采矿学论述题

论述题1.简要的评价煤层和岩层大巷。

答：（1）煤层大巷的优点：掘进施工容易，掘进速度快，有利于采用综掘，并且有探巷作用。

（2）煤层大巷的缺点：巷道维护困难，维护费用高，防护煤柱多，回收困难，资源损失大，当煤层有自然发火危险时，一旦发火必须封闭大巷，导致全矿停产，而且煤柱受采动影响，封闭效果不好，较难处理火灾，另外煤层起伏、褶皱较多时，大巷掘进不灵活。

（3）煤层大巷应用条件：a煤层赋存不稳定，地质构造复杂的小型矿井；b井田走向短、储量有限的单个薄或中厚煤层；c不适合布置岩层大巷的地质条件，如岩层富含溶解水而煤层有较坚硬顶板；d煤组底部煤质坚硬，围岩稳固无自然发火危险。

（4）岩层大巷优点：能适应地质构造的变化，便于保持一定的方向和坡度，可在较长距离内直线布置，弯曲转折少，利用提高列车运行速度和大巷通过能力；巷道易维护，维护费用较低，并可少留或不留煤柱，有利于预防火灾，大巷布置较灵活。

（5）岩层大巷的缺点：岩石掘进工程量大，要求掘进设备多，掘进速度慢。

2.简要分析比较上下山开采。

答：上山开采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深部另设开采水平进行山上开采的比较，主要体现在采区运输、提升、通风、排水和上下山掘进等方面。

a运输提升方面：上山开采煤向下运输，运输能力大，输送机辅设长度较长，倾角大时还可以自溜，运输费用低，但从全矿看，它有折返运输；下山开采，向上运煤，运输能力低，无折返运输，总运输工作量少。

b通风方面：上山开采，新鲜风流由进风上山进入采区，清洗工作面污风经回风上山流入回风巷，新风和污风均向上流动，经倾斜方向的风路较短；而下山开采新鲜风流经进风下山进入采区，清洗工作面后污风经回风下山到回风道，风流在进风下山与回风下山流向相反采区沿倾斜方向风路长并且上下山之间巷道联通，风压差较大，漏风少，通风管理复杂。

c排水方面：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，各采区都要解决采区内排水问题，掘排水硐室、水仓、安装排水设备，增加了排水工作量和排水费用，且排水系统发生故障全程向下山采区生产。

d下山掘进的装载、运输、排水等工序复杂，速度慢、效率低、成本高，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3.试分析影响采煤工作面合理长度的主要因素？答：（1）煤层地址条件：较大的地质构造往往限制工作面长度，煤层的地质条件发生明显的变化，如煤层的厚度、倾角发生突变，遇有落差较大的断层等，应考虑利用煤层地质条件确定采面长度。

（2）工艺方式：工作面所采用的工艺方式的不同，对工作面合理长度的要求也不同，应该统筹考虑选择合适于所应用的工艺方式的合理工作面长度。

（3）工作面运输设备的能力：工作面运输设备能力的高低，将直接影响到采煤工艺的配套选择，也限制着采区生产能力的提高，进而影响着采面长度的确定。

（4）生产技术和管理水平：区段巷道的运输、掘进、供电问题以及矿山企业的管理水平，将对正确确定采掘关系产生重要影响，可对工作面长度的确定有着不可忽略的作用。

（5）通风能力：矿山企业通风能力的大小，将影响着采面空间、长度的确定。

4.放顶煤采法的评价?答：（1）优点：a单产高，工作面内出煤点多，可实行分段平行作业；b效率高，生产集中，经济效益好；c成本低，比分层开采减少了铺网工序；d巷道掘进量小，掘进率和巷道维护费减少，便于采掘接替；e减少了搬家倒面次数，节省了采面安装搬迁费用；f对煤层厚度变化和地质构造的适应性强。

（2）缺点：a煤损多，回采率低；b易发火；c煤尘大；d瓦斯易积聚。

（3）适用条件：a煤层厚度，一般认为一次采出的煤层厚度以6～10m为准，预采顶分层综放开采时，最小厚度为7～8m；b煤层硬度，放顶煤开采时煤的坚固性系数一般应小于3，煤层层理，节理发育可适当增大，但一次开采厚度也不宜过大；c煤层倾角，缓斜煤层采用放顶煤开采时，煤层倾角不宜过大；d煤层结构，每一加矸层厚度不宜超过0.5m，其f<3，顶煤中加矸厚度不超过煤层厚度的10%～15%；e顶板条件，直接顶应具有随顶煤下落的特性，冒落高度不小于煤层厚度的1.0～1.2倍，老顶悬露面积不易过大；f地质构造，适应地质构造变化能力强；g自然发火，瓦斯及水文地质条件，对于自然发火期短，瓦斯量大，及水文地质条件复杂的煤层，先要调查清楚，并有相应措施后才能采用放顶煤开采。

5.倾斜长壁采煤法的评价？答：（一）倾斜长臂采法的优点：（1）巷道布置简单，巷道掘进工程量及维护费低，投产快。

（2）运输系统简单，占用设备少。

（3）回采巷道沿煤掘进，易固定方向，采面可等长布置，利于生产管理。

（4）通风系统简单，风路短，通风构筑物少。

（5）对淋水和瓦斯大的地质条件适应性强。

（6）技术经济效益显著，单产、巷道掘进率、采出率和工效等指标好。

（二）倾斜长壁采煤法的问题：（1）长距离倾斜巷道辅运和行人困难。

（2）当前采掘运机械设备不完全适应倾斜长壁工作面开采的要求。

（3）大巷装车点较多。

（3）有时存在污风下行问题。

（三）倾斜长壁采煤法的适用条件：（1）煤层倾角小于12°、条件适宜，工作面连续推进长度能满足要求时，应采用倾斜长壁采煤法。

（2）为充分发挥综采设备的作用，当对采煤机、工作面输送机和液压支架采取有效的技术措施后，可推广适用于12°~17°的煤层。

6.分析矿井开采储量（Z）、矿井生产能力（A）、矿井设计服务年限（P）三者之间的关系？答：（1）在划定的井田范围内，当矿井生产能力A一定时，可计算出矿井的设计服务年限P=Z/A；（2）矿井在投产以后往往会出现以下各种情况导致矿井的实际产量增加，矿井和水平的可采储量减少，矿井第一水平服务年限大大缩短到结果，如：矿井各生产环节有一定储备能力，矿井投产后迅速突破设计能力，提高了平产量；矿井投产后新发现不少小断层，增加了此层煤柱损失；煤层经井巷揭露，实际煤层露头风化带或小煤窑开采深度较设计资料深，可采储量减少；投产初期缺乏经验，采出率低，增加煤损失，鉴于上述原因，应考虑矿井储量备用系数K，即P=Z/(AK)；（3）对于K的大小，矿井设计一般取1.4，地方小煤矿可取1.3，地质条件复杂的矿区或矿井总体设计可取1.5。

7.分析影响矿井生产能力A的因素？答：（1）矿井生产能力是矿井生产建设的重要指标，在一定程度上综合反映了矿井生产技术面貌，是井田开拓的重要参数，也是选择井田开拓方式的重要依据之一。

（2）矿井生产能力主要根据国家需要，结合该矿的地质和技术条件，煤层赋存情况，开拓、准备和通风方式以及设备供应和机械化水平等因素，在保证安全经济的条件下，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是否能达标。

（3）矿井生产能力的影响因素主要有以下几点：a开采能力，即按矿井开采条件所能保证的原煤生产能力，主要是同时生产的采区生产能力的总和；b各生产环节的能力，即主要提升、运输和通风能力，大巷和井底车场通过能力；c储量条件，矿井生产能力应与其储量想适应，以保证有足够的矿井和水平服务年限；d安全生产条件，主要是指瓦斯、通风、水文地质等因素的影响。

8.论述井田境界的人为划分方法。

答：井田境界的划分方法有垂直划分、水平划分、按煤组划分及按自然条件形状划分几种：（1）垂直划分：相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线各留井田边界煤柱，称为垂直划分，井田沿走向两端，一般采用沿斜倾线、勘测线或平行勘测线的垂直面划分。

（2）水平划分：以一定标高的水平面为界，即以一定标高的煤层底板等高线为界，并沿该煤层顶板等高线留置边界煤柱，这种方法称为水平划分，该方法多用于划分倾斜和急倾斜煤层以及倾角较大的缓斜煤层、井田的上下部边界。

（3）按煤组划分：按煤层（组）间距的大小来划分矿界，即煤层间距较小的相邻煤层划归一个矿区采，把层间距较大的煤层划归另一个矿井采，这种方法一般用于煤层或煤组间距较大、煤层赋存浅的矿区。

应当注意，无论用何种方法划分井田边界，都应力求做到井田边界整齐，避免犬牙交错，造成开采上的困难。

9.分析比较斜井开拓和立井开拓的优缺点？答：（1）斜井开拓的优点：与立井相比，井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，单价低，地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，一般无须大型提升设备，同类井型的斜井提升绞车也较立井需用的绞车型号小，因而初期投资少，建井期较短；在多水平开采时，斜井的石门总长度较用立井开拓时为短，因而掘进石门的工程量和沿石门的运输工作量较少；延深斜井井筒的施工比较方便，对生产的干扰少。

采用胶带机的主斜井运输能力大，不受长度限制。

（2）斜井开拓的缺点：在自然条件相同进，斜井要比立井长得多；围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，对地质条件适应性差；采用绞车提升时，提升速度较低、能力小，钢丝绳磨损严重，提升费用高；斜井通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小，通风阻力大。

（3）立井开拓的优点：同样采深条件下，井身短，通过井筒的各种管线短；提升速度快，机械化程度高，易自动控制；对辅提有利，人员提升快；对深井开采有利；井筒断面大，通风阻力小，提升，排水、动力供应等生产经营费用低；井筒易维护；对各种地质条件适应性强，技术可靠，不受煤层，CH4、水文等限制。

（4）立井开拓的缺点：井筒施工复杂，需较高技术、较多设备、速度慢；井筒装备复杂，基建投资大；井筒延深困难；采用箕斗提升，能力有限。

10.试论述采空区的处理方法。

答：回采工作面是地下移动着的回采空间，为了保证生产工作的正常进行和矿工的生命安全，必须有计划地对采空区进行处理，采空区处理的方法如下：（1）煤柱支撑法，在已采空间留下煤柱支撑顶板以上岩层的方法。

（2）缓慢下沉法，当采高不大时，利用顶板岩层具有的塑性弯曲能力，使之在采空区直接与底板岩层相接触，从而充满采空区并控制上覆岩层的活动。

（3）采空区充填法，利用人工或机械的方法，将充填料充入采空区，并将其填满，以支撑和控制上覆岩层。

此法又分为全部充填法与部分充填法两种，前者是用充填料将采空区已采空间全部充满，后者仅将采空区部分充填，使剩余顶板空间不再冒落。

（4）全部垮落法，有步骤地将已采空间顶板岩层放落，利用垮落岩石的碎胀性将采空区填满，支撑点并控制上覆岩层的活动。

11.论述矿区划分为井田的原则。

答：（1）井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应。

对生产能力较大的矿井，尤其是机械化程度较高的现代化大型矿井，应要求井田有足够的储量和合理的服务年限并为矿井发展留有余地，以满足矿井长远发展的要求。

（2）必须要保证煤田有合理尺寸。

为便于合理安排井下生产，井田走向长度应大于倾向长度。

要结合矿井的开采技术和机械装备情况，合理地安排井田走向长度，以保证矿井较好的经济效益，一般小型矿井≥1500m；中型矿井≥4000m；大型矿井≥7000m。