深部开采技术.ppt

深井开采特点及主要灾害防治李德忠教授T:13955443699E:[e-mail]一、深井开采的基本状况二、深井开采特点三、深井开采主要灾害及防治一、深部矿井开采的基本状况
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。这一问题已引起世界各国采矿界的高度重视。深部开采出现了一系列新问题和新的特点，其中，由于岩层压力大，巷道位移量显著增大，支架损坏严重，巷道返修量剧增，巷道维护变得异常困难．由于深部开采引起围岩变形、位移和片帮、冒落、崩塌等安全事故，占矿山建设、生产事故中总数的40%以上，由此所带来的损失，仅死亡人数就占矿山百万吨死亡率中的50%以上，至于事故发生后的清理修复、加固等所耗费的资金和影响生产所造成的经济损失则以数亿元计，而且巷道量大面广，有各类巷道5万多公里，每年用于巷道的支护费用达百亿元以上。
世界上已进入深部开采的采矿国家，如德国的鲁尔矿区，乌克兰的顿巴斯矿区等，对深部开采问题进行了大量的研究工作，初步形成一套比较完善的开采体系。我国在深部软岩矿压研究方面也进行了大量工作，取得了一定成果。
但在深部开采体系上还有很多工作要做。因此，较系统的研究深部开采的理论和方法十分必要。

2.我国深部矿井开采基本状况合理的开拓系统和巷道布置方式，表现在技术上能够适应当代采煤工艺技术和装备的发展，创造优异的经济和社会效益，具有鲜明的时代性。许多矿井，即使是新建矿井，隔一段时间就要进行技术改造。一个重要的原因就是生产系统(包括开拓部署和巷道布置)老化，不适应当代生产技术发展的要求。
现代煤矿生产已进入机械化和自动化时代，生产高度集中、开采强度高、产量大，老的和传统的开拓系统和巷道布置，已不能完全适应煤炭生产技术发展的要求，世界各主要产煤国家都在根据自己的具体条件，探索和采用新的开拓部署和巷道布置来建设新矿井和改造老矿井。具有代表性的开拓部署和巷道布置方式有：“三个一”矿井(即一个矿井，一个采区，一个采煤面)、联合矿井等，这些新型矿井的共同特点是：系统简单、环节少，煤巷多、岩巷少，集中出煤，早期投产、快速达产，充分体现和适应矿井高强度高集中机械化生产的特点，适应矿井深部开采技术要求。

(一)矿井开拓部署特点1．联合矿井开拓联合矿井井型都很大，一般均在1000万t以上，如南非的联合矿井，有10多个矿组成，年产达1200—1500万t以上，最大的达3000万t。这里仅以博斯杰普矿为例，简述联合矿井构成的概貌。
该矿位于南非约翰内斯堡南150km的锡康达城附近，由四个分矿组成，年产2750万t，1981年全部分矿投产。井田分四个区，每个区均用独立矿井(分矿)以一个输送机斜井、罐笼副井和风井开拓。斜井断面6.4*2．4m，倾角170，装两台钢绳芯胶带输送机，带宽1500mm，能力2000t／h。输送机把煤卸入每个井口上的容量为12000t的煤仓，然后再通过地面运输长廊用宽1350mm、带速3．04m／s、能力1800t／h的钢绳芯胶带输送机送到两个容量各为200万t的储煤场，供索萨尔液化气厂用煤。2．卫星井开拓卫星矿井的发展趋势是，从井下掘进贯通巷道与高效能的提升井连接(图2—1)。井下长距离运输基本上采用大型胶带输送机和大容量的高速列车。
(二)采区巷道布置特点图支承压力的分区A-减压区；B-增压区；C-稳压区；D-极限平衡区；E-弹性区图底板岩层中的应力分布煤体下的σz等应力线图缓倾斜煤层中变形扩散特征Fig:CharactersofdistortinganddiffusingonthegentlyinclinedseamI--煤层下方压缩变形区的轮廓形状；2--采空区下方变形恢复区的轮廓形状图采空区应力重新分布概貌1——工作面前方超前支承压力；2、3——工作面倾斜、仰斜方向残余支承压力；4—工作面后方采空区支承压力图底板岩层中的应力分布煤体下的σz等应力线2．不留煤柱采空区内（下）的巷道布置近年来，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