矿山深井开采潜在问题与关键技术论文
金属矿山深部开采的问题及对策探讨
金属矿山深部开采的问题及对策探讨摘要:大规模开发深部金属矿产资源是我国矿业发展的必然趋势, 深井开采已成为我国乃至世界矿业界特别关注的问题。
与此同时很好的解决深井开采所带来的危害已刻不容缓。
综述深井开采岩石力学基础科学问题和主要的深井灾害, 认识新思路, 进一步探讨深井灾害的应对策略。
关键词:金属矿山;深部开采;问题;对策1深井开采灾害深井开采处于高应力、高井温、高井深、高岩溶水压、采矿扰动( 即“四高一扰动”) 的特殊环境。
随着开采深度的增加, 高应力诱发的岩爆与地震灾害,严重威胁人员与设备的安全。
高井温使劳动条件严重恶化, 威胁工人健康, 劳动效率大大降低。
高井深则恶化了提升、排水条件, 急剧增加了采矿成本。
高岩溶水压则诱发深井涌水, 严重影响人员安全。
采矿扰动( 主要是指强烈的开采扰动) 则造成地震和井筒破裂, 即在浅部表现为普通坚硬的岩石, 在深部却可能表现出软岩大变形、大地压、难支护的特征, 即有各向不等压的原岩应力引起的剪应力超过岩石的强度, 造成岩石的破坏。
1.1 深部巷道变形与支护随着开采深度的增加,地应力随之增大。
因此,深部巷道与采场的维护原理与浅部有十分明显的区别,这种区别的根源在于岩石所处的应力环境的区别以及由此导致的岩体力学性质的区别。
在浅部十分普通的硬岩,在深部可能表现出软岩的特征, 从而引起巷道和围岩的大变形;浅部的原岩大多处于弹性状态,而深部的原岩处于“潜塑性”状态,由各向不等压的原岩应力场引起的压、剪应力超过岩石强度,造成岩石的潜在破坏状态。
深部高应力环境下的巷道支护,除了必须考虑岩石强度性质和岩体结构外,还应重视巷道所处的应力环境。
浅部中、低应力条件下的巷道支护主要考虑业己存在的地质构造等不连续面的影响,而深部高应力岩体中巷道支护必须考虑巷道围岩因掘进造成的断裂破坏带,即新生断裂结构的影响。
所以,深部高应力环境下的巷道支护应强调峰后破坏岩体残余强度的利用。
应合理控制岩体的峰后变形,并尽量使巷道围岩处于三向应力状态,为此,需采用先柔后刚的能保持和提高岩体强度的加固措施;深部巷道支护设计应更多地建立在能量分析的基础上,而不是简单地以应力和强度作为设计准则。
煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策探究
煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策探究摘要:煤炭资源有着较广的用处,在冬季取暖时,需求使用很多的煤炭,而煤炭资源是一种不可再生的资源,跟着煤炭公司的不断发展,对煤炭的挖掘量越来越大,一些浅部的煤矿越来越少,挖掘的难度在不断加大,在对深部煤矿进行挖掘时,遭到技能的约束,煤矿公司存在较多的技能难题,这影响了挖掘的功率,而且增加了挖掘的成本。
因为采矿的环境对比恶劣,采矿人员假如缺少工作经验,而且操作不行标准,很容易形成安全隐患,为了解决技能难点,有关技能人员有必要拟定出科学合理的挖掘计划。
关键词:煤矿深部开采;主要技术;问题及对策1 深部矿井灾害主要影响因素1.1 基本地质力学特性对灾害的影响1)高地压跟着矿区挖掘深度的添加,原岩应力和结构应力不断升高。
跟着煤层埋深增大,关于泥岩、页岩等强度低的围岩,在上覆岩层重力效果下,会产生塑形变形;在浅部呈现中硬岩变形损坏特征的工程岩体,进入深部后转化为高应力软岩,表现出大变形、高应力和难支护的软岩特征。
深部岩体具有的大变形和强流变特性,常致使巷道顶板下沉和两帮移近明显,底鼓严峻,巷道保护好不容易。
3)高水压。
跟着采深添加,地下水浸透压力相应增大。
浅部挖掘中,矿井水首要来历是第四系含水层或地表水经过采动裂隙网络进人采场和巷道,水压小,渗水通道规模大。
但跟着采深加大,承压水位高,水头压力增大,在高地应力和水压力长期效果下,深部巷道围岩变形损坏严峻,围岩有效隔水层厚度下降,加上采掘扰动构成断层裂隙活化,而构成渗流通道相对会集,矿井涌水通道规模窄。
4)高瓦斯随着瓦斯压力增大,煤吸附的瓦斯量添加,从而使煤层瓦斯含量增大,瓦斯含量递加的均匀梯度可折算为1m3/[t?(52~75m)。
因为遭到深部高应力的效果,煤层内瓦斯气体紧缩到达最高峰,煤岩体内就会集合许多的气体能量。
然后在采掘扰动的效果下,紧缩气体剧烈开释,形成工作面或巷道的煤岩层突然被破坏易致使煤与瓦斯杰出。
另外,比较于浅部采空区,深部采空区的瓦斯含量明显增大。
井下深部开采存在的问题及对策
井下深部开采存在的问题及对策井下深部开采存在的问题及对策目前我国煤矿开采的总局势浅度的储存量偏少,而在1000m以下的深度总储量占得比较多,据资料调查,深度的储藏量约占总量的70%多。
而且,在我国东部,煤矿深度以快速速度增长,预计在未来几十年,大部分的煤矿深度将延伸到1000m~1500m之间。
那么,随着开采深度的延伸,由于地表和岩层移动的问题相当复杂,随之新的地表沉陷预测和控制问题也出现了。
另外,在煤矿深部开采中,关于在河流下、建筑物下和铁路下遇到的问题以及矿压、保护煤柱留设、瓦斯、地热等多种技术难题也日趋渐多,严重影响着煤矿生产和矿井建设的发展。
1 我国煤矿深部开采的现状煤矿深部开采问题一直是世界各发展中国家关注的问题。
在世界主要采煤国家中,都领先进入深部开采,而且快速发展。
我国的主要国有煤矿中,采深大于800m的大约占总数的13%,它们主要分布在我国的北京、沈阳、徐州等东部地区,这些矿区的开采时间都比较长。
其中,在开采深度超过1000m以上的还有几个。
2 煤矿深部开采存在的问题2.1地表沉陷预测和控制问题在对矿区进行地表沉陷预测和控制设计所用的参数,我国大部分地区都采用深度小于300m的观测站资料,如果按照比较严格的要求,这些参数资料都只适合在开采深度小于300m的地表沉陷预测和控制。
那么,在《“三下采煤”和主要的井巷煤柱留设及压煤开采规程》中给予的移动角,一般都是达到深部开采条件下的实测值。
在同个矿区,给出的移动角值都是固定的。
但经过实践证明,在具备深度开采条件下,移动角值是否固定无法提供科学依据。
在当前有限的条件下,在深部开采适合条件下采用实测求取岩层移动角的这种方法并不简单。
另外,很多重复建立地表移动观测站实测求取岩石移动角的方法因为所需要的时间相当长,很多都中途而废,导致大量浪费人力财力物力。
2.2 矿井的生产维护费用高在煤矿深度开采中,岩体塑性大和原岩应力大导致矿压明显强烈。
随着采深程度的延伸,覆石自重压力会越加增大,构造压力也会越来越增强,导致围岩会严重变形,巷道和采场失去平衡,顶板管理起来有相当的难度。
深部矿井开采技术问题
深部矿井开采技术问题摘要:本文根据我国主要深部矿区30余对矿井的实地调查、部分井下观测和25个矿务局的函调材料,对我国煤矿深部开采的基本状况及其在开采中遇到的巷道维护、冲击地压、瓦斯突出及地热等主要问题作了总结和剖析,并就今后煤矿深部开技术问题提出了几点看法和建议。
1煤矿深部开采的现状及趋势深井开采技术是当今世界主要深井开采国家(如德国、原苏联、波兰等)十分关注的问题之一。
随着我国煤矿开采规模的扩大,开采深度的逐渐增加,深部开采中遇到的各种技术问题日益增多,对当前的煤矿生产和今后矿井建设的影响日趋严重。
因此,研究深部开采问题,对安全、经济、合理地开发深部煤炭资源无疑有特别重要的意义。
我国是世界第一产煤大国,1997年原煤产量13.3亿吨。
全国主要国有矿区90多个,井工开采的生产矿井588对(1996年统计)。
据不完全统计,采深超过800m的深井19对,其中开滦矿务局赵各庄、沈阳矿务局彩屯矿采深超过1000m,新汶矿务局孙村矿、华丰矿、长广七矿采深超过800m。
“八五”期间新打深井65个,平均深度588m,其中700~800m的井筒28个,800~1000m的井筒13个,1000m以上井有12个。
据煤炭资源开发和资源保护研究指出,在我国预测总储量中73.2%埋深在1000m 以下,浅部储量较少。
因此,深井开采技术不仅是目前一些深矿井面临的问题,而且从长远看,它将是我国今后进一步开发利用深部煤炭资源的带有战略意义的问题。
2深井开采的主要技术问题2·1矿压显现加剧,巷道维护困难随着矿井采深的不断增加,一方面,巷道断面必需加大,据对开滦矿区统计,近10年间采深平均增加100m,岩石巷道断面平均增加8.1%,煤、半煤岩巷平均增加32%;另一方面,地压增大,在深部高应力作用下,围岩移动更为剧烈,巷道产生变形破坏更为严重。
在调查的超过700m的深井中,巷道矿压问题普遍严重,底鼓成为常见的地压现象,特别在采准巷道中尤其严重。
地下开采矿山深部开采存在的问题及解决措施
地下开采矿山深部开采存在的问题及解决措施摘要:在矿山不断发展的过程中,要对矿山开采技术进行合理选择,技术的选择与应用会直接影响开采质量及效率。
井工矿深部开采是当前矿山在发展过程中重要的采矿形式,包含多种不同方式,能有效满足矿山高效生产需求。
在新时期背景下,矿山开采工作要在兼顾效率的同时提高安全性。
本文以矿山深部开采为主,分析现存问题并提出切实可行的应对措施。
关键词:地下开采;深部开采;原则;问题;策略引言当前中国对矿产资源的需求十分强劲,必须加大开发利用矿产资源力度以适应国家的发展需要。
然而,在发展矿产资源的过程中,虽然带动了经济社会的持续发展,但也对环境造成了严重损害和污染,对经济社会发展的可持续性产生了重大风险和影响。
由此产生的环境问题包括:在选矿和开采过程中产生大量有害、有毒气体、普通硅酸盐建筑材料、金属尾矿等,并伴随巨大噪音的危害,对附近的环境和土地造成了巨大的危害;尾矿库和废石堆占用了大量耕地等。
因此,对矿山工程的管理势在必行,基于此,需要对复杂地质条件下的矿山工程开采管理技术展开研究。
1矿山深部开采过程中存在的问题分析1.1安全设施不完善安全设施不完善是矿山安全问题的重要表现之一。
矿山由于历史原因、经济条件限制等原因,安全设施建设不到位,缺乏必要的安全设备和保障措施,导致矿工在生产过程中面临很高的安全风险。
例如,某些矿山可能缺乏必要的安全警示标志和设备,或者缺乏必要的防护措施,从而导致矿工在生产过程中面临很高的安全风险。
1.2严重影响生物的多样性无论是动物还是植物,它们的发育和繁殖都依赖于特定的自然环境。
矿山开采会导致区域环境的破坏,包括破坏森林资源、改变地区的气候和湿度条件等。
这些环境变化会导致动植物及其赖以生存的自然环境消失。
当动植物失去赖以生存的自然环境时,它们面临着灭绝的威胁,这对保护动植物多样性十分不利。
1.3土壤调查生态修复的目标是建植与周边环境相协调的植物群落,从而绿化、美化。
探讨深部开采面临的主要问题与对策
探讨深部开采面临的主要问题与对策摘要:随着我国国民经济发展,煤矿深部开采技术不断进步,国家加大对于深部开采的投入力度,而在深部开采过程中,由于深部多变、复杂的煤岩体特点,给身边开采造成一定困难。
本文主要探讨深部开采面临的主要问题,并提出一些针对性的对策。
关键词:深部开采;问题;对策针对矿井深部开采,开采的深度直接反映矿井的开采难度。
近年来,随着我国经济持续、稳定增长,对于能源需求量日益增多,使得矿井开采的延伸速度在不断加快。
目前,我国矿井开采已发展至深部开采阶段,同浅部开采对比,深部开采的成本较高,随着深度增加,也不利于采矿环境,给煤矿生产、安全造成极大问题。
笔者根据自身多年从业经验,对深部开采中面临的主要问题进行分析,并提出一些针对性的建议,现总结如下:1深部开采面临的主要问题首先,巷道围岩变形。
地应力随着开采深度的增加而增大,同时巷道周围的应力也随之增高。
处于浅部较硬的围岩,直到深部后形成工程软岩,主要表现应变软化、强烈扩容性特点,降低了巷道岩体的强度,严重破坏了支护与巷道。
按照相关统计显示,深部巷道的翻修比例在91%以上,显著增加了巷道维护成本,导致矿井生产系统不畅通,降低运输能力,以及风水电等一系列系统问题。
具体表现如下方面:其一,巷道的变形速度较快,底鼓较为严重,变形量较大,在深部高应力的条件下,岩体具备较高能量,对巷道开挖具有卸荷作用,短时间可释放岩体聚集能量,深部围岩最大应力和最小应力差呈上升趋势。
前掘后修已成为深部回采巷道施工的基础工作;其二,岩性显著影响了巷道的稳定性,对于浅部岩体而言,岩性变化几乎不影响巷道变形。
而到达深部之后,不同岩性围岩的变形差异逐渐增加,巷道位置取决于岩性主导因素,若同一巷道的岩性不同,采用非等强支护方法已成为主要的巷道围护方法;其三,掘进后,巷道持续流变和变形,是深部巷不变形的表现特征。
其次,矿井煤同瓦斯之间的冲击、突出地压。
其一,随矿井开采深度有所增加,煤层瓦斯压力随之增加,许多旧浅部属于非突出煤层,转变成突出煤层,随深度增加,其突出频度、强度也显著增大。
浅谈煤矿深部开采中存在的问题与对策
浅谈煤矿深部开采中存在的问题与对策摘要:伴随着煤矿开采技术的不断发展,我国煤矿开采由浅部开采阶段逐渐趋向于深部开采阶段,但是伴随着煤矿资源开采深度的越来越深,也带来了很多的问题,因此加大煤矿深部开采的相关问题研究就显得尤为的重要。
基于此本文就对煤矿深部开采中存在的问题进行分析并提出相应的解决措施,以提高煤矿开采的安全性和高效性。
关键词:煤矿深部开采;存在的问题;措施煤炭资源为我国经济发展做出了巨大贡献,未来煤炭作为我国主体能源的地位仍不会改变。
随着我国浅部煤炭资源的开采殆尽,深部开采的研究势在必行。
然而,随着开采深度的增加,各种技术难题凸显。
如何保证深部煤炭资源安全、高效、低成本的开采,继续为我国的经济发展提供强劲动能,是目前需要解决的问题。
1 我国煤矿深部开采矿井的现状分析据不完全统计资料显示,我国埋深在1000m以下的煤炭资源量占到了己探明的5.9万亿t煤炭资源的53%,并且开采深度以平均每年10-25m的速度增加。
全国开采深度超过1000m的矿井达47座,其中采深最大的矿井达到1501m。
我国深部矿井主要分布在华北、华东和东北地区,主要集中省份在河北、山东、河南、安徽、江苏、黑龙江、吉林、辽宁等8个地区。
可知,全国深部矿井主要集中在华东地区,以山东、安徽居多,其比例占到了全国深部矿井数量的35.92%,产能占到了44.62%;华北地区深部矿井以河北居多,数量占到了14.08%,产能占到了14.4%;华中地区以河南居多,数量占到了19%产能占到了19.07%;东北地区深部矿井数量比例为21.84%,产能比例为15.89%。
这八个省深部矿井的总产能为3.07亿t,占到了全国煤矿总产能36.5亿t的8.41%。
近年来,山西地区部分矿井也正向深部延伸,预计未来20年内全国深部矿井数量和产能所占比例会越来越大。
2 目前煤矿深部开采存在的主要问题2.1 煤矿巷道围岩发生形变随着煤矿开采深度不断增大,地应力及煤矿巷道围岩的应力都明显增大,当浅部一些相对较硬的围岩在到达矿井深部后将成为“工程软岩”,具有较强的扩容性和应变软化的特性,大大降低了巷道内岩体的强度,严重破坏了巷道与支护体,尤其是一些不良的岩层,巷道掘进与支护作业十分困难。
地下开采矿山深部开采的主要问题及应对措施
M ine engineering矿山工程地下开采矿山深部开采的主要问题及应对措施宫晓亮摘要:作为矿业开采的重要方式,井工矿多使用立井开拓、斜井开拓或综合开拓的方式进行矿产开采,开采过程具有环境复杂、专业技术要求高的特点。
本文在阐述井工矿深部开采特征的基础上,分析地下开采矿山常见问题,并结合新时期安全生产要求,指出地下开采矿山的相关开采问题及应对措施,期望能创建安全、高效的矿山开采环境,在保证矿产资源开采综合效益的前提下,促进采矿企业的可持续发展。
关键词:井工矿;开采问题;应对措施矿产资源在社会生产及经济发展中起到至关重要的作用,其能为多个行业的生产和业务实践提供动力支撑。
在矿企经营中,矿山开采技术的选择和应用对于采矿效率、质量和安全效益具有深刻影响。
井工矿深部开采是矿企采矿生产的重要形式,其不仅包含立井、斜井开拓方式的应用,而且在实际生产中,还会使用,平峒开拓或综合开拓等方式,有效地满足了矿山高效生产的需要。
新时期,在兼顾矿山生产效率的同时,考虑生产安全性是地下开采矿山深部开采的内在要求;基于此,有必要进行地下开采矿山深部开采问题和对策的深层次分析。
1 地下开采矿山深部开采特征矿企采矿生产中,井工矿深部开采是较为常用的开采方式,其能在考虑矿层分布情况的基础上,系统选择井工矿的开采方式,这满足了矿企高效采矿的需要。
结合采矿实际可知,井工矿采矿作业具有作业环境复杂、技术专业性强、安全性要求高的特点。
一方面,地下开采矿山深部采矿属于地下开采作用,从作业环境来看,其作业面受易燃气体、粉尘的影响较大,同时容易遭受水火侵袭,同时顶板陷落也会影响具体的采矿作业。
故而在采矿实际中,应通过矿井通风、井壁支护等方式,进行采矿作业环境的优化处理。
另一方面,除矿井开拓方式外,井工矿深部开采的工艺技术也具有多元性的特征,除钻爆开采工艺外,作业面综掘工艺的应用也较为普遍。
以综掘工艺为例,其需要在风镐破矿、掘锚机和综合掘进机割矿的基础上,借助混凝土搅拌机和混凝土喷射机进行工作面的支护,最后再借助管板转载机进行转载和带式输送机运送,完成矿产资源的输送。
地下开采矿山深部开采存在的问题及解决措施
地下开采矿山深部开采存在的问题及解决措施摘要:随着矿业需求的持续增长,地下矿山深部开采成为了满足资源需求的关键途径。
然而,深部开采伴随着各种技术和环境挑战,包括复杂的地质条件、增大的地下压力、人员安全风险及对周边环境的潜在影响。
为确保深部开采的持续性、安全性及其对环境的最小影响,需要采用创新的管理策略、技术手段和环保措施。
此外,对矿工进行有效的培训、加强国际合作与交流,以及实施严格的环境监测,都是确保矿山开采成功的关键因素。
本文旨在深入探讨地下矿山深部开采中所面临的主要问题,并提出相应的解决策略和建议。
关键词:地下开采;矿山深部开采;问题;解决措施引言随着社会的快速发展和工业化进程的加速,矿产资源作为支撑现代生活和技术进步的重要物质基础,其重要性日益凸显。
地下矿山深部开采技术,作为矿业发展中的核心环节,承载着满足人们对资源需求的重要职责。
然而,伴随着这种深入地下的开采行为,诸多挑战和风险也随之而来,面对这些问题,仅仅依靠传统的矿业经验和方法是难以胜任的。
这就需要采用更先进、更科学的方法,结合多学科的研究,创新矿山管理和技术措施,来确保矿产资源的高效开发与利用,同时最大限度地保障矿工的安全与健康,以及对环境的保护与恢复。
1.地下矿山深部开采存在的问题1.1 地质条件问题地下矿山深部的开采面临的地质问题是多方面的,每一个地质构造都可能影响到开采的安全性。
例如,地层错动是一个复杂的地质现象,可能导致预测的矿石层位置出现差错,使得矿工在深部作业时遇到未预期的岩层。
断层是岩层断裂和错位的区域,它可能切断矿床,使得矿石丧失经济价值。
而岩溶则是由于地下水作用在可溶解的岩石上,如石灰岩,造成的空洞或洞穴。
这些空洞可能在矿工不知情的情况下突然坍塌。
而地下矿山深部的岩体稳定性问题更是不可忽视的。
由于深部的岩石承受的应力大,容易产生裂隙,进而发生变形或垮塌,这对矿山的开采、通风和安全都构成了巨大的威胁。
1.2 地下压力问题随着矿山的深度增加,地下的压力也在持续上升。
煤矿井下采矿技术存在的问题及改善措施研究
煤矿井下采矿技术存在的问题及改善措施研究煤矿井下采矿技术对于煤炭产业具有重要意义。
然而,在使用该技术的过程中,存在一些问题,如安全生产风险高、煤炭资源利用率低等。
为此,本文将对煤矿井下采矿技术存在的问题及改善措施进行研究。
问题一:安全生产风险高煤矿井下采矿作业是一项高风险的工作,一旦出现安全事故,后果极其严重。
同时,井下煤尘、瓦斯等有害气体也会对作业人员的健康造成危害。
造成安全生产风险高的原因如下:1. 煤矿井下采矿作业条件较差,通风条件不佳。
2. 作业人员技术水平低,安全意识淡薄。
3. 监管不到位,未能严格遵守安全生产规定。
改善措施:1. 提高作业人员安全意识,增强安全防范意识,促进安全生产文化建设。
2. 完善通风系统,加强维护和管理,确保通风系统的正常运行。
3. 加强管理和监督,加强对煤矿井下采矿作业的监管和管理。
问题二:煤炭资源利用率低煤炭资源是国家的重要资源,但在煤矿井下采矿作业中,存在煤炭资源利用率低的问题。
煤炭资源利用率低,主要是因为以下原因:1. 采矿技术水平低,对资源的考虑较少。
2. 对矿区局部的开采过多,造成资源浪费。
3. 利用技术低,对煤炭的有效利用较少。
1. 采用先进的采矿技术,加强资源角度的考虑,避免浪费资源。
2. 合理规划矿区,控制开采范围,避免资源过度消耗。
3. 研究开发新型利用技术,提高利用效率。
问题三:环境污染严重煤炭采矿所产生的环境污染对于人类生存环境造成极大的危害。
煤炭采矿需要大量的水、电、煤等资源,同时,采矿所产生的废弃物、污水、煤气等也会对周围环境造成严重的污染。
1. 加强环境保护意识,开展环保宣传教育,提高社会公众对于环境保护的认识。
2. 建立科学的环境监测体系,及时掌握环境污染信息。
3. 采取环保措施,如压实处理、回收资源等,减少污染物排放,保护周围环境。
综上所述,改善煤矿井下采矿技术存在的问题需要多方面的施策。
当然,对于煤炭采矿的技术和技能提升也是非常重要的。
论深矿井开采出现的问题及防治措施
摘要:在我国深矿井开采就是指埋藏在距地表一定深度的煤炭,一般大于800米。
近年来我国煤矿资源随着开采深度的越来越大,给煤矿开采带来了一系列困难,例如地热高、矿山压力显现剧烈及冲击地压、煤与瓦斯突出等。
本文就煤矿深部开采条件下,结合深部开采环境的特点,针对地质灾害问题,把深部开采出现的主要问题做了分析,并针对这些问题采取了相应的技术措施。
关键词:深部开采地热矿山压力显现剧烈及冲击地压煤与瓦斯突出1深矿井开采具有如下三个主要特征1.1矿山压力显现剧烈矿山压力显现剧烈的特点,一是围岩移动量大,移动速度快;二是冲击地压发生频度高,冲击能量大。
矿压是矿压显现的原因,矿压显现是矿压作用的结果。
矿压存在是绝对的,不可控制的,矿压显现是相对的,有条件的,可以控制的。
矿压显现既会给地下开采造成不同程度的困难,也会带来一定的便利条件。
在开采过程中必须采取各种生产技术措施对矿压显现的危害加以控制,同时要利用矿压的作用,为生产服务。
例如,采掘空间必须维护,以防顶板事故的发生,利用顶板压力可以进行放顶煤开采,在顶板压力作用下工作面煤壁有不同程度的压酥区,这就为采煤机割煤提供了便利条件。
1.2矿井瓦斯大,煤与瓦斯突出具体表现为:①矿井瓦斯涌出量随着开采深度增加而逐渐增大。
②煤与瓦斯突出频度大,突出物量大。
这是由煤体构造、地应力和高压瓦斯共同作用的结果。
一般情况下,瓦斯突出的频度和突出物量也随采深增加而增大,我国近年来,随着开采深度增加,瓦斯突出的频度也明显增大。
但当开采达到一定深度时,瓦斯突出的频度又会减小。
1.3地温高,作业环境恶化地温通常随深度增加呈线性增加,其增高率用温度梯度(℃/hm。
hm=100m)表示,在不同地质条件(不同地区,不同矿井)下,地温梯度不同。
据各国统计,地温梯度在4℃/hm左右,因此在深矿开采中地温一般都比较高。
如西德煤矿平均采深为900米时,平均地温41℃,最大采深为1530米时,地温高达60℃,波兰煤矿平均采深为575米时,平均地温为30—43.5℃,我国平顶山煤矿平均采深为550米时,平均地温为33.2—36.6℃,地温决定着井下采掘工作面的环境温度,即矿井湿度。
试论井下采煤技术开采中存在问题及对策
试论井下采煤技术开采中存在问题及对策1采矿方法必要性1.1我国矿产资源的特点我国矿产资源的种类丰富,总量也多,但是人均占有量却不足。
我国的矿产资源在世界排名,仅次于美国和俄罗斯,居世界第三位。
但由于我国人口偏多,人均占有量排名就十分靠后。
另一方面,矿产资源分布不均,贫矿偏多。
1.2 矿产资源开发技术手段落后。
现在许多矿山经营者,他们的经营思想不能与时俱进,思想严重滞后,只注重眼前的经济利益,采用最传统的经营方法和采矿方法,这样矿山的预期寿命会大大缩短,浪费了大量的矿产资源。
并且存在对矿山进行盲目的开采,乱挖坑道,这样会破坏地质的构造,特别严重的会发生矿山坍塌事故,不但会对经营者的利益造成损坏,也会对采矿工人的生命造成威胁。
2 采矿方法的创新与实践根据我国采矿工程的现状和特点,我国的政策要求也进行了改革,加强了对矿产资源调查的评价,勘查开发及综合利用,并且要全面提高采矿人员等工作者的综合素质,培养具有掌握具有先进科学技术的团队,要拥有具有创新能力的人才。
采用现代化的采矿方法,在实践中总结经验,对采矿方法进行革新和普及,不在局限在传统模式,逐渐走向智能化方向发展。
2.1空场采矿法这种方法是我国开采史应用最早且技术较为成熟的采矿方法。
有关这种方法有的文献指除留矿采矿法以外的自然支护采矿法中的各类方法,有的则指自然支护采矿法的全部;也有的仅指阶段矿房采礦法和横撑支柱采矿法,或仅指全面法采矿和房柱采矿法。
这种方法主要靠围岩本身的稳固性和矿柱的支撑能力维护回采过程中形成的采空区,有的用支架或采下矿石作辅助或临时支护。
这种采矿法要求围岩和矿石稳固。
现阶段我国有色金属、黄金及化工矿山应用相当普遍。
该法最显著的优点就是成本低、生产能力大、采准时间短。
这种方法在应用过程中也进行了适当的革新,现在这种开采方法在一些矿岩破碎的矿体中也得到了应用。
例如在云南鹤庆的锰矿,它属于缓倾斜中厚矿体并且采场顶板不稳固。
但是为了提高该富锰矿体的矿石回采率,拉动该地区的经济发展,1989~1992年,许多科研专家经过缜密的研究和探讨在该矿进行了人工柱锚杆房柱法试验。
煤矿井下采矿技术存在的问题及改善措施研究
煤矿井下采矿技术存在的问题及改善措施研究煤矿井下采矿技术是煤矿生产的重要环节,然而在实际生产中,我们也经常会遇到各种采矿技术存在的问题。
这些问题不仅会影响生产效率,还可能对矿工的安全造成威胁。
对煤矿井下采矿技术存在的问题进行研究,并提出相应的改善措施是十分重要的。
本文将对煤矿井下采矿技术存在的问题及改善措施进行深入探讨。
一、问题分析1. 采矿设备老化煤矿井下采矿设备通常需要长时间的运转,因此很容易出现老化的情况。
采矿设备老化会影响设备的稳定性和安全性,增加了事故的发生概率。
2. 矿井涌水问题煤矿井下经常会发生矿井涌水的情况,这不仅会影响采矿进度,还会增加矿工的安全风险。
3. 通风不畅通风不畅会导致矿井内空气污浊,影响矿工的健康和安全。
4. 煤层爆炸采矿作业中,如果处理不当容易引发煤层爆炸。
这不仅会对采矿设备造成损坏,还可能对矿工的生命安全造成威胁。
5. 矿井顶板松动矿井顶板松动会增加事故的发生概率,对矿工的生命安全造成威胁。
二、改善措施1. 采矿设备更新对于老化的采矿设备,应该及时进行更新更换,采用更加先进和稳定的设备来替代老旧设备。
对设备进行定期的检修和维护,保证设备的运转稳定和安全。
2. 加强矿井涌水治理针对矿井涌水问题,应该加强矿井涌水治理工作,实施矿井涌水防治措施,尽可能减少矿井涌水对采矿作业的影响。
3. 优化通风系统针对通风不畅的问题,应该对矿井通风系统进行优化,加强通风设备的维护和管理,确保矿井内空气的清新和流通,保障矿工的健康和安全。
4. 加强安全生产管理在采矿作业中,需要加强对煤层爆炸和矿井顶板松动等安全隐患的排查和处理,严格执行安全操作规程,加强安全监测和检查,确保煤矿井下采矿作业的安全性。
5. 加强技术创新煤矿井下采矿技术应该加强技术创新,引进先进的采矿技术和设备,提高采矿效率和安全性。
三、结语煤矿是我国的重要能源资源,煤矿井下采矿技术的改进对于煤矿工作的安全性和生产效率有着重要的意义。
煤矿井下采矿技术存在的问题及改善措施研究
煤矿井下采矿技术存在的问题及改善措施研究煤矿作为我国的传统能源产业,在国家经济发展中具有重要的地位。
然而,由于历史原因、资源品质、落后的采矿技术等因素影响,许多煤矿采矿难度大、安全系数低等问题依然存在。
因此,本文将探讨煤矿井下采矿技术存在的问题及改善措施。
问题一:井下环境恶劣煤矿井下环境恶劣,存在瓦斯爆炸、煤尘爆炸、塌方等安全风险。
同时,由于长期采矿,地下充满了大量的垃圾和渣土,给下一步的开采带来了很大的困难。
改善措施:加强井下通风系统的建设,有效解决瓦斯等有害气体带来的危害。
此外,采用新技术清理地下垃圾和渣土,为下一步的开采创造良好的条件。
问题二:煤矿采矿技术落后目前,我国的煤矿采矿技术相对较为落后,采取传统的人工采矿方式,效率低下。
此外,采矿过程中的安全风险较高,难以保证采矿人员的安全。
改善措施:采用机械化采矿方式,提高采矿效率,降低采矿成本。
增加安全设施,保证采矿人员的生命安全。
问题三:矿井布局存在缺陷目前,我国部分煤矿的井下布局存在缺陷,井下通路不畅,通风系统不完善。
这些问题容易引发事故,严重危及矿工人身安全。
改善措施:加强井下通路建设,合理规划井下布局,提高井下工作空间的利用率,同时加强通风系统的建设,提高工作环境的舒适度和安全系数。
问题四:煤矿管理水平低下许多煤矿管理水平低下,存在安全规定不严格、管理机制不健全等问题。
改善措施:加强煤矿管理,加强对员工的安全教育,制定严格的安全规章制度,落实全员安全管理责任,健全矿山安全管理机制。
总之,煤矿井下采矿技术存在的问题及改善措施主要包括井下环境恶劣、采矿技术落后、矿井布局存在缺陷和煤矿管理水平低下。
为此,我们应该采用新技术、新方法,解决问题,不断提升煤矿开采的安全系数和采矿效率,为我国经济发展做出更大的贡献。
煤矿井下采矿技术存在问题及优化措施
煤矿井下采矿技术存在问题及优化措施摘要:在新的历史条件下,为适应人民日益增加的生产和生活需要,必须继续改进矿井的工艺。
通过对矿井智能采掘工艺及设备的研究,通过对物联网、大数据、云计算等多领域的深度认识,系统地归纳出矿井开采的基础理论和工艺方法。
在今后的发展中,矿井的智能化是必然趋势,也是实现矿井可持续发展的重要途径。
关键词:煤矿井下;采矿技术;问题;措施1煤矿井下采矿主要特征1.1开采过程复杂、难度高目前,地下采矿和露天采矿是目前地下采矿和露天采矿两种形式,由于地下采矿的储量远远大于地下采矿,因此,如何在地下采矿中灵活运用地下采矿技术,对于提高煤炭产量具有重要意义。
然而,由于矿山地质条件复杂,矿层分布复杂,往往处于深部地质条件下,需要进行勘探和爆破作业。
为此,迫切需要对矿区内部的覆岩带进行综合的研究,并制定一套完整的可优化的采矿计划,特别是要对各类可能发生的安全事件进行防范,从而保证矿井的稳定发展。
1.2应根据实际情况选择开采方式在对煤矿开采方法进行选择的时候,要根据矿井的分布和所属类型来考虑。
目前比较常用的开采技术有综采技术、炮采技术等。
在各种开采工艺中,采用的开采设备、开采成本、开采效率等都存在着本质上的区别,这就导致了开采效益的差别。
如果不能将开采技术与矿井的具体条件相融合,那么很可能难以获得最佳的开采效果,也无法获得与之相匹配的开采效益。
2井下采矿技术影响的主要因素2.1技术水平2.1.1矿井自燃煤矿开采中,由于煤层的氧化,会产生较大的热能,且受限于密闭的地下空间,很难实现高效的通风与散热,在多个因素共同作用下,很容易出现矿井自燃事故。
由于煤-氧混合法产热周期较长,短期内很难积累足够的热能,容易被忽略。
煤矿采空区是导致煤矿安全事故的重要因素,因此,如何加强对这一地区的安全管理,制定相应的安全管理制度,制定相应的安全措施,并对员工进行安全教育,才能使煤矿安全工作得到最大程度的保障。
2.1.2瓦斯爆炸在煤炭生产中,煤气安全是仅次于煤炭生产的重要安全隐患。
煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策
煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策摘要:在国家发展中,煤炭属于关键能源资源,现阶段我国也对煤炭有着更大的需求量,而浅部、露天的煤矿变得更少,为此深部煤矿的开采便非常重要。
在煤矿的深部开采中,开采人员往往会面临一些主要的技术问题,为让这些问题被合理处理,文章分析煤矿深部开采的主要技术问题,从煤矿深部的完善地质勘查、改善围岩控制约束其变形等方面出发,分析针对深部开采技术问题的对策。
关键词:对策;技术问题;深部开采;煤矿引言:在现代社会中,煤炭资源的用途广泛,但它也是一类无法再生的资源。
在煤炭开采的数量增长下,煤矿变得越来越少,开采活动的难度也在逐步增长,使得深部开采的工作需要被充分重视起来。
但是,在深部开采时,往往开采工作会被技术问题所制约,为让深部开采顺利完成,开采单位便要对技术问题加强研究,早日让深部开采不受技术问题影响,保障开采的安全及质量。
1.煤矿深部开采的主要技术问题(一)矿井煤及瓦斯方面在深部开采中,矿井深度会逐步增加,其中的瓦斯浓度同样在逐步增加,为此,矿井煤及矿内瓦斯会出现突出还有冲击地压的问题,其突出的强度及频率,还会随矿井深度增长[1]。
在深部开采中,因为技术难度较大,开采条件恶劣,更多矿井也为瓦斯矿井,安全隐患本身加大。
在作业中,各人员应该有充分安全意识,让瓦斯的安全得以保障,避免出现开采火星。
此外,在深部开采时,所需技术的技术含量较高,在矿井深度增长下,冲击地压这一状况也会发生,矿上应该将事故预测做好,落实预防的有效措施,让开采降低难度。
(二)巷道周围岩石变形在深部开采中,当矿井更深时,巷道便会受更大应力。
而受应力影响,在巷道周围,一些岩石便非常容易发生变形状况,而围岩也会有扩容、软化等状况,因为岩体实际强度不够,为此非常容易被应力所破坏[2]。
在围岩变形之后,应该尽快将返修工作做好,这会让巷道维护增加成本,当不及时维修时,也会带来安全隐患。
在深部煤矿中,岩石岩性也会存在明显差异,为此在巷道的选择中,应该对岩性问题加强考虑,针对各类围岩尝试支撑的不同方法。
煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策
煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策摘要:随着我国经济的持续高速发展,对能源的需要也不断加大,我国煤炭产业在近几年的产量也成倍增加。
但不可否认的一点是我国煤矿开采特别是深部开采面临着许多技术难题,导致我国煤炭开采效率一直低下,而且矿难频发。
针对这些问题,笔者根据自己的切身经验,并认真分析了煤炭深部开采所面临的一些问题,提出了自己的一些对策和建议。
关键词:煤矿,深部开采,技术问题,对策近年来,我国经济持续高速发展,国家对能源的需求十分旺盛,我国煤炭产业的产量在最近几年也是成倍增加,这些都直接导致煤矿矿井开采深度不断加大,特别是部分老矿井,由于浅部的煤矿已经采集完毕,仅剩较深的煤矿资源,这给开采带来了难题。
不仅是煤矿资源开采的成本大大增加,而且随着开采深度的加大,采矿的环境也变的十分恶劣,给煤矿的安全生产带来了极大的挑战。
因此系统的研究煤矿深部开采的技术难题,并提出科学的对策,具有十分重要的意义。
一、煤矿深部开采面临的技术难题(一) 巷道周围的岩石变形1、随着矿井深度的加大,地应力也明显增加,矿井巷道的应力也有提升,在浅部开采时表现坚硬的岩石,在深部由于应力作用表现出软化和扩容等特征,坚硬的岩石变成了“软岩”,此外由于岩体的强度不够,很容易被破坏,据相关统计,煤矿深部矿井巷道的返修率高达85%左右,这不仅加大了矿井巷道的维护维修成本,同时还为矿井的生产埋下了重大安全隐患。
2、岩性影响矿井巷道的稳定性。
在矿井浅部,岩石岩性的差距不大,因此在选择巷道位置时,主要因素不是岩性,在同一个矿井巷道中,可利用相同的支撑方式就可以较长时间保证巷道完整;但是,到了矿井深部,这种情况就发生变化了,同一深度不同位置岩性也会有较大的差异,此时岩性要作为矿井巷道选择时的重要因素,对于同一矿井巷道岩性不同的区域需要采取不同的支撑方法,这为矿井巷道的支撑维护提出了更大的挑战,也使成本大大提高。
3、矿井巷道挖掘后发生变形。
在煤矿深部巷道挖掘时,巷道很难稳定,容易出现变形,此外当支撑措施不合理时,其变形程度可能会导致巷道完全封闭。
浅析矿山深井开采潜在的问题与关键技术
浅析矿山深井开采潜在的问题与关键技术摘要: 近年来镍矿以其复杂的工程地质条件和碎胀蠕变的岩石力学特性, 一直受到国内外采矿工程和岩石力学界的关注。
随着开采深度接近700m, 矿山采掘强度和开采范围的逐步加大, 由于深部矿岩破碎程度、构造应力及采动压力均有增大趋势, 对开采矿带来很多困难和安全隐患。
文章在系统分析广西进入深部开采所面临的巷道稳定性、采场稳定性以及岩层移动等主要问题的基础上, 提出了解决广西深井高应力条件下采矿问题的关键技术思路和方向。
关键词: 镍矿; 潜在问题; 关键技术镍矿由于矿岩破碎、构造应力及采动压力较大, 属于难采矿体, 一直受到国内、外采矿工程界和岩石力学界的关注。
随着开采机械化程度的提高和矿山产能的扩大, 金矿山采深接近700m , 步入深井开采的行列。
随之而来的地应力增大, 深部岩石力学问题、巷道的稳定性问题、采场的稳定性问题、深部地压控制技术问题、大面积采掘均衡和安全生产问题日显突出, 对开采的影响也越来越严重。
因此, 借鉴国内外先进技术, 并总结广西矿区大面积多中段无矿柱连续开采的经验, 深入分析深部矿床的开采技术条件, 揭示深部采场地压活动规律,科学指导广西矿区深部开拓系统的布局以及开采方案进行优化, 并对开采过程中潜在危害进行预测、评价和预防, 确保广西矿山安全、经济、高效生产和可持续发展。
1广西矿山深井开采的潜在问题1.1深部巷道变形破坏特征矿山深部巷道围岩变形与破坏主要受三方面的因素影响: 其一是地质条件影响; 其二是构造应力及采动压力影响; 其三是巷道工程形式构造应力及采动压力影响; 其三是巷道工程形式及布置方式。
受上述因素影响, 其巷道收敛变形具有如下特点:(1) 由于原岩应力高且以形变压力为主, 开挖卸荷迅猛, 来压快, 故高应力软岩巷道初期变形速率很大。
(2) 变形持续时间长, 巷道围岩流变特征明显。
1.2巷道失稳破坏模式分析矿山深部巷道主要是受应力控制而发生变形破坏。
矿井采矿技术存在问题及优化研究
矿井采矿技术存在问题及优化研究摘要:中国矿井的开采与利用已有较长历史,但矿井开采技术却是在改革开放以后才迅速发展起来的。
其中中国各行各业都在积极地吸收科技知识,并迅速地将其应用于实际生产,正是在这种大环境下,中国矿井开采技术才得以迅速发展,其开采效率与品质均有明显的提高。
但是,由于矿山作业的危险性较大,尤其是地下矿山作业,其不确定性大,对作业技术的要求也较高。
地下采矿技术和现代装备的配合,可以确保地下采矿的安全、优质地进行。
关键词:矿井采矿;问题;策略引言无论是基础设施技术、能源技术还是采矿技术,安全管理都是建设顺利运行的重要基础,特别是在高投资风险和复杂工艺工程的矿井中,安全技术管理已经是矿业公司长远发展的一个重要前提。
在采矿工作中采矿人员不仅面临困难的地下作业条件,而且面临许多危险的技术因素。
尽管在井下作业之前可以消除部分安全风险,但并不能从根本上防止安全风险的发生,甚至可能导致许多重大安全事故。
1矿井采矿技术分析1.1矿井绿色开采技术近年来,随着国家对环保问题的高度重视,矿井工程采矿技术与施工管理中均需要关注环境问题,强调采矿过程中绿色技术的应用。
从现阶段矿井绿色开采技术应用方面分析,主要包括地下脉石充填技术与地下煤气化技术,地下脉石充填技术在回用中能够充分利用矿井作业后废弃巷道中的不同废石,将其直接用于采空区的填充与灌装,实现对矿井作业中废石的循环利用,减少固体废弃物污染;地下煤气化技术属于综合性能源生产新技术,通过该技术使用可将地下煤炭资源在原地转化为可燃气体,实现地下固体矿物向气体燃料的转变,并能够直接使用,减少中间环节造成的相关污染。
1.2地下采矿技术和硬顶板采矿技术随着矿井开采深度的日益增加,当露天开采技术无法满足实际生产要求时,则需要使用地下采矿技术。
所谓地下采矿技术指的是通过灵活设计与布置生产矿山巷道,并综合科学的掘进程序、回采工艺等完成地下深层煤炭资源的开发与利用。
地下采矿技术用于地下深层区域的矿井开采,相应的作业危险性更大,如在深层矿井开采作业中极易发生瓦斯爆炸、矿井坍塌等,很容易造成机械设备或者人员被掩埋等重大安全生产事故,同时地下援救工作难度也更大。
浅谈地下矿山开采技术及存在的问题
浅谈地下矿山开采技术及存在的问题【摘要】近些年来,我国社会经济的飞速发展,对能源的需求不断加大,从而带动了地下采矿技术的发展,很多采矿新工艺、新技术、新设备以及新材料在地下矿山得到了应用。
这就要求相关企业必须不断更新开采技术,逐步优化开采模式,并引进国外先进的技术,切实地提高我国地下矿山开采水平,以便于更好地适应我国当今社会发展的需求。
本文主要是对地下矿山开采技术现状进行探讨分析,从中找出问题所在,并阐明了笔者的观点。
【关键词】地下矿山;开采技术;问题;策略目前,国内外地下矿山采矿技术的发展往往体现在该企业采用各种采矿方法的比重和回采工艺,从而使得采场生产能力和劳动生产率有了较大的提高,为企业带来了可观的经济效益。
然而,随着地下矿山开采新技术、新方法的不断涌现,新的问题也日益突出,因为,开采技术往往都会存在某些不足或将要面临某些问题。
因此,相关矿山企业必须深入探讨地下矿山开采技术,详细分析其所面临的问题,并找出相应的解决策略,为最终提高我国地下矿山开采技术水平提供可靠保障。
1.地下矿山开采技术分析1.1地下矿山无废开采技术地下矿山无废开采技术是近些年才发展起来的,但是很快就得到推广与应用,因为改技术符合国家产业政策和发展方向。
此外。
地下矿山无废开采技术不仅可以充分利用矿产资源,为企业创造更多的经济效益,而且可以避免废弃物对自然环境造成污染和危害,是今后矿山开采技术发展的首选。
该技术主要包括:高浓度尾矿料的制备与输送技术、全尾矿充填技术等。
目前,地下矿山无废开采技术在俄罗斯、美国、德国、印度、加拿大等国家得以广泛应用。
1.2崩落采矿技术1.2.1自然崩落法自然崩落法在地下矿山开采中应用较广泛,其优点在于采矿成本低、生产能力大、开采速度快等,尤其是对于那些矿化均匀、矿体厚大,并且容易于自然崩落的低品位矿床开采,特别适用。
自然崩落法的应用原理是,在通过在地下矿山中破坏矿块内的应力平衡,使得矿块大面积拉底后,进而引起应力不均匀分布或应力集中,形成新的自然平衡拱,拱内矿石因受重力作用而周期性冒落,最终达到矿山开采的目的。
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浅析矿山深井开采潜在的问题与关键技术摘要: 近年来镍矿以其复杂的工程地质条件和碎胀蠕变的岩
石力学特性 , 一直受到国内外采矿工程和岩石力学界的关注。
随着开采深度接近 700m, 矿山采掘强度和开采范围的逐步加大 ,
由于深部矿岩破碎程度、构造应力及采动压力均有增大趋势 , 对开采矿带来很多困难和安全隐患。
文章在系统分析广西进入深部开采所面临的巷道稳定性、采场稳定性以及岩层移动等主要问题的基础上 , 提出了解决广西深井高应力条件下采矿问题的关键技术思路和方向。
关键词: 镍矿; 潜在问题; 关键技术
镍矿由于矿岩破碎、构造应力及采动压力较大 , 属于难采矿
体 , 一直受到国内、外采矿工程界和岩石力学界的关注。
随着开采机械化程度的提高和矿山产能的扩大 , 金矿山采深接近700m , 步入深井开采的行列。
随之而来的地应力增大 , 深部岩石力学问题、巷道的稳定性问题、采场的稳定性问题、深部地压控制技术问题、大面积采掘均衡和安全生产问题日显突出 , 对开采的影响也越来越严重。
因此 , 借鉴国内外先进技术, 并总结广西矿区大面积多中段无矿柱连续开采的经验 , 深入分析深部矿床的开采技术条件, 揭示深部采场地压活动规律 ,科学指导广西矿区深部开拓
系统的布局以及开采方案进行优化 , 并对开采过程中潜在危害进行预测、评价和预防 , 确保广西矿山安全、经济、高效生产和可持续发展。
1广西矿山深井开采的潜在问题
1.1深部巷道变形破坏特征
矿山深部巷道围岩变形与破坏主要受三方面的因素影响: 其一是地质条件影响; 其二是构造应力及采动压力影响; 其三是巷道工程形式构造应力及采动压力影响; 其三是巷道工程形式及布置方式。
受上述因素影响 , 其巷道收敛变形具有如下特点:
(1) 由于原岩应力高且以形变压力为主 , 开挖卸荷迅猛 , 来压快 , 故高应力软岩巷道初期变形速率很大。
(2) 变形持续时间长 , 巷道围岩流变特征明显。
1.2巷道失稳破坏模式分析
矿山深部巷道主要是受应力控制而发生变形破坏。
对于深埋巷道或处于采场应力集中区的围岩 ,由于受高应力环境的挤压、使围岩中的结构面的结构效应显著降低 , 甚至不起作用。
而在高应力环境中的围岩受挤压屈服、剪切滑移影响 , 产生围岩破碎张裂和塑性变形 , 从而导致巷道底谷、断面收缩 , 甚至片帮或垮冒。
变形地压的显著特点是四周受压 , 且在初期 ,变形地压与阻止围岩的变形量成正比 , 即支护结构刚度越大 , 变形地压越大。
随着围岩变形的增加 , 其地压也随之减小。
同时 , 围岩变形能量释放的过程也是围岩本身强度降低的过程。
当围岩变形发展到一定量值时 , 围岩强度发生急剧恶化 ,不能自稳 , 围岩就容易以垮冒、底谷或者两帮挤进等形式发生变形破坏。
1.3 采场的稳定性问题
目前,矿山两个潜在的采场稳定性问题是:
(1) 充填体整体滑移失稳
在大面积无矿柱连续开采的情况下 , 充填体与围岩之问的剪切力是维持充填体稳定的重要因素。
由于充填体与围岩的接触面是一个弱面 , 该面的抗剪强度有限 , 因此 , 一旦接触面上的抗滑阻力小于充填体的重力时 , 充填体就会沿接触面发生滑移失稳 , 而且 , 随着开采水平的延伸 , 这种潜在的危险也随之加大。
(2) 矿柱失稳破坏
根据矿山1矿体采取 400 m 中段和 550 m中段同时开采。
随着550 m 中段采矿的推进 ,650 m 与550 m 之问的矿柱逐渐变薄 , 矿柱所承受的地应力却在增大 , 承载能力达到了极限 , 保安矿柱的整体性、连续性已被破坏。
因此 , 在随后的开采中 , 保安矿柱底部新出露的部分 , 由于无法与已经破坏的保安矿柱旧的部分协同抵抗外力 , 将会依次迅速进入塑性破坏状态。
现阶段的水平矿柱 , 承载穿脉方向上压力的能力已达极限 , 承载能力还会因为矿岩屈服后的强度弱化效应而降低。
矿体的水平矿柱、保安矿柱的岩体质量较差 , 给安全回来两柱带来极大的安全风险。
2岩层移动对采矿工程的影响
地表开裂沉降明显, 岩体移动盆地变形程度加大尽管矿山采用充填法开采 , 但地表已经出现明显的张裂缝和岩层错动痕迹 , 这表明采场上覆岩层移动已经发展到地表 , 并将随着开采深度的
增加有不断增大的趋势。
从目前的研究成果来看: 充填法开采可以减小岩体移动 , 滞缓了岩层的进一步破坏 , 但是并不能完全控
制岩体的变形与破坏。
3 深井开采的关键技术与对策
3.1深部巷道围岩支护成套技术研究针对矿山深部巷道的稳定
性问题,要根据矿山深部巷道围岩的岩石力学特性,借鉴国内外支
护技术先进经验,深部巷道围岩支护将以锚杆支护动态信息设计法
为特色。
采用高强度高刚度预应力锚杆支护系统 , 实现一次支护
技术 ,有效控制围岩变形与破坏,避免二次支护和巷道维修。
高强
度高刚度预应力锚杆成套支护技术将是矿山深部巷道支护技术今
后的发展方向,同时,探索并研发适用于深部巷道支护的施工机械 , 以保证该套技术的顺利实施。
3.2深井开采方案决策与开采工艺优化深部开采方案的决策是
另一关键性课题。
它不仅涉及经济、技术问题, 还与环保、安全、管理等问题密切相关。
进一步优化矿山深部回采工艺、进一步完善管理机制意义重大。
对于深部开采方案的决策 , 应考虑以下三个
方面的问题:(1) 资源的损失与贫化 , 提高劳动生产率 ,降低采
掘生产成本。
(2) 采场地压控制。
运用适合于深部矿岩特点的采场地压控制技术 , 降低巷道返修频率 ,延长巷道服务年限 , 确保
采场正常生产 , 提高采矿综合效益。
(3) 采矿生产能力。
扩大采
矿生产规模必须采用相应的采掘和出矿设备 , 巷道断面尺寸也必
须与之相配套。
从巷道的稳定性考虑 , 巷道断面越大 , 其稳定性
越差。
所以必须提高巷道的支护强度 , 从而会增加支护成本 , 降低采矿经济效益。
如何解决扩大生产规模所带来的巷道稳定性问题 ,是采矿设计应考虑的问题。
3.3深井开采岩层移动及其对井巷工程的影响采场岩层的变形方式和剧烈程度影响着采场的地压显现 , 而采场的地压显现方式又改变和影响着岩层的移动范围和规模 , 同时影响矿山开拓系统工程的总体布置。
由此可见 , 研究和揭示岩层移动规律 , 是优化开拓工程设计 , 探索最佳开采方案和回采工艺 ,提高采场巷道工程稳定性的关键技术之一。
这主面的问题: 一是支护型式和支护参数; 二是支护成本; 三是工程长期稳定性评价与预测。
这三个方面的问题既相互影响又相互对立。
研究的目的就在于协调他们之间的关系 , 寻求经济、可靠和方便施工的支护方案和最优支护参数 , 确保采矿工程的稳定性。
4、总结
当前矿山面临着深井开采所带来的一系列问题。
要实现矿山深部矿体的安全、高效低成本开采,必须坚持走科技创新之路 , 吸收和消化国内外先进采矿技术和经验 , 进一步科学决策深部开采方案 , 优化开采工艺 , 重视深部巷道围岩支护成套技术的研究与应用 , 统筹规划深部开拓巷道和开采顺序; 关注深部开采岩层移动规律以及对井巷工程影响的探索研究 , 积极开展深部开拓工程的稳定性控制技术研究与长期稳定性预测 , 将对矿山深部高应力高强度采掘条件下的矿山可持续发展 , 具有深远的科学意义。
参考文献
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