探讨矿山深部开采
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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。
矿区深部煤层开采水文工程地质测试与条件探讨一、引言在煤矿开采过程中,水文工程地质测试是非常重要的环节,其目的是为了有效地了解矿区地下水系统的特征和分布规律,确保煤矿开采的安全和高效。
尤其是在煤矿深部开采中,地下水位的变化和水质的监测更是至关重要。
本文将就矿区深部煤层开采水文工程地质测试与条件进行探讨。
二、煤矿深部开采的特点煤矿深部开采是指地下深度超过300米的煤层开采。
相比浅部开采,深部开采面临的地质条件更加复杂,地下水的压力和渗透性都会增加。
这就需要更加精细的地质测试和水文工程分析,以确保矿井的安全稳定。
三、水文地质测试的内容和方法1. 水文地质测试内容水文地质测试的内容主要包括地下水位监测、水文地质勘探、水质分析等方面。
地下水位监测是为了了解地下水位的变化规律,预测矿井开采过程中可能出现的地下水涌出情况。
水文地质勘探则是为了了解地下水的分布规律和水文地质条件,包括渗透性、压力等参数的测试。
水质分析则是为了评估地下水的可用性和水质状况,以及了解地下水对矿井设备和工艺的影响。
2. 水文地质测试方法水文地质测试的方法主要包括地下水位监测站的建立和地下水位的实时监测、地球物理勘探方法如地震勘探、电阻率勘探、声波勘探等,以及水质分析方法如采样分析、现场测试等。
还可以利用数值模拟和地质雷达等高新技术手段进行水文地质测试。
四、深部煤层开采水文工程地质的条件探讨1. 深部煤层开采的水文地质条件深部煤层开采的水文地质条件通常包括以下几个方面:(1)压力条件:随着深度的增加,地下水的压力也会增加。
这就需要在水文地质测试中对地下水的渗透压力进行准确测试和分析。
(2)渗透性条件:地下水在深部煤层中的渗透性通常较大,这就需要对煤层的裂隙结构和渗透性进行详细测试和分析。
(3)水质条件:地下水的水质也是影响深部煤矿开采的重要因素。
地下水中可能存在硫酸盐、氯化物、铁、锰等对矿井设备和矿石品质有一定影响的成分,需要进行水质测试。
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。
黄金矿山深部开采技术探究摘要:本文主要从中国国内对黄金矿山深部开采关键技术的研发状况概述开始,简单分析了从深部有效安全采矿的主要技术方式,并在此基础上,依托于矿井实际情况,对深层采矿技术在黄金矿山开采中的具体运用情况加以了阐述,希望可以对黄金矿山深层开采效果的改善有所助益。
关键词:黄金矿;深部矿体;开发方法;黄金是较为稀缺的珍贵金属材料之一,在对黄金矿进行开发的过程中,因为往往必须进行深层挖掘,因此增加了挖掘难度。
所以,必须采取合理有效的采矿技术手段,在确保有效、安全的前提下,进一步提高采矿产品质量。
基于此下面就黄金矿深部开发关键技术进行综合研讨。
1.国内外金属矿深层挖掘方法的研究现状1.1深部开采目前,业内对深部采矿并无统一的概念,可把超过一定深度的矿床开采称为深层采矿。
当开采深度增加后,岩体强度突发破裂现象的概率会相应上升,也就是一般认为的岩爆频率上升,而这种状况也可定义为深层采矿。
但必须说明的一点是,由于受结构和地质条件等多种原因的影响,部分浅部采矿区也会发生岩爆,因此该概念并不确切。
世界各国常根据矿山的深浅,对指掌侧固有神经采矿区作出具体划分,如美国的深层采矿下限标准为1550m,南非为1500m,英国为750m,我国为700m。
近年来,由于矿业技术的提高,再加上专家学者对深部采矿科研力量的逐渐增加,导致了深部采矿的划分标准也出现了相应变动,如软岩深部采矿的划分标准均为800m~1500m左右,而硬岩深部采矿准则为1000m~2000m。
由于黄金归属于重金属的一部分,为金属矿,亦即硬岩。
因此,其深部采矿的准则均为矿井深部1000m~2000m。
1.2国内外的研究现状1.2.1国外从深部采矿的研究时间上来看,在国外相对较早,当一国金矿中出现岩爆现象时,对深部采矿的研究也已相应起步。
当时人们关注的焦点主要集中在如下几个领域:深井水岩爆现象、超深井水采矿现象(井深大于1600m的矿井)、矿压模拟实验、深部岩体动力、深井采矿(井深1650m)。
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。
深部开采沉陷规律研究与分析深部开采沉陷是指采矿开发对地表环境的影响,它可以根据采矿的规模和距离等因素随着空间而改变,其发展过程已深深影响着建筑物、公路、河流和地下水等基础设施与环境的安全。
因此,针对采矿深部开采沉陷的规律研究和分析,显得十分重要。
首先,采矿深部开采沉陷的研究应从采矿深部开采沉陷的影响因素入手进行分析。
采矿深部开采沉陷的影响因素主要包括矿山内的构造活动、采矿方式、采矿深度、抽水量、地表塑性参数等。
采矿深部开采沉陷的影响因素受多种因素的影响,因此,需要从物理力学、岩土力学、水文地质、矿物学、地质测量等方面进行系统研究分析,全面了解采矿深部开采沉陷的影响因素。
其次,采矿深部开采沉陷的研究应从采矿深部开采沉陷的模拟分析入手进行研究。
采矿深部开采沉陷的模拟分析可以采用计算机辅助分析的方法,进行模拟分析,以模拟采矿深部开采沉陷的变化规律,研究采矿深部开采沉陷的演变过程和产生机制,并进行下去的后续决策。
此外,采矿深部开采沉陷的研究应从采矿深部开采沉陷的抑制方法入手进行研究。
采矿深部开采沉陷的抑制方法可以采取穿插设置阻尼层、设置支撑物等空间和结构抑制技术,还可以采取防治措施,如采用新型地面处理材料,做好地面处理工作,加强水文地质探测,建立恶劣气象预报能力,阻止水位上升,并提前采取紧急抢险措施,等等。
最后,采矿深部开采沉陷的研究应从采矿深部开采沉陷的防治技术入手进行研究。
采矿深部开采沉陷的防治技术包括实际控制措施、采矿预先分析技术、采矿控制策略研究等。
实际控制措施可以通过研究和改善穿插设置阻尼层、支撑物等基础结构,使其可以有效地抑制采矿深部开采沉陷的发展并达到沉陷的控制。
采矿预先分析技术可以通过对采矿开发过程中的构造活动、采矿方式、采矿深度、抽水量及空间变化等因素进行分析,预测采矿深部开采沉陷的变化趋势。
采矿控制策略研究可以根据预测分析的结果,对抑制采矿深部开采沉陷的方法进行综合分析,并制定出有效的采矿控制策略,为实现安全开采提供可靠的依据。
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。
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。
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。
关于煤矿安全开采深度的探讨煤矿安全开采一直是矿业领域关注的焦点之一。
随着矿井深度的不断增加,煤矿安全问题也日益凸显。
对于煤矿开采深度的探讨显得尤为重要。
本文将从煤矿开采深度对安全的影响、现有煤矿开采深度的局限性以及未来煤矿深部开采的发展方向等方面展开探讨。
一、煤矿开采深度对安全的影响随着煤炭资源的逐渐枯竭,矿井的开采深度不断增加。
传统的浅部开采已经无法满足煤炭资源的需求,因此深部开采成为必然选择。
煤矿开采深度的增加对矿井的安全带来了一系列挑战。
煤矿开采深度的增加导致地质条件的复杂化。
深部煤矿往往伴随着地层变化大、地应力高等地质问题,这给矿井的稳定性和安全性带来了严峻挑战。
煤矿开采深度的增加对矿井维护和管理提出了更高的要求。
深部煤矿的通风、排水、瓦斯抽放等工作更加困难,对矿井设备和管理水平提出了更高的要求。
煤矿开采深度的增加还对矿工安全提出了更高的要求。
深部煤矿的工作环境恶劣,矿工面临更加复杂的安全风险,其安全意识和自救能力面临更大的考验。
煤矿开采深度对矿井安全带来了诸多挑战,必须引起重视。
二、现有煤矿开采深度的局限性尽管随着科技的发展和设备的更新,煤矿开采深度不断增加,但现有煤矿开采深度仍然存在一些局限性。
深部开采导致了煤炭资源的低效利用。
随着煤矿开采深度的增加,煤炭开采的成本不断上升,开采难度不断增加,从而导致煤炭资源的低效利用。
煤矿开采深度的增加也对环境带来了不小的压力。
深部开采往往伴随着大量的地质灾害和环境污染,给当地环境造成严重影响。
现有煤矿开采深度的局限性还表现在安全管理和技术水平上。
目前,我国对于深部开采的相关技术和管理经验仍然不够成熟,矿井安全隐患多、事故频发。
现有煤矿开采深度存在着一定的局限性,需要加大科技创新和管理水平提升,为未来深部开采打下坚实基础。
三、未来煤矿深部开采的发展方向为了克服现有煤矿开采深度的局限性,未来煤矿深部开采的发展方向需要从多个方面加以努力。
要加大科技创新力度,提高煤矿深部开采的技术水平。
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。
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。
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。
收稿日期:1999-12-01;修订日期:2000-04-10作者简介:张永平(1966-),男,工程师,1989年毕业于中国矿业大学煤矿通风与安全专业,现任黑龙江省巨宝实业公司副总工程师,从事煤炭开采及管理工作。
矿井深部开采问题探讨张永平(黑龙江省地方煤炭工业(集团)总公司,黑龙江哈尔滨150001)摘 要:以碱场煤矿和鸡东煤矿为例,分析了煤矿深部开采时出现的地温升高、瓦斯涌出量增加、矿山压力增大的规律性及其对生产技术工作产生的影响,提出了解决问题的方法,有较强的针对性,并取得较好的应用效果。
关键词:深部开采;地温;瓦斯;地压中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2000)03-0024-020 前言矿井深部开采,是煤矿生产的必然过程,如何认识深部开采的复杂条件,及时解决深部开采复杂条件下的矿井生产的一般工艺技术问题和深部采区开采的主要参数合理化综合应用机械化问题,建设安全、高产高效矿井,是摆在当前技术生产管理者面前的重要课题。
黑龙江省地方煤矿开采深度在逐年增加,目前已有碱场、鸡东、立新等矿井开采深度达到400~600m,,预计矿井最大开采深度可达1000m 以上。
开采深度的增加,给技术工作提出了一系列新的课题。
1 矿井深部开采出现的问题111 地温增高地温增高是矿井开采深度增加时出现的突出问题之一。
一般来说,开采深度每增加100m,岩石温度增高3~5℃,在深度为1000m 时,地温达30~50℃。
我国保安规程定,采掘工作面的最高温度不超过26℃,同时规定采掘工作面气温超过30℃,机电峒室的气温超过34℃,必须采取降温措施。
目前,碱场和鸡东两矿向下延深,都面临温度超限问题,碱场煤矿目前的岩石温度已达2415℃。
每延深100m 增温4℃,预计开采深度超过700m 时,工作面的温度将达到保安规程规定的26℃极限,因此,向深部延深时应注意温度的变化。
112 瓦斯涌出量增加开采深部井田时,瓦斯涌出量一般比较大,但又不完全受开采深度的影响,经常与煤层赋存条件和地质构造有关,在不同矿区有很大差别。
地下矿山深部开采的平安性探究地下矿山深部开采的平安性探究摘要:矿采是我济发和建设的重础保证。
伴随社济的快速发以及工业化进程的加快,使得人们对地下矿山深部开采的需求量不断增加。
在这种背景下,地下矿山深部开采受到了人们越来越多的重视,如何实矿平安,已经成为当前开展地下矿山深部开采事业,实现矿产开采量增加的突出研究方向。
本文将结合近年来我国地下矿山深部开采的现状,对目前地下矿山深部开采所面临的问题进行简单分析,以此来实现地下矿山深部开采的平安生产。
关键词:地下矿山深部开采平安1引言采程是一个综合性的工程,其开境特别复杂,地下矿山深采表现的尤为突出。
近几年来,伴随我济持续高定开展,能求旺盛,煤量大幅加。
这使得矿采延度加快,开进一加大。
伴随矿采深度的增加,直致矿山地的升高温高,同时难以避运提、排水、支风、充填等系统的带战。
2地下矿山深部开采带来的问题地下矿部开采过中,高力带来的动害问题主要表爆和巷稳变形破坏,其关术在于岩制问题。
根据地分律及矿山地山深部开采时岩学性质试以看出:伴随开度的增加,原力的垂量的增大度的增大成比,同时矿度指标伴采深度的增加有下趋势,故而造成地下矿山深部开采过程中,巷形破坏现象加剧、矿稳现象增多、岩变性质增强。
岩动是最直接、最剧质动力灾害,是地下矿山深部开采时一个比出的灾问题,严肋、作员和设全,目前全球范围内有50多个国家和地区做爆活动录,其多发非和印山地下矿山深部开采中。
记的第一次爆就发生在印尔金矿。
在南矿的开程中,伴下矿山深部开采行,爆活度和频著增加,从十八世纪初的十起到十八世纪中期的近三百起,造成了百余人丧生和几千个工失。
从各个国家和地区的统据看,岩生的强频度伴随地下矿山开采深度的增加而增加。
近年来,伴随开采深度的增加,岩度和强度明大,虽尚未造员伤亡,但其己成为矿山地下矿山深部开采的重全问题。
统料可以看出:岩发生于强、厚度大、埋的完岩中,主要影响因层的地质结构和岩性,伴随地下矿山深部开采的进入,岩频度、强度及规呈升高势。
关于煤矿安全开采深度的探讨煤炭作为中国的主要能源之一,其开采是我国煤炭工业发展的重要支撑。
然而,在煤矿开采的过程中,安全问题一直是亟需解决的难题。
而开采深度是影响煤矿安全生产的一个重要因素。
因此,探讨煤矿安全开采深度对于保障煤炭生产安全和可持续发展具有重要意义。
随着社会对煤炭需求的不断增加,煤炭资源的开采深度不断加深,但是随之也带来了很多安全隐患。
首先,开采深度的增加使矿井地压加剧,地质构造的变化也会影响到煤层稳定性。
其次,开采深度的增加,瓦斯涌出量也会增加,这样就会增加煤矿发生爆炸事故的风险。
此外,开采深度的还会影响到井下通风、照明、水利等方面的设备,从而影响到矿井人员的作业安全。
二、合理控制煤矿开采深度的措施1.做好地质勘探和预测。
地质是矿山生产的基础,必须重视地质勘探和预测。
应当利用各种手段了解煤层的情况,特别是大型煤矿应当完善勘探系统,建立3D煤层模型,全面了解煤层空间变形规律和变形量,以便减少煤层变形带来的危害。
2.合理设置采掘工作面。
对于深部开采,应当尽量避免水文地质条件变化剧烈的露天煤矿。
同时要尽量降低开采深度,分段开采,缩小采掘工作面,以降低地压和局部坍塌造成的风险。
3.完善监控设备和技术。
应当建立监控中心,设置合理的监控设备,实现对煤矿采掘面的实时监测和状态识别,掌握地面和地下的运动和变形情况,及时发出预警和处理措施。
此外,应当积极研究新型的煤矿监控技术和设备,加强煤矿安全监控的技术支持。
4.加强人员培训和安全教育。
作为煤矿企业,必须把安全摆在首位,加强对煤矿职工的安全教育和培训。
通过生动、形象的教育和讲解,让职工认识到安全的重要性和维护安全的责任,养成安全意识和安全习惯。
三、结论总之,煤矿安全开采深度的探讨是煤炭资源开采和生产的必然要求。
通过合理控制开采深度,加强安全技术和设备的应用,完善安全监控和预警体系,加强人员培训和安全教育等方面,才能确保煤炭生产的安全、稳定和可持续发展。
一、影响金属矿山深部安全高效开采的主要问题
(一)地下矿山
我国有很多重要的金属矿产资源都是通过地下开采的方式所获得,如大多数的有色金属矿山和黄金矿山均为地下矿山。
随着浅部资源的逐渐减少和消失,
地下开采的比例将越来越大,包括现有的部分露天矿山也将转入地下开采。
经过几十年的开采,目前很多地下矿山均己进入深部开采或即将进入深部开采。
如铜陵狮子山铜矿的开采深度己到1100米,山东玲珑金矿和吉林夹皮沟金矿己到1000米,辽宁红透山铜矿己达1300米。
随着开采深度的不断增加,地质条件恶化,破碎岩体增多,地应力增大,涌水量加大,地温升高,带来了深部地压、提升能力、作业环境恶化、通风降温和生产成本急剧增加等一系列问题,抑制了生产能力提高和矿产资源的充分回收。
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。
2、深部地压显现与开采动力灾害
从根本上讲,地应力是所有地下工程,包括地下采场、巷道地压显现的根本来源。
在没有开采工程扰动的情况下,岩体处于原始平衡状态。
地下巷道或采场的开挖,打破地层原始平衡状态,导致地应力的释放,从而引起岩体的变形和向自由面的位移,引起围岩应力的重新分布。
围岩的过量位移和应力集中将导致围岩局部的或整体的失稳和破坏。
这就是地压发生的过程和机理。
它与岩体的受力状态、岩体结构和质量、岩体物理力学性质、工程地质条件以及时间等因素有关。
深部地压主要有两种表现形式,即:变形地压和冲击地压。
变形地压是因开挖产生的围岩位移所引起的压力,这是地压的最基本形式。
在岩体条件较好的情况下,围岩的位移和变形发展到一定程度就停止了,可能不需要支护,围岩自身就能维持稳定。
深部高应力条件下,围岩具有产生大变形的内外部条件,围岩的过量变形将产生微观或宏观破裂、岩层移动、巷道底鼓、片帮、冒顶、断面收缩、支架破坏、采场跨落等等。
围岩必须通过支护才能防止过量的变形而引起的破坏。
此时,变形地压的显现特征与支护方法和支护结构密切相关。
在围岩与支护结合在一体的条件下,围岩与支护构成共同承载体,它们相互依存、相互制约、共同变形。
只有及时采取支护措施,并且支护方法得当,才能有效改善围
岩应力分布状态,抑制围岩变形,阻止围岩的失稳和破坏。
冲击地压是一种岩石动力学现象,它是围岩内聚集的大量弹性变形能在一定诱因下突然释放而表现出的一种形式。
在金属矿山,冲击地压叫岩爆。
产生冲击地压和岩爆主要与两方面因素有关。
一是岩石的岩体的结构性质,具有在围岩内贮存高应变能的内在条件。
一般来讲,坚硬完整岩体容易贮存高应变能。
二是有产生高应变能的外部环境,如地应力大、围岩应力集中的地方。
随着开采深度的增大,地应力不断增大,因而深部容易出现岩爆和冲击地压。
随着越来越多的矿山进入深部开采,加强对岩爆的研究己刻不容缓,研究重点在以下三个方面:
(1)从地应力、岩体结构、矿岩物理力学性质、采矿方法、开采过程、开采顺序、围岩能量聚集和释放规律等方面综合分析和研究岩爆机理;
(2)建立有效可靠的监测系统和手段,对岩爆发生的可能性、发生的地点和大小进行预测预报;
(3)从防止和解除围岩高能量聚集,避免引起高能量迅速释放的外部条件出现两方面采取防治岩爆的有效措施。
3、地温升高引起作业环境恶化
地下岩层温度随着深度的增加而增加。
据统计,常温带以下,岩层温度以3℃/loom的梯度增加。
千米以上的深井,岩层温度将超过人体温度。
如南非西部矿井,在深部3000米处,岩层温度高达80℃;我国铜陵冬瓜山铜矿在深度1000米处,最高温度达40℃。
深井开采工作面气温的升高导致工作条件的严重恶化。
在持续的高温条件下,人员的健康和工作能力将会受到很大。