煤矿开采学课后作业习题及重点(考试版)

【1】壁式体系和柱式体系采煤法的基本特征及其适用性
壁式体系采煤法：一般以长工作面采煤为其主要标志，产量约占我国国有重点煤矿93%以上。

随着煤层厚度及倾角的不同，开采技术和开采方法会有所区别。

对薄及中厚煤层，一般都是按照煤层全厚一次采出，即整层开采；对于厚煤层，可把它分为若干中等厚度的分层进行开采即分层开采，也可采用放顶煤整层开采。

壁式采煤法较柱式采煤法煤炭损失少。

回采连续性强，单产高、采煤系统较简单；对地质条件适应性较强，但采煤工艺装备比较复杂。

柱式体系采煤法以短工作面采煤为其主要标志，我国国有重点煤矿中采用这类采煤法的产量比重在5%以内。

我国柱式体系采煤法在地方煤矿应用较多。

在国有重点煤矿，大多用于开采条件不正规，回收巷道煤柱或机械化水平较低的矿井。

【2】采煤方法的分类
壁式体系采煤法：对于薄及中厚煤层一般都是按煤层全厚一次采出，即整层开采；对于厚煤层可把它分为若干中等厚度的分层进行开采，即分层开采；也可采用放顶煤整层开采。

无论整层开采或分层开采，依据不同倾角，按开采工作面的推进方向，可以分为走向长壁开采和倾斜长壁开采两种类型。

薄及中厚煤层，可采用单一走向长壁垮落采煤法、倾斜长壁采煤法、单一长壁刀柱式采煤法、大采高一次采全厚采煤法。

厚煤层采用分层开采，随着生产技术发展采用综采放顶采煤法、掩护支架采煤法。

柱式体系采煤法包括：房式采煤法、房柱式采煤法；
【3】阶段内的再划分有哪几种方式。

各适用何种条件？
1采区式划分：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干具有独立生产系统的块段，每一块段称为一个采区。

2分段式划分：在阶段范围内不划分采区，而是沿倾向将煤层划分为若干平行于走向的长条带，每个长条带称为分段，每个分段斜长不只一个采煤工作面，这种划分称为分段式。

分段式划分仅适用于地址构造条件简单，走向长度较小的井田。

3带区式划分：在阶段内沿煤层走向划分若干个具有独立生产系统的带区，带区内又划分成若干个倾斜分带，每个分带不仅仅一个采煤工作面。

分带布置工作面适用于倾斜长壁采煤法，巷道布置系统简单。

比采区式布置巷道掘进工程量少。

【4】大采高大倾角综采的工艺特点
工作面产量和效率大幅度提高，同采巷道掘进量比分层减少了一半，并减少了顶板的铺设；减少了综采设备搬迁次数，增加生活时间。

【5】矿井巷道开掘顺序
1主井副井进入地下—井底车场主要运输石门—开采水平阶段运输大巷—采区运输石门—运输大巷开掘采区运输石门—煤层
2下部与底板绕道采区下部材料车场—采区运输上山轨道上山；同时风井回风石门开掘回风大巷向煤层开掘采区回风石门采区上部分车场绞车房与采区运输上山和轨道上山连通。

3形成通风回路后，子采区上山向采区两翼掘进第一区段区段运输平巷区段回风平巷、下区段回风平巷。

当这些掘到采区边界后，即可掘进开切眼形成采煤工作面基本原则尽量平行作业尽快沟通风路
【6】综采面有哪些移架方式
单架依次顺序法分组间隔交错法成组整体依次顺序法
【7】煤壁防片帮改变工作面推进方向加固煤帮
【7】采煤工作面过断层技术措施
遇断层应适应调整工作面方向（为减少断层再工作面内暴露范围）当f<4可用采煤机直接割岩牵引速度应减小；过断层时要预先逐步减小采高以减小破岩量和增加支架的稳定性。

当断层地段需要下切或留底进行倾斜回采时应使顶底板形成平缓的倾斜变化
【9】机采工作面开机率及提高途径开机率采煤机运转时间战每日时间百分比途径提高工作面检修速度和质量减少路径时间损失增加采煤机工作时间提高采区及全矿生产系统可靠性降低生产系统事故率缩短工作面端头移输送机机头和端头支架时间使其不影响采煤机端头作业加强组织管理使各工种工作协调合理确定工作面参数
【10】综采工作面哪几种工序配合方式及时支护方式：采煤机割煤后支架依次或分组随机立即前移支护顶板输送机岁移架逐段影响煤壁，推移步距等于采煤机截深滞后支护式：割煤后输送机首先逐段移向煤壁支架输送机前移二者移动步距相同
【11】有序循环工作作业规程内容工作面位置范围与相邻工作面关系地面概况地质情况包括可采储量煤层厚度倾角顶底板岩性地质构造水文情况）采煤方法有关内容包括巷道及工作面布置图有关参数机械设备工艺方式）绘制循环制图表劳动组织和技术经济图表安全技术措施
【12】区段平巷单巷双巷布置特点及应用
单巷布置区段运输巷中的一侧需设置转载机和胶带输送机另一侧设置泵站和移动变电站等电气设备故巷道断面较大，由于产量大通风量大区段回风巷断面基本与运输巷相同或不小于12m由于巷道断面较大不利于巷道掘进和维护要求平巷采用强度较高支护材料应用应用瓦斯含量不大煤层埋藏较稳定用水量不大时采用单巷双巷布置通常区段轨道平巷超前区段运输平巷沿腰线掘进，即可探明煤层变化情况有便于辅助运输及排水。

同时在瓦斯含量较大一翼走向长度较长的采区，采用双巷掘进有利于掘进通风和安全，其主要缺点是提前开掘下区段轨道平巷。

虽有区段煤柱护巷，但维护常比较困难，且增加了联络巷掘进费用及相应密闭费用应用瓦斯含量大工作面后方采空区瓦斯涌出量很大，需要加强通风和排放采空区瓦斯，区段回风巷可用双巷布置采场通风方式及适用条件u风流系统简单，漏风小适用条件：瓦斯不大，工作面通风能满足要求Z采区边界有回风上山Y采煤工作面产量大瓦斯涌出量大H与Y型区别在于工作面两侧区段运输增加风量有利于进一步稀释瓦斯W有利于满足上下工作面回采实现集中生产要求易于稀释工作面瓦斯
区段分层布巷方式
1倾斜式：这种布置方式中个分层平巷按25~35角呈斜坡式布置，壁板适用于倾角小鱼15~20煤层
2水平式布置：对于区段煤柱尺寸应注意是上下区段分层平巷间的垂距不小于5m，因此一般用于倾角大于20~25
煤层否则区段煤柱太大
3垂直式布置：这种布置方式在煤层倾角小于8~10°，特别是在近水平厚煤层条件下可减小区段煤柱尺寸。

同时分层平巷受支撑力的影响也较小，易于维护。

仰斜和俯斜开采特点及应用
仰斜1仅板岩层受拉力作用更移出现裂隙和加剧破碎2利于排水不利于拍瓦斯3裂煤效果好4煤壁易片帮加大运煤量工作面不宜太长5煤层<10°设备稳定性尚好进一步加大稳定性变坏适用条件顶板较稳定煤质较硬顶淋水较大煤层易燃采空区注浆
俯斜顶板裂隙有闭合趋势有利于顶板保持连续性和稳定性2装煤效率低3机组稳定性差磨损大4利于防片帮5利于瓦斯排放不利于排水适用条件煤层厚度和倾角较大煤质松软易片帮瓦斯含量较大
倾斜长壁采煤法主要特点
特点工作面沿走向布置沿倾斜方向推进主要用于倾角小于12°的煤层，可选择炮采、普采、综采工艺。

与走向长壁采煤法主要区别在于回采巷道布置方向不同，原区段变为倾斜分带，原区段平巷变为分带斜巷优点巷道布置简单、掘进和维护费用低、运输系统简单、工作面容易等长、通风线路简单、对地质条件适应性较强。

缺点长距离倾斜巷道不利于掘进运输和行人；现有设备按走向长壁回采条件设计制造的，不能完全适应倾斜长壁工作面的生产要求大巷装车点较多也存在污风下行问题
适用条件煤层倾角<12°最有利煤层倾角12~17°采取措施后可使用倾斜和斜交断层较多区域
为何煤层倾角为主要因素对于倾斜长壁工作面无论仰采还是附采角度都会影响到端面控制效果和设备稳定性，随着煤层倾角加大，技术经济效果逐渐变差
放顶煤破碎机理破坏分区放顶煤破碎是支承压力顶板活动及支架支撑共同作用结果其中支承压力对顶煤具有有预破坏作用是顶煤实现破碎的关键；顶板回转式对顶煤的再破坏作用是顶煤进一步破碎，但它是以支承力的破煤作用为前提；而支架仅对下位2~3m范围的顶煤作用较为明显。

支架反复支撑的实质是对顶煤多次加载和卸载时顶煤内应力发生周期性变化形成交变应力作用促使顶煤破坏发展破坏分区完整区破坏发展区裂隙发育区垮落破碎区
综采的顶煤工艺含义再综采机械化采煤设备中使用了放顶煤液压支架，因此液压支架作为综放开采关键设备关系到综采放顶煤的成败含义再沿煤层底部布置综采工作面中，采煤机割煤后。

液压支架及时支护并移到新位置。

推移工作面前部输送机至煤帮。

伺候，操作后部输送机专用千斤顶，将后部输送机相应前移。

这样，彩果1~3刀后，按规定的放煤工艺要求打开放煤窗口，放出已松碎的煤炭，待放出煤炭中矸石含量超过一定限度后，及时关闭放煤口。

放顶煤技术主要优缺点
优点单产高效率高成本低巷道掘进量小减少搬家次数对煤层厚度变化及地质构造适应性强
缺点煤损多易发火煤尘大瓦斯易积聚
综放工作面顶煤损失初采损失率末采损失率端头损失率采煤工艺损失率如何提高提高面内顶煤采出率，取
消区段煤柱实行无煤柱护巷
如何确定矿井生产能力1开采能力即按矿井开采条件所能保证的原煤生产能力，主要是同时正常生产的采区上产能力的总和2各生产环节能力主要是提升运输和通风能力，大巷和井底车场通过能力3储量条件4安全生产条件主要是瓦斯、通风、水文地质等因素
开拓方式分类及确定原则
1按井筒形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。

2按开采水平数目可分为单水平开拓、多水平开拓。

3按开采准备方式分为上山式、上下山式及混合式。

4按开采水平大巷布置方式煤层大巷集中大巷分组集中大巷
原则1贯彻执行有关煤炭工业技术政策2合理集中开拓部署简化生产系统避免生产分散3合理开发国家资源减少煤炭损失4贯彻执行有关煤矿安全生产有关规定5适应当前国家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
井田开拓方式需要解决问题1确定井筒形式数目及配置合理选择井筒及工业场地位置2合理确定开采水平数目和位置3布置大巷和井底车场4确定矿井开采程序做好开采水平接替5进行矿井开拓延深深部开拓及技术改造【】如何确定开采水平垂高
1具有合理阶段斜长
2具有合理区段数目
3有利于采区的正常接替
4保证开采水平有合理服务年限及足够储量
5经济上有利
开采水平大巷布置方式
1分煤层大巷和主要石门只有当煤层间距大集中布置在技术上有困难经济上不合理时才考虑
2集中大巷和采区石门适用于煤层层数较多，层间距不大
3分组集中大巷和主要石门适用井田内个煤层间距有大有小全部煤组用单一集中运输大巷有困难或不经济时可根据各煤层远近及组成将所有煤层分为若干煤组每一煤组布置分组集中运输大巷。

立井开拓如何确定井筒位置1对井下开采合理井筒位置，井筒沿井田走向位置应在井田中央2对掘进维护有利的井筒位置，应使井筒通过的岩层及表土具有较好的水文围岩和地质条件3便于布置地面工业场地井筒位置如何确定采区上山数目及位置采区上山至少有两条即一条运输上山一条轨道上山。

随着生产发展常常需要增加上山数目。

生产能力大的厚煤层采区或煤层群采集中联合准备采区。

生产能力较大瓦斯涌出量也很大的采区特别是下山采区，生产能力较大经常出现上下区段同时生产，需要简化通风系统的采区，运输上山和轨道上山均布置在地板岩层中，需要探清煤层情况，或为提前掘进其他采区巷道的采区，增设的上山一般走做通风用，也可兼做行人和辅助提升用。

增设的上山特别是服务期不长的上山，多煤层布置，以减少掘进费用，并其探清煤层情况作用位置关系采区上山之间在层面上需要保持一定距离当采用两条岩石上山布置是，其间距一般取20~25；采用三条岩石上山
布置是，其间距可缩小到10~15m采区上山之间在层面上相互位置，既可以在同一层位上，也可是两条上山之间在层位上保持一定高度
工作面合理长度及影响因素合理工作面长度是实现高产高效重要条件在一定范围内加长工作面长度，提高产量效率和效益并能降低巷道掘进率。

但是工作面长度受设备、煤层地质条件等约束；同时工作面长度增加生产技术管理的难度也增加。

影响工作面合理长度的因素
设备条件煤层地质条件、通风能力对工作面长度影响取决于工作面瓦斯涌出量
采区走向长度影响因素
地质因素技术因素经济因素
确定采区生产能力方法及步骤一个工作面产量A=LVMrC在一个采区中同时生产的采煤工作面个数一般为1~2个采区生产能力A=k1k2(A1+A2+A3+…An)
井底车产调车方式
1顶推调车2专用设备调车3甩车调车4顶推拉调车
调车过程有机车牵引重车驶入车场调车线，电机车摘钩，驶过道岔，井错车线过N2道岔绕至列车尾部，将列车顶入主（副）井垂车线。

然后电机车经过道岔N1绕道回车线，入主（副）井空车线，牵引空列车驶向采区。

井底车场分类环形式和折返式 1空重类车在车场内不再同一轨道上做相向运行，即采用环行单向运行。

因而调度工作简单，通过能力较大，应用范围广，但车场的开拓工程量较大2折往式井底车场特点是空重列车在车场内同一巷道的两股线路上折返运行，从而可简化井底车场的线路结构，减少巷道开拓工程量
立井斜井平硐开拓优缺点
立井生产系统简单，运输环节少，建井速度快，投产早，但上山阶段的分带风井是下行风，应采取措施，防止分带回风巷中瓦斯积聚适用条件由于井筒段通风阻力小队深井更有利，当井田地形地质条件不利于平硐或斜井是都可考虑采用立井开拓。

对于煤层埋藏较深，表土层厚，水文情况复杂，需要特殊施工方法或开采近水平煤层和多水平开采急倾斜煤层的矿井，一般采用立井开拓
斜井与立井开拓相比井筒掘进技术和施工设别较简单，初期投资少，在自然条件相同时，斜井井筒长，围岩不稳固始井筒维护困难，当表土层为含水的冲积层或流动层是，斜井井筒施工技术复杂，有时难以通过，适用条件对井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不用特殊法施工的缓倾斜和倾斜煤层一般可以斜井开拓
平硐井下煤炭运输不需转载即可由平硐直接外运，因而运输环节和设别少系统简单费用低；平硐施工条件较好，掘进速度快，可加快矿井建设；不留或少留工业场地损失，煤柱损失少。

受地形及埋藏条件限制适用条件只有在地形条件合适，煤层赋存较好的山岭丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务并限时应采用平硐开拓
井底车场分类环形式和折返式 1空重类车在车场内不再同一轨道上做相向运行，即采用环行单向运行。

因而调度工作简单，通过能力较大，应用范围广，但车场的开拓工程量较大2折往式井底车场特点是空重列车在车场内
同一巷道的两股线路上折返运行，从而可简化井底车场的线路结构，减少巷道开拓工程量
工作面合理长度及影响因素
合理工作面长度是实现高产高效重要条件在一定范围内加长工作面长度，提高产量效率和效益并能降低巷道掘进率。

但是工作面长度受设备煤层地质条件等约束同时工作面长度增加生产技术管理的难度也增加，采掘平衡矿井三量（开拓煤量准备煤量回采煤量）符合开拓（期末开拓煤量）/（当年计划产量或设计能力当年平均月计划产量当年平均月划回采煤量）并有一定合理储备。

要保持矿井稳定高产，必须根据采煤需要，合理安排掘进工作。

通常表达采掘比例关系的指标有产量与进尺比，采掘速度比，采掘工作面个数比，采掘工人数目比。

三量与各类产量比以及三量与各种掘进进尺比。

在处理好采掘关系的同时，要努力提高掘进机械化程度，加强地质工作，减少无效进尺，改进开拓布置和巷道布置，降低掘进率，做到采掘同步发展
矿井延深1延深原有副井可充分利用原有设备和设施，提升系统单一，转运换极少，经营费用低，管理较方便；延深后提升长度增加，能力下降，可能需要更换提升设备2暗井延深利用暗井延深生产和延深相互干扰少；暗斜井做主井，系统简单且能力大，可充分利用原有井筒能力3延深一个井筒，新打一个暗井延深与生产干扰少，施工较方便4延深一个井筒，新打一个立井或斜井延深与生产相互干扰少，可大大提高生产能力5几个矿井联合开拓延深将各小井深部合并为一个井田，建立统一的开采水平，即延深水平延深时不影响生产。

工作面合理长度及影响因素
合理工作面长度是实现高产高效重要条件在一定范围内加长工作面长度，提高产量效率和效益并能降低巷道掘进率。

但是工作面长度受设备煤层地质条件等约束同时工作面长度增加生产技术管理的难度也增加。

影响合理长度的技术因素设备条件煤层地质条件通风能力对工作面长度影响取决于工作面瓦斯涌出量。

2020年7月13日星期一。