1、 1 采矿学复习资料 注： 该资料题型分类并非十分合理，仅供参考；由于时间仓促，加上作者水平有限，错误和疏漏之处在所难免，若同学们发现有错误或是不妥之处，望及时指正以使大家共同提高，谢谢！ 一、 名词解释 采煤方法 ： 采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合。 采煤工艺 ： 采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间上、空间上的相互配合。 煤田（ coal field） ： 同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。 矿区（ mining area） ： 统一规划和开发的煤田或其一部分。 矿井： 形成地下煤矿生产系统的 井巷、硐室、装备、地面建筑物和地面构筑物的总称 井田（
2、矿田） ： 划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田。 煤田 ：同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。 采区： 阶段或开采水平内沿走向 被 划分为具有独立生产系统开采块段。 矿井生产能力： 矿井设计生产能力，万 t /a。设计中规定矿井在单位时间（年）内采出的煤炭和其它矿产品的数量。 矿井井型 ：按矿井设计年生产能力大小划分的矿井类型。 大型矿井： 120、 150、 180、 240 万 t/a 300、 400、 500、 600 万 t/a 及以上； 中型矿井： 45、 60、 90 万 t/a； 小型矿井： 30 万 t/a 以下。 矿井年产量 ： 矿井 每年实际生产的煤炭数
3、量。 矿井井型 ：按矿井设计年生产能力大小划分的矿井类型。 开采水平 ：简称水平，运输大巷及井底车场所在的位置及所服务的开采范围； 上山、下上： 位于开采水平以上（以下），为本水平或采区服务的倾斜航道 采区 ：阶段或开采水平内沿走向把划分为具有独立生产系统开采块段。 进刀 :采煤机每割一刀煤之前，必须使其滚筒进入媒体，这一过程 阶段（ horizon） ： 在井田范围内平行走向 沿一定标高划分的一部分井田。 开采水平 ： 简称水平，运输大巷及井底 车场所在的位置及所服务的开采范围； 广义的水平 ： 布置大巷的某一标高的水平面； 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
4、复始的过程。（ P133） 循环进度：完成 一个循环后，采煤工作面推进的距离。 循环方式 ： 循环进度与昼夜循环数的总称 作业方式 ： 采煤工作面一昼夜内采煤班和准备班的配合方式 正规循环 ： 在规定的时间内保质保量地完成了循环作业图中规定任务的循环 沿空掘巷： 沿采空区边缘开掘巷道，上下区段间不留煤柱或只留 3-5 米宽的档矸阻止或阻隔采矿区有害气体的阻隔煤柱 沿空留巷 ：工作面采煤后沿采空 区边缘维护原回采巷道的护航方法 及时支护 ： 采煤机割煤后，先移架，后推移输送机。（ P139） 滞后支护 ： 采煤机割煤后，先推移输送机，后移架。（ P139） 开机率 ： 采煤机实际运转的时间占可利
5、用的采煤作业时间的百分比。（ P166） 倾斜分层： 将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的分层，然后逐层开采。工作面沿走向或倾向推进； 中切眼 在采面推进方向走向中部开掘、连通机巷、风巷的联络巷。 放煤步距 （循环放煤步距）： 在工作面推进方向上，前后两次放顶煤之间工作面推进的距离 分层同采： 在同一区段范围内，上、下分层工作面错 开一定距离同时采煤，称： “分层同采 ” 2 分层分采 ： 在同一区段范围内，采完一个分层后再采下一个分层称 “分层分采 ” 。（ P220） 人工假顶的分类： 竹笆假顶、金属网假顶、塑料假顶。（ P222） 顶 煤 破碎 过程 ： 初始破坏区；破坏发展区；裂隙发育区
6、；垮落破碎区。 顶煤冒放性的影响因素： 煤层赋存条件、煤层厚度、工作面条件。（ P234） 放煤步距 （循环放煤步距）在工作面推进方向上，前后两次放顶煤之间工作面推进的距离。（ P236） 椭球体放矿理论： 椭球体放矿理论认为：矿石在采场破碎后，是按近似椭球体形状向下自然流动 下来的，即原来所占的空间形状为一个旋转椭球体； 放矿椭球体： 放矿过程形成的椭球体叫放出椭球体。 松动椭球体： 停止扩展而最终形成的椭球体叫松动椭球体（ P235） 多轮、分段、顺序、等量放煤： 采面分 2 3 段，段内同时开启两个相邻放煤口，每次放 1/2 1/3 的顶煤，按顺序循环放煤，直至该段全部放完；再进行下一段
7、放顶煤，或是各段平行作业。 多轮、间隔、顺序、等量放煤： 放煤口放煤顺序 先放 1#、 3#、 5#、 7#、 每次放 1/2 1/3 的顶煤； 后放 2#、 4#、 6#、 8#、 每次放 1/2 1/3 的顶煤； 反复两三轮将顶煤放完，尽量使顶煤保持均匀下降，以减少混矸。（ P237） 准备方式： 准备巷道的布置方式。 准备方式分类： 按煤层赋存条件 采区式、盘区式、带区式；按开采方式 上（下）山采区、上（下）山盘区；按区内巷道布置 单翼采区、双翼采区、跨多上山采区 ；按煤层开采联系 单层布置、联合布置。 采区生产能力： 指单位时间采区内同时生产的采煤工作面和掘进工作面产量之和，单位一般是
8、万吨 /年 采区走向长度 = 采面连续推进长度 + 采区间煤柱尺寸 区段斜长 =工作 面长度 +区段平巷的长度 +区段煤柱的宽度 采区工业储量 - 开采损失 采区采出率 = 100% 采区工业储量 工作面实际出煤量 工作面采出率 = 100% 工作面实际储量 国家规定指标： 采区采出率：厚煤层不低于 0.75，中厚煤层不低于 0.8，薄煤层不低于 0.85； 工作面采出率：厚煤层不低于 0.93，中厚煤层不低于 0.95，薄煤层不低于 0.97； 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及硐室。 采区车场的形式： 采区上部车场包括平车场（顺向、逆向）、甩车场（单向、双向
9、）；采区中部车场一般为甩车场，按甩入地点不同，可分为平巷式、石门式、绕道式；采区下部车场可分为大巷装车式、石门装车式和绕道装车式。 采区上部车场 ： 采区上山与采区上部区段回风平巷或阶段回风大巷之间一组联络巷道和硐室 采区中部车场 ： 联结上山和中部区段平巷的一组巷道和硐室。 采区下部车场 ： 采区上山与阶段运输大巷联接处的一组巷道和硐室 道岔 ： 使车辆由一线路转运到另一线路的装置 单开道岔 DK 对称道岔 DC 渡线道岔 DX 3 DX918 5 2016 第一段数： 6、 9 - 分别表 600mm、 900mm 轨距； 15、 18、 24 分别表示轨型；第二段数字（ 4、 3、 5）
10、为辙叉号码；后四位数 前两位数：表示曲线半径， 后两位数：表示轨中心距 井田开拓： 为矿井和开采水平服务所进行的井巷布置及开掘工程。 井田开拓方式： 开拓巷道在井田内的总体布置方式。 井底车场： 是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和井筒提升两个生产环节的枢纽。（ P483） 石门： 无直接地面出口，垂直式斜交于煤层走向在岩层中掘进的水平巷道 伪顶： 位于煤层之上，极易垮落的很薄的松软岩层 直接顶： 位于煤层或伪顶之上，具有一定的稳定性，采煤时移架或回柱后能自行垮落的岩层 基本顶： 位于直接顶或煤层之上，通常厚度和岩石强度较大，难于垮落的岩层。 初次来压： 基本顶
11、初次破断在采煤工作面引起的矿压显现 周期来压： 基本顶周期性的折断在采煤工作面引起的矿压显现 周期来压步距： 两次周期来压时工作面之间的距离 炮采工艺方式： 爆破方法破煤、爆破及人工装煤、输送机运煤和单体支柱支护的采 煤工艺 走向长壁采煤法： 工作面 沿倾斜布置走向推进 的采煤方法 倾向长壁采煤法 ： 工作面 沿走向布置倾斜推进 的采煤方法 长距离放顶煤采煤法： 开采缓倾斜煤层时先采出煤层底部长壁工作面的煤随即放采上部顶煤的方法 综合开拓： 主要井筒采用不同井筒形式进行开拓 中央并列通风 ： 进风井、回风井并列布置在井田中央工业场地内 中央边界通风 ： 主、副井位于井田中央，风井设在井田中央上
12、部边界 对角通风 ： 进风井位于井田中央，风井成对角布置在井田两翼上部边界 水平垂高 ： 该开采水平上下边界之间的垂直距离 辅助水平 ： 在开采水平内因生产需要而增 设有运输大巷的水平位置及所服务的开采范围 开拓煤量： 是井田范围内已掘进的开拓巷道所圈定的尚未采出的那部分可采储量。（ P478）准备煤量 ： 是指采区上山及车场等准备巷道所圈定的可采煤量 回采煤量 ： 是在准备煤量范围内一有采煤巷道及开切眼所以定的开采储量 生产掘进率 ： 生产掘进总进尺 /矿井产量 开拓掘进率 ： 开拓巷道掘进总进尺 /矿井产量 采放比 ： 机采高度与放顶煤厚度之比 二、 简答、画图题 1、工作面循环作业图表
13、（ 1） 炮采面四班交叉循环作业图 面长 100m， 四班交叉，每班交叉 2 小时，、班采煤班，、班以准备为主，采 煤班装煤、支柱。准备班运料、回柱放顶、钻眼、放炮、移输送机、少量装煤、支柱。工作面放两次炮，支两排支架，放一次顶， 一天一回柱放顶移输送机打眼放炮支柱14VI长 (m)时班I121086IIIII22201816运料VI64224面100放炮装煤01020304050607080904 个循环 （ 2）普采循环作业图 两采一准一昼夜一循环 单向割煤 三五排控顶 （ 3）综采工作面循环图 两班半采煤，半班准备，双向割煤，日进 7 刀。 2、端头割三角煤斜切进刀 (a) 割底煤至工作
14、面下端部 ； (b) 返向沿输送机弯曲段运行，上行割顶煤切入煤壁，直至完全进入输送机直线段 ； (c)推移输送机机头及弯曲段成一直线； (d)采煤机返向下行沿顶板割三角煤 直至工作面下端部； (e) 进刀完毕 ,上行正式割煤，至斜切进刀终点位置时，滚筒沿顶板割煤。 3.中部斜切进刀 字形割煤往返一次进一刀工艺方式 上半段割煤 下半段推输送机 上半段推输送机 下半段割煤 ( a )( b )( c )工作面俯视图工作面正视图AFG( d )CDB E6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6150140130120110100908070605040302010班时面长一
15、 二 三TP K C 3- 59采煤 挂梁 移输送机 打柱 回柱放顶挂梁 检修做缺口洒水(m)4020(m)12 5 . 5806010 012 0321 654 2010987 131211 171514 1918 232221面长(m)时间班 次 一 二三b )a ) c ) d ) e )5 4、大倾角综采引起工作面的问题及其防止措施 ；（ P139） 煤层倾角 12o 时，采煤机必须采取防滑措施；输送机及支架要有防滑放倒装置。 防止输送机下滑的主要措施： （ 1） 防止煤 、矸 进入 输送机 底槽 ； （ 2）工作 面伪斜 布置 ， =23 ； （ 3） 从工作面 下端移输送机 ； （
16、 4）推移输送机时，用支柱顶住机头，拉紧机尾； （ 5）机头机尾锚固，在移输送机时不同时松开； （ 6） 17时，要设防滑千斤顶。 液压支架防滑措施： （ 1）工作面调斜 ； （ 2）由下向上移架，以防止采空区滚动矸石大块冲击架尾 ； （ 3） 采用 间隔移架 ； （ 4）防止输送机下滑 ； （ 5）保持排头支架的稳定性 。 煤层倾角大于 15时，链牵引采煤机必须设置安全铰车。（防断链和下滑） 5、设备几何尺寸配套： （ P140） （ 1）液压支架最小高度大于采煤机机身高度，以保证采煤机在支架掩护下安全运行； （ 2） 采煤机 两滚筒直径之和大于最大采高，以便能充分发挥采煤机割煤能力； （
17、3）采煤机要具备一定的向下卧底下切能力以适应煤层底板的起伏不平； （ 4）采煤机底托架的过煤高度不少于 500mm； （ 5）采煤机的截深与液压支架的移架步距相等； （ 6）液压支架的架间距与输送机的中部溜槽长度相等，确保每节溜槽有一个推移千斤顶推移输送机和拉架。 设备生产能力配套 ：（ P141） （ 1） 确定 采煤机 实际生产能力； （ 2） 工作面输送机的能力大于采煤机的实际生产能力； （ 3） 液压支架的移架速度大于采煤机的实际牵引速度 ； （ 4） 转载机和可伸缩胶带输送机的能力应大于工作面正常生产能力。 6、 区段斜长： L 区 = L 采 + 2L 巷 + L 柱 （ P198
18、） 7、 腰线、中线掘进巷道： （ P198） 方案一： A B C D E 直线，挂中线掘进。 （ i）、上下起伏变化大， C、 E 点最低，达 1.0m; （ ii）、低点积水；泵排水； 6 方案二： A F G H， 分段挂中线取直。 （ i）、坡度缓和，相差 ( 0.5m)； （ ii）、低点积水， 泵排出； （ iii） 、折点少，占用设备少，每段宜用一台输送机。 9、 单双巷布置特点。 （ P200） （ 1）单巷布置 瓦斯涌出低，围岩稳定， 涌水小，多用单巷。 设备分巷布置， 10o 时，下行风，设备在上巷（轨道巷），可用于低沼矿井。 设备均在机巷，要求机巷大断面。 （ 2）双巷
19、布置 上区段机巷与下区段风巷统一布置 双巷同时一次掘出，轨巷超前 优点： 1）掘进通风容易； 2）安全好 进出掘进面有两个出口，对回采也有避灾出口； 3）可超前勘探煤层变化，利于为机巷定向； 4）泄水方便； 5）易送物料到机巷（安装维修）； 6） 为上、下采面及时接替创造条件 。 双巷布置缺点： 1）下区段风巷受采动影响，维护时间长且困难； 2）若设备放在下区段风巷内，需重新移置电路和油管等。 + 1 . 5+ 1 . 0+ 0 . 5- 0 . 5- 1 . 0- 1 . 5- 1 . 5- 1 . 0- 0 . 5+ 0 . 5+ 1 . 0+ 1 . 5A -B -C -D - EDA
20、-F -G -HFAGHECB0 100 200 300 400 500 mAA BCDEHFG00+ 1 . 5+ 1 . 0+ 0 . 5- 0 . 5- 1 . 0- 1 . 507 3）损失区段煤柱 优点弱化，缺点明显，渐少用 10、 对拉工作面通风方式。 （ P202） 三种通风方式： （ 1） 1 进风， 2、 3 回风，下采面下行风； （ 2） 2、 3 进风， 1 回风，上采面下行风； （ 3）串联掺新， 3、 1 进风， 2 回风。 注：（ 1）、（ 2）通风方式中都有一个工作面是下行风，所以只适用于煤层倾角不大的的情况。 11、 作面回采 顺序 前进式、回退式。 （ P20
21、3） . 1. 采面后退式：由采区边界附近向采区上山方向推进采煤，适用：我国广泛应用，工作面回采顺序 2、 采面前进式：采面由采区上山附近向采区边界方向回采，区段平巷沿空留巷。 3、采面往复式：上采面前进式，沿空留巷；下采面后退式，沿空留巷。优点：缩短搬家距离；采出率高；少掘巷道。使用较少。 4、往复旋转式：使综采面旋转 180，往复回采，沿空留巷。优点：采面不搬家；少掘巷；缺点：煤损大；回采技术复杂；转折点难维护，设备折损严重。 12、 各种类型的通风方式示意图。 （ 见 P206，看图应知道是哪种通风方式） 13、 增加上山数目的条件 （增设第三条通风、行人上山） （ 1）生产能力大的厚煤
22、层采区或联合布置采区； （ 2）产量大的瓦斯涌出量和水也大的采区（下山采区）； （ 3）经常出现上、下区段同采，便于安排通风系统的采区； （ 4） “运 输 上 山 ”、 “轨 道 上 山 ”均置于底板岩石中，需探明煤层情况 或是为了通风 ，提前掘进煤层内的采区上山。 （ 5） 采用特采技术（如水砂充填）需设充填管道或泄水的采区。 14、 开采准备系统的改革与发展 开采水平内 准备方式的多样化 采（盘、带）区的大型化 开采水平内生产的高产高效集中化 水平内开采布置的单层化和全煤化等。 15、 简述风井的布置方式。 （ P464） 8 （一）中央并列式通风 布置：进风井、回风井并列布置在井田中央
23、工业场地内； 优点 :工业场地集中，管理方便；井筒保护煤柱少。 缺点：通风线路长，风阻大，漏风多。 适用：井田尺寸、能力不很大、低瓦斯矿井；矿井投产早期。 （二）中央边界式通风（中央分列式） 布置：主、副井位于井田中央，风井设在井田中央上部边界。 使用：副井进风，风井回风 优点：风路短，风阻小，井下漏风少 缺点：深部要维护较长的上山回风；工业场地分散 适用：煤层赋存不太深的缓、中倾斜煤层矿井 ;煤层赋存深，瓦斯大的矿井 ; 矿井生产后期 （三）对角式通风 布置：进风井位于井田中央，风井成对角布置在井田两翼上部边界。 优点：风路、风压稳定。一翼灾变，另一翼正常。 缺点：风机和通风设备多，工业场地
24、分散，建井时间长，主副井与风井贯通距离长。 适用：对通风要求很严格的矿井（高瓦斯、煤层易自燃、有 煤和瓦斯突出危险的矿井， 井田一翼长达 6 8km，后期风路长的矿井 （四）采区风井通风 布置：风井设在各采区 使用：中央井筒进风，各采区回风井回风。 适 用 ： 井 田 上 部 距 地 表 浅（ 50100m），采区尺寸大的采区。 优点：通风线路短；各采区通风方便、灵活；风阻小。可不设回风大巷。 建井可平行施工，建井期短。 缺点：风井及设备多，管理分散。 （五）混合式通风 43I1 25I I2 5341II1 234I6 5123 4I-I65I1325 4 4I I123455I3214 I
25、32144 4 4I9 布置：有上述各种方式混合组成，例如 中央边界式与对角式 ； 中央并列式与对角式 等 特点：进、回风井的数量较多，通风能力大， 风井布置应因地制宜，灵活 运用。 a、矿井表土浅，第一水平设小风井，第二水平改其他方式。 b、井田走向大的矿井（ 6 8km），初期中央并列式，后期中央对角式。 c、风井有效半径：一个专用风井的有效半径大致控制在 3km 左右。 （六）、分区域通风 布置：每一个分区域内均设置进风井及回风井，构成独立的通风系统。 优点：通风路线短、几个分区域可以同时施工；更有利于处理矿井事故；运送人员及设备方便。 缺点：工业场地分散，占地面积大，井筒保护煤柱较多。
26、 16、 采煤方法选择的依据 。 （ P281） （一）煤层赋存条件 1、煤层 的倾角和厚度 2、煤层及围岩特征 (煤层硬度、节理裂隙、顶底板岩性） 3、煤层的地质构造 4、煤层的含水、 CH4 及煤的自燃性 （二）采煤技术及装备水平。采掘设备的特点、适用条件能否带来效益，生产单位购买能力。 （三）管理水平 （四）国家政策、法规和规程 17、运输设备的选用 胶带输送机 上山（向下运煤） 6； 下山（向上运煤） 8 新型胶带机： =28 铸石溜槽 上链式刮板机 向下运可达 1828；下链式刮板机 适用 松煤的自然安息角： 35 煤层或上山倾角 3时，均采用自溜； 搪瓷溜槽： ，可自溜。 铁板溜槽
27、等， =30 18、 加大采区走向尺寸的好处 相对减少上（下）山、车场及硐室的掘进工程量； 减少采区边界煤柱、上（下）山煤柱损失； 增大采区储量和服务年限，利于接替； 利于采区和矿井合理集中生产，提高采区 产量 ； 减少采面搬家次数 三、 看图题 说明： 1） 该部分图较多， 大家可以根据老师所划重点进行复习。 2）该部分答题的内容（步骤）： a、填图：各巷道名称； b、巷 道布置特点： c、生产系统：运煤系统、运料系统、通风系统； 1、单一煤层走向长壁采煤法上山采区巷道布置。 （ P196） 2、单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法巷道布置。 （ P209） 3、倾斜分层走向长壁下行跨落采煤法分层
28、同采巷道布置。 （ P221） 4、准备方式（ 十五章各准备方式巷道布置图 ） 10 四、 论述题 1.影响工作面长度的因素 （一）地质因素 1、 断层、褶曲、煤层厚度变化带、倾角变化带工作面长度 方向上应以大的断层、褶曲、煤层厚度变化带、倾角变化带为上下边界； 2、 煤层厚度 ： 煤层较厚， M2.5m，普采面过长控顶和管理困难 ； 煤层较薄，工作面过长，作业困难 ； 3、 煤层倾角 ： 25，煤矸滚动，行人困难工作面不宜过长 ； 4、 顶板破碎 难维护时 ，工作面不宜过长； 5、 瓦斯涌出量限制工作面长度 。 （二）技术因素 1、 受设备限制 炮采 工作面较短 普采 工作面长度可适当加大
29、综采 工作面最长 2、 工艺的影响 技术管理水平 ：工作面愈长，要求愈高； 矿井设计时技术参数的影响 ： 阶段斜长的影响 ； 足够的月进度 。 （三）经济上因素 从 经济 角度考虑，工作面存在一个产量和 效率最高、效 益最好的长度。根据工作面产量 和长度的关系应用数学分析法，给出经济 上 的 最佳 工作面长度 。 1日进刀数， 2工作面日产量， 3工作面效率 .简述综采工作面对区段平巷要求及综采工作面区段平巷的布置特点： 为了适应产量的需要均设置转载机和胶带输送机，同时为了避免增加或减少支架的麻烦，要求工作面长度等长，区段上下两平巷尽量做到直线或分段取直，且互相平行布置，区段平巷沿直线或折线布
30、置时，需注意采取措施注意解决巷道内局部地段的积水问题。 区段运输巷、回风巷应平行布置，保持工作 面等长。 区段运输巷、回风巷定向取直或分段定向取直。 2、 倾斜长壁采煤法优缺点 （与走向长壁采煤法相比） 及适应条件。 （ P210） 优点： （ 1）巷道布置简单，巷道掘进及维护费低，投产快。巷道掘进工程量少 15%，相应工期短。 （ 2）运输系统简单，占用设备少。运输设备及辅助人员可减少 30。 （ 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，通风构筑物减少约 1/3。 （ 5） 对某些地质条件的适应性强 ，如： 倾向断层 可沿断层面布置；淋水大 仰斜开采；瓦斯大 俯斜开采；片帮严重 俯斜开采。 （ 6） 技术经济效益显著。采面单产增加，巷道掘进率降低 ，采出率增加，工效提高 缺点 ： （ 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的要求； 123N（刀数/日）L (m)P(t/工)Q(t)
