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采矿概论(地下金属采矿)1.ppt180页
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三、矿床开拓 四、矿井通风
第一节 矿井通风的任务与矿井空气 一、矿井通风的基本任务 矿矿生产是地下作业，自然条件比较复杂，只有少数井巷与地面相通，因此，矿井通风是保证矿井安全的最主要的技术手段之一，在矿井建设和生产过程中，必须源源不断地将地面空气输送到井下各个用风地点，其主要任务是： 1）提供井下足够的新鲜空气，以供人员呼吸； 2）把井下的及稀释和排除井下有毒、有害气体和矿尘； 3）创造良好的矿井工作环境，保证井下有适合的气候条件（及适宜的温度、湿度与风速），以利于工人劳动和机器运转。
二、矿井空气 1. 矿井空气中的主要成分 地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。 一般地说，地面空气的成分是固定的，它主要由氧、氮、二氧化碳三种气体组成，按体积的百分比数计为：氧―20.96%；氮―79%；二氧化碳―0.04%。 《矿矿安全规程》规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于20%；采掘工作面的进风流中，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%。当采掘工作面风流中二氧化碳浓度超过1.5%，或采区、采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停工处理。
2. 矿井空气中的有害气体 矿井空气中所含有的对人体健康及生命安全有威胁的―切气体，均称为有害气体。除瓦斯（CH4）外主要有一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、硫化氢（H2S）、氢气（H2）、氨（N2）等。这些有毒有害气体对矿矿井下作业人员人身健康和安全有极大危害。 《规程》规定，井下空气中一氧化碳的浓度不得超过0．0024％ ；井下空气中二氧化硫浓度不得超过0．0005％。 一、空气压力 表示一条水平巷道，在巷道内风流（空气
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采矿概论复习思考题(1)
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采矿概论题目83
采煤概论复习题；什么叫地质作用？内、外力地质作用有哪几种作用形式；在漫长的地质年代中，由于自然动力引起地壳物质组成；内力地质作用：地壳运动、岩浆运动、变质作用、地震；外力地质作用：风化和薄施，搬运和堆积，固结成岩；什么叫煤层的顶板、底板？；煤层顶底板岩石是指煤系中位于煤层上下一定距离内的；反映煤炭层产状要素是什么？；走向、倾斜、倾角；断层的要素有哪几部分？什采煤概论复习题什么叫地质作用？内、外力地质作用有哪几种作用形式？在漫长的地质年代中，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和成为地质作用。内力地质作用：地壳运动、岩浆运动、变质作用、地震作用外力地质作用：风化和薄施，搬运和堆积，固结成岩什么叫煤层的顶板、底板？煤层顶底板岩石是指煤系中位于煤层上下一定距离内的岩层。按照沉积的次序，在正常情况下先于煤生成的岩石是煤层的底板，较煤后生成的岩层是煤层的顶板，煤层顶板位于煤层之上，而煤层底板位于煤层之下。反映煤炭层产状要素是什么？走向、倾斜、倾角断层的要素有哪几部分？什么叫正断层、逆断层、平推断层？主要断层要素有断层面断盘和断距。正断层：上盘相对下降，下盘相对上升逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降平推断层：断层两盘沿水平方向相对移动。试述根据等高线图坐地形剖面图的步骤。（1） 根据工程需要在地形图上画出剖面位置AB。（2） 将AB线与等高线相交的各点编号，注明各点标高。（3） 在图的下方或另一张纸绘地形剖面图。在这张纸上先做一条水平直线，以地形等高线图上所作剖面位置的最低标高为此水平线的标高，此处为10cm。（4） 根据等高线图的比例尺和等高距作平行于该直线的水平线，并注明标高。（5） 过等高线图上各交点，向剖面图上的水平线作垂直引线，根据各点的标高在剖面图上确定各点位置并标号。（6） 用圆滑的曲线连接这些实际位置点，即绘成地形剖面图。如何根据煤层底板等高线确定煤层产状？煤炭底层等高线的延伸方向就是煤层的走向。过等高线上任一点向标高值较小的等高线作垂线，该垂线方向就是煤层的倾向。煤层倾角可在煤层底板等高线图上用做突发或计算求得。PS：其步骤如下：在任意梁等高线之间作垂线AB，AB即为两等高线之间的平距ι。过B作AB的垂线BC，并取BC等于两等高线之高差h，链接AC，则∠CAB即为煤层倾角。活用下式计算煤层倾角α：tanα=h/ι各类地质构造在煤层底板等高线图上有什么特征？（1）褶曲构造煤层底板平整，倾角均匀，走向稳定时，煤层底板等高线表现为间距大致相等的一组直线。煤层走向发生变化时，表现为煤层底煤层褶曲表现为煤层底板等高线发生弯曲，若等高线凸出方向，是标高升高方向则褶曲为向斜，若等高线凸出方向是标高降低方向，褶曲为背斜。 煤层底板等高线为封闭曲线时，等高线标高由边缘向中央逐渐增加则为穹隆构造，相反标高逐渐降低则为盆地构造板等高线弯曲。煤层倾角的变化则表现为煤层底板等高线的水平距离发生变化。等高线平距越大，则煤层倾角越平缓，等高线的平距越小，则煤层倾角就越陡。煤层发生翻转的褶曲通常叫做倒转，倒转部分又称反山，这时煤层的底板等高线表现为标高顺序错乱，等高线出现交叉。（2）断层在煤层等高线图上，断层是用断层面与煤层层面的交线的水平投影来表示，一般叫做断层交线或交面线。断层使煤层底板等高线失去连续性，一般情况下，正断层表现为等高线中断缺失，中断缺失部分为无煤带，逆断层表现为煤层等高线重叠，重叠部分为煤层上下两盘重复区。什么叫井田开拓？从地面开掘一系列的井巷通入煤层的过程称为井田开拓。如何合理确定矿井生产能力？矿井生产能力要根据煤层赋存状态、开采技术条件、国家对煤炭的需求状况及当地经济发展状况等，并结合国家有关技术政策综合分析，认真进行技术经济比较来确定。一般地，惊天出血量丰富，煤层赋存条件好、煤层生产能力大时应建大型矿井。对煤层埋藏深、地面地形复杂而不利于建大型矿井，或当煤层埋藏较浅、储量不太丰富，活煤层赋存不太稳定、地质构造复杂时，宜布置工业场地的矿井，为了充分发挥井筒和地面工业场地的投资效果，也宜建小型矿井。什么叫采区？采区具有哪些特点？将阶段沿煤层走向划分成若干块段,每个块段叫做一个采区,特点:采区斜长等于阶段斜长,每个采区都有独立的运输和通风系统,由采区上下山道与主要运输巷,回风巷相连。在确定矿井生产能力和服务年限时，为什么要考虑储量备用系数？设立储量备用系数是为了避免因地质条件和煤层赋存特征变化，使得矿井储量减少而影响矿井的服务年限。储量备用系数应视井田内地质条件而定，一般为1.3~1.5,地质条件简单时取小值，地质条件复杂时取大值。什么叫井田开拓方式？在一定的井田地质、开采技术条件下，矿井开拓巷道可有多种布置方式，开脱巷道的布置方式通称为开拓方式。井盘斜井开拓的优点、缺点和适用条件是什么？（1） 优点：巷道布置和生产系统简单，井巷施工技术也不复杂，而且初期工程量小，出煤快。（2） 缺点：不能多阶段同时生产，同采工作面最多为2个，矿井生产能力受到限制。另外延伸工作频繁，生产和掘进之间相互影响较大。工作面整阶段连续推进，对地质条件变化适应性差。但随着采煤机械化程度的提高，工作面单水平也会大大增加，因此一些埋藏条件好、地质构造简单的大中型矿井也可采用井盘斜井开拓。（3） 适用条件：采用片盘斜井开拓时，井田走向长不宜大于1.5km。井田倾斜长度，一级提升时不宜大于800m，两级提升时不宜大于1.5km,并尽可能采用一级提升。斜井单水平分区式开拓的有点、缺点和适用条件是什么？ 斜井单水平上、下山开拓，开采水平少，减少了初期工程量和投资；阶段分采区布置，对地质条件适应性强，可多采区同时生产、多工作面同时生产，生产能力大。此外，由于只一个开采水平，不存在水平接替问题，矿井生产稳定。因此，在开采缓倾斜煤层（倾角小于16°），沼气含量低，涌水量小时，如果井田倾斜长度满意要求，应优先考虑采用此种开拓方式。立井开拓的优点、缺点和适用条件是什么？（1）优点：井筒长度短，提升速度快，提升能力大及管线铺设短，通风阻力小，容易维护，此外，立井对地质条件适应性强，不受煤层倾角、厚度、瓦斯等条件限制。（2）缺点：井筒掘进施工技术要求高，开凿井筒所需设备和井筒装备复杂，井筒掘进速度慢，基建投资大等。（3）立井的适用条件：各种水平划分方式和阶段内布置方式。简述平硐开拓有几种方式，说明其布置特点及使用条件。走向平硐：一般沿煤层走向开掘在底板岩石中。条件适合（如煤层不厚、煤质坚硬、服务年限不长）时，也可以沿煤层掘进。走向平硐近似于立井和斜井开拓中的阶段运输大巷。从走向平硐掘石门进入每个采区。垂直平硐：先从地面垂直煤层走向掘平硐到达煤层或煤层底板，然后沿煤层或底板岩石向井田两侧掘运输大巷，并准备采区。垂直平硐与立井开拓和斜井开拓中的阶段运输石门相似。根据地表地形。垂直平硐可以从煤层底板进入煤层，也可以从煤层顶板进入煤层。 井筒的位置及数目如何确定？选择井筒位置应从地面因素、地下因素和技术经济因素3个方面进行论证和比较。（一）、地面因素的影响1）能充分利用地形，使地面生产系统和工业场地布置合理，尽可能减少地面工业场地的土石方工程量。2）地面工业场地应尽可能少占或不占良田，特别是不要占用高效农田。3）井口标高应高于当地历史最高洪水位，并具有良好的泄、排洪条件，免受洪水危胁。4）井口所在地工程地质条件要好，要避免滑坡、崩坍、地表沉陷的影响。5）距林区较近时，应给井口留有足够的防火距离，免受森林火灾的影响。6）要充分考虑各种人为因素。特别是地方煤矿和乡镇、个体煤矿，要充分注意地面场地、交通等引发的各种矛盾，如井口占地的归属、矸石排放方式等。（二）、地下因素1）井硐穿过的岩层应有良好的地质条件，尽可能避免穿越流沙层、强含水层和地质破坏剧烈带等不利于井硐掘进和维护的地带。2）井硐落底位置应能保证各水平井底车场巷道和硐室处于坚硬、完整的岩层中，保持井底车场良好的维护条件。3）井硐应避免老窑采区及其垮落岩层的影响。4）井硐应尽可能布置在薄煤带或不受采动影响的井田边界之外，以减少工业场地煤柱损失。5）井硐位置应保证井硐延深时， 不受底板强含水层水患威胁。（三）、技术经济因素1）井硐落底位置应尽可能使井下运输、提升等生产环节简单。2）井硐落底位置应尽可能使开拓工程量小，建井快，出煤早。3）井硐落底位置应尽可能降低煤炭运输费等运营费用并使矿井生产易于管理。运输大巷的布置方式有哪几种？各有什么优缺点？（1）运输大巷的布置方式有分层运输大巷、集中运输大巷和分组集中大巷。（2）分层运输大巷优点：可以沿煤层掘进，也可以在煤层底板中开掘。在煤层中开掘施工容易，掘进速度快，成巷费用低，有助于进一步探明煤层的赋存状况。缺点：管理不便。（3）集中运输大巷优点：减少了大巷的掘进量和维护量，增加了采区石门，有利于采区巷道合理布置，实现合理集中生产。缺点：建井期长、经济技术不合理。（4） 分组集中运输大巷兼具以上两种运输方式的优缺点。什么叫井底车场？井底车场有哪几种形式？（1）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。（2）井底车场分为环形式和折返式。环形车场又分为卧式、立式和斜式。折返车场又分为梭式和尽头式。什么是巷道围岩压力？其影响因素有哪些？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统称为巷道围岩压力。其影响因素为地质、开采和支护。地质因素有原应力状态、围岩力学性质及岩体结构。 简述巷道矿压控制的途径和方法。巷道保护、巷道支护、巷道维护。对付矿压有“抗压”、“让压”、“躲压”和“移压”。 什么是锚杆支护？从锚固方式、锚杆长度方面锚杆支护如何让分类？锚杆支护是锚固在煤、岩体内维护围岩稳定的杆状结构物。按锚固方式可分为粘结式、机械式、摩擦式；按锚固长度可分为全长锚固、端部锚固、加长锚固；按锚杆的工作特性可分为可拉伸锚杆与不可拉伸锚杆；按锚杆强度的大小可分为普通锚杆、高强锚杆、超高强锚杆。 巷道断面形状如何确定？选择巷道断面形状必须中和考虑巷道围岩的性质、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等因素。通常根据围岩性质、压力大小、巷道用途等确定巷道的支护方式和支护材料等因素，支护方式确定后，巷道的断面形状也就大体确定了。简述巷道断面尺寸确定的步骤和方法。《煤矿安全规程》规定，巷道净断面必须满足行人、运输、通风、安全设施、设备安装、检修和施工的需要。设计巷道断面尺寸时，应根据上述诸因素和有关教程、规范的规定，首先定出巷道的净断面尺寸，并进行风速验算；其次，根据支架参数、道床参数计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许加大值（超挖值）计算出巷道的计算掘进断面尺寸；最后，按比例绘制包括水沟、墙角在内的巷道断面图，编造巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。什么是半煤岩巷道？当巷道在薄煤层中掘进时，为保证巷道的使用高度，必须挑顶或卧底掘进，因而在巷道掘进断面上同时有煤层和岩层。当岩层（包括夹石层）占掘进工作面面积的1/5~4/5时，即称半煤岩巷道。硐室的施工方法有几种？各有什么特点？（1）全断面一次掘进法 特点：断面大，可以采用大型机械设备，在岩层比较稳定时才能取得很好的技术经济效果。常规设备条件下，全断面一次掘进的硐室高度以不超过4~5m为宜。（2）台阶工作面法 特点：适用于岩层稳定或比较稳定的条件。由于硐室的高度较大不便于操作，于是将整个硐室分为便于人工操作的几个分层。根据台阶工作面的布置方式可分为正台阶工作面和倒台阶工作面2种。立井断面形状和断面尺寸如何确定？形状根据井筒的用途、服务年限、井筒穿过岩层的性质及所用的支护材料确定，断面尺寸的大小决定于井筒的用途、设备和需要通过的风量。简述立井基岩施工的步骤。钻眼爆破工作，立井掘进的装岩、提升和排水，立井掘进基岩施工作业方式，施工组织。 常用的立井井筒延深方案有哪几种？并简述各自的施工特点。自上而下延深井筒：利用辅助水平延深井筒:对生产影响小，可独立延深主井或副井井筒。利用延深间延深井筒：辅助工程量小，总投资少，准备时间段，工作近抽，管理集中。 由下向上延伸井筒：普通反井延深井筒：这种方法就是普通施工法，先打小断面反井，然后由上而下刷达成全断面井筒。吊罐反井施工法：利用吊罐做工作台，先打小断面反井，然后由上而下刷达成全断面井筒。 什么叫双翼采区？什么叫单翼采区？将采区上山布置在采区的中央，向两翼前进回采或由两翼边界后退回采的采区，称为双翼采区；如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，称单翼采区。上山采区式准备方式的优点，缺点和适用条件是什么？优点是巷道布置简单，准备新采区时间短：缺点是采区生产能力小，服务年限短，巷道掘进率高。因此一般只在井田只有单一层煤或层间距很大，，开采解放层煤层差别大要求分采分运或受其他条件限制时，才采用单层布置采区准备方式。条带式准备方式的优点、缺点和适用条件是什么？优点：巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，建井工期短，投产快；运输系统简单，占用设备少，运输费用低；采煤工作面长度在整个采煤期间保持不变，为采用综采设备创造了良好的条件；煤炭损失少，采出率高；通风系统简单，通风设备少；对某些地质条件的适用性强。缺点：倾斜巷道掘进工程量大，效率低，倾斜巷道长，辅助运输比较困难；当煤层沿倾斜起伏较大时，巷道积水不易解决；大巷装车站多。适用条件：适用于倾角为12度以下煤层。当对回采设备采取有效措施后，可应用于倾角12~17度的煤层。对于含断层较多的区域在能划分规则分带的情况下，采用条带式准备方式有利。什么是采区生产能力？如何合理的确定？采区生产能力是采区内采煤工作面和掘进工作面产量之和，以单位时间内所生产的煤量计算，一般以采区日产量（t/d）或年产量(万t/a)表示。采区生产能力要和矿井的生产能力相适应，同时还必须与采区储量相适应。采取生产能力是综合性的能力是由各生产环节的生产能力组成的。一般情况下，采区生产能力是根据才没工作面的产量和个数来决定的。什么是采区车场？有哪几种类型？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。分为上部、中部和下部车场。采区上山的布置方式有哪几种？两条煤层上山、一岩一煤上山、两条岩石上山、两沿一煤上山和三条岩石上山（不到逼不得已风巷必须在岩石中）。什么叫矿山压力？因围岩移动而产生的压力称为矿山压力。什么叫矿山压力显现？在矿山压力作用下出现的如冒顶、底鼓、煤岩片帮、指甲破坏、煤和瓦斯突出等破坏现象叫矿山压力显现。什么叫支承压力？工作面周围支承压力是如何分布的？（1）在开切眼两帮煤体中，产生了应力集中现象，这种应力集中现象称为支承压力。（2）在采煤工作面上下两端的区段煤柱内，也由于采煤和掘进区段平巷而形成支承压力，它的分布特征和工作面前方的支承压力基本相同。当采煤工作面推进较长距离后，区段煤柱内的支承压力，可随顶板垮落而逐渐消失。什么是工作面基本顶初次来压？什么是基本顶周期来压？由于基本顶初次垮落，使工作面压力增大，故称为初次来压。当工作面再继续推进，这部分垮落的基本顶被甩入采空区工作面又处于基本顶悬梁掩护之下，恢复到前述的状态。继工作面的推进，基本顶的垮落与工作面增压现象重复出现，这种垮落与来压随工作面推进进而周期性的出现，成为基本顶周期垮落和周期来压。 液压支架的选型应考虑哪些因素？液压支架的类型不同，品种繁多。使用时，应按工作条件和使用要求，确定支架的类型。影响液压支架选型的基本因素有：地质条件（顶板的稳定性、岩性、厚度），底板的稳定性，煤的厚度（采高），倾角，地质构造，瓦斯含量和技术经济条件。影响单体液压支柱选择的主要因素是什么？包含各类专业文献、幼儿教育、小学教育、各类资格考试、专业论文、行业资料、高等教育、文学作品欣赏、外语学习资料、采矿概论题目83等内容。
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