采矿2010级采矿学试卷(去年的含详细答案)

采矿工程2010级《采矿学》试卷A
(答题时间：120分钟)
班级：____________学号：___________ 姓名：____________
一、填图与简答题
1、图1是某矿13#煤层底板等高线图局部，其走向长度3600m，倾斜长度1400m。

煤层平均厚度3.2m，倾角8~20°，平均14°，煤层瓦斯含量低，涌水
7
4
5
7
5
5
7
6
5
7
7
5
0 500050
山开采，则可布置14工作面。

巷道名称：
1-运输大巷；2-轨道大巷；3-运输上山；4-轨道上山；5-采区煤仓；6-采区下部车场；7-采区中部车场；8-采区上部车场；9-区段运输平巷；10-区段回风平巷；11-采空区；12-下区段运输平巷；13-下区段回风平巷；14-绞车房；15-行人斜巷。

2）沿空掘巷如上图所示13。

3）回采顺序：
1301→1302→1303→1304→1305→1306→1307→1308→1309→1310→1311→131 2→1313→1314。

注：
1）两条大巷可为煤层大巷或岩石大巷，大巷功能自定；
2）最好划分一个双翼采区，如划分为一个单翼采区也可；
3）上山可为3条或2条；
4）采区车场形式符合要求即可，下部车场也可是顶板绕道式；
5）沿空掘巷也可画成本工作面正在开采，下区段回采巷道用虚线表示出位置；6）如画成带区式布置，可扣5分，其它按正常加减分；
7）总体原则：适度从宽，由于本图是示意性的，不严格要求比例及巷道之间的交叉关系及其他细节，只要大致符合采区要求即可。

2、图2是某矿3#煤层底板等高线图局部，其走向长度1800m，倾斜长度1400m。

煤层平均厚度2.8m，平均倾角8°，煤层瓦斯含量低，采用综采工艺开采。

试根据以下要求填图并配以必要文字说明：
1）添加必要的准备巷道后（可用单线表示，大巷已画出），划分出若干可布置采煤工作面的块段，并用虚线分开，同时标注巷道名称；（8分）2）用双线至少画出2个回采巷道采用单巷布置沿空掘巷的回采工作面，同时标注巷道名称；（8分）
2）沿空掘巷如图所示。

3）回采顺序：
301→302→303→304→305→306→307→308→309。

注：两条大巷可为煤层大巷或岩石大巷；可布置6或9个分带；也可采用盘区布置，准备巷道及回采巷道基本符合规范即可。

3、用双线画出缓（倾）斜煤层采区下部车场巷道布置平面图和剖面图，并标注巷道名称，大巷采用胶带运输大巷和轨道运输大巷平行布置形式，且均位于煤层底板岩层中。

（车场形式任选一种，煤层层数、车场与大巷连接方式自定，本题15分）
123
4
765
8
I
I
或
1
23
4
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6II
II
1-运输上山，2-轨道上山，3-运输大巷，4-轨道大巷，5-行人斜巷，6-材料车场，
7-绕道，8-采区煤仓 注：
1）本题答案设置为较为常见的大巷装车式采区下部车场，若画成石门装车式或绕道装车式也不能算错，只要布置成双大巷且车场与大巷连接关系正确即可； 2）煤层可以化成1层，或者两层，上山也可化成煤层上山或岩石上山； 3）若画成3条上山，只要平面图与剖面图在连接和对应上正确，也可。

二、论述题
某矿井开采的3#煤层埋深较大，煤层厚度5.5~6.2m ，平均5.8m ，倾角3~12°，平均8°，煤层中硬，节理裂隙较为发育，瓦斯含量小。

试确定合理的采煤方法，并详细论述确定的依据。

（20分）
根据题目描述条件，3#煤可供选择的采煤工艺主要有：一次采全高综采放顶煤工艺、一次采全高大采高综采工艺和分层综采工艺，其具体优缺点及适应条件如下：
（1）一次采全高综采放顶煤工艺
优点：有利于合理集中生产，实现高产高效，单产和效率高，具有显著的经济效益；巷道掘进较少，减少了巷道的维护工程量，同时生产也相对集中；工作面搬家次数少；对地质条件、煤层赋存条件有更大的适应性。

缺点：煤损多，工作面回收率低；煤尘大，放煤时煤和矸石界线难以区别，使得煤炭含矸率提高，影响煤质；自然发火、瓦斯积聚隐患较大，“一通三防”难度大。

一般适用于厚度4~12m的缓倾斜厚煤层，冒放性好，煤层倾角小于15°效果最佳。

（2）一次采全高大采高综采工艺
优点：工作面产量和效率高；巷道掘进量较少，减少了巷道的维护工程量并减少了假顶的铺设，同时生产也相对集中；万吨掘进率低；工作面搬家次数少，节省搬迁费用，增加了生产时间；材料消耗少；设备投资比分层综采大，但产量大、效益高，大采高采场过风断面大，为稀释瓦斯创造了有利条件。

缺点：煤炭损失较大，对于煤厚比采高大的煤层，不能一次采完；控顶较困难，煤壁容易偏帮，支架易倾斜、滑倒；采高固定，适应煤层厚度变化能力较差；对煤层及顶底板要求较高。

一般适用于地质构造相对简单，煤质较硬，煤层厚度3.5~7m，赋存稳定，倾角一般小于12°，最大不超过20°，顶板稳定或较稳定的厚煤层。

（3）分层综采工艺
优点：分层综采工艺技术成熟，设备类型齐全性能完好，操作方便，管理简单，可选出适应各种条件的采煤设备；液压支架及配套的采煤机设备小、轻便，回采工作面搬家方便。

采高一般为2.0~3.5 m，回采工作面煤壁增压小，煤壁稳定，生产环节良好；工作面采出率高，可达到93~97%以上。

缺点：巷道掘进较多，万吨掘进率高；工作面单产低，单产提高困难；开采投入高，分层开采人工铺网劳动强度大，费用大；加剧接替紧张的矛盾，需要等到再生顶板稳定后才可采下分层。

比较上述3种回采工艺的特点，分层开采综合经济效益差，不利于矿井实现高产高效，初步选择放顶煤开采工艺或一次采全高工艺。

再者如果3#煤采用综放，放煤过程煤炭损失较多，降低采区生产能力和采出率，且整个放顶煤设备和
开采工艺投入较大，经济上不很合理。

所以从高产高效、高回采率角度考虑，优先采用综采一次采全高采煤法。

注：如有的认为煤层裂隙较为发育，片帮难以控制，选用综采放顶煤也可，甚至认为综放采出率低，而大采高煤岩难控制，分层开采技术成熟，采出率高而选用也可以，只要不违反规范和安全规程，能够自圆其说即可。

以上要点可适当分配分值。

三、作图题
某矿井开采缓倾斜近距离中厚煤层m1和m2，层间距15m；煤层埋藏不深，地表为平原，表土层不厚，且水文地质条件简单，煤层开采上限为-150m，开采下限为-550m。

井田沿倾斜划分为两个阶段，阶段下部标高分别为-350m和-550m，设置两个开采水平，每个阶段划分为6个采区。

试完成如下问题：1）大致按比例画出井田开拓巷道布置平面图（10分）；
2）大致按比例画出井田开拓巷道布置剖面图（10分）；
3）用数字标明巷道标号，并用文字说明数字代表的开拓巷道名称（5分）。

（可以用双线条或单线条画图）
解答：根据本题提供的地质条件，“煤层埋藏不深，地表为平原，表土层不厚，且水文地质条件简单”，优先选用斜井开拓。

-550m I I
1
23
56
4
12
978
10
11
1316
1514I-I
1—主斜井，2—副斜井，3—-150m 辅助车场，4—-150m 总回风道，5—回风井，6—总回风石门，7—一水平轨道石门，8—一水平井底车场，9—一水平运输大巷，10—一水平井底煤仓，11—采区运输石门，12—采区回风石门，13—二水平轨道石门，14—二水平井底车场，15—二水平井底煤仓，16—二水平运输大巷 注：
1）采用立井开拓也不能算错，但是从经济技术合理程度上来讲，可能不如斜井经济，可扣5分；
2）大巷用双大巷布置形式也可； 3）风井画成立井也可；
（考试结束请交回试卷！）。