2015中国矿业大学(北京)考博采矿学真题

1、采煤工作面的开机率计算公式？影响综采工作面开机率的主要因素及提高开机率的主要技术途径？

答：（1）采煤工作面的开机率计算公式

采煤机开机率Kd 就是采煤机运转时间占每日时间的百分比。它综合反映机采面的地质条件、工作面装备的可靠性、管理水平、矿井各生产系统的可靠性。

综采面日开机率可表示为：

%100321⨯++=T t t t K d

式中：t1—采煤机纯割煤时间，h ；

t2—采煤机跑空刀时间，h ；

t3—进刀时间，min ；

T —每天工作时间，h 。

（2）影响综采工作面开机率的主要因素及提高开机率的主要技术途径

影响我国工作面开机率的主要因素：工作面检修速度慢，检修质量低，增加了路途时间损失，减少采煤机作业时间；采区及全矿生产系统可靠性低，生产事故率高；工作面端头移输送机和端头指甲水平低，时间长；操作和维修水平低；管理落后，各工序之间工作不协调，影响采煤机运转；工作面参数不合理，不能充分发挥设备效能。

提高开机率途径有：一是从工作面内部考虑，提高工作面装备的可靠性，能力、容量、速度等技术参数要有足够的富裕系数；提高工作面检修速度和质量；减少路途时间损失，增加采煤机作业时间；缩短工作面端头作业时间；合理安排工种、工序，加强班组写作。二是工作面外部考虑，提高采区、盘区或带区及全矿生产系统的可靠性，降低运输、通风、供电、排水、提升等生产系统的故障率；同时要提高人员的素质和技术水平。

2、请说出厚煤层的主要开采方法有哪几种？各自的特点与适用条件是什么？在我国应用前景如何？

主要方法有：a 大采高一次采全厚采煤法，适用于缓斜厚煤层（小于5m ）； b 放顶煤采煤法，适用于缓斜厚煤层（大于5m ）； c 分层开采。

分层采煤法是当前我国在厚煤层中采用的主要采煤方法，最常用的是倾斜分层，这种分层方法多用于开采缓斜、倾斜厚及持厚煤层，有时也可用于倾角较小的急斜厚煤层；随着生产技术的发展，在厚煤层开采中整层开采有了较大发展。产量比重达到14.75％。如近几年来，由于综合机械化采煤技术装备的发展、大采高支架的应用，为5m 以下的缓斜厚煤层采用大采高一次采全厚的单一长壁采煤法创造了条件，并已得到一定的发展，产量比重已达

2.44％。

在缓倾斜、厚度为5.0m 以上的厚煤层条件下，特别是厚度变化较大的特厚煤层，采用了综采放顶煤采煤法，产量比重约占12.29％。 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，用常规方法进行回采，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。 依据煤层赋存条件的不同，放顶煤长壁采煤法可分为三种主要类型。 （1）一次采全厚放顶煤开采 沿煤层底板布置机采工作面，一次采出煤层的全部厚度。这种方法一般适用于厚度6~12m 的缓斜厚煤层，是我国目前使用的主要方法。 （2）预采顶分层网下放顶煤开采 首先沿煤层顶板布置一个普通长壁工作面（顶分层开采），而后沿煤层底板布置放顶煤工作面，将两个工作面之间的顶煤放出。这种方法一般适用于厚度大于12m 、直接顶板坚硬或煤层瓦斯含量高，需要预先排放瓦斯的缓斜煤层。 （3）倾斜分段

放顶煤开采当煤层厚度超过15~20m以上时，可自煤层顶板至底板将煤层分成8~10m的分段，依次进行放顶煤开采。这种方法一般适用于厚度大于15m的缓斜煤层。

分层开采方法由于工作面分别布置，会在一定程度上造成采掘接替紧张，因此在条件允许的情况下，优先考虑一次采全高或放顶煤开采方法。相比之下放顶煤法具有以下优点：

（1）适应性强。综放开采实现了缓倾斜特厚煤层的一次采全厚开采，对地质条件的适应性较分层综采和单一煤层综采更强。适应于煤层厚度变化大、顶底板起伏不平、断层构造多以及其他地质条件变化的不稳定煤层。

（2）产量高。综放开采一次开采厚度大幅度增加，煤层开采强度加大，实现了垂直集中生产，而且低位放项煤支架工作面有两个出煤点，在同样工作面长度和工作面推进速度的情况下，综放开采较分层综采和单一煤层综采工作面的单产可以成倍地增长。

（3）成本低。综放开采较分层综采的巷道掘进率低，工作面寿命长，搬家次数少，有利于接续，吨煤设备投入费用少；工作面材料、电力消耗少；因而工作面直接成本大大降低。综放开采的吨煤成本可比分层综采的成本降低10元/t以上，因而矿井的经济效益可以明显提高。

大采高采煤工艺的适用条件地质构造简单、煤层厚度3.5～5 m、赋存稳定、倾角小于12°和顶板较稳定的煤层。

放顶煤法适用条件：1）煤层厚度变化大，3.5~12m均可，急倾斜>15m；2）煤层硬度的坚固性系数f<3~3.5；3）煤层倾角应<25°，最大不超过30°（急倾斜除外）；4）煤层夹矸厚度<0.5m，f<3，总厚不超过煤层厚度的15％；5）自然发火期较长，瓦斯含量一般，水文地质条件不复杂。

3、开拓方式如何分类？选择原则？发展方向？

分类：

（1）按井筒形式分：立井，斜井，平硐，综合和多井筒分区域方式。

（2）按开采水平分：单水平，多水平

（3）按开采大巷布置方式分：分煤层大巷----每个煤层设大巷：集中大巷-煤层群集中设大巷，采区石门，煤层。分组集中设大巷，煤层群分组，分组集中设大巷。

（4）按准备方式分：上山式，上，下山式，混合式；

开拓方式选择影响因素：井田地质和水文地质条件；煤层赋存和开采技术条件；地形地貌和地面外部条件；技术装备和设备条件；总体设计和矿井生产能力要求等。

开拓方式选择原则：

（1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，在保证生产可靠和安全的前提条件下，减少开拓工程量，尤其是减少初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。

（2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。

（3）合理开发资源，减少煤炭损失。

（4）贯彻执行煤矿安全生产的有关规定，建立完善的生产体统，使主要井巷保持在良好的使用和维护状态。

（5）适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综合机械化、自动化创造条件。

方向：

（1）生产集中化。在现代化、安全高效的矿井建设中，将形成更多的、高产高效的、