第三章、近水平、煤层的开采技术
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采煤概论复习题第一章煤矿地质知识一、填空1煤是由___________ 经过复杂的变化形成的,煤属于___________ 岩。
2、组成地壳的岩石,按生成原因可以将煤层及顶底板岩石分___________ 、 ________ 、_________ 。
3、煤是由____________ 经过复杂的变化形成的,成煤作用分为_______________ 、 ___________ 两个阶段。
4、煤层的赋存状态主要指________ 、 _________ 、 _________ 、_________ 和 _________ 五个方面。
5、煤层按厚度可划分为哪几类_______ 、_________ 、_________ 。
6、近水平煤层倾角为_______ ,急倾斜煤层倾角为________ 。
7、煤层厚度为2.5米的煤层属于________ 煤层;倾斜煤层是指倾角为__________ 。
的煤层。
8 地质构造的常见形态主要有________ 、__________ 、_________ 。
9、煤(岩)层的产状要素有_________ 、 _________ 、 ________ 。
10、__________________________________ 煤层按倾角不同,可分为、_________ 、、。
11根据两盘相对运动方向,断层可分为、、。
12、高程是地面某点至_________ 之间的垂直距离,由于选取的水准面不同,高程又分为 ____________ 和__________ o13、根据地质作用进行的场所和能源的不同,可以将地质作用分为_____________ 和 ___________ 两种。
14、______________________ 断层要素是指_________ 、、o15、煤层或岩层层面与水平面的相交线称为线。
16、煤的化学组成主要是_________ 和 ________ 两大类。
采煤概论第一章:1.(P1)什么叫地质作用?内、外力地质作用有哪几种作用形式?由于自然动力引起地壳物质组成、内部构造和地表形态变化与发展的作用称为地质作用。
内力地质作用包括地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震作用。
外力地质作用分为风化和剥蚀、搬运和沉积以及固结成岩。
2.(P5)常见的沉积岩有哪几种?常见的沉积岩有角砾岩、砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及页岩和石灰岩。
3.(P6/附加)地层:一般是指某一地质年代形成的一套成层状的岩石。
地层是具有时间概念和空间关系的。
4.(P7/附加/重点)简述成煤的条件?(简答题)①植物条件:植物大量繁殖的成煤的必要条件。
②气候条件:温暖和潮湿的气候是成煤的气候条件。
③地理环境:能够产生大面积沼泽化的自然地理条件。
④地壳运动:地壳运动的良好配合。
5.(P7/附加)成煤作用:从植物死亡、堆积到转变为煤的演变过程,以及在这个演变过程中经受的各种作用,称为成煤作用。
6.(P7/重点)简述煤的形成过程。
(论述题)①植物经过泥炭化作用或腐泥作用形成泥炭或腐泥。
②在煤化作用下变成腐殖煤或腐泥煤。
③经过变质作用变为褐煤或烟煤。
④经过进一步变质作用变为无烟煤。
7. (P10/附加)含矸率:是指矿井开采出来的煤炭中含有大于50㎜的矸石量占全部煤量的百分率,是评价煤炭质量的一个主要指标。
8.(P11/重点)反映煤层赋存状态的指标主要有那几种?煤层按厚度和倾角如何分类?(简答题)反映煤层赋存状态的指标主要有煤的厚度、结构、倾角及稳定性。
煤层按厚度分为薄煤层、中厚煤层和厚煤层。
煤层按倾角分为近水平煤层、缓斜煤层、倾斜煤层和急斜煤层。
9.(P12)煤层按厚度可划分为哪几类?根据开采技术的特点,煤层按厚度划分为三类:①薄煤层:<1.3 m②中厚煤层:1.3 m一3.5 m③厚煤层:>3.5m10.(P13)反映煤层的产状要素是什么?反映煤层的产状要素是走向、倾向和倾角。
11.(P14/附加)断裂构造:岩层在地壳运动过程中,受力作用,岩体极限强度遭到破坏,失去了连续性和完整性的构造形态叫断裂构造。
采煤方法井下采煤1. 开采顺序和方法对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采,每一水平又分为若干采区,先在第一水平依次开采各采区煤层,采完后再转移至下一水平。
开采近水平煤层时,先将煤层划分为几个盘区,立井于井田中心到达煤层后,先采靠近井筒的盘区,再采较远的盘区。
如有两层或两层以上煤层,先采第一水平最上面煤层,再自上而下采另外煤层,采完后向第二水平转移。
按落煤技术方法,地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种,前二者称为旱采,后者称为水采,我国水采矿井仅占1.57%。
旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法,以前者为主。
壁式采煤法工作面长,一般100~200 m,可以容纳功率大,生产能力高的采煤机械,因而产量大,效率高。
柱式采煤法工作面短,一般6~30 m,由于工作面短,顶板易维护,从而减少了支护费用,主要缺点是回采率低。
2. 生产系统包括采煤系统、掘进系统、通风系统、排水系统、供电系统、辅助运输系统和安全系统等。
采煤系统包括工作面的落煤、装煤,将煤由工作面运往井底车场,直到提升至地面。
主要井巷包括采煤工作面,采区顺槽、采区上山、水平运输大巷、石门等。
主要设备有采煤机、运输机械,支护设备及提升机等。
掘进系统是为了保证生产的持续进行,即在当前生产同时,要开掘出新的工作面、采区及生产水平以备接替。
其包括掘进工作面、矸石运至井底车场由副井提升后送至堆放地。
主要设备包括掘进、支护、运输、提升等所用的设备以及风动凿岩机、空气压缩机及其管路等。
通风系统由进风井巷、回风井巷、通风机和井下通风设施如风桥、风门等构成。
排水系统由巷道中的水沟、水仓、水泵峒室、水泵及排水管路组成。
供电系统要求不得中断、以保安全,因此供电电流为双回路,同时进入采区和回风道的电器设备都必须采用矿用防爆型,防止瓦斯爆炸。
辅助运输系统包括人员上下和材料,设备的运输。
安全系统包括预防瓦斯爆炸、瓦斯突出,以及井下火灾和水灾所需要的救治设备、设施、器材、仪表和监测系统。
浅议煤矿煤层的开采技术摘要:改革开放以来,工农业取得了飞速的进步,进而对能源的消耗量增加,在我国目前的能源消耗中,煤炭占消耗能源的绝大多数。
由于对煤炭的需求量增加,这就对煤矿企业的开采技术提出了更高的要求,煤矿企业为了增加煤炭的出产量,需要在采煤工艺和开采技术上不断的加强,从而市场需要量的要求。
文中对煤炭开采的主要形式进行了分析,同时对采煤方法和工艺进行了具体的介绍,并进一步对煤矿企业的主要开采技术进行了阐述。
关键词:开发技术;煤炭工艺;煤炭前言我国的煤炭储量较为丰富,但其分布范围较广,在经济的带动下,市场上对煤炭的需求量增加,目前我国大、中、小型煤矿共同为满足工农业生产和人们生活的需求而进行煤炭的开采,由于其规模和地质条件不同,因此对煤炭的开采技术也有很大的区别,随着科学技术的不断发展,我国的采煤技术也开始向机械化、自动化方向发展。
1 煤炭开采的主要形式1.1 井下采煤对于井下的煤层进行开采时,一般采用水平开采,对煤层分为若干个分区,先在第一水平区人依次按分区进行开采,然后再转移到下一个水平进行。
开采近水平煤层时,先将煤层划分为几个盘区,立井于井田中心到达煤层后,先采靠近井筒的盘区,再采较远的盘区。
对于二层或是二层以上的煤层,按照自上而下的顺序开采。
在我国的采煤方法中可分为旱采和水采二种,旱采包括机械落煤、爆破落煤,水采主要指水力落煤,同时旱采中的采煤方法主要有壁式采煤法和柱式采煤法二种,在我国主要以旱采为主,同时以壁式采煤法为主,壁式采煤法具有较长的工作面,可以利用自动化程度高、生产效率高的大型机械采煤,在产量上具有较大的优势。
柱式采煤法因工作面短,无法容纳大型机械设备,同时回采率较低,但其具有维护上成本低,好维护的优点。
1.2 露天采煤目前在我国也存在着一定量的露天煤矿,露天煤矿主要是在地表上进行煤炭的开采,这种煤层主要储存于距离地表较浅的位置,同时储量丰富,对于这样的地下煤层,可以把煤层上面的岩石及覆盖物移走,从而使煤炭裸露出来,得用穿孔爆破及大型机械将煤层整体破碎,并装入运输车辆进行使用。
第一章煤矿地质基本知识1.熟悉地质作用、内力地质作用、外力地质作用及矿物、岩石的概念。
地质作用:由自然力促使地球物质组成、内部构造和外部形态发生变化与发展的过程称为地质作用内力地质作用:作用于整个地壳或者岩石圈,力量主要来自地球内部的地质作用称为内力地质作用外力地质作用:作用于地壳表层,力量主要来自地球以外的地质作用称为外力地质作用矿物:是地壳中的一种或者多种元素在各种地质作用下形成的自然产物岩石:是一些矿物颗粒的集合体2.内力地质作用可分为哪几项运动或作用?起主导作用的是哪一项?内力地质作用包括地壳运动、地震作用、岩浆作用、变质作用等。
最活跃、起主导作用的是地壳运动。
3.按作用方式,外力地质作用可分为哪几类?外力地质作用包括风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用等。
4.风化作用主要类型?风化作用产生原因?根据风化作用的因素和性质可将其分为三种类型:物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。
原因:岩石在地表或接近地表的环境中,由于受到气温的变化、水和氧气及二氧化碳的作用和生物的活动等,使岩石在原地受到机械破碎和化学分解的作用,称为风化作用。
5.简述沉积岩、岩浆岩与变质岩的形成过程;沉积岩具有什么特征?沉积岩:是有暴露在地表的岩石经受外力地质作用,即先经风化和剥蚀,被粉碎或分解成碎屑物质和可溶性物质等,又经过搬运,在适当的条件下沉积下来,形成各种沉积物,再经受紧压、脱水、胶结,变成坚硬的岩石。
岩浆岩:岩浆沿岩石裂缝或薄弱带上升,侵入到地壳表层或喷出地表,便冷凝固结成坚硬的岩浆岩。
变质岩:由各种不同的原有岩石收到温度、压力及化学活性流体的作用,使原岩改变其成分、结构和构造而变成新的岩石。
沉积岩特征:含矿物成分多以及化学成分多,覆盖广,易开采。
6.简述煤的形成过程,并分析要形成具有开采价值的煤层,必须具备哪些条件?煤是由植物经过漫长的及其复杂的生物化学、物理化学作用转变而成的。
条件:1、植物条件2、气候条件3、地理条件4、地壳运动条件7.根据开采技术特点,煤层按厚度或倾角分为哪几类?煤层按厚度分类:薄煤层,中厚煤层,厚煤层。
第一章煤矿开发的基本概念第二章井田开拓的基本概念1、煤层分类:近水平煤层<8°缓倾斜煤层8-25°中斜煤层25-45°急倾斜煤层>45°薄煤层<1.3m 中厚煤层1.3-3.5 厚煤层>3.5m2、采出率:薄中厚采区85% 80%75% 采面97%95%93%3、井型:大1.2mt 中型0.45-0.9mt 小0.3mt4、矿井设计储量Zs=Zg-p1 矿井设计可采储量Zk=(Zs-p2)C 服务年限T=Zk/AK( Zg矿井工业资源 p1永久损失煤柱 p2工业场地煤柱损失 c采出率)5、井田划分:阶段=>采区=>区段阶段=>分带或盘区6、开采水平:布置有井底车场和阶段运输大巷且担负全阶段运输任务的水平7、按作用和服务范围不同:开拓巷道、回采巷道、准备巷道8、矿井生产系统:运煤系统、通风系统、运料排矸系统、排水系统、供电系统、压气系统、其他系统。
9、采煤方法:采煤工艺与回采巷道布置及其在时间,空间上的相互配合。
10、井田划分原则:与矿井生产能力相适应,充分利用自然条件,有合理尺寸和足够储量,统筹兼顾照顾全局,留有余地,直线划分11、划分井田方法:按照地质构造,按煤层赋存,按照煤质和煤种,按照地形地物界线,人为划分12、井田开拓:为整个矿井和各水平开采进行的总体性的井巷布置、工程实施,开采部署13:、井田开拓内容:1.井筒形势、数目、位置、工业广场位置2.开采水平,井底车场3.大巷位置4.阶段划分5.开采程序6.开拓延深14、井田开拓方式的分类:立井、斜井、平硐、综合、多井筒分区域第三章井田开拓方式立井开拓的布置特点及适用条件立井多水平开拓方式井田内有缓(倾)斜可采煤层两层,煤层间距较近、赋存较深,地表为平原地带,表土层较厚且水文条件较复杂。
水平接替:第一水平的运输大巷可以作为第二水平的总回风巷。
第二水平的生产系统基本上同第一水平。
第三章井田开拓的基本问题第一节煤田划分为井田煤田的范围相当广阔。
大的煤田面积可达数千平力公里,储量可达数百亿吨。
对于这样大的煤田,如果用一个矿井来开采,无论从技术上、经济上和安全上都是不合理的。
因此,在开发一个煤田时,应将煤田划分成若干较小的部分,由若干个矿井进行开采。
划归一个矿井开采的那部分煤田称为井田。
有时煤田不很大,也可不划分井田。
由于行政或经济上的原因,往往将邻近几个井田划归为一个行政机构管理,而将这邻近的井田合并起来称为矿区。
在煤田划分为井田时,以矿区总体规划为依据,要保证各井田有合理的尺寸和境界,使煤田各部分都能得到合理的开发。
一、划分的原则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对一个生产能力较大的矿井,尤其是机械化程度较高的现代化大型矿井,应要求井田有足够的储量和合理的服务年限。
生产能力较小的矿井,储量可少些。
矿井生产能力还要与煤层赋存条件、开采技术装备条件相适应,并要为矿井发展留有余地。
随着开采技术的发展,根据当前技术水平划定井田范围,可能满足不了矿井长远发展的要求。
因此,井田范围应适当划得大些。
或在井田范围外留备用区,暂不建井,以适应矿井将来发展的需要。
对于煤层总厚度较大、开采条件好、为加快矿井建设和节约初期投资而建设的中小型矿井,更应如此。
2保证井田有合理的尺寸一般情况下,为便于合理安排井下生产,井田走向长度应大于倾斜长度。
如井田走向长度过短。
则难以保证矿井各个开采水平有足够的储量和合理的服务年限,造成矿井生产接替紧张;或者在这种情况下为保证开采水平有足够的服务年限,使阶段(水平)高度加大,将给矿井生产带来困难。
井田走向长度过长,又会给矿井通风、井下运输带来困难。
因此,在矿井生产能力一定的情况下,井田走向长度过长或过短,都将降低矿井的经济效益。
我国煤矿生产实践表明,井田走向长度应达到:小型矿井不小于1.5km;中型矿井不小于4.0km;大型杯井不小于7.0km;特大型矿井可达10.0-15-0km。
近水平厚煤层分层开采岩移观测公式计算优化引言:根据《煤矿安全规程》和《煤矿测量规程》规定:建(构)物、水体下、铁路下及主要井巷煤柱开采,必须设立观测站,观测地表和岩层移动与变形,观测站一般设为剖面线观测站和网状观测站,剖面线观测站是目前矿区应用较多的一种布站形式,在主断面(倾斜和走向)方向上布点成直线,因工作面的长度不一,地形地貌不同,所以合理的观测线的长度的规划尤为重要。
二、观测线长度计算公式剖面线观测站的布设形式如图1所示,可根据《煤矿测量规程》第257条规定按照工作面的长度确定观测线的方式和数量。
走向观测线和倾向观测线长度一般公式计算如下:图12.1走向观测线计算公式为:S走向=2(H0-h)ctg(δ-Δδ)+2hctgφ+L+6S式中,h—松散层厚度; H—观测线平均采深;φ—松散层移动角,;δ—走向移动角;Δδ—走向移动角的修正值°; S—控制点之间点间距;L1—工作面推进长度2.2倾向观测线计算公式为:S倾斜=2hctgφ+(H1–h)ctg(β-Δβ)+( H2–h)ctg(γ-Δγ)+L1cosα+6S式中,h—松散层厚度; H1—下山开采深度;H2—上山开采深度;γ—上山移动角;Δγ—上山移动角的修正值;β—下山移动角;Δβ—下山移动角的修正值; L1—工作面倾斜长度;α—工作面煤层倾角;φ—松散层移动角;S为控制点之间点间距;三、分层开采观测线长度计算公式对华亭煤矿250106-1工作面和250102-2工作面按照一般公式计算长度、补点,从岩移观测数据可知当工作面分层重复采动时地表下沉速度快,启动距离变短,地表塌陷破坏程度会更加剧烈,顶板下沉传递到地表所需要时间短。
下沉系数q变大、水平移动系数b复=b初;主要影响范围角正切tanβ较初次采动变大,由公式:r=H0/tanβ可知主要影响半径变小。
当工作面在开切眼或停采线时,主要影响范围r计算式为:r0=(H-h)/tanδ+h/tanφ由此可得知,当近水平煤层重复开采时移动角的修正值可不加入到分层开采观测线长度计算当中。