采矿学简答题涉及

1、煤层上山与岩层上山的比较
（1）煤层上山
优点：
1)掘进速度快、费用低，联络巷工程量少、生产系统简单，；
2)可超前探煤
缺点：
1) 受煤层倾角变化和走向断层影响较大；
2) 需留煤柱保护；
3) 上山围岩是煤和煤层顶底板，维护条困难；
4) 上山与平巷的层面交叉，需开绕道；
5) 受工作面采动影响大。

适用条件：
1) 单一煤层，煤层中硬以上，顶底板条件好；
2) 煤层群联合布置采区，下部有维护条件较好的薄及中厚煤层；
3) 为部分煤层服务，维护时间短、专用于通风或运煤的上山。

（2）岩层上山
优点
1) 维护条件好，维护费用低；
2) 受煤层倾角变化和走向断层影响较小；
3)煤损少，可跨上山加大采面连续推进长度；
4) 生产系统可靠，通风条件好，易封闭采空区，防自燃有利。

缺点
1) 掘进速度慢，准备时间长；
2) 接替困难；
3) 矸石排放多，污染环境。

适用条件
1) 厚煤层，或近距煤层群联合布置，且煤层松软，煤层底板岩层较稳定；
2) 采区服务年限长。

2、井田开拓
概念
井田开拓：为矿井和开采水平服务所进行的井巷布置及开掘工程。

井田开拓方式：开拓巷道在井田内的总体布置方式。

开拓系统：开拓巷道的形式、数目、位置及其相互联系和配合的总称。

井田开拓的内容：
1）井田内的再划分，划分阶段、开采水平、盘区或带区，确定水平高度、数目和阶段斜长；
2）确定井筒（硐）的位置及工业场地的位置；
3）确定井筒（硐）的形式、数目、功能及配置
4）确定井底车场的形式、能力、线路和硐室；
5）确定运输大巷及总回风道位置、数目、方向和坡度；
6）确定井筒（硐）、井底车场、主石门、运输大巷、总回风道、采区石门等为全矿或开采水平服务的开拓巷道；
7）确定各煤层、各采区、盘区和带区的开采顺序、采掘接替和配采方式；
8）确定并实施开拓延伸方案；
9）确定技术改造和改扩建方案
3、上、下山开采的比较
上山与下山开采的比较指的是：利用原有开采水平进行下山开采与另设开采水平进行上山开采的比较。

上山开采与下山开采在采煤工作面生产能力方面没有太大的差别，但在采区运输、提升、排水和掘进方面有许多不同之处。

（1）运输和提升
上山：煤矸向下运输，运输能力大，耗费动力少，存在折返运输；
下山：煤矸向上运输，总运输工作量少、运输能力小
（2）排水方面
上山：采区的涌水可直接排到井底水仓，一次排至地面，排水系统简单；
下山：采区内涌水必须先排至阶段的上部水平，然后再排至地面。

排水系统发生故障时，将影响下山采取的正常生产，上山采区无此问题
（3）掘进方面：
①下山掘进期间的装载、运输、排水比上山掘进时复杂，掘进速度慢、效率低、成本高；
②尤其下山坡度大时，下山掘进更为困难，上山掘进则方便的多；
③下山掘进要比上山掘进采取更多的安全技术措施，特别是防止跑车
（4）通风方面
上山：新风和乏风均向上流动，沿倾斜方向的风路较短；
下山：①新鲜风流从进风下山进入采区，存在下行风的问题；
②通风线路长，最困难时期比上山采区长一倍;
③两下山之间的风压差较大，易于漏风，通风管理比较复杂；
④瓦斯涌出量大时，下山通风更为困难，往往要多开一条通风下山
下山开采充分利用了原有开采水平的井巷和设施，节省了开拓工程量和建设费用，增加了开采水平储量，延长了水平的服务年限。

总体来看，上山开采在生产技术方面较下山开采优越的多，故一般采用上山开采。

4、下山开采的应用
（1）倾角10°及以下的煤层，瓦斯含量低，涌水量不大，下山开采的缺点并不严重，应采用上、下山相结合的开采方式
（2）井田深部受自然条件限制，可采储量不多，深部境界不一，设置开采水平有困难或不经济时，可在最终开采水平以下设一部分下山采区；
（3）一些多水平开采的矿井，由于开采强度大，井田走向长度短，水平接替紧张，原有生产水平满足不了矿井产量，可在靠近井筒位置布置下上采区。

这是一种非常规的应急办法，应用时应谨慎。

（4）煤层底板为奥灰岩，井筒无法延伸时可布置下山采区。

5、厚煤层采煤法
（1）大采高一次采全厚
适用条件：
地质构造简单、煤质较硬、煤层厚度3.5~6m,赋存稳定，倾角一般小于12°，最大不超过20°，顶底板稳定或较稳定的厚煤层。

优点
与分层综采相比
①工作面产量和效率大幅度提高；
②回采巷道的掘进量比分层减少了一半，并减少了假顶的铺设；
③减少了综采设备的搬迁次数，节省了搬迁费用；
④设备投资比综采大，但产量大，效益高；
与综放相比
①采出率高
缺点：
①采高增加后，液压支架、采煤机和输送机的重量都将加大
②在传统的辅助运输条件下，装备搬迁与安装比较困难
③工艺过程中防止煤壁片帮，设备的防滑、防倒和处理冒顶都有一定难度，对管理水平也要求较高
（2）厚煤层倾斜分层长壁下行垮落采煤法
适用条件
近水平、缓（倾）斜及中斜厚煤层
优点：
①有效解决了厚煤层开采时的顶板支护和采空区处理问题，实现了安全生产，提高了资源采出率；
②采煤工艺、巷道布置和技术管理等方面经验成熟；
③用于分层工作面的机械化采煤、运输和支护设备已有较大发展；
缺点
①铺设假顶和巷道掘进工程量大
②生产组织及管理较复杂；
③防治煤层自然的困难较大；
④区段间布置集中平巷分层同采时，岩石工程量大，准备时间长，生产系统复杂。

（3）长壁放顶煤采煤法（最有效的开采方法）
适用条件
①煤层厚度。

一次采出的煤层厚度以5m~10m为佳，顶煤厚度过小易发生超前冒顶，增大含矸率；煤层太厚破坏不充分，会降低采出率。

②煤层硬度。

煤的硬度系数应小于3，否则应采取顶煤欲破碎或其他弱化措施。

③煤层埋深。

煤层埋深不宜小于100m。

④煤层结构。

硬夹石层厚度不宜超过0.4m，否则需采取破碎措施。

顶煤中夹石层厚度占煤层厚度的比例也不宜超过10%~15%。

⑤顶板条件。

直接顶应具有随顶煤下落的特性，其冒落高度不应小于煤层厚度的1~1.2倍，基本顶悬露面积不宜过大。

⑥煤层倾角。

综放采煤法在缓（倾）斜、中斜煤层中均可使用，单体液压支柱放顶煤的煤层倾角应小于30°，在急斜特厚煤层中可采用水平分段放顶煤采煤法。

⑦自然发火、瓦斯及水文地质条件。

对于发火期短、瓦斯涌出量大、煤层有爆炸危险的煤层，要采取措施后方可采用放顶煤采煤法；水文地质条件复杂，采放后有可能与地表水、老窑积水或强含水层导通的煤层，以及有煤与瓦斯突出危险的煤层，禁止使用放顶煤开采。

优点：
与分层开采相比
①高产高效。

采放平行作业，使一面多点同时出煤，单产和工效提高80%~100%以上。

②巷道掘进率低。

比分层开采低100%~200%，大幅度减少了巷道的掘进费用和维护费用，改善了采掘接替状况，为生产集中化创造了条件。

③工作面搬家次数少。

同等条件下较分层开采减少一半以上。

④吨煤成本低。

大幅减少了材料消耗与吨煤工资支出，使工作面吨煤成本下降5~10元以上。

⑤对地质条件和煤层赋存条件变化适应能力强。

缺点：
①采出率低，煤损大
②采空区丢煤后易发火，易自燃；防火的难度较分层开采小；
③瓦斯隐患较大，要求管理严格；
④煤尘大：比分层开采高1-2倍以上。

⑤回采巷道沿煤层底板掘进，巷道维护比较困难
⑥支架与配套设备的系列化不完备，需要不断优化改进
（4）发展方向
近水平、缓斜和中斜厚煤层在我国煤矿生产中占有相当大的比重，合理地开采这部分煤层可以采用不同的技术途径。

①大采高综采采煤法简化了巷道布置，减少了巷道掘进和维护工程量。

在煤层倾角不大。

煤层和顶底板岩性适宜的矿井可重点推广使用。

在提高工作面可靠性的基础上，推广应用电液控制的两柱掩护式支架，大采高综采将成为3.5~6m厚煤层实现高产高效的重要途径。

②厚煤层放顶煤采煤法是开采技术的新突破，该采煤法简化了巷道布置，降低了巷道掘进率，降低了吨煤成本。

要进一步研究提高煤炭采出率的途径及防止自燃和瓦斯积聚等措施，保证工作面正常、安全生产。

③随着厚煤层放顶煤和大采高技术的发展，一定程度上取代了分层开采，特别在高产高效矿井中，倾斜分层应用的比重有大幅度下降；随着工作面单产的提高及推进速度的加快，区段间布置集中平巷分层同采的优势已逐渐弱化，而生产系统复杂、岩石工程量大的缺点已日趋显现，分层同采的巷道布置已少用或不用。

6、论述立井、斜井、平硐的优缺点及适用条件
（1）立井
优点:
①对地质条件适应性强，可采用特殊方法施工；
②采深相同的条件下，井筒短，提升速度快，提升能力大；
③井筒断面大，能下放外形尺寸较大的材料和设备；
④井筒支护条件好，易维护；
⑤通风断面大，通风阻力小，允许通过的风量大，有利于矿井通风
缺点：
①井筒施工复杂，需较高技术和较多设备
②井筒装备复杂，成井速度慢，开凿费用高，基建投资大；
③井筒延深困难，对生产干扰大
适用条件
①煤层埋藏深、表土厚或水文条件复杂的矿井，多水平开采急斜煤层的矿井应采用立井开拓；
②凡不适合斜井、平硐及综合开拓方式时，均可采用立井开拓。

③倾斜长度大的井田，可采用立井多水平开拓以兼顾浅部和深部的开采
（2）斜井
优点:与立井相比
①井筒掘进技术和施工设备简单，掘进速度快；
②地面工业场地建筑、井筒设备、井底车场简单；
③一般无需大型设备，初期投资少，建井期短；
④井筒延深施工容易，对生产干扰少；
⑤装备胶带机的主斜井能力大，且更换、改造输送机容易
缺点：
①井筒长度长，围岩不稳定时，维护费用高，相应的通风线路和管缆较长；
②采用绞车提升时，速度慢、能力低，提升费用高；
③井田斜长大时，采用多段绞车提升，转载环节多，效率低；
④瓦斯涌出量大的斜井，有时需增开风井；
⑤表土层为富含水的冲积层或流沙层时，开掘技术复杂
适用条件
①适应大中小矿井；
②煤层埋藏浅；
③表土层不厚，水文地质条件简单，不需特殊施工法施工的缓斜和倾斜煤层。

（3）平硐
优点: 与立井和斜井相比
①平硐的施工技术和装备简单、掘进速度快，施工条件好
②煤由平硐直接外运，不需提升转载，因而运输环节少、系统简单、费用低、运输能力大；
③平硐水平以上矿井涌水可自流排除，不许排水设备，可不掘水泵房、水仓等；
④不必开掘井底车场和硐室，地面不建井架和绞车房，生产系统中的转载环节较少，简单可靠
适用条件：
平硐标高以上有足够储量
7、倾斜长壁采煤法
优点：
①巷道布置简单，巷道的掘进和维护工程量低、投产快；
②运输系统简单，占用设备少，运输费用低；
③工作面容易保持等长，有利于综采机械化采煤；
④通风线路简单，通风构筑物少；
⑤对某些地质条件的适应能力强。

如煤层顶板淋水较大或采空区需注浆防火时，仰斜开采有利于疏干工作面的积水和采空区注浆；瓦斯涌出量大或煤壁易片帮时，俯斜开采有利于工作面排放瓦斯和防止煤壁片帮。

⑥技术经济效果好。

缺点:
①现多用的矿车辅助运输条件下，长距离倾斜巷道使掘进、辅助运输、行人比较困难；
②在不增加工程量的情况下，煤仓和材料车场的数目多，大巷装载点多；
③分带斜巷内存在下行通风问题。

适用条件：
①倾角小于12°的煤层，采取措施后可用到倾角12°~17°的煤层；
②可根据地质构造的特点采用伪斜布置；
③不同采深、围岩、瓦斯和水涌出量的条件下均可采用；
④一个矿井中可能同时存在走向长壁采煤法与倾斜长壁采煤法。

走向与倾斜长壁采煤法的异同
①倾斜长壁采煤法取消了采（盘）区巷道，设置分带和带区，巷道少，
②采面的布置和推进方向不同；
③采煤工艺具有不同的特点；
④同属于壁式体系采煤法。