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：在矿区内，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、采区采出率短期内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、服务年限及储量之间的关系。
答；矿井生产能力、服务年限及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。
7、国家对煤炭资源采出率的具体规定是什么？
答：采区采出率：薄煤层不低于85％，中厚煤层不低于95％，厚煤层不低于75％，采用水力采煤的采区采出率不低于70％。
采煤工作面的采出率：薄煤层不低于97％，中厚煤层不低于95％，厚煤层不低于93％。
8、矿井储量：是指井田内可采煤层的全部储量。
9、盘区：是沿煤层的延展方向布置大巷，在大巷的两侧划分为具有独立生产系统的块段，这样的块段称为盘区。
10、矿井服务年限：是指按矿井可采储量、设计生产能力、并考虑储量备用系数计算出的矿井开采年限。
11、判断题：
（1）在一般情况下，井田走向长度应大于倾斜长度。（√）
（2）近水平煤层井田无论是沿走向还是沿倾向，都是采用垂直划分法。（√）
12、填空题：
（1）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。
（2）地面生产系统通常包括：（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）。
（3）阶段内的划分一般有（采区式）、（分区式）、（带区式）三种方式。
（4）储量损失分为（设计损失）（实际损失）两部分。
第二章井田开拓方式
1、井田开拓：是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。
2、矿井开拓方式：是矿井井筒形式、开采水平数目及阶段内的布置方式的总称。
3、斜井开拓：主、副井筒均为斜井的开拓方式。
4、立井开拓：主、副井筒均为立井的开拓方式。
5、平硐开拓：利用水平巷道从地面进入煤体的开拓方式。
6、综合开拓：采用立井、斜井、平硐等任何两种或两种以上井筒形式开拓的方式。
7、简述综合开拓的类型及适应条件。
答：（1）斜井——立井综合开拓
斜井作主井，主要是利用斜井可采用强力带式输送机、提升能力大及井筒易于延深的优点。立井作副井提升方便、通风容易。
适应条件：井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地地质简单。
（2）平硐——立井综合开拓
平硐作为主井、立井作为副井。主井采用矿车运输生产能力大，副井作为进风、升降人员和提矸的辅助提升。
适应条件：煤层赋存位置较高的山岭、丘陵或沟谷地区，只要上山部分储量能满足同类井型的水平服务年限要求。
（3）平硐——斜井综合开拓
平硐作为主井，担负整个矿井井下运输、进风及排水等任务。斜井作为回风井兼做安全出口。
适应条件：煤层赋存位置较高的山岭、丘陵或沟谷地区，水文地质简单。
第三章井底车场
1、井底车场：是连接井筒和井下主要运输大巷的一组巷道和硐室的总称。
2、井底车场由哪几部分组成？
答：井底车场由运输巷道和硐室两大部分组成。
3、井底车场的调车方式有哪几种？
答：常用的调车方式有：(1），顶推调车法、（2）甩车调车法（3）专用设备调车法。
4、为什么大型和特大型矿井广泛采用底卸式矿车运输？
答：底卸式矿车及同样容量固定式矿车相比车厢较窄，可采用600mm轨距，从而使车场及运输大巷的宽度减少，节省巷道工程量，却卸煤方便，效率较高（为固定矿车及翻笼时的6～8倍）井底车场的通过能力大。所以我国大型矿井及特大型矿井，大巷运输均采用3t或5t 底卸式矿车。
5、试说明井底车场通过能力主要决定于哪些因素？
答：井底车场的通过能力及井底车场形式、卸载方式、矿车载重和调车方式等有关。井底车场通过能力可按以下式计算:
式中：N——井底车场年通过能力，t；
m——每列车矿车个数，量；
G——每辆矿车的净载煤量，t；
K——矸石运出量的百分率，一般情况下K=0.1~0.25；
2.25×105——年运输工作时间，按年工作日300d、每天14h计算，min；
1.15——运输不均衡系数
从上式可以看出，井底车场通过能力主要决定于一列车的容量及列车进入井底车场的平均间隔时间t，在生产矿井运输装备条件已定的情况下，井底车场的通过能力大小，则主要决定于列车进入车场的平均间隔时间。
6、选择井底车场形式的主要原则有哪些？选择井底车场形式时，需要考虑那些因素？
答：原则：（1）井底车场要开掘在容易维护的岩层内，巷道工程量小，造价低，施工方便；
（2）车场内运输系统、调车工作简单，管理方便，机车在车场内停留时间短，回车路线短；
（3）车场内作业操作安全，符合有关规程、规范的规定；
（4）井上、下生产系统要协调，布置适宜；
（5）必需要确保矿井生产能力，病例有30%~50%或更大的备用生产能力，以适应矿井改扩建等井型扩大的需要。
因素：（1）矿井生产能力；
（2）矿井开拓方式；
（3）运输大巷的运输方式；
（4）矿井地面生产系统布置方式；
（5）矿井瓦斯等级。
在选择井底车场形式时，必须全考虑，不能顾此失彼。既要经济合理、技术先进，又要符合煤炭工业的方针政策，满足矿井生产需要。
第四章井田开拓的基本问题
1、运输大巷：是为水平或一个阶段服务的水平巷道。
2、煤层大巷：运输大巷可布置在煤质坚硬、围岩稳定的薄及中厚煤层时。
3、岩石大巷：运输大巷布置在煤层底板岩石中。
4、采区前进式开采顺序：是先采靠近井筒的采区，自井筒向井田边界方向逐次开采其余各采区。
5、采区后退式开采顺序：是在井田边界向井筒方向逐次开采各采区。
6、开采计划：是根据市场对矿井煤炭生产量和质量提出的要求，按照地质情况和生产技术条件，统筹安排采区及工作面的开采及集体。
7、开拓煤量：是井田范围内已掘进的开拓巷道所圈定的尚未采出的那部分可采储量。
8、准备煤量：是指采区上山及车场等准备巷道所圈定的可采煤量。
9、回采煤量：是在准备煤量范围内，已有回采巷道及开切眼（或工作面）所圈定的可采储量。
10、如何确定大巷的方向、坡度？
答：运输大巷的运输方式有两种，即轨道运输和带式输送机运输。
轨道运输大巷的方向及煤层走向大体一致，应设法使大巷尽量取直；运输大巷的坡度以便于运输和排水为准，一般为3‰~4‰。
带式输送机的方向尽量取直，坡度不宜太大一般不超过10°。
11、开采水平大巷的布置方式有几种？分别说明其适用条件？
答：开采水平大巷布置方式有分层大巷、集中大巷和分组集中大巷三种。
分层大巷适用条件：只有在井田走向短、煤层数目少、层间距大、煤层牌号不同、需分层分运时，才考虑采用这种方法。
集中运输大巷适用条件：一般适用于煤层层数较多，储量较丰富，层间距不大的矿井。
分组集中大巷适用条件：一般适用于煤层层数较多，煤层能分为若干煤组，储量较丰富，
层间距不大的矿井。
12、如何选择确定大巷的位置？
答：运输大巷分为煤层大巷和岩石大巷两种。
煤层大巷适用条件：
（1）煤层赋存不稳定、地质构造复杂的小型矿井；
（2）距煤层群中其他煤层较远的单个薄及中厚煤层，储量有限、服务年限不长；
（3）煤系基底油距离较近的富含水层，不宜将大巷布置在煤层底板；
（4）井田走向长度较短，大巷服务年限不长，煤层厚度不大，巷道维护不困难；
（5）煤系基底油煤质坚硬、围岩稳固、无自然发火危险的薄及中厚煤层，经技术经济时，可在该层中设运输大巷。
岩石大巷适用条件：煤层赋存稳定，储量较大，服务年较长的大型矿井；尽量避开因煤层开采而引起的矿山压力的影响及采动影响，并避开遇水膨胀的岩层和地质构造破坏地段。因此一般布置在煤层底板岩石中。
13、试分析比较阶段运输大巷采用矿车运输和采用带式输送机运输的优缺点。
答：大巷采用矿车运煤的优点：
（1）矿车运煤可同时统一解决煤炭、矸石、物料和人员的运输问题；
（2）运输能力大，机动性强，随着运距和运量的变化可以增加列车数；
（3）能满足不同煤种煤炭的分运要求；
（4）对巷道直线度要求不高，能适应长距离运输；
（5）吨公里运输费较低。
缺点：轨道矿车运输是不连续运输，井型越大，列车的调度工作越紧张，其运输能力受到限制。
带式输送机运煤的优点：
（1）实现大巷连续化运输；
（2）操作简单，比较容易实现自动化；
（3）装卸载设备少，卸载均匀。
缺点：带式输送机不适应按不同煤种的分采分运，并要求大巷直。
14、阶段和开采水平两者有什么区别？为什么开采水平要有一定的服务年限？
答：阶段及水平二者既有联系又有区别。其区别在于阶段表示的是井田范围中的一部分，强调的是煤层开采范围和储量；而水平是指布置在某一标高水平面上的巷道，强调的是巷道布置。
为避免水平接替紧张，必须有足够的可采储量以保证水平有合理的服务年限，这样才能充分发挥水平运输大巷、井底车场及其各种生产设施的作用，提高经济效益。
15、在什么条件下设置辅助水平？辅助水平的作用是什么？辅助水平及开采水平有何区别？
答：辅助水平主要用于：
（1）开采水平上山部分或下山部分斜长过大，可利用辅助水平将其分作两部分开采；
（2）井田形状不规则或煤层斜角变化大，开采水平范围内局部地段斜长过大，在该处设置一个用于局部开拓的辅助水平；
（3）近水平煤层分组开采时，主水平设在上煤组（或下煤组），相应地在下煤组（或上煤组）设置辅助水平，利用暗井（或溜井）及主水平相联接。
作用：主要解决用一个开采水平开采遇到的困难。
辅助水平及开采水平的区别：辅助水平设有阶段大巷，担负辅助水平的运输、通风、排水等任务，但不设井底车场，大巷运出的煤需下运到开采水平，经开采水平的井底车场再运至地面。
16、试分析上、下山开采的优缺点。
答：（1）运输提升方面。上山开采时，煤向下运输，上山的运输能力大，输送机的铺设长度较长，倾角较大时还可采用自溜运输，运输费用低，但从全矿看，它有折返运输；下山开采时向上运煤，运输能力低，但没有折返运输，总的运输工作量较少。
（2）排水方面。上山开采时，采区内涌水可直接流入井底水仓，一次排至地面，排水系统简单。下山开采时需开掘排水硐室、水仓和安装排水设备，这样将增加总的排水工作量和排水费用。当排水系统发生故障时，将影响下山采区的生产。
（3）掘进方面。下山掘进时装载、运输、排水等工序比上山掘进时复杂，因而掘进速度较慢、效率较低、成本较高，尤其当下山坡度大、涌水量大时，下山掘进更为困难。
（4）通风方面。上山开采时，新风和污风均向上流动，沿倾斜方向的风路较短，风阻小；而下山开采时，风流在进风下山和回风下山内流动的方向相反，沿倾斜方向的风路长，风阻大，通风管理比较复杂。当瓦斯涌出较大时，通风更困难。
（5）基本建设投资方面。采用下山开采时，可以用一个开采水平为两个阶段服务，从而减少了开采水平的数目，延长了水平服务年限，可充分利用原有开采水平的井巷和设施，节省开拓和基本建设投资。
17、合理的开采顺序的要求是什么？
答：合理的井田开采顺序应保证开采水平、采区和采煤工作面的正常接续，使巷道避开煤层采动影响，最大限度地采出煤炭资源；同时应有利于节省投资，减少井巷工程量，缩短工期，投产快；有利于巷道维护，保证生产安全可靠；有利于矿井通风和防止井下火灾等。
第五章采煤方法概述
1、采场：在采区内，用来直接大量开采煤炭资源的场所。
2、采煤工作面：在采场内进行采煤的煤层暴露面。
3、采煤工作：在采场内，为了开采煤炭资源所进行的一系列工作。
4、采煤工艺：在采煤工作面内各道工序按照一定顺序完成的方法及其相互配合。
5、采煤系统：是指采区内的巷道布置系统以及为了正常生产而建立的采区用于运输、通风等目的的生产系统。
6、采煤方法：是指采煤系统和采煤工艺的综合及其在时间、空间上的相互配合。
7、区段运输平巷：为采煤工作面运煤、通风、行人等服务的巷道。
8、区段回风平巷：为工作面运料、回风等服务的巷道。
9、选择采煤方法应遵循的原则是什么？
答：必须满足安全、经济、煤炭采出率高的基本原则，努力实现高产高效安全生产。所谓安全，就是必须贯彻“安全第一”的生产方针，做到采煤工艺先进合理，采煤系统可靠，技术措施完善。经济就是指高产、高效、低耗、低成本，煤炭质量好。采出率高就是要求尽量减少煤柱损失，减少采煤工作面留煤损失和泼洒损失，最大限度地提高煤炭资源采出率，以达到国家要求。
10、壁式体系采煤方法有什么特点？
答：（1）在采煤工作面的两端各至少布置一条巷道，构成完整的生产系统。
（2）采煤工作面长度较长，一般在80—250米以上。
（3）采煤工作面可分别采用各种采煤工艺进行采煤。
（4）随着采煤工作面推进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现较为强烈。
11、影响采煤方法选择的因素有哪些？
答：（1）地质因素包括煤层倾角、煤层厚度、煤层特征及顶底板稳定性、煤层地质构造、煤层含水层、煤层瓦斯含量和煤层自然发火倾向性。
（2）技术发展及装备水平。
（3）矿井管理水平。
（4）矿井经济效益。
12、壁式体系采煤法按工作面布置和推进方向不同分为哪几种？
答：分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。前者的主要特点是采煤工作面煤壁沿煤层倾斜布置、沿走向推进；后者则是采煤工作面煤壁沿煤层大致的走向布置、沿倾斜向上或向下推进。
13、矿井开采的采煤方法通常分哪两大类？
答：分为壁式体系采煤法和柱式体系采煤法两大类。
第六章采煤工作面矿山压力基本规律
1、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，我们把存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力，简称“矿压”。
2、矿山压力显现：在矿山压力作用下，围岩和支架所表现出来的力学宏观现象，如围岩变形、离层、破坏和冒落，支架受力变化和折损，煤（岩）突出，充填物产生压缩和地面塌陷等。
3、根据岩层移动特征，煤层的上覆岩层分为哪几种？
答：可将煤层的上覆岩层分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。
4、采煤工作面前后方支承压力分布特点？
答：（1）采煤工作面前方煤壁一端支承着工作面上方裂隙带及其上覆岩层的大部分重量，即工作面前方支承压力远比工作面后方大。
（2）由于采煤工作面的推进，煤壁和采空区冒落带是向前移动的，因此工作面前后方支承压力是移动支承压力。
（3）由于裂隙带形成了以煤壁和采空区冒落带为前后支承点的半拱式平衡，所以采煤工作面处于减压力范围。
5、采煤工作面两侧支承压力分布有何特征？
答：采煤工作面两侧支承压力是指工作面两侧煤柱或煤体上的支承压力。
特征：
（1）采煤工作面两侧的支承压力剧烈影响区并不在煤体的边缘，而是位于煤体边缘有一定距离的地带。
（2）采煤工作面两侧煤体边缘处于应力降低区，支承压力低于原岩应力。
（3）采煤工作面两侧支承压力从形成到向煤体深部转移要经过一段时间过程。所以使沿空掘巷保持稳定，必须从时间上避开未稳定的支承压力作用期，滞后时间根据具体条件定。
6、直接顶如何分类？基本顶如何分类？
答：直接顶分为四类：不稳定顶板、中等稳定顶板、稳定顶板和坚硬顶板。
基本定根据来压显现分为四类：不明显、明显、强烈和非常强烈。
第七章近水平煤层长壁采煤法采煤系统
1、填空：
（1）区段平巷的布置方式，按其掘进方式的不同，分为（双巷布置）和（单巷布置）两种方式。
（2）采煤工作面布置，有（单工作面）和（双工作面）两种布置形式。
（3）采煤工作面回采顺序有（后退式）、（前进式）、（往复式）及（旋转式）等。（4）厚煤层倾斜开采时，根据煤层倾角的大小和分层层数，各分层平巷的相互位置主要有（水平式布置）、（倾斜式布置）和（垂直式布置）三种基本形式。
（5）根据采区车场所处的位置不同可分为（采区上部车场）、（采区中部车场）和（采区下部车场）。
（6）目前，我国开采近水平煤层的主要方法有（走向长壁采煤法）和（倾斜长壁采煤法）。（7）通常把斜角在（8o）以下的煤层称作近水平煤层。
2、沿空留巷：就是在采煤工作面采过之后，将区段平巷用专门的支护材料进行维护，作为下区段的平巷。
3、沿空掘巷：就是在上区段采煤工作面回采结束后，经过一段时间待采空区上覆岩层移动基本稳定之后，沿上区段运输平巷采空冒落区边缘，掘进下区段工作面的区段回风平巷。
4、采区车场：是采区上（下）山及运输大巷、回风大巷以及区段平巷联接处的一组巷道和硐室的总称。
5、沿空留巷的巷旁支护方法主要考虑哪几方面？
答：（1）巷道支架要有足够的支护强度和适当的可缩量；
（2）采煤工作面及巷道联接的端头处要加强支护；
（3）巷道靠采空区一侧采取适宜的支护方法。
6、试述石门盘区及上山盘区在巷道布置上的优缺点和适用条件。
答：石门盘区的优点：
（1）采用电机车运输，减少了盘区和大巷之间的运输环节，运输能力大，有利于提高盘区生产能力和集中生产；
（2）盘区石门位于煤层底板岩层中，巷道维护条件好；
（3）区段煤仓可起到缓冲和调节运输作用，有利于工作面。
石门盘区的缺点：
石门和溜煤眼的岩石掘进工程量大，盘区准备时间长。
上山盘区布置方式的优缺点，基本上及盘区石门布置相反。
适用条件：对煤层储量丰富，技术装备水平高，有一定的岩石巷道施工力量，盘区生产能力较大的大中型矿井，可采用石门盘区的布置方式；对盘区生产能力较低，技术装备水平不高的小型矿井，一般都采用盘区煤层上山的布置方式。
7、试述倾斜长壁采煤法的主要特点。分析这种采煤法的优缺点及适用条件。
答：倾斜长壁采煤法的主要特点：是工作面沿煤层大致走向布置，工作面两个端头的标高差较小，工作面不存在向下运输和向上运输问题。按工作面的推进方向不同，有俯斜开采和仰斜开采两种。
优点：（1）巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，准备时间短、投产快；
（2）运输系统简单，占用设备少，运输费用低；
（3）由于倾斜长壁采煤法工作面的回采巷道可以沿煤层掘进，又能够保持固定方向；可保持采煤工作面长度不变，给工作面创造了优量的开采技术条件，有利于综合机械化采煤；
（4）通风线路短，风流方向转折变化少，减少了风门、风桥等通风构筑物，漏风少，通风效果好；
（5）对地质条件的适应性强。
（6）技术经济效果好，工作面单产、巷道掘进率、煤炭采出率和劳动生产率、吨煤成本等指标，都比走向长壁采煤法有明显的改善和提高。
缺点：（1）长距离的倾斜巷道，使得掘进和辅助运输、行人比较困难；
（2）现有的采煤工作面设备都是按走向长壁工作面的开采条件设计和制造的，不能完全适应倾斜长壁工作面的生产要求；
（3）每2—4个分带布置一个煤仓及大巷联系，大巷装车点较多，特别是当同时开采的工作面数目较多时，相邻分带之间的大巷运输干扰较大；
（4）有时还存在着污风下行的问题。
适应条件：
（1）一般应用于煤层倾角小于12o的煤层。煤层倾角越小越有利。
（2）当对采煤工作面设备采取有效的技术措施之后，倾斜长壁采煤法可适用12o—17o的煤层。
（3）对于倾斜或斜交断层比较发育的煤层，在能大致划分成比较规则带区的情况下，可采用倾斜长壁采煤法或伪斜长壁采煤法。
（4）对于不同开采深度、顶底板岩石性质及其稳定性、矿井瓦斯涌出量和矿井涌水量的条件，均可采用倾斜长壁采煤法。
8、仰斜开采和俯斜开采时，各应注意哪些问题？
答：当煤质坚硬或顶板淋水较大时，宜采用仰斜开采；当煤层厚度较大，煤质松软容易片帮或瓦斯含量较大时，宜采用俯斜开采。一般对于倾角很小的近水平薄及中厚煤层，煤层顶板和地质条件较好的情况下，在大巷上方的煤层采用俯斜开采，而在大巷下方的煤层采用仰斜开采。
第八章长壁采煤法采煤工艺
1、填空：
（1）长壁采煤工作面采用（爆破采煤）、（普通机械化采煤）和（综合机械化采煤）三种采煤工艺方式。
（2）液压支架支护方式按照不同顺序有（及时支护方式）和（滞后支护方式）两种。（3）采煤工作面采煤机的进刀方式有（推入法进刀）、（斜切进刀）和（钻入法进刀）三种。
（4）综合机械化采煤及普通机械化采煤工艺的区别，在于工作面（支护）实现了机械化。（5）采煤工作面的采煤工艺是（破煤）、（装煤）、（运煤）、（支护）和（采空区处理）等。
（6）综采面过断层的方法取决于（断层的落差）、（煤层厚度）、（支架最大）、（最小高度）、（采煤机的破岩能力）等因素。
2、综采采用双滚筒采煤机割煤时滚筒的位置和转向？