相邻井田的关系:在一般应先浅后深,先易后难分别开发建井,节约初期投资。
(3)要为矿井的发展留有余地:应充分考虑煤层赋存条件,技术发展趋势等因素。
(5)要有良好的安全经济效果:使矿井有合理的开拓方式和采煤方法,有利于保护生态环境,安全可靠。
4、如何合理确定矿井的生产能力?答:(1)井田储量:通常井田储量越大,矿井生产能力越大,反之则应小。
(2)开采条件:有可采煤层的层数,层间距离,煤层厚度及稳定厚度,煤层倾角,地质构造,水文地质等。
(3)技术装备水平:主要考虑采掘技术和机械设备。
(4)安全生产条件:主要指瓦斯、通风、水文地质等因素的影响。
在上述四个方面中,储量是基础,开采能力是关键。
5、确定矿井服务年限为何要考虑储量备用系数?答;(1)在实际生产过程中,由于局部地质变化、勘探的储量不可靠、采区采出率短期不能达到规定的要求等原因,使矿井储量减少:(2)由于挖掘生产潜力使矿井产量增大:(3) 投产初期,由于缺乏经验,采出率达不到规定的数值,增加了煤的损失。
由于上述原因,矿井设计服务年限将会缩短,影响矿井经济效益。
为了保证矿井可靠的服务年限,必须考虑储量备用系数。
6、试述矿井生产能力、服务年限与储量之间的关系。
答;矿井生产能力、服务年限与储量之间有密切关系,可用下式表示;T=Zk/AK式中Zk--------矿井可采储量,万t ;T----------矿井设计服务年限,a ;A---------矿井设计生产能力,万t/a ;K---------储量备用系数。
《煤矿开采学》[井田开拓部分]复习思考题1.何为煤田、井田? 煤田划分为井田时应考虑哪些原则?为什么要充分利用自然条件作为井田划分的依据?2.根据开采技术条件,煤层按厚度和倾角怎样分类?何为回采率?《设计规范》对采区和回采工作面回采率有何规定?3.矿山井巷按空间位置(井巷长轴线与水平面的关系)以及按其作用和服务范围分别怎么分类? 何为开拓巷道、准备巷道、回采巷道?4.矿井必须建立哪些主要的生产系统?5.试说明阶段与分段,分段与分带,采区与带区,采区与分段,区段与分段之间的异同点?(从概念,划分方法,范围加以区别)。
6.何谓阶段、水平,它们之间有何区别和XXX?什么叫开采水平?什么叫单水平,多水平?何为上山、下山?7.矿井储量怎样分类?地质储量、工业储量、设计利用储量、可采储量、开采损失的含义是什么,它们之间的关系如何?,矿井生产能力A,矿井服务年限T,试述三者的辩证8.何谓可采储量Zk关系?9.矿井生产能力(井型)应如何确定(或确定矿井生产能力应考虑哪几方面的因素)?矿井年产量和服务年限是越大越好还是越小越好?试说明理由(或为什么说矿井的服务年限应与生产能力相适应?)15.何为井田开拓,井田开拓方式?井田开拓方式如何分类?什么叫单一开拓和综合开拓,它们分别有哪几种形式?16.平硐开拓有哪几种形式,平硐开拓有无井底车场,为什么?17.释词:立井、斜井、平硐、石门、大巷、暗井、溜井、上山、下山、岩石平巷。
18.读图1-9、图17-1、图17-3,并分别回答下列问题:(1)井田为何种开拓方式?(2)写出各编号巷道名称?(请从巷道位置、空间关系、服务范围、作用等角度认真体会)(3)写出巷道掘进顺序,运煤、运料、通风系统(以巷道标号接续顺序)(4)试说明开拓巷道、准备巷道、回采巷道有哪些(只写出巷道标号)(5)井底车场、采区上、中、下部车场形式。
19.图1-3,以断层为界假设从左至右分别为I、II、III矿,分别说明各矿开拓方式及理由?20.为什么近年来大型矿井多采用主斜-副立井综合开拓方式?21.斜井开拓、立井开拓、平硐开拓各有何特点及优缺点?各适应于什么条件?井筒形式选择的原则是什么?在什么情况下选择平硐开拓?(或者说平硐开拓的适应条件是什么?)22.选择井筒位置应从哪几方面考虑?沿井田走向和倾斜方向的合理位置应怎样确定?为什么井筒位置应尽量选在井田储量中心?23.何为水平垂高和阶段垂高,它们之间有何关系?24.下山开采的主要优缺点是什么?其适用条件如何?25.什么叫辅助水平,它的作用是什么,在什么情况下应设辅助水平?26.大巷的运输方式主要有哪几种,其特点及适应条件是什么?27.对大巷布置有何要求?28.开采水平的大巷布置有哪几种方式,它们的主要特点是什么,各用在什么条件?29.按大巷布置层位如何分类?煤层大巷和岩石大巷的优缺点及适用条件是什么?其位置应如何选择?30.何为井底车场,有何作用?井底车场在哪几种调车方式?31.按照矿车在井底车场内的运行特点,井底车场可分为哪两大类?各自有何特点?32.相对于阶段运输大巷而言有哪几种形式,应如何选择?(或者说按照存车线与主要运输巷道(大巷或主石门)间相互位置关系如何分类,怎么选择?) 33.解释采掘关系及所包含的内容34.什么叫“三量”,三量可采期有何规定?为什么说“三量只能间接、概略地反映采掘关系”?35.矿井开拓延深的实质是什么,开拓延深有哪几种方式,试分析各自的特点及适应条件?36.何为矿井技术改造,技术改造的目的是什么?其措施有哪些?37.矿井的“四集中”是指哪四集中?《煤矿开采学》[采煤系统部分]复习思考题1.何为准备方式,怎样分类?2.何为采区单层布置和联合布置,联合布置的实质是什么?相对于单层准备有何优缺点?3.区段平巷的运输对区段平巷的坡度和方向有何影响及要求?为何工作面回风平巷多采用腰线定向,而区段运输平巷则多采用中线定向?4.区段平巷有留煤柱护巷和无煤柱护巷两种,其中无煤柱护巷又分为沿空掘巷和沿空留巷两种。
2002-2003 学年第二学期期末考试试卷年级2001 专业采矿工程科目煤矿地下开采一、判断正误(10 分)1. 采区煤炭采出率,中厚煤层必须达到80%以上。
2. 区段的倾斜长度和阶段的斜长是相等的。
3. 工作面单向割煤,端头顶板破碎时多采用中部斜切进刀。
4. 工作面选择支柱最小高度必须小于计算所需的最小高度。
5. 带区开采时,工作面不能采用对拉布置方式。
6. 工作面顶板来压明显,应选用掩护式液压支架较合适。
7. 单体支柱额定工作阻力值是38~40MPa。
8. 厚煤层分层开采,倾角较大时分层平巷多采用垂直布置。
9. 厚煤层放顶煤开采,放顶煤厚度大时多采用一刀一放。
10. 工作面采用分段追机作业形式,有利提高生产效率。
二、填空题(20 分)1.采区煤炭储量损失主要包括2. 阶段内的布置方式主要分为。
3. 写出矿井小型、中型井型系列值各两个。
4. 工作面的劳动组织方式主要采用。
5. 采区生产系统主要有6. 工作面循环作业图表主要包括。
7. 综采支架初撑力的规定值是8. 矿井生产接替时间的要求分别是。
9. 厚煤层分层开采,分层巷道布置方式分为。
10. 区段无煤柱护巷主要布置方式分为。
三、解释下列各词(16 分)1. 倾斜长壁开采2. 分层分采3. 支柱初撑力4. 区段四、简答题(18 分)1. 厚煤层目前开采方法有哪些?各有什么主要特点?2. 工作面吨煤直接费用主要有哪几部分组成?3. 工作面为什么要架设特种支架,主要形式有哪些?五、综合问答题(16 分)1. 说明工作面初采生产技术管理主要包括那些方面工作内容?2. 试述工作面新的顶板分类方案中分类方法和主要分类指标。
六、计算题(10 分)一工作面煤层厚度2.2~1 .6m,平均采高2.0m ;顶板为Ⅱ、Ⅲ类级,控顶距4.0m ,η=0.025 。
试计算工作面所需支柱规格;利用估算法确定工作面支护阻力?七、画图题(10 分)画单一煤层带区开采巷道布置图,标明带区开采主要生产系统。
《煤矿开采方法》复习题一、名词解释1.石门——与煤层走向垂直或斜交的水平岩石巷道。
2.阶段——在井田范围内, 沿着煤层的倾斜方向, 按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分, 每个长条部分具有独立的生产系统, 称之为一个阶段。
3、水平——通常将井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平称为开采水平, 简称水平。
4、暗立井——没有直接通达地面出口的立#, 装有提升设备, 也有主副暗立#之分。
5.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称为井田开拓。
6.井底车场——是联结井筒和井下主要运输大巷的一组巷道和硐室的总称。
7、前进式回采——工作面由采区上山方向(其实就是大巷方向)向采取边界方向回采, 称为前进式采煤8、矿山压力——矿山压力就是由于井下采掘工作破坏了岩体中原岩应力平衡状态, 引起应力重新分布, 我们把存在与采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力称为矿山压力。
9、沿空留巷——就是在采煤工作面才过之后, 将区段平行用专门的支护材料进行维护, 作为下区段的平行。
10、正悬臂——是煤矿回采工作面的支架与顶梁的布置形式, 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, 短段在立柱的采空侧, 顶梁不易被折损。
11.及时支护——采煤机割煤后, 支架依次或分组随机立即前移、支护顶板,输送机随移架逐段移向煤壁, 推移布距等于采煤机截深12、循环进度——采煤工作面每完成一个循环向前推进的距离, 即每次落煤的深度和循环落煤次数的乘积13.放煤步距——沿工作面推进方向前后两次放煤的间距。
14、倒台阶采煤法——在急斜煤层的阶段或区段内, 布置下部超前的台阶形工作面, 并沿走向推进的采煤方法。
15、井田——在矿区内, 划归给一个矿#开采的那一部分煤田, 称为井田(矿田)二、填空1.矿井巷道按服务范围及其用途可分为(开拓巷道)、(准备巷道)、(回采巷道);2.井田人为境界的划分方法常用的有(垂直划分)、(水平划分)、(按煤组划分)、(按自然条件形状划分);3、阶段内的划分一般有三种方式: (采区式)、(分段式)和(带区式);4.井底车场常用的调车方式有(顶推调车法)、(甩车调车法)、(专用设备调车法);5.轨道运输大巷的轨距一般有(600mm)和(900mm)两种;6.运输大巷的布置方式有(分层大巷)、(集中大巷)和(分组集中大巷)三种;7、矿井计划开采的可采储量划分为(开拓煤量)、(准备煤量)和(回采煤量);8、采煤工作面顶板分为(伪顶)、(直接顶)、(基本顶);9、根据岩层移动特征, 可将煤层的上覆岩层分为(冒落带)、(裂缝带)和(弯曲下沉带);10、根据煤层赋存条件和采区巷道布置的总体需要, 煤层群区段集中平巷的布置方式有(机轨分煤岩巷布置)、(机轨双岩巷布置)、(机轨合一巷布置)、(机轨双煤巷布置);11.综采工作面采煤机的进刀方式主要有(直接推入法进刀)、(工作面端部斜切进刀)、(综采面中部斜切进刀)、(滚筒钻入法进刀);12.综采面液压支架的移架方式有(单架连续式)、(分组间隔交错式)、(成组整体依次顺序式);13.岩层的产状要素有(走向)、(倾向)和(倾角);14.综采面端头支护方式主要有(单体支柱加长梁组成的迈步抬棚)、(自移式端头支架)、(工作面液压支架支护端头);15.《煤矿安全规程》规定, 倾角大于(15度)时, 液压支架必须采取放倒、防滑措施;16、综采设备的拆除顺序, 一般是先拆(输送机的机头和机尾), 后拆(采煤机)和(输送机机槽)。
1:说明煤田、井田,矿区开发的概念?煤田:在地质历史发展过程中,同一地质时期形成并大致连续发育的的含煤岩系分布区。
井田:划分给一个矿井开采的那一部分煤田。
矿区开发:根据国民经济发展需要和行政区域的划分,利用地质构造、自然条件或煤田沉积的不连续,后按勘探时期的先后,将一个大煤田分成几个矿区来开发。
2:绘图表示并说明下列井巷的名称:(1)立井、暗立井;(2)斜井、暗斜井;(3)平硐、岩石平巷、石门;(4)采区上山、采区下山。
3:绘图说明阶段和水平的概念?4:阶段内的再划分有哪几种方式,各适用于何种条件?(1)采区式:采区斜长=阶段斜长(可达1000m)采区走向=400m~5000m(2)分段式:适用于地质构造条件简单、走向长度较小的井田。
(3)带区式:适用于倾斜长壁采煤法。
巷道布置系统简单,巷道掘进工作量少。
6:说明开拓巷道、准备巷道,回采巷道的概念。
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(水平)运输大巷和回风大巷等。
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。
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。
井田开拓:一般地将一个煤田划归若干个煤矿进行开采。
划归一个煤矿开采的范围成为井田,在一个井田上进行开采的煤矿一般叫矿井。
在一个井田范围内,主要巷道的总体布置及相关参数的确定叫井田开拓。
井田划分原则:1.井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应2.保证井田有合理尺寸3.充分利用自然等条件划分井田4.合理规划矿井开采范围,处理好相邻矿井之间的关系井田开拓方式:是指用于井田开拓的地下巷道在井田内的布置方式。
井田开拓方式的内容包括井硐形式、水平数目以及阶段内的布置方式等。
无论是哪一种井筒 (硐)形式,井田都可能采用单水平或多水平;分区式、分段或分带式等巷道布置。
按井硐的形式,井田开拓方式可分为斜井开拓、立井开拓和平硐开拓三种方式。
复杂结构井是具有任意井眼轨迹或者具有多个分支的油水井,随着钻完井技术的提高,采用水平井、多分支井等复杂结构井型是提高产量、降低成本的有效途径。
应用复杂结构井开采复杂油气田具有如下特点:1、复杂结构井能够大幅度提高单井产能。
(应用复杂结构井能够最大程度扩大油井与储层的接触面积,连通破碎的断块和油层,建立通畅的油气通道,从而大幅度提高低渗透油气田和断块油气田的单井产能。
)2、延缓见水时间。
3、最大程度上提高经济效益。
(目前水平井钻井成本平均为直井的1.5~2 倍,甚至某些水平井的成本只有直井的1.2 倍; 而水平井的产量平均是直井的2-5 倍, 一口多分支井可以节省18 口直井的井场, 产量却增加20%。
直井、水平井和多分支井的吨油成本比, 据北美油田的统计为1∶0.48∶0.39。
)分支井特点:特点1:有利于制定更合理的开采方案,以尽量少的井控制尽量大的含油面积。
特点2:可有效开采多产层油藏。
特点3:可替代长水平段水平井。
特点4:用尽量少的井开采形状不规则的油藏。
特点5:可在一口井内实现注采结合,提高采收率。
多分支井技术应用特点:1.多分支水平井在少井高产开发新区块方面有着巨大的优势;2.多分支水平井在老油田挖潜中的作用日益显著,成为增加储量和产量新的工艺技术;3.多分支水平井完井方式类型多、工具配套、成功率高,能够满足不同油藏对完井方式的要求。
丛式井技术可以在一个平台上钻几十甚至上百口不同类型的井,能够对不同储层同时进行开发和开发更大的面积,从而可以节约大量的井场建设投资、节省地面空间,并且便于采油集中建站、统一管理。
采用丛式水平井技术可以使整装油田的开采井网更加合理、优配、并能有效增加油层的裸面积、提高采收率。
井眼轨道:一口井开钻之前,预先设计的井眼轴线形状。
井眼轨迹:一口井实际钻成后的井眼轴线形状。
动力钻具(井下马达):涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具。
工作特点:在钻进过程中,动力钻具外壳和钻柱不旋转。
地质导向钻井技术是根据地质导向工具提供的实时井下地质信息和定向数据,辨明所钻遇的地质环境并预报将要钻遇的地下情况,引导钻头进入油层并将井眼保持在产层中。
地质导向钻井技术以随钻测量多种井底信息为前提,以油气目的层为最终控制目标,体现了现代钻井技术与测井、油藏工程技术的相融合。
几何导向:由井下随钻测量工具测量的几何参数:井斜、方位和工具面的数值传给控制系统,由控制系统及时纠正和控制井眼轨迹。
地质导向:使用随钻测量数据和随钻地层评价测井数据,以人机对话方式来控制井眼轨迹的技术。
鱼骨状水平井是指在水平段侧钻出两个或两个以上分支井眼的水平井。
从三维立体图上看,各分支井眼与主井眼之间呈鱼骨状分布;从水平投影图上看,各分支井眼与主井眼呈羽状分布,国外也将其称为羽状水平井。
技术优点:最大限度地增加油藏泄油面积,充分利用上部主井眼,增加井眼有效进尺,节约开发成本。
完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程,是从钻开油层开始,到下套管、注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液,直至投产的一项系统工程。
水平井油管及生产套管尺寸的选定:根据节点分析即压力系统分析,进行油层—井筒一地面管线敏感性分析。
油管敏感性分析则是根据油层压力、产量、产液量、流体的粘度、增产措施和开采方式等方面的综合分析去选定油管尺寸,然后根据油管尺寸去选定生产套管尺寸。
改变了过去先选定生产套管尺寸,然后再确定油管尺寸的传统作法,从而为提高开采和技术措施的效果创造了条件。
水平井完井方式:裸眼完井,衬管完井,带管外封隔器(ECP)的衬管完井,射孔完井,裸眼预充填砾石割缝筛管完井,套管内预充填砾石割缝筛管完井。
常规水力胀封式管外封隔器结构工作原理:常规水力式封隔器下到设计井深后,打压坐封封隔器,当中心管内的压力达到封隔器的坐封压力时,打开阀的销钉被剪断,阀打开,流体通过单向阀、限压阀进入封隔器中心管与内胶筒之间的腔体,胶筒开始鼓胀,当胶筒内的压力达到限压阀设计值时,限压阀销钉被剪切,限压阀启动,永久关闭流体通道。
外界压力不管如何变化,不会再开启阀系统流道,封隔器永久处于涨封状态。
目前的定向方式主要有重力定向和陀螺定向两种方式。
重力定向主要靠重力偏心装置、外壳、可转头活络接头、及定向监测装置等部件组成。
完井方法选择条件:1、有效封隔油、气、水层,防止层间干扰.2、具备分层注水、注气、分层压裂、酸化等措施3、稠油开采能达到注蒸汽热采要求4、满足采油和井下作业要求5、油田开发后期应具备侧钻条件6、保持井筒稳定,确保油井具有一定寿命7、油、气层与井筒保持最佳连通,储层损害最小8、油、气层与井筒尽最大渗流面积,入井阻力最小9、应能有效控砂和防砂,确保油井长期正常生产10、施工尽可能简便,经济效益达到最大化分支井完井方法选择条件:(1)在选择是否下套管时,必须考虑井眼的稳定性。
如果分支窗口处地层胶结不理想,机械支撑或液力封隔必须作为完井设计的一部分。
(2)完井设计必须保证油井在寿命期内能正常生产,如果分支窗口处地层的完整性随着生产过程中压力的变化而发生变化,则必须考虑窗口处的液力封隔。
(3)要考虑地温梯度的影响,防止井下高温造成井下密封件的损坏,从而影响密封效果,异常高温地层要采用耐高温元件。
(4)钻井液性能的优化和井眼的清洁是保证完井管柱顺利下入的关键。
(5)完井管柱的设计还要考虑油井是否需要防砂和修井作业时的分支井眼再进入问题,这是保证分支井有效开采的关键。
压裂造缝影响因素:造缝条件及裂缝的形态、方位等与井底附近地层的地应力及其分布、岩石的力学性质、压裂液的渗滤性质及注入方式有密切关系。
在致密地层内,当井底压力达到破裂压力后,地层发生破裂,然后在较低的延伸压力下,裂缝向前延伸。
对高渗或微裂缝发育地层,压裂过程中无明显的破裂显示,破裂压力与延伸压力相近。
水力压裂裂缝的扩展过程:1 –泵注开始,裂缝产生.2 –随着液体不断泵入,裂缝逐渐增长、增宽。
3 –悬浮在压裂液中的支撑剂(一般是砂)进入裂缝.4 –随着泵注的不断进行,支撑剂进一步向裂缝端部运移.5 –随着液体持续漏入,支撑剂甚至可以抵达裂缝端部.6 –停止泵注,压裂液继续滤失进入地层.7 –地层闭合,储层中留下一条有导流能力的流动通道.横向缝:如果井筒平行于最小水平主应力方向(即沿最小水平渗透率方向),则产生横向缝。
轴向缝:如果水平井筒垂直于最小水平主应力方向(即沿最大水平渗透率方向),则产生轴向缝。
斜交裂缝:当井筒并不与最大、最小水平主应力方向一致时,则产生斜交裂缝。
水平井压裂技术:工艺优点:工艺简单可靠,施工工艺避免了下入井下作业工具带来的潜在风险。
缺点:多次施工,不能同时压开,多条缝难以实现,周期长。
液体胶塞分段压裂:水平井胶塞隔离分段压裂工艺是自井筒末端开始,逐段封堵逐段压裂,在前一级压裂完成之后,对求产结束的井段进行填砂,替入超粘完井液,这种完井液一旦就位就会胶凝成一种橡胶式的胶塞。
胶塞在试油压裂过程中只起临时封堵作用,胶塞可定时软化易于清除。
液体胶塞的性能是影响井筒隔离效果的关键,井温对液体胶塞的性能影响非常大,是控制胶塞聚合、定时软化的主要参数,因此,温度的不同,胶塞的配方、性能也有所不同,施工时根据井温的差异,调整配方,使其性能满足压裂试油工作期间临时封堵要求。
水力喷射分段压裂工艺特点:不需要封隔器及桥塞等隔离工具,可实现自动封隔,施工风险小;一次管柱可进行多段压裂,缩短施工周期,有利于降低储层伤害。
出水的危害:(1)消耗地层能量。
随着油井产液量的增加,地层压力逐渐降低,油井产水就是地层产能的浪费。
在注水开发油田中,注入水若从高渗透条带或裂缝流进油井而被采出,必然会降低了驱油效果,要保持注采平衡还必须增加注入量,从而增加注水费用,当然也增加了采液负担。
(2)油井大量出水,使油井出砂更为严重。
砂岩地层见水后,会引起胶结物中粘土成分水化膨胀,分散溶解而降低砂岩胶结强度,致使油井出砂加重,严重时迫使油井停产。
(3)危害采油设备。
油井大量出水不但加重深井泵的负荷,而且也使得地面管线和设备的结垢更为严重,并且使得它们受腐蚀的速度加快。
(4)加重脱水泵站负担。
油井大量出水,产液量增加,加大了脱水泵站工作量。
这势必要增加脱水设备,增加动力、破乳剂的消耗,从而增加了采油成本.管柱:下入井中的油管或钻杆及工具的总称。
落鱼:凡是掉入井内的部分管类、杆类等落物。
鱼顶:又称鱼头,指落鱼的顶部。
鱼长:指落鱼的长度。
印痕:铅模从井内打出的痕迹。
卡点:管柱或落鱼被卡位置的上限深度。
测卡:确定卡点深度的工艺过程。
解卡:解除各种管柱或落鱼卡阻的施工过程。
悬重:指工艺管柱下入井内后,反映在拉力表或指重表上的重力。
钻压:修井施工中钻磨铣、打印、打捞、切割等措施时,工艺管柱下放加给钻头、印模、打捞工具、割刀等工具的载荷。
套管技术规范:指套管本身的完好程度,如径向尺寸变化、腐蚀孔洞、固井质量、落物情况等。
水平井中需要进行打捞作业的主要对象包括滤砂管、封隔器和其它较小的井下落物等,不同的井下管柱,打捞工艺相差较大.水平井打捞的难点: 1、水平井内由于造斜段的作用,井口的上提力无法有效传递到井下水平段内,同时出于保护套管的原因,在直井中普遍采用的大力上提、活动解卡等打捞工艺技术无法在水平井实施。
2、同样由于造斜段的影响,井口扭矩也无法有效传递到井下水平段,因此在水平井实施常规的套铣、倒扣等打捞工艺比较困难。
3、一般直井防砂管柱长度只有几米至十几米,而水平井水平射孔段比较长,因此滤砂管也比较长,一般长度为几十米以上,有的甚至长达300米。
每根滤砂管均带有扶正器,在扶正器处有变径,这也增加了打捞难度。
打捞步骤:先是处理完水平井井筒内“鱼顶”上部的沉砂,;再采用相应的工艺对滤砂管外的沉砂进行松动;然后下入增力打捞管柱, 利用井下打捞增力器来改变打捞管柱的受力方式, 并配套专用提放式可退捞矛, 完成井下打捞。
*井下打捞增力器结构及工作原理:井下打捞增力器的作用就是改变打捞管柱的受力方式,通过打压在卡点处产生大吨位的拉力,使井下落物产生移动。
该工具由套管锚定部分、增力部分、水平打压球座三部分组成。
套管锚定部分的作用是将井下打捞增力器锚定在套管上,并承受增力部分所产生的拉力。
增力部分是直接产生拉力的部分。
水平打压球座可以保证工具在水平状态下打压,同时也可根据要求自动卸压.智能完井被定义为一种能够采集、传输和分析井下产状、油藏产状和整体完井管柱生产数据资料,且随之能够根据油井生产情况对油层进行遥控和提高油井产状的完井系统。
智能井优点:(1)提高油田最终采收率。
智能完井上的流入控制阀可以对不同层位有选择性地进行开关,从而实现了从特定油层段采油的目的。
(2)实时监测功能。
智能完井能够获得生产层实时井下信息,并将监测到的资料传输到地面的计算机中储存起来,测试的资料具有较强的连续性。