采矿学知识点

1煤层的倾角是煤层层面与水平面所夹的两面交。按倾角分：近水平煤层<8°；缓倾斜煤层8°-25°；中斜煤层25°-45°；急倾斜煤层>45°。

2煤层厚度是煤层顶底板之间的法线距离。按煤厚分：厚煤层<1.3m；中厚煤层1.3-3.5m；厚煤层>3.5m。

3矿井：是形成地下煤矿生产系统的井巷、洞室、装备、地面建筑物和构筑物的总称。 4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。 5矿区：同一规划和开发的煤田或其一部分。 6井田：划归一个矿井开采的那部分煤田。 7矿田：划归为一个露天矿开采的那部分煤田。

8矿井设计生产能力：是设计中规定的矿井在单位时间内采出的煤炭数量。

9核定生产能力：有些生产矿井通过改扩建和技术改造，原来的生产能力得到改变，因而要对生产矿井各生产系统的能力重新核定，核定后的综合生产能力称为核定生产能力。 10根据矿井设计生产能力不同，我国煤矿划分为大、中、小三种井型。 大型矿井：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0Mt/a及以上； 中型矿井：0.45、0.6、0.9Mt/a； 小型矿井：0.3Mt/a及以下。

其中：3.0Mt/a及其以上的矿井又称特大型矿井。

11矿井生产系统：是由完成特定功能的设施、设备、构筑物、线路和井巷的总称。

组成：由矿井的运煤、通风、运料、排矸、排水、动力供应、通讯、监测等子系统组成。 12 P14矿井生产系统图。井巷开掘顺序；生产系统。矿井巷道开掘原则：尽量平行作业，尽快沟通风路。

13开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道。如井筒、水平大巷、井底车场。

14准备巷道：为一个采区或几个区段服务的运输、通风等巷道。如采区上下、采区或带区车场、变电所、煤仓等。

15回采巷道：直接为采煤工作面服务的巷道。作用在于切割出新的采煤工作面。如区段运输平巷、区段回风平巷和开切眼。

16采场：用于大量直接采取煤炭的场所。 17回采工作面：在采场中进行回采的煤壁。

18回采工作：落煤、装煤、运煤、支护、采空区处理（五个回采工序）。

19回采工艺：在采煤工作面中，按顺序完成各项回采工序的方法及配合关系。 20采煤方法：是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。 21采空区处理：a自然垮落法；b充填法（水沙充填、矸石充填、膏体充填）；c刀柱式（煤柱支撑）；d缓慢下沉法。

22壁式体系采煤方法的一般特点： A采煤工作面较长，通常在80-250m；

B随着采煤工作面推进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现较为强烈；

C采煤工作面可分别用爆破、滚筒式采煤机或刨煤机破煤、装煤，一般用与采煤工作面平行铺设的刮板输送机运煤，用支架支护工作空间，用垮落法或填充法处理采空区； D在采煤工作面两端，一般至少各有一条回采巷道与之相连，以形成生产系统。 23柱式体系采煤法以间隔开掘煤房采煤和留设煤柱为主要标志。一般特点：

A在煤层内布置一系列宽为5-7m的煤房，采煤房时形成窄工作面，一般成组向前推进。煤房之间留设煤柱，煤柱宽数米至20-30m不等，每隔一定距离用联络巷贯通，构成生产系统，并形成条状或块状煤柱，用于支撑顶板。

B采煤房时矿山压力显现较为和缓，可以用锚杆支护工作空间、支护较简单。

C高度机械化的柱式体系采煤法目前多用连续采煤机及配套设备，且在一组煤房内交替作业；

D采掘合一，掘进准备也是采煤过程，回收煤房间煤柱时，也使用同一种类型的采煤配套设备。

24 “一炮三检制”是：装药前、爆破前、爆破后要认真检查爆破地点附近的瓦斯，瓦斯超过１％，不准爆破。

25爆破采煤工艺（炮采）：是用爆破的方法破煤和装煤，输送机运煤和单体支柱支护顶板的采煤工艺。特点：爆破落煤，爆破及人工装煤，机械运煤。

26炮采工艺过程：包括钻眼、爆破落煤和装煤、人工装煤，刮板输送机运煤、推移输送机、支护、回柱放顶等主要工序。 27普通机械化采煤工艺（普采）：用机械方法破煤和装煤、输送机运煤、单体支柱支护顶板的采煤工艺。

特点：用采煤机或刨煤机完成落煤和装煤工序，支护处理采空区工序与炮采相同，仍需要人工来完成。

分类（按采煤方法）：单一长壁普通机械化采煤（适用薄及中厚煤层）和分层长壁普通机械化采煤（适用于厚煤层分层开采）。 28综合机械化采煤工艺（综采）：是用机械方法破煤和装煤、输送机运煤和自移式液压支架支护顶板的采煤工艺。

工作面主要设备：采煤机、自移式液压支架、可弯曲刮板输送机。

29综采与普采的区别：工作面支护采用了自移式液压支架，这种工艺方式使采煤过程中破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区等主要工序全部实现机械化，大幅度降低了劳动强度，提高了工作面单产及安全性。 30采场的支护方式：

A及时支护：先移架，后移输送机（移距为截深） B滞后支护：先移输送机，后移架。

31普采支护形式：a正悬臂齐梁直线式、b正倒悬臂错梁直线柱、c正悬臂错梁三角柱（已淘汰）

32端头支护：工作面与回风平巷的交会处称为工作面的上下端头或端部，此处控顶面积大，设备和人员集中，是工作面的安全出口。

端头支护要求：a有足够的支护强度、b有足够的跨度、c要保证机头机尾快速移置。

32端头支护形式：a铰接支柱加铰接顶梁支护、b长梁加单体支柱组成的迈步抬棚，称为四对八梁、c基本支架加走向迈步抬棚、d十字铰接顶梁。除机头、机尾处支护外，在工作面端部原平巷内可用顺向托梁加单体支柱或“十”字铰接顶梁加单体支柱支护。 33进刀：滚筒采煤机每割一刀煤之前，必须使其滚筒进入煤体，达到额定截深。 34进刀方式的实质是采煤机运行与推移输送机的配合关系。 35进到方式：

A直接推入法进刀。

B端部斜切进刀：分割三角煤进刀和留三角煤进刀两种方式。 a单滚筒采煤机端部斜切进刀、b双滚筒采煤机端部斜切进刀。（p34、35图）

C中部斜切进刀：特点：采煤机在工作面中部切入煤壁，刮板输送机的进刀弯曲段在工作面中部，左半段割煤时，右半段推移输送机；右半段割煤时，左半段推移输送机。 a单滚筒采煤机中部斜切进刀、b双滚筒采煤机中部斜切进刀。

36割煤方式：采煤机割煤与其他工序的配合称为采煤机割煤方式。有双向割煤和单向割煤之分。

37双向割煤：

A往返一刀：较厚的中厚煤层单滚筒采煤机普采工作面多采用。用端部斜切进刀，往返分别割顶煤或割底煤进一刀。

B往返两刀：单滚筒采煤机、双滚筒采煤机均可采用，又称穿梭割煤。在双滚筒采煤机普采或综采工作面，采煤机在工作面一端斜切进刀后，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，一次采全高。

38单向割煤（往返一刀）： A单滚筒：在单滚筒采煤机普采工作面，这种割煤方式的工艺过程为：采煤机自工作面下（或上）切口向上（或下）沿底割煤，随机清理顶煤、挂梁，必要时可打临时支护。

B双滚筒：双滚筒采煤机工作面单向割煤方式的主要特点是：采煤机后追移架，但不移输送机；采煤机在与割煤反方向清扫浮煤后，再追机移输送机，往返一次进一刀煤。 39液压支架移架方式：（p45）

A单架依次顺序移架方式又称单架连续式。 B分组间隔交错式又称分组交错式。

C成组整体依次顺序式又称成组连续式（最常用）

40采煤循环：采煤工作面周而复始地完成破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理等工序的过程。

41采煤工作面的作业方式：采煤工作面一昼夜内采煤班和准备班的配合方式。 42长壁工作面劳动组织形式：分段作业、追机作业、分段追机作业（p65） 43区段参数： A区段走向长度：就是采区的走向长度。区段或采区一翼走向长度即为工作面连续推进长度 B区段倾斜长度：采煤工作面长度、区段煤柱宽度和区段上下平巷宽度之和。 44双巷布置与掘进：（p94）本区段的运输平巷与下区段的轨道平巷同时掘进，两巷间一般留8-20m的区段煤柱。

采用双巷布置与掘进的方式时，，运输平巷按中线或分段按中线掘进，轨道平巷有两种情况，一是按腰线超前工作面运输平巷掘进；二是按中线或分段按中线掘进，与运输平巷平行布置。 优点：瓦斯含量大，一翼走向较长的采区，采用双巷布置与掘进有利于掘进通风安全；采用双巷布置与掘进，下区段的轨道平巷受开采影响较小时，上下区段工作面接替容易；生产期

间工作面下方有两条通道与上下山相连，通风、运料和行人均方便。

缺点：由于留设了区段煤柱，双巷布置与掘进降低了采区采出率，本区段工作面开采对下区段回风平巷有一定的影响；瓦斯涌出量大的矿井，需增加瓦斯尾巷（在工作面开采前预先抽放瓦斯或在工作面开采期间排放采空区的瓦斯）。 45工作面通风方式与回采巷道布置：（P102） A U形通风（我国多用）：在工作面采用后退式回采顺序时，这种通风方式具有风流系统简单，漏风小等优点，但风流线路长，阻力变化大。当采用前进式回采顺序时，漏风量较大。当瓦斯涌出量不太大、工作面通风能满足要求时，采用U形通风巷道布置简单，维护容易。 B Z形通风：由于进风流与回风流的方向相同，这也称为顺流通风方式。当采区边界布置有回风上山时，采用这种通风方式配合沿空留巷可使区段内的风流线路短而稳定。

C Y形通风：当采煤工作面产量大及瓦斯涌出量大时，采用这种方式可以稀释回风流中的瓦斯。对于综采工作面，上下平巷均进新鲜风流有利于上下平巷安装机电设备，可防止工作面上偶角积聚瓦斯及保证足够的风量。这种方式也要求设有边界回风上山。

D H形通风：与Y形通风的区别是：工作面两侧的区段运输、回风平巷均进风或回风，这增加了风量，有利于进一步稀释瓦斯。这种方式通风系统较复杂，区段运输平巷、回风平巷均要先掘后留，掘进工程量较大，故很少采用。

E W通风：当采用双工作面布置时，可用上下平巷同时进风或回风和中间平巷回风或进风的方式。W形有利于满足上下工作面同采，实现集中生产的要求。特点是不用设置第二条风道；若上下平巷进风，在这些巷道中回撤、安装、维修采煤设备等有良好的作业环境；同时，易于稀释工作面的瓦斯，使上偶角瓦斯不聚集，且排放炮烟和煤尘速度快。

F 三进两回通风：在采高大、工作面连续推进长度大，产量高的高瓦斯矿井中，回采巷道可采用多巷布置、三进两回通风。 46工作面通风方式的选择原则： A满足工作面所需风量；

B减少漏风（特别是沿空留巷、沿空掘巷）；

C通风线路尽量短，通风阻力尽量小（长度短、弯道少）； D保证最低、最高风速满足《安全规程》。 47分层开采特点：

A将近水平、缓倾斜及中斜厚煤层平行煤层层面划分为若干个2-3m，逐层开采。 B除第一层外，其他各层在上分层的采空区下开采。 C铺设人工假顶（金属网）或形成再生顶板。 48开采方式：分层分采（P113图）、分层同采（P116图）。 49开采顺序：a下行式（1-2-3）、b煤与瓦斯突出、冲地压影响大的矿井，上行式（3-2-1） 50巷道布置特点：a采区下部车场大巷装车地板绕道，中部车场甩车场；b轨道上山高于运输上山；c三个分层共用两个上山（小联合准备）；d区段平巷双巷布置，留有区段煤柱。 51分层开采回采巷道布置：a倾斜布置（内错式、外错式）、b水平布置、c垂直布置。 52分层同采的优缺点（区段集中平巷作用）： A通过增加同采工作面数来增加采区生产能力；

B各分层回采巷道超前工作面掘进，随采随废，缩短了维护时间，改善了维护条件； C各分层出煤均利用区段集中运输平巷，占用设备少；有利于假顶防腐。

缺点：岩石工程量大，初期准备时间长，生产系统复杂，单个工作面的能力不能发挥。 53长壁放顶煤采煤法：对于近水平、缓倾斜、中斜厚煤层（适用条件），沿底板布置一个长壁工作面（采高3-4m）进行回采，再放出顶煤。 54按厚煤层赋存条件和采放次数分类：（P122-123）

A一次采全厚放顶煤：采面高度2-3m，放顶高度是采面采高的1-3倍（采放比小于1:3），一般适用于厚度4-12m缓倾斜厚煤层。

B预采顶分层顶网下放顶煤：将煤层划分为两个分层，沿煤层顶板下先采一个2-3m的顶分层长壁工作面。铺网后，再沿煤层底板布置放顶煤工作面，将两个工作面之间的顶煤放出。适用于厚度大于12-14m，直接顶坚硬或煤层瓦斯含量高，需预先抽放的缓倾斜煤层。 C倾斜分层放顶煤：煤层厚度大于15-20m时，用于平行于煤层层面的斜面，将煤层分为两个以上厚度在8-10m以上的倾斜分层，而后依次放顶煤开采。 D预采中分层放顶煤：先在中分层布置普通的采煤工作面，让该面上部顶煤冒落，只采不放，堆积于采空区；再在下分层布置综放工作面，采底层煤，并将中分层开采后之上的原实体顶煤和已堆积在采空区的顶煤放出。 55支架形式和工作面输送机数目：（P123）

A综采放顶煤液压支架：a高位单输送机；b中位双输送机；c低位双输送机

B炮采、普采放顶煤工艺：a滑移顶梁液压支架；b悬移顶梁液压支架；c组合顶梁液压支架；dπ形钢梁配单体支柱。

56顶煤破碎机理：

A矿山压力（顶煤破碎的主要原因）

B顶板活动：a直接顶冒落（冒落时对顶板冲击）、b老顶断裂，回转； C支架反复支撑（频繁升降产生交变应力） 57顶煤破坏分区

A完整区：工作面前方较远，顶煤尚未发生破坏；

B破坏发展区：靠近工作面，应力升高区，煤体开始破坏，水平变形大于垂直变形，仍具有一定整体性。

C裂隙发育区：工作面上放，受破碎机理共同作用，破碎主要在此区发育产生（进一步发育a裂隙密度增加、b裂隙宽度增大）。

D垮落破碎区：采空区右上方，煤体充分破坏，完全丧失整体性。 放顶煤——放D区。

58循环放煤步距：在工作面推进方向上，两次放顶煤之间的工作面的推进距离。 合理的放煤步距能使顶煤上方的矸石与采空区矸石同时到达放煤口，这样才能最大限度地放出顶煤。

59放煤步距经验公式：L=（0.15~0.21）[(H-M)-h]

L-放煤步距；H-煤层厚度；M-采煤机割煤高度；h-放煤口至底板的垂高。

60放顶步距：最大控顶距（工作面允许达到的最大宽度）-最小控顶距=工作面必须保留的最小宽度。

61放煤方式：放顶煤工作面放煤顺序、次数和放煤量的配合方式。 62放煤分类方式：A单轮顺序放煤；B多轮顺序放煤；C单轮间隔放煤

63采放比：是放顶煤工作面采煤机机采高度（或爆破高度）与顶煤高度之比。规定小于1:3. 64煤炭损失组成：a工艺损失；b初采损失；c末采损失；d端头损失；e地质构造；f区段煤柱（走向长壁双巷布置）或分带间煤柱（倾向布置）。

65回采工作面回采率：a厚煤层.>=93%;b中厚>=95%;c薄煤层>=97%; 采区回采率：a厚煤层>=75%;b中厚>=80%;c薄煤层>=85%。

66准备方式的确定原则：a生产系统完善；b巷道布置简单；c有利于集中生产；d能充分发挥机电设备的效能；e有利于工作面正常接替和保证安全。

67联合准备：分为煤层间共用上下山或石门的联合准备方式和煤层间既共用上下山或石门又共用区段集中平巷的联合准备方式。

68近距离煤层集中上山联合准备方式P182-183-185图

69区段集中平巷作用：使生产集中在区段内，区段内可保持多工作面同采，增加采区生产能力；各超前平巷随采随废，减少维护时间和长度，降低维护费用；布置可靠的能力较大的运输系统，减少设备台数；改善采掘接替关系。

70岩石集中平巷的布置：a顶底板垂高H；b避开应力集中区的角度φ；c岩石的岩性。 71岩石集中平巷的联系方式：石门（倾角较大）、斜巷、溜煤眼。 72布置方式：a机轨分煤岩；b机轨双煤；c机轨双岩；d机轨合一。 73采区走向长度的影响因素：

A地质因素：a断层-煤层厚度变化；b倾角变化，向背斜轴部为边界；c火成岩、陷落柱；d自燃发火-工作面连续时间小于自燃发火期。

B技术因素：区段平巷的掘进通风技术；区段平巷的运输能力；供电及采煤机械化程度。 C经济因素：采区走向变化将引起各项成本的变化。 D采区走向边界的确定。

74采区采出率=（采区工业储量-开采损失）/采区工业储量*100%；煤炭损失：煤柱损失和落煤损失。

煤柱损失：a区段煤柱；b采区边界煤柱；c上下山煤柱；d大巷煤柱；e断层煤柱；f地面保护对象煤柱。

75井田划分的原则：a与矿井的生产能力相适应；b尽量利用自然条件；c要有合理的尺寸和足够的储量；d统筹兼顾，照顾全局；e留有余地；f直（折）线原则。

76井田划分的方法：a按地质构造划分；b按煤层赋存形态划分；c按煤质、煤种分布划分；d按地形地物界限划分；e认为划分；f按煤组划分。

77矿井服务年限：矿井设计时，按矿井可采储量、设计生产能力，并考虑储量备用系数计算出的矿井设计开采年限。 矿井可采储量Zk、设计生产能力A和矿井服务年限T之间的关系T=Zk/AK；K-矿井储量备用系数1.3~1.5.为了保证矿井在生产期间有足够的储量和服务年限，设置储量备用系数。 78矿井开采过程中实际服务年限缩短的主要原因是：

A矿井增产：因矿井各生产环节设计时就有一定的富裕能力，矿井投产后，产量多要超过设计生产能力；