采矿学(第1章 长壁面矿压显现规律)
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采矿学课指南(一)矿产是指埋藏在地壳中的可供人类利用的天然矿物资源,按性质和用途,一般可分为金属、非金属和可燃矿物矿产。
矿业是以矿产资源为劳动对象的产业,也是国民经济的基础产业。
人类生存和发展离不开原料和燃料,涉及黑色金属、有色金属、化工、核工、建材原料及煤炭、石油、天然气、油页岩等矿物,这些都需要借助采矿工程把他们从地壳中开采出来,并进行加工利用。
中国是世界上最早开发利用矿产资源的国家之一,据历史资料记载,在一万多年前就掌握了开采并利用石料的技术,在七千多年前就能批量生产煤的精制品,在四千多年前已经能够开采铜、铁、金和煤等矿石,中国矿业在历史上曾几度辉煌,殷周的青铜,春秋战国的铁业,秦汉的井盐,汉魏的煤,魏晋的天然气,成就即已可观。
但在近代却处于相对落后的状态,1949年前,保留比较完整的矿山仅有300多处。
新中国建立以来,中国矿业取得了举世瞩目的成就。
在2000年前后,已建成国有矿山近万处,集体矿山和其它非国有矿山20多万处。
目前,世界上已知的约168种矿产在中国均有发现,探明储量的矿产在153种以上,总值居世界第三位,有20多种矿产的探明储量居世界前列,年产矿石已超过70亿t,固体矿产产值在世界固体矿产总产值中占16.5%,居世界第二位,矿业为我国国民经济发展提供了95%的能源资源、80%以上的工业原料和70%以上的农业原料。
20世纪90年代以来,煤炭产量曾多年连续居世界第一位,2007年产量达到25.2亿t。
历史上金属矿床、非金属矿床和可燃矿物开采均称为广义的采矿,长期的采矿生产实践逐渐形成煤炭开采、金属矿开采、建材开采、石油和天然气开采等传统产业。
煤炭、金属及非金属固体矿床开采在技术、方法、装备及遇到的问题大体上相近,均称为采矿,而石油和天然气开采完全不同于固体矿床,称石油和天然气开采。
根据埋深和开采技术条件,固体矿床开采分地下开采和露天开采,我国煤炭以地下开采为主,露天开采的比重在6~7%左右,黑色金属和建材的露天开采比重在90%左右,化工有色金属和铀矿露天开采的比重分别为42.6%、32%和20%。
中国矿业大学《采矿学》复试题库《采矿学》题库一一、解释名词(10分)开采水平与辅助水平下山开采与主要下山开采采煤方法与采煤工艺倾斜分层采煤法与长壁放顶煤采煤法DK615-4-12与DX918-5-2019二、回答问题并画图(15分)某普采工作面采用单滚筒采煤机破煤和装煤,单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护顶板,正悬臂齐梁直线柱布置,三、四排控顶,梁长与截深相等,采煤机采用单向截割方式。
说明该工作面正生产期间的工艺过程;说明采煤机单向割煤方式的适用条件;画示意图说明普采工作面单滚筒采煤机端部斜切进刀过程。
三、画图并回答问题(25分)以下(一)、(二)两题任选一题:(一)某采区开采缓倾斜近距离煤层两层,上部的M1煤层为中厚煤层,下部的M2煤层是围岩稳定的薄煤层,该采区在走向方向上足够长,沿倾斜划分为四个区段,为该采区服务的运输大巷布置在M2煤层底板岩层中,回风大巷位置或采区风井位置自定。
1、说明该采区巷道布置方案;2、画出采区联合布置的平面图和剖面图,平面图上要反映出第一区段M1煤层正在生产时的工作面和相应的回采巷道,并在相应位置处设置风门和风窗;3、图中用数字标出采区生产时必须开掘的巷道,图外用文字解释数字代表的巷道名称;说明采区运煤、通风和运料系统。
(二)某带区倾斜长度足够长,该带区开采近距离中厚煤层两层,M1煤层在上,M2煤层在下。
阶段运输大巷和回风大巷均布置在开采水平附近,运输大巷布置M2煤层底板岩层中,回风大巷布置M2煤层中,两大巷间的水平投影距离在30m左右。
1、说明该带区巷道布置方案;2、用双线画出该联合布置带区的平面图和剖面图,平面图要上反映出一个或两个同时开采的倾斜长壁工作面及相应巷道,在相应位置处设置风门或风窗;3、图中用数字标出带区生产时必须开掘的巷道,图外用文字解释数字代表的巷道名称;4、说明带区运煤、通风和运料系统。
四、回答问题(20分)试分析确定采煤工作面长度的主要影响因素(要求给出必须用的计算公式)。
《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。
3. 工作面刮板输送机运转时应注意的主要事项有哪些?4. 试述桥式转载机的转载原理。
大采高综采面矿压显现及煤壁片帮规律研究随着国家对煤炭资源的重视和需求的增加,大采高综采面矿压显现及煤壁片帮规律研究成为了煤炭行业的重要课题之一。
大采高综采面矿压显现及煤壁片帮规律研究,对于提高矿山生产效率、保障矿工安全、延长矿井寿命具有重要意义。
本文将针对大采高综采面矿压显现及煤壁片帮规律进行深入研究。
一、大采高综采面矿压显现大采高综采面矿压显现是指在煤矿开采过程中,由于巨大的开采压力,地表出现了一系列的地质现象。
这些现象主要包括地表沉陷、地裂缝、地表隆起等。
大采高综采面矿压显现是由于地下矿井开采导致地下岩层受力变化,进而产生地表变形而引起的。
大采高综采面矿压显现是煤矿开采过程中的一个常见问题,对于地表建筑、道路交通、地下水资源等产生了不小的影响。
对于大采高综采面矿压显现进行深入研究,有助于采取相应的防治措施,减少其对周围环境的影响。
二、煤壁片帮规律煤壁片帮规律是指在煤矿开采过程中,矿井煤壁和煤柱的变化规律。
随着矿山开采的不断进行,煤壁片帮会发生一系列的变化,包括煤壁的垮落、煤柱的变薄、煤层的裂隙等现象。
煤壁片帮规律的研究,有助于掌握矿井内部的变化情况,从而为矿山的安全生产提供参考依据。
煤壁片帮规律的研究,还可以为矿山采取相应的支护措施提供科学依据。
通过深入了解煤壁片帮的规律,可以采取钻孔注浆、悬灌浆等方式对煤壁进行加固,提高矿山的安全性。
对于大采高综采面矿压显现及煤壁片帮规律的研究,可以采用多种方法进行。
可以通过实地调查的方式,观察矿山地表和地下的变化情况。
可以通过地质勘探技术,分析矿井的地质构造和岩层变化情况。
可以通过数值模拟方法,对矿山开采过程中的压力和应力进行模拟计算,从而得出相应的结论。
除了上述方法外,还可以借助于现代科学技术手段,如卫星遥感技术、地理信息系统等,对大采高综采面矿压显现及煤壁片帮规律进行研究。
通过多种方法的综合应用,可以更加准确地掌握矿山的地质情况,为矿山的安全生产提供科学依据。
《煤矿开采学》试题库6套(带答案)《煤矿开采学》试题(一)姓名得分一、名词解释(3×5=15分)1、运输大巷2、辅助水平3、倾斜长壁采煤法4、下山5、放顶煤采煤法二、简答题(6×6=36分)1、如何合理的划分井田?2、如何提高采区的采出率?3、采煤工作面作业规程的内容主要包括哪些部分?4、井底车场内主要硐室有哪些?5、我国煤矿井田开拓的主要发展方向是什么?6、试分析比较炮采与综采两种工艺方式的优缺点。
三、分析题(2×12=24分)1、如何合理的划分开采水平?2、与斜井开拓相比,立井开拓有哪些优缺点?四、绘图题(25分)某一采区内有一层煤,其倾角平均为180,厚度平均为6m,其顶、底板条件从优,采区倾斜长度为600m,走向长度为1500m,试进行采区巷道布置,用双线条绘出采区巷道布置平、剖面图,并回答以下问题:1、写出巷道名称;2、写出采区巷道掘进顺序;3、写出运煤系统、运料系统及通风系统;4、简要分析采区巷道布置的主要依据。
《煤矿开采学》试题(一)参考答案一、名词解释1、运输大巷沿煤层走向布置的担负水平运输任务的水平巷道2、辅助水平设有阶段大巷,担任阶段运输、通风、排水等项任务,但不设井底车场,大巷运出的煤需要下达到开采水平。
3、倾斜长壁采煤法沿煤层走向布置工作面沿倾斜推进的采煤法。
4、下山服务于一个采(盘)区用于开采其开采水平以下煤层的倾斜巷道。
5、放顶煤采煤法放顶煤采煤法就是在厚煤层沿底部布置一个高2~3m的长壁工作面,用常规方法进行回采,并利用矿山压力的作用或辅以松动爆破等方法,使支架上方的顶煤破碎成散体后,由支架后方放煤口放出,经由后方刮板输送机运出工作面。
二、简答题1、如何合理的划分井田?(1)要充分利用自然条件划分井田;(2)要有与矿区开发强度相适应的矿井数目和井田范围;照顾全局;(4)为矿井发展留有余地;(5)直(折线)原则;(6)安全经济效果好。
2、如何提高采区的采出率?采用合理的采煤方法;加大采区范围;减少断层煤柱损失;减少区段煤柱损失或不留区段煤柱。
矿压显现规律矿压是指地下矿井在开采过程中由于岩石层的变形和破裂所产生的应力状态。
矿压显现规律是指矿井在不同开采阶段、不同地质条件下,矿压的变化规律。
矿压显现规律对于矿井的设计、采矿方法的选择以及矿山安全管理具有重要意义。
下面将从不同的角度来探讨矿压显现规律。
一、地质条件对矿压的影响地质条件是影响矿压显现规律的重要因素之一。
不同地质条件下,矿压的变化规律也不同。
例如,在软弱地层中开采,由于地层的可塑性较大,矿压会表现出较为明显的显现规律。
而在硬岩地层中开采,则矿压显现规律相对较弱。
因此,矿压显现规律需要根据具体的地质条件进行分析和研究。
二、开采阶段对矿压的影响不同开采阶段对矿压的影响也是矿压显现规律的重要内容。
一般来说,矿压在采前、采中和采后都会有不同程度的变化。
在采前,矿压较小,主要受到地应力的影响;在采中,矿压逐渐增大,出现明显的显现规律;在采后,矿压又会逐渐减小。
因此,矿压显现规律需要考虑不同开采阶段的特点。
三、采矿方法对矿压的影响采矿方法也是影响矿压显现规律的重要因素之一。
不同的采矿方法对矿压的影响也不同。
例如,采用支架法开采时,可以有效地控制矿压的显现,减小矿岩变形和破坏。
而采用割缝法开采时,由于割缝面积较大,矿压显现规律相对较明显。
因此,在选择采矿方法时,需要考虑矿压显现规律的影响。
四、矿山安全管理对矿压的影响矿山安全管理对于矿压显现规律的控制和预测具有重要作用。
通过加强对矿山地质环境的监测和预测,可以及时发现矿压显现规律的变化趋势,采取相应的措施进行调整和控制。
同时,合理制定矿山安全管理措施,加强对矿压的监控和预警,可以有效地提高矿山的安全性和生产效率。
总结起来,矿压显现规律是矿井开采过程中矿压变化的规律。
地质条件、开采阶段、采矿方法和矿山安全管理都对矿压显现规律产生影响。
了解矿压显现规律,可以为矿井的设计和采矿方法的选择提供科学依据,同时也可以提高矿山的安全性和生产效率。
因此,对于矿山工作者来说,深入研究和了解矿压显现规律具有重要的实际意义。
采矿精品教程《采矿学》电子教案第一章:采矿学基础1.1 课程介绍了解采矿学的基本概念、研究对象和内容明确采矿技术的发展历程和现状1.2 采矿的基本原理掌握矿床的概念和分类理解矿体的几何特征和开采技术指标1.3 采矿方法分类掌握常见的采矿方法及其特点了解采矿方法选择的原则和依据第二章:地下开采技术2.1 地下开采概述掌握地下开采的基本工艺流程了解地下开采的主要设备及其工作原理2.2 地下开采方法掌握长壁开采、短壁开采和房柱开采的原理与工艺了解地下开采中巷道布置和支护技术2.3 地下开采安全生产技术掌握地下开采安全的主要危害及其防治措施了解地下开采中的监测技术和事故应急预案第三章:露天开采技术3.1 露天开采概述掌握露天开采的基本工艺流程了解露天开采的主要设备及其工作原理3.2 露天开采方法掌握台阶开采、沟壑开采和跳跃开采的原理与工艺了解露天开采中道路布置和边坡稳定技术3.3 露天开采安全生产技术掌握露天开采安全的主要危害及其防治措施了解露天开采中的监测技术和事故应急预案第四章:采矿工程设计与施工4.1 采矿工程设计概述掌握采矿工程设计的基本要求和流程了解采矿工程设计的主要内容和依据4.2 采矿工程施工技术掌握采矿工程施工的基本工艺和方法了解采矿工程施工组织管理和质量控制技术4.3 采矿工程可持续发展与环境保护掌握采矿工程对环境的影响及其防治措施了解采矿工程的可持续发展策略和环保要求第五章:矿井通风与安全5.1 矿井通风概述掌握矿井通风的基本原理和方法了解矿井通风设备及其工作原理5.2 矿井安全技术掌握矿井安全的主要危害及其防治措施了解矿井安全监测技术和事故应急预案5.3 矿井紧急救援与事故处理掌握矿井紧急救援的组织和管理了解矿井事故处理的方法和技术第六章:矿床开拓与设计6.1 开拓方式与结构掌握矿床开拓的基本方式及其适用条件了解开拓结构的设计原则和方法6.2 井巷工程设计与施工掌握井巷工程设计的基本要求和流程了解井巷工程施工的技术要求和质量控制6.3 矿井生产能力与提升掌握矿井生产能力的计算方法和提升系统设计了解矿井提升设备的选型和运行管理第七章:矿物加工与利用7.1 矿物加工概述掌握矿物加工的基本概念、目的和任务了解矿物加工的方法和工艺流程7.2 破碎与筛分掌握破碎和筛分的基本原理和方法了解破碎和筛分设备的选型和应用7.3 浮选与浸出掌握浮选和浸出的基本原理和方法了解浮选和浸出设备的选型和操作第八章:矿产资源保护与可持续开发8.1 矿产资源保护概述掌握矿产资源保护的基本原则和法律法规了解矿产资源保护的技术方法和措施8.2 矿产资源节约与综合利用掌握矿产资源节约的基本原则和方法了解矿产资源综合利用的技术和工艺8.3 矿产资源可持续开发掌握矿产资源可持续开发的基本概念和战略了解矿产资源可持续开发的技术途径和管理措施第九章:采矿工程经济评价与风险管理9.1 采矿工程经济评价掌握采矿工程经济评价的基本方法和指标了解采矿工程经济评价的案例分析9.2 采矿工程风险管理掌握采矿工程风险识别和评估的方法了解采矿工程风险防范和应对措施9.3 采矿工程投资与融资掌握采矿工程投资和融资的基本原理和方法了解采矿工程投资和融资的案例分析第十章:采矿工程技术发展趋势10.1 采矿技术发展现状与趋势掌握当前采矿技术的主要发展领域和方向了解未来采矿技术的发展趋势和挑战10.2 数字化与智能化采矿技术掌握数字化采矿技术的基本原理和应用了解智能化采矿技术的研发和产业化进展10.3 绿色采矿与清洁生产掌握绿色采矿的基本概念和技术途径了解清洁生产在采矿工程中的应用和管理重点和难点解析重点环节1:矿床开拓与设计矿床开拓方式及其适用条件的选择是教学重点,需要详细讲解各种开拓方式的优缺点及适用条件。
大采高综采面矿压显现及煤壁片帮规律研究近年来,随着我国矿业技术的不断发展和煤炭资源的不断开采,大采高综采面矿压显现及煤壁片帮规律成为了矿业工作者关注的重点问题。
本文通过对煤矿实际生产情况的观察和分析,探讨了大采高综采面矿压显现及煤壁片帮的规律,并提出了相应的对策建议。
大采高综采面矿压显现是指在采高较大、采空区不断扩展的情况下,地质力学条件发生变化而导致采场压力的变化,使采场上部岩体水平和垂直应力增大,导致采空区上覆岩体坍塌,形成压显现现象。
大采高综采面矿压显现机理主要包括以下几个方面:1. 采高增大,采空区不断扩展。
随着采高的增大,采空区不断扩展,采场压力的分布也会随之改变,产生压力集中现象。
2. 采空区上覆岩层结构复杂。
采空区上覆岩层结构复杂,含水量大,膨胀性强,容易发生膨胀;同时上覆岩层还可能存在断层、夹层等地质异常,使得岩体的力学性质发生变化,增加了采场的不稳定性。
3. 采场上部岩石层岩性不一,力学性质不同。
采场上部的岩石层岩性多种多样,其力学性质也不尽相同,形成了岩层间的接触界面,由于岩层间的摩擦力和剪切力的作用,导致采场的稳定性受到影响。
二、大采高综采面矿压显现的表现形式1. 采场下沉、倾斜。
由于采场的压力分布不均,采空区上覆岩层的坍塌现象会导致采场的下沉、倾斜。
这种现象会导致采场支护设施的破坏和采煤机的无法正常作业。
2. 煤体爆炸。
由于采场的不稳定性,可能会导致采空区上部岩层坍塌和煤体爆破,形成煤与矸石混合的爆炸物,严重影响安全生产。
3. 支护设施破坏。
由于采场的不稳定性,支护设施可能会出现破坏,导致采场不能正常维持稳定状态,进而影响采煤机的作业。
三、煤壁片帮规律分析煤壁片帮是指在煤层开采过程中,由于采空区的扩展,煤与矿岩的力学性质发生变化,导致煤岩体整体性劣化,产生煤层破坏现象的区域。
煤壁片帮规律主要包括以下几个方面:1. 煤层顶板和底板稳定性不同。
由于煤层顶板和底板的岩性和结构不同,支护方式也不同,这导致了两者的稳定性存在较大差异。
1.《采矿学》研究的基本内容是什么?答:《采矿学》是研究矿床开采的综合性技术学科。
其基本内容主要是:理论结合实际地阐述适应不同矿床赋存条件的各种采矿方法、井田的开拓与准备方式及其设计等有关问题2.阶段:在井田范围内,沿着煤层的倾斜方向,沿一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的具有独立生产系统的长条,每个长条成为一个阶段3.水平:通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且负责全阶段运输任务的水平,称为“开采水平”,也简称“水平”布置回风大巷的水平面称为回风水平,布置运输大巷的水平面又称之为运输水平,将布置有主要运输大巷和井底车场的水平称之为开采水平4.矿井开拓、准备及回采的含义:(1)一般来说,为全矿井、一个水平或若干个采区服务的巷道,如:井筒、主要石门、运输大巷和回风大巷(总回风道)、主要风井称为开拓巷道。
(2)为一个采区或数个区段服务的巷道如采区上(下)山、井底车场等称为准备巷道(3)仅为采煤工作面生产服务的巷道,如区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼(形成初始采场的巷道)叫做回采巷道5.何谓采煤方法?答:采煤方法是采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上相互配合的总称6 放顶步距:最大控顶距与最小控顶距之差7煤壁至最后一排支柱的距离称控顶距。
一般三道宽度之和称为最小控顶距,回柱前的控顶距为最大控顶距8矿山压力——由于开采引起的工作面周围岩体内的力9支承压力—采掘空间原被采物承受的载荷转移到周围支承体上而形成的力周围支撑压力分布:前支承压力1(移动支承压力)最大值面中部前方,峰值点煤壁2~10 m,K达2~4γH,范围面前方30~60m内,最大达100m,近煤壁的压酥带宽度0.5~2 0m。
后支承压力2侧向支承压力3(固定支承压力)范围一般30~40 m内,峰值约为(2~3)γH 残余支承压力4影响支承压力的主要因素:煤质愈硬,强度愈高,支承压力的峰值愈高,峰值距煤壁的距离愈近,分布范围愈小。
硬煤工作面的片帮深度小,片帮率低,软煤片帮严重,片帮深度大。