采煤概论复习资料

1、1.地质作用：由于自然动力引起地壳物质组成、内部构造和地表形态变化与发展的作用。 地质作用也分为：内力地质作用和外力地质作用。内力地质作用：地壳运动 岩浆活动 变质作用 地震作用外力地质作用：风化和剥蚀 搬运和沉积 固结成岩2.岩石可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。3煤是由古代植物遗体演化而形成的。 地壳的发展历史简称地史。4煤层形成的条件：古植物条件 古气候条件 古地理环境 古构造条件5成煤作用可分为：泥炭化和煤化两个阶段。6评价煤质的主要指标：水分W、灰分A、挥发分V、胶质层厚度Y、发热量Q、硫和磷的含量、含矸率。7煤层的厚度分为：薄 煤 层（0.51.3m）采区采出率85%，工作面采出

2、率97% 中厚煤层（1.33.5m）采区采出率80% ，工作面采出率95% 厚 煤 层（3.5m以上）采区采出率75%，工作面采出率93%8根据煤层厚度对开采的影响，煤层分为：稳定煤层、较稳定煤层、不稳定煤层、极不稳定 煤层。9根据煤层中有无较稳定的夹石层，煤层可分为简单结构煤层和复杂结构煤层。10地质构造：在地壳运动下，煤和岩层改变了原始埋葬状态，所产生的变形或变位的形迹。11地质构造可分为：单斜构造 褶皱构造（背斜和向斜） 断裂构造 12根据断层两盘运动方向，断层可分为：正断层、逆断层、平推断层。13根据断层走向与岩层走向相对关系，断层分为：走向断层、倾向断层、斜交断层。14岩层的产状要素

3、有：走向、倾向和倾角。15煤层按倾角可分为：缓斜煤层（8°25°）、倾斜煤层（25°45°）、 急斜煤层（45°90°）、 近水平煤层（小于8°）16煤田地质勘探的任务：了解煤炭储量、井田地质条件、煤层赋存条件、水文地质条件、开采技术条件、煤种煤质等矿井资源条件。17煤炭工业建设分为：远景规划、矿区总体设计、矿井设计。18煤田地质勘探工作划分为：煤田普查、矿区详查、井田精查。19矿井储量可分为：矿井地质资源量、矿井工业储量、矿井设计储量、矿井设计可采储量。20坐标系统：地理坐标系（经纬度） 平面直角坐标 高程（绝对高程和相对

4、高程）21在煤矿地质图中，采用方位角和象限角表示煤层、断层、巷道的走向和倾角。 方位角（从子午线的北端开始沿顺时针方向计算）范围：0°360°。 象限角（以北或南开头，以东或西结尾）范围：0°90°。22等高线特点：（1）等高线是连续的闭合曲线，不能相交或重合。（2）等高线任意一点向相邻等高线可作很多线段，最短一条线段称最大倾斜线，与等高线成直角。（3）等高线稠密表示陡坡、稀疏表示缓坡、均匀表示坡度一致。23读图方法：看图名判明方位看图例分析图中的内容24井田开拓：在一个井田范围内，主要巷道的总体布置及其有关参数的确定25井田：划归煤矿开采的范围24煤矿

5、床的开采方法有露天开采和地下开采两类。25煤田划分为井田的原则：（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（2）保证井田有合理的尺寸（3）充分利用自然等条件划分井田（4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系（5）保证有良好的经济效益26井田境界划分方法：垂直划分、水平划分、按煤组划分27矿井生产能力：大型矿井（1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0及以上）Mt/a 中型矿井（0.45、0.6、0.9）Mt/a 小型矿井（0.09、0.15、0.21、0.3及以下）Mt/a28。T=Zk/(AK) T-矿井设计服务年限，a A-矿井设计生产能

6、力，t/a Zk-矿井设计可采储量 K-储量备用系数（1.31.5）29开采水平：布置有井底车场和主要运输大巷，并负担该水平开采范围内的主要运输和提 升任务的水平。（上一阶段的开采水平作为下一阶段的回风水平）30将阶段沿煤层走向划分为若干块段，每一个块段叫一个采区31在区段上部沿煤层走向开掘煤层巷道做回风、运料用，称为区段回风平巷 在区段下部沿煤层走向掘煤层平巷做进风、运煤用，叫区段运输平巷32煤层沿倾斜的开采顺序：上行开采、下行开采33下行开采的优点：可以减少初期建井工程量和初期投资，建井快，出煤早。当煤层倾角较大时，可以避免开采煤层下部时由于采空区顶板移动对煤层上部的破坏。上行开采的优点：

7、可以利用下部区段采空区疏泄上部区段的顶板水，以减轻顶板水的影响。34煤层沿走向的开采顺序：前进式、后退式35巷道按空间特征分为：垂直巷道（立井、暗立井、溜井）、 水平巷道（平硐、平巷、石门、煤门、大巷）、 倾斜巷道（斜井、暗斜井。上山、下山）36矿井巷道按在生产的重要性可分为：开拓巷道（为全矿井、一个开采水平或阶段服务）、准备巷道（为整个采区服务）、回采巷道（为工作面采煤直接服务）37开拓方式：在一定的井田地质、开采技术条件下，矿井开拓巷道的布置方式。38井田开拓方式按井筒（硐）分为：立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。 按开采水平数目可分为：单水平开拓、多水平开拓 按开采准备方式可分为：

8、上山式开采、上下山式开采、混合式开采 按开采水平大巷布置方式：分煤层大巷、集中大巷、分组集中大巷39井田开拓要解决的问题：确定井筒的形式、数目及其配置，合理选择井筒及工业场地的位置。合理地确定开采水平数目和位置。布置大巷及井底车场。确定矿井开采程序，做好开采水平的接替。进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造。40解决井田开拓问题，应遵循的原则：（1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量。（2）简化生产系统、避免生产分散、合理集中生产（3）合理开发国家资源，减少煤炭损失（4）贯彻执行煤矿安全生产有关规定，建立完善的通风、运输、供电系统，使主要巷道保持良好状

9、态。（5）适应国家的技术水平和设备供应，为发展采煤机械化、综合机械化、自动化创造条件（6）不同煤质和煤层要分别开采，以及其他有益矿物的综合开采。41：片盘斜井开拓：将整个井田沿倾斜方向划分成若干个阶段，每个阶段倾斜宽度可以布置一个采煤工作面。在井田沿走向中央由地面向下开凿斜井井筒，并以井筒为中心由上而下逐阶段开采。42片盘斜井开拓优点：巷道布置和生产系统简单，井巷施工技术不复杂，初期工程量小，处煤快。 缺点：不能多阶段同时生产，同采工作面最多2个，延深工作频繁，生产和掘进之间影响大，对地质条件变化适应性差。43矿井倾角主要依据装备的提升设备确定，符合的范围：串车提升（a不大于25°）

10、、箕斗提升（a=20°35°）、无极绳提升（a不大于10°）、胶带输送机提升（a不大于17°）44立井开拓方式的优缺点（特点）：井筒长度短、提升速度快、提升能力大、管线敷设短、 通风阻力小、维护容易、对地质条件适应性强。不受煤层倾角、厚度、瓦斯等条件限制。缺点是：井筒掘进施工技术高、开凿井筒所需设备和井筒装备复杂、井筒掘进速度慢、基建投资大45平硐开拓的布置方式：走向平硐和垂直平硐。46综合开拓：通常情况下，一个矿井的主、副井都是同一种井硐形式。有时因某些条件的限制，采用同种井硐形式会带来技术上的困难或影响矿井的生产效益，此时主、副井可采用不同的井硐形式

11、，称为综合开拓47综合开拓分为：1立井-斜井综合开拓 2斜井-立井综合开拓 3平硐-立井综合开拓 4平硐-斜井综合开拓48井筒位置主要指两方面：一是井口和井底沿井田走向和倾斜方向的位置；二是井筒通过的岩层层位49选择井筒位置：地面因素 地下因素 技术经济因素50采区上山开采与采区下山开采在运输、排水、通风、掘进都有各自特点：（1）运输方面：采区上山开采时，运输能力大、动力消耗少、运输费用低，若煤向上运输，费用比下山开采费用大。（2）排水方面：采区上山开采排水系统简单，下山开采排水复杂，要增加排水设备和费用（3）通风方面：采区上山开采不易漏风；下山开采通风效率低，建筑物多，通风管理困难，对高瓦斯

12、矿井更不利（4）掘进方面：采区下山掘进的通风比上山掘进容易，装载、运输、排水都比上山困难（5）只有煤层倾角小于16°、瓦斯含量低、涌水量小时，既可用上山开采也可用下山开采。51阶段大巷包括 阶段运输大巷和回风大巷。52我国阶段大巷运输方式：轨道运输和带式输送机运输。53运输大巷布置形式有：分层运输大巷、集中运输大巷、分组集中运输大巷。54井底车场：是井筒与井下主要巷道连接处的一组巷道和硐室的总称。它负担着矿井煤矸、 物料、设备、人员的转运任务，又为矿井的通风、排水、供电服务，是连接井 下运输和井筒提升的枢纽。55井底车场形式分为：环行式（卧式、斜式、立式）和折返式。56选择井底车场形

13、式时的原则：（1）运输系统和调车方式要简单（2）车场通过能力较矿井实际生产能力富裕30%以上（3）减少巷道开拓工程量（4）减少巷道交叉点，减少施困难、提高行车速度，增大井底车场的通过能力（5）车场硐室和巷道，应布置在稳定的容易维护的岩层中。57矿井延深的原则：（1）利用老矿原有设备、设施，挖掘现有生产潜力（2）力求生产系统简单，缩短新旧开采水平交替生产时间（3）减少投资、缩短工期、降低生产费用（4）采用先进技术，适应现代化生产的需要。58矿井延伸方案的选择：1主、副井直接延伸 2采用暗立井或暗斜井延伸 3新开一个井筒，延伸一个井筒59 f=Rc/10 f-为普氏岩石坚固性系数（表示岩石破坏的难

14、以程度） Rc-岩石的单轴抗压强度，MPa60破岩方法：机械破岩和爆破破岩。61炮眼又称掏槽眼 崩落眼分为：辅助眼和周边眼62炸药按其成分分为：硝甘炸药和硝铵炸药。63巷道围岩压力：围岩变形受阻而作用在支护结构物上的挤压力或塌落岩石的重力。 巷道围岩压力的组成：松动围岩压力、变形围岩压力、膨胀围岩压力、撞击围岩压力。64巷道矿压控制的方法：巷道保护 巷道支护 巷道维护（维修） 对付矿压的原理来看包括：抗压、让压、躲压、移压。65巷道支护：（1）木材支架（2）石材和混凝土彻碹（3）金属支架：矿用工字钢刚性支架微拱形刚性金属支架矿用工字钢梯形可缩性支架U型钢拱形可缩性支架U型钢梯形可缩性支架（4）

15、锚杆支护：普通圆钢粘结式锚杆可拉伸锚杆高强度和超高强度锚杆管缝式锚杆可切割锚杆和可回收锚杆桁（heng）架锚杆组合锚杆（5）喷射混凝土支护（6）锚喷支护（7）金属网锚杆支护66选择巷道断面形状必须考虑：巷道围岩性质、矿山压力的大小和方向巷道的服务年限、用途及位置巷道的支护方式和支护材料。67巷道的断面尺寸主要取决于：巷道的用途；存放和通过它的机械、器材或运输设备的数量和规格；人行道宽度与各种安全间隙以及通过巷道的风量。68准备方式包括：上（下）山采区式准备方式、盘曲式与条带式准备方式69采区布置两条上、下山（运输上山、轨道上山），除满足运输、通风、行人需要，需增加的上山数目：（1）生产能力大的

16、特厚煤层采区和联合布置采区（2）产量大、瓦斯多的采区，特别是下山采区（3）上下区段同时生产，需要简化通风系统的采区（4）提前掘进其他采区巷道的采区。70上山的布置方式：两条煤层上山 一岩一煤上山 两条岩石上山 两岩一煤上山 三条岩石上山71采区生产能力：采区内采煤工作面和掘进工作面产量之和72采区车场：是采区上（下）山与区段平巷或阶段运输大巷连接处一组巷道和硐室的总称， 是采区巷道的组成部分。 根据所处位置，分为：上部车场（甩车场和平车场）、中部车场和下部车场。73矿山压力：应力分布中，使围岩产生变形、移动、破坏，从而对工作面、巷道及围岩产生压力，这种因围岩移动而产生的压力称矿山压力。74矿山

17、压力显现：在矿山压力下，出现冒顶、低鼓、煤岩片帮、支架破坏、煤和瓦斯突出 等破坏现象，称矿山压力现象或压力显现。75煤层围岩分类：直接顶（四类）和基本顶也叫老顶（四类）。76支承压力：当在煤体内开掘开切眼后，破坏了应力的平衡状态，引起应力重新分布，开 切眼两帮煤体中，产生了应力集中现象，这种应力集中称支承压力。 支承压力可分为3个区：减压区、增压区、稳压区。77初次来压步距：基本顶初次垮落时，工作面距开切眼煤壁的距离称初次垮落步距。78顶板下沉自下而上分为三带：冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。79按支架组合形式，支架分为：单体支架和液压自移式支架。自移式液压支架分为：支撑式液压支架 掩护式液压支架

18、 支撑掩护式液压支架80采场：用来直接大量采取煤炭的场所。 采煤工作面：在采场内进行回采的煤壁。81采煤工作：在采场内，为了采取煤炭所进行的一系列工作。 煤的破、装、运是回采工作中的基本工序。其它的为辅助工序82采煤工艺：煤层的自然条件和采用的机械不同，完成这些工序的方法也不同，在进行的 顺序、时间和空间上，按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合，称为。83采煤系统：采煤巷道的掘进和采煤工作在时间上的配合以及空间上的位置关系，称。84采煤方法：是采煤工艺与采煤系统在时间、空间相互配合的总称。85采煤方法分为（长）壁式体系和柱式体系两大类。86（长）壁式体系采煤方法的特点：（1）采煤工作面长度较

19、长，在80m以上（2）随着顶板暴露面积增大，矿山压力显现强烈（3）用爆破、滚筒式或刨煤机破、装煤，用刮板输送机运煤，用支架支护工作空间，用放顶垮落法或充填法处理采空区（4）至少有一条回采巷道，以构成完整的生产系统。87柱式体系采煤方法的特点：（1）煤层内布置宽为57m的煤房，形成短工作面向前推进，房与房之间留有煤柱，隔一定距离用联络巷贯通，构成生产系统，形成条或块状煤柱支撑顶板（2）矿山压力比较和缓，用锚杆支护工作空间，支护简单（3）采煤用爆破或连续采煤机配套设备，在房内交替作业（4）采掘合一，使用同一种类型的采煤配套设备88液压支架的移架方式：1单架依次顺序式2分组间隔交错式3成组整体依次顺

20、序式89综采面割煤、移架、推移输送机3个工序，按不同顺序分及时支护方式和滞后支护方式。90放顶煤采煤法的优点、适用条件及应注意的问题：优点：（1）在工作面采高不大情况下，可增加一次开采的厚度，用于特厚煤层开采（2）简化巷道布置，减少巷道掘进工作量（3）提高采煤工效（4）降低吨煤生产费用。 适用条件：适用于煤层厚度520m或更厚煤层；煤层倾角由缓倾斜到急倾斜厚煤层；煤质松软易垮落、顶板也易垮落。 应注意的问题：（1）采取措施提高煤炭采出率（2）防止煤的自燃和瓦斯爆炸（3）完善顶煤下放技术措施91矿井通风的主要任务：提供新鲜空气供人员呼吸 稀释瓦斯、排出井下有毒害气体和矿尘 保证适合的的气候条件，

21、以利于工人劳动和机器运转。92矿井通风阻力分为（1）摩擦阻力（2）局部阻力。93降低通风阻力的措施：减少井巷摩擦阻力系数保证有足够大的井巷断面 尽量缩短通风路线长度 降低局部阻力94矿用通风机按其构造分为离心式通风机和轴流式通风机。按其服务范围分为：主要通风机（主扇）、辅助通风机（辅扇）、局部通风机（局扇）94矿井通风系统：是矿井主要通风机的工作方式、通风方式和通风网路的总称，是矿井生 产系统的重要组成部分。95矿井通风方式分为中央式、对角式、混合式三种基本类型。 矿井主要通风机的工作方式：压入式通风（正压通风）和抽出式通风（负压通风）96矿井通风构筑物及作用：风门（切断风流保证行人通车）风墙

22、（切断风流、封闭采空区，防止瓦斯向巷道扩散）风桥（防止风流短路、使进回风分离） 井口封闭装置（防止井内风流和地面大气短路）。97瓦斯存在状态：游离状态和吸着状态。 瓦斯的涌出形式：普通涌出和特殊涌出。矿井瓦斯等级根据矿井相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：低瓦斯矿井高瓦斯矿井煤（岩）和瓦斯（CO2）突出矿井。瓦斯爆炸条件：瓦斯浓度引火温度氧的浓度98瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716/m³99预防瓦斯爆炸措施：（1）防止瓦斯积聚。加强通风及时处理局部积聚的瓦斯加强瓦斯监测 （2）防止瓦斯引燃在井口禁止使用明火在瓦斯矿井，使用防爆型或安

23、全火花型电器设备严格执行爆破制度严格管理火区、防止密闭墙漏风，定期测定火区内温度（ 3）限制瓦斯爆炸范围扩大各工作面都有独立的通风系统通风系统力求简单，不用的巷道要封闭装有通风机的井口必须设置防爆门矿井主要通道必须装有反风设备相邻采区、煤层的巷道设置岩粉棚或水槽，防止煤尘参与爆炸编制周密的灾害预防和处理预案。100引火原因分为内因火灾和外因火灾。101矿井灭火方法：直接灭火法、隔绝灭火法、联合灭火法。102外因火灾的预防主要采取“预防为主、消防结合”的方针。 防火的主要措施有：技术措施（确定发火危险区，加强管理与控制、防止火源产生，消除可燃物质，防止火源与可燃物接触；安装保护措施，防止潜在热源

24、转化为显热源；防止火灾扩大） 教育措施（从知识、技术和态度上进行教育） 管理措施（制定各种规程、规范和标准且强制执行） 103矿井水源按来源分为：地面水和地下水两类。104（1）地面水的防治：防止井口灌水、防止地面渗水、加强地面防水工程的检查（2）井下水的防治措施：掌握矿井的水文地质资料井下探水 井下放水 井下堵水105煤炭自燃大体可分为三个阶段：潜伏期、自热期、燃烧期106矿尘的危害：污染工作场所，危害人体健康，引起职业病燃烧或爆炸加速机器设备的磨损，缩短仪器设备的使用寿命107煤矿尘肺病的预防：湿式凿岩喷雾洒水净化风流个人防护108我国煤炭分类：褐煤、长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、

25、无烟煤109综合机械化采煤装备：双滚筒采煤机、液压支架、大型刮板输送机、转载机、可伸缩胶带输送机、移动泵站、变电列车等110我国煤矿轨道型号：600mm和900mm111煤矿供电要求：供电可靠供电安全技术经济合理112矿井生产能力的确定：井田储量开采条件技术装备水平安全生产条件113直接顶的冒落厚度：h=M/(k-1) M：采高（煤层高度），m k：顶板岩层碎胀系数（1.31.5）114采 区 采出率=（采区工业储量-开采损失）采区工业储量*100% 工作面采出率=工作面实际采出煤量/工作面煤炭实际储量*100%115含矸率：是指矿井开采出来的煤炭中含有大于50的矸石量占全部煤量的百分率，是评

26、价煤炭质量的一个主要指标。116我国矿井采煤工艺方式主要有：爆破采煤工艺、普通机械化采煤工艺、综合机械化采煤工艺和水力采煤工艺。117煤矿安全规程规定，高瓦斯矿井与双突危险掘进工作面必须使用压入式通风。采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于20%，二氧化碳浓度不得超过0.5%；总回风流中二氧化碳浓度不得超过0.75%118一般情况下，煤层顶板是由伪顶、直接顶、基本顶三部分构成的，其中直接顶是采煤工作面直接维护的对象。119综合机械化采煤工艺：指在长壁工作面用机械方式破煤、装煤、输送机运煤和液压支架支护顶板的采煤工艺。120阶段内的布置方式有哪几种？简述各自的优点和适用条件。 阶段内的布置方式有

27、采区式、分段（连续）式和带区式三种。采区式布置的优点是能适应复杂的地质条件，生产集中，便于管理，生产能力大；适用于倾角较大的缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层的大中型矿井。分段式布置的主要优点是巷道系统简单，初期投资少，工作面能连续推进且搬家次数少，适用于地质条件简单的小型矿井。带区式布置的优点是巷道掘进工程量少，系统简单，适用于倾角小于120的地质条件简单的煤层开采。121矿井五大灾害：瓦斯、矿尘、火灾、水害、顶板事故122回采工艺的五个主要工序：落煤、装煤、运煤、工作面支护和采空区处理123露天开采的优点：矿山生产规模大劳动效率高生产成本低资源采出率高作业空间不受限制木材、金属、电力消耗低吨煤投资低

28、，建井速度快，产量有保证，生产安全，劳动条件好。缺点：占用土地多，污染环境受气候影响大对矿床赋存条件要求严格。124露天开采工艺环节包括主要生产环节（煤岩预先松碎采装运输排土和卸煤）和辅助生产环节（动力供应、疏干及防排水、设备维修、线路建筑、移设和维修、滑坡清理及防治等）125常用的煤矿供电系统：地面变电所井下中央变电所采区变电所（或移动式变电站）工作面配电点126采煤工作面通风方式：U型、Y型、W型、H型等127急倾斜煤层采煤方法：（1）倒台阶采煤法（2）正台阶采煤法（3）水平分层及斜切分层采煤法（4）伪倾斜柔性掩护支架采煤法（5）水平分段放顶煤采煤法128双翼采区：将采区上山布置在采区的中

29、央，向两翼前进回采或由两翼边界后退回采的采区。单翼采区：采区上山布置在采区的一侧边界附近，向另一侧前进回采或由边界向上山后退回采的采区。129在运输大巷的上侧布置采区巷道，采区内采出的煤下运至运输大巷的采区叫上山采区； 在运输大巷的下侧布置采区巷道，采区内采出的煤上运至运输大巷的采区叫下山采区。130含矸率：指矿井开采出来的煤炭中大于50mm的矸石量占全部煤量的百分率。是反映矿井生产过程中技术管理和质量管理好坏的重要指标。131论述平硐开拓、斜井开拓与立井开拓各自的优缺点？ （1）平硐开拓的优缺点是： 优点是：运输环节和设备少，系统简单，费用低；地面工业设施较简单；不设水泵房、水仓，排水费用低；井筒的掘进费用低，施工条件好，掘进速度快，建井周期短，不需留工业广场煤往，煤柱损失少。缺点是：受地形及煤层埋藏条件的限制，只适用于煤层赋存较高的山岭、丘陵或河谷地区。（2）斜井开拓的优缺点是：优点是：主提升采用胶带输送机，提升能力大，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生透水等事故，人员可迅速从井筒撤离。缺点是：斜井井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限；通风线路长、阻力大，管线长度大；斜井井筒通过含水层、流砂层时施工技术复杂。（3）立井开拓的优缺点是：优点是：立井井筒短，对辅助提升有利；井筒通风断面大，阻力小；当表土层为富含水的冲击层或流砂层时，立