我国煤矿深部开采形势
当前煤矿开采的形势和挑战
![当前煤矿开采的形势和挑战](https://img.taocdn.com/s3/m/a13f5b103d1ec5da50e2524de518964bcf84d22a.png)
环保法规趋严
随着全球环保意识的提高,各国 政府将加强环保法规的制定和执 行,限制煤炭开采和燃烧的污染
物排放。
清洁能源替代
鼓励可再生能源的发展,减少对 化石燃料的依赖,对煤炭行业形
成一定的冲击。
转型发展
环保政策将促使煤炭企业加大清 洁煤技术的研发和应用,推动行
业的转型发展。
智能化开采技术可以提高煤矿开采的效率和安全性,降低人工成本和事故率,减少 对环境的破坏。
目前,我国正在大力推广智能化开采技术,以提高煤矿开采的技术水平和经济效益 。
无人开采技术
无人开采技术是指通过远程控 制和自动化技术,实现煤矿开 采的无人化和少人化。
无人开采技术可以大大降低煤 矿开采的人工成本和事故风险 ,提高开采效率和安全性。
化和可持续发展。
PART 03
煤矿开采面临的挑战
安全事故频发
瓦斯爆炸事故
由于矿井通风不畅、瓦斯浓度超 标等原因,容易引发瓦斯爆炸事 故,造成严重的人员伤亡和财产
损失。
矿井塌陷事故
由于矿井地质条件复杂、采空区处 理不当等原因,可能导致矿井塌陷 事故,对矿工生命安全构成威胁。
透水事故
矿井在开采过程中,可能遇到地下 水或地面水涌入矿井,如不及时采 取措施,可能引发透水事故,造成 淹井等严重后果。
随着经济发展和人口增长,全球煤炭需求量逐年增加,尤其在亚洲地区。
供应紧张
由于资源有限和开采难度加大,全球煤炭供应日趋紧张,导致价格波动。
煤炭价格波动
价格受多种因素影响
煤炭价格受到供需关系、国际政治经济形势、运输成本等多 种因素影响,波动较大。
价格波动对煤矿企业的影响
煤炭价格的波动直接影响煤矿企业的盈利能力和经营稳定性 。
深部煤炭资源开采现状与技术挑战
![深部煤炭资源开采现状与技术挑战](https://img.taocdn.com/s3/m/3e3028a780c758f5f61fb7360b4c2e3f56272563.png)
深部煤炭资源开采现状与技术挑战一、本文概述随着全球能源需求的不断增长,煤炭作为主要的能源来源之一,其开采和利用一直受到广泛关注。
特别是在中国,作为煤炭生产和消费大国,深部煤炭资源的开采显得尤为重要。
本文旨在全面概述深部煤炭资源的开采现状以及面临的技术挑战,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
文章首先界定了深部煤炭资源的概念,明确了研究范围,并简要介绍了中国深部煤炭资源的分布特点。
接着,文章详细分析了当前深部煤炭资源开采的主要技术方法,包括采煤方法、巷道布置、通风与排水等,并对这些技术的优缺点进行了评价。
在此基础上,文章深入探讨了深部煤炭开采面临的主要技术挑战,如高地应力、高温高压、瓦斯突出等问题,并提出了相应的解决方案和技术创新方向。
通过本文的阐述,旨在让读者对深部煤炭资源的开采现状和技术挑战有更加全面和深入的了解,同时也希望能够激发更多学者和从业者投入到这一领域的研究和实践中,共同推动深部煤炭资源开采技术的创新与发展。
二、深部煤炭资源开采现状随着全球能源需求的持续增长和浅部煤炭资源的逐渐枯竭,深部煤炭资源的开采已成为煤炭行业的重要发展趋势。
当前,深部煤炭资源的开采主要集中在地下数百米至数千米的深度范围内。
在这一区域内,煤炭资源储量丰富,但开采难度和技术要求也相应提高。
开采深度不断增加。
随着浅部资源的减少,煤炭开采逐渐转向地下更深处。
这使得开采环境更加复杂,对技术和设备的要求也更高。
开采条件更加恶劣。
深部开采面临着高温、高压、高瓦斯、高地应力等多重挑战。
这些恶劣条件不仅增加了开采难度,也对作业人员的安全构成了严重威胁。
再次,开采技术不断创新。
为了应对深部开采的种种挑战,煤炭行业不断探索和创新开采技术。
目前,已经形成了一系列适应深部开采的技术体系,包括高效钻进技术、智能采矿技术、瓦斯抽采技术等。
安全生产要求更加严格。
深部开采的安全风险较大,因此对安全生产的要求也更为严格。
企业和政府部门都加强了对深部开采的安全监管,通过制定严格的安全标准和监管措施,确保生产过程中的安全。
我国煤矿深部开采现状及灾害防治论述
![我国煤矿深部开采现状及灾害防治论述](https://img.taocdn.com/s3/m/dd36d2f483c4bb4cf6ecd15a.png)
我国煤矿深部开采现状及灾害防治论述摘要:本文通过对我国煤矿的开采特点进行解读,对煤矿深部开采中存在的的危害进行研究,针对存在的地热灾害,煤与瓦斯突出灾害,高地应力灾害和煤层自然灾害等各种灾害进行深度的分析,对产生灾害的原因进行了解,并针对原因提出煤矿深部开采问题的治疗措施。
为我国煤矿深部开采的作业提供借鉴意见。
关键词:煤矿;深部开采;灾害防治随着社会经济的不断发展,人们对自然资源的需求也越来越大,而自然资源的有限造成了社会上供需矛盾的存在,因此煤矿资源在开采过程中逐渐的向深处延伸,随着煤矿的矿井不断增加,在开采中出现的问题越来越多,深部开采过程中出现的灾害问题也越来越频繁,在开采过程中,出现的较难控制的灾害给开采方造成了巨大的财产损失以及人员的伤亡问题。
针对我国煤矿深部开采目前的情况,本文对其灾害的原因进行了剖析,并相应的提出了灾害预防的措施,致力于帮助开采方解决深部开采中遇到的问题,从而减少开采的成本,提高开采煤矿的经济利益【1】。
一、我国煤矿的开采特点分析以镇雄县宝树煤矿102采区为例加以分析,102采区为宝树煤矿自行划定的第二采区,矿井位于该采区东部上覆C5a煤层1840水平以上已被开采,西部C5a、C5b、C6a尚未进行开采。
根据矿井102采区的现状,采区内按低瓦斯矿井设计,在采区中部布置两条集中上山进行两翼开采。
C5a、C5b未进行自燃倾向性和煤层煤尘爆炸性鉴定,(建议煤矿尽快将未鉴定的两层煤送有资质的鉴定单位进行自燃倾向性和煤层煤尘爆炸性鉴定,煤矿按鉴定结果制定相关安全开采技术措施),C6a煤层2005年10月25日经鉴定煤层煤尘无爆炸性,煤层自燃倾向性为不易自燃。
我国的煤炭资源非常的丰富,煤炭主要分布在山西省和新疆省的省内,煤炭次要分布在宁夏自治区和贵州等省内。
目前我国煤炭资源在开采过程中最深的矿井是河南灵宝釜鑫金矿,该矿井的深度达到1600米。
山西省是中国最大的产煤省区,山西省一年的煤炭产量达到1.1536亿吨。
煤矿千米深井开采技术现状
![煤矿千米深井开采技术现状](https://img.taocdn.com/s3/m/f567b6236bec0975f465e2d9.png)
煤矿千米深井开采技术现状1 国内外深井开采现状在我国已探明的煤炭资源中,约占50%的煤炭埋深超过千米。
随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大,我国煤炭开采逐步转向深部,煤矿开采深度以8~12m/年的速度增加。
如何能够安全、高效、低成本地开采深部煤炭资源,将其转换为经济建设有力的能源保障,成为目前我国煤炭行业亟需寻求突破的重大技术难题。
1.1 国外深井开采现状煤矿深部开采是世界上大多数主要采煤国家目前和将来要面临的问题。
在世界主要采煤国家中,美国、澳大利亚、德国、英国、波兰、俄罗斯等国家采矿业较为发达,原西德和前苏联较早进入深部开采。
在20世纪60年代初,原西德埃森北部煤田中的巴尔巴拉矿的开采深度就已经超过1000 m,达到1200m;从1960~1990年,原西德煤矿的平均开采深度从730m 增加到900m 以上,最大开采深度从1200m 增大到1500m,并且以每年约10m 的速度递增。
前苏联在解体前的20年中,煤矿的开采深度以每年10~12m左右的速度递增。
在俄罗斯,仅顿巴斯矿区就有30个矿井的开采深度达到1200~1350m,波兰的煤矿开采深度已达1200 m,日本和英国的煤矿开采深度曾分别达到1125 m 和1100m。
1.2 国内深井开采现状近年,我国经济持续高速稳定发展,能源需求旺盛,煤炭产量大幅度增加,2012年生产原煤36.5亿t。
矿井开采延深速度加快,一大批矿井快速进入深部开采阶段。
东北及中东部地区的多数矿区开采历史长,开采深度相对较大。
预计在未来20年,很多煤矿的开采深度将达1000~1500m。
如现在新汶矿区平均最大回采深度达到1032m。
图我国煤矿千米深井分布图据国家煤矿安全监察局初步统计,我国已有平顶山、淮南和峰峰等43个矿区的300多座矿井开采深度超过600m,逐步进入深部开采的范畴,其中开滦、北票、新汶、沈阳、长广、鸡西、抚顺、阜新和徐州等近200处矿井开采深度超过800m,而开采深度超过1000m 的矿井全国有47处。
关于煤矿安全开采深度的探讨
![关于煤矿安全开采深度的探讨](https://img.taocdn.com/s3/m/c6955a48bb1aa8114431b90d6c85ec3a87c28bd4.png)
关于煤矿安全开采深度的探讨煤矿是煤炭资源的重要开采地,但在煤矿开采过程中,安全问题一直是人们关注的焦点。
随着煤矿采空区蔓延,深部煤矿的开采深度也逐渐增加,这给煤矿开采带来了新的挑战。
本文将从煤矿安全开采深度的探讨展开讨论。
一、煤矿开采深度的现状随着我国经济的快速发展和工业化进程,对能源的需求越来越大。
煤炭作为我国主要的能源资源之一,被广泛应用于电力、钢铁、化工等行业。
目前我国煤炭资源的主要开采区域已逐渐向深部煤矿转移。
据统计,目前我国煤矿开采深度已经超过1000米,部分煤矿甚至超过2000米。
中深部煤层的开采,为我国煤矿资源的高效利用提供了新的契机,但也为煤矿安全带来了新的挑战。
二、深部煤矿开采安全存在的问题1.地质条件复杂:随着开采深度的增加,地质条件变得越发复杂,地应力、地温、岩层构造等因素都对煤矿开采安全产生了影响。
尤其是深部煤层存在地应力大、瓦斯、倾水等危险因素,对煤矿生产安全构成了严峻威胁。
2.矿用设备的技术要求高:深部煤矿开采需要大型、高效、自动化的矿用设备,而目前我国矿用设备的技术水平还有待提高,这给深部煤矿开采带来了一定的技术压力。
3.煤矿防治技术需提升:煤矿防治技术是保障煤矿安全的重要手段,而目前我国对深部煤矿的防治技术研究还不够深入,制约了煤矿开采深度的进一步增加。
1.加强地质勘察和预测:通过深入的地质勘察和预测,科学评估煤矿开采深度的可行性和安全性,为合理布局和合理开采提供依据。
2.研发先进的矿用设备:加大矿用设备的研发投入,提高设备的自动化、智能化和安全性能,确保深部煤矿的安全开采。
3.加强煤层地质灾害防治技术研究:加强煤矿安全防治技术的研究和应用,提高煤炭资源开采的安全性、高效性和可持续性发展。
四、结语煤矿开采深度的提高是我国煤矿资源高效利用和煤炭产业可持续发展的必然趋势,但安全始终是煤矿开采的首要问题。
要实现深部煤矿的安全开采,需要各方共同努力,加强技术创新和规范管理,不断提高我国煤矿安全生产水平,为实现煤炭资源的可持续利用做出贡献。
浅析我国煤矿开采技术的现状及发展趋向
![浅析我国煤矿开采技术的现状及发展趋向](https://img.taocdn.com/s3/m/ffab6a6b2bf90242a8956bec0975f46527d3a7bd.png)
浅析我国煤矿开采技术的现状及发展趋向煤炭是我国主要的能源资源,其开采技术的发展对于国家能源安全和经济发展具有重要意义。
随着我国经济的快速发展和工业化进程的不断推进,煤矿开采技术也在不断改进和创新。
本文将从我国煤矿开采技术的现状和发展趋向进行浅析。
一、现状概述我国煤矿开采技术的现状主要表现在以下几个方面:1. 采矿方法多样化随着煤矿资源的日益枯竭和采煤难度的增加,我国煤矿开采方法逐渐从传统的露采向井下采煤转变,同时也出现了“地下露采”、“露采与井下采煤”以及“两矿合采”等多种开采组合方法,以适应不同煤层地质条件和开采需求。
2. 井下采煤技术成熟在井下采煤技术方面,我国取得了长足的进步。
煤矿井下采煤技术主要包括液压支架采煤、综采工作面、煤岩自由裂解技术、煤炭煤层气联合采采矿等,这些技术的应用极大地提高了煤矿开采的效率和安全性。
3. 绿色环保矿山建设在矿山建设中,我国也加大了对绿色环保的要求,大力推进矿山生态环境建设与保护工作,采用生态恢复技术,积极推进矿山地质灾害防治技术,有效保护和治理煤炭资源和生态环境。
4. 现代化煤矿企业我国煤矿企业的现代化建设也在不断加快,通过引进国外先进的煤矿开采技术和设备,使得煤矿开采效率和安全水平得到了显著提高,大大减少了人力资源和物力资源的浪费。
以上所述,说明我国煤矿开采技术在不断进步,但也存在一些问题和挑战。
二、发展趋向针对我国煤矿开采技术现状中存在的问题和挑战,在未来的发展中,我国的煤矿开采技术将朝以下几个方向发展:随着煤层资源的逐渐枯竭,我国煤矿开采已经开始向深部采矿方向发展。
在深部煤矿的采矿工作中,要加快发展崩落巷道、综采工艺、锚杆支护技术、深孔爆破技术等先进技术,以确保采煤作业的安全和高效。
在煤矿开采过程中,智能化技术的应用将成为未来的发展趋势。
通过加大对物联网、大数据、人工智能等先进技术的研发和应用,可以实现对煤矿生产过程的实时监测和管控,提高煤矿生产的自动化水平,确保生产的安全、高效和环保。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/257a4e29f8c75fbfc67db228.png)
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。
我国煤矿深部开采现状及灾害防治的研究
![我国煤矿深部开采现状及灾害防治的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/c68cf6debb0d4a7302768e9951e79b89680268dd.png)
我国煤矿深部开采现状及灾害防治的研究285理论前沿与综合论坛煤炭资源是维持火电厂等各行业发展的主要资源,在无新能源代替的情况下,维持资源的开采量,是确保社会能够正常运行的主要途径。
煤矿深部开采的特点在于矿井的深度较大。
如安全措施未有效落实,地热等各灾害很容易发生,对施工人员安全性的提升不利。
加强对各类型灾害的防治,能够有效解决上述问题。
1.煤矿深部开采现状调查显示,目前我国煤矿深部开采区域,主要集中在东北三省、安徽、河北及江苏等地。
以山东省为例,截至到2015年,该区域采深在800--1000m 的矿井,共10个、采集深度在1000--1200m 之间的矿井,数量为10个。
采集深度在1200m 以上的矿井数量为11个[1]。
目前,各地区的深部开采矿井数量仍呈不断上升的趋势。
可见,我国煤矿深部开采技术已经得到了一定程度的提升。
但受多种因素的限制,煤矿深部开采过程中,地热等各灾害仍时有发生。
2.煤矿深部开采的常见灾害煤矿深部开采常见的灾害,包括地热灾害、瓦斯灾害、冲击地压3种,3者的成因及表现各不相同:2.1地热灾害地热灾害为煤矿深部开采过程中的常见灾害之一,主要表现为垂向地温随开采深度的增加而提升。
开采过程中,如发现上述规律,则表明该区域可能存在地热灾害。
导致地热灾害出现的原因,与煤矿开采区域的莫霍面分布特征及重力场特征有关。
以前者为例,莫霍面是反映地壳深部变化特点的主要指标,当莫霍面的深度达到36--37kg 之间时,莫霍面极容易隆起。
加之居里面的共同作用,地热灾害即可发生。
除此之外,区域的地质构造异常及热储盖层异常,同样容易引发地热灾害。
2.2瓦斯灾害煤矿深部开采工程中,矿井的平均深度均高于1000m。
在此深度下,如地温未达到50℃,泥炭通常会以褐煤的形式存在。
受生物及化学作用的影响,甲烷及乙烷等较容易产生。
焦煤时期,甲烷的产生量最高,煤层的瓦斯压力显著增加。
如煤矿的开采深度过大,遭遇瓦斯,巷道变形等瓦斯灾害的发生几率较高[2]。
深部开采的国内外现状
![深部开采的国内外现状](https://img.taocdn.com/s3/m/ad3602d1a0c7aa00b52acfc789eb172ded639939.png)
深部开采的国内外现状深部开采的国内外现状1 基本概念金属矿床深部开采的定义,各国不尽相同,我国采矿手册规定,开采深度600~900m 为深部开采,深度大于2000m 为超深开采;而美国则认为,所谓深部开采通常解释为5000 英尺以上, 即相当于1524m; 南非深部金矿开采, 是指平均作业深度1600m。
2 国内深部开采现状及技术2.1 国内深部开采现状我国除1969 年闭矿的石嘴子铜矿外,近年已有一批金属矿山进入深部开采,即垂直开采深度超过600m 以上。
例如红透山铜矿目前开采已进入900~1100m 深度;冬瓜山铜矿矿体埋深达1000m ,现建成2 条超1000m 竖井正进行深部开采;弓长岭铁矿设计开拓深度- 750m ,距地表达1000m;夹皮沟金矿已有2 个坑口工作深度超过600m ,其中二道沟坑口工业矿体延深至1050m ,湘西金矿开拓38 个中段,垂深超过850m。
此外,还有寿王坟铜矿、凡口铅锌矿、金川镍矿、乳山金矿等许多矿山,已经或将进行深部开采。
2.2 国内深部开采技术石嘴子铜矿是国内深部开采矿山之一,共22 个阶段,最深达950m。
曾使用各种不同结构的浅孔留矿法,回采厚度1~35m ,平均613m ,平均倾角82°的矽卡岩型铜矿床,后期由于地压大,上下盘岩石收敛,顶板管理复杂,以大量矿石损失与贫化而结束回采作业。
可以说是一座不成功的深部开采矿山。
红透山铜矿使用胶结与尾砂充填采矿法,垂直矿体走向连续分Ⅰ、Ⅱ两期矿房回采,第一步采Ⅰ期矿房浅孔留矿法,嗣后尾砂、废石、水泥胶结充填;第一步采Ⅱ期矿房小分段中深孔留矿法,嗣后尾砂充填。
二步矿房用分段回采嗣后尾砂充填,效果较好。
夹皮沟与湘西金矿用干式充填或削壁充填法。
3 国外深部开采现状及技术3.1 国外深部开采现状据不完全统计,国外开采超千米深的矿山有80 多座,其中最多为南非。
南非绝大多数含金、铀变质砾岩矿床,埋藏深度大都在1000m 以下。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/6892ebb1960590c69ec376ce.png)
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:一.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。
我国煤矿深部开采现状及灾害防治分析
![我国煤矿深部开采现状及灾害防治分析](https://img.taocdn.com/s3/m/684e74c3c9d376eeaeaad1f34693daef5ef713e8.png)
5、煤与瓦斯共采技术:利用先进的瓦斯抽放技术和煤与瓦斯共采技术,降 低矿井内的瓦斯浓度和压力,减少瓦斯灾害的发生。
这些技术创新的应用在一定程度上提高了我国煤矿深部开采的安全水平,但 仍存在以下不足:
1、部分技术创新的应用范围和深度仍需进一步拓展,以满足不同矿井和采 煤工作面的实际需求。
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3、安全生产重视程度提高:近年来,我国对煤矿安全生产的重视程度不断 提高,加强了对煤矿安全生产的监管和检查,推行了一系列针对深部开采的安全 措施。
然而,在煤矿深部开采过程中也存在着一些问题和挑战:
1、灾害事故易发:深部开采过程中,瓦斯、水、火、煤尘等灾害的防治难 度加大,一旦发生事故,造成的危害和损失也更为严重。
三、技术创新应用
பைடு நூலகம்
为了应对煤矿深部开采过程中面临的灾害威胁,我国不断加强技术创新和应 用,以提高煤矿安全生产水平。目前,煤矿深部开采灾害防治领域的主要技术创 新及应用包括:
1、监测监控技术:采用先进的传感器、监控系统和大数据分析技术,对矿 井内的瓦斯、水、火等参数进行实时监测和预警,提高灾害防治的及时性和准确 性。
1、瓦斯灾害:瓦斯主要成分为甲烷,是煤矿生产过程中的主要有害气体。 瓦斯灾害的主要危害是造成人员窒息、燃烧和爆炸。防治瓦斯灾害的重点包括加 强通风管理、瓦斯监测与预警、瓦斯抽放等措施。
2、水灾:矿井水灾主要是由于地下水涌入矿井,造成人员伤亡、设备损坏 等危害。水灾的防治重点包括完善防水设施、加强排水设备维护、水文地质监测 等措施。
3、火灾:煤矿火灾主要是由于煤炭自燃、电气设备故障、违规使用明火等 原因引起。火灾的防治重点包括加强火源管理、建立防火墙、使用阻燃材料等措 施。
4、煤尘灾害:煤尘是煤矿生产过程中产生的微小颗粒,主要成分为煤炭。 煤尘灾害的主要危害是造成人员窒息、尘肺病等。防治煤尘灾害的重点包括加强 通风除尘、湿式作业、佩戴防尘口罩等措施。
深部开采和支护现状
![深部开采和支护现状](https://img.taocdn.com/s3/m/88709f8585254b35eefdc8d376eeaeaad1f31682.png)
国外:
➢ 前苏联:>600m ➢ 原西德:800~1200m ➢ 英国与波兰:>750m ➢ 日本:> 600m
国内:(无明确标准)
浅矿井 中深矿井
深矿井 特深矿井
采深 < 400m 400-800m 800-1200m 1200m
1 2024/6/11
目前国有重点煤矿中采深大于 700m 的矿井有50多处,以每年 8~12m的 速度递增
无论从战略高度还是从当前生产实际出发,都迫切需要积极 开展深部开采中的基础理论研究,以求在新理论的指导下,使 实用技术有新的突破和发展,使矿井深部开采走上安全、高产 高效的健康轨道。
必须从岩石力学性质的基本理论出发,探索有效的深部采 矿和施工技术、以及防治工程灾害的基础理论和技术手段。
7 2024/6/11
近年来,由 于瓦斯突出和爆 炸引起的死亡10 人以上的煤矿事 故70%出现在中 国东部矿区。
20 2024/6/11
煤层瓦斯压力与采深的关系 (南桐、天府、六枝等地)
煤层瓦斯压力与采深的关系 (松藻、芙蓉、阳泉、焦作等202地4/6)/2111
发生在上山中的煤与瓦斯突出
(德国鲁尔矿区,突出煤量30t,瓦斯涌出量300m3)
15 2024/6/11
Number of rockbursts per 105 tons
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
0
200
400
600
800
Depth, m
岩爆次数与采深的关系
(波兰上西里西亚煤田)
16 2024/6/11
➢ 瓦斯涌出量增大
随着开采深 度的增加,瓦斯 急剧增大,瓦斯 灾害频繁。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/6995edddb04e852458fb770bf78a6529647d3500.png)
井下深部开采存在的问题及对策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。
巷道维护受到阻碍,影响了深部开采生产技术的效果,也导致经济效益下滑。
这些问题主要可以归纳为两种:一方面是加大巷道断面;另一方面,随着地压增大,受到深部高应力的影响,围岩移动更加强烈,巷道会严重变形。
尤其是在超过七百米的深度开采,巷道矿压问题严重存在,会产生底鼓地压现象,巷道失修问题的比例也逐渐增长,相应的要采取一系列措施,如增加设备,加强支护等。
同时,井下需要维修的巷道长度增加,到工作地点的距离和时间增加,提升高度大、时间长,主副井提升系统、排水系统等环节增加,通风系统趋于复杂。
这些都导致煤炭生产成本增加,吨煤成本生产费用提高,经济效益迅速下降。
2.3地温升高这里所说的地温指的是矿井下岩层的温度。
正常情况下,随着深度的加深,气温也逐渐升高。
地下温度的高低对采掘工作面的环境温度起着决定性的作用,也可以叫矿井温度。
随着矿井深度的变化,里面空气所受的压力也跟着改变。
在风流沿着巷往下流动时,里面的空气压力值就会增大。
那么,在这种状态下,空气的压缩就会产生吸热,矿井的温度也就会随着上升。
随着矿井深部的延伸,施工人员所受到的井下环境也逐渐恶劣,井下岩层的温度也会上升到高达几十摄氏度,井下温度达到如此高的程度,会严重影响施工人员的健康,从而引发各种疾病,还让他们不能专心作业,导致安全事故频频发生,有很多的矿井就因此而停产关闭。
深部开采分析与研究
![深部开采分析与研究](https://img.taocdn.com/s3/m/a57ceb1779563c1ec5da71e1.png)
深部开采分析与研究(一)深部开采的基本形势1.深部开采的概念与意义深部矿井开采的深部标准,目前我国尚无明确规定。
根据我国煤矿的地质条件,开采技术水平,矿井装备水平,巷道矿压显现的特征,一般认为采深800m 及以上为深部开采,软岩矿井采深600m及以上为深部开采。
2.我国深部开采的现状各国关于深部矿井开采的深部标准并不一致,例如德国为800~1200m,俄罗斯、乌克兰为800m,波兰、英国为750m,日本为600m。
深部矿井开采是我国煤矿井工开采面临的重大技术课题之一。
随着社会对煤炭需求量的日益增加,开采能力不断提高,开采深度不断增加是井工开采的必然趋势。
我国淮南、徐州、新汶、长广、开滦、北票、沈阳、鸡西、抚顺、峰峰、大屯、鹤岗、天府、通化、广旺、平顶山、水城、舒兰等矿区已进入深部开采。
沈阳的彩屯矿采深已接近1500m我国煤矿正以每年8—12m(华东地区正以每年10—15m )的速度向深部延深。
在今后若干年内,现有的大部分矿井将逐步进入深部开采。
深部开采出现了一系列新问题和新特点,其中,建井技术难度增加;岩层发生变化,软岩增加,压力增大,巷道位移量增大,巷道维护,尤其是采准巷道维护更加困难;底板突水事故增加;冲击地压发生频率增加;地温增大等。
所以煤矿迫切要求对深部开采进行深入研究。
我国多数煤矿的开采深度50年代平均不到200米,生产矿井1980年平均开采深度为288m,1995年平均开采深度增加为428m,现在平均已达到500m左右,相当于每年以8—12m的速度向深部发展。
据统计,我国已有平顶山、淮南和峰峰等43个矿区的很多座矿井开采深度超过600米,逐步进入深部开采的范畴,其中开滦、北票、新汶、沈阳、长广、鸡西、抚顺、阜新和徐州等200多处矿井开采深度超过800米,而开采深度超过1000米的有开滦赵各庄煤(1160m),年生产能力230万吨,主斜井副立井综合开拓。
沈阳彩屯煤矿(1499m),年设计生产能力150万吨, 立井多水平开拓,新汶孙村煤矿(1055 m), 年设计生产能力60万吨, 主斜井副立井综合开拓,北票冠山煤矿(1059 m) ,年生产能力81万吨, 立井多水平开拓,北京门头沟矿(1008m),年设计生产能力120万吨, 主斜井副立井综合开拓等多处矿井。
我国煤矿深部开采现状及灾害防治分析
![我国煤矿深部开采现状及灾害防治分析](https://img.taocdn.com/s3/m/ef3068db5fbfc77da269b1fe.png)
环球市场/施工技术-190-我国煤矿深部开采现状及灾害防治分析刘全福 刘 坤 孔 伟山东义能煤矿有限公司摘要:我国煤炭预测总储量中73.2%埋深在1000m 以下,浅部储量较少。
目前,我国东部煤矿正以每10年100~250m 的速度发展,预计在未来20a,很多煤矿的开采深度将达1000~1500m。
随着开采深度的增加,岩层与地表移动问题十分复杂,也带来了新的地表沉陷预测与控制问题。
同时,深部开采中遇到的“三下采煤”、保护煤柱留设、矿压、地热、瓦斯等主要技术问题日益增多,对当前的煤矿生产和今后矿井建设的影响日趋严重,需要对其进行深入系统的 研究。
下面文中将会对相关问题进行阐述,仅供参考。
关键词:煤矿工程;深部开采;灾害伴随着煤矿采掘机械化、开采规模、开采强度和深度的加大,煤矿地质灾害防治问题显得尤为突出,更为重要的是一个大型、高度机械化的煤矿如发生矿井地质灾害其社会影响和经济损失将是巨大的。
煤矿矿井地质灾害复杂多样,在煤炭开采过程中,断层、陷落柱、含水层(体)、岩浆岩、采空区、煤层结构变化等是不可忽视的灾害性地质异常体,它们破坏了煤层的连续性,严重降低机械化采煤的效率,甚至可以引发透水,瓦斯突出等事故,给煤矿的安全生产带来威胁。
1 国内外煤矿深部开采的现状煤矿深部开采是世界上大多数主要采煤国家目前和将来要面临的问题。
在世界主要采煤国家中,德国、英国、波兰、俄罗斯、日本等国家采矿业较为发达,煤矿开采深度每年以8~16m 的速度增加,率先进入了矿井的深部开采。
国外部分煤矿深部开采现状见表1。
表1 国外煤矿深部开采现状我国的国有重点煤矿中,采深大于700m 的有75多处,约占我国煤矿开采总数的12.5%,分布在开滦、北京、鸡西、沈阳、抚顺、新汶、徐州和长广等开采历史较长的东部矿区。
在采深超过1000m 的矿井中,有沈阳彩屯矿(1199m),开滦赵各庄矿(1160m),新汶孙村矿(1055m),北票冠山矿(1059m)和北京门头沟矿(1008m)。
深部煤炭的开采环境挑战与思考
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敬请指导! 谢谢大家!
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冲击地压发生前后(抚顺)
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突出表现之二:开采效率低、成本高
巷道维护难:围岩松软,冲击矿压频发 瓦斯抽采难:煤层渗透率低,瓦斯处于吸附状态 水害治理难:裂隙发育,承压水威胁大
巷道发生剧烈变形
抽采钻孔施工难度大 21
四、深井开采方法的思考
深部问题主要是高应力水平产生的,两条技术路线: 1、静态开采:尽可能小的应力扰动
2011年中国超越日本成为全球最大煤炭进口国,全年共进口煤炭 1.824亿吨 ,2012年中国累计进口煤炭2.86亿吨,同比增长59%。
5
未来5~10年,全国将有更多地煤矿转移至 深部,中东部矿区全面进入深部开采!
我国煤炭资源赋存条件、我国能源生产和消 费结构特点决定了必须将深部的煤炭资源开采出 来加以利用。
100.00
已建矿井 2 23 7 8 1 1 42
建设中矿井 0 5 0 0 0 0 5
山东省新汶矿业集团孙村煤矿立井开采深度:1501m(2012年) 华能核桃峪矿井(甘肃华亭)主斜井长度:5875m;垂深:975m
7
2)千米深井分省布局图
省份
江苏 山东 安徽 河南 河北 黑龙江 吉林 辽宁
数量
技术途径:充填置换开采 适用条件:地面环境要求、承压水害防治 2、卸压开采:制造大范围的低应力区 技术途径:安全层的无煤柱连续开采 适用条件:无水害煤层群、可以疏干水的煤层群
22
2、卸压开采方法
传统开采方法在深部的几个突出问题 卸压开采的基本设想和步骤 高瓦斯煤层群的卸压开采模式
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突出问题之一:下行顺序开采方式遇到挑战
回采区段煤柱
回风
浅析我国煤矿开采技术的现状及发展趋势
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浅析我国煤矿开采技术的现状及发展趋势我国是世界上煤炭资源最为丰富的国家之一,煤矿开采一直是我国能源工业的重要组成部分。
随着国家工业化进程的加快,煤矿开采技术的现状和发展趋势备受关注。
我国煤矿开采技术的现状在我国,煤矿开采技术主要分为地下开采和露天开采两种方式。
地下开采技术主要包括巷道开采、综采、矿井开挖、支护等技术。
而露天开采则主要包括爆破、挖掘、运输等技术。
在地下开采方面,我国煤矿开采技术已经相当成熟,主要采用综合采煤、先进掘进工艺、综合机械开采等技术手段。
在露天开采方面,主要采用从事露天开采的大型采煤机械、矿用汽车、矿用运输机械等设备,实现矿山开采与运输的机械化、自动化。
我国还在煤矿开采技术方面进行了许多创新,如煤矿液压支架技术、煤矿自动化设备技术、煤矿智能化采煤技术等方面都取得了许多成果,大大提高了煤矿开采效率,保障了煤矿安全。
发展趋势随着国家对环保、能源利用效率的提高以及对煤炭资源的开采利用,我国煤矿开采技术的发展呈现出以下几个趋势。
一是煤矿开采技术将朝着智能化、自动化、高效化的方向发展。
随着信息技术和通信技术的不断发展,煤矿开采中的智能化、自动化技术将逐渐得到广泛应用。
智能化采煤机械设备、自动化的运输系统等将大大提高煤矿开采效率,减少人力成本,提高矿工的工作安全。
二是煤矿开采技术将朝着环保、节能、减排的方向发展。
随着环保意识的不断增强,煤矿开采技术将更加注重减少对环境的影响,减少能源消耗。
开发可再生能源、提高煤矿资源回收率、减少对地表水和大气的污染等都将成为煤矿开采技术发展的重要方向。
四是煤矿开采技术将朝着深水开发、深层开采的方向发展。
由于地表煤炭资源逐渐枯竭,未来的煤矿开采将逐渐向深部煤层开采发展。
因地质条件复杂、地温高、地压大等问题,这将对煤矿开采技术提出更高的要求,需要开发出更加安全、高效的深部开采技术。
我国煤矿开采技术的发展趋势可以用“智能化、环保化、数字化、深部化”来概括。
这将在未来的开采实践中得到充分的体现,也将对我国煤炭资源的开采和利用带来重大的促进作用。
煤矿开采深度现状及发展趋势
![煤矿开采深度现状及发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/aa22168edaef5ef7ba0d3ceb.png)
任 华友( 国投哈密能源开发有 限责任公 司 , 新疆 哈密 8 3 9 0 0 0 ) 摘 要: 我 国煤矿 开采深度问题主要局限于开采技术方面 , 同时地理环境对煤矿深 度开采工作 影响也相对较 大 , 所 以 需要摸清煤矿开采深度现状 , 而后根据实际状况对煤矿 开采深 度进行 评估 , 根据最 后结 果 , 做 出详细开 采计划 , 以此进 一 步加深现有煤矿开采深度 , 推动我国煤矿开采行业 的稳 定发展 。 关键词 : 煤矿 ; 开采 ; 现状 ; 发展趋势
中图分 类号 : F 4 2 6 . 2 1
l煤 矿开 采深 度概 述
文 献标 志码 : B
文章编 号 : 1 0 0 8— 0 1 5 5 ( 2 0 1 7 ) 0 7— 0 0 1 1— 0 2
我 国 现 有煤 矿 开 采 深 度 最 高 达 到 2 k m左右 , 部 分地 区 受 环 境 影 响限 制 , 开采深度 1 . 5 k m。 以 2 k m开采深度为基础 , 其总资源 量为 4 . 0 T t , 由此 可知 , 深度 的增 加必 然会 提 升 煤 矿 实 际开 采 总量 , 开采深度每增加 0 . 1 k m, 开采资源总量的增加即 可达 到 2 0 0 G t , 而在 1 . 5 k m 的开 采范 围 内 , 开 采 深 度 每 增加 0 . 1 k m, 其开 采 总量 即可 增加 2 5 0 G t 。 由 此看 出 , 如将现 有 开采深 度 增加 0 . 5 k m 左右 , 则 可 增加 我 国可用 煤炭 资源 的 6 0 % 以上 。 在我 国煤 矿 采 矿 工 作 开 展 的 初 期阶 段 , 开 采 技术与相关人员较为 匮乏 , 开采设备也难前 , 国际 上主要 以开采深度作 为煤矿 分类 的主要标准 , 现有煤矿深度分类主要以俄罗斯 、 德 国及波兰等 国标 准 为主。俄 国煤 矿分 类较 为简 单, 主要有两种 : 首先是深度在 0 . 7 k m至 1 . 0 k n 的 i 煤矿 , 即为深矿井。由于受地形地貌影响, 俄国大 部分 地 区煤 矿 开 采 地 质 层 较 为稳 定 , 因 而 深 矿 井 开采 技术 含 量要 求 也 相对 较 低 。而 深 度在 1 . 0 k m
我国煤矿深部开采现状及水害防治分析
![我国煤矿深部开采现状及水害防治分析](https://img.taocdn.com/s3/m/bb26cf96f01dc281e43af0c2.png)
我国煤矿深部开采现状及水害防治分析摘要:煤矿水害是与瓦斯、火灾、粉尘、动力地质灾害并列的矿山建设与生产过程中的五大安全灾害之一。
随着我国经济的快速发展,生产活动对能源的需求越来越多,煤炭资源作为一种固体化石能源,在能源结构中占有很大比重,在国民经济发展中占有重要地位。
随着煤炭资源的大量开采,浅部资源开采殆尽,大部分矿区都将面临向深部延伸和开采下组煤的现实问题。
然而,深部煤层的开采,受到其下部灰岩含水层水的严重威胁,面临底板突水的危险。
关键词:深部矿井;水害治理;对策我国的煤炭资源在浅部的储量逐渐减少,煤矿开采已逐步由浅部向深部转移,然而随着煤矿开采深度的延伸,煤矿开采环境较之以前的浅部开采有很大的不同,隐伏构造探查、治理难度明显加大,中等采深以浅矿井防治水经验与做法已不能适应矿井深部煤层安全开采需要。
因此,有必要对煤矿深部开采水害治理技术存在的问题进行分析,并提出一些关键技术解决方案及研究方向,以更好地促进煤矿安全生产。
一、深部矿机水害产生的因素通过对现场测试结果分析并结合他人研究成果,总结出影响煤层底板突水的主要因素包括:煤层埋藏深度、工作面跨度、煤层底板的岩性及组合类型、地质构造及底板承受的水压等。
1.煤层埋藏深度的影响地下岩体在采动以前,山于重的作用在其内部引起的应力,通常称为原应力。
幵采前的岩体处于应力平衡状态,巧幵掘巷道或进行问采工作吋,破坏了原有的应力平衡状态,引起忠体内部应力的重新分布,直到到煤岩内部重新达到新的应力平衡为止。
煤层的埋深直接影响了岩体重应力的大小,埋深越大,煤层上覆若体的內重应力就越大,采场岩体应力重分布时造成的底板破坏程度就越严重,从而大大降低了底板有效隔水层的厚度。
当水力超过隔水层的阻水能力,就会导致突水事故的发生。
2.工作面跨度的影响在同样的开采条件,采掘工作面跨度越大,工作面周围的支撑力也就越高,从而造成应力的高度集中。
当应力向煤层底板转移后,极易造成采空区区域内的煤层底板变形破坏。
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我国煤矿深部开采形势胡冲(湖南科技大学能源与安全工程学院采矿工程一班081010106)摘要:。
远在公元前500年左右的春秋战国时期,煤已成为一种重要产品,称为石涅或涅石。
魏晋时期称煤炭为石墨,唐宋时期为石炭,明朝始称煤炭,中国煤矿开采历史很久了。
改革开放以来,我国煤炭行业快速发展,在为中国社会、经济进步作出巨大贡献的同时,自身也得到了极大发展。
但是,目前来看,我国煤炭行业所面临的形势依然不容乐观,分析煤炭行业发展中所面临的问题,其中深部开采是最为突出的问题。
关键词:中国煤矿深部开采形势前言:我国采矿工作者一般把采深等于及大于800m的矿井称为深井。
深部矿井开采是我国煤矿井工开采面临的重大技术课题之一。
随着社会对煤炭需求量的日益增长,开采能力不断提高,开采深度不断增加是井工开采的必然趋势。
我国淮南、徐州、新汶、长广、开滦、北票、沈阳、鸡西、抚顺、峰峰、大屯、鹤岗、天府、通化、广旺、平顶山、水城、舒兰等矿区已经进入深部开采。
我国煤矿正在以每年8—12m的速度向深部延深。
因此可以预计,在今后10年内,现有的大部分矿井都将进入深部开采。
1. 1巷道围岩变形随开采深度增大,地应力显著增大,巷道周围应力增高,在浅部相对较硬的围岩,到达深部后为工程软岩, 表现出强烈的扩容性和应变软化特征[ 1], 巷道岩体强度降低,巷道与支护体破坏严重,特别是不良岩层巷道掘进与支护困难.据部分统计,深部巷道实际返修比例高达90%以上.不仅使巷道维护费用大大增加,而且造成矿井生产系统不畅,运输能力不足,风、水、电系统脆弱等一系列问题, 成为矿井安全生产的重大隐患. 具体表现在如下几个方面:1) 巷道变形速度快、变形量大, 底鼓严重。
深部高应力环境下, 岩体储备了较高的能量, 巷道开挖后的卸荷作用, 使岩体中积聚的能量在较短的时间释放出来. 深部围岩最大与最小主应力差有增大趋势, 如在范各庄800m深处地应力测量表明, 最大主应力为29.7, 6.6MPa, 主应力差高达23.1MPa,致使剪应力增大,加速围岩破坏。
工程表现为巷道掘进过程中冒顶片帮机率和规模增大,巷道支护后支架变形迅速,同等条件下煤层巷道从500m开始,埋深每增加100m,巷道变形速度和变形量平均增加20%~ 30%左右; 井深1km时的巷道失修率约是500~600m 时的3~15倍。
[ 2], 底鼓成为巷道失稳破坏的主要形式. 如某矿掘进埋深1. 1km的煤层巷道时, 底鼓量达到0.8m/d;深部回采巷道,前掘后修已成为巷道施工的基本工序。
2) 岩性对巷道稳定性的影响更加显著。
浅部岩性变化对巷道变形影响较小, 一般情况下,决定巷道位置时,岩性不是主导因素,同一巷道,不同岩性常采用相同支护方式和参数即能保持巷道长期稳定;到深部后,不同岩性围岩变形差异大大增加,岩性成为巷道位置选择的主导因素,同一巷道不同岩性的非等强支护方法成为巷道维护的主要手段。
3) 掘进后巷道持续变形、流变成为深部巷道变形的主要特征。
浅部巷道掘进影响期一般为3~5d,之后能基本稳定下来;深部巷道掘进后,巷道一直难以稳定,当支护不合理时,其变形可直至巷道完全闭合。
特别是当受动压影响时,其敏感程度更高, 影响范围更大. 煤柱稳定宽度增大,留煤柱护巷在技术和经济上更加不合理。
1. 2矿井煤与瓦斯突出和冲击地压1) 随矿井开采深度增加,煤层瓦斯压力增加不少原来浅部为非突出的矿井( 煤层),转化为突出矿井,突出强度和频度随深度增加明显增大。
我国煤矿开采条件复杂,所有矿井均为瓦斯矿井,在中东部地区,一半以上矿井为高瓦斯、突出矿井, 瓦斯问题已成为安全生产的首要问题。
煤岩破坏过程加剧, 冲击地压问题日渐突出.几年前仅在个别矿井发生, 近年来由于开采深度增加, 应力增高, 多个矿区也不同程度出现了冲击地压现象。
而且有可能和煤与瓦斯突出、承压水问题等灾害相互叠加、相互作用, 互为诱因, 或产生共振效应,使灾害的预测及防治更为复杂困难。
1. 3矿井水灾地下水在渗流场中,常规条件下,裂隙岩体水的渗流符合达西定理,但是,在矿井深部的岩体,由于高应力和高地温的作用,其特征发生明显变化高渗透压力可能产生地质灾害。
我国煤矿地质条件复杂,特别是水文地质条件复杂, 奥灰水压持续升高, 承压水问题十分严重, 突水机率也随之增加. 如河北的几个主要矿区均存在承压水上开采问题, 且水压高( 承压水压力为2~6MPa) , 水量充沛; 峰峰集团公司生产矿井采区工作面煤层承受的底板水压普遍在2.0MPa 以上,突水系数大于0.06MPa/m,底板灰岩突水灾害曾多次发生,其中奥灰突水灾害3次; 河南郑煤集团所属主要矿井向奥灰水位标高为+ 125~ + 150m, 焦煤集团赵固煤矿水压高达6MPa,突水威胁性大。
1. 4矿井高温热害由于高温职工注意力不集中,严重影响生产效率,并且人身事故率和机电设备事故率大大增高,无法保证采掘工作面安全生产。
《煤矿安全规程》明确规定: 采掘工作面空气温度不得超过26,机电469采矿与安全工程学报第23卷硐室的空气温度不得超过30,当上述两工作地点的空气温度超过30和34时,必须停止作业。
《煤炭资源地质勘探地温测量若干规定》指出:平均地温梯度不超过3/100m的地区为地温正常区;超过3/100m为高温异常区,原始岩温高于31的地区为一级热害区,原始岩温高于37的地区为二级热害区。
我国不少矿井高温热害威胁严重, 1999年有70处大中型井工煤矿的采掘工作面最高气温超过《煤矿安全规程》的要求,其中26处超过30,最高达到37。
随着采深的增加,高温热害矿井数量不断增加,进入21世纪,将有越来越多的矿井步入深部开采行列.平煤集团五矿采深800~900m岩温达到34.5 ,平均地温梯度3. 7/100m, 地温高并伴有热水涌出,在标高-450m处的岩温为42, -650m处的岩温高达50。
采掘工作面气温全年都超过28,夏季一般为31~34,个别高达35 ,空气相对湿度94%~100%;平煤集团六矿采深800~900m时岩温达到35.5,平均地温梯度3.1/ 100m,另外,平煤东部矿区、新峰矿区等都存在严重的高温热害问题,而且随采深增加,围岩温度也随之增加,高温热害问题将更加严重,成为制约部分矿井安全生产的主要因素。
1. 5煤层自燃研究表明,随采深增加,地温增高,地温越高,煤层原始温度越高,导致围岩层温度越高,改善了自燃的蓄热条件,导致煤体与环境风流温差较大,增大了漏风供氧动力热风压,导致煤体自身的耗氧速度和氧化放热强度即煤体氧化放热性能增强,最终导致煤体自燃危险性增大,因此,在深部较高的温度环境下,更易引起煤层的自然发火。
我国煤层自然发火危险性严重,比例大、覆盖面广。
根据2002年统计,原国有重点煤矿中有自然发火危险的矿井占51.3%。
自然发火危险矿井几乎在所有矿区都存在,因自燃而造成煤炭资源的破坏,每年达数十亿元的经济损失。
如河南多数矿井煤层具有自然发火倾向性,义马、平顶山、鹤壁等矿区煤层自然发火期较短,达到深部开采后,自然发火问题将较浅部更为严重。
同时, 自然发火容易触发矿井火灾、瓦斯爆炸事故的发生.1.6 深井建设立井是煤矿开采的主要开拓方式之一,近年来新建的矿井近半数是采用立井开拓方式。
随着平原地区新井建设和煤矿开采向深部发展,立井开拓所占的比重还会增大。
立井井筒工程是建设的关键工程。
立井施工技术复杂,作业场所狭窄,工作环境恶劣,且受地质条件变化的影响大,有时甚至威胁到安全生产,因而井筒工程量虽然只占全矿井井巷工程量的3.5%~5.0%,但是其施工工期往往占到全矿建设的35%~40%,或更多。
随着开采深度的增大,提高高效矿井的建设这一矛盾更加突出了。
3结语煤矿深部开采面临的一系列问题将是我国当前和今后煤矿安全生产中的重大问题, 必须未雨绸缪, 加大科技创新的力度, 以期解决关键技术难题,采用先进的技术装备, 降低和防范深部开采带来的风险, 实现深部煤矿安全、高效、低成本开采.参考文献:[ 1] 何满朝,彭涛. 高应力软岩的工程地质特征及变形力学机制[ J] . 矿山压力与顶板管理,1995, 12(2) :8[ 2] 谢和平. 21世纪高新技术与我国矿业的发展与展望[ J] . 中国矿业, 2002,11(1): 1522.[ 3] 李化敏. 煤矿深井的基本概念与判别准则[J] . 煤矿设计,1999( 10): 57.[ 4] 李化敏,翟新献. 深井巷道围岩应力及变形规律的数值分析[ J] . 焦作工学院学报, 1996,15(4): 1115.[ 5] 李化敏, 胡劲松. 深井巷道矿压与支护问题探讨[J]. 焦作工学院学报, 1994, 13(3): 2243.[ 6] 邓金灿. 高峰矿深部开采工程地质调查与稳定性分析[ J] . 采矿技术, 2001,1( 3) :6667.[ 7] 贺建民, 王宏图, 鲜学福, 等. 煤层温度和应力梯度变化对煤层瓦斯压力计算的影响[ J] . 重庆大学学报: 自然科学版,1999, 22(5) :9598.[8] 李化敏. 我国煤矿深部开采问题探讨[J]. 煤矿设计, 1998( 8) :711.[10] 蔡美峰. 中国金属矿山21世纪的发展前景评述[ J] . 中国矿业,2001,10( 1) :1113.[12] 吕品. 矿井热害的调查与防治[ J]. 中国煤炭,[13] 郭兴明. 地温对煤层自燃危险性的影响研究[ J] . 西安交通大学学报,2000, 34(11): 2326.。