专业证书班《采煤概论》电子教案1.doc

第一章 煤矿地质与矿图基础知识第一节 地壳及其运动1、地壳是指地球表面及其以下的坚硬薄壳层，其厚度约为地球半径的1/400。2、地壳的平均厚度为16km。3、地壳是煤及其各种矿产资源形成和保存的地方。4、地壳是由岩石组成的。5、组成地壳的岩石种类很多。按其成因，可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。6、岩浆岩是由高温熔融状态的岩浆喷出地表或侵入地壳的上部逐渐冷却、凝固而形成的岩石。常见的岩浆岩有花岗岩、玄武岩、闪长岩、安山岩、流纹岩和辉长岩等。7、沉积岩是在地壳表面环境中形成的岩石。沉积岩在地表表层分布最广，它覆盖的面积约占地表面积的75%，是最常见的一类岩石，有许多重要的矿产资源就是沉积岩。如煤、油页岩、盐矿、沉积铁矿、石灰岩等。此外石油和天然气也生成于沉积岩中。据统计，目前全世界每年开采的矿产资源75%来自沉积岩。8、煤是一种主要由植物遗体转变而成的沉积岩，煤层的顶、底板岩层绝大多数也都是沉积岩。因此，也可以说煤是一种天然形成的固体可燃有机岩。9、变质岩是地壳内已经形成的岩浆岩、沉积岩或变质岩，受到高温、高压作用或岩浆侵入，使原有岩石的矿物成分、结构发生部分或全部变化而形成的一种新岩石。常见的变质岩有石英岩、大理岩、片麻岩等。二、地质作用1、促使地球的物质成分、构造和地表形态等方面发生变化的各种作用，称为地质作用。2、根据地质作用能量来源和发生的地点不同，地质作用分为内力和外力地质作用两大类。3、由地球的旋转能、重力能和地球内部的热能、化学能等引起整个地壳物质成分和地壳内部构造及地表形态发生变化的地质作用，称为内力地质作用。4、内力地质作用包括地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震作用。5、外力地质作用是在地壳表面或接近地表的地方进行的地质作用，它们的能量来自地球以外，主要是太阳的辐射热能，因而这类地质作用称为外力地质作用。6、外力地质作用分为：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和固结成岩作用。三、地质年代及地层1、根据地壳运动及古生物的发展，把地壳的历史划分为宙、代、纪、世、期、时六个地质年代单位。2、地层单位从大到小依次分为宇、界、系、统、阶、时间带六个等级3、地质年代单位与地层单位对应关系为：地质年代单位“宙”这个时间单位内形成的地层单位叫“宇”；地质年代单位“代”这个时间单位内形成的地层单位叫 “界”；地质年代单位“纪”这个时间单位内形成的地层单位叫“系”，其余类推。“世”“统”“期”“阶”“时”“时间带”。 第二节 煤的形成、用途和分类1、煤是由古代植物遗体经过演变而形成的。 大约在1.52.5亿年前，地球上天气炎热、雨量充沛，植物生长繁茂；植物死亡以后的遗体经过风化、剥蚀、搬运、沉积到比较低的沼泽、湖泊地带形成泥炭，这是煤形成的第一阶段，称为泥炭阶段。泥炭形成以后，经过若干年的地壳缓慢沉降运动，泥炭被埋藏在地壳的深部，经过不断的高温、高压、脱氧作用，逐渐形成褐煤、烟煤和无烟煤。这是成煤的第二个阶段，称为煤化阶段。2、成煤的必要条件 答： 繁茂的植物生成条件； 温湿的古气候条件； 沼泽、湖泊的古地理条件； 缓慢沉降的地壳运动条件。3、我国三大主要成煤时期分别是什么地质年代？ 答： 石炭二叠纪聚煤期，是晚古生代，距今大约2.32.8亿年。 侏罗白垩纪聚煤期是中生代，距今大约6500万年1.8亿年。 第三纪聚煤期是新生代，距今大约300万年2000万年。4、煤层按倾角一般分为哪三类？ 答：缓倾斜煤层 倾角25 倾斜煤层 倾角在2545 急倾斜煤层 倾角455、煤层按厚度一般分为哪三类？ 答：薄煤层 1.3m 中厚煤层 1.3m3.5m 厚煤层 3.5m6、煤层的结构是指煤层内是否含有较稳定的夹石层。 通常煤层结构分为简单结构和复杂结构两类。 简单结构的煤层中不含稳定的夹石层。复杂结构的煤层中含有较稳定的夹石层。7、煤的工业指标有哪些？ 答：水分（M） 灰分（A） 挥发分（V） 胶质层厚度（Y） 发热量（Q） 含矸率8、我国煤的工业分类所依据的指标是哪些？ 答：Vdaf干燥无灰基挥发分 GR.I 烟煤的黏结性指数 Y 烟煤的胶质层最大厚度 B - 烟煤的奥阿膨胀度 Hdaf 干燥无灰基氢含量 PM 煤样的透光率 Qgr.maf 煤的恒温无灰基高位发热量9、我国煤炭分为哪14类？ 答：无烟煤、贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、 1/3 焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1/2中黏煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤、褐煤。10、什么是断层要素？断层要素包括哪些？答：断层各组成部分的名称叫做断层要素。断层要素有断层面、断盘 、断层线和断距。11、根据断层两盘相对运动的方向断层分为哪三类？答：正断层上盘相对下降，下盘相对上升。逆断层上盘相对上升，下盘相对下降。平移断层断层两盘沿水平向相对移动。 正断层 逆断层 平移断层 12、根据断层面走向与岩层面走向的相对关系断层分为哪三类？答：走向断层 断层面走向与岩层走向一致或大致一致的断层。倾向断层 断层面走向与岩层走向垂直或近于垂直的断层。斜交断层 断层面走向与岩层走向斜交的断层。 走向断层 倾向断层 斜交断层 13、什么是煤炭储量？答：煤炭储量是指地下埋藏的具有一定工业价值和一定研究程度的煤炭资源数量。14、矿井地质储量是如何分类 答： 可采储量 工业储量 能利用储量 设计损失量 远景储量 矿井地质储量 暂不能利用储量（1）矿井地质储量是指井田技术边界范围内，通过地质勘查（物探、钻探、巷探）和地质调查已查明的符合我国能源政策和标准的全部储量。（2）能利用的储量（又称平衡表内储量）是指煤质指标（如硫、磷、灰等）和经济技术指标（如煤层厚度、埋藏条件等）符合工业要求，在目前煤矿开采技术条件下可以开采和利用的储量）。（3）暂不能利用的储量（又称平衡表外储量）是指煤质指标和经济技术指标暂不符合工业要求，在目前煤矿开采技术条件下暂不能开采和利用的储量。（4）工业储量在能利用储量中，做为设计和投资依据的那部分储量。（5）远景储量指在能利用储量中，研究程度不足，只能做为地质勘探设计和矿区发展远景规划依据的那部分储量。（6）可采储量是指在工业储量中，预计可以采出来的那部分储量。（7）设计损失量是指根据煤层赋存条件，采用不同的采煤方法，以及保证开采工作的安全等，在开采设计时，按规定允许遗留在地下的那部分储量。15、什么是绝对高程？什么是相对高程？答：绝对高程是指空间某一点至黄海海平面的垂直距离。高于黄海海平面的标高为正，低于黄海海平面的标高为负。（是以黄海海平面为基准）。相对高程是指空间任一点至假定水准面的垂直距离。任一点的高程以假定水准面为基准，高于水准面的标高为正，低于水准面的标高为负。两点间的高程差称为高差。以绝对值表示。16、叙述褶曲、断层在煤层底板等高线上的表现形式。答：煤层的褶曲表现为煤层底板等高线发生弯曲。如图1-28所示，等高线凸出方向是标高升高的方向，则为向斜；若等高线凸出方向是标高降低方向，则为背斜。图1-28煤层底板等高线为封闭曲线时，由边缘向中央等高线逐渐增加则为穹窿构造;相反，标高逐渐降低则为盆地构造，如图1-29所示。图1-29在煤层底板等高线图上，断层就是用断层面与煤层底板层面交线的水平投影来表示的，一般叫做断煤交线。断层有上下两盘，因此一条断层有两条断煤交线。断层使煤层底板等高线失去连续性，一般正断层表现为等高线在两条交面线中间缺失，等高线中断缺失是因为煤层断开，形成无煤带，逆断层表现为等高线重叠，这是因为逆断层在水平投影上产生部分重叠，如图1-8所示正断层 逆断层 图1-817、如何进行煤矿地质图的识读？答:(1)图名和比例（2）图例（3）判断方位（4）分析图中的内容例如：识读图1-33 插图1-33图1-33由图名及比例知该图是按1：5000比例尺绘制的煤层底板等高线图。由图例知该区内共有四条断层，F1、F2、F3为正断层，F4为逆断层。将煤层分为五个块段进行分析: F2和F3之间块段为一倾伏向斜; F3、F4断层之间倾角变化较大，北部倾角小，向南倾角逐渐变大，北高南低，等高线方向变化不太大，近似于单斜构造；F4断层面以南，F2断层以东，煤层等高线方向变化不大，基本上是单斜构造。该区域西北部边界为煤层露头带。全部钻孔见煤，说明煤层埋藏稳定。第二章井田开拓、煤田划分为井田要考虑哪些因素？如图2-1答：（1）充分利用自然条件划分井田； （2）井田范围、储量和开采技术条件要与矿井生产能力相适应； （3）保证井田有合理的尺寸； （4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。2、井田边界的划分方法有哪几种？各适用于什么条件？如图2-2 答：（1）水平划分 适用于倾斜煤层的急倾斜煤层。（2）垂直划分 适用于近水平煤层和缓倾斜煤层。（3）以较大断层为界 井田内存在较大断层，尽量利用断层为界，这样既降低了煤柱损失，又减少了开采技术上的困难。3、绘图说明阶段与水平的概念？ 答：如图2-3 当开采缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层时，通常沿煤层倾斜方向，按一定的标高将井田划分为若干个平行于走向的长条形部分，每个长条形部分称为阶段。阶段与阶段之间是以水平面分界，分界面又称为水平。 水平用标高来表示，如图2-3中的0、150、300等水平。阶段沿倾斜方向的长度称为阶段斜长。阶段上部与下部分界的垂直高度称为阶段高度。每个阶段构成独立的生成系统，在阶段的下部边界开掘阶段运输大巷（兼作进风巷），在阶段上部边界开掘阶段回风大巷，为整个阶段服务。4、井田划分为阶段时，阶段内再划分有哪几种方式？各适用于什么条件？ 答：（1）采区式划分 如图2-5，它适用于复杂的地质条件，一般用于采区生产能力大的大型矿井较多。（2）分段式划分 如图2-6，它适用于地质构造简单，走向长度较短的中小型矿井。（3）带区式划分 如图2-7，它一般适用于煤层倾角小于12，地质构造简单的煤层.5、简述矿井生产能力，服务年限与矿井储量之间的关系？答：矿井储量是指矿井边界范围内，通过地质手段查明的符合国家煤炭储量计算标准的全部储量，又称矿井总储量。矿井生产能力又称为矿井年产量，是指矿井在一年内生产煤炭的数量。矿井服务念限是指矿井从投产到报废的开采年限。当矿井生产能力一定时，矿井的设计服务年限可用下式计算： T 式中 T矿井设计服务年限 a（年） A矿井设计年产量 万吨/年 ZK矿井可采储量 万吨 K储量备用系数，矿井设计时一般取1.4 矿井生产能力和服务年限的关系，实质上就是矿井生产能力和矿井储量的关系。在规定的井田范围内，矿井储量一定，矿井生产能力越大，服务年限越短；生产能力越小，服务年限越长。6、井田开拓有几种方式？各适用什么条件？ 答：（1）斜井开拓 主要用于煤层埋藏稳定、地质构造简单的大中型矿井。（2）主井开拓 主要用于地质构造复杂，井筒难以采用斜井施工条件的大中型矿井。（3）平硐开拓 一般用于山岭、丘陵地区的中小型矿井。如图2-15、2-17（4）综合开拓 如图2-18能适应复杂的矿井环境，开采条件的大中型矿井。7、什么是井底车场？为什么说井底车场是矿井的咽喉要道？答：环绕井筒底部开凿的一组水平巷道和硐室的总称。称为井底车场。是井下运输和井筒提升两大环节之间的枢纽，担负着煤炭、矸石、材料、设备和人员的转运，同时为矿井供电、排水、通风提供保证，一是井底车场发生事故（或故障），势必影响全矿井生产及安全。因此，井底车场是矿井安全生产的咽喉要道 。8、立井刀式环形井底的调车方式有哪几种？答：（1）顶推调车 （2）甩车调车 （3）专用设备调车9、井底车场形式是如何分类的？答：根据矿车在车场内运行的特点，井底车场可分为环形式和拆返式两大类型。环形车场又可分为卧式、斜式和立式三种。基本类型如图 2-21. 折返式车场又可分为梭式和尽头式两种类型。10、选择井底车场形式时，需要考虑那些因素？答：（1）煤层赋存形式； （2）井田开拓方式； （3）矿井生产能力； （4）井筒和主要巷道位置关系； （5）井筒和主要巷道的提升运输方式； （6）井下围岩条件； （7）地面布置以及矿井生产系统； （8）车场通过能力较矿井设计生产能力富裕30%以上 ；（9）调车及运输系统简单，管理方便，弯道及交岔点要少，有利于采用集中、闭塞、自动控制信号系统；（10）施工容易，巷道工程量少，生产成本低；（11）开掘在易于维护的岩层内，使车场巷道便于维护（12）操作安全，符合有关规程、规范要术。11、运输大巷的位置通常有哪两种？答：（1）将运输大巷布置在不受采动影响的煤组底板岩层中称为岩石大巷。（2）将运输大巷布置在煤组下层煤质坚硬、围岩稳定的薄及中厚煤层称为煤层大巷。12、运输大巷有几种布置方式？各应用于什么条件？答：（1）分层运输大巷 如图2-24，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，才考虑采用这种布置方式。（2）集中运输大巷 如图 2-25 这种布置方式适用于煤层层数较多而层间距不大的矿井。 （3）分组集中运输大巷 如图 2-26 这种布置方式适用于煤层层数较多而分组间距又较大的矿井。13、石门垂直或斜交岩层走向的水平岩石巷道。14、上山是指运输大巷以上，沿煤层倾斜方向向上开掘的倾斜巷道。15、下山是指运输大巷以下，沿煤层倾斜方向向下开掘的倾斜巷道。16、暗井没有直接通过地面出口的垂直巷道。17、开拓巷道为全矿井或者一个以上采区服务的巷道。18、准备巷道为一个采区或者两个工作面以上服务的巷道。19、回采巷道为一个工作面服务的巷道称为回采巷道。20、何谓矿井“三量”、”“三量”可采期是如何规定的？答:开拓煤量是、准备煤量、回采煤量统称矿井“三量”。 开拓煤量是指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。准备煤量是指准备煤量的范围内，已掘进的回采巷道所圈定的可采储量。 “三量”可采期通常规定为：开拓煤量35年以上；准备煤量1年以上；回采煤量46个月以上。21、沿煤层倾斜的开采顺序包括哪几种？ 答：包括阶段间的开采顺序和采区内各区段的开采顺序。阶段间的开采顺序一般是沿煤层的倾斜方向，自上而下按阶段依次进行回采。采区内各区段的开采顺序包括上山采区和下山采区。上山采区一般采用下行式，即先将采区上山掘至采区上部边界，由采区边界向大巷方向自上而下依次开采各区段。下山采区一般采用上行式，即先将采区下山掘至采区下部边界，由采区边界向大巷方向自下而上依次开采各区段。22、沿煤层走向的开采顺序包括哪几种？答：包括阶段内各采区的开采顺序和采区内工作面的推进方向。阶段内各采区的开采顺序包括前进式和后退式。采区前进式开采顺序是指采区由井筒向井田边界方向依次开采。采区后退式开采顺序是指采区由井田边界向井筒方向依次开采。 一般情况下，上山采区采用前进式开采，下山采区采用后退式开采。采区内工作面的推进方向也可分为前进式和后退式。采煤工作面自采区上、下山向边界推进称为前进式开采。采煤工作面自采区边界向采区上、下山方向推进，称为后退式开采。23、何谓采掘关系？为保证矿井的采掘平衡，应有哪些具体措施？答：在矿井正常生产时期，为保持矿井的稳产高产，必须按一定的采掘程序有计划地掘进各种巷道和布置一定数量的工作面。这种巷道掘进和回采在时间上和空间上的配合关系称为采掘关系。为保证矿井的采掘平衡，需要制定开采计划和巷道掘进工程计划，并切实执行。24、什么叫矿井开拓延深？矿井开拓延深有哪些具体方式？答:在多水平开拓的矿井中，井筒不是一次掘进到最终的开采深度和水平的，而是先掘进到第一个开采水平的位置进行生产。所以，为了保持矿井正常接续和均衡生产，在生产水平减产前必须完成井筒延深和新水平的开拓准备工作。这一井筒延深和新水平的开拓准备工作称为矿井延深。25、选择矿井开拓矿井延深方案的原则及要求是什么？答：（1）保持或扩大矿井生产能力，充分利用现有井巷、设施及设备，降低投资。（2）采用新技术、新工艺和新设备，在新水平开拓时选择先进的采煤方法、采掘技术和设备，优化矿井开拓方案和采区准备方式。（3）加强生产管理，延深的组织管理与技术管理，尽量减少延深对生产的影响。（4）尽可能缩短新、旧水平的同时生产时间。26、矿井技术改造有什么意义？其内容包括哪几个方面？答：矿井技术改造，是改造矿井原有的开拓方式中与现在生产技术和管理水平不相适应的环节。进而使生产各尽、矿井达到高产高效型、本质安全型。矿井技术改造内容主要有以下三个方面：矿井改扩建、合理集中生产和矿井主要生产系统的环节改造。第三章井巷掘进与支护1、简述岩石分级与围岩分类？答：岩石分级的目的，主要是区分破碎岩石的难易程度。岩石破碎的难易程度通常用“坚固性系数”f（又称普氏系数）。将岩石分为十级共15种。见表3-1 f值等于岩石的单向 强度R（Mpa）除以标准岩石的抗压强度10（Mpa）即 f围岩分类的目的是针对性地选择围岩的支护方式，根据相关规定与要求，目前煤矿井下围岩划分为五类，见表3-2类围岩 稳定岩层类围岩 稳定性较好岩层类围岩 中等稳定岩层类围岩 稳定性较差岩层类围岩 不稳定岩层2、煤矿井下最常用的巷道断面形状有哪几种？简答其应用条件？答：煤矿井下最常用的巷道断面形状有梯形、矩形和拱形。一般情况下，服务年限较短的回采巷道，如区段运输平巷，区段回风巷道和开切眼等多采用梯形或矩形断面；服务年限较长的开拓巷道 如：斜井、平硐、井底车场、运输大巷和石门等多采用拱形断面。3、什么是岩巷、煤巷和半煤岩巷？答：在巷道掘进断面中岩层占4/5以上（包括4/5）时，则该巷道称为岩巷。在巷道掘进断面中煤层占4/5以上（包括4/5）时，则该巷道称为煤巷。在巷道掘进断面中煤层占1/5以上而小于4/5时，则该巷道称为半煤岩巷。4、铵锑炸药由哪些成分组成？以及各成分在铵锑炸药中的作用？答：铵锑炸药由硝酸铵、锑恩梯、木粉、食盐、石蜡和沥青组成。 硝酸铵本身就是一种弱质炸药，是铵锑炸药的主要成分。 锑恩锑（TNT）一种烈性炸药，用以提高铵锑炸药的敏感度。 木粉是松散剂，惨入铵锑炸药可使炸药疏松不易结块。 食盐是消焰剂，用以吸热降低爆温，对引爆瓦斯能起到阻化作用。 石蜡和沥青石防水剂，用以防止炸药受潮变质。5、掘进通风有哪几种方式？简述其优缺点？如图3-10答：（1）压入式 这种通风方式，局部通风和安装在新鲜风流中安全性高，而且使用柔性风筒架设安装使用方便。缺点是掘进巷道空气质量不好。 （2）抽出式 这种通风方式，污浊空气经过局部通风机，安全性差，而且使用硬质金属风筒架设安装使用都不方便。 （3）混合式 这种通风方式占用设备多，管理使用难度较大，但是能适应长距离巷道掘进。（一般在2000m以上巷道掘进使用）6、什么是地压？自然平衡拱是如何形成的？答：在原岩体内开掘巷道以后，由于围岩的变形或破坏而作用在支架上的力，称为地压。 巷道开掘以后，巷道顶部岩石受着上部岩石的压力，当应力值超过其极限强度时，会出现顶板下沉，冒顶现象，冒落范围也不断向上发展，最后形成一个冒落拱。冒落拱形成后，巷道上部的岩石就会停止冒落，这个拱就叫自然平衡拱。并非在所有的岩体中开掘巷道都会形成自然平衡拱。7、巷道支护类型通常有三种？锚喷网联合支护主要优点是什么？答：巷道支护类型通常有棚室支护、石材整体式支架、锚喷网联合支护三种类型。 锚喷网联合支护主要是提高围岩的本身强度，是一种积极防御性的支护方法，而且支护成本低，施工方便；几乎适用于各种不同地质条件下的井巷工程。8、简答锚杆支护的作用原理？说明锚杆支护与传统支护方式的本质区别？答：锚杆支护的作用原理： （1）悬吊作用锚杆好象 “钉子”把松软岩层钉固在上面坚硬稳定的岩层上，从而提高整体岩层的强度。（2）组合梁作用科学认为：组合梁的强度远远大于叠加梁的强度，通过锚杆把不同强度岩层组成一个组合梁，从而提高整体岩层的强度。 锚杆的悬吊作用 锚杆的组合梁作用（3）挤压加固作用锚杆好象楔子一样，能把较松散的岩层加固成一整体，从而提高整体岩层的强度。（4）减小跨度作用科学认为：跨度越大，稳定性越差，强度越低，在巷道中心线顶板处打上锚杆，相当于在该处打了根点柱，从而减小了巷道的跨度，提高了巷道围岩的稳定性。锚杆的挤压加固作用 锚杆的减小跨度作用 传统的棚式支护和石材整体式支架是在巷道围岩的外部对岩石进行支护，只是消极地承受围岩产生的压力和防止破碎岩石的冒落。是一种被动的支护方式。而锚杆支护实质是在加固围岩，提高围岩的本身强度，是一种积极主动的支护方式。9、简答喷射混凝土或喷射水泥砂浆支护的作用原理？ 答：（1）充填作用喷射混凝土或喷射水泥砂浆可起到充填巷道周边岩体裂隙或凹穴。（2）隔绝作用喷射混凝土或喷射水泥砂浆可起到巷道掘进围岩与巷道空气的隔绝作用，防止围岩风化。（3）支撑作用掘进巷道喷射混凝土或水泥砂浆凝固后与岩层紧密地结合在一起，具有很高的黏结力，从而提高围岩强度，起到支撑作用。（4）转化作用巷道掘进后，巷道周边产生大量裂隙和凹穴，引起岩层松动，稳定性差，喷射混凝土或喷射水泥砂浆后，巷道围岩强度得到明显的改善。10、简答锚网支护的作用及适用范围？答：锚杆加金属网联合支护称锚网支护。其作用是维护锚杆间的围岩，防止松动小块岩石掉落。锚杆支护一般用于围岩稳定性较差，垮度小，服务年限不长的回采巷道。11、简答立井施工工序和施工作业方式？答：立井施工主要工序有: 破岩、装岩、提升岩石、支护。立井施工辅助工序主要有：通风、排水、测量等。立井施工作业方式有：掘砌单行作业、掘砌平行作业掘砌混合作业三种。第四章采煤方法1、选择采煤方法应满足哪些要求？答：应满足采煤工作面的安全、高产、高效、煤质好、成本低和煤炭采出率高的基本要求。2、填空题 采煤方法包括采煤工艺和采煤系统两项内容。3、名词解释 （1）回采工作在采煤工作面内，为开采煤炭所进行的各项工作，称为回采工作。（2）采煤工艺在采煤工作面内，按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合关系，称为采煤工艺。（3）采煤系统是指采区或盘区开采单元内，准备和回采巷道的布置形式以及所建立起来的运输、通风等生产系统的总称，称为采煤系统。（4）采煤方法是指采煤系统和采煤方法在时间和空间上的配合关系。4、壁式体系采煤法有何特点？走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法的区别是什么？答：壁式体系采煤法的特点是：（1）采煤工作面长度较长，通常在80250m左右；（2）在采煤工作面两端至少各有一条回采巷道用于通风和运输；（3）采落的煤岩平行于采煤工作面煤壁的方向运出采场；（4）随着采煤工作面的推进，要及时有计划地处理采空区；（5）壁式体系采煤法工作面的通风状况良好。走向长壁采煤法：回采工作面沿倾斜布置，沿走向推进。倾斜长壁采煤法：回采工作面沿走向布置，沿倾斜推进。5、简答采煤方法选择的原则及影响因素？ 答：采煤方法选择的原则： （1）技术上要先进达到采煤工作面机械化水平高、单产高、煤炭质量好、煤炭采出率高的要求。 （2）经济上要合理应达到劳动生产率高；材料消耗少；成本低的要求。 （3）安全上要可靠应保证矿井和采区有完善的运输、通风、行人系统；建立完善的防火、防尘、防瓦斯积聚和处理各种灾害事故的系统和设施；有防止冒顶、片帮、支架倾倒、机械伤人的安全技术措施；采用高技术，加强全方位的安全生产监测监控系统。选择采煤方法的影响因素包括地质因素和技术经济因素。 地质因素主要有: 煤层的厚度和倾角，煤层及围岩特征，煤层的地质构造，煤层的含水量，瓦斯的涌出量及煤的自燃倾向性。技术经济因素主要有: 生产经营单位先进技术装备的购买能力以及适应性，生产经营单位的技术管理水平以及职工的综合素质。6、什么是矿山压力？答：在原岩体内开掘巷道以后，破坏了原岩体本身的应力平衡，此时岩体要寻找新的应力平衡，在寻找新的应力平衡过程中，必然要引起岩体的变形、位移和破坏，岩体的这种变形、位移和破坏作用在支架上的力称为矿山压力。7、什么是矿山压力显现？答：在矿山压力的作用下所引起的采掘工作面顶板下沉、裂缝、掉渣，煤壁的片帮，木支架折损，金属支架变形，工作面瓦斯涌出量增大，工作面淋水增大，综采工作面液压支架被“压死”等一系列力学现象，称为矿山的压力显现。8、什么是矿山压力控制？答：所谓人为地调节、改变和利用矿山压力的各种措施叫做是矿山压力控制。9、采煤工作面根据直接顶自身的稳定性，我国将直接顶分为哪四类？答：一类为不稳定顶板，回采时若不及时支护，很容易发生局部冒顶，如裂隙发育的炭质页岩、泥岩、泥质页岩等； 二类为中等稳定顶板，虽然受到裂隙的切割，但局部尚完整，其岩层的强度仍较大，如裂隙不发育的致密泥岩，粉砂岩，沙质页岩等； 三类为稳定顶板，它允许暴露的面积大，稳定性好，不易发生局部冒顶，如裂隙较少的砂岩，石灰岩等； 四类为非常稳定顶板，即煤层上方直接赋存着坚硬难冒得基本顶，如厚度致密的砂岩、石灰岩、整体性强的砾岩等。10、判断题基本顶是影响工作面顶板来压的主要因素，是确定支架支撑能力，可缩性能以及选择采空区处理方法的主要依据。（）11、多项选择题 根据我国煤矿多年来的实践和研究，将基本顶来压显现的强烈程度分为哪四级ABCDA、来压不明显顶板 B、来压明显顶板C、来压强烈的顶板 D、来压非常强烈的顶板E、周期来压顶板12、滚筒采煤机的割煤方式通常有哪几种？ 答：（1）单向割煤，往返进一刀； （2）双向割煤，往返进两刀； （3）“”字形割煤，往返进一刀；13、判断题（1）滚筒采煤机每割一刀之前，必须使其滚筒切入煤体，这一过程称为进刀 （）（2）斜切进刀方式最常用的是留三角煤进刀 （）14、单体流压支柱的工作面特性是什么？外注式单体流压支柱的工作过程分为哪三个阶段？答：单体液压支柱的工作面特性为恒阻式。外注式单体流压支柱的工作过程分为：（1）升柱初撑阶段 （2）承载阶段（3）卸载回柱15、采空区处理的方法有哪些？全部垮落法处理采空区的实质是什么？答：采空区的处理方法主要有以下五种（1）全部垮落法 （2）全部充填法（2）局部充填法 （4）缓慢下沉法（5）煤柱支撑法全部垮落法处理采空区的实质：随着工作面的不断推进，人为地有计划地使采煤工作空间以外的直接顶自行垮落下来（简称放顶），以保持采煤工作面最小悬顶面积，同时，垮落的岩石充填采空区并支撑上部裂隙带岩层，从而减轻顶板对工作面支架的压力。16、简述对悬臂支护的认识？答：悬臂支护是有由单体支柱与铰接顶梁组合成的一种支护方式，是普采、炮采工作面最常用的一种支护方式。按悬臂梁与支柱的相互位置不同，可分为正悬臂和倒悬臂两种。如图4-22所示，悬臂伸向工作面煤壁时，简称正悬臂；悬臂伸向采空区一侧时，称为倒悬臂。采用正悬臂时，机道顶板有悬臂支护，必要时还可掏梁窝提前挂梁，打贴帮柱等，因此机道安全好；悬梁靠采空区一侧伸出较短，故顶梁不易折损。采用倒悬臂时，靠采空区一侧的支柱不易被矸石埋住，回柱时比较安全；当顶板比较破碎时，掏梁窝比较浅，因此容易挂梁。17、根据支架与围岩相互作用的特点，液压支架分为哪三类？各适用于什么条件？答：（1）支撑式液压支架 在结构上没有掩护梁，对顶板的作用以支撑为主。适用于中等稳定以上的顶板条件。（2）掩护式液压支架 在结构上有掩护梁，支柱是通过掩护梁对顶板起支撑作用。如图4-30 适用于顶板破碎或中等稳定以下的顶板条件。（3）支撑掩护式液压支架 具有掩护梁结构，支柱大部分或几乎全部时通过顶梁对顶板起支撑作用，也可有部分支柱是通过掩护梁对顶板起支撑作用。如图4-31 在顶板破碎或顶压较大的条件下，均可使用。18、什么是放顶煤采煤法？主要类型有哪几种？答：放顶煤采煤法是在开采厚煤层时，沿煤层的底板或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采高为23m的综采工作面，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，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由刮板输送机运出工作面的一种采煤方法。综采放顶煤采煤法主要有：一次采全厚放顶煤，预采顶分层网下放顶煤，倾斜分段放顶煤三种类型，如图4-3819、综采放顶煤液压支架的类型有哪些？答：（1）单输送机高位放顶煤液压支架； （2）双输送机中位放顶煤液压支架； （3）双输送机低位放顶煤液压支架。20、简答综采放顶煤采煤法的主要优点及使用条件？答：主要优点： （1）单产高 （2）效率高 （3）成本低 （4）巷道掘进工程量小 （5）减少了搬家倒面次数，节省了采煤工作面的安装与搬迁费用。（6）对煤层厚度变化及地质构造适应性强。 适用条件：（1）一次采出的煤层厚度610m为佳；（2）煤的坚固性系数一般应小于3；（3）倾角不宜过大的缓倾斜煤层；（4）夹矸层厚度不宜超过0.5m的煤层；（5）直接顶应具有随顶煤下落的特性；（6）地质构造比较复杂的区域；（7）煤炭自燃发火期短，瓦斯涌出量大的综采工作面不宜采用综采放顶煤采煤法。21、采煤工作面常用的作业形式有哪几种？答：（1）“两采一准”作业形式；（2）“三班采煤、边采边准” 作业形式；（3）“两班半采煤，半班准备”作业形式；（4）“四班交叉”作业形式；（5）“四班作业、三采一准” 作业形式。22、采煤工作面循环作业图表包括哪几项内容？循环作业图是如何构成的？ 答：循环作业图表包括循环作业图、人工出勤表和技术经济指标表三项内容。循环作业图用来表示工作面内各工序在时间上和空间上的相互关系。 循环作业图的构成是以工作面长度为纵坐标，以昼夜24小时时间为横坐标，再以带有各种符合的线条绘出各工序的时间和地点，如图 4-41所示。23、什么是采煤工作面的正规循环作业？答：在规定的时间内，按照规定的程序和工艺，保质保量的完成一个循环的全部工序和工作量，并保持周而复始地进行采煤工作的一种作业方式。24、长臂采煤法的巷道布置可归纳为哪三种？基本类型？答：（1）采区式巷道布置 （2）盘区式巷道布置（3）带区式巷道布置25、采区巷道联合布置的形式有哪几种？联合布置的形式取决于什么条件？答：（1）集中联合布置 （2）分组集中联合布置联合布置的形式主要取决于煤层数目、煤层厚度、层间距离、顶底板的岩性、地质构造等因素。26、简述倾斜长臂采煤法的主要优点及适用条件？答：（1）巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低、投产快。（2）运输系统简单，占用设备少、运输费用低。（3）采煤工作面的长度等长，有利于综合机械化采煤。另外，也便于布置对拉工作面。（4）通风路线短，风流转折变化少，通风构筑物也相应减少。（5）对某些地质条件的适应性强。（6）经济技术效果比较显著。适用条件：主要适用于倾角在12以下的煤层。27、厚煤层区段分层平巷的布置方式有哪几种？各适用于什么条件？答：（1）倾斜式布置 如图4-53 一般适用于倾角小于1520的煤层。 （2）水平式布置 如图4-53（c） 一般适用于倾角大于2725的煤层。（3）垂直式布置 如图4-53（d） 一般适用于倾角小于810的煤层。28、何为“三上一下”采煤？答：“三上一下”采煤是指在建筑物下，铁路下、水体下和承压水体上采煤。承压水体是指在开采煤层底板中，存在高压力，对煤层开采有威胁的含水量。29、什么是岩层移动？答：地下煤层采出之后，采空区周围岩层的原始应力平衡状态遭到破坏。从而发生移动、变形和破坏，这一过程为岩层移动。第五章矿井通风安全1、何为矿井通风？矿井通风的基本任务是什么？答：利用机械或自然风压为动力，向井下各用风地点输送适量的新空气，创造良好的矿内工作环境的工作，称为矿井通风。矿井通风的基本任务有3条：（1）供给井下人员足够的新鲜空气，供人们呼吸和机器运转。 （2）冲淡和排出井下有毒有害气体和矿尘，使其符合煤矿安全规程的规定。 （3）改善矿井气候条件，保证井下有适宜的温度、湿度和风速，创造一个良好的工作环境。2、地面新鲜空气进入井下后一般发生哪些物理变化？答：（1）气体混入 从煤层或岩层内涌出的CH4 CO2 H2S NO2 SO2 H2气体进入井下空气中。 （2）固体混入 井下作业地点产生的各种粉尘进入井下空气中。 （3）气象变化由于井下空气温度、湿度、压力的变化引起井下空气体积和浓度的变化。井下空气物理变化的结果，导致井下空气成分种类增多，而且各种成分的浓度也发生变化。3、地面新鲜空气进入井下后一般发生哪些化学变化？答：（1）煤、岩石、坑木得缓慢氧化生成CO CO2 （2）井下爆破工作生成CO NO2 （3）井下煤炭自燃生成CO CO2 NH3 SO2 （4）井下充电硐室的电解生成H2 （5）井下人员呼吸产生CO24、煤矿井下主要有哪些有害气体？答：CH4 CO CO2 H2S SO2 NO2 NH3 H25、选择题答：（1）煤矿井下经常出现且数量较多的有害气体是C D A SO2 B H2S C CH4 D CO2 E CO（2）煤矿井下常说的臭鸡蛋味气体是H2S A NH3 B SO2 C H2S D CO2（3）煤矿井下被称为“重气”的是 D A SO2 B NO2 C H2S D CO2（4）煤矿井下被称为害眼气体的是C A NO B H2S C SO2 D CO2（5）下列比空气重的气体是ABCD A SO2 B NO2 C CO2 D H2S E CO(6) 下列比空气轻的气体是ABCE A CH4 B NH3 C N2 D NO2 E CO（7）下列能溶于水的气体是ABCDE A SO2 B H2S C CO2 D NO2 E NH3(8)下列能爆炸的有害气体是ABCEA CH4H2SC COD SO2 E H2(9)下列对人身有毒的气体是ABCDEA NO2 SO2C H2SDCOE NH3、瓦斯爆炸的条件是什么？防止瓦斯爆炸的措施有哪些？答：瓦斯爆炸的条件：一定浓度的瓦斯（16）； 高温火源（650750）且持续一定的时间； 氧气浓度在12%以上。防止瓦斯爆炸的措施归纳起来有三个方面: 防止瓦斯积聚的措施。加强通风，把瓦斯浓度稀释到安全浓度以下，并排出矿井；加强瓦斯浓度检查和检测，及时处理局部积聚的瓦斯；对瓦斯涌出量大的煤层或采区进行瓦斯抽放，这是防止瓦斯积聚和突出的最有效措施。防止瓦斯引燃的措施。严格明火管理；严格井下放炮制度，井下使用的电器设备，必须符合煤矿安全规程的有关要求；严防摩擦火花和静电火源出现；严格管理火区，防止密闭墙漏风。限制瓦斯爆炸范围扩大的措施。编制预防和处理瓦斯爆炸事故计划（应急预案）；实行分区通风，简化通风系统；设置防尘隔爆设施等。（例如：岩粉棚、水棚）；巷道内撒布岩粉。7、井巷风流的联接形式有几种？答：通风网络中个分支的基本联接形式有串联、并联和角联三种。8、什么叫矿井气候条件？答：矿井气候条件是指井下空气的温度、湿度、风速三者的综合状况对人体的影响。9、什么叫矿井通风压力？答：是指在机械通风矿井中，扇风机工作产生的机械作用，使进风井口与出风井口之间的空气压力差。10、什么叫矿井通风阻力？答：是指空气在井巷中流动时，由于空气分子（流体）内、外摩擦力的作用以及井巷断面变化或转弯引起风速大小或方向的改变，造成冲击或涡流等对风流的阻力，称之为矿井通风阻力。11、怎样计算矿井需要的总风量？答：按井下采煤、掘进、硐室以及其他地点实际需要风量求总和，然后乘以20%25%的矿井风量备用系数。12、掘进巷道应采用何种通风？答：应采用矿井全风压通风或局部通风机通风，不得采用扩散通风。13、煤矿井下主要有哪8种有害气体？答：CO CO2 SO2 H2S CH4 N2O NH3 H214、矿井主要通风机的安装和使用应符合哪些要求?答：要求通风机必须安装在地面； 装有主要通风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%，有提升设备时不得超过15%。必须保证主要通风机连续运转。必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中一套备用，备用通风机必须能在10min内开动。在建井期间可安装一套通风机和1部备用电动机。生产矿井现有的套不同能力的主要通风机。严禁使用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每个月检查维修一次。至少每月检查一次主要通风机。改变通风机指数或叶片角度时，必须经矿技术负责人批准。新安装的通风机投入使用前，必须进行一次通风机性能测定和试运行工作。以后每年至少进行次性能测定。15、什么叫专用回风巷？答：是指在采区巷道中，专门用于回风，不得用于运转、安装电器设备的巷道。16、什么叫回风巷？答：回风风流所经过的巷道。为全矿井或矿井一翼回风用的叫总回风巷；为几个采区回风用的叫主要回风巷；为一个采区回风用的叫采区回风巷；为一个工作面回风用的叫工作面回风巷。17、什么叫串联通风？答：是指井下用风地点的回风再次进入其他用风地点的通风方式。18、什么叫独立风流？答：是指从主要进风巷分出的，经过爆炸材料库或充电硐室后在进入回风巷的风流。19、什么叫循环风？答：是指局部通风机的回风部分或全部再进入同一部分通风机的进风流中。20、什么叫扩散通风？答：利用空气分子的自燃扩散运动，对局部地点进行通风的方式。21、煤尘爆炸的条件是什么？如何预防？答：煤尘本身具有爆炸性。煤尘必须悬浮在空气中，且浓度达到爆炸浓度范围（下限浓度3050g/m3,上限浓度10002000 g/m3 ）存在高温引爆热源，煤尘的引燃温度一般为700800。预防煤尘爆炸的技术措施主要有：防尘措施：主要有煤尘注水、采空区注水、水封爆破、喷雾洒水、控制风速和清扫煤尘等。防