采煤概率必考概念

地质作用:是指引起地壳物质组成、内部构造，地表形态变化与发展的自然作用。

煤系：是指含有煤层的沉积岩系，它们彼此间大致连续沉积，并在成因上有密切联系。

井田开拓：在一个井田范围内，主要巷道的总体布置及其有关参数的确定叫井田开拓。

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。

阶段内的再划分一般有三种方式：采区式、分段式、带区式。

石门：没有出口直接通到地面与岩层走向垂直或斜交的水平岩石巷道。

开采水平：布置有主要运输大巷和井底车场，并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平，称为开采水平。

上山：没有出口直接通往地面，位于本开采水平以上，沿煤层或岩层开掘的倾斜巷道。

下山：没有出口直接通往地面，位于本开采水平以下，沿煤层或岩层开掘的倾斜巷道。

井底车场：井筒与井下主要巷道连接处的一处巷道的总称。

它是井下运输和井筒提升两大环节之间的枢纽工程，担负煤炭、材料、设备及人员的转运，并为矿井的供电、排水、通风等服务。

普氏系数：岩石破碎的难易程度通常用“坚固性系数”f（又称普氏系数）。

将岩石分为十级共15种。

最小抵抗线：药包中心到自由面的垂直距离叫最小抵抗线。

迎山角：在倾斜巷道中，由于顶板岩石受重力的作用，有沿倾斜向下滑落的趋势，因此在架棚时，棚腿要相对于顶、底板垂线向上倾斜一定角度，这个夹角称为迎山角。

支撑压力：煤体内开掘切眼后，破坏了应力的平衡状态，引起应力重新分布。

这时在切割眼上部顶板内形成了自然平衡“压力拱”。

切眼上部岩体重量Q由两侧煤壁平均分担。

因此，在切割眼两帮煤体中，产生了应力集中现象，这种集中应力称为支撑压力。

初次来压：由于基本顶初次垮落，使工作面压力增大，故称为初次来压。

采场：用来直接大量采取煤炭的场所，称为采场。

采煤工艺：按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合，称为采煤工艺。

采煤系统：采煤巷道之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系，称为采煤巷道布置系统。

也即为采煤系统。

采煤方法：是采煤工艺与采煤系统在时间上、空间上相互配合的总称。

采煤方法包括两项主要内容：巷道系统和回采工艺。

巷道系统：是指与回采有关的巷道布置方式、掘进和回采工作的安排顺序，以及由此建立的通风、运输、供电、排水等生产系统。

回采工艺：是指回采工作面内所进行的落煤、装煤、运煤、支护和采空区处理等工作、及其相互配合方式。

不同的巷道系统和回采工艺相配合，就可形成不同的采煤方法。

通风阻力：是指空气在井巷中流动时，由于空气分子（流体）内、外摩擦力的作用以及井巷断面变化或转弯引起风速大小或方向的改变，造成冲击或涡流等对风流的阻力，称之为矿井通风阻力。

矿井通风阻力与摩擦阻力系数a、巷道长度、巷道周长、风量平方成正比，与巷道断面的立方成反比。

简答题煤形成的条件、类别、过程：成煤的必要条件①繁茂的植物生成条件；②温湿的古气候条件；③沼泽、湖泊的古地理条件；④缓慢沉降的地壳运动条件。

分类：无烟煤、贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、1/3 焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1/2中黏煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤、褐煤。

成煤过程：煤是由植物遗体经过复杂的生物化学、物理化学作用转变形成的。

植物从死亡、遗体堆积到转变为煤的一系列演变过程，称为成煤过程。

成煤过程大致可分为两个阶段：一是泥炭和腐泥化作用阶段，二是煤化作用阶段。

地质作用：1. 内力地质作用。

由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地表形态发生变化的地质作用，它包括地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震作用等。

2. 外力地质作用。

它作用在地壳表层，主要是由地球以外的太阳辐射能、日月引力能等引起。

按其作用方式可分为：风化和剥蚀、搬运和沉积、固结成岩。

井田开拓形式比较：（1）斜井开拓：主要用于煤层埋藏稳定、地质构造简单的大中型矿井。

（2）主井开拓：主要用于地质构造复杂，井筒难以采用斜井施工条件的大中型矿井。

（3）平硐开拓：一般用于山岭、丘陵地区的中小型矿井。

（4）综合开拓：能适应复杂的矿井环境，开采条件的大中型矿井。

矿井运输：运输和提升方式的选择，主要取决于煤层的埋藏特征、井田的开拓方式、采煤方法及运输工作量的大小。

井下常用的运输方式有输送机运输和轨道运输。

对于倾角较大(一般在17°以上)、运输距离较短的倾斜巷道和回采工作面，也可采用溜槽或溜井运输。

矿井的主、副提升通常采用绞车提升，而在倾角小于17°，且运输量大的斜井也常采用输送机运输。

通风：利用机械或自然风压为动力，向井下各用风地点输送适量的新空气，创造良好的矿内工作环境的工作，称为矿井通风。

矿井通风的基本任务有3条：（1）供给井下人员足够的新鲜空气，供人们呼吸和机器运转。

（2）冲淡和排出井下有毒有害气体和矿尘，使其符合《煤矿安全规程》的规定。

（3）改善矿井气候条件，保证井下有适宜的温度、湿度和风速，创造一个良好的工作环境。

巷道断面如何确定：设计巷道断面尺寸时，应根据上述诸因素和有关规程、规范的规定，首先定出巷道的净断面尺寸，并进行风速验算；其次，根据支架参数，道床参数，计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许加大值（超挖值），计算出巷道的计算掘进断面尺寸；最后，按比例绘制包括水沟、墙角在内的巷道断面图，编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。

巷道断面尺寸的确定方法和步骤如下：1.巷道净宽度；2.巷道净高度；3.巷道净断面；4.风速校核净断面；5.巷道设计掘进断面积。

特殊凿井：当遇到流沙、淤泥等不稳定土层时，为实现打干井，并能顺利凿井，就要利用特殊施工方法。

一、板桩法板桩法是在土层开挖前，预先将板桩沿井筒周边外缘密集的打入土中，然后在它的保护下进行掘进。

二、沉井法沉井法就是在土层开挖前，把预制好的永久井壁，按井筒位置沉入土中，然后在它的保护下进行掘进。

这种方法可节省临时支护，所通过的土层可比板桩法厚些。

三、注浆法注浆法是将胶结材料配制成浆液注入地层的裂隙或空洞中去，浆液凝结硬化后堵塞孔隙，裂隙或溶洞，从而达到封闭水源或加固地层的目的。

南非的注浆深度已达1500m。

根据注浆地点不同分为地面预注浆和工作面预注浆。

工作面预注浆是从正在掘进的井筒工作面打若干12～20m深的眼，用泥浆泵把水泥浆压入钻孔内，使水泥浆沿岩层裂缝扩散开去，凝固后塞注裂缝，使水不能流到工作面。

巷道支护形式：支护形式有木支护、料石及混凝土砌碹、矿工钢支护、U型钢支护。

目前，广泛采用的有锚杆支护以及喷射混凝土支护。

上山开采和下山开采的优缺点。

：（1）运煤：上山开采时，煤向下运输，运输能力大，输送机辅设长度较长，倾角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，没有折返运，总的运输工作量较小。

（2）通风：上同开采时，新鲜风流由进风上山进入采区，清洗工作面后的污风经回风上山流入回风道，新风和污风均向上流动，沿倾斜方向的风路较短；下山开采时，新鲜风流由进风下山进入采区，清洗采煤工作面后的污风经回风下山到回风道，风流在进风下山和回风下山内流动的方向相反，采区范围内沿倾斜方向的风路长，通风困难。

（3）排水：上山开采时，井下涌水可直接流入井底水仓，排水系统简单；下山开采时，各采区都要用动力解决采区内的排水问题。

（4）掘进：下山掘进的装载、运输、排水等工序比较复杂，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，而上山掘进则方便得多。

竖三带：在工作面推进过程中，采空区不断扩大，上覆岩层移动下沉而破坏，根据破坏的特征，上覆岩层沿竖直方向自下而上可分为三带：冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。

横三区：①煤壁支撑影响区：水平移动较为剧烈，垂直位移甚微。

②压力降低区：回采工作面推过钻孔4－8米后，垂直位移急剧增加，但各位移速度不尽相同，其特点是越往上越缓慢。

③重新压实区：邻近煤层岩层的运动速度要缓于上覆岩层，各岩层进入了相互压合过程。

水平方向从前到后：煤壁支撑区、应力降低区、重新压实区。

回采工艺：从完成采准、切割工作的矿块（不包括煤层）内采出矿石的过程叫回采。

回采工艺包括落矿、出矿和地压管理三种作业。

采矿方法的技术经济指标主要取决于回采工艺：自然支护采矿法中,落矿费用占的比例最大;人工支护采矿法中，地压管理费用占的比例最大；水平和缓倾斜矿体中，出矿费用占的比例最大。

五个主要工序：破煤、装煤、运煤、支护、处理采空区。

回采工作面主要设备及用途：输送机、采煤机、液压支架。

1、液压支架具有支护性能好、强度高、移设速度快、安全可靠等优点。

2、输送机使斜井提升能力大大加强，其应用更加广泛。

斜井在地下的空间布置形式主要受煤层赋存条件、地面地形和提升方式影响。

3、采煤机保证了采煤区的高生产力。

初次来压当工作面从开切眼向前推进，顶板悬露面积随之扩大，直接顶垮落充填采空区，老顶仍然完整地支撑在两帮煤壁上，形成双支板梁构件。

当板梁跨度随着工作面推进增大到一定范围时，由于老顶的自重和上覆岩层的作用使老顶垮落。

这时，工作面已不再处于老顶掩护之下，顶板迅速下沉和破碎，通常把采空区老顶第一次大面积垮落称为初次垮落。

由于老顶初次垮落，使工作面压力增大，故称为初次来压。

初次来压对工作面影响一般持续2~3d。

基本顶初次垮落时，工作面距开切眼煤壁的距离称为初次垮落（来压）步距L。

L值与基本顶岩性、厚度和地质构造等因素有关，一般为10~30m，少数达到50~70m。

初次来压的特点是：工作面顶板下沉量和下沉速度急增，甚至出现台阶式下沉；顶板破碎；甚至出现与煤壁平行的裂隙，有时发生巨大的断裂声；支架受力增大；采空区局部冒顶；煤壁严重片帮。

初次来压时，工作面要采取措施，如沿放顶线加强支护（增设排柱、木垛、斜撑、抬棚），强制放落顶板等。

周期来压：当工作面推进到一定的距离，基本顶悬臂在自重和上覆岩层的作用下，又会产生断裂垮落，这时同样会给工作面带来增压现象。

当工作面再继续推进，这部分垮落的基本顶被甩入采空区，工作面又处于基本顶悬梁掩护之下，恢复到前述的状态。

继工作面的推进，基本顶的垮落与工作面增压现象重复出现。

这种垮落与来压随工作面推进而周期性的出现，称为基本顶周期垮落和周期来压。

放顶煤开采：放顶煤采煤法是沿煤层的底板或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采煤工作面，利用矿山压力将工作面顶部煤层在工作面推进过后破碎冒落，并将冒落顶煤予以回收的一种采煤方法。

1．优点（1）在工作面采高不大的情况下，可大大增加一次开采的厚度，用于特厚煤层的开采。

（2）简化巷道布置，减少巷道掘进工作量。

（3）提高采煤工效。

（4）降低吨煤生产费用。

2．适用条件放顶煤采煤法适用于煤层厚度5m～20m或更厚的煤层；煤层倾角由缓斜到倾斜或急倾斜厚煤层；煤质比较松软易冒落，冒落块度不大；顶板容易垮落。