矿井深部开拓介绍
煤矿深部开采方法分析
煤矿深部开采方法分析煤矿深部开采是指在地下深处进行煤炭开采的一种方法。
对比于浅部开采，深部开采具有煤层埋深大、煤层厚度大、地应力高、煤与岩石固结变形规律复杂等特点。
深部煤矿开采需要采用适应深部开采的方法和技术。
深部开采方法可以分为传统开采方法和现代开采方法两种。
传统的深部开采方法主要包括工作面采煤、分层开采和提高采高开采。
工作面采煤是指在深部煤矿中，将煤矿分为若干个工作面，通过工作面的开采来提取煤炭。
分层开采是指按照煤层的分布特点，在不同的层次上进行煤炭开采。
提高采高开采是指在深部开采中，通过提高开采层次的高度，来提高开采效率。
现代的深部开采方法主要包括先采后支和先支后采两种。
先采后支是指在深部开采中，先进行开采，然后再进行支护。
这种方法可以降低对煤矿设备的要求，提高开采效率。
先支后采是指先进行支护，然后再进行开采。
这种方法可以保证煤矿的安全和稳定。
在深部开采中，还可以采用非常规的开采方法，如水平长壁开采、放顶煤工作面开采等。
水平长壁开采是指在深部开采中，将工作面设置在水平状的煤层上，然后进行长壁开采。
这种方法可以避免地表下陷和煤矿冲击地压。
放顶煤工作面开采是指在深部开采中，先将上部煤炭开采完毕，然后再进行底部煤炭的开采。
这种方法可以提高开采效率，减少安全隐患。
无论是传统的开采方法还是现代的开采方法，都需要进行支护工程，以保证煤矿的安全和稳定。
支护工程主要包括煤柱支护、岩石支护和煤岩复合支护。
煤柱支护是指通过设置煤柱来支撑煤层和上覆岩石的重力，防止地表下陷和煤矿冲击地压。
岩石支护是指通过设置支架和锚杆来支撑岩石层，防止岩石垮塌。
煤岩复合支护是指通过将煤柱与岩石支护结合起来，来提高支护的稳定性和安全性。
深部煤矿开采方法需要综合考虑煤层的特点和地质条件，选择适合的开采方法和支护工程，以保证煤矿的安全和高效开采。
矿井开拓延深及技术改造
第五章矿井开拓延深及技术改造开拓延深—向深部发展技术改造—用新技术、新工艺、新装备、新材料对原有旳生产系统、设备、工艺等进行更新和改造。
第一节矿井开拓延深生产矿井新水平开拓延深旳特点：Ø井巷工程量大，大体靠近新建矿井；Ø可以充足运用原有井巷和设备；Ø施工技术和管理复杂，边生产，边延深，施工与生产在运、提、通风方面互相干扰；Ø工期长，一般要5 ~ 8年（延深3 ~ 5年，过渡2 ~ 3年）；Ø能更好地适应开采煤层特点，改善矿井开拓、准备巷道布置，有也许扩大生产能力一、矿井延深旳原则和规定（一）提前做好准备工作、加强管理（1）地质资料（2）资金来源（3）贯彻队伍（4）加强管理（二）保证或扩大矿井生产能力矿井开拓延深时应结合矿井发展旳长远规划，仔细研究煤层地质条件旳变化和各生产环节之间旳配合，保证维持矿井已经有旳生产能力，有需要和也许时，结合开拓延深进行技术改造，提高矿井生产集中化水平，力争扩大矿井生产能力。
（三）充足、合理地运用既有井巷设施新水平开拓延深应充足运用既有井巷以及提高、运送、通风、排水等大型设备，力争减少开拓延深旳工程量和费用。
（四）积极采用新技术、新工艺和新设备在新水平开拓延深时，应选择先进旳采掘技术，选用高效能旳机械装备，使新水平技术经济效果有明显旳提高。
（五）尽量缩短新、旧水平同步生产时间二、矿井开拓延深方案矿井延深方式一般有：直接延深；暗井延深；直接延深与暗井延深；新开一种井筒延深一种井筒；深部新开立井或斜井（一）直接延深原有井筒生产与延深互相干扰；主井接井时（破保护岩柱或保护盘、安罐道梁等），技术规定严格，矿井要短期停产。
延深两个井筒，组织施工复杂；掘进某些辅助巷道，临时工程后来难用；提高高度增长，需更换提高设备。
直接延深合用：Ø井筒延深不受地质、水文条件旳限制；Ø断面和提高设备能满足新水平提高规定或更换提高设备后直接延深合理。
煤矿深部开采方法分析
煤矿深部开采方法分析煤矿深部开采是指煤矿井下深部开采，包括采煤工作面的布置、支护及采煤工艺等一系列工程技术。
由于深部开采工作环境复杂，地质条件恶劣，瓦斯、顶板、底板等安全隐患多，因此对深部开采方法的研究和分析显得尤为重要。
本文将针对煤矿深部开采方法进行详细的分析，以期帮助煤矿企业更好地进行深部开采工作。
一、采煤工作面的布置1.1 直接运输工作面直接运输法是指将煤炭在采煤工作面上直接装车运出矿井的一种采煤方法。
这种方法节省了井下的煤炭中转环节，减少了煤炭的损耗，并且可以减少矿井井下的堵车现象。
直接运输法需要井下设备齐全，施工条件好，并且对煤炭本身的品质有一定要求，因此适用范围有限。
综合运输法是指通过将煤炭从工作面上采运到采煤机旁再进行装车或直接在工作面上采用综合装载机进行装车的采煤方法。
这种方法可以适用于不同的地质条件和采煤工艺，具有一定的灵活性。
综合运输法也需要井下设备较齐全，对水平和垂直的机械设备要求高，需要有更高水平的自动化水平和智能化管理系统。
1.3 综合采煤工作面综合采煤工作面在布置上可采用多种方式，如单边综采工作面、双边综采工作面、交错采煤工作面等。
布置不仅要考虑矿山的地质条件和煤层赋存情况，还要充分考虑综采设备的配置和工作效率。
二、采煤工艺综合采煤工艺是在动力支架的帮助下，通过切割设备对煤炭进行切割，然后将煤炭装入运煤机或顶卸输送机，运出工作面的一种采煤方法。
综采工艺具有高效、节能、安全等优点，尤其适用于深部综采作业。
综采工艺在深部开采中仍然存在瓦斯爆炸、顶板垮落等安全隐患，需要配合合理的支护工艺。
2.2 长壁采煤工艺长壁采煤是指通过采煤机在工作面上侧向推进，对全厚煤层进行连续、交错的切割，然后通过装载机将煤炭加载到运煤机上进行运输的一种采煤方法。
长壁采煤工艺具有生产率高、成本低的优点，但是由于需要对工作面进行整体支护，因此对支护技术要求高，同时还需要解决巷道通风、瓦斯抽放等安全问题。
深部开采技术
近年来，采用应力解除法保护永久和半 永久巷道，预先用正规工作面回收保护 煤柱，然后在采空区的上下方掘进开拓 巷道(图3—1)，该巷由于处在应力释放 圈内，不会再受大的采动影响，容易维 护。这种布置方法对深井压力大和松软 地层内需长时间维护的巷道，具有明显
年代以来，美、澳两国不断创造综采工作面日产、
月产和年产的世界纪录，除了其开采自然条件好
外，这种多巷布置方式也是重要因素之一。
近年英国也引进了这种巷道布置方式，作为 促进其综采工作面实现高产高效的重要技术措施。
开采
图3—3长壁工作面的多巷布置
三、深井开采主要灾害防治
深部开采出现了一系列新问题和新
图3—7 巷道在采空区内的布置 a一 宽工作面掘进的留巷；
b一 采区上山布置在老采空区内； c一 回采巷道布置在老采空区内
图3—2 巷道在采空区内的布置 a一 宽工作面掘进的留巷； b一 采区上山布置在老采空区内；
c一 回采巷道布置在老采空区内。
3．长壁开采的多巷布置
传统的长壁工作面，其回采巷道多采用单
深井巷道矿压显现的显著特点之一是巷道 开挖就产生大的收敛变形量。这一特点是由深井 巷道围岩处于破裂状态和深井巷道围岩有较大的 破裂范围决定的。
俄罗斯和乌克兰的研究表明，随开采深度加 大，巷道变形量呈近似线性关系增大；从600m 开始，开采深度每增加100m，巷道顶底板相对 移近量平均增加10％～11％(图3—1)。
一、深部矿井开采的基本状况
1.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。
深部开采深度分类[最新]
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深部开采深度分类、开拓与采准一、开采深度分类根据开采工作转向深部面临的问题，开采深度可分为以下几类：（一）开采深度小于300m，称浅部开采。
在此深度内开采金属矿床，一般地压显现不严重。
即使发生地压活动亦属静压问题，易于处理。
（二）开采深度介于300～600m，称为中等深度开采。
在此深度内采矿时根据矿体赋存条件，矿岩的物理力学性质，在掘进采准巷道或开拓巷道的过程中，可能发生轻度岩爆，如岩石弹射等。
苏联金属矿山从70年代开始有59座矿山出现深部地压活动，至1984年9月止，于北乌拉尔矾土矿、塔什塔戈尔矿和克里沃罗格矿区，分别记录到125、55和14次岩爆。
其塔什塔戈尔矿第一次岩爆发生在开采深度为300m 的地方。
南非威特沃特斯兰德金矿发生岩爆的深度为600m。
我国盘古山钨矿，杨家杖子钼矿，也不同程度地出现了岩石弹射。
张家洼小官庄铁矿在开凿地下破碎机硐室（距地表500m以下）时，也发生过岩石从硐室顶板弹射下来的现象。
（三）开采深度在600～2000m，为深部开采。
在此深度开采时，具有二类变形特征的岩石会发生频繁的岩爆。
而且某些采矿方法在深度超过700m时，将会遇到难以克服的困难，因而难于或甚至无法在采场中进行正常回采工作。
如吉林石咀子铜矿应用留矿法，当开采深度大于300m时，矿房间矿柱不等矿房回采完毕，即遭强烈地压作用压碎，行为安全受到威胁，上下盘围岩收敛使采场中矿石难于放出。
（四）回采深度大于2000m为超深开采，目前处于超深开采的矿山不多。
二、开拓与采准（一）深部矿床开拓深部矿床开拓大多数是属于在生产矿山原有的开拓工程的基础上进和的延深工作，但也有的是属于深埋矿体的首次开拓工程。
不论何种情况必须进行设计前的可行性研究，以便根据矿床的赋存条件，采矿技术水平及经济条件，合理确定深部矿床开拓深度。
根据开拓深度确定深部矿床工拓方案，选择开拓方案的原是和方法以及深部矿床的开拓任务与浅部矿床开拓基本相同。
在具体设计中，必须根据深部开采的特点，确定采用单一开拓抑或联合开拓；考虑井筒的类型、位置、数目的提升段数。
煤矿深部开采方法分析
煤矿深部开采方法分析煤矿是煤炭资源的重要来源，而深部开采是指对煤矿地下深部煤层进行开采，这种开采方式对于满足社会对煤炭资源需求起着重要的作用，但也面临着一系列的技术挑战和安全风险。
本文将对煤矿深部开采方法进行分析，包括不同的深部开采技术及其应用情况、存在的问题和挑战等方面进行探讨。
一、煤矿深部开采技术概述1. 综采工艺综采是一种采用机电一体化设备进行连续开采的方法，主要包括综合采煤机、刮板输送机、液压支架等设备，通过这些设备对煤层进行连续开采和运输。
这种开采方法可以提高采煤效率，减少人力成本，适用于煤矿深部开采。
2. 长壁工作面长壁开采是通过采用割煤机进行分段切割煤层，再通过装载机将煤块装车运出，然后再进行下一段的开采。
这种方法适用于较厚的煤层和煤层埋深较大的区域，在煤矿深部开采中得到广泛应用。
3. 液压支架开采液压支架开采是指利用液压技术对煤层进行支护和加固，保证煤矿工作面的稳定。
这种方法可以保证煤矿工作面的安全性，是煤矿深部开采中不可或缺的技术手段。
二、煤矿深部开采存在的问题及挑战1. 安全风险煤矿深部开采涉及到地质、地下水、瓦斯等多种复杂的地质环境，存在较大的安全风险。
煤层顶板和底板易发生垮落，地压和瓦斯等突出问题也给深部开采带来了安全隐患。
2. 能源消耗煤矿深部开采需要消耗大量的能源，包括电力和燃料等，这种能源消耗对环境造成了一定的压力。
3. 资源浪费深部开采的煤炭资源往往品位较高，由于开采难度大，很多煤炭资源未能充分利用就被弃置，造成了资源浪费的问题。
4. 对环境的破坏深部开采会引起地表沉降和地下水位下降等地质环境变化，对周边环境造成一定的影响。
1. 智能化技术应用随着信息技术和自动化技术的不断发展，煤矿深部开采也将逐渐智能化。
通过大数据、人工智能等技术手段，对煤矿开采过程进行实时监控和分析，提高煤矿的生产效率和安全水平。
2. 绿色开采煤矿深部开采将逐渐向绿色环保的方向发展。
采用清洁燃煤和节能技术，减少能源消耗、降低煤矿对环境的影响，实现煤矿开采的可持续发展。
煤矿深部开采方法分析
煤矿深部开采方法分析煤矿深部开采是指煤矿井下从地面到煤层深度超过500米的开采方法。
随着社会经济的不断发展，对煤炭资源需求的不断增加，人们对煤矿深部开采的需求也越来越大。
但是，煤矿深部开采也面临着许多困难和挑战，如煤层地压、瓦斯爆炸、火灾等安全问题，以及采空区、环境污染等环境问题。
因此，煤矿深部开采需要采用多种煤矿工程技术手段和管理措施，以确保工人的安全和生产的正常进行。
当前的煤矿深部开采方法主要有下坡式采煤工艺、长壁采煤工艺、超大采高综采工艺、短壁采煤工艺、长洞复采工艺等。
不同的工艺方法适用于不同的地质条件和煤层性质。
下面将分别介绍几种常见的煤矿深部开采方法。
首先，下坡式采煤工艺是一种较为成熟和常见的深部采煤方法，其主要特点是采用由上到下、由远及近、多点突进的采煤方式，采用煤柱法留设采煤剩余煤柱。
该方法采用长轴向掘进连通采区，采用强实体加强方法，保障了采煤工作面的煤层稳定性，防止了煤层变形、断层变形等地质灾害。
其次，长壁采煤工艺是一种适用于较厚煤层的采煤方法，其主要特点是采用煤壁中央放炮、空间开采、煤层破破碎、煤屑输送和支撑封闭的全断面开采。
该方法对于宽厚煤层和煤层裂隙较多的区域效果更好，采高可以达到10-15m左右，提高了采煤效率。
第三，超大采高综采工艺是一种适用于较厚煤层底部的采煤方法，其主要特点是采用自由落体式的工作面，由倾斜的链式输送机将煤炭运输至上方。
由于其采高非常大，因此需要采用超强加强方法进行保护，以确保生产的安全。
第四，短壁采煤工艺是一种适用于狭窄煤层或煤层间断的采煤方法，其主要特点是采用小型机械设备、强国土和硬化加强的方法进行无底板开采。
该方法采高通常为2.5-3.5m，仅适用于煤层较薄的地段。
最后，长洞复采工艺是一种适用于浅部开采已完成，煤层下部仍有大量煤炭资源待开采的地段，且斜孔较长的采煤方法。
该方法采煤时通过钻孔井、打孔等技术手段，穿过盖层从上面斜向钻进煤层进行采煤，采煤效率高，煤炭资源利用率高。
煤矿开拓方式和特点研究
煤矿开拓方式和特点研究煤矿开拓是指煤矿资源的勘探、开发和利用过程，它的方式和特点直接影响煤矿资源的开采效率和环境保护程度。
下面将就煤矿开拓方式和特点进行研究。
1. 露天开采露天开采是指直接在地表上开采煤矿的方法。
优点是开采效率高，采用大型设备可以连续开采，施工周期短。
缺点是资源浪费严重，土地破坏严重，环境污染严重。
2. 地下开采地下开采是指在地下进行煤矿开采的方法。
包括立井开采和倾斜井开采两种方式。
立井开采是在矿井周围直接沿着煤层的垂直方向开挖，倾斜井开采是在地下打斜井进入煤层并开挖。
优点是矿顶、矿墙稳定，资源利用率高，减少土地破坏，环境污染相对较少。
缺点是施工周期长，开采难度大，风险较高。
3. 深部开采深部开采是指在地下较大深度进行的煤矿开采。
随着地表煤矿资源日益减少，人们开始深入地下进行煤矿开采。
优点是资源利用率高，适应资源日益减少的状况。
缺点是施工周期长，开采难度大，安全风险高，投资成本大。
1. 资源供给特点煤矿资源分布不均，一般集中在一些特定地区。
这就决定了煤矿开拓需要进行地质勘探工作，找寻煤矿资源的分布情况，确定开采的方向和方式。
2. 环境影响特点煤矿开采会对地表和地下环境产生较大的影响。
露天开采会导致土地破坏、资源浪费和环境污染。
地下开采会对地表造成一定的沉陷和地表破坏。
在煤矿开拓过程中需要进行环境保护措施，最大限度地减少对环境的影响。
3. 安全风险特点煤矿开采是一种高风险行业，存在着矿井塌陷、瓦斯爆炸、矿井透水等各种安全风险。
矿井开采前需要对地质情况进行详细的研究，采取相应的防治措施，确保开采过程的安全。
煤矿开拓方式和特点与煤矿资源的开采效率和环境保护程度密切相关。
在开采过程中，需要根据实际情况选择合适的开拓方式，并制定相应的管理和保护措施，以实现资源的高效利用和可持续发展。
磴槽煤矿深部开拓措施说
磴槽煤矿深部开拓方案说明1、矿井现状1.1、矿井地质本井田位于箕山背斜北翼中段，地层自老到新有寒武系、石炭系二叠系和第四系。
井田内总体构造形态为一单斜构造，地质构造简单，地质报告中井田中部有F6正断层，但在采掘过程中又揭露了一条较大断层和一些小断层，其中较大断层落差3.5~20M，初步推断为逆断层。
地层走向近东西，倾向北，煤层倾角26~28o。
1.2、开采煤层磴槽煤矿现开采山西组的二1煤和太原组的一3煤，二1煤和一3煤之间发线距离约50M左右。
其中：二1煤层厚度0~12.70M，平均厚度约5.30M ，一3煤厚度0.37M~1.13M，平均厚度0.7M。
1.3、煤层顶底板1.3.1、二1煤顶底板，二1煤层位于山西组下部，其顶板大部为中及细粒砂岩，局部为泥岩、粉砂岩，底板以泥岩为主，局部为炭质泥岩或泥岩。
二1煤层含有一层夹矸，夹矸厚度0.02~0.70M，一般为0.10~0.37M ，平均厚0.24M，岩性为炭质泥岩或泥岩。
1.3.2、一3煤顶底板，一3煤位于太原组下部石灰岩段，上距L7石灰岩31M，下距铝质泥岩<M1）顶界10M。
煤层顶板为L3石灰岩，底板为L2石灰岩，大部有泥岩或炭质泥岩伪底。
1.4、矿井瓦斯1.4.1、二1煤的瓦斯涌出在白坪井田勘探<精查）地质报告中，该井田中央的箕F31、箕F19两断层又把本井田划分为东西两大部分，而磴槽煤矿正处于箕F31、箕F19两断层的西部。
东部小煤矿井下沼气均小于0.2%，无瓦斯事故史料，而西部的部分矿井有瓦斯集中涌出现象，尤其以煤巷掘进工作面较高，有声征兆较为明显。
西邻新新煤矿1972年开采标高+324M时，相对瓦斯涌出量为4 .47m3/吨·日；1977年水平延深至+260M时，相对涌出量为9.04m3/吨·日；1991年开采水平为+100M时，相对涌出量为18.8m3/吨·日。
从而表明西部矿井随着开深度的增加，瓦斯的相对涌出量也随着递增。
煤矿开采的深部采矿技术
控制措施
采取有效的防水和排水措施，减 少采矿对地下水的影响；加强地 下水监测，及时发现和处理污染 源；合理利用和保护地下水资源
，确保可持续利用。
深部采矿对地表环境的影响与控制
01
地表塌陷
采矿过程中可能会引起地表塌陷，破坏地形地貌，影响土地资源和生态
环境。
02
土地资源占用
采矿过程中需要占用大量土地，影响土地资源的利用和有效的支护和填充措施，减少地表塌陷的风险；合理规划采矿区域
，减少对土地资源的占用；加强土地复垦和生态修复，恢复地表环境。
深部采矿的空气质量控制
粉尘污染
采矿过程中会产生大量粉尘，对矿工和周边居民的健康造 成威胁。
有害气体排放
采矿过程中可能会排放一些有害气体，如一氧化碳、二氧 化硫等，对空气质量造成影响。
02
这些技术主要包括矿床开拓、采 准、切割和回采等阶段所采用的 技术手段。
深部采矿技术的发展历程
早期的深部采矿技术主要依赖于 手工挖掘和简单的机械装备。
随着科技的不断进步，深部采矿 技术逐渐向自动化、智能化方向
发展。
现代的深部采矿技术综合运用了 计算机技术、传感器技术、通信 技术等，实现了对采矿过程的全
煤矿开采的深部采矿技术
汇报人：可编辑 2023-12-31
目录 CONTENTS
• 深部采矿技术概述 • 深部采矿的关键技术 • 深部采矿的环境影响与控制 • 深部采矿的未来展望
01
深部采矿技术概述
深部采矿技术的定义
01
深部采矿技术是指对地下较深处 矿物资源进行开采的一系列技术 和方法的总称。
无人化开采
通过遥控、机器人等技术手段，实现采矿作业的 无人化或少人化，降低劳动强度和风险。
煤矿深部开采方法分析
煤矿深部开采方法分析煤矿深部开采是指开采深度较深的煤矿资源，一般来说，深部开采会面临更多的挑战和风险，同时也需要更高的技术要求。
随着国家对清洁能源的需求不断增加，煤矿深部开采技术也得到了更多的关注和研究。
本文将从煤矿深部开采方法的分析入手，对煤矿深部开采进行系统的介绍和分析。
一、常见的煤矿深部开采方法1. 矿柱法矿柱法是一种传统的深部开采方法，其特点是在煤矿开采过程中保留一定宽度的煤柱以支撑地层，确保上方的煤层不会坍塌。
这种方法相对简单，成本较低，适用于一些条件较差的煤矿。
但是矿柱法存在着煤炭回收率低、资源浪费等问题，同时煤矿深部开采的地质条件复杂，矿柱法也面临着较大的安全风险。
2. 长壁工作面法长壁工作面法是一种常用的煤矿深部开采方法，其特点是将工作面沿着煤层的延伸方向布置，然后采用切割、支护和运输等工作流程逐步将煤炭开采出来。
这种方法具有高产能、高回收率、资源利用率高等优点，但是相对于矿柱法来说，长壁工作面法需要更高的技术要求和设备投入。
3. 液压支架综采法液压支架综采法是一种较新的深部开采方法，其特点是利用液压支架对工作面进行支护，并利用专业的综合开采机械进行煤炭的开采和输送。
这种方法具有自动化程度高、安全性能好等优点，对于煤矿深部开采具有很好的适应性，是未来煤矿深部开采的一个重要发展方向。
1. 地质条件复杂煤矿深部开采的地质条件通常较为复杂，地层构造不稳定、瓦斯含量高、顶板地压大等问题都会对开采工作造成较大影响。
解决这些问题需要采用一系列的地质勘测、地质监测、支护技术等手段，确保煤矿深部开采的安全性和稳定性。
2. 瓦斯防治瓦斯是煤矿深部开采中常见的一种有害气体，对于矿工的健康和生命都构成较大威胁。
深部开采过程中需要采用一系列的瓦斯治理措施，如瓦斯抽放、瓦斯抽采、瓦斯抑制等技术手段，保障矿井的安全生产。
3. 设备技术煤矿深部开采需要大量的专业设备支持，如支架、综合开采机械、运输设备等，而这些设备的研发和制造需要较高的技术水平和资金投入。
深部开采新技术
02
地球物理探测技术
地震波勘探方法
反射波法
利用地震波在地下介质中的反射 现象，通过观测和分析反射波的 特征来推断地下地质构造和岩性
信息。
折射波法
根据地震波在地下介质分界面上的 折射现象，通过观测和分析折射波 的传播时间和路径等信息，确定地 下界面的深度和形态。
面波法
利用地震波在地表附近产生的面波， 通过观测和分析面波的传播速度和 频散特性等信息，推断地下介质的 性质和结构。
安全监测与预警系统应用实例
某深部开采矿山安全监测与预警系统
该系统实现了对矿山关键部位和重点区域的实时监测和预警，有效提高了矿山的安全生产水平。
某大型金属矿山安全监测与预警系统
该系统通过综合运用多种传感器和数据处理技术，实现了对矿山安全风险的全面监测和预警，为矿山的安全生产 提供了有力保障。
THANKS
通过数值模拟和现场试验，优化空场结构参数， 提高空场稳定性。
空场采矿法与其他方法联合应用
将空场采矿法与其他采矿方法相结合，形成联合 采矿法，提高采矿效率和资源回收率。
3
空场采矿法安全措施
加强空场安全监测和预警，采取有效的安全措施， 确保空场采矿安全。
崩落采矿法优化与提高回采率措施
崩落矿块尺寸优化
通过数值模拟和现场试验，确定合理的崩落矿块尺寸，提高崩落效率和资源回收率。
深部采场稳定性分析及控制措施
采场稳定性分析
采用数值模拟、相似模拟等方法，对 深部采场的稳定性进行分析，预测采 场可能出现的破坏形式和失稳机制。
控制措施
根据采场稳定性分析结果，制定相应 的控制措施，如优化开采顺序、加强 顶板管理、采用充填采矿法等，确保 深部采场的安全开采。
第六节矿井开拓延深
技术措施
(二）过渡时期的
• （1）维护上水平的采区上山为下水平的相应采
区回风； • （2）利用上水平运输大巷的配风巷作为过渡时 期下水平的回风巷； • （3）采用分组集中大巷的矿井，可利用上水平 上部分组集中大巷为下水平上煤组回风。
技术措施
•(三）过渡时期的
1
2
3
4
2
1
Ⅰ 3 m1 m2 Ⅱ
3.直接延深+新打暗井结合
延深与生产互不干扰， 施工简单。
特点
增加了运输环节与设备 运输能力降低
主、副井提升能力不均衡，必 须打暗井才能满足新水平时，方 可考虑。
方案
(四）新开一个井筒，延 深一个井筒
4 1 2
Ⅰ 3 m1 m2 Ⅱ
特点
方案
(五）深部新开立井或斜 井
第六节 矿井开拓延伸
一、矿井延深的原则 和要求
1
2
3
4
5
二、矿井开拓延深 方案
方案
(一）直接延深原有井筒
Hale Waihona Puke 2 13 m1 m2 5
5 3
Ⅰ Ⅱ
优点：利用原有设备、设施、投资少 缺点：延伸时掘进与生产相互影响。
方案
(二）暗井延深
优点：延深与生产互不
干扰，原有井筒提升能 力不降低，暗井的位置 不受限制，可选在对开 采下部煤层有利的位置 上。
淮南毕家岗一水平 （-90m）共建7对小 斜井，二水平延深新开 一对斜井阜新平安矿浅 部片盘斜井群，深部新 开立井集中开采。
三、生产水平过渡时 期的技术措施
过渡时期：
个水平同
时生产。
上、下两
增加了提升、通风和排水 的复杂性。 应采取恰当的技术措施
煤矿开采的深部采矿技术
01
识别深部采矿过程 中的危险源
对采矿过程中的各个环节进行全 面分析，找出可能存在的危险源 。
02
评估危险源的风险 等级
根据危险源的性质、可能造成的 后果等因素，对危险源进行风险 评估。
03
制定风险控制措施
针对不同等级的危险源，制定相 应的风险控制措施，降低事故发 生的可能性。
深部采矿安全预防措施
PART 02
深部采矿的关键技术
REPORTING
深部矿体定位技术
矿体三维地震探测技术
利用地震波探测地下岩层的分布和性 质，为矿体定位提供准确的地质信息 。
地球物理勘探技术
遥感技术
通过卫星或无人机遥感获取矿区地表 信息，结合地质资料进行矿体定位。
利用地磁场、地电场等物理场进行勘 探，确定矿体的位置和形态。
某铁矿深部采矿工程
针对某铁矿深部资源，通过合理的工程设计和采矿工艺，成功开采出高品质铁 矿石，取得了显著的经济效益。
深部采矿工程经验总结
强化地质勘查
在深部采矿工程前，应加强地质 勘查工作，准确掌握矿体形态、 赋存状态和资源量等信息，为工 程设计和采矿工艺提供科学依据
。
合理选择采矿工艺
根据矿体赋存条件和开采技术条 件，选择适合的采矿工艺，以提
水资源保护
采取措施保护地下水层，减少 采矿对水资源的影响。
大气污染控制
采取除尘、脱硫等措施，减少 粉尘和有害气体排放。
生态修复
对受损的生态系统进行修复， 促进生态平衡。
深部采矿环境恢复与治理
制定恢复治理计划
根据采矿区域的环境状况，制 定针对性的恢复治理计划。
落实责任主体
明确采矿企业对环境恢复与治 理的责任和义务。
深部矿井开采
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3~5 d ，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.
深部开采中应尽量布置岩石上下山，并对这 些上下山进行跨采，避免留设两侧采空甚至
三侧采空的上下山保护煤柱;在上下山附近 杜绝两侧同时开采，使保护煤柱变的愈来 愈小。
②煤层注水
煤层注水的作用在于改变煤体的结构，软 化煤层，增加塑性变形，使煤体的强度和 积蓄弹性能的能力下降，使冲击倾向减弱。 多数煤层注水后，冲击倾向要降低一个等 级。同时，注水可以使支承压力峰值降低， 使峰值位置向煤体深部转移.从而达到改变 煤体(或局部煤体)应力状态的目的。
为超深部开采。我国采矿工作者一般把大于 或者等于8赋存条件 和开采技术条件的不同，不同的矿井在采 深不同时的显现特征不一样，在深部延伸 时遇到的问题与采深有一定的差异。如唐 山矿在520m的临界深度发生冲击地压，而 孙村矿为720m；瓦斯涌出量随开采深度的 增加而增加的这一特点在新汶和徐州矿区
1.1深部开采的概述
矿井开采深度是反映矿井开采难易程度的综合 性指标。近几年来，随着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， 2001年我国煤炭产量为10. 98亿1,2005年接近22 亿t.2009年30多亿吨。这使得矿井开采延伸速度 加快，采深进一步加大，一些中老矿井及深部矿 井，已经进人深部开采阶段，东北及中东部地区 的多数矿区开采历史长，开采深度大，如平煤集 团十二矿深部已经达到1 150 m，与浅部开采相比， 深部开采不仅大大地提高采矿成本，而且随着深 度的增加，采矿环境也将发生不利的变化，给煤 矿生产和安全带来了极大的问题，矿压大、温度 高，潜伏着难以预料的地质灾害，如突水、岩爆、 冲击地压等然而用浅部开采条件下的地质等特征 和规律来分析处理深部问题，无疑远远不够，且 蕴含着极大的风险。
第六节矿井开拓延深
一、矿井延深的原则 和要求
1 2 3 4 5
二、矿井开拓延深 方案
方案
(一）直接延深原有井 筒
21
Ⅰ
3 35
Ⅱ
m1 m2 5
优点：利用原有设备、设施、投资少 缺点：延伸时掘进与生产相互影响。
方案
(二）暗井延深
优点：延深与生产互不
干扰，原有井筒提升能 力不降低，暗井的位置 不受限制，可选在对开 采下部煤层有利的位置 上。
m1 m2
21
Ⅰ
3
Ⅱ
3.直接延深+新打暗井结合
特点
延深与生产互不干扰， 施工简单。 增加了运输环节与设备
运输能力降低
主、副井提升能力不均衡，必 须打暗井才能满足新水平时，方 可考虑。
方案
(四）新开一个井筒，延 深一个井筒
m1 m2
4 12
Ⅰ
3
Ⅱ
特点
方案
(五）深部新开立井或斜 井
实例
矿
技术措施
(二）过渡时期的
（1）维护上水平的采区上山为下水平的相应采 区回风；
（2）利用上水平运输大巷的配风巷作为过渡时 期下水平的回风巷；
（3）采用分组集中大巷的矿井，可利用上水平 上部分组集中大巷为下水平上煤组回风。
技术措施
•(三）过渡时期的
3
4
1
2
感谢下 载
淮南毕家岗一水平 （-90m）共建7对小斜 井，二水平延深新开一 对斜井阜新平安矿浅部 片盘斜井群，深部新开 立井集中开采。
三、生产水平过渡时 期的技术措施
过渡时期：
上、下两
个水平同
时生产。
增加了提升、通风和排水 的复杂性。 应采取恰当的技术措施
矿井开拓延深与技术改造
矿井开拓开采
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4、排水系统改造。
水仓、水泵和管路
5、供电系统技术改造
增加容量 增加线路 升高电压
6、地面系统改造。
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矿井开拓开采 29
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矿井开拓开采
• （二）改进巷道布置
• （1）加大工作面、采区几何尺寸。
• （2）降低岩石巷道比重，尽量取消或减少岩石集中巷。
矿井开拓开采
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矿井开拓开采
特点： ➢ 生产与延深互不干挠； ➢ 延深施工容易； ➢ 暗井位置、方向、倾角、提升方式不受原有井筒限制， 而按下水平开采有利布置； ➢ 增加了一些工程量：暗井车场 ➢ 增加了运输环节；
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开拓延深方式确定原则
➢ 产量不减 ➢ 利用现状 ➢ 采用“三新” ➢ 产延协调 ➢ 同产期短
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矿井开拓开采
（四）新旧生产水平过渡时期的技术措施
生产水平过渡时期：过渡2 3年 上—开采水平开始减产至结束 下一开采水平投产至全部 接替
生产水平过渡时期： 2 3年或3 4年
-120 2
1 -480 3
5
6 -310 7
4 毕各庄区
-7-0600---034-5002000000
-7-08-009000
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矿井开拓开采
矿井单独集中改造
矿井开拓延深与技术改造
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第一水平 -112
第二水平 -312 第三水平 -480 第四水平-660
+35.5
3 1
24
78
-370 5 6
-428
-544 -602
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矿井开拓开采 9
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3、直接延深结合暗井延深
矿井开拓开采
直接延深原有的主井井筒或副井井筒，不直接延深的副井井 筒或主井井筒采用暗井延深， 特点和适用条件介于直接延深和暗井延深之间。
在过渡时期内上下两水平同时生产，增加了提升、通风、排 水的复杂性
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矿井开拓开采
１、提升
直接延深原有井筒（箕斗）的矿井，须采取：
通过式箕斗
特点： 启闭上水平箕斗装载煤仓闸门的下部框架改为可伸缩的悬臂 伸出—提上水平煤 缩回—提下水平煤 两个水平分班出煤，同时加大两个水平煤仓容量。
矿井开拓开采
２、通风
要求：上下两个开采水平独立通风；
➢ 维护原（上）水平采区上山（岩石上山为好）为新水平回 风道。
➢ 利用上水平运输大巷的配风巷为新水平回风道。
➢ 分组集中大巷布置时，新水平通风利用原水平上煤组分 组集中大巷。
4 12
m1 m2
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5、深部新开立井或斜井
矿井开拓开采
开采浅部的中小型矿井不单独向深部延深，深部众矿井合并 后集中延深
特点：深部众矿井合并后集中延深
适用：浅部井型小、分散，装备落后，深部储量丰富，并要 改扩建的矿井。
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矿井深部开拓介绍一、原提升、行人等系统改原提煤、排矸、、通风、行人以及上下材料等，经数次多方案比较后，最终确定新打行人、上下材料井、专用提矸井；原提矸井改为提煤井（主井）；东西两翼风井维持现状不变。
井筒特征见下表：井筒特征表二、深部开拓（一）、设计开拓延深方案的指导思想根据《防治煤与瓦斯突出细则》规定，在突出矿井开采煤层群时，必须首先开采保护层。
开采保护层后，在被保护层中，受到保护的地区按非突出煤层进行采掘活动。
磴槽煤矿的一3煤和二1煤相距50米左右，可以作为煤层群联合开采，二1煤为突出煤层而一3煤为非突出煤层，其开采顺序是先开采一3煤后开采二1煤，使得二1煤层发生变形，位移，地应力减少，煤层透气性增大，瓦斯得到排放，瓦斯压力和含量下降。
在预防瓦斯突出的同时，也要做好矿井水害的一切预防工，从而保证矿井安全生产。
三、开拓方式根据白坪井田地质报告，该矿新扩资源±0m至-600m水平之间未有断层或其它地质构造，但现掘巷道所揭露的断层位于±0m至-600m的井田中央，该断层经分析判断为一逆断层，其走向为北偏东，产状由±0m至-600m水平呈扇形展开，落差7~15m。
±0m水平断层上下盘交面线宽20余米，-350m水平断层上下盘交面线宽约180余米。
（一）深部开拓方案1、方案Ⅰ（中间不设新生产水平方案）：由于本井田±0m至-600m水平之间因一断层正好位于其中间，并沿倾斜方向将其分割成东、西两部分，顺其自然，东、西两部分各成为相对独立的两个采区，采区开采上下限分别为±0m和-600m，中间不设新水平。
一3煤与二1煤联合布置，采用剃头下山开采，采区设立三条下山，三条下山均布置在一3煤和二1煤中间的七灰岩石中，两层煤之间的七灰岩石中设瓦斯抽放巷，两层煤工作面用石门联略。
开采顺序为先采解放层一3煤，开采一3煤滞后一段时间抽放二1煤瓦斯，最后开采被解放层二1煤。
原煤运输：东西两翼采区原煤运至±0m水平十平巷后，经十平巷胶带运输机运至主斜井，再由主斜井运至地面。
排矸：东西翼采区排矸是由轨道下山直接提至九平巷，由九平巷运至改造后的提矸井提至地面。
通风：东翼采区新鲜风由十平巷采区轨道下山、皮带机下山瓦斯抽放巷石门下顺槽工作面。
乏风由工作面上阶段瓦斯抽放巷、中部车场回风道地面。
西翼采区新鲜风由十平巷采区轨道下山、皮带机下山瓦斯抽放巷石门下顺槽工作面。
上顺槽-72m回风道西翼回风井地面。
排水：两翼采区视涌水量可分别利用瓦斯抽放巷建立独立的一级或多级排水系统，经排水管路排至±0m水平主副水仓。
供电：两翼采区视供电长度和电压线损情况在采区中下部各设采区变电所。
主要优点：（1）、利用井田中央断层将±0m~-600m水平的资源块段分成东、西两个生产单元，形成两个完全独立的采区，生产时互不干扰。
（2）、采区的三条下山布置在一3煤和二1煤之间L7灰岩中，跨越式开采一3煤时，三条下山维护工作量小。
（3）±0m水平以上采掘活动整体下移时，生产不受影响。
（4）、利用瓦斯抽放巷建立泵房、水仓等排水设施，排水较为灵活方便。
主要缺点：（1）、随着剃头下山开采深度的增加，±0m~-600m之间不设立生产水平，给深部回采工作面的安全生产带来诸多不便。
（2）、因开采解放层必须抽放被解放层瓦斯等原因，不能同时开采同一水平的一3煤和二1煤，当上部回采二1煤时，下部开采一3煤的生产人员，其安全系数降低。
（3）、利用瓦斯抽放巷多水平建立不成规模的泵房、水仓，易造成浪费，且难以满足排水要求。
2、方案Ⅱ（中间设立生产水平、集中运输方案）：（1）、开采±0m至-600m资源设立中间生产水平的理由±0m至-600m设立生产水平的理由，一是±0m至-600m高差较大，斜长太长，±0m水平运输大巷与采区运输下山之间因转载煤仓太小不能保证矿井正常生产；二是完全采用剃头下山开采，由于开采解放层时需要抽放被解放层瓦斯，导致不能同时开采同一水平的一3煤和二1煤，当上部回采二1煤时，若发生火灾或其它事故时，下部开采一3煤的生产人员不易撤出，导致在此工作的人员其安全系数降低；三是由于矿井水位较高，目前的一切生产活动均处于带压开采状态，并且相邻矿井寒武系灰岩水已发生突出，±0m至-600m间应设有相应排水能力的排水基地。
（2）、中间生产水平标高的确定根据±0m至-600m煤层赋存情况，其煤层倾角为270~300，煤层倾斜长度为1321m~1200m。
东翼采区可采储量分别为：一3煤万吨，二1煤万吨。
可方工作面个数分别为：一3煤9个，二1煤11个，其中：±0m至-350m 之间一3煤5个，二1煤6个；-350m~-600m之间一3煤4个，二1煤5个。
西翼采区可采储量分别为：一3煤万吨，二1煤万吨。
可方工作面分别为：一3煤10个，二1煤11个，其中：±0m至-350m之间一3煤6个，二1煤6个；-350m~-600m之间一3煤4个，二1煤5个。
目前，±0m以上东翼二1煤的77111工作面正在回采，西翼二1煤的53091工作面正在回采，53101、53092二个工作面待回采。
合计4个。
截止到2007年一季度末，全井田计有回采工作面45个。
若±0m至-600m之间设立-350m生产水平，新生产水平需掘工程施工工期约需3年4个月左右（包括与两翼采区下山贯通的采区下山下段），期间矿井因生产所消耗掉的工作面计11个，其中：西翼采区一3煤3个（13061、13062、13063），二1煤3个（53091、53101，53092工作面未采完）。
东翼采区一3煤3个（13051、13053、13055工作面未采完），二1煤2个（77111和未采完的77113工作面）。
既-350m水平生产系统形成后，全井田还有34个工作面未开采且全部位于±0m以下，±0m至-350m之间还有工作面16个待回采，-350m 以下的18个工作面不动，新水平上下山开拓煤量基本平衡。
综上所述，±0m至-600m之间设立新水平，其标高定在-350m 较为适中。
（3）方案内容±0m至-600m之间设立新生产水平，其标高定在-350m水平，-350m水平设立集中排水基地。
原煤运输采用集中下山运输，既在十平巷原副斜井改主斜井交汇点西侧75m处（逆断层西侧35m处）沿7灰布置一皮带机下山作为两翼采区集中运输下山，两翼采区轨道下山、回风下山维持原设计（沿L7灰岩施工回风下山），原采区运输下山待-350m水平生产系统完成并与两翼采区轨道下山、回风下山贯通后，此时采区运输下山不在掘进。
同样，瓦斯抽放巷设在两层煤之间的七灰岩石中，开采两层煤时用石门联略。
开采顺序为先采解放层一3煤，开采一3煤滞后一段时间抽放二1煤瓦斯，最后开采被解放层二1煤。
目前，东西两翼采区轨道下山和运输下山已分别掘至-70m和-120m左右，-350m生产系统完成并与轨道下山、回风下山贯通时，两翼采区下山的运输下山分别掘至-165m和-130m水平后即可以停止。
原煤运输：前期原煤运输同方案Ⅰ后期原煤运输，-350m水平运输系统形成后，东西两翼采区煤炭下放至-350m水平运输大巷，经集中运输下山提至±0m水平后，经转载煤仓直接运至主斜井，再由主斜井运至地面。
排矸：排矸：东西翼采区排矸是由轨道下山直接提至九平巷，由九平巷运至改造后的提矸井提至地面。
通风：前期通风同方案Ⅰ。
后期通风东翼采区一路新鲜风由十平巷采区轨道下山、皮带机下山瓦斯抽放巷石门下顺槽工作面。
另一路新鲜风由十平巷集中运输下山-350m运输大巷采区皮带机下山瓦斯抽放巷石门下顺槽工作面。
乏风由工作面上阶段瓦斯抽放巷、中部车场采区回风下山+100m回风道地面。
西翼采区前期通风同方案Ⅰ。
后期通风新鲜风进入工作面风同东翼采区。
风由工作面区回风下山西翼回风。
排水：-350m水平设立排水基地，排水路线由-350m泵房集中运输下山±0m水平水仓地面。
供电：-350m水平设立变电所向两翼采区供电。
主要优点：（1）、±0m水平以上采掘活动整体下移时，同样生产不受影响。
（2）、中间设立-350m生产水平，有利于深部回采工作面的安全生产，特别是开采解放层抽放被解放层瓦斯后，上部回采二1煤时，下部回采一3煤的生产人员的安全系数大大提高。
（3）、设立-350m生产水平大巷，可以做到一巷多用，既可设立排水基地，满足排水需要；又可安装皮带，作为运输大巷；还作为瓦斯抽放巷；同时为开采深部煤层奠定定基础。
（4）设立集中运输下山，集中运输下山上部可建一较大煤仓。
两翼采区下山与-350m大巷连接处也可建立煤仓，满足两层煤分装分运的要求。
同时，还可减少两翼采区运输下山工程量。
主要缺点：（1）、集中运输下山和-350m水平大巷完成并与两翼采区贯通形成系统后，部分工作面所出煤炭经采区下山下放至-350m大巷，再经集中运输下山上运至±0m水平时，煤炭存在反向运输问题。
（2）、采区轨道、回风下山与-350m水平大巷贯通时（此时运输下山不再施工），工作面所出煤炭经回风下山下放至-350m大巷，与“规程”规定有打擦边球之嫌疑。
（3）、前期增加一部皮带运输机，初期投入加大。
3、方案Ⅲ（设立生产水平、集中运输，两层煤分别通风方案）：开采±0m至-600m资源设立中间生产水平的理由和确定生产水平标高的依据以及采用集中运输下山的巷道布置均同方案二，不在叙述。
面对本矿井一3煤为低瓦斯涌出、非突出煤层和二1煤为高瓦斯突出煤层这一客观现实，为保证矿井安全生产，根据《防治煤与瓦斯突出细则》规定，在突出矿井开采煤层群时，必须首先开采保护层。
开采保护层后，在被保护层中，受到保护的地区按非突出煤层进行采掘工作。
本方案在开采顺序上、瓦斯抽放巷选择岩石层位上以及开采两层煤的石门联络方式上同上述方案，所不同之处在于采区下山的轨道下山、运输下山布置在两层煤之间的七灰岩石中，而回风下山布置在二1煤的煤层中。
开采一3煤时，工作面回风风流经回风道进入采区运输下山，经运输下山回至回风井。
而开采二1煤时，第一个工作面的回风风流经原回风路线回至风井，该工作面回采结束后，在本工作面采空区平行于轨道下山新掘一段下山作为下一工作面的回风下山，依次类推。
此回风下山作为开采二1煤的专用回风下山。
而轨道下山除排矸、上下材料外兼作开采两层煤的的进风下山。
-350m水平生产系统形成后，工作面所产原煤经运输下山下放至-350m水平经集中运输下山提至±0m水平，两翼采区运输下山的皮运输机拆除换成候车。