太原理工大学《煤矿开采学》大纲、试卷、答案综述

第一章
★煤层倾角分：缓层＜250 倾250-450 急倾＞450
★煤层厚度：薄煤层＜1.3M ，中1.3-3.5M，厚＞3.5M
★同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区成为煤田。

★统一规划和开发的煤田或其一部分成为矿区。

★矿井是形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室、装备、地面建筑物的总称。

★阶段：在井田范围内，沿倾斜方向按一定标高将井田划分成若干长条部分。

★开采水平：具有井底车场及主要运输大巷的水平。

★采区：阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干部分，每个部分叫做采区。

★开拓巷道：是为井田开拓而开掘的基本巷道。

★准备巷道：是为准备采区、盘区或带区而掘进的主要巷道。

★回采巷道：是形成采煤工作面及为其服务的巷道。

★运煤系统：从采煤工作面采下的煤，经区段运输平巷，采区运输上山，到采区煤仓，在采区运输石门内装车，经运输大巷，主运输石门运到井底车场，由主井提升到地面。

★通风系统：新鲜风流从地面由副井进入井下，经井底车场，主运输石门，运输大巷，采区运输石门，采区下部材料车场，采区轨道上山，采区中部车场，下区段回风平巷，联络巷，区段运输平巷进入采煤工作面。

污浊风流经区段回风平巷，采区回风石门，阶段回风大巷，阶段回风石门，由风井排到地面。

★运料排矸系统：采煤工作面和开切眼所需的材料，设备，用矿车从副井下方到井底车场，经主运输石门，运输大巷，采区运输石门，采区下部材料车场，由采区轨道上山提升至采区上部车场，然后进入区段回风平巷，再运到采煤工作面和开切眼。

第二章
★采煤工艺：采煤工作面各种工序所用方法、设备及其在时间上，空间上的相互配合。

★采煤工艺方式：爆破采煤工艺、普通机械化、综合机械化。

★综合机械化采煤工艺是用机械方法破煤和装煤、输送机运煤和自移式液压支架支护顶板的采煤工艺，简称“综采”。

★控顶距：采煤工作面煤壁至末排支柱顶梁后端的距离。

★滚筒采煤机进刀方式：1.推入法2.斜切进刀3.钻入式。

割煤方式：1.双向割煤（往返一刀）2.双向割煤（往返两刀）3.单向割煤（往返一刀）
★移架方式：1.单架依次顺序法2.分组间隔交错式3.成组整体依次顺序式
★普采炮采端头支护方式：1.单体支柱加铰接顶梁。

2.长梁加单体支柱组成的迈步抬棚。

3.基本支架加走向迈步抬棚。

4.“十”字铰接顶梁。

★综采工作面端头支护：1.专用的自移式端头液压支架2.用中部的液压支架支护3.单体液压支柱配合十字铰接顶梁4.用单体支柱加长钢梁组成迈步抬棚。

第三章
★工作面循环标志：放顶。

★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。

第四章
★单一走向长壁采煤法指的是一次将整层煤层采完，主要用于近水平、缓倾斜和中斜薄及中厚煤层。

★采煤工作面回采顺序：工作面后退式、前进、往复、旋转往复。

★通风方式：Y型、Z、W、H、三进两回。

第五章
★长壁工作面沿走向布置、沿倾斜推进的采煤方法称为倾斜长壁采煤法。

★倾斜长壁采煤法的优缺点及适用条件？优点：1.巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，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，有利于综合机械化采煤。

4.通风线路简单，通风构筑物少。

5.对地质条件适应性强。

6.技术经济效果好。

缺点：1.多用轨道辅助运输条件下，长距离倾斜巷道使掘进、辅助运输和行人比较困难。

2.在不增加工程量的条件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度煤层，效果较好。

2.采区一定技术措施，可适用12度到17度的煤层3.可据地质构造的特点采面呈伪斜布置。

4.不同采深，围岩特性，沼气涌出量及涌水量均可采用。

5.根据不同倾角，同一矿井可采用倾斜长壁和走向长壁配合开采。

第六章
★采用倾斜分层开采厚煤层时，分层平巷有以下三种布置方式：1.倾斜布置2.水平布置3.垂直布置
第七章
★放顶煤采煤法分类：按厚煤层赋存条件1.一次采全厚2.预采顶分层顶网下放顶煤3.倾斜分层4.预采中分层
★放煤方式：1.单轮顺序放煤2.多轮顺序放煤3.单轮间隔
★放煤工艺过程：1.割煤2.移架3.移前输送机4.放顶煤5.拉移后输送机
★放顶煤的优点与缺点？1.高产高效2.巷道掘进率低3.工作面搬家少4.吨煤成本低5.对地质条件及煤层赋存条件变化适应性强。

缺点：1.煤尘大2.易发火3.煤损多4.瓦斯易急积聚。

适用条件：煤层厚度以5-10m为佳，煤层硬度系数一般应小于3，煤层埋深不宜小于100m，煤层倾角应小于30.
第八章
★急倾斜煤层开采特点？1）煤矸自动滚落。

简化煤的装运，但矸石易冲倒支架，砸伤人员和设备，不利安全2）顶板压力沿倾斜方向的分力增大，支架稳定性差。

3）底板参入冒落。

4）多工序操作困难，劳动强度大。

5）机械化程度低6）地质条件复杂。

★急倾斜煤层开采方法：1.倒台阶2.水平分层3.斜坡4.伪倾斜柔性掩护支架5.巷道长壁和沿俯斜推进的掩护支架采煤法6.急倾斜煤层巷道放顶煤采煤法7.水平分层及水平分段放顶煤采煤法
第十一章
准备方式：我国煤矿基本的准备方式采区式、盘区式和带区式。

为准备采区、盘区和带区而开掘的主要巷道称为准备巷道。

联合布置的优缺点：1.在单产不高的情况下，有利于增加同采工作面个数来提高采区生产能力。

2.减少上山掘进工程量和维护费。

3.提高了采出率，减少煤炭损失。

上山布置在底板岩石中，可以不留煤柱。

主要缺点：岩石巷道掘进量大，准备新采区时间长，辅助运输环节多，巷道之间联系比较复杂，并且要求较高的生产管理水平。

第十二章
煤层上山与岩石上山的优缺点？答：煤层上山掘进容易、费用低、速度快，联络巷道工程量少，生产系统简单，并可补充勘探资料。

岩石上山布置在煤层底板岩层中，掘进速度慢，准备时间长，受煤层倾角变化和走向断层影响小，维护条件好，维护成本低。

第十三章
采区车场是采区上下山与运输大巷、回风大巷或区段平巷连接处的一组线路、巷道和硐室的总称。

按位置不同分为：上部车场、中部、下部。

采区上部车场形式：1.甩车场2.平车场3.转盘车场
第十三章
划分井田的原则：1.与矿井的生产能力相适应。

2.尽量利用自然条件3.要有合理的尺寸和足够的储量。

4.统筹兼顾，照顾全局
5.留有余地
6.直线原则
划分井田的方法：1.按地质构造划分2.按煤层赋存形态划分3.按煤质、煤种分布划分4.按地形地物界线划分5.人为划分
第十四章
★开拓方式：开拓巷道在井田内的总体布置。

★井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。

井田开拓方式种类一般下列特征分类：1）按井筒形式：立井、斜井、平硐、综合开拓。

2）按开采水平数目：单水平、多水平开拓3）按开采准备方式：上下山、分区、盘区4）按开采水平大巷布置方式：分层、集中、分组集中。

第十五章
立井开拓分为单水平和多水平两大类。

水平内可以采用采区式、、盘区式和带区式准备。

★水平大巷分为：分层大巷、集中大巷和分组集中大巷。

★立井的优点：立井开拓的适应性强，不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯等自然条件的限制，在采深相同的条件下，井筒短，相应的管缆敷设长度短，提升速度快，提升能力大。

井筒条件好，易于维护。

通风断面大，阻力小。

缺点：井筒施工技术复杂，需要设备多，井筒装备复杂，开凿费用较高，基建投资大。

适用的原则：1）对冲击层厚、水文地质条件复杂的矿井。

2）对于倾斜长度大的井田。

★斜井的优点：1）井筒施工简单2）地面装备简单3）井底车场装备简单4）延深容易，对生产干扰小5）胶带机的主斜井能力大，且不受长度限制6）初期投资少。

缺点：1）井身长，绞车提升能力受限制2）通过井筒的通风、动力供应、排水等生产经营高3）井筒维护工程量大4）对地质条件适应性差。

适用条件：大中小矿井煤层埋藏浅，表土层不厚，水文地质条件简单，不需特俗施工的缓倾和倾斜煤层。

★平硐的优点：1.运输环节少，设备少2.地面工业场地建筑和设施简单3.不需要留工业场地煤柱4.不设井底车场，水自流，无水仓。

5.施工条件好，掘进速度快。

适用：平硐标高以上有足够储量的山岭地带。

风井布置：1.中央并列式2.中央分列式3.对角式4.采区式5.混合式6.分区式
第十六章
★上下山开采优缺点：上山开采开拓工程量大，基建投资高；下山开采开拓工程量小，基建投资小。

上山开采水平服务年限及接替时间短，井筒延深多次，接替紧张；下山开采井筒延深次数少，利于接替。

上山开采煤下运，能力大，费用低；下山开采煤上运，能力低，费用高，全矿无折返运输。

上山开采掘进工序简单，成本低；下山开采工序复杂，装运困难，速度慢，成本高。

上山开采新风，乏风均向上，线路短，漏风少；下山开采通风线路长，通风交叉点多，设施多。

上山开采水自流入仓，系统简单；下山开采排水困难。

太原理工大学煤矿开采学试题
★大巷布置方式：分层、集中、分组集中的特点及适用条件？
答：1，分层布置方式特点：在各可采煤层中都布置大巷，相应地在各煤层中单层准备采区，就每一个采区来说，工程量较小。

各大巷之间通过主石门联系，石门工程量不大。

2.集中大巷的优点：开采水平内只布置一条或一组集中大巷，故大巷开拓工程量较少；大巷一般布置在底板岩层中，易于维护，可跨大巷开采，不留煤柱，生产区域比较集中，有利于提高井下运输效率。

3. 分组集中的特点：将煤层划分为若干分组，每个分组开掘一条集中大巷，分组内煤层间用采区石门或区段石门联系，分组集中大巷间通过主要石门联系。

煤层间距大、倾角缓、石门长度长，井田走向长度短，可用分层大巷布置；煤层间距小、倾角大，石门长度短，井田走向长，宜用集中大巷布置。

★煤层大巷与岩层大巷的比较：煤层大巷掘进速度快，费用低，工期短，岩石大巷掘进速度慢，费用高，工期长。

煤层大巷维护困难，岩石大巷维护容易。

煤层大巷使用受地质构造限制大，不利于采区煤仓布置，岩层大巷能适应地质变化，利于布置采区煤仓。

煤层巷道留煤柱，煤损大，岩石巷道少留煤柱，丢煤少。

煤层大巷不利防火。

我国煤矿井田开拓发展方向：1.生产集中化2.矿井大型化3.运输连续化
井底车场分为：环形车场和折返式。

环形车场：立式、卧式、斜式。

一、名词解释(5×4=20分)
1、采煤方法--是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的相互配合。

但两者又是互相影响和制约的。

2、盘区--在近水平煤层中，由于煤层没有明显的走向，井田内标高差别小，很难沿一定走向、一定标高划分成阶段，因而将井田直接划分为盘区(或分带)。

可有上(下)山盘区与石门盘区等不同准备方式。

3、下山--下山是下山采区内的主要巷道,当煤层倾角较小(一般小于160)时，可利用开采水平大巷来分别开采上、下山阶段。

开采水平标高以下的采区称下山采区，采区内布置采区下山等准备巷道，采出的煤通过下山，由下往上运至开采水平。

4、对拉工作--双工作面布置俗称对拉工作面布置，对拉工作面的实质，是利用三条区段平巷准备出两个采煤工作面。

其生产系统为：中间的区段平巷铺设输送机作为区段运输巷，这时，上工作面的煤炭向下远到中间运输巷、下[作面的煤炭则向上运到中间运输巷，因此集中运送到采区上山。

由于下工作面的煤炭是向上运送，因此下工作面的长度应根据煤层倾角的大小及工作面输送机的能力而定。

随着煤层倾角增大，下工作面的长度应比上工作面短一些。

上下两条区段平巷内铺设轨道，分别为上下两个工作面运送材料及设备等服务。

5、放顶煤采煤法--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的方法，使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方（或上方）放出，并由刮板输送机运出工作面。

6、回采工艺--在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合。

7、采区车场--采区上(下)山与区段平巷或阶段大巷连接处的一组巷道和碉室称为采区车场。

采区车场的主要作用是在采区内运输力式改变或过渡的地方完成转载工作。

采区车场的巷道包括甩车道、存车线及一些联络巷道，另外还有一些碉室，如煤仓、绞车房、变电所等。

8、运输大巷--在开采水平标高沿着煤层走向布置一条或几条巷道，为本开采水平运输、通风等等生产系统服务的巷道称为运输大巷。

9、放顶煤采煤法--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，用常规方法进行回来，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。

10、阶段--在井田范围内，沿着煤层的倾向按一定标尚把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分6每个长条部分称为—个阶段，如图1—4所示。

阶段的走向长度、为井田在该处的走向全长，每个阶段均应有独立的运输和通风系统。

11、井底车场--井底车场是连接井简和井厂土要运输巷道的一组巷道和峒室的总称，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。

12、开采水平--通常特设有井底车场、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”。

13、工业储量--矿井工业储量是指在井田范围内*经过地质勘探煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前即可供利用的可列入平衡表内的储量。

14、盘区--开采近水平煤层时一种采区巷道布置方式，盘区准备有上下山盘区和石门盘区方式。

同时也有单层准备盘区，联合准备盘区之分。

15、阶段--在井田范围内，沿煤层倾向，上部以回风大巷，下部以运输大巷，两翼以井田边界所包围的长条部分，称阶段。

16、回采工艺--在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合。

17、采区车场--采区上(下)山与区段平巷或阶段大巷连接处的一组巷道和碉室称为采区车场。

采区车场的主要作用是在采区内运输力式改变或过渡的地方完成转载工作。

采区车场的巷道包括甩车道、存车线及一些联络巷道，另外还有一些碉室，如煤仓、绞车房、变电所等。

18、矿井生产能力--般是指矿井的设计生产能力、以万t／a(或Mt／a，1Mt／a＝100万，／a)
表示。

有些生产矿井原来的生产能力需要改变，因而要对矿井各生产系统的能力重新核定，核定后的综合生产能力，称核定生产能力。

根据矿井生产能力不同，我国把矿井划分为大、中、小三种类型。

19、倾斜长壁采煤法--在阶段范围内工作面沿煤层走向布置，沿煤层倾斜方向推进（仰斜推进或俯斜推进）的一种采煤方法。

20、区段--在采区范围内沿煤层倾向将采区划分成若干长条部分，每一块长条部分称为区段。

21、人工假頂--分层开采厚煤层时，上分层采完后在工作面地板铺设竹笆、荆笆、金属网、塑料网等作为下分层开采时的假顶称人工假頂。

22、综合开拓--采用单一井筒形式开拓在经济上不合理，技术上有困难时，可以采用两种以上不同形式的井筒进行开拓称综合开采。

如立井－斜井开拓，立井－平峒开拓等。

23、采煤工艺--在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合。

24、工业储量--矿井工业储量是指在井田范围内*经过地质勘探煤层厚度和质量均符合开采要求，地质构造比较清楚，目前即可供利用的可列入平衡表内的储量。

25、采煤方法--采煤方法是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的相互配合。

但两者又是互相影响和制约的。

26、下山—-下山是下山采区内的主要巷道,当煤层倾角较小(一般小于160)时，可利用开采水平大巷来分别开采上、下山阶段。

开采水平标高以下的采区称下山采区，采区内布置采区下山等准备巷道，采出的煤通过下山，由下往上运至开采水平。

27、矿井三量--为了及时掌据和检查各矿井的采掘关系，按开采难备程度，将可采储量中已经进行开拓准备的那部分储量分为开拓煤量、准备煤量和回采煤量，即所谓三量。

开拓煤量－是井田范围内己掘进开拓巷道所圈定的尚未采出的那部分可采储量。

准备煤量－是指采区上山及车场(联合准备采区，包括区段集中平苍及其必要的联络巷)等准备巷道所图定的可采煤量。

回采煤量－是准备煤量范围内，已有回采巷道及开切眼(或工作面)所圈定的可采储量。

28、多井筒分区域开拓--当井田尺寸大、开采深度大，辅助提升任务重和瓦斯涌出量大时，矿井需要风量大，通风网路长．通风阻力大。

为解决这—矛盾，可采用多井筒分区域开拓。

“分区”是具有独立进、回风巷道系统的井田的一部分。

即将井田划分为若干个分区。

每个分区内可采用采区或盘区式或带区式开采．每—分区有各自的辅助井筒，担负进风和回风任务，有时还招负辅助提升工作。

并下出煤则由服务于全矿的主井集中提(运)出。

这样，既能充分发挥主并集中提煤效率高的优点．又能解决持大型矿井通风和辅助提升困难的问题。

使矿井生产(运输提升)更为集中，以获得更好的技术经济效果，也便于分区开拓分期建设，加快矿并建设的速度。

29、运输大巷--在开采水平标高沿着煤层走向布置一条或几条巷道，为本开采水平运输、通风等等生产系统服务的巷道称为运输大巷。

30、放顶煤采煤法--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，用常规方法进行回来，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。

31、上山--服务于一个采(盘)区的倾斜巷道，也称采(盘)区上山。

上山用于开采其开采水平以上的煤层；安装输送机的上山叫运输上山其煤炭运输方向向下运至开采水平大巷；铺设轨道的上山叫轨道上山：用做通风和行人的上山叫做通风、行人上山。

上山可布置在煤层或岩层中。

二、简答题(8×4=32分)
1、综采工作面主要有哪些设备?
1－采煤机；2－刮板输送机；3－液压支架；4－下端头支架；5－上端头支架；6－转载机；7－可伸缩胶带输送机；8－配电箱；9－乳化液泵站；10－设备列车；11－移动变电站；12－喷雾泵站；13－液压安全绞车；14－集中控制台
2、急斜煤层采煤法的主要特点有哪些?
①急倾斜煤层采区上山至少三条（运煤、运料、行人）。

有岩巷工程还要增加溜矸上山眼。

而缓倾斜煤层采区上山条件适宜，可以用两条上山（运输、通风）。

②由于开采后急倾斜煤层底板有可能移动，因此布置底板上山、底板运输巷时，应考虑底板移动角并留合理的岩柱。

垂直顶底板压力较缓斜煤层小，但沿层面的分力较大，易推倒支架。

③急倾斜煤层倾角较大均在450以上，因此上山、工作面煤炭运输以自溜为主，不需要运输设备，而缓倾斜煤层需要运输设备，如絞车、胶带输送机、刮板运輸机等。

④急倾斜煤层难实现机械化，采区无大型设备，故巷道断面较小，而而缓倾斜煤层采区常实行机械化开采，产量高，设备大型化，故巷道断面较大。

⑤急倾斜煤层采区受运料、运煤、运人等技术安全条件限制，采区斜长短。

而缓倾斜煤层采区斜长都比较长。

3、何合理确定矿井生产能力。

矿井生产能力是与井田划分紧密联系并相互适应的。

对于具体的矿井，应根据国家诺要，结合该矿井地质和技术条件，开拓、准备相通风方式．以及机械化水平等因素，在保证生产安全、技术经济合理的条件下，综合计算开采能力和各生产环节所能保证的能力，并根据矿井储量，验算矿井和水平服务年限是否能够达到规定的要求。

(1)开采能力即按矿井田采条件所能保证的原煤生产能力、主要是同时正常生产的采区生产能力的总和。

在具体条件下，根据煤层赋存情况、顶底板岩石性质、所选用的采煤工艺和设备、相应的采煤工作面长度和推进度．可确定采煤工作面的生产能力。

在此基础上，根据采区巷道布置类型、采煤工作面接替等因素，并结合采区运输、通风条件．可确定采区内同时生产的采煤工作面数目，从而确定采区生产能力。

(2)各生产环节的能力主要是提升、运输、通风能力，大巷和井底车场通过能力。

(3)储量条件。

矿井生产能力应与其储量相适应，以保证有足够的矿井和水平的服务年限。

(4)安全生产条件主要是指瓦斯、通风、水文地质等因素的影响。

在上述四方面因素中．储量是基础，开采能力是关键，各生产环节能力应配套，安全生产条件必须保证。

对开采能力预计过高．矿井投产后特长期达不到设计生产能力，对于开采能力预计过低．矿井投产后会迅速突破设计生产能力：原有的生产系统环节能力、并田的尺寸和储鱼不能适应增产要求，又需进行矿井改建．还可能造成某些开采技术上的不合理，这是应当注意避免的
4、简述综采放顶煤技术的主要优缺点及适应条件?
综采放顶煤的优点：
(1)单产高。

工作面内具有多个出煤点，而且在工作面内可实行分段平行作业，即在不同地段
采煤和放煤同时进行，因而易于实现高产。

(2)效率高。

由于放顶煤工作面的一次采出厚度大，生产集中，放煤工艺劳动量小以及出煤点
增多等原因，其生产效率和经济效益大幅度提高。

(3)成本低。

放顶煤采煤法比分层开采减少了分层数目和铺网工序，由此节省了铺网费用。

此
外，其他材料、电力消耗、工资费用等也都相应减少。

(4)巷道掘进量小。

掘进率和巷道维护费用减少，便于采掘接替。

(5)减少了搬家倒面次数，节省了采煤工作面的安装和搬迁费用。

(6)对煤层厚度变化及地质构造的适应性强。

综采放顶煤的缺点：
(1)煤损多。

在目前的技术水平条件下，放顶煤开采的工作面煤炭采出率一般比分层开采低10％左右，即使采用了无煤柱护巷技术，初采和末采损失和工艺损失仍将存在，故煤损较多。

(2)易发火。

由于煤损较多，在回采期间采空区就可能发生自燃。

(3)煤尘大。

在放顶煤工作面，采煤机割煤、支架操作时的架间漏煤及放煤均为粉尘的来源。

高位放煤时放煤工序产生的粉尘较大，顶煤破碎严重时架间漏煤产生的粉尘也对工作面产生严重影响，但在低位放煤时，工作面粉尘，尤其是呼吸性粉尘的主要来源仍然是采煤机割煤。

(4)瓦斯易积聚。

适用条件：
(1)煤层厚度。

一般认为一次采出的煤层厚度以6～10m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。

预采顶分层综放开采时，最小厚度为7～8m。

(2)煤层硬度。

顶煤破碎主要依靠顶板岩层的压力，其次是支架的反复支撑作用。

因此，放顶。