采矿学第十六章(16-1)

课程名称：《采矿学I》第11讲次摘要第十六章崩落采矿法授课题目（章、节）本讲目的要求及重点难点：【目的要求】掌握单层崩落法的工艺过程、该法的优缺点及适用条件；掌握水平深孔落矿有底柱分段崩落法、垂直深孔落矿有底柱分段崩落法的工艺过程及其优缺点和使用条件，掌握有底柱分段崩落法放矿管理。

【重点】掌握单层崩落法的工艺过程、该法的优缺点及适用条件；掌握垂直深孔落矿有底柱分段崩落法的工艺过程及其优缺点和使用条件，掌握有底柱分段崩落法放矿管理。

【难点】掌握单层崩落法的工艺过程、该法的优缺点及适用条件；掌握垂直深孔落矿有底柱分段崩落法的工艺过程及有底柱分段崩落法放矿管理。

内容【本讲课程的引入】有底柱分段崩落采矿法具有多种回采方案，可以用于开采各种不同条件矿体，使用灵活，适应范围广，在我国金属矿山中得到广泛应用，本讲重点学习有底柱分段崩落采矿法。

【本讲课程内容】第十六章崩落采矿法第一节概述一、崩落采矿法基本特征以崩落围岩实现地压管理，即随矿石崩落，强制（或自然）崩落围岩充填空区，以控制和管理地压。

二、崩落采矿法分类第二节单层崩落法单层崩落法主要开采顶板岩石不稳固，厚度一般小于3m的缓倾斜矿层，如铁矿、锰矿、粘土矿等。

按工作面形式不同分类：●长壁式崩落法●短壁式崩落法●进路式崩落法以庞家堡铁矿为例重点讲解长壁式崩落法。

一、开采条件浅海沉积赤铁矿床，走向长8600m，倾角25º～30º，有三层矿组成，一层厚1-3.5m，二、三层厚各1m，1-2层间夹硅质板岩厚1.2m ；2-3层间夹硅质板岩厚0.8m；矿石稳固f=8-10，夹层片理发育，不稳，易片落。

第一矿层顶板：黑色页岩，厚6.5-8m 不稳f=4-6；页岩上为砂岩，厚2-3m，其上为几十米厚的页岩。

第三层矿底板：小白石英岩f=12-18，下部为粘板岩、大白石英岩，均稳固。

矿层基本连续，局部被断层切断，断层对采矿影响较大。

地表为山地，允许崩落。

露天采矿学----设计原理第十六章露天开采境界16.1 概述1课程的名称及内容；2学习方法；3露天矿设计应遵循的原则；4各种剥采比的概念。

1课程的名称及内容：（1）名称-露天采矿学发展情况：50年代：露天采矿工艺矿山工程（剥离及掘沟）设计原理60年代：露天采矿工艺开拓开采设计原理现代：工艺及工艺系统剥采程序设计原理（2）内容：工艺----研究个别工艺环节的特点、工艺方法、适用条件及能力计算。

工艺系统----研究各环节之间的配合，及构成可行的生产系统。

剥离程序----研究剥离和采矿时间和空间上关系设计原理----除了研究剥离和采矿在时间和空间上的关系外，还要研究它们之间的数值的制约关系。

并把矿山与经济效益结合起来。

以求得最佳设计，初步设计的方法步骤以及资料的处理。

2学习方法：预习；听讲；复习；习题。

（工作前的预演，设计前的准备）3露天矿设计应延续的原则：（1）具体情况具体分析解决。

（多种情况）（2）经济效果为主，劳动生产力的效率为辅。

（劳动力便宜的情况下）4各种剥采比的概念 (1) 平均剥采比： p vn p=（3/m T ） 从露天境界内，采出的岩量与以采出的矿量之比。

设：n ηl ----原矿采出系数；η----有用矿物采出系数； ρ----岩石的混入率； n ηl =η（1+ρ）(2)境界剥采比： kk kv n p =露天矿保持最终帮坡角延伸单位深度时增加的采出岩量与矿量之比。

(1)k k l k k lv p n p ηηηη++=境界剥采比随工程的延伸不断的变化并且一般是在增大。

(3)边邦境界剥采比：露天矿保持最终帮坡角不变延伸单位深度时，从其一邦增加采出的岩量与其矿量之比。

kA kA kA v n p =kB kB kBv n p =(4) 生产剥采比：TT Tv n p =露天矿以其最大帮坡角生产时，延伸单位深度时增加的采出的岩量与其矿量之比（最大帮坡角=＞最小平盘宽度）。

(5)最大生产时期的剥采比： 2max 2T v n p = 最大生产时期的平均剥采比(6)初始剥采比： 00123v n p p p =++ 由其基建时期支付的剥离量与其境界内采出的矿量之比。

采矿学（山东联盟）智慧树知到课后章节答案2023年下山东科技大学山东科技大学绪论单元测试1.矿井生产系统包括以下哪些系统（）。

答案:运煤系统;通风系统;运料、排矸系统;排水系统2.中国最早的近代大型机械化采煤煤矿是（）。

答案:开滦煤矿3.上湾煤矿是世界首个8.8m大采高工作面正式投产的煤矿。

答案:对第一章测试1.煤田是统一规划和开发的矿区或其一部分。

答案:错2.根据煤层赋存条件，井田内的划分形式主要有（）。

答案:带区;盘区;阶段3.采出率是指煤炭采出量占可采储量的百分比，又称回采率。

答案:错4.计算矿井服务年限时，考虑储量备用系数的原因包括（）。

答案:局部地质构造复杂而减少可采储量;矿井超产服务年限缩短;灾害性事故造成可采储量减少;实际的采出率降低5.单水平开采包括下列哪几种开采方式（）。

答案:下山开采;上山开采;上下山开采6.当两个及两个以上分带存在共用巷道时，这些分带就构成了带区。

答案:对第二章测试1.立井井筒断面确定因素有哪些？（）答案:提升容器类型;提升容器外形尺寸;井筒通风量;提升容器数量2.综合开拓是指在一个井田内，同时利用两种及以上基本井筒形式作为矿井主要井筒的开拓方式。

（）答案:对3.大型井田划分为若干具有独立通风系统的开采区域，并共用主井的开拓方式，这种开拓方式是（）。

答案:多井筒分区域开拓4.影响井筒（硐）形式选择的主要因素有哪些？（）答案:井筒提升、运输、通风、排水等生产经营费;井筒及地面工业广场保护煤柱损失等;井筒装备，涉及井筒提升能力，工厂布置等;井筒、有关硐室和联络巷的开掘、维护工程量、施工难度、建设工期5.按照开采水平数目，集中斜井开拓可分为（）。

答案:多水平开拓;单水平开拓6.按照斜井与井田内的划分方式的不同配合，井田内划分为阶段、盘区或带区、建立较稳定的开采水平，实现集中化、规模化生产的斜井采用的是集中斜井开拓。

（）答案:对第三章测试1.开采水平划分要满足的条件包括哪些（）。

《采矿学》习题集23页word《采矿学》习题集（徐永圻主编. 采矿学. 徐州: 中国矿业大学出版社，2003）总论1. 《采矿学》研究的基本内容是什么？2. 井田内的划分？阶段与水平的基本概念？采区、盘区、带区的基本概念？3. 矿井开拓、准备及回采的含义及作用是什么？4. 何谓采煤方法？5. 我国较广泛采用的采煤方法有哪几种？应用及发展概况如何？6. 简要说明《采矿学》各分支学科研究的主要内容及方向。

第一篇长壁采煤工艺第一章长壁工作面矿山压力显现规律1. 解释最大、最小控顶距，放顶步距，伪顶，直接顶，基本顶，矿山压力，矿山压力显现的概念。

2. 什么叫支承压力？工作面周围支承压力的分布规律如何？影响支承压力分布的主要因素是什么？3. 简述长壁工作面顶板来压的一般规律？初次来压和周期来压步距的估算方法是什么？4. 试述工作面来压预报的机理和方法。

5. 简述直接顶、基本顶、底板的分类方法和分类指标。

6. 采高、控顶距、工作面长度、推进速度、倾角对工作面矿山压力显现的影响如何？7. 简述长壁工作面覆岩移动的一般规律。

为什么要研究裂隙带岩体的移动结构？8. 试述压力拱结构、砌体梁结构、传递岩梁结构、悬梁结构、假塑性梁结构的异同点及适用条件。

第二章破煤、装煤原理及装备1. 简述影响破煤的煤层物理机械性质有哪些？2. 简述爆破落煤的炮眼布置及其适用条件？3. 试述采煤工作面的装药结构和爆破工艺？4. 试述截齿破煤过程？刀形齿和镐形齿的优缺点？5. 什么是左、右螺旋滚筒？其旋转方向为什么是固定的？6. 螺旋滚筒的主要参数有哪些？它们对装煤效果的影响如何？7. 薄煤层采煤机有何特殊要求？为什么？8. 刨煤机有几种？各有何优缺点？适用条件如何？9. 试述采煤机选型原则。

影响采煤机选型的主要因素有哪些？第三章煤的运输及装备1. 简述刮板输送机的主要组成部分与运送煤炭的工作原理和使用范围。

2. 简述工作面刮板输送机的类型、优缺点与适用条件。

《采矿学》部分知识整理同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区称为煤田。

统一规划和开发的煤田或其一部分称为矿区。

矿井是形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室、装备、地面建筑等的总称。

划归一个矿井开采的那部分煤田称为井田。

矿井设计生产能力是设计中规定的矿井在单位时间内采出的煤炭总量。

矿井井型是根据矿井设计生产能力不同而划分的矿井类型，一般分为大、中、小三种井型。

通过由地面向地下开掘井巷采煤称为地下开采，或井工开采。

直接从地表揭露并采煤的方法称为露天开采。

阶段是在井田范围内平行走向按一定标高划分的一部分井田。

在阶段内沿走向把阶段划分为若干具有独立生产系统的开采块段，每一段称为一个采区。

通常将布置有井底车场和阶段运输大巷、并且负担全阶段运输任务的水平称为开采水平，简称水平。

沿采区走向边界处的煤层中开掘斜巷，连通区段运输平巷和区段回风平巷，该斜巷称为开切眼。

开切眼是采煤工作面的始采位置。

在阶段内沿煤层走向把阶段划分为若干适合于采煤工作面的长条，每一个长条称为一个分带。

由相邻若干分带组成，并具有独立生产系统的开采区叫带区。

上山是位于开采水平以上，为本水平或采区服务的倾斜巷道。

下山是位于开采水平以下，为本水平或采区服务的倾斜巷道。

上下山开采的比较：1运输和提升方面2排水方面3掘进方面，下山掘进的装载、运输和排水复杂，因此速度较慢4通风，上山风路短，下山风路长，容易漏风。

总体来看，上山开采生产技术方面较下山开采优越的多。

下山开采的优点是，充分利用原有开采水平的井巷和设施，节省了开拓工程量和费用，增加了开采水平储量，延长了水平服务年限。

上下山开采的应用：下山开采一般与上山开采结合，先采上山部分，再采下山。

1倾角小的煤层，瓦斯和涌水量低，下山开采缺点不明显，而节约工程量、加大开采水平垂高的优点突出，应上下山结合2井田深部自然条件差、储量低，设置开采水平有问题，可在最终开采水平以下设一部分下山开采3一些多水平矿井，可在靠近井筒位置设下山采区分担任务。

——成人函授教育——《煤矿开采学》自学指导书适用采矿工程函授本科、专科黑龙江科持学院成教院目录一、前言 (2)二、自学进度表 (3)三、各章节自学内容 (4)第一章煤矿开采的基本概念 (4)第二章采煤方法的概念和分类 (5)第三章单一走向长壁采煤法采煤工艺 (6)第四章单一走向长壁采煤法采煤系统 (7)第五章倾斜分层的各分层开采 (8)第六章倾斜长壁采煤法 (9)第七章放顶煤采煤法 (10)第八章急斜煤层采煤法 (11)第九章柱式体系采煤法 (12)第十章采煤方法的选择及发展 (13)第十一章准备方式的类型及其选择 (13)第十二章煤层群开采顺序 (14)第十三章采区准备巷道布置及参数分析 (15)第十四章采区车场 (16)第十五章采区设计程序和内容 (17)第十六章井田开拓的基本概念 (17)第十七章井田开拓 (18)第十八章井田开拓巷道布置 (18)第十九章井底车场 (19)第二十章矿井开拓延深与技术改造 (20)第二十一章矿井设计 (20)一、前言1、本课程的性质和任务《煤矿开采学》主要包括采煤方法，准备方式，开拓方式三大部分，是符合煤矿生产实际及发展规律，同时在本书最前面又增加了“煤矿开采的基本概念”一章，内容包括矿井、采区的常规开采设计；本书内容详尽，学生可根据需要进行舍取。

但必须保持原有的科学体系，尤其是近几年来煤炭技术发展的新成果，增强其适用性。

本课程是采矿工程师的必修课，是从事采区设计，矿井设计的基础。

2、自学方法：自学本课程前，必须掌握《井巷工程》、《矿山压力与控制》的基础理论，学完本课程后，进一步学习《矿井系统优化》，也可选修《露天开采》、《特殊开采》。

函数教学的基本特点是自学为主，面授为辅，所以自学是函授教学的重要环节，学生首先根据进度计划表，制定好自学计划，合理地安排自学时间，保证正常进行自学，同时要认真阅读大纲所规定的教学内容，根据《指导书》确定自学重点，遇到疑难问题，做好笔记，待面授时和老师共同研究。

《采矿学》课程教学大纲课程名称：采矿学英文名称：Mining Science课程编号：020011140课程性质：选修学分/学时：3/48。

其中，讲授44学时，实验2学时，实训2学时适用专业：采矿工程任课学院、系部：能源科学与工程学院采矿工程系一、课程简介课程定位：《采矿学》是采矿工程专业主干课程之一，是专业课程体系中的核心课程，讲授煤矿开采基本知识，生产系统，巷道布置，采区设计等内容。

该课程是涉及采煤方法，巷道空间布置，矿井高效生产等知识体系的综合性技术科学。

坚持“立德树人”和“课程思政”要求，讲授我国能源开发形势，煤矿工人“乌金”精神，落实“以学生中心、成果导向、持续改进”的理念，让学生在学习上“忙起来”，在学习效果上“实起来”。

课程内容：本课程重点介绍现代化矿井的采煤方法、准备方式、开拓方式、采区设计矿井设计的基本原理和方法；简单介绍深矿井开采、煤的地下气化及露天开采知识。

其中，采煤方法、准备方式与井田开拓是本课程的重点；建立井下开拓、开采系统的空间概念是本课程的难点。

学习成效：通过本课程的学习，使学生掌握：（1）采煤方法、采煤工艺和回采巷道布置的基本理论和方法；（2）准备方式与采区设计的基本理论及主要方法；（3）矿井开拓及矿井开采设计的基本理论和主要方法。

同时，让学生了解：（1）露天开采的基本理论和主要方法；（2）采矿技术的最新研究成果及发展方向。

为学生今后从事采矿工程设计、生产技术管理及科学研究奠定基础。

先修课程：画法几何与工程制图、煤矿地质学、矿山测量学、岩体力学与工程、井巷工程等。

二、学习目标与毕业要求根据《工程教育专业认证标准（2017版）》，《采矿学》课程教学目标对采矿工程专业毕业要求的支撑见表1。

表1 课程学习目标与毕业要求关系注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与各项毕业要求的关联度。

三、学习目标与教学环节《采矿学》课程采用国家“九五”规划教材，以“采煤方法、准备方式、井田开拓和矿井其他开采方法”为主线，结合学生个性特点，因材施教。

绪论一、采矿学的研究范畴1、采矿学的定义：是研究在一定技术经济条件下，以一定的规模安全、经济、高效地开发自然矿产资源，同时维护采矿空间平衡和系统平衡的一门学科。

2、采矿学研究的意义或使命：由于地壳演变过程中所形成的矿产资源具有不可再生性的特点，因此矿床开采是一次性完成的，不管资源多么丰富，储量多么大，总有开采完的那一天，在人类科学技术发展能够达到寻找出新的替代能源之前，我们只能研究如何采取措施最大限度的延长现有资源的使用寿命，如何保护好我们赖以生存的资源与环境等，不仅仅是我们这一代，两代人发展，还关系到我们的子孙后代的发展大计，这也正是我们国家为什么要把实现可持续发展定为基本国策的原因，通过采矿学的研究学习，我们可了解到节约资源与安全生产的重要性，取得经济效益与保护环境的相辅相成而非对立的关系，更好地为国民经济建设提供矿产资源；（1）国民经济建设需要大量的自然矿产资源，据统计80%以上的原材料源于矿产资源的开采。

（2）经过了很多年的开采有些资源呈现枯竭趋势（耗竭性）、我国人口众多，人均资源占有量低，2010年前我国四十种主要矿物将有20种出现短缺（3）矿山安全生产形势严俊，各类矿山安全事故频发。

（4）矿业开发带来的环境负效应：废石堆、尾矿库、露天坑、地下水等，有的地方对环境的破坏相当严重。

（5）经济效益是保证企业健康发展的前提，也才能使企业良性发展，但是绝对不能片面追求经济效益，而冒险蛮干，不遵守经济发展规律。

3、采矿学研究范畴包括三个层面：即两个平衡，合理的工程与工艺，设备设计参数选择；3.1 采矿生产的两个平衡：空间的平衡、生产系统的平衡（1）空间平衡：A、地下矿工作面、采空区稳定；（不出现冒顶、透水等）B、露天矿不滑坡；（边坡稳定，不会出现大的边坡坍塌移动）C、通道准备始终保持超前于开采；（开拓、采准、切割、回采）（2）生产系统平衡：各生产系统间合理匹配（采矿、运输、提升、通风、排水、压气、供水、供电、通讯等各系统）。

采矿学智慧树知到课后章节答案2023年下太原理工大学太原理工大学绪论单元测试1.目前，煤炭作为我国主要基础能源的地位不会改变。

（）答案:对第一章测试1.煤层倾角15︒属于（）。

答案:缓倾斜煤层2.采区的倾斜长度等于（）。

答案:阶段的斜长3.其长轴方向与煤层走向正交或斜交的岩石水平巷道称为（）。

答案:石门4.下列巷道属于准备巷道的是（）。

答案:采区中部车场5.阶段内再划分方式有（）。

答案:分段式;采区式;带区式6.带区式划分一般适用于（）。

答案:12°以下煤层;近水平煤层7.下列属于开拓巷道的是（）。

答案:井筒;主要石门;大巷8.井田是煤田的一部分。

（）对9.近水平煤层是指小于12°的煤层。

（）答案:错10.副立井主要功能是提升煤炭。

（）答案:错第二章测试1.储量备用系数一般取值范围为（）。

答案:1.3～1.52.我国煤矿井下区段间开采顺序常采用（）。

答案:下行式3.某矿井生产能力为0.9Mt/a，属于（）矿井。

中型4.某煤层厚度为2.8m，按规定采区回采率不得低于（）。

答案:80%5.永久煤柱包括（）。

答案:井田边界煤柱;地面建筑物保护煤柱;断层煤柱6.井田开拓方式分类经常以（）为依据。

答案:井筒形式;大巷布置方式;开采水平数目;准备方式7.井筒的布置形式有（）。

答案:综合;平硐;立井8.中厚煤层采区回采率不小于75%。

（）答案:错9.井田开拓方式与井筒形式、开采水平数目、准备方式等有关。

（）答案:对10.我国煤矿井下工作面常采用后退式开采方式。

（）答案:对第三章测试1.立井开拓井筒装备一般为（）。

答案:箕斗、罐笼2.斜井开拓采用串车提升时，井筒倾角为（）。

答案:不宜大于25°3.垂直走向平硐说明进入煤层的平硐与煤层走向（）。

答案:垂直4.某井田，地面为平原，煤层埋藏较深、表土层厚且水文地质情况较复杂、井筒需要特殊施工，井筒形式应采用（）。

答案:立井开拓形式5.立井开拓主要用于（）条件。

课程名称：《采矿学I》第13讲次摘要授课题目（章、节）第十六章崩落采矿法第六节阶段崩落采矿法第七节覆岩下放矿第八节小结本讲目的要求及重点难点：【目的要求】掌握阶段崩落法的回采工艺及结构参数，掌握覆岩下放矿的相关概念及矿岩移动规律。

【重点】掌握阶段崩落法的回采工艺及结构参数，掌握覆岩下放矿的相关概念。

【难点】覆岩下放矿的相关概念及矿岩移动规律。

内容【本讲课程的引入】阶段崩落法是重要的崩落采矿法之一，本讲内容将介绍有关阶段崩落法的相关指示内容。

对于分段崩落采矿法以及阶段崩落采矿法而言，矿石是在覆盖岩石下放出的，矿岩移动规律的研究至关重要，也是本讲所学习的重点。

【本讲课程内容】第十六章崩落采矿法第六节阶段崩落采矿法基本特征：回采高度等于阶段全高。

根据落矿方式分为阶段强制崩落法和阶段自然崩落法。

一、阶段强制崩落法两个方案：有补偿空间的阶段强制崩落法用自由空间爆破，补偿空间体积约为同时爆破矿石体积的20～30%。

多以矿块为单元进行回采，平面放矿方案。

●连续回采的阶段强制崩落法沿阶段或分区连续进行回采，常常没有明显的矿块结构，一般都采用垂直深孔挤压爆破崩矿，采场下部一般都设有底部结构。

与有底柱分段崩落法比，采准、切割、回采以及确定矿块的原则基本相同，只是崩矿层高了。

国使用情况：1、矿块结构参数矿体厚度≦30m时，沿走向布置，长30～45m，宽度等于矿厚。

矿体厚度>40m时，垂直走向布置，长宽均30～50m。

阶段高：倾角缓时40～50m，陡时为60～70m ，一般50～60m，底柱高：一般12～14m，矿石不稳，可加大。

运输巷道布置形式：厚矿体，脉外运输，极厚，脉内，脉内脉外环形。

2、采准除了掘进运输巷道以外，还需掘进放矿溜井，行人通风天井，凿岩天井，硐室等。

3、切割开凿补偿空间和劈漏，当采用自由空间爆破时，补偿空间取20～30%，挤压爆破和矿石不稳时，取5～20%。

补偿空间形成方式●浅孔：水平深孔落矿拉底高度不大时，可用浅孔挑顶的方法。