简述深井开采存在问题及深井围岩控制
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浅谈煤矿深度开采中存在的问题与对策摘要: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。
基于此,本文就针对煤矿深度开采中存在的问题进行分析,同时提出相应的解决对策。
关键词:煤矿;深度开采;存在问题;对策分析1 煤矿按开采深度分类目前,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0.7km至1.0km的煤矿,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1.0km至1.5km矿井,则为大深度矿井,需要在掌握相关开采技术后,方可进行下一步的开采工作。
德国煤炭资源较少,但煤矿开采技术相对成熟,通常1.4km深度范围内的矿井即为一级矿井开采标准,1.5km~2.0km矿井,则属于二级矿井开采标准,由此看出,二级矿井开采难度较高,属于高技术矿井开采范围。
波兰在矿井开采深度分类方面,将0.8km作为矿井开采的分界点,以便于对矿井种类的划分与整理。
当前,国际上尚未有统一的矿井开采深度分类标准,仅将矿井开采技术相对成熟的国家标准,作为矿井开采深度的衡量依据。
我国在矿井深度分类方面,也对相关标准做过研究与探讨,但受地质条件影响,我国矿井开采难度相对较大。
以矿井开采深度作为衡量标准难以有效的开展矿井开采工作,因而我国仅将矿井深度作为矿井分类的衡量标准之一,但并不能对矿井的分类起到主要的影响作用。
在矿井分类方面,矿层的倾斜度与煤矿资源的储备方式,均是煤矿分类需要考虑的主要因素。
通过长期的研究与探讨,我国主要将矿井种类分为五类。
但需要在经过对数据的分析与整理后,方可给出详细的煤矿种类分配方式。
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。
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。
101科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 工 业 技 术针对矿井深部开采,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第一,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。
第二,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。
由于我国煤矿开采条件较为复杂,矿井几乎全部为瓦斯矿井,瓦斯是煤矿安全生产的必要问题。
浅谈煤矿深部开采问题与措施作者:杜齐伟来源:《企业文化》2017年第21期摘要: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。
因此,对深部开采条件下面临的问题进行系统的研究,为深部煤炭安全、经济、高效开采提供科学的技术途径具有重要意义。
关键词:煤矿;深部开采;特征;问题;应对措施一、对深部开采的定义根据本国国情,一些采煤国家的学者对深井的界定提出的一些见解和论述。
前苏联部分学者将采深超过600m的矿井归于深井,而另部分学者则定为采深800m。
原西德学者把采深800-1200m定为深部开采,把1200m以下称为超深开采。
英国与波兰把煤矿深部开采的起点定为750m,日本定为600m。
二、煤矿深矿井开采的主要特征(一)高应力1.原岩应力大。
原岩应力包括自重应力、构造应力以及赋存在岩体中的水和瓦斯对岩体的压力等。
自重应力随埋深的增加而增大。
构造应力实际上是构造残余应力,当开采深度大时,构造应力由于释放困难,残余构造应力大。
地下水和瓦斯赋存在岩体中,其赋存量和压力一般随赋存深度增大而增大。
因而,在深矿井开采中原岩应力大。
2.岩体塑性大。
岩石的变形特性与受力状态有关:当侧压由零(单向受力)逐渐增加时,岩石的塑性会逐渐增加。
侧向应力的增加使岩体的塑性增大。
当开采到一定深度时,岩体进入完全塑性状态,此时,原岩应力为三向等压,即所谓的静水压力状态。
3.矿山压力显现剧烈。
矿压显现剧烈是深井开采中原岩应力大和岩体塑性大的主要表现。
(二)高瓦斯矿井瓦斯(绝对)涌出量大。
矿井瓦斯(绝对)涌出量随采深增加而增大。
其原因是:①一般情况下,煤层埋藏深,煤层瓦斯含量大,这主要由瓦斯的赋存条件决定;②煤炭开采强度随采深增加而增大,矿井开采深度增加,开采难度增大。
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。
试析煤矿深井开采常见问题及对策1 概述何为深井开采,就目前我国对深井开采的定义没有非常明确且书面的规定,只是根据实际现场经验,以及开采条件和地质条件的复杂程度,同时也需要结合矿井实际的装备水平和开采技术水平等等相关因素综合考虑。
在现有的资料中显示,当矿井的采深达到800m水平以上时,我们认为属于深井开采条件;对于软岩矿井,其开采深度达到600m水平即为深井开采。
从全国大部分矿井开采而言,随着矿井开采深度的增加,逐渐会出现各种不利于煤矿开采的条件,比如,大采深、高地压、高地温、强冲击以及煤与瓦斯突出等复杂现象均会出现,对煤矿开采带来不利影响。
另外一个方面,随着矿井开采深度的增加,其煤矿开采成本也在不断的增加,当增加到一定程度时,将会使得矿井成本到达一个煤矿开采的盈亏平衡点,当开采深度继续增加,煤矿就会出现亏损,其直接影响煤矿生产的正常运转。
所以,开展对深部矿井的眼睛,以及确定合理可靠的经济开采深度,这对于煤矿生产而言,是一项具有深远意义的研究,同时也是急需解决的关键问题。
2 深井开采的特征(1)地应力增大:矿井的矿压显现强烈是矿井采深的增加的最为直接的现象之一。
(2)巷道支护断面加大、费用增高:随着煤矿开采逐渐向深部延伸,其巷道围岩的状态也逐渐有坚硬向松软破碎的状态转变,形成流变状态的岩石,这导致巷道的位移量明显增大,同时使得巷道支护难度加大,支护费用增加,支护工程量加大。
(3)地温升高:一般随采深的增加,地温会逐渐增高。
到了一定深度,温度环境将不可忍受,必需采取降温措施,方可保证正常生产。
(4)瓦斯涌出量增大:随开采深度的增加,瓦斯含量会逐渐增大,相应增加了检测治理瓦斯及突出的费用。
(5)冲击地压危害增加。
(6)构造复杂:一般深部井田断层多,构造复杂,煤层厚度变化大,加之钻孔少,勘探程度低,地质情况极不明朗,为设计施工带来很大困难。
正是由于存在以上六个基本特征,使得深井开采在支护、降温、勘探、机电、通风、提运、排水和压风等各方面的投入会加大,这样就导致了吨煤成本增加,根据现场研究资料显示和统计,一般每增加100m,吨煤生产成本增加10%~25%。
煤矿深部开采存在问题及应对措施探讨煤矿深部开采存在问题及应对措施探讨【摘要】随着煤矿产业的发展,煤炭开采的深度逐渐增加,由此给煤矿企业带来了新的挑战与难题。
文章通过分析煤矿深部开采的现状,结合深部环境的特点,针对性地提出了煤矿深部开采主要存在的高应力、高温、高瓦斯等灾害问题及其主要特征,同时相应地针对这些灾害特征提出了一些应对措施,以使煤矿企业达到绿色、安全、高效开采的目的。
【关键词】深部开采;存在问题;应对措施;探讨引言我国经济的繁荣发展极大地带动了煤矿产业的发展,我国的煤炭资源在浅部的储量逐渐减少,据统计,我国煤炭深部的储量约占总储量的70%,今后我国煤矿开采的总趋势是由浅部向深部转移。
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,根据资料统计,煤矿深部开采的主要特征是“三高效应”,即高应力、高温、高瓦斯,其次地表沉陷与控制问题也随着深度的增加而变得复杂,这些都对煤矿企业的发展有一定的阻碍作用。
因此,有必要对煤矿深部开采的相关问题进行探讨、分析,并提出一些科学、合理的应对措施,促进煤矿生产及矿井建设的发展。
1 我国煤矿深部开采的现状煤矿深部开采是世界上大多数主要采煤国家目前和未来要必须面临的问题,在这些国家中引起了越来越多的关注。
而我国煤炭资源的深部储量占总储量的很大一部分,现阶段在我国的主要国有煤矿中,采深大于800m的矿井大约占13%,主要分布在我国的东部地区,如开滦、沈阳、徐州等地。
在采深超过1000 m的矿井中,有沈阳彩屯矿(1199 m),开滦赵各庄矿(1160 m),新汶孙村矿(1055 m),北票冠山矿(1059 m)和北京门头沟矿(1008 m)。
《中国煤矿开拓系统》按开采深度将矿井划分为四类,如表1所示。
表 1 中国煤矿按开采深度对矿井分类矿井类别浅矿井中深矿井深矿井特深矿井采深/m <400 400 ~800 800 ~1200 ≥12002 煤矿深部开采主要问题2.1 高应力(1)原岩应力大,原岩应力是指在地层中未受工程扰动的天然应力,包括自重应力、构造应力以及赋存在岩体中的水和瓦斯对岩体的压力。
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。
收稿日期:2009-12-28 作者简介:赵 辉(1985-),男,安徽淮北人,2008年毕业于安徽农业大学,现从事矿山压力及其控制方面的研究。
矿井深部开采面临的主要问题及对策赵 辉,熊祖强,王 文(河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000)摘 要:文章介绍了河南省煤炭资源赋存状况、矿井深部开采情况,结合各矿区的特点,分析了深部开采过程中遇到的高地压、高地温、高瓦斯、高水压及冲击地压等主要问题。
并针对河南省矿井深部开采所面临问题的共性和特殊性,提出了解决河南省深部开采问题的建议及对策。
关键词:深部开采;冲击地压;煤与瓦斯突出中图分类号:T D 82-9 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2010)07-0011-03煤炭是河南省的基础产业和支柱产业,为河南的经济发展做出了重大贡献。
目前,随着开采强度的不断加大,河南省的大部分矿井逐渐进入深部开采,不仅提高了采矿成本,而且采矿环境变的更加恶化,给煤矿生产和安全带来极大问题,如地压大、地温高、突水、瓦斯大、冲击地压等。
因此,如何解决深部开采带来的一系列问题值得研究。
1 河南省矿井深部开采现状在河南省一次能源消费总量构成中,煤炭占70%以上。
目前已形成以平顶山、义马、郑州、焦作、鹤壁、永城六大国有重点煤炭企业为主体,地方国有煤矿、乡镇集体和个体煤矿共同开发的格局。
截至2005年底,河南省垂深2000m 以内煤炭资源总量为112723M t ,其中保有资源储量24425M t ,且有近90%的资源赋存深度超过1000m ,大部分预测储量的埋藏较深[1]。
而且开采深度以8~12m /a 的速度增加,由此带来的高地压、高地温、高瓦斯、高水压和开采扰动等问题突出。
平顶山矿区现有垂深大于800m 的采掘工作面36个,采深以20~25m/a 的速度增加,随着时间的推移,出现了高地应力、高瓦斯、高非均质性、低渗透性的复杂现象,突出的危险性增大。
煤矿深井开采存在的问题及巷道压力特点分析1 深井开采存在的问题1.1 矿压显现加剧,巷道维护困难随着矿井采深的不断增加,矿井逐渐出现矿压显现强烈,巷道维护困难,地温升高和勘探困难,开采条件恶化,生产技术效果和经济效益下降等问题。
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100 m,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700 m的深井中,巷道矿压问题普遍严重,底臌成为常见的地压现象,特别在采准巷道中尤其严重。
失修和严重失修巷道比例增加,井深1000 m时巷道失修率约是同条件下500 m—600 m埋深巷道失修率的3—15倍,部分矿井巷道失修和严重失修率达20%以上。
深井巷道维护问题己成为整个矿井生产系统中的最薄弱环节。
1.2 煤岩破坏过程强化,冲击地压危险性增加我国发生冲击地压的深度在200—1000m,由于开采深度的增加,煤岩体应力升高,有冲击地压危险的煤层数量增加,有冲击地压的矿井逐渐增多。
发生冲击地压矿井50年代为7个,60年代为22个,目前己增加到33个。
经调查发现,冲击地压发生的次数、强度和危害程度随深度的增加日趋严重。
1.3 瓦斯压力增高,煤与瓦斯突出危险严重我国是世界工煤与瓦斯突出最严重的国家之一,截止1986年,己发生突出的矿井200多个,突出次数约为12000次,约占世界发生总突出次数的1/3。
从国内外开采实践工看,矿井深部开采时瓦斯涌出量一般比较大,煤与瓦斯突出的问题己成为深部开采中不容忽视的重要问题。
经研究表明,我国煤矿煤与瓦斯突出有随采深增加而瓦斯压力增高,瓦斯涌出量增大的趋势。
1.4 深热矿井增加,气候条件恶化随着矿井向深部开采,许多国家都遇到了不同程度的热害问题。
德国、俄罗斯掘进工作面温高达50℃,部分高达60℃。
矿井气温过高严重影响人体健康,引发各种疾病,造成事故率工升,劳动生产率下降,甚至被迫停产。
煤矿深井开采存在的问题及巷道压力特点分析1 深井开采存在的问题1.1 矿压显现加剧,巷道维护困难随着矿井采深的不断增加,矿井逐渐出现矿压显现强烈,巷道维护困难,地温升高和勘探困难,开采条件恶化,生产技术效果和经济效益下降等问题。
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100 m,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700 m的深井中,巷道矿压问题普遍严重,底臌成为常见的地压现象,特别在采准巷道中尤其严重。
失修和严重失修巷道比例增加,井深1000 m时巷道失修率约是同条件下500 m—600 m埋深巷道失修率的3—15倍,部分矿井巷道失修和严重失修率达20%以上。
深井巷道维护问题己成为整个矿井生产系统中的最薄弱环节。
1.2 煤岩破坏过程强化,冲击地压危险性增加我国发生冲击地压的深度在200—1000m,由于开采深度的增加,煤岩体应力升高,有冲击地压危险的煤层数量增加,有冲击地压的矿井逐渐增多。
发生冲击地压矿井50年代为7个,60年代为22个,目前己增加到33个。
经调查发现,冲击地压发生的次数、强度和危害程度随深度的增加日趋严重。
1.3 瓦斯压力增高,煤与瓦斯突出危险严重我国是世界工煤与瓦斯突出最严重的国家之一,截止1986年,己发生突出的矿井200多个,突出次数约为12000次,约占世界发生总突出次数的1/3。
从国内外开采实践工看,矿井深部开采时瓦斯涌出量一般比较大,煤与瓦斯突出的问题己成为深部开采中不容忽视的重要问题。
经研究表明,我国煤矿煤与瓦斯突出有随采深增加而瓦斯压力增高,瓦斯涌出量增大的趋势。
1.4 深热矿井增加,气候条件恶化随着矿井向深部开采,许多国家都遇到了不同程度的热害问题。
德国、俄罗斯掘进工作面温高达50℃,部分高达60℃。
矿井气温过高严重影响人体健康,引发各种疾病,造成事故率工升,劳动生产率下降,甚至被迫停产。
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。
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。
谈谈深部开采带来的矿山压力难题与对策摘要: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,本文通过分析深部矿井开采所面临的主要困难,指出深部岩体在高地应力、高地温、高岩溶水压的条件下,导致围岩的力学性质与浅部有很大的区别。
提出了现在深井开采中所需解决的几个问题。
如何正确认识由于开采深度增加所带来的问题,是解决实际问题的关键。
关键词:深部开采;矿山压力;难题;对策1、前言目前我国煤矿开采的总局势浅度的储存量偏少,而在一千米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百分之七十多。
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。
2、深部开采带来的矿山压力难题2.1岩爆频率和强度均明显增加岩爆是采掘导致岩层的突然破坏,往往伴随着开采空间的大应变、大位移以及岩层碎块从母体中的高速脱离,向开采空间抛出,抛出的岩体质量从数吨到数千吨不等。
在广义上说,只把大量煤或岩石被突然抛出且对开场空间造成损害的的冲击现象叫做岩爆。
实质上也属于矿井冲击矿压现象。
统计表明随开采深度的增加,岩爆的发生次数会随之上升,然而引起岩爆危险性增大的机理十分复杂,人们也通过实验得出了一些结论,但有些现场问题却用实验室的结论无法解释。
如在南非金矿的深部开采中得到的坚硬岩层具有明显的时间效应,但这种岩石的样本在试验室中却几乎观测不到时间效应。
2.2巷道围岩变形量大深井巷道矿压显现的显著特点就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。
深部开采自重应力逐渐增加,加之深部岩层的构造一般比较发育,其构造应力十分突出,致使巷道围岩压力大,巷道支护成本增加。
根据煤炭行业的有关资料,近10a巷道支护成本增加了1.4倍,巷道翻修量占整个巷道掘进量的40%。
井下深部开采存在的问题及对策作者:周玉龙来源:《科技传播》2012年第17期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。
简述深井开采存在问题及深井围岩控制
摘要:随着经济全球化不断加剧,现代化建设中,金矿开采业在我国经济发展
中占据着重要地位,具有开采时间短、投资少等特点,对于增强我国综合国力发
挥着重要作用。
在进行金矿的开采的时候,由于管理不严格、操作不规范、生产
方式不合理等情况,对环境造成极大影响,使金矿开采引发了多种环境地质问题,给我国经济可持续发展带来极大危害。
关键词:深部开采;存在问题;围岩控制
一、金矿矿山采矿安全管理中的存在问题分析
1.安全管理制度流于形式
为了提升矿山采矿的安全性,国家相关部门已经先后出台《矿山安全法》、《安全生产法》、《矿山采矿法》、《矿山采矿安全规程》等一系列的标准,这
些标准对于矿山采矿的每一个环节都进行了明确的规定。
但是,在实际工作过程中,经常存在安全管理制度流于形式的情况,这也是导致安全事故频发的主要原因,这不仅影响采矿人员的人身安全,也对采矿企业的经营水平产生不利的影响,为国家采矿事业带来不必要的损失。
2.设备与安全技术落后
与国外发达国家相比而言,我国的矿山技术水平还处在初级发展阶段,这种
差距多是由于资金原因所造成,资金的短缺导致我国矿山开采设备与技术落后,
难以达到与时俱进。
此外,还有部分管理人员在开采过程中,只注重经济效益,
忽略了设备与技术的更新,这就为安全事故的发生埋下隐患。
从某种意义上而,
设备与技术的落后也是导致矿山安全事故频发的重要因素。
3.安全责任未落实到位
目前,部分企业在采矿该过程中,未制定好完善的安全责任制度,在灾难发
生后不能及时的找到责任人,这也是导致矿山事故频发的重要原因。
由于安全责
任制度的缺失,很多管理人员的监管工作均未落实到位,对于各种安全问题不重视,最终导致事故发生,因此,企业想要降低安全事故发生率,必须要完全安全
责任制度。
4.从业人员综合素质偏低
就我国的实际情况来看,矿山采矿从业人员的素质、技术、文化水平均较低,很多人员甚至不了解基本的安全知识,这就导致他们在实际工作工程中不能按照
规范标准进行操作。
除此之外,我国矿山采矿作业生产率低下、从业人员收入水
平低、劳动时间长、工作强度大、工作环境恶劣、危险度高,这就导致大量的专
业性人才流失,造成一些恶性循环。
5.采矿作业复杂
采矿是一个复杂的过程,生产环节多,井下作业场所狭窄,环境阴暗潮湿,
劳动条件很差。
不同的矿山往往有不同的地质条件和不同的矿床潜存情况,伴随
着不同的灾害隐患,作业场所又不断移动和变化,稍有不慎或处理不当,就有可
能发生冒顶、片帮、滑坡、透水。
露天矿山也存在着很多相似的地方,例如,石
灰石、建筑碎石的开采长期以来习惯于一面坡式开采。
矿山生产的对象是矿产资源,无论地下开采的矿山还是露天开采的矿山,由于矿床类型和性质不同,地质
环境千差万别,开采技术条件千变万化,无一固定的开采模式,矿山生产的每个
环节都有发生安全事故的可能性,随着客观条件的变化,在生产过程中会不断出
现新情况,新的不安全因素。
二、巷道围岩压力及影响因素
1.围岩压力
(1)松动围岩压力。
因巷道挖掘而松动、塌落的岩体,其重力直接作用在支架结构物上的压力,表现为松动围岩压力载荷形式,如支护没有有效控制围岩变形,围岩形成松动垮塌圈时,造成松动围岩压力,顶压显现严重。
(2)变形围岩压力。
支护可控制围岩变形的发展时,围岩位移挤压支架而出现的压力,即:变形围岩压力。
在围岩、支护力学体系中,围岩与支架互相作用,围岩就对支架施加变形压力。
弹性变形压力是围岩弹性变形时作用在支架上的压力,弹性变形出现的速度很快,变形量相当小,围岩、支护相互作用的过程,实
际作用较小。
塑性变形压力是因为围岩塑性变形和破裂,围岩向巷道空间位移,
使支护结构受压,这是变形围岩压力的基本形式。
塑性变形的状况由巷道塑性区
和破裂区的范围所决定。
塑性区的扩展具有时间效应,它不再扩展时,围岩变形
速度就下降。
(3)膨胀围岩压力。
与变形压力不同,它是由吸水膨胀导致的。
从表面上看,膨胀压力是变形压力,而两者的变形机制完全不同。
一个是与水发生理化反应;一个是围岩应力与
结构效应。
(4)冲击撞击围岩压力。
冲击围岩压力是围岩积累了大量弹性变形能后,立即释放的压力;撞击围岩压力是采面上覆岩层剧烈运动对巷道支护体产生的压力。
2.围岩压力的影响因素
围岩压力的影响因素可分为开采的技术因素和地质因素。
在开采技术因素中,影响最大的是回采状况。
如:巷道是处在一侧、两侧或邻近层采动影响环境下,
是受一次还是受多次采动影响,采动影响是稳定了,还是正处于采动中。
还有就
是巷道维护方法,如:巷旁支护方式、巷道断面形状和大小、巷道掘进的方法、
巷道基本支护的类型与参数等。
主要地质因素主要有:原岩应力状态、围岩力学
性质、岩体结构、岩石的组成和胶结状态、围岩中水分的补给状况等。
3.巷道围岩的保护及支护措施
(1)在巷道围岩中钻孔卸压、切槽卸压、宽面掘巷卸压及在巷旁留专门的卸压空间等方法,使巷道围岩受到不同程度的卸载,把作用在巷道周围的集中载荷,转移至离巷道较远的新支承区,实现降低围岩应力。
(2)采用围岩钻孔注浆、锚杆支护、锚索、巷道周围喷浆、支架壁后充填、围岩疏干封闭等措施方法,增高围岩强度,优化围岩受力条件和赋存环境。
(3)架设支架可以对围岩加径向力,支撑松动塌落岩石,加大巷道的围压,保持围岩三向受力状态,提高围岩强度,限制塑性变形区和破裂区的发展。
按巷
道矿压显现规律,巷道支护可分为巷内支架支护、加强支架支护、巷旁支护和联
合支护等形式。
三、结论
深部开采环境中出现巷道的失稳现象严重制约着矿井的安全、高效开采。
深
部开采巷道围岩的塑性区变大,围岩的破碎程度增加,在对深井巷道围岩控制的
过程中,应注重对于两帮和两底角的加固,具有高强度和高预紧力的锚杆可有效
在加固破碎的围岩。
巷道围岩控制是深井开采的难题,也是以后的重点的研究内容,合理的开采设计,有效的加固方法才能保证开采工作的正常进行。
参考文献
[1]张卫雄,王有权,庄飞舟.格尔珂金矿矿山开采引发的主要环境地质问题及防治对策[J].甘肃科技纵横,2009,02:75+145.
[2]伍锡举,刘发祥,唐升贵,李勇刚.金矿露采诱发的主要环境地质问题研究[J].工程勘察,2010,S1:822-827.
[3]李金山,关君,饶强.矿山开采引发环境地质问题及其防治措施的探讨[J].才智,2013,02:156.。