范各庄矿深部煤层开采问题的研究及对策
深部开采
深部矿井开采技术问题 摘要:本文根据我国主要深部矿区30余对矿井的实地调查、部分井下观测和25个矿务局的函调材料,对我国煤矿深部开采的基本状况及其在开采中遇到的巷道维护、冲击地压、瓦斯突出及地热等主要问题作了总结和剖析,并就今后煤矿深部开 技术问题提出了几点看法和建议。 1煤矿深部开采的现状及趋势 深井开采技术是当今世界主要深井开采国家(如德国、原苏联、波兰等)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。因此,研究深部开采问题,对安全、经济、合理地开发深部煤炭资源无疑有特别重要的意义。 我国是世界第一产煤大国,1997年原煤产量13.3亿吨。全国主要国有矿区90多个,井工开采的生产矿井588对(1996年统计)。据不完全统计,采深超过800m的深井19对,其中开滦矿务局赵各庄、沈阳矿务局彩屯矿采深超过1000m,新汶矿务局孙村矿、华丰矿、长广七矿采深超过800m。“八五”期间新打深井65个,平均深度588m,其中700~800m的井筒28个,800~1000m的井筒13个,1000m以上井有12个。 据煤炭资源开发和资源保护研究指出,在我国预测总储量中73.2%埋深在1000m 以下,浅部储量较少。因此,深井开采技术不仅是目前一些深矿井面临的问题,而且从长远看,它将是我国今后进一步开发利用深部煤炭资源的带有战略意义的问题。 2深井开采的主要技术问题 2·1矿压显现加剧,巷道维护困难随着矿井采深的不断增加,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100m,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700m的深井中,巷道矿压问题普遍严重,底鼓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,据开滦局调查统计,井深1000m时巷道失修率约是同条件下500~600m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。巷道维修占用大量人力物力,林西矿井深800m,巷道维修工占井下工人的比重为7.00%~10.50%。很多深部巷道由于严重破坏无法行人、行车而被迫停产反修。且常常出现前掘后修、重复反修的象。深井巷道维护问题已成为整个矿井生产系统中的最薄弱环节。 出现上述现象的主要原因是客观上井深、围岩应力增加。主观上没有充分认识深井巷道矿压规律,巷道支护形式不能适应深井巷道围岩变形的要求,支护形式、支架参数
薄煤层开采
第一章 项目建设单位概况 土城矿位于贵州省六盘水市盘县洒基镇境内，地理坐标东经104°30′30″～104°31′59″，北纬25°54′22″～25°57′44″，井田面积15km2。矿区内有盘水公路及盘西铁路支线通过，盘水公路南端在两头河与320国道公路相连，盘西铁路支线在红果与南昆铁路接轨，交通方便。 矿井隶属于盘江煤电〔集团〕公司,属集采矿、煤炭洗选一体的大型国有综合性企业。原设计井型120万吨/年，1993年12月至1998年12月按240万吨/年生产能力进行改扩建后，改扩建后，矿井产量逐年上升，2004年生产原煤213.9万吨。2005年根据贵州省煤炭管理局文件[黔煤规字（2005）294号]文件批复土城矿的矿井综合生产能力核定为300万吨/年， 2009年根据贵州省煤炭管理局文件〔黔煤规字［2009］100号文〕同意土城矿由240万吨/年技改到400万吨/年。 矿井开拓方式为平硐+斜井开拓,采用走向长壁方式开采，综合机械化采煤方法。截止2010年底保有储量48770.3万吨，工业储量为34344.2万吨（其中0.9~1.3m的煤炭工业储量16835.9万吨），可采储量为27475.4万吨，尚可服务65.4年。 第二章 项目基本情况 一、项目名称 盘江精煤股份有限公司土城矿回采薄煤层开采提高资源回收率项目。 二、申报单位 申报单位为盘江精煤股份有限公司土城矿。
三、项目类型 项目类型为新开。 四、项目工作范围及起止时间 工作范围为盘江精煤股份有限公司土城矿13采区1351回采工作面；工作起止时间从2011年6月开始，2012年3月结束。 五、立项依据 国家关于保护矿产资源、提高资源回收率的矿业方针和政策要求。 六、国内外薄煤层开采的现状 我国薄煤层煤炭储量约620亿吨,占总体储量的17.5%,但是由于薄煤层开采难度较大,因此,年开采量仅占全国总产量的10.4%。随着薄煤层综采设备制造技术的提升,以及国家对资源合理利用的要求的提高,薄煤层开采日益受到重视,目前许多的矿区随着开采强度的加大，厚及中厚煤层的储量急剧下降甚至枯竭，薄煤层逐渐变为主采煤层。国外长壁式薄煤层高效开采主要有两种技术途径，一是采用滚筒采煤机、刮板输送机和液压支架配套的综采方式，二是采用刨煤机、刮板输送机和液压支架的综采方式。 七、项目实施的意义 土城矿1351回采工作面走向长579m，倾向长168m，煤厚1.2m，可采储量为16.34万吨；按照土城矿在现使用的综采设备不能回采薄煤层，将造成资源损失，如采用单体液压支柱配合炮采工艺安全管理难度大，如采用薄煤层综合机械化采煤工艺，将盘活土城矿薄煤层16835.9万
深部高应力下的资源开采与地下工程_香山会议第175次综述_赵生才
第17卷第2期2002年4月 地球科学进展 ADVANCE I N E ARTH SCIE NCES V ol.17 N o.2 Apr.,2002 文章编号:100128166(2002)022******* 深部高应力下的资源开采与地下工程① ———香山会议第175次综述 关 键 词:深部开采;地下资源;理论与技术 中图分类号:X75 文献标识码:B 随着社会与经济发展需求的日益增长和矿山工程技术体系的进步和完善,资源开采不断地在向深部发展。然而用浅部开采条件下的地质作用特征和矿压显现规律来推断深部开采地质状况,无疑远远不够且蕴含着极大的风险。因此,对深部高应力条件下的资源开采与地下工程进行统一的、三维的、系统的多元研究,以揭示其中的一系列基本科学问题,构筑我国在深部高应力条件下资源开采的相关的基础理论和地下工程技术体系,显得尤为重要。 香山科学会议于2001年11月5日至7日在北京香山召开了以“深部高应力下的资源开采与地下工程”为主题的香山科学会议第175次学术讨论会。 谢和平教授(中国矿业大学)、钱鸣高院士(中国矿业大学)、古德生院士(中南大学)被聘为本次会议执行主席。 1 矿山采掘业现状与深部资源开采的发展趋势 深部开采和地下工程是未来发展必然趋势。据不完全统计,国外开采超千米深的金属矿山有80多座,其中南非最多。南非绝大多数金矿的开采水平都在1000m以下。其中,Anglog old有限公司的西部深水平金矿,采矿深度达3700m;West Driefovten 金矿,矿体赋存地下600m,并一直延伸至6000m 以下。印度的科拉尔(K olar)金矿区,已有3座金矿采深超2400m,其中钱皮恩里夫金矿共开拓112个阶段,总深3260m。俄罗斯的克里沃罗格铁矿区,已有捷尔任斯基、基洛夫、共产国际等8座矿山采准深度达910m,开拓深度到1570m,将来要达到2000～2500m。另外,加拿大、美国、澳大利亚的一些有色金属矿山采深亦超过1000m。 我国已探明的煤炭资源量占世界总量的11.1%,今后相当长的历史时期内仍需保证煤炭的高产稳产。我国煤炭资源埋深在1000m以下的为29500万亿吨,占煤炭资源总量的53%。目前煤矿开采深度以每年8～12m的速度增加,东部矿井正以每10年100～250m的速度发展,预计在未来20年很多煤矿将进入到1000m到1500m的深度。在我国,一批金属矿山近年也已进入深部开采,例如红透山铜矿目前开采已进入900～1100m深度;冬瓜山铜矿现已建成2条超1000m竖井来进行深部开采;弓长岭铁矿设计开拓深度750m,距地表达1000m;夹皮沟金矿二道沟坑口矿体延深至1050 m;湘西金矿开拓38个中段,垂深超过850m。此外,还有寿王坟铜矿、凡口铅锌矿、金川镍矿、乳山金矿等许多矿山都将进行深部开采。 深井开采势在必行,已是国际矿业的重要研究领域。国外深井开采研究起步较早,最早观察到岩爆是在1900年的印度科拉尔金矿。美国大西洋(Atlantic)矿,1906年5月26日发生了一次较大的岩爆,当时估计的地震强度达到了里氏3.6级。美国密西根工业大学存有一份Lake Superior铜矿发生岩爆的报告(1939年出版)。南非金矿赋存较深,早在1908年就成立了专门委员会研究深井岩爆问题。加拿大于1928年在安大略(Ontario)矿首次出现岩爆,M orris on于1942年完成了一份研究报告,至今仍被视为这方面的经典岩爆研讨报告。 20世纪80年代以来,深井开采的事故越来越严重。以南非为例,在南非深部金矿的开采中,由于地震等事件诱发的岩爆、岩石冒落,使南非的采矿工业成为最危险的工业之一。一些有深井开采矿山的 ① 收稿日期:20022012181
煤矿开采技术——采煤方法概述
第五章采煤方法概述 第一节采煤方法概念及分类 第二节采煤方法的选择 第三节采煤方法发展方向 目的要求： 1、了解采煤方法发展方向 2、掌握采煤方法概念及分类 3、掌握采煤方法的选择 重点、难点和突破的方法： 重点：1、采煤方法概念及分类 2、采煤方法的选择 难点：采煤方法的选择 突破方法：1、详细讲解 2、根据工程实例讲述 教学内容和步骤 第一节采煤方法概念及分类 一、基本概念 1.采场 在采区内，用来直接大量开采煤炭资源的场所，称为采场。 2.采煤工作面 在采场内进行采煤的煤层暴露面称为煤壁，又称为采煤工作面。在实际工作中，采煤工作面就是采煤作业的场地，与采场是同义语。 3.采煤工作 在采场内，为了开采煤炭资源所进行的一系列工作，称为采煤工作。采煤工作包括破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等基本工序及其辅助工序。 4.采煤工艺
由于煤层的自然赋存条件和采用的采煤机械不同，完成采煤工作各道工序的方法也不同，在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内各道工序按照一定顺序完成的方法及其相互配合称为采煤工艺。 5.采煤系统 采煤系统是指采区内的巷道布置系统以及为了正常生产而建立的采区内用于运输、通风等目的的生产系统。通常是由一系列的准备巷道和回采巷道构成的。 6.采煤方法 采煤方法是指采煤系统和采煤工艺的综合及其在时间、空间上的相互配合。不同采煤工艺与采区内相关巷道布置的组合，构成了不同的采煤方法。 二、采煤方法分类（如图所示） （一）壁式体系采煤法 壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为主要特征，是目前我国应用最普遍的一种采煤方法，其产量约占到国有重点煤矿产量的95%以上。 （1）根据开采技术条件煤层按倾角分类： 地下开采露天开采 近水平煤层α<8°α<5° 缓倾斜煤层8°~ 25°5°~ 10° 倾斜煤层25°~ 45°10°~ 45° 急倾斜煤层α> 45°α>
深部煤层巷道支护技术
深部煤层巷道支护技术 ——二水平丁六皮带下山设计构想 李永伟冯瑞明 引言 随着我国煤炭工业的发展，煤矿开采强度和深度的不断增加，相当一部分矿井面临深井巷道围岩控制，特别是煤层巷道在掘进及回采等阶段的大变形严重制约工作面正常推进，影响安全高效开采。深井煤层巷道围岩地质条件复杂，地应力高，煤岩体具有长期的流变、蠕变效应致使煤巷顶板控制比一般条件下更加困难。 深井高地应力、采动影响综合作用于巷道，表现为全断面来压，不仅在掘进和回采过程中，巷道因采掘影响而引起围岩剧烈变形，而且在应力分布趋向稳定后仍保持快速流变，维护十分困难。如何解决深井条件下煤巷围岩控制稳定性问题，已成为煤巷锚杆支护面临的关键课题一。 二水平丁六皮带下山位于-593水平以下，埋深超过800m，巷道压力明显增大，因此必须对原有支护技术进行革新。 1 深井煤巷高预应力支护技术 巷道锚杆支护技术的精髓是提供有效的初始支护强度，并具有良好的增阻性能。通过及时安装锚杆，并给锚杆施加一个较大的预拉力，对围岩产生有效约束，这种通过前张拉方式对巷道围岩产生的高预紧力，不仅可以消除岩层内原始的裂缝空隙，也可以使各个岩层之间锁紧为一个整体，提高锚固范围内岩层的内摩擦角和内聚力，从而提高岩层的整体承载性能。根据相关研究表明，初期施工锚杆的支护强度(预紧力)与巷道围岩的松散扩容变形之间的关系有定性、定量关系。围岩的扩容变形与锚杆的初始支护强度之间呈负相关性关系，锚杆的初始支护强度越小，围岩的松散变形越大；锚杆的初始支护强度越大，围岩的松散变形越小。 1.1 采用高性能、高预应力锚杆强化帮角 采用 IV 级螺纹钢加工成高性能锚杆，抗破断强度更高，支护刚度更大，限制变形更有力，针对软岩急剧膨胀扩容产生的高应力控制效果会更好，体现超高强材料、大刚度附件、加长锚固、超高预紧力的技术思想。加固帮角可直接提高
中国露天矿山开采工艺技术与装备现状和未来
中国露天矿山开采工艺技术与装备现状和未来 余斌吴鹏 北京矿冶研究总院 改革开放以来，我国经济步入了快速发展的轨道，矿业开发迎来了前所未有的发展机遇，矿山开采规模得到了突飞猛进的发展。截至目前，我国已建成了各类金属矿山达1.2万余座，建成和即将建成的铁矿石年生产能力300万t 以上的矿山有34座，其中2002年以后在建、新建和改扩建矿山就达16座，其产能近1亿t。随着投资的增加，采矿规模迅速扩大，采矿技术得到快速发展，装备水平逐步提高，有力地促进了采矿业的发展。 采矿技术的高效化和实用化 国内露天矿采剥方法与国外进展大致相同。多为陡帮开采，如组合台阶开
采，高台阶、倾斜分条开采以及横采横扩等。同时采用分期开采、分区开采，尽可能地缩短建设周期，提高了矿山企业的经济效益。 采矿工艺连续化半连续化。目前国内外已有一部分矿山进行连续或半连续开采。随着露天矿开采向深部发展，该工艺的意义日渐突出。20世纪80年代开始，我国先后在大孤山、东鞍山、石人沟及水厂等铁矿应用间断—连续开采工艺。1997年，齐大山铁矿通过引进大型可移动式破碎—胶带运输装备，建成了采场内可移动式矿岩破碎—胶带运输系统，标志着我国间断—连续开采工艺已进入世界先进水平。目前国外有些矿山在研究管道输送，甚至是集装箱运输。间断—连续运输工艺表现了其卓越的优势。 可移式破碎站。可移式破碎站是汽车、破碎机和胶带运输机组成的间断连续运输工艺的核心技术装备之一。随着开采深度的增加，破碎机组必须随时快速移动，以保证汽车始终处于最佳运距下工作。由于固定式破碎机组造价高、建设时间长、搬迁困难、移动拆装工作量大、费用高，难以适应采矿下降速度的要求。这些年大型移动破碎机组的研制与开发取得了迅速发展。国外大型露天矿间断—连续运输也多采用可移式破碎站，如美国的西雅里塔铜钼矿，加拿大的兰德瓦利铜矿，澳大利亚的纽曼山铁矿，乌克兰的中部采选公司1号露天矿等。我国鞍钢齐大山铁矿在采场内建成了1套矿、岩可移式破碎胶带运输系统，该系统自1997年投产后一直运转正常。 陡坡铁路运输。这种运输方法充分利用现有的铁路运输设备，提高铁路运输线路的坡度，减少铁路展线长度，增大铁路运输可能达到的采深，提高矿山的经济效益。例如：萨尔拜露天矿、索克洛夫露天矿和列别金露天矿成功地应用了陡坡铁路(纵坡达60‰)运输。萨尔拜露天矿使用着上百台粘重达
煤层气开采技术
煤层气简介 1、定义 煤层气，是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。 煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷),与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，热值是通用煤的2-5倍，主要成分为甲烷。1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。 煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效：洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。 2、煤层气与煤矿瓦斯的关系与差异 在煤炭工业界通常将涌入煤矿巷道内的煤层气称之为煤矿瓦斯（Gassy），其气体组分除煤层气组分外，还有煤矿巷道内气体的成分，如氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等空气组分以及一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）等采矿活动所产生的气体组分。
在煤层气概念引进初期，有些学者为便于业外人士了解煤层气，通常在煤层气一词后加注“俗称煤矿瓦斯”。 近年来，国内外有些学者为区分两者之间的概念差异，将通过煤矿井下抽放（Gas Drainage in-mine）、采动区（GOB）抽放或废弃矿井（Abandoned Mines）抽排等方式获得的煤层气称为Coal Mine ethane （缩写为CMM）。 2、存在形式 吸附于煤内表面；以游离态存在于煤的天然孔隙中；少量溶解在煤的地层水中。 3、用途 煤层气（煤矿瓦斯）作为一种非常规天然气，可作为瓦斯发电、居民生活和工业锅炉燃料。煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电
金属矿山深部开采的若干关键问题及其对策研究
金属矿山深部开采的若干关键问题及其对策研究 北京科技大学教授蔡美峰 摘要 阐述了金属地下矿山深部开采中的深部巷道变形与支护、深部地压显现与开采动力灾害、地温升高引起作业环境恶化和露天矿山高陡边坡稳定性及合理的边坡角确定、改变传统运输方式、降低运输和生产成本等关键问题及其对策思路；介绍了以地应力为切入点的金属矿采矿优化理论、以能量聚集和演化为主线的岩爆预测及防治和深凹露天矿高陡边坡稳定性分析与设计优化的主要技术内容。 关键词金属矿山,深部开采,关键问题,对策 1影响金属矿山深部安全高效开采的主要问题 1.l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。 1.1.1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。 11.2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
露天矿开采技术及发展方向
露天矿开采技术及发展方向 摘要：地球的矿产资源是有限的，但是随着经济规模和速度的不断增长，对矿产资源的需求量越来越大，而目前我国也面临着矿产资源难以供求的问题。因此，要对矿产资源进行合理的开发，这样才会有利于人来的生存以及经济的可持续发展。本文对露天采矿机的开采技术和发展方向进行探究，希望对大家有所帮助。 关键词：露天；采矿机；工0艺理论；应用 目前，国内露天矿开采技术的发展主要表现在以下以下几个方面：大量的使用各种采矿方法、应用回采技术、机械化的程度加快、回采率提高、采场生产能力大大提高、劳动生产率的飞速猛进，损失以及贫化指标的大幅度降低。笔者在下文中主要对露天矿开采技术及发展方向进行分析和介绍。 露天采矿的新工艺技术方法 目前，国内露天采矿的新工艺技术方法主要表现在以下以下几个方面：大量的使用各种采矿方法、应用回采技术、机械化的程度加快、回采率提高、采场生产能力大大提高、劳动生产率的飞速猛进，损失以及贫化指标的大幅度降低。 而崩落采矿法、充填采矿法以及空场采矿法使用的频率则比较高。其中，充填法获得了很大的改进，其使用范围也在不断的扩大，这主要是因为新技术和新工艺的引进，加上新设备的适应。 我国的钛矿开采使用的方法主要是崩落采矿法，而空场采矿法以及充填采矿法则是有色矿山以及黄金矿山使用的主要方法。最近这些年，充填采矿法以及充填工艺技术在金属矿山中的发展越来越迅速，这两项技术也在不断的改进和发展。 空场采矿法，该方法主要有：（1）大直径深孔采矿法。（2）地下金属矿山采矿连续化。 崩落采矿法，该方法包括：无底柱分段崩落法以及自然崩落法。 充填采矿法以及原地溶浸采矿法。原地溶浸采矿法是一种直接从地下提取金属的方法，其技术将采、冶以及选有机的融合到一块。 关于深部开采工艺。矿产资源的开采在不断的加剧，因此表层的资源已经面临枯竭的状况，因此只能向纵深发展。我国在深部开采工艺方面也进行了一系列的探索，已经有许多金属矿山进入深部开采的阶段，也就是说垂直开采的深度大于600米。 2、露天采矿机的工艺系统设计理论与应用研究
露天煤矿绿色开采技术的主要内容
第一题：露天矿开采新技术 1 露天井工联合开采技术 对由多煤层组成的水平、近水平煤矿床，深部煤层采用露天开采从经济上不合理时，一般采用井工方法进行开采:一是采用独立的井工开采，待露天开采完毕后，由地面进行斜井或竖井开拓，井工与露采没有联系，其缺点: （1）露天境界内的煤炭储量减少，开采年限缩短或生产规模减小，也相对增加了征地成本; （2）在地表打井进行井工开采，与露天矿是相互独立的两个企业，增加了企业管理机构和人员;（3）井工矿运煤提升高度大，增加运煤成本。二是充分利用己形成的露天矿坑，在坑底打斜井开采露天矿以下的煤层，露天开采与井工开采同时进行，即露天一井工联合开采，具有以下优点: （1）露天开采与井工开采统属一个矿，管理机构简单; （2）可以增大露天矿企业的生产能力，延长矿山开采年限; （3）井工开采的煤炭运至露天坑底后转为露天矿运输设备运输，可充分利用露天矿运输系统和设备，可降低运输成本。但露采与井工开采必须协调，露天矿坑以下至井工开采煤层之间的夹石层必须有足够的厚度和强度，以保证井工开采工作面的顶板稳定性。 2露天煤矿端帮靠帮开采技术 端帮靠帮开采是通过提高露天煤矿端帮边坡角，增加煤炭资源回收、减少土地占用，提高开采经济效果，其攻克难点为：靠帮开采方式及判断准则。安家岭露天煤矿和黑岱沟露天煤矿实施了端帮靠帮开采，端帮角度从34°提高到了38°，平均每年回收端帮压煤60万吨。
3露天煤矿时效边坡分析与二次设计技术 以往露天煤矿边坡采用静态、均一、永久性设计，端帮边坡角缓；端帮设置运输通道，边坡进一步变缓，造成端帮压煤，并且多占用土地。露天煤矿边坡易滑区煤炭资源回收困难。时效边坡考虑了采剥工程和边坡动态耦合关系，采用若干采矿措施，实现露天煤矿边坡动态分析与设计。易滑区煤炭回收技术采用“短工作线、高强度推进、快速回填”技术，实现易滑区煤炭资源的安全回采。 4 露天煤矿开拓运输系统设置技术 在露天煤矿工作帮的推进过程中，对采场下部水平两侧端帮含煤台阶按边坡稳定条件采靠界；下部水平内排土通路通过横跨采空区的中间桥连接。中煤集团安太堡露天煤矿和霍林河露天煤矿实施搭桥内排，缩短剥离物运距0.6-0.7千米。 5 露天煤矿采区转向方式设计技术 该技术包括：采区转向方式分析技术、反向内排技术、“树枝状”运输系统技术。中煤集团安太堡露天煤矿在转向期间实施反向内排和树枝状运输系统增加了内排土场的容量，缩短了运输距离2千米，节省土地150余亩。 6露天煤矿绿色开采技术 露天矿绿色开采技术主要有几下几方面内容： (1) 开采工艺与设备选型合理化, (2) 煤炭资源回采率最大化 (3)露天矿运输系统优化
依靠科技进步 坚持自主创新 实现急倾斜和薄煤层安全高效开采(2021)
When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 依靠科技进步坚持自主创新实现急倾斜和薄煤层安全高效开采
依靠科技进步坚持自主创新实现急倾斜和薄煤层安全高效开采(2021)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 一、川煤集团基本情况 川煤集团是由攀枝花、芙蓉、广能、达竹、广旺5个矿务局整合而成的国有独资大型煤炭企业。集团共有34对矿井，其中生产矿井24对，基建矿井10对。设计生产能力2053万吨／年，核定能力1653万吨／年。川煤集团资源赋存条件差，煤层特点是“一大一薄”。“大”指煤层倾角大，倾角大于35°的大倾角和急倾斜煤层资源量占45%；“薄”指煤层厚度薄，1.3m以下的薄和极薄煤层占60%(其中，0.8m 以下的极薄煤层占30%)。矿井地质构造复杂，断层、陷落柱、褶曲多，节理、裂隙发育，煤层结构复杂，顶、底板稳定性差。水、火、瓦斯、煤尘、硫化氢等各种灾害严重，34对生产和基建矿井中，有高瓦斯矿井10对，煤与瓦斯突出矿井18对。 二、依靠科技进步，坚持自主创新，实现急倾斜和薄煤层综合机械化开采
露天矿边坡与排土场灾害防治
八、露天矿边坡与排土场灾害防治 （一）概述 露天矿开采是矿产资源开采的一种主要方法，我国露天铁矿石产量约占铁矿石总产量的77%左右，有色金属占52%左右，化工矿物占70.7%左右，煤矿一直低于4%，而建筑材料则近100%。露天矿边坡是露天矿最主要的结构要素，随着矿山的开挖及开采活动贯穿于矿山服务的始终。露天矿边坡滑坡灾害一直是生产安全中的一个突出间题，，我国绝大多数露天矿都曾发生过规模不等的滑坡灾害。据十个大型金属露天矿山的统计，不稳定或具潜在滑坡危险性的边坡约占边坡总长度的20%，个别露天矿甚至高达33%，且随着露天矿向深部的开采，边坡的稳定条件将愈来愈恶化。 露天矿边坡滑坡是指边坡体在较大的范围内沿某一特定的剪切面滑动，一般的滑坡是滑落前在滑体的后缘先出现裂隙，而后缓慢滑动或周期地快慢更迭，最后骤然滑落，从而引起滑坡灾害。滑坡灾害是露天矿山最频繁的地质灾害。本钢南芬露天矿1999年至2002年，陆续发生4次60万m3-110万m3的大滑坡，抚顺西露天煤矿在65年开采中发生滑坡灾害64次，平均每年发生滑坡1次，阜新海州露天煤矿在33年开采中发生滑坡灾害64次，平均每年发生滑坡1.9次，平庄西露天矿在27年开采过程中发生滑坡灾害45次，平均每年发生滑坡1.7次。露天矿边坡频繁的滑坡灾害对周围环境和人民的生命、财产将带来严重的损失，造成了多起重特大事故。抚顺西露天煤矿1959年底板凝灰岩顺层滑坡造成矿山停产损失2000余万元，1964年南帮西部发生滑坡造成矿山机修厂滑落，1979年西端帮大滑坡再度使矿山停产。1981年6月攀钢石灰石矿采场西部大滑坡，滑坡体总量达1100万吨，直接损失达2000多万元，间接损失上亿元，影响生产近1年。1999年7月酒泉钢铁公司黑沟铁矿发生重大滑坡泥石流事故，堵塞酒泉市、嘉峪关市两市唯一的水源北大河，造成直接经济损失4000余万元。2001年江西乐平县山下村采石场滑坡，造成28人死亡。 矿山排土场，也称废石场，是指矿山采矿排弃物集中排放的场所。排土场作为矿山接纳废石的场所，是露天矿开采的基本工序之一，是矿山组织生产不可缺少的一项永久性工程建筑。当排土场受大气降雨或地表水的浸润作用，排土场内堆积材料的稳定状态会迅速恶化，引发滑坡和泥石流等灾害。1979年12月兰尖铁矿排土场发生200万米m3滑坡，是国内矿山最大的排土场滑坡。海南铁矿6号排土场东部于1973年8月连续大雨之后产生几十万立方米的大滑坡，导致排土场停产。朱家包包铁矿排土场在1978年至1979年间曾发生3次滑坡，体积达36万m3。云浮硫铁矿排土场1972年受台风和暴雨影响发生泥石流，淹没农田194公顷，1975年再次发生泥石流，汇水面积0.3km3，冲毁河堤28处、总长4187m，农田
深部矿产资源开采与利用中的挑战
Engineering 3 (2017) 432–433 https://www.360docs.net/doc/d111878329.html,/10.1016/J.ENG.2017.04.027 2095-8099/? 2017 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of the Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company.This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (https://www.360docs.net/doc/d111878329.html,/licenses/by-nc-nd/4.0/). Editorial Challenges in the Mining and Utilization of Deep Mineral Resources Meifeng Cai a , Edwin T. Brown b ,c a Key Laboratory of Ministry of Education for Efficient Mining and Safety of Metal Mines, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China b Golder Associates Pty. Ltd., Brisbane, QLD 4064, Australia c The University of Queensland, Brisbane, QLD 4072, Australia As Mote et al. [1] have noted in this journal, advances in the fields of engineering science and technology have played an indispensable role in shaping the social and economic development of humankind. However, the continuing development of science and technology, along with the world’s ever-growing population, is consuming the earth’s resources, including its mineral resources, at what may ul-timately prove to be unsustainable rates. After hundreds of years of mining, the more accessible shallow mineral resources are being depleted, and some have now been completely exhausted. This means that the economic exploitation of more of the earth’s deeper mineral resources is now required in order to meet society’s grow-ing demand for minerals. This demand is not only for the traditional metallic ores and energy sources, but also for minerals such as rare earths, which are being used at an increasing rate with the advent of new technologies in the fields of communication, power generation, and power storage, among others. The efficient mining and utiliza-tion of deep mineral resources is not one of the Grand Challenges for Engineering that were identified in recent years by the US National Academy of Engineering, the UK Royal Academy of Engineering, and the Chinese Academy of Engineering (CAE), as listed by Mote et al. [1]. However, it is clear that traditional and newer mineral resources will be required in order to develop solutions to most of the Grand Challenges that have been identified. Exploitable mineral resources exist at great depth in the form of a number of orebody types in a range of geological and geometrical settings. The current seven deepest mines in the world mine tabu-lar or stratiform gold deposits in the Witwatersrand Basin of South Africa. The deepest of these mines are now around 4 km deep. The next deepest mines in the world are two base metal mines in Cana-da, which are about 3 km deep. For the purpose of this discussion, deep mining is taken to involve mining at depths of more than 1 km. The effective development and extraction of deep mineral resources face a number of engineering challenges arising from factors such as high in situ and induced stresses, and the responses of variable rock masses to these stresses; high in situ temperatures, and the associated ventilation and cooling requirements; the dif-ficulty and cost of exploring deep, and sometimes blind, deposits; the complex and difficult mining conditions that are often encoun-tered; safety concerns leading to the desirability of developing non-entry methods of mining; and methods and costs of handling mined ore at depth and transporting it to the surface. In some extreme cases, new, low-cost, and non-traditional methods of ex-traction will be required. Against this background, deep mining has been identified as an important topic for research under China’s State Key Research and Development Program, with several State Key Laboratories hav-ing been established under that program. This special issue of the CAE’s journal, Engineering , focuses on Efficient Exploitation of Deep Mineral Resources; it follows on from a China Engineering Science and Technology Forum on the same topic that was held in Beijing in October 2016, and was sponsored by the CAE. The proceedings of that forum will be published by Higher Education Press, Beijing, in September 2017 [2]. The Guest Editors are grateful to the CAE for this opportunity to assemble this special issue of Engineering ; we also offer our thanks to those who have provided contributions and to those who have taken part in the associated review and editorial processes. This special issue contains the following five papers by selected interna-tional and Chinese authors: (1) “Some challenges of deep mining,” by Charles Fairhurst: This stimulating paper by one of the world’s most distinguished mining engineers is written from the perspective of a reader who does not necessarily have a background in mining or rock engineering, and thus provides a valuable introduction to this special issue. (2) “Monitoring, warning, and control of rockburst in deep metal mines,” by Xia-Ting Feng and colleagues: As noted by Professor Fairhurst, the understanding and alleviation of rockbursts have long provided one of the major safety and rock engineering challenges for deep mining. This paper reports on some recent advances made in Contents lists available at ScienceDirect jo ur n al h om e pag e: w w https://www.360docs.net/doc/d111878329.html,/locate/eng Engineering Meifeng Cai Edwin T. Brown
煤矿千米深井开采技术现状
煤矿千米深井开采技术现状 1 国内外深井开采现状 在我国已探明的煤炭资源中，约占50%的煤炭埋深超过千米。随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大，我国煤炭开采逐步转向深部，煤矿开采深度以8～12m/年的速度增加。如何能够安全、高效、低成本地开采深部煤炭资源，将其转换为经济建设有力的能源保障，成为目前我国煤炭行业亟需寻求突破的重大技术难题。 1.1 国外深井开采现状 煤矿深部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。在世界主要采煤国家中，美国、澳大利亚、德国、英国、波兰、俄罗斯等国家采矿业较为发达，原西德和前苏联较早进入深部开采。在20世纪60年代初，原西德埃森北部煤田中的巴尔巴拉矿的开采深度就已经超过1000 m，达到1200m；从1960~1990年，原西德煤矿的平均开采深度从730m 增加到900m 以上，最大开采深度从1200m 增大到1500m，并且以每年约10m 的速度递增。前苏联在解体前的20年中，煤矿的开采深度以每年10~12m左右的速度递增。在俄罗斯，仅顿巴斯矿区就有30个矿井的开采深度达到1200~1350m，波兰的煤矿开采深度已达1200 m，日本和英国的煤矿开采深度曾分别达到1125 m 和1100m。 1.2 国内深井开采现状 近年，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，2012年生产原煤36.5亿t。矿井开采延深速度加快，一大批矿井快速进入深部开采阶段。东北及中东部地区的多数矿区开采历史长，开采深度相对较大。预计在未来20年，很多煤矿的开采深度将达1000~1500m。如现在新汶矿区平均最大回采深度达到1032m。 图我国煤矿千米深井分布图 据国家煤矿安全监察局初步统计，我国已有平顶山、淮南和峰峰等43个矿区的300多座矿井开采深度超过600m，逐步进入深部开采的范畴，其中开滦、北票、新汶、沈阳、长广、鸡西、抚顺、阜新和徐州等近200处矿井开采深度超过800m，而开采深度超过1000m 的矿井全国有47处。其中山东省就有21处。目前，全国最深的矿井是新汶孙村煤