煤矿开采学试题及标准答案

《煤矿开采学》试题（三）

一、名词解释（3×5＝15分）

1、矿井生产能力

2、开拓巷道

3、开采水平

4、盘区

5、大采高综采

二、简答题（6×6＝36分）

1、分析综采放顶煤采煤法的优缺点及适应条件

2、井田开拓要解决哪些基本问题？

3、简要分析影响采煤工作面长度确定的因素。

4、什么是开机率？如何提高机采工作面开机率？

5、简述环形式井底车场的基本特点。

6、开采水平运输大巷的布置方式有哪几种？

三、分析题（2×12＝24分）

1、试分析正确合理的准备方式应该遵循哪些原则？

2、试分析如何选择合理的采煤工艺方式？

四、绘图题（25分）

某矿井仅有一层缓倾斜中厚煤层，拟采用立井单水平上、下山带区式开拓，试用双线条绘出该井田开拓的平、剖面示意图，注明巷道名称，并回答以下问题：

1、写出矿井掘进顺序;

2、写出矿井生产系统（运煤、通风、运料和排水）;

3、分析该开拓方式的应用条件。

《煤矿开采学》试题（三）参考答案

一、名词解释（3×5＝15分）

1、矿井生产能力

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t／a) 表示。

2、开拓巷道

一般说来，为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道，如井筒、井底车场、主要石门、运输大巷、轨道大巷和回风大巷(或总回风道)、主要风井等。

3、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”。

4、盘区

开采近水平煤层时一种采区巷道布置方式，通常，依煤层的延展方向布置大巷，在大巷两侧划分成若干块段，划分为具有独立生产系统的块段，称为盘区或带区

5、大采高综采

缓斜厚煤层采用综合机械化一次采全厚的单一长壁采煤法

二、简答题（6×6＝36分）

1、分析综采放顶煤采煤法的优缺点及适应条件

优点：(1)单产高，(2)效率高，(3)成本低，(4)巷道掘进量小，

(5)减少了搬家倒面次数，节省了采煤工作画的安装和搬迁费用。

缺点：(1)煤损多，(2)易发火，(3)煤尘大，(4)瓦斯易积聚。

适应条件：(1)煤层厚度一般认为一次采出的煤层厚度以6—10m为佳。(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，故顶煤开采时，煤的坚固世系数一般应小于3，若煤层层理、节理发育，可适当增大，但一次开采的厚度也不宜过大。(3)煤层倾角缓斜煤层采用放顶煤开采时，煤层倾角不宜过大，否则支架的倒滑问题会给开采造成困难。(4)煤层结构煤层中含有坚硬夹矸会影响顶煤的放落，或者因放落大块夹矸堵住放煤口，因此，每一夹矸层厚度不宜超过0．5m，其坚固性系数也应小于3。顶煤中夹矸层厚度占煤层厚度的比例也不宜超过l0％～15％。(5)顶板条件直接顶应具有随顶煤下落的特性，其冒落高度不宜小于煤层厚度的，1.0～1.2倍，老顶悬露面积不宜过大，以免受冲击。(6)地质构造地质破坏较严重、构造复杂、断层较多和使用分层长壁综采较因难的地段、上下山煤柱等，使用放顶煤开采比使用其他方法能取得较好的效益。(7)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，以及水文地质条件复杂的煤层，先要调查清楚，并有相应措施席才能采用放顶煤开采。

2、井田开拓要解决哪些基本问题？

井田开拓所要解决的问题是，在一定的矿山地质和开采技术条件下，根据矿区总体设计的原则规定，正确解决下列问题：

(1)确定井简的形式、数目及其配置．合理选择井筒及工业

场地的位置

(2)合理地确定开采水平数目和位置：

(3)布置大巷及井底车场；

(4)确定矿井开采程序，做好开采水平的接替；

(5)进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造。

3、简要分析影响采煤工作面长度确定的因素。

合理的工作面长度是实现高产、高效的重要条件，影响工作面长度因索主要有以下几个方面：

(一)技术因索：（1）设备条件是影响工作面长度的主要因素之一；（2）煤层地质条件是影响工作面长度的又一重要因素；较大地质构造往往限制工作面长度；小构造使割煤和支护变得困难，工作面愈长，含小构造可能性增多，工作面推进度下降，工作面推进度下降，薄煤层、倾角大的煤层，运料、行人、操作等均很困难；采高大时，技术管理和操作难度加大；项板过于破碎或过于坚硬，顶板管理起于复杂。（3）通风能力对工作面长度的影响取决于工作面瓦斯涌出量。在低瓦斯矿井，工作面长度不受通风能力限制。在高瓦斯矿井，工作面的通风能力则是限制工作面长度的重要因素。（二）经济因素：采用优化设计的方法，可求出尽产和效率最高、效益最好的工作面长度。根据工作面日产量和工作面长度之间的关系式，用数学分析法，也可以分析出经济上最佳的工作面长度。

4、什么是开机率？如何提高机采工作面开机率？

采煤机开机率就是采煤机日运转时间占每日时间的百分比。

提高开机率的途径有：提高工作面的检修速度和质量，减少路途时间损失，增加采煤机作业时间；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(尾)和端头支架时间，使其不影响采煤机端头作业；提高操作和维修水平，降低机电和顶板事故率；加强组织管理，使各工种、各班组之间工作协调，不影响采煤机运转；合理确定工作面参数，最大限度发挥设备效能。

5、简述环形式井底车场的基本特点。

环行式井底车场的特点是空重列车在车场内不在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。环行式井底车场的优点是调车方便，通过能力较大，一般能满足大、中型矿井生产的需要。其缺点是巷道交岔点多，大弯度曲线巷道多，施工复杂，掘进工程量大，电机车在弯道上行驶速度慢，且顶推调车(特别在弯道上)不够安全，用固定式矿车运煤翻笼卸载能力较小，影响车场能力进一步提高。

6、开采水平运输大巷的布置方式有哪几种？

(一)煤层大巷

通常，分煤层运输大巷为煤层内大巷。条件适宜的集中大巷有时也在煤层内。大巷设在煤层内，掘进施工容易，掘进速度快，有利于采用综掘，沿煤掘进能进一步探明煤层赋存情况。但是，煤层大巷有下列几项缺点：(1)煤层大巷的巷道维护困难，维护费用高。(2)当煤层起伏、褶曲较多时，如大巷按一定坡度沿煤层掘进，则巷道弯曲转折多，机车运行速度受到限制，将降低运输能力。(3)为便于巷道维

护，须在煤层大巷上下两侧各留40～50 m以上的煤柱．煤柱回收因煤柱回收困难，资源损失大。(4)当煤层有自然发火危险时，一旦发火就必须封闭大巷，导至矿井停产，而且因煤柱受采动影响破坏，密闭效果不好，处理火灾更感困难。

(二)岩层大巷(岩石大巷)

岩石大巷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，利于提高列车远行速度和大巷通过能力；巷道维护条件好，维护费用低，并可少留或不留煤柱，对预防火灾及安全生产也是有利的；另外，岩石大巷布置比较灵活，有利于设置采区煤仓。岩石大巷的主要问题是岩石掘进工程虽较大、要求的掘进设备多、掘进速度慢。

三、分析题（2×12＝24分）

1、试分析正确合理的准备方式应该遵循哪些原则？

准备方式是否适当，直接关系着工作回和矿井的生产效果。正确合理的准备方式应遵循以下几项原则：①有利于矿井合理集中生产，使采准巷道系统有合理的生产能力和增产潜力；②保证具备完善的生产系统，有利于充分发挥机电设备的效能，并为采用新技术、发展综合机械化和自动化创造条件；③力求在技术和经济上合理．尽量简化巷道系统，减少巷道掘进和维护工程量，减少设备占用台数和生产费用，使于采掘正常衔接；④煤炭损失少，有利于提高采出率；⑤安全生产条件好，符合《煤矿安全规程》的有关规定。

2、试分析如何选择合理的采煤工艺方式？

一、选择采煤方法的原则：(一)生产安全一般应做到以几个方面：(1)合理布置巷道，保证巷道维护状态良好，满足采掘接替要求，建立妥善的通风、运输、行人以及防火、防尘、防瓦斯积聚、防水和处理各种灾害事故的系统和措施，并尽虽创造良好的工作条件。 (2)正确确定和安排采煤工艺过程，切实防止冒顶、片帮、支架倾倒、机械事故以及避免其他可能危及人身安全和正常生产的各种事故发生(3)认真编制采煤工作面作业规程，制定完整、合理的安全技术措施，并建立制度以保证实施。 (二)经济合理主要有以下五个方面的要求：(1)采煤工作面单产高；(2)劳功效率高；(3)材料消耗少；(4)煤炭质量好。(5)成本低。(三)煤炭采出军高。

二、选择采煤方法的影响因素：(一)地质因素主要地质因素有以下五个方面：(1)煤层倾角；(2)煤层厚度；(3)煤层及围岩的特征；(4)煤层的地质构造情况；(5)煤层的含水性及瓦斯涌出量及煤的自燃情况。(二)技术发展及装备水平的影响，其中主要是机械装备水平以及生产中设备供应条件。(三) 管理水平因素管理水平及职工素质有时对选择采煤方法产生一定影响，在管理水平较差的条件下，一些难度较大的开采技术和工艺、如大采高一次采全厚综采及大倾角综采等，应有计划地逐步推广，先易后难，掌握其规律及经验，并对职工进行技术培训，条件成熟后再推广应用。

四、绘图题（25分）

某矿井仅有一层缓倾斜中厚煤层，拟采用立井单水平上、下山带区式开拓，试用双线条绘出该井田开拓的平、剖面示意图，注明巷道

名称，并回答以下问题：

1、写出矿井掘进顺序;

2、写出矿井生产系统（运煤、通风、运料和排水）;

3、分析该开拓方式的应用条件。

1-主井；2-副井；3-井底车场；4-运输大巷；5-回风石门；6-回风大巷；7－分带运输巷；8－分带回风巷；9－采煤工作面；10－带区煤仓；11－运料斜巷；12－行人进风斜巷

1、矿井掘进顺序：在井田中央从地面开凿主井1和副井2，当掘至开采水平标高后，开掘井底车场3、主要运输大巷4、回风石门5、

回风大巷6，当阶段运输大巷向两冀开掘一定距离后，即可由大巷掘行人进风斜巷12、运料斜巷11进入煤层，并沿煤层掘分带运输巷7、煤仓10、分带回风巷8。最后沿煤层走向掘进并开切眼即可进行间采。

2、矿井生产系统：

通风系统：新鲜风流自地面经副井、井底车场、运输大巷、行人进风斜巷，从分带运输巷分两股进入两个工作而。清洗采煤工作面后的污风，由各自的分带回风巷到总回风巷，再经回风石门进入主井排出地面。

运煤系统：由工作面采出的煤装入刮板输送机运至分带运输巷，经转载机至胶带输送机运至煤仓在运输大巷装车，由电机车牵引至井底车场，通过主井提至地面。

运料系统：工作面所需物料及设备经副井下放至井底车场，由电机车牵引至分带材料车场，经斜巷11由绞车引至分带回风巷，然后运至采煤工作面。

排水系统：由采煤工作面，由分带回风及运输巷，经运料斜巷及行人进风斜巷，经运输大巷水沟流人井底车场，汇入水仓，由水泵房的水泵，经副井井筒的管道排至地面。

3、该开拓方式的应用条件：适合于煤层倾角较小的缓斜煤层，当煤层倾角较小(如160以上)时、井田内仍划分为两个区段，则可采用单水平上下山开拓；当煤层倾角小于120时，一般可采用带区式准备。