深矿井开采的矿压治理分析
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矿压分析最终稿矿压是指在矿井开采过程中,由于岩层受力性质的变化,引起了矿井中岩层的变形和破坏。
矿压分析是为了预测和评估岩层的变形、应力和破坏状态,以及确定其开采方案和支护措施的一种方法。
本文将讨论如何进行矿压分析以及其重要性。
矿压分析的方法一般分为三种:理论计算、现场监测和数值模拟。
其中,理论计算是根据岩层的物理力学性质进行推算,由于缺乏现场实测数据,其预测结果具有一定误差。
现场监测是通过使用各种物理仪器和设备,对岩层进行实时监测和数据收集,以确定岩层的力学性质和变形状态。
数值模拟则是通过建立数学模型、采用计算机软件,来模拟和预测岩层的力学性质和变形状态。
在进行矿压分析时,需要考虑许多因素,包括岩层的物理和力学性质、开采方式、支护措施、地质构造等。
这些因素的变化可能导致岩层受力变化,从而产生矿压。
为了有效地防止矿压,需要制定相应的支护措施。
一般来说,主要的支护措施包括:采用合适的开采方式、加强岩层支护、合理排水、控制工作面进切速度等。
在制定支护措施时,需要综合考虑各项因素,以保证最大程度地确保安全生产。
矿压分析在煤矿、金属矿山、盐矿等地的应用十分广泛。
在煤矿中,由于工作面的进切速度较快,矿体变形和破坏较严重,因此需要更加严格的矿压分析和支护措施。
在金属矿山中,为了保证矿体的开采效率和安全性,需要采用更加精细的力学模型和支护措施。
在盐矿中,由于盐层的特殊性质,采用适当的开采方式和支护措施是防止矿压的关键。
矿压分析的意义在于能够预测和评估岩层变形和破坏的风险,以及制定合理的支护措施。
这对于保证矿井的安全生产和提高煤矿等矿山的开采效率具有重要的意义。
因此,进行矿压分析是煤矿等矿山安全生产的重要保障。
总之,矿压分析是保证矿山安全生产和提高开采效率的重要手段。
必须对岩层的物理和力学性质进行深入的研究,根据不同的矿井特点和开采方式制定相应的支护措施,以确保矿山的安全和稳定性。
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。
煤矿深部开采方法分析发布时间:2021-03-16T02:11:14.233Z 来源:《中国科技人才》2021年第4期作者:刘龙飞[导读] 随着煤矿行业生产过程中不断出现新的开采技术以及先进的开采设备,目前我国的煤矿生产已经拥有完善煤矿的深部开采挖掘工作,能够让我国的煤矿生产更加快速的发展,随着世界范围内的煤矿行业规模不断地扩大,煤矿的开采深度也在不断地加深,但是在煤矿向着更深的方向开采的过程中,技术难点也会越来越多。
新疆神新发展有限责任公司新疆 831400摘要:煤矿深部开采技术是当今世界主要深井开采国家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。
如今我国的煤矿开采技术已经得到了飞跃式的发展,我国的煤炭开采方式变得更加的安全可靠、开采的工作效率也不断提高。
但是随着煤炭的不断开采,我国地表表层、浅层的煤矿资源已经不断地变少,但我国的经济发展又离不开煤炭资源。
所以,就需要不断对煤矿开采技术进行深入研究,从而加大煤炭产量。
关键词:煤矿;采矿新技术;开采方法随着煤矿行业生产过程中不断出现新的开采技术以及先进的开采设备,目前我国的煤矿生产已经拥有完善煤矿的深部开采挖掘工作,能够让我国的煤矿生产更加快速的发展,随着世界范围内的煤矿行业规模不断地扩大,煤矿的开采深度也在不断地加深,但是在煤矿向着更深的方向开采的过程中,技术难点也会越来越多。
煤炭资源从浅部开始开采,随着煤炭采出,开采煤层的埋藏深度必然要增加,开采规模扩大和机械化水平提高加速了生产矿井向深部发展。
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。
煤矿深部开采存在地压大、地温高、瓦斯含量大的特点,在开采过程中存在很多问题,巷道维护和工作面支护温度过高工人工作环境艰难;瓦斯含量过高,在处理瓦斯及预防管理环节复杂。
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。
深矿井开采技术一、绪论1、国内外煤矿深井开采的现状煤炭资源从浅部开始开采,随着煤炭采出,开采煤层的埋藏深度必然要增加,开采规模扩大和机械化水平提高加速了生产矿井向深部发展。
煤矿深井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,我国东部地区经济发达,能源需求量大,矿井延深速度快,一些国有煤矿已开始转向或即将进入深部开采。
由于不同的产煤国家在煤层赋存的自然条件、技术装备水平和开采技术上的差异、以及在深部开采中出现问题的程度不同。
因此国际上尚无统一和公认的根据采深划分深井的定量标准。
根据本国国情以及地质条件的实际情况,不同的国家有不同的标准。
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。
苏联的一部分学者将采深超过600m的矿井归于深井,而另一部分学者把采深800m 作为统计深井的标准。
德国学者把采深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。
我国对深井的界定无明确规定,中国煤矿开拓系统一书提出按开采深度将矿井划分为4类,各类的深度范围如表1。
在世界主要采煤国家中,德国、英国、波兰、俄罗斯、日本等都有深部开采矿井。
英国煤矿的平均采深为700m,最深的达1000m。
德国煤矿矿井的平均采深为947m,最深的达1713m。
波兰煤矿的平均采深为690m,最深的达1300m。
俄罗斯已经有许多矿井采深达到1200~1400m。
我国国有煤矿生产矿井中,采深大于700m的有50处,占总数的8.35%,采深已超过800m的矿井有25处,分布在开滦、北京、鸡西、沈阳、抚顺、新汶和徐州等开采历史较长的老矿区,特别是东部矿区。
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)。
开滦唐山矿、马家沟矿和林西矿、北票台吉矿、新汶华丰矿和阜新王家营矿等矿井的开采深度接近1000m。
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。
第14卷第4期2006年7月黄金科学技术Gold Science and TechnologyVol.14,No.4J u l.2006深井开采中的地压现象致因分析及措施*高光(中国黄金集团二道沟金矿,辽宁省北票市龙潭乡,122126)摘要:二道沟金矿目前采深超过700m,按我国采矿手册有关规定已进入深井开采,出现了一些不正常的地压现象。
分析其各种地压现象的致因,并揭示采用浅眼留矿法开采极薄矿脉形成的大量采空区对矿山生产的危害,提出相应而且可以施行的解决对策。
关键词::深井开采;地压现象;生产危害;解决对策;措施探讨中图分类号:TD853.392文献标识码:A文章编号:1005-2518(2006)04-0032-041前言中国黄金集团二道沟金矿位于辽宁省北票市龙潭乡境内。
1981年投产,经过20多年生产与多次技术改造,目前采选生产能力依然200t/d。
矿山开拓方式为平硐-竖井-盲竖井联合开拓,中段高度40m,对角式通风,统一集中排水。
平硐标高590m;竖井标高630~ 10m,从山顶到14中段;盲竖井标高10~-150m,从14中段到18中段;开拓总深大于700m,已达到我国规定的深井开采阶段[1]。
20多年来,由于大量开采急倾斜薄与极薄矿脉而采矿方法大量应用有底柱平底结构浅眼留矿采矿法,2000年之后开始应用削壁充填采矿法并占有一定比例。
矿山仅有一个作业坑口,主要开采矿脉有3条,现分别简述如下:(1)Ñ号脉,倾向50b,倾角75~89b,平均厚度0.15m,加权平均品位86.88g/,t矿岩中等稳固。
目前已采至13中段,采深580m;(2)Ò号脉,倾向10b,倾角70~80b,平均厚度0.50m,加权平均品位17.56g/,t矿岩不稳固。
现已采至9中段,采深420m。
(3)Õ1号脉,倾向40b,倾角70~78b,平均厚度0.53m,加权平均品位14.75g/,t矿岩中稳到不稳。
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%。
深部矿井开采冲击地压研究一、前言随着吕家坨煤矿开采深度的增加,以及开采条件越来越复杂,该矿工作面面临的冲击地压带来的威胁越来越大,必须及早引起重视。
冲击地压会造成煤岩体振动和煤岩体破坏,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道破坏等,冲击地压还会引发或可能引发其他灾害,尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时造成地面震动和建筑物破坏等。
近年来,国内外许多学者和煤矿技术人员从冲击地压的发生机理、危险性预测等方面进行了卓有成效的研究,并提出了许多行之有效的冲击地压预防措施。
本文结合现场的实际情况,提出了吕家坨矿冲击矿压的防治措施,扭转了该矿冲击地压不可防、不可控的被动管理局面,有效地保护了职工的生命安全,最大限度降低了财产损失,有力地保障了矿井的安全生产。
二、概况吕家坨矿井设计生产能力300万t/a,主采7、8、9、12号煤层。
采掘工作面主要布置在大巷东西两翼,其中四采外5476Yd工作面埋深约-800m,为该矿井埋深5水平的回采工作面,工作面全长约1000m,倾向约170m,两侧均为双巷布置。
该工作面回采巷道掘进期间,“煤炮”频繁发生,响声巨大、煤尘飞扬,多次造成巷道迎头及已支护段出现大面积顶板瞬间下沉或切顶,下沉量可达300-700mm,厚度达2000mm的支护体整体冒落,顶板锚索频繁破断,局部显著底臌,严重时期甚至导致皮带架、掘进机发生显著位移。
由于巷道动力显现强烈,导致已掘巷道围岩破坏严重,无法继续正常作业,迫使将精力集中于巷道的扩修、维护,部分区段反复扩修2-3次仍无法抵抗“煤炮”的冲击作用而再次破坏,繁重的扩修工程严重制约了矿井的采掘接替。
鉴于该矿冲击矿压的高危险性,研究其发生规律与治理方法,是一个非常重要的课题。
三、冲击矿压发生的地质影响因素1、开采深度研究表明,从500m开始,随着开采深度的增加,冲击地压的危险性急剧增长。
而吕家坨矿四采外5476Yd工作面开采深度达-800m,掘进巷道期间就多次发生“煤炮”、顶板急剧下沉等典型动力现象。
分析煤矿深井采矿压显现及其控制特点发布时间:2021-07-06T10:46:32.017Z 来源:《基层建设》2021年第10期作者:李文斌[导读] 摘要:近年来,我国的煤矿开采越来越多,针对煤矿深井采矿压显现特点,进行科学性的分析,并简单介绍了分析煤矿深井采矿压显现及其控制特点的重要价值,提出具体的控制措施,可以确保煤矿深井采矿压显现得到良好控制,旨在为相关人员提供帮助与借鉴。
神木市锟源矿业有限公司陕西省榆林市 719315摘要:近年来,我国的煤矿开采越来越多,针对煤矿深井采矿压显现特点,进行科学性的分析,并简单介绍了分析煤矿深井采矿压显现及其控制特点的重要价值,提出具体的控制措施,可以确保煤矿深井采矿压显现得到良好控制,旨在为相关人员提供帮助与借鉴。
关键词:煤矿深井;采矿压显现;矿压控制;围岩引言煤矿在开采过程中,改变了自然状态下原岩的赋存状态,随着开采工作面的推进,煤体被不断剥落,巷道及其周围硐室的围岩所承受的应力应变也会不断加大并趋于复杂化,强烈的矿压显现引发的矿压事故一直占据着煤矿伤亡事故的首位,严重威胁着矿井人员与设备的安全,随着开采深度的不断增加,矿压显现的不确定性问题日益严重。
末采作为工作面推进及接替过程中最重要的环节之一,其矿压显现具有特殊性、强烈性等特点,因此,探究工作面末采阶段矿压显现规律对工作面贯通回撤通道具有可靠的指导作用。
本文研究工作面的矿压显现规律。
1不含老巷条件下矿压显现规律上覆岩层的压力使煤壁遭到破坏,支承压力极限平衡区在煤壁的附近区域,支承压力峰值出现在极限平衡区与弹性区的分界点;工作面超前应力分布可以分为三个区,分别为应力降低区、应力增高区与原岩应力区。
矿压观测方法及目的如下:①通过在控顶区煤壁处顶板中设置位移测点,监测顶板下沉量来判断顶板来压规律;②通过在回撤通道顶板中设置竖直位移测点预测回撤通道贯通时顶板下沉变化情况;③通过在回撤通道正煤帮处设置水平位移测点及支承应力测点来预测回撤通道将要贯通时两帮移进情况和煤帮支承应力变化状况。
深矿井开采的矿压治理分析
发表时间:2018-08-06T10:36:24.910Z 来源:《科技中国》2018年3期作者:宋东民
[导读] 〖摘要〗我国目前煤炭工业的快速度发展,矿井开采深度每年平均增加近9米,我们每年都有一些矿井进入深矿井开采。
深矿井开采的矿山压力大、顶板管理复杂、顶板事故多巷道维修、维护量大,因此,掌握深矿井地压规律,合理布置、支护和维护巷道成为深矿井开采的一项重要任务。
〖摘要〗我国目前煤炭工业的快速度发展,矿井开采深度每年平均增加近9米,我们每年都有一些矿井进入深矿井开采。
深矿井开采的矿山压力大、顶板管理复杂、顶板事故多巷道维修、维护量大,因此,掌握深矿井地压规律,合理布置、支护和维护巷道成为深矿井开采的一项重要任务。
〖关键词〗深矿井开采;矿压;治理
随着矿井的增多、深度的延伸,深矿井开采问题的日益突出,我们必然会面临着许多问题研究、分析、解决。
深矿井开采就是指埋藏在距地表深度大于800米的煤炭。
深矿井开采也叫深井筒开采,深矿井开采具有如下主要特征,地压大主要表现为:1.原岩应力大;2.岩体塑性大;3.矿山压力显现剧烈,矿山压力显现剧烈表现为:(1).围岩移动量大,移动速度快。
(2).冲击地压发生频率高,冲击能量大。
在深矿井开采中,由于地压大,巷道从掘进到报废要经受比较大的变形和破坏。
巷道需要反复维修,从而造成巷道的维护费用高出掘进费用数倍。
因此,掌握深矿井地压规律,合理布置、支护和维护巷道就成为深矿井开采的一项重要任务。
一.巷道布置
根据深矿井地压的特点,巷道布置要掌握以下三个原则:
1.开拓和准备巷道应布置在岩石力学性能好的岩层中。
岩石力学性能好指岩石强度大 ,破坏小。
2.巷道应布置在受采动影响小的位置。
(1).在采空区下方掘巷;(2).在采空区冒落矸石中成巷;(3).加大大巷或上山距煤层底板的垂直距离;(4).跨巷道采煤;(5).沿空掘巷;(6).沿空留巷。
3.缩短巷道服务年限;缩短巷道服务年限主要是指缩短准备巷道和回采巷道的服务年限,而且重点是那些变形大,破坏严重需要反复维修才能继续使用的巷道。
缩短区段平巷服务年限的措施有:(1).采用区段集中平巷,分层或分煤层平巷采用超前平巷。
这种方法虽在浅部开采中使用越来越少,但在深部开采中、当巷道维护困难,维护费用增大时,它将是一种较好的方法;(2).采用前进式开采;(3).减小工作面推进长度;工作面的推进长度是工作面的一个重要参数。
缩短准备巷道的途径是增加采区的集中生产程度,提高采区生产能力,能够缩短准备巷道服务年限,但应保证采区正常接替。
二.巷道布置
在深矿井开采中,巷道支护结构应满足以下要求:
1.支护强度大,能抵抗高地压。
2.可缩性好,可缩量大,能适应围岩的大变形。
3.封闭性能好,能够有效地防止底鼔。
一般单一品种的支架很难同时满足这些要求,因此在高地压区或软岩巷道,多采用封闭的多种支架共用的复合支护结构。
三.巷道维护
在深矿井开采中,对于在高地压区掘进的巷道,除了采取有效的支护结构来控制巷道的变形和破坏外,还可以在巷道形成前后或形成期间采取相应的措施来减小巷道受压,即卸压或加固围岩,以达到保护巷道的目的。
巷道维护的主要办法有:
1.卸压法
(1).超前导硐
超前导硐是在大断面巷道中先开一个小断面导硐,然后扩大导硐达到设计断面。
导硐和扩巷相隔一定时间,其目的就是通过导硐释放围岩压力以减小成巷后支架的受力和变形。
这种方法卸压效果明显,对后期巷道维护十分有利,一般不需要增加支护费用,但要影响巷道掘进速度。
(2).爆破卸压
爆破卸压就是用爆破松动围岩,实现卸压。
最常见的是底板卸压,即在巷道掘进工作面后方一定距离,由底板向下打一组钻孔,装入炸药爆破,在孔底形成爆破松动区,各孔松动区相连在底板中形成松动带。
松动带岩石吸收和减缓了外部压力对底板的作用,从而减小了巷道底鼓量。
(3).钻孔卸压
钻孔卸压就是在围岩中打钻孔,通过钻孔变形实现卸压。
钻孔卸压对减小巷道底鼓,两帮移近量以及冲击地压都有显著的效果。
但是由于钻孔工作量大,耗工耗时多,费用高,这种方法目前应用很少。
(4).宽巷卸压
巷道掘进宽度大于使用宽度,仅支护使用宽度,宽掘部分可自由变形,这就是宽巷掘进;与此类似的方法是在巷道底脚向两帮掏槽,用这种方法进行卸压,就是宽巷卸压。
除上述卸压方法以外,还有一些专门用于控制冲击地压的卸压方法,如开采解放层、煤层注水等。
2.围岩加固法
围岩加固的目的就是提高围岩的支撑能力。
围岩加固分为:(1).机械加固,锚杆是最常用的机械加固方法。
(2).化学加固,即将化学材料注入围岩裂隙内,凝固后能在围岩中起到粘结作用,从而达到加固的目的,这就是化学加固。
化学加固的材料有:水泥浆、合成树脂和聚胺酯等。
水泥浆成本低,但加固效果差;聚胺酯在与围岩反应时发泡,体积膨胀,凝固迅速且具有塑性和较高的粘着能力,因此加固效果最好,但成本高;合成树脂加固效果和成本介于二者之间,是目前国内外使用最多的一种化学加固材料。
化学加固多用于围岩裂隙发育的巷道中。
深矿井开采作为煤炭开采的一个阶段具有普遍性一般当浅部煤炭采完后,开采逐渐向深部发展而进入深矿井开采。
参考文献
[1]徐永圻等,煤矿开采学;中国矿业大学出版社 1993
[2]郭忠平煤矿开采新技术;中国矿业大学出版社 1999。