2015中国矿业大学(北京)考博采矿学真题
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2015年中国矿业大学考博英语真题试卷(题后含答案及解析)题型有:1. Reading Comprehension 2. Cloze 3. English-Chinese Translation 4. Chinese-English Translation 5. WritingReading ComprehensionThe purpose of the American court system is to protect the rights of the people. According to American law, if someone is accused of a crime, he or she is considered innocent until the court proves that the person is guilty. In other words, it is the responsibility of the court to prove that a person is guilty. It is not the responsibility of the person to prove that he or she is innocent. In order to arrest a person, the police have to be reasonably sure that a crime has been committed. The police must give the suspect the reasons why they are arresting him and tell him his rights under the law. Then the police take the suspect to the police station to “book”him. “Booking” means that the name of the person and the charges against him are formally listed at the police station. The next step is for the suspect to go before a judge. The judge decides whether the suspect should be kept in jail or released. If the suspect has no previous criminal record and the judge feels that he will return to court rather than run away—for example, because he owns a house and has a family—he can go free. Otherwise, the suspect must put up bail. At this time, too, the judge will appoint a court layer to defend the suspect if he can’t afford one. The suspect returns to court a week or two later. A lawyer from the district attorney’s office presents a case against the suspect. This is called a hearing. The attorney may present evidence as well as witnesses. The judge at the hearing then decides whether there is enough reason to hold a trial. If the judge decides that there is sufficient evidence to call for a trial, he or she sets a date for the suspect to appear in court to formally plead guilty or not guilty. At the trial, a jury of 12 people listens to the evidence from both attorneys and hears the testimony of the witnesses. Then the jury goes into a private room to consider the evidence and decide whether the defendant is guilty of the crime. If the jury decides that the defendant is innocent, he goes free. However, if he is convicted, the judge sets a date for the defendant to appear in court again for sentencing. At this time, the judge tells the convicted person what his punishment will be. The judge may sentence him to prison, order him to pay a fine, or place him on probation. The American justice system is very complex and sometimes operates slowly. However, every step is designed to protect the rights of the people. These individual rights are the basis, or foundation, of the American government.1.What is the main idea of the passage?A.The American court system requires that a suspect prove that he or she is innocent.B.The US court system is designed to protect the rights of the people.C.Under the American court system, judge decides if a suspect is innocent or guilty.D.The US court system is designed to help the police present a case against the suspect.正确答案:B解析:本文的第一段第一句话“The purpose of the American court system is to protect the fights of the people.”就点明了文章的主旨,即美国法院系统的作用是保护人民的权利,因此选择B。
一阶段和水平的概念(1)阶段概念:在井田范围内,沿煤层倾斜方向,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。
(2)水平概念:通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平,称“开采水平”简称“水平”阶段与水平联系和区别:阶段——井田一部分,强调开采范围和储量;水平——强调巷道布置二者联系是用水平上的巷道开采阶段内的煤炭资源开拓一水平要掘进许多巷道,基建投资大,为了充分发挥这些设施和投资效果,应有合理的水平服务年限。
二、请说出开采(缓倾斜)厚煤层的主要开采方法与回采工艺有哪几种,各自的特点和适用条件是什么?1倾斜分层:倾斜分层采煤法在我国应用得非常广泛。
倾斜分层的各分层,可采用类似于开采缓斜、倾斜薄及中厚煤层时所采用的采煤工艺进行回采。
顶分层采煤工艺特点:(一)人工假顶竹笆或荆笆假顶:只能使用一次,故每一分层(最下部一个分层除外)都需铺设假顶。
这种假项的整体性较差,强度较低,假顶下允许的悬顶面积较小,故不适用综采工作面,通常只在炮采或普通机采工作面使用。
金属网假顶:由于金属网具有较高的强度,只要保证联网不出现网兜,也可不铺设底梁。
金属网假顶柔性大、体积小、重量轻,便于运输及在—[作面铺设,且强度高、耐腐蚀、使用寿命长、铺设一次可服务几个分层。
因此,目前在分层工作面得到了广泛应用。
塑料网假顶:塑料网具有无味、无毒、阻燃、抗静电、重量轻、体积小、柔性大、耐腐蚀等优良性能,且具有良好的工艺性能,使用塑料冈后可显著降低,铺联网工作的劳动强度,提高效率.可避免铺设金属网时金属丝扎、挂工人手脚等串故,且由于塑料网抗技强度高、使用寿命长,减少了下分层补网的工作量。
塑料网的缺点是、抗剪能力差成本较高,因而尚难以迅速推广。
(二)再生顶板:冉生顶板下的分层工作面采煤工艺与中厚煤层走向长壁采煤法相同,只是增加了向采空区注水或灌黄泥浆的工作。
再生顶板取消了铺设假顶的工作,提高了劳动生产率,降低了采煤成本,改善丁下分层的安全条件。
2008年一.名词解释1.矿山压力2.岩石的强度理论判断岩石试件在复杂应力状态下是否破坏的理论和准则。
(我自己写的,在书上没有找到标准答案)3.RQD指标p37钻孔中直接获取的岩心总长度,扣除破碎岩心和软弱夹泥的长度后的长度,与钻孔总进尺之比。
4.岩石的变形能5.原岩应力6.直接顶7.碎胀系数8.周期来压9.充分采动地表最大下沉值不再随采区尺寸增大而增加的开采状态。
(网上搜到的)10.冲击矿压二.论述岩体的基本特征有哪些?三.绘图说明结构面对岩体的强度影响。
见p35-36,绘图1-31答:结构面产状,即结构面与作用力之间的方位关系对岩体强度产生影响。
当岩体中存在一组结构面时,其强度随结构面与主应力之间夹角的不同而不同,即造成岩体强度明显的各项异性。
如图所示,层状岩体在单向压缩下,加载方向与层理面呈不同角度,极限强度会随夹角不同而有规律的变化,并且平行于层理加载的抗压强度和抗剪强度小于垂直于层理方向加载时的相应强度,抗拉强度则大于垂直于层理的抗拉强度。
但如果岩体中存在多组倾角不同的结构面,由于各组结构面影响范围的交叉重叠,反而会使岩体强度各向异性的程度减弱。
结构面密度,即单位岩体内发育的结构面数量。
其对岩体强度的影响主要有两方面:相同条件下,岩体内结构面数量越多,密度越大,变形也越大,但强度越低;岩体强度不会因结构面密度的增大而无限降低,而是存在一个临界值,大于此值时,结构面密度对岩体变形和强度的影响就很小。
四.假设岩体为各向性均质连续的弹性体,岩体的泊松比u=0.2,试估算埋深500m 处岩体的自重应力大小。
见p41/cug/soil_mechanics/COURSE/CHAPTER3/Chap3_2.ht m上面这个网址可供参考。
我感觉这道题少了一个条件:岩层平均体积力r,见p63,习题2。
竖直向自重应力σz=rH 水平向自重应力σx、σy=(u/1-u)rH五.绘图论述双向等压条件下圆形巷道的应力分布规律。
《采矿学》 A卷闭卷站点:专业年级:姓名:学号:一、填空题(每空1分,共30分)1)图1所示为单一走向长壁采煤法上山采区巷道布置图(包括平面图和剖面图),要求写出图中所示数字1至14代表的巷道名称图1 单一走向长壁采煤法上山采区巷道布置图回答数字代表的巷道名称:1 2 34 5 67 8 910 11 1213 142)采煤工作面周而复始地完成、、、、等工序的过程称为采煤循环。
3)滚筒采煤机的进刀方式有直接推入法进刀、和中部斜切进刀。
4)采煤工艺的类型有、和综合机械化开采三种,其中综采面的主要设备有、和,综采与普采的区别在于工作面支护采用了。
5)在T = Z k/(A×K)的关系式中,T代表,Z k代表矿井可采储量,A 代表,K代表储量备用系数。
6)根据采煤工艺、矿压控制特点和工作面长度不同,采煤方法分为壁式体系和 体系两大类。
7)在缓倾斜煤层中的长壁工作面,炮采工艺方式是指采用落煤、爆破装煤和人工装煤、可弯曲刮板输送机运煤及单体支柱支护的采煤工艺方式。
二、名词解释(每题5分,共30分)1).采煤方法:2).及时支护:滞后支护:3).采区车场:4).矿井生产能力:5).放煤步距(循环放煤步距):采放比:6).石门:三、简答题(共25分)1).根据第一题填空题图1所示的采矿工程平面图,写出运煤、运料、通风系统(只用数字表示即可,并且新风和污风要分开写)。
(6分)2).煤层上山和岩石上山的比较。
写出各自的布置位置、优缺点和适用条件。
(8分)3).简要说明合理井田位置要考虑的因素。
(5分)4)简述立井的优缺点和适用条件(6分)四论述题(15分)1)上、下山开采的比较(从开拓工程量、基建投资、水平垂高、水平服务年限及接替、运输、掘进、通风、排水、技术、基建投资、生产经营等方面比较)(10分)2)写出下山开采的适用条件。
(5分)《采矿学》 A卷答案一、填空题(每空1分,共30分)1).1采区运输石门;2采区回风石门;3采区下部车场;4轨道上山;5运煤上山;6采区上部车场;7采区中部车场;8区段回风平巷;9区段运输平巷;10区段回风平巷;11联络巷;12采取煤仓;13采区变电所;14绞车房2)破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理3)端部斜切进刀4)爆破采煤工艺、普通机械化开采;双滚筒采煤机、自移式液压支架、刮板输送机;液压支架5)矿井服务年限;矿井生产能力6)柱式7)爆破二、名词解释(每题5分,共30分)1).采煤方法:采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合。
1、采煤工作面的开机率计算公式?影响综采工作面开机率的主要因素及提高开机率的主要技术途径?答:(1)采煤工作面的开机率计算公式采煤机开机率Kd 就是采煤机运转时间占每日时间的百分比。
它综合反映机采面的地质条件、工作面装备的可靠性、管理水平、矿井各生产系统的可靠性。
综采面日开机率可表示为:%100321⨯++=T t t t K d式中:t1—采煤机纯割煤时间,h ;t2—采煤机跑空刀时间,h ;t3—进刀时间,min ;T —每天工作时间,h 。
(2)影响综采工作面开机率的主要因素及提高开机率的主要技术途径影响我国工作面开机率的主要因素:工作面检修速度慢,检修质量低,增加了路途时间损失,减少采煤机作业时间;采区及全矿生产系统可靠性低,生产事故率高;工作面端头移输送机和端头指甲水平低,时间长;操作和维修水平低;管理落后,各工序之间工作不协调,影响采煤机运转;工作面参数不合理,不能充分发挥设备效能。
提高开机率途径有:一是从工作面内部考虑,提高工作面装备的可靠性,能力、容量、速度等技术参数要有足够的富裕系数;提高工作面检修速度和质量;减少路途时间损失,增加采煤机作业时间;缩短工作面端头作业时间;合理安排工种、工序,加强班组写作。
二是工作面外部考虑,提高采区、盘区或带区及全矿生产系统的可靠性,降低运输、通风、供电、排水、提升等生产系统的故障率;同时要提高人员的素质和技术水平。
2、请说出厚煤层的主要开采方法有哪几种?各自的特点与适用条件是什么?在我国应用前景如何?主要方法有:a 大采高一次采全厚采煤法,适用于缓斜厚煤层(小于5m ); b 放顶煤采煤法,适用于缓斜厚煤层(大于5m ); c 分层开采。
分层采煤法是当前我国在厚煤层中采用的主要采煤方法,最常用的是倾斜分层,这种分层方法多用于开采缓斜、倾斜厚及持厚煤层,有时也可用于倾角较小的急斜厚煤层;随着生产技术的发展,在厚煤层开采中整层开采有了较大发展。
产量比重达到14.75%。
中国矿业⼤学复试采矿学复习采矿学复习资料注:该资料题型分类并⾮⼗分合理,仅供参考;由于时间仓促,加上作者⽔平有限,错误和疏漏之处在所难免,若同学们发现有错误或是不妥之处,望及时指正以使⼤家共同提⾼,谢谢!⼀、名词解释采煤⽅法:采煤⼯艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合。
采煤⼯艺:采煤⼯作⾯各⼯序所⽤⽅法、设备及其在时间上、空间上的相互配合。
煤⽥(coal field):同⼀地质时期形成,并⼤致连续发育的含煤岩系分布区。
矿区(mining area):统⼀规划和开发的煤⽥或其⼀部分。
井⽥(矿⽥):划归⼀个矿井开采的⼀部分煤⽥或全部煤⽥。
矿井⽣产能⼒:矿井设计⽣产能⼒,万t /a。
设计中规定矿井在单位时间(年)内采出的煤炭和其它矿产品的数量。
矿井井型:按矿井设计年⽣产能⼒⼤⼩划分的矿井类型。
⼤型矿井:120、150、180、240万t/a 300、400、500、600万t/a及以上;中型矿井:45、60、90万t/a;⼩型矿井:30万t/a以下。
阶段(horizon):沿⼀定标⾼划分的⼀部分井⽥。
⽔平(level ):常指某⼀标⾼的⽔平⾯。
开采⽔平:简称⽔平,运输⼤巷及井底车场所在的位置及所服务的开采范围;⼴义的⽔平:布置⼤巷的某⼀标⾼的⽔平⾯;采区:阶段或开采⽔平内沿⾛向被划分为具有独⽴⽣产系统开采块段。
采煤循环:采煤⼯作⾯完成落煤、装煤运煤、⽀护和处理采空区的周⽽复始的过程。
(P133)循环⽅式:循环进度与昼夜循环数的总称作业⽅式:采煤⼯作⾯⼀昼夜内采煤班和准备班的配合⽅式正规循环:在规定的时间内保质保量地完成了循环作业图中规定任务的循环及时⽀护:采煤机割煤后,先移架,后推移输送机。
(P139)滞后⽀护:采煤机割煤后,先推移输送机,后移架。
(P139)开机率:采煤机实际运转的时间占可利⽤的采煤作业时间的百分⽐。
(P166)倾斜分层:将厚煤层分成若⼲与煤层层⾯相平⾏的分层,然后逐层开采。
1、冲击地压?和哪些因素有关?常用的防治方法?答:冲击地压:冲击矿压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放,在井巷发生爆炸性事故,产生的动力将煤岩抛向巷道,同时发出强烈声响,造成煤岩体振动和煤岩体破坏,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道垮落破坏等。
影响因素:1、自然地质因素。
(1)开采深度(2)煤岩的力学特征(3)顶板岩层的结构特点(4)地质动力因素。
2、开采技术条件。
(1)开采设计和开采顺序(2)上覆煤层工作面停采线和煤柱的影响(3)采空区的影响(4)开采区域的影响3、组织管理措施。
冲击矿压的防治措施:1、合理的开拓布置和开采方式(1)开采煤层群时,开拓布置应有利于解放层开采(2)划分采区时,应保证合理的开采顺序,最大限度地避免形成煤柱等应力集中区(3)采区或盘区的采面应朝一个方向推进,避免相向开采,以免应力叠加(4)在地质构造等特殊部位,应采取能避免或减缓应力集中和叠加的开采顺序(5)有冲击危险的煤层的开拓或准备巷道、永久硐室、主要上下山、主要溜煤眼和回风巷应布置在底板岩层或无冲击危险的煤层中,以利于维护和减小冲击危险(6)开采有冲击危险的煤层,应采用不留煤柱垮落法管理顶板的长壁开采法(7)顶板管理采用全部垮落法,工作面支架采用具有整体性和防护能力的可缩性支架。
2、开采解放层冲击危险的解危措施:卸压爆破、煤层注水、钻孔卸压、定向裂隙2、什么是原岩应力?原岩应力分布的基本规律是什么?研究原岩应力分布对采矿工程的意义有哪些?答:(1)地壳中没有受到人类工程活动(如矿井开掘巷道等)的影响的岩体称为原岩。
存在于原岩内未受工程扰动的天然应力为原岩应力。
(2)原岩应力分布的基本规律是:①原岩应力是非稳定应力场,原岩应力是三向不等压的空间应力场,三个主应力的大小和方向是随着空间和时间而变化的,它是一个非稳定应力场。
②实测垂直应力(σv)基本等于上覆岩层重力(γH)。
③水平应力(σh)普遍大于垂直应力(σv)。
1、1—()A、岩石运输大巷;B、m1回风平巷;C、盘区石门;D、盘区石门尽头回风斜巷。
2、2—()A、进风行人斜巷;B、m2上分层运输平巷;C、盘区回风大巷;D、m2上分层采煤工作面。
3、3—()A、盘区石门;B、进风斜巷;C、区段岩石轨道集中平巷;D、区段煤仓。
4、4—()A、采煤工作面;B、回风运料斜巷;C、区段溜煤眼;D、盘区轨道上山。
5、5—()A、m1煤层采煤工作面;B、m2上分层回风平巷;C、无极绳绞车房;D、区段岩石轨道集中平巷。
6、6—()A、回风运料斜巷;B、区段岩石运输集中平巷;C、车场绕道;D、m1煤层回风平巷。
7、7—()A、m2上分层回风平巷;B、m1煤层回风平巷;C、区段岩石轨道集中平巷;D、区段煤仓。
8、8—()A、区段煤仓;B、车场绕道;C、m2煤层上分层运输平巷;D、进风斜巷。
9、9—()A、回风运料斜巷;B、区段进风斜巷;C、溜煤眼;D、材料道。
10、10—()A、进风行人斜巷;B、回风运料斜巷;C、溜煤眼;D、盘区石门尽头回风斜巷。
11、11—()A、回风运料斜巷;B、区段岩石轨道集中平巷;C、m1煤层运输平巷;D、m1煤层回风平巷。
12、12—()A、回风运料斜巷;B、材料道;C、进风行人斜巷;D、溜煤眼。
13、13—()A、区段岩石轨道集中平巷;B、材料道;C、m2煤层上分层区段运输平巷;D、m1煤层区段运输平巷。
14、14—()A、m2煤层上分层区段运输平巷;B、m1煤层区段运输平巷;C、m1煤层区段回风平巷;D、进风斜巷。
15、15—()A、m2煤层上分层区段回风平巷;B、m2煤层上分层区段运输平巷;B、区段岩石轨道集中平巷;D、m1煤层区段回风平巷。
16、16—()A、进风斜巷;B、溜煤眼;C、车场绕道;D、m2煤层上分层区段回风平巷。
二、填空(每空1分,共10分)17、在T = Z k /(A×K)的关系式中,T代表矿井服务年限,Z k代表矿井可采储量,A 代表⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽,K代表储量备用系数。
仁什么是自然辩证法?联系所学专业试分析学习自然辩证法的意义和作用。
答:自然辩证法就其学科性质而言,是一门自然科学、社会科学和思维科学相交叉的带有哲学性质的学科。
自然辩证法所研究的,是自然界、人类认识与改造自然以及科学技术工程产业发展的一般规律,而不是自然界中某一特殊现象、人类认识与改造自然某一特殊过程或者科学技术某一特殊学科的特殊规律。
联系我所学的专业一采矿工程,学习自然辩证法的意义和作用也是很明显的(一)采矿工程中的联系和发展采矿工程中主体与客体的联系。
采矿工程的主体是人,客体是自然资源,主体反映和改造客体也依赖客体,而改造客体的目的又是为了服务主体。
主体不是一味地征服自然,而是合理改造自然的同时保护自然。
充填采矿是这方面的典型,在工程上坚持主客体的统一。
采矿工程中整体与部分的联系。
现在已经进入大科学、大技术、大工程的时代,许多工程都是相当大的极其复杂的系统工程。
系统工程需要系统思维,例如在采矿活动时,开掘任何新巷道时,必须考虑它给整个矿井所带来的通风、运输、排水,供电等方面的变化。
采矿工程中内因与外因的联系。
任何事物的发展变化都是本事物内因和外因共同作用的结果,采矿工程学科也不例外。
一个好的工程的建设成功不光只需要工程师考虑工程的建设内因,而是要综合考虑其内因和外因的共同作用。
例如在进行采矿工程可行性研究时,不能只考虑矿石开采技术条件的优劣,还应考虑外部的交通运输及市场条件。
(二)采矿工程中的对立统一规律所谓统一性,即矛盾双方相互之间内在的、有机的、不可分割的联系。
所谓对立性,即矛盾双方互相排斥、互相对立、互相否定的性质。
例如充填采矿中,充填材料的流动性与充填体的强度速度是一对矛盾,充填材料浓度低时,充填料浆流动性好,易于输送,但形成的充填体不能快速脱水,形成的充填体强度低。
反之,则充填料浆不易输送,但形成的充填体强度高。
这种对立统一的矛盾的运动,推动着整个充填采矿学科的发展运行,同时也推动着整个采矿工程界的演变和发展。
1.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?已知矿井井田走向长度12公里,矿井生产能力180万吨/年,煤层倾角18°,共有4个可采煤层,其厚度分别为3.4m;2.6m;2.8m;2.2m,煤的容重为1.3吨/立方米,以保证可采水平有足够的服务年限出发,求合理的水平垂高。
已知某矿井生产能力180万吨/年,以保证开采水平有足够的服务年限出发,求矿井一水平可采储量的合理下限是多少?答:(1)阶段概念:在井田范围内,沿煤层倾斜方向,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。
(2)水平概念:通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平,称“开采水平”,简称“水平”。
阶段表示井田的一部分,强调开采范围和储量;水平是指布置大巷的某一标高水平面,强调巷道布置;广义的水平不仅表示一个水平面,同时也指一个范围。
二者联系是用水平上的巷道开采阶段内的煤炭资源。
开采某一水平要掘进许多巷道,巷道工程量大,基建投资多,为了充分发挥这些设施和投资效果,应有合理的水平服务年限。
可采水平有足够的服务年限,大型矿井水平服务年限为20-30a,则:h=180×104×30×1.4×sin18÷(3.4+2.6+2.8+2.2)÷12÷103÷1.3=136m;Q=180×104×20=3600万t。
2.根据我国具体情况,常用的采煤方法有哪些种类,并指出其适用条件、应用的情况及发展前途。
说出你所知道的采煤方法种类,并分析在我国应用的情况。
我国对于采煤方法是如何分类的?试说明目前我国常用的采煤方法有几种?其主要特点及发展前景如何?我国较广泛采用的有哪几种采煤方法?目前应用及发展情况如何?简述几种采煤方法各自的特点和适用条件是什么?目前国内外应用的采煤方法有多种,列出你所了解的采煤方法种类及其特点,我国应用较多的是哪几种采煤方法?根据我国具体情况,常用的采煤方法有哪些种类,并指出其适用条件、应用的情况及发展前途。
1、运用莫尔-库仑强度曲线推导出以极限主应力σ1和σ3表示的莫尔-库仑强度准则p26 有问题答:如图1所示,图1 莫尔-库仑准则强度曲线ϕτcot +=c则1312sin 2cot 2NM DM c ϕσσσσϕ=-=++ 解得: 132sin cot 1sin 1sin 1sin c ϕϕϕσσϕϕ+=+-- 总之,莫尔强度理论较全面地反映了岩石的强度特性。
它实用于塑性岩石以及脆性岩石的剪切破坏;能体现岩石的抗压强度远大于抗拉强度的特性;能解释岩石在三轴等比压缩条件下不破坏(因强度曲线在受压区不闭合)和三袖等拉条件下会破坏(因强度曲线在受拉区闭合)的现象。
莫尔认为,固体材料的破坏是由于材料面上的剪应力达到一定程度(即极限剪应力),剪应力不仅与材料端面性质有关,并与作用在端面上的主应力有关。
2、绘图说明双向等压作用下圆形巷道周边应力分布的基本规律,并加以解释p50答:1、在弹性条件下图2 弹性条件下圆形巷道应力分布图 图3 塑性条件下圆形巷道应力分布图如图2所示,根据弹性力学可以得到)1(22211r r t +=σσ )1(22211r r r -=σσ①在双向等压应力场中,圆7L 周边全处于压缩应力状态。
②应力大小与弹性常数且与E 、μ无关。
②t σr σ的分布和角度无关,皆为主应力,即切向和径向平面均为主平面。
④双向等压应力场中孔局边的切向应力为最大应力,其最大应力集中系数尺=2,且与孔径的大小无关。
当t σ=2γH 超过孔周边围岩的弹性极限时,围岩将进人塑性状态。
⑤其他各点的应力大小则与孔径有关。
⑥在双向等压应力场中因孔周围任意点的切问应刀q 与径向应力久之和为常数,且等于21σ。
2、在塑性条件下如图3所示,由于巷道的开挖,而引起巷道周边的应力重新分布,重新分布的力使围岩产生了塑性变形,形成了塑性圈。
而径向应力r σ与弹性条件下的一致,但切向应力t σ由于塑性变形而使其在巷道边缘不为零,并在巷道边缘到塑性圈是逐渐增大,过了塑性圈,规律与弹性条件下一致。
1、什么是工作面开机率?提高工作面开机率的途径有哪些?提高开机率的主要技术措施?概念:采煤机的开机率K 是指采煤机运转时间占额定工作时间的百分比,可分为日开机率、班开机率。
综采面日开机率可表示为:123100%t t t K T++=⨯ 式中:1t -采煤机纯割煤时间,min ; 2t -采煤机跑空刀时间,min ;3t -采煤机在工作面端头反向操作和进刀时间,min ;T -全日,1440min 。
工作面开机率的主要影响因素:1)采矿地质因素影响采煤机开机率的地质因素主要包括煤层厚度、结构、硬度、倾角、地质构造、围岩稳定性、煤层及围岩的含水性及瓦斯涌出量等。
在上述影响因素中,对采煤机开机率起主导作用的因素为地质构造、围岩稳定性及高瓦斯矿井的瓦斯涌出量。
2)采矿技术因素影响采煤机开机率的技术因素主要包括机组类型,配套性能及可靠性;工作面参数:工作面倾斜及走向长度,采煤机截深及牵引速度;回采工艺方;工作面生产系统各环节的通过能力及可靠性,作业制度及劳动组织,工人素质及技术干部的管理水平等。
提高开机率的主要技术措施:(1)提高工作面的检修速度和质量,减少路途时间损失,增加采煤机作业时间; (2)提高采区及全矿生产系统的可靠性,降低生产系统事故率;(3)缩短工作面端头移输送机机头(尾)和端头支架世间,使其不影响采煤机端头作业; (4)提高操作和维修水平,降低机电和顶板事故率;(5)加强组织管理,使各工种、各班组之间工作协调,不影响采煤机运转; (6)合理确定工作面参数,最大限度发挥设备效能。
2、简述煤矿开拓中的上山开采和下山开采的主要优缺点和区别?什么条件下可以考虑应用下山开采?上、下山开采优缺点比较:下山开采与上山开采比较指的是:利用原有水平进行下山开采与深部另设开采水平进行上山开采的比较。
两者在采煤工作面生产方面没有多大的差别,但在采区运输、提升、通风、排水和掘进方面存在许多不同之处:1)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,运输费用较低,但从全矿看,它有折返运输。
中国矿业大学采矿学面试问题教授:万志军,男,四川青神县人,博士,教授,硕士生导师,江苏省“333高层次人才培养工程”首批中青年科学技术带头人,校优秀青年骨干教师,现任采矿工程系副主任,专业建设负责人。
1994年毕业于中国矿业大学采矿工程专业,2007年获工学博士学位,从事矿山压力与岩层控制以及高温岩体地热开发方面的研究与教学工作。
主持和作为主要研究者参加在研和完成国家自然科学基金重点项目及企业委托科研课题10多项,参加建成中国矿业大学“211工程”建设项目3项。
在《岩石力学与工程学报》等国内外科技期刊和国际学术会议发表论文40余篇,论文被SCIE 收录1篇,EI 收录9篇,ISTP 收录5篇;出版专著1部;获江苏省科技进步二等奖1项,中国煤炭工业协会科技进步三等奖2项。
方新秋,男,1974年8月出生,浙江省永康市人,中国矿业大学采矿工程博士,东南大学控制工程博士后。
现为中国矿业大学矿业工程学院、煤炭资源与安全开采国家重点实验室教授,硕士生导师,中国矿业大学青年学术带头人,中国矿业大学采矿工程学科优秀创新团队主要成员。
中国煤炭学会会员、中国惯性技术学会会员、南京惯性技术学会理事、国家自然科学基金委员会同行评议专家、浙江省自然科学基金委员会省外评审专家。
2004年8月份博士后出站后作为引进人才回中国矿业大学原能源与安全工程学院工作。
主要从事矿山压力与岩层控制(采场、巷道)、绿色开采、采矿监测监控、采煤自动化、无人工作面开采等方面的科学研究和教学工作。
近五年来,主持国家自然科学基金项目和江苏省博士后基金各1项;主持企业委托项目10国内外核心刊物及国际学术会议上发表论文30余篇,已被EI收录6篇,ISTP收录2篇;正式出版专著1部;获国家实用新型专利8项;研究成果获省部级科技进步二等奖2项,科技进步三等奖3项;校科技进步一等奖1项。
王作棠,男,福建尤溪人。
教授,博士生导师。
1982年大学毕业,1986年获硕士学位,1992年获博士学位。
《采矿学》试卷一、填空(每空1分,共30分)1、某大型地下矿山,由地表分别掘进斜坡道、竖井通达矿体。
斜坡道作为地下大型无轨设备出入并兼作通风和材料运输之用;竖井用来提升矿石,则该矿山采用开拓方法为,按开拓巷道在开采中所起的作用,斜坡道与竖井分别属于开拓巷道和开拓巷道.2、按矿体倾角的大小,金属矿床可分为:倾角小于5°时为;倾角5°~30°之间为;30°~55°之间为;倾角大于55°为。
3、在井田中,阶段的开采顺序:、。
其中,在生产实际中一般多采用开采顺序.4、矿井生产能力在30×104t/a以上时,井底车场可选用或井底车场;10~30×104t/a的矿井,可采用井底车场;10×104t/a以下的矿井可采用井底车场.5、无底柱分段崩落法是在覆岩下放矿的,新建矿山采用此方法开采围岩稳固的盲矿体,需要人工强制放顶时,按照覆盖层与回采工作先后不同,可分为、、三种形成覆盖层的方案。
6、矿石和围岩均稳固的水平或缓倾斜矿体(矿体厚度由薄至厚和极厚),是采矿法应用的基本条件。
7、爆破法落矿时,影响崩矿指标的主要因素:、、、。
8、矿块采准包括和等巷道工程,采准工程量的大小一般常用采准系数和两项工作指标衡量。
9、矿体为厚矿体,阶段生产能力60~150×104t/a的矿山,阶段巷道多采用形式布置;当开采规模大的厚和极厚矿体,且通过能力达150~300×104t/a时,可采用布置形式。
10、开采有色金属、金矿或稀有金属矿时,广泛采用充填采空区的支护方法,按充填材料的成分和输送方法不同,可分为:、、.二、判断选择题(每题3分,共15)1、金属矿床地下开采的步骤是()A 凿岩、爆破、通风、出矿;B 矿床开拓、采准与切割、回采;C 落矿、采场运搬、阶段运输和矿井提升;D 矿床开拓、落矿与通风2、薄矿体开采过程中,与矿体倾角密切相关的是()A 爆破抛掷距离;B 凿岩方式;C 地压管理方法;D 采场运搬形式3、空场采矿法矿块回采顺序是()A 先采矿房后采矿柱;B 先采矿柱后采矿房;C 矿房与矿柱微差爆破同步回采;D 二者回采顺序无关紧要4、崩落法采矿永久损失的矿柱矿量是()A 上盘三角矿柱矿量;B 下盘残留矿量;C 脊部残留矿量;D下盘残留矿量与脊部残留矿量之和5、下面采矿方法中属于一步骤回采的采矿方法是()A 浅孔留矿法;B 分段凿岩阶段矿房法;C 上向分层充填采矿法;D 下向分层充填采矿法三、简答题(45分)1、试述垂直深孔落矿有底柱分段崩落法和无底柱分段崩落法的共同特征.(5分)2、简述应用空场法的基本条件及空场采矿法的特点。
1、放顶煤采煤法分类及顶煤冒放性的影响因素一)、按厚煤层赋存条件和采放次数分类1、一次采全高放顶煤采煤法2、预采顶分层顶网下放顶煤3、倾斜分层放顶煤4、预采中分层放顶煤二)、按采煤工艺分:炮采放顶煤开采普采放顶煤开采综采放顶煤开采概括起来,影响顶煤冒放性的内部主要因素有开采深度、煤层的厚度和强度、煤层的夹矸层数和厚度、顶煤中节理裂隙的发育程度、直接顶岩性及厚度、基本顶岩性及厚度等煤层的硬度系数;煤层赋存深度;顶煤节理裂隙发育程度;夹石层指标;随采随冒直接顶对采空区充填程度;基本顶级别;采放高度比。
2、采煤方法发展方向采煤方法的发展:安全、高效、绿色是主要发展方向。
1)对近水平、缓倾斜、中斜煤层长壁式开采,关键是不断改善采煤工艺,出路在于提高机械化水平2)走向长壁采煤法技术简单、应用成熟,具有广泛适应性,是开采缓倾斜、中斜煤层的主要方法3)近水平、缓倾斜和中斜厚煤层在我国煤矿生产中占有比重大,合理开采这类煤层可以应用不同途径4)薄煤层工作面作业困难、复杂、安全性低,应提高机械自动化水平5)急倾斜煤层产量比重不大,但分布较广6)充填法是解决“三下(建筑物下、铁路下、水体下)”问题的根本途径7)利用连续采煤机为长壁综采工作面掘进回采巷道,形成房柱式与长壁工作面配合的采煤法,是充分发挥两者优势,高产高效的途径8)我国东部矿区面临深矿井和难开采煤层开采的问题,研究这类条件下的采煤工艺、矿压控制技术、热害治理技术及与之适应的装备、回采巷道布置等是采煤方法发展的重要分支3、准备方式改革及发展一、准备方式多样化主要采用采区式、盘区式和带区式准备,其产量比重分别约占65%、20%、15%,采区式仍然是我国煤矿主要的准备方式。
盘区式准备呈下降趋势,带区式准备发展潜力仍很大。
二、采区、盘区和带区大型化大型化的含义包括采区、盘区和带区尺寸增大,相应的储量增多,生产能力增大等几个方面。
随着采用新设备、新工艺和机械化程度的不断提高,生产更加集中,采煤工作面长度、采煤工作面连续推进长度、采区走向长度逐渐加大,采煤工作面单产水平和采区生产能力不断得到提高。
1、采煤工作面的开机率计算公式?影响综采工作面开机率的主要因素及提高开机率的主要技术途径?答:(1)采煤工作面的开机率计算公式采煤机开机率Kd 就是采煤机运转时间占每日时间的百分比。
它综合反映机采面的地质条件、工作面装备的可靠性、管理水平、矿井各生产系统的可靠性。
综采面日开机率可表示为:%100321⨯++=T t t t K d式中:t1—采煤机纯割煤时间,h ;t2—采煤机跑空刀时间,h ;t3—进刀时间,min ;T —每天工作时间,h 。
(2)影响综采工作面开机率的主要因素及提高开机率的主要技术途径影响我国工作面开机率的主要因素:工作面检修速度慢,检修质量低,增加了路途时间损失,减少采煤机作业时间;采区及全矿生产系统可靠性低,生产事故率高;工作面端头移输送机和端头指甲水平低,时间长;操作和维修水平低;管理落后,各工序之间工作不协调,影响采煤机运转;工作面参数不合理,不能充分发挥设备效能。
提高开机率途径有:一是从工作面内部考虑,提高工作面装备的可靠性,能力、容量、速度等技术参数要有足够的富裕系数;提高工作面检修速度和质量;减少路途时间损失,增加采煤机作业时间;缩短工作面端头作业时间;合理安排工种、工序,加强班组写作。
二是工作面外部考虑,提高采区、盘区或带区及全矿生产系统的可靠性,降低运输、通风、供电、排水、提升等生产系统的故障率;同时要提高人员的素质和技术水平。
2、请说出厚煤层的主要开采方法有哪几种?各自的特点与适用条件是什么?在我国应用前景如何?主要方法有:a 大采高一次采全厚采煤法,适用于缓斜厚煤层(小于5m ); b 放顶煤采煤法,适用于缓斜厚煤层(大于5m ); c 分层开采。
分层采煤法是当前我国在厚煤层中采用的主要采煤方法,最常用的是倾斜分层,这种分层方法多用于开采缓斜、倾斜厚及持厚煤层,有时也可用于倾角较小的急斜厚煤层;随着生产技术的发展,在厚煤层开采中整层开采有了较大发展。
产量比重达到14.75%。
如近几年来,由于综合机械化采煤技术装备的发展、大采高支架的应用,为5m 以下的缓斜厚煤层采用大采高一次采全厚的单一长壁采煤法创造了条件,并已得到一定的发展,产量比重已达2.44%。
在缓倾斜、厚度为5.0m 以上的厚煤层条件下,特别是厚度变化较大的特厚煤层,采用了综采放顶煤采煤法,产量比重约占12.29%。
放顶煤采煤法的实质就是在厚煤层中,沿煤层(或分段)底部布置一个采高2~3m 的长壁工作面,用常规方法进行回采,利用矿山压力的作用或辅以人工松动方法,使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方(或上方)放出,并经由刮板输送机运出工作面。
依据煤层赋存条件的不同,放顶煤长壁采煤法可分为三种主要类型。
(1)一次采全厚放顶煤开采 沿煤层底板布置机采工作面,一次采出煤层的全部厚度。
这种方法一般适用于厚度6~12m 的缓斜厚煤层,是我国目前使用的主要方法。
(2)预采顶分层网下放顶煤开采 首先沿煤层顶板布置一个普通长壁工作面(顶分层开采),而后沿煤层底板布置放顶煤工作面,将两个工作面之间的顶煤放出。
这种方法一般适用于厚度大于12m 、直接顶板坚硬或煤层瓦斯含量高,需要预先排放瓦斯的缓斜煤层。
(3)倾斜分段放顶煤开采当煤层厚度超过15~20m以上时,可自煤层顶板至底板将煤层分成8~10m的分段,依次进行放顶煤开采。
这种方法一般适用于厚度大于15m的缓斜煤层。
分层开采方法由于工作面分别布置,会在一定程度上造成采掘接替紧张,因此在条件允许的情况下,优先考虑一次采全高或放顶煤开采方法。
相比之下放顶煤法具有以下优点:(1)适应性强。
综放开采实现了缓倾斜特厚煤层的一次采全厚开采,对地质条件的适应性较分层综采和单一煤层综采更强。
适应于煤层厚度变化大、顶底板起伏不平、断层构造多以及其他地质条件变化的不稳定煤层。
(2)产量高。
综放开采一次开采厚度大幅度增加,煤层开采强度加大,实现了垂直集中生产,而且低位放项煤支架工作面有两个出煤点,在同样工作面长度和工作面推进速度的情况下,综放开采较分层综采和单一煤层综采工作面的单产可以成倍地增长。
(3)成本低。
综放开采较分层综采的巷道掘进率低,工作面寿命长,搬家次数少,有利于接续,吨煤设备投入费用少;工作面材料、电力消耗少;因而工作面直接成本大大降低。
综放开采的吨煤成本可比分层综采的成本降低10元/t以上,因而矿井的经济效益可以明显提高。
大采高采煤工艺的适用条件地质构造简单、煤层厚度3.5~5 m、赋存稳定、倾角小于12°和顶板较稳定的煤层。
放顶煤法适用条件:1)煤层厚度变化大,3.5~12m均可,急倾斜>15m;2)煤层硬度的坚固性系数f<3~3.5;3)煤层倾角应<25°,最大不超过30°(急倾斜除外);4)煤层夹矸厚度<0.5m,f<3,总厚不超过煤层厚度的15%;5)自然发火期较长,瓦斯含量一般,水文地质条件不复杂。
3、开拓方式如何分类?选择原则?发展方向?分类:(1)按井筒形式分:立井,斜井,平硐,综合和多井筒分区域方式。
(2)按开采水平分:单水平,多水平(3)按开采大巷布置方式分:分煤层大巷----每个煤层设大巷:集中大巷-煤层群集中设大巷,采区石门,煤层。
分组集中设大巷,煤层群分组,分组集中设大巷。
(4)按准备方式分:上山式,上,下山式,混合式;开拓方式选择影响因素:井田地质和水文地质条件;煤层赋存和开采技术条件;地形地貌和地面外部条件;技术装备和设备条件;总体设计和矿井生产能力要求等。
开拓方式选择原则:(1)贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策,在保证生产可靠和安全的前提条件下,减少开拓工程量,尤其是减少初期建设工程量,节约基建投资,加快矿井建设。
(2)合理集中开拓部署,简化生产系统,避免生产分散,做到合理集中生产。
(3)合理开发资源,减少煤炭损失。
(4)贯彻执行煤矿安全生产的有关规定,建立完善的生产体统,使主要井巷保持在良好的使用和维护状态。
(5)适应当前国家的技术水平和设备供应情况,并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综合机械化、自动化创造条件。
方向:(1)生产集中化。
在现代化、安全高效的矿井建设中,将形成更多的、高产高效的、一矿一井一面或两面的现代化矿井,在有条件的情况下,要多开煤巷,少开岩巷,尽量实现单一煤层集中开采,使生产系统朝高度集中、简单可靠的方向发展;(2)矿井大型化。
增大矿井生产能力,以及相应加大水平垂高及采区、盘区或带区的尺寸等。
(3)运输连续化。
煤炭运输从工作面到地面实现不间断连续的胶带输送机运输,并推广应用各种新型辅助运输设备,如无轨胶轮车、卡轨车、齿轨车、单轨吊等,使辅助运输实现简单化和连续化。
4、在煤矿地下开采中,采取哪些开采技术方法和措施可以减少地表下沉,实现“三下”安全开采?充填开采方法种类?答:减少地表下沉的开采方法:(1)房柱式采煤法。
这种采煤方法是防止地表沉陷的一种有效的开采技术,其优点有a)引起的地表移动与变形值相当于长壁工作面采煤的1/6~1/4,地表移动持续时间有缩短了一半左右;b)房柱式开采的矿投资少、投产快,单位煤量的生产成本低。
(2)条带开采方法。
这种采煤方法和房柱式采煤方法类似,都能有效减小地表变形,减小地表下沉量可达80%~90%,其缺点是采出率低,一般仅为50%,巷道掘进多,使得工作面效率低。
目前该法主要用于保护地面建筑物时的局部地下煤炭开采。
但是此法目前改进方法有很多,如:采用条带充填方法设计的济北矿区某矿的条带充填开采方案地表最大变形值小于Ⅰ级破坏允许值, 煤层采出率由条带开采的40%提高到80%。
采用条带充填体置换条带开采留设的煤柱, 只要保证未充填采空区的宽度小于覆岩主关键层的初次破断跨距, 且充填条带能保持长期稳定, 就可有效地控制地表沉陷, 从而减少充填量, 降低充填成本, 提高煤炭采出率。
(3)充填法处理采空区用充填法处理采空区能非常有效的减少地表下沉,但是使用充填法处理采空区需要设置专门的充填设备和设施,还需要有充足的充填材料,增加了煤矿生产的成本。
(4)采空区离层带中高压注浆下煤层开采后,上覆岩层由于沉降速度的不同,会在岩层间形成裂隙。
通过向开采煤层上覆岩层的离层带内打孔,并向其空隙中注入泥浆,可以减缓地表下沉。
减少地表变形开采技术措施(1)限厚开采地表最大下沉正比于一次采出厚度,减少一次采出厚度虽不能大幅度的减少地表总的下沉,但可以减少地表的变形。
(2)分层间歇开采厚煤层倾斜分层或水平分层开采时,分层之间开采的间隔时间加长,能使上覆岩层的破坏高度比较小,破坏状态均衡,可以防止或减轻不均衡破坏对地表建筑物、水体的影响。
(3)布置较长工作面,使建筑物仅承受动态变形利用超充分采动地表下沉盆地中间平地部分变形的特点,力求使建筑物位于开采后移动盆地平底部分,使建筑物承受动态变形后,仅承受最小的静态变形。
(4)协调开采上下煤层或厚煤层上下分层同时开采时,将这些煤层或分层工作面错开一定距离,使后开采的煤层或分层产生的地表拉伸变形区位于先开采的煤层或分层产生的地表压缩变形区内。
由于同采煤层或分层的数目受采区生产能力和巷道布置系统等条件的限制,同采工作面保持一定错距将会给组织生产带来一定困难。
另外同一煤层相邻工作面利用锯齿状或台阶状工作面进行开采,也能使地表相间形成的拉伸变形与压缩变形相互抵消一部分,从而减少地表变形。
充填采煤法是一种采空区岩层控制方法。
其特点是用取自釆场外部的砂、石、矿渣或炉灰等充填材料(简称填料),填满采空区并靠填料的支承作用减少顶板下沉和垮落。
用充填方法控制顶板的釆煤方法统称为充填釆煤法。
按向采空区输送机充填材料的动力不同,充填采煤法分水力充填、机械充填、自溜充填和风力充填。
矸石充填采矿法:抛矸机抛矸充填、刮板输送机卸矸充填、风力抛矸充填、似膏体管道直流充填。
水砂充填采煤法5、科学采矿与绿色开采的内涵?存在的问题?应在哪些方面加强研究?答:“科学采矿”和“绿色开采”的内涵:科学开采是指在科学发展观引领的与地质、生态环境相协调前提下最大限度地获取自然资源,在不断克服复杂地质条件和工程环境带来的安全隐患前提下进行的安全、高效、绿色、经济、社会协调的可持续开采。
煤炭科学开采体现了以下 4 个方面的思想: 安全开采以保护人身作业安全,高效开采以提高资源开采效率,绿色开采以保护环境,经济、社会协调可持续开采以确保行业长期稳定健康发展。
安全开采的内涵是按照“以人为本”科学发展观的要求,通过持续加大安全投入,采用先进的安全技术和监测、管理手段,实现事故发生率低、职业病发病率低、职业安全健康有保障的安全发展。
高效开采的内涵是是按照科学程序和方法,通过各种先进机械在特定地质条件下的配套使用,大幅提高煤炭开采的机械化程度,实现全员效率高、生产信息化与智能化程度高、装备适应能力强的开发模式。