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

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深部开采分析与研究

深部开采分析与研究

深部开采分析与研究首先,深部开采可以定义为对超过地表三百米的地下资源进行开采利用的工程技术。

它主要包括石油、天然气、煤炭、金属矿产等的开采。

目前,深部开采已成为许多国家追求能源独立、经济发展的一种重要手段。

尤其是在发达国家,深部开采已经取得了突破性的进展,成为国民经济的支柱产业。

然而,由于深部开采存在着一系列的技术挑战和环境问题,其影响也越来越大,因此深入研究深部开采是十分必要的。

接着,深部开采面临的挑战是多方面的。

首先是技术挑战,深部开采的技术要求高,投入大,风险高。

例如,由于地下温度和压力的不断增加,开采过程中很容易发生事故,给工人的生命安全带来威胁。

同时,深部开采还面临着能源消耗大、环境污染等问题。

另外,深部开采还存在一些地质难题,如地下水的处理、地下应力的影响等,这些都给深部开采带来了很大的困难。

针对深部开采所面临的技术挑战和环境问题,研究人员提出了一系列的解决方案。

首先,可以通过研发新的材料和技术来提高深部开采的效率和安全性。

例如,可以开发新型抗压材料来使地下设备更加耐久;可以采用无人机和机器人技术来进行高效的勘探和开采;可以开发新型地下水处理技术来解决地下水污染问题。

另外,还可以通过加强国际合作,共同研究解决深部开采问题。

各国可以分享自己的经验和技术,互相学习,共同进步。

总之,深部开采是一项复杂而重要的工程技术,它对于国家的发展和经济增长具有重要意义。

然而,深部开采也面临着许多技术挑战和环境问题,需要我们进行深入研究和解决。

只有在技术创新和国际合作的基础上,才能实现深部开采的可持续发展,为人类的繁荣和进步做出贡献。

深部岩体力学与开采理论研究进展

深部岩体力学与开采理论研究进展

深部岩体力学与开采理论研究进展随着矿产资源的不断开采,浅层矿产资源日益枯竭,矿产开采逐步向深部转移。

深部岩体力学与开采理论作为矿产资源开采的重要支撑,近年来取得了长足的发展。

本文将探讨深部岩体力学与开采理论的研究现状及进展,旨在为相关领域的研究提供参考和借鉴。

深部岩体力学与开采理论是一个涉及多个学科领域的复杂系统。

在研究过程中,需要综合运用地球物理学、地质学、岩石力学、采矿学等多个学科的知识和方法,以揭示深部岩体复杂的物理、力学行为和开采过程中的动态变化规律。

针对深部岩体力学与开采理论的研究,国内外学者已取得一系列重要成果。

在理论方面,建立了深部岩体应力场、位移场分析方法,提出了多种数值计算模型和数值求解技术,为准确预测岩体动态行为提供了有效手段。

在实践方面,不断探索和发展了各种高效、安全的采矿技术和装备,为实现深部矿产资源的高效、安全开采提供了重要保障。

然而,深部岩体力学与开采理论仍面临诸多挑战和问题。

深部岩体复杂的物理、力学特性给理论研究带来很大困难,需要加强基础理论研究,深入揭示深部岩体的力学行为和变形规律。

深部开采过程中岩体应力场、位移场的调控技术和装备亟待研发,以实现开采过程的安全、高效和可控。

针对不同地域、不同矿种的开采技术需要进一步集成和创新,以满足多样化的矿产资源需求。

深部岩体力学与开采理论是矿产资源开采的重要基础,在未来的研究中需要不断加强基础理论、关键技术和装备的研究和开发,以适应矿产资源开采深度和广度的不断增加,推动我国矿业事业的持续发展。

需要重视学科交叉和融合,加强国内外学术交流与合作,共同推进深部岩体力学与开采理论的研究和应用水平不断提升。

深部岩体力学与开采理论是采矿工程领域的重要研究方向。

本文将探讨这一领域的研究构思和预期成果展望。

深部岩体力学与开采理论的研究目标包括: a.深入了解深部岩体的应力场和变形特征; b.探究采矿活动对周围环境的影响; c.提出有效的开采技术和方法,提高开采效率; d.确保开采过程的安全性和环境保护。

金属矿山深部开采的问题及对策探讨

金属矿山深部开采的问题及对策探讨

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。

深部煤炭资源开采现状与技术挑战

深部煤炭资源开采现状与技术挑战

深部煤炭资源开采现状与技术挑战一、本文概述随着全球能源需求的不断增长,煤炭作为主要的能源来源之一,其开采和利用一直受到广泛关注。

特别是在中国,作为煤炭生产和消费大国,深部煤炭资源的开采显得尤为重要。

本文旨在全面概述深部煤炭资源的开采现状以及面临的技术挑战,以期为相关领域的研究和实践提供参考。

文章首先界定了深部煤炭资源的概念,明确了研究范围,并简要介绍了中国深部煤炭资源的分布特点。

接着,文章详细分析了当前深部煤炭资源开采的主要技术方法,包括采煤方法、巷道布置、通风与排水等,并对这些技术的优缺点进行了评价。

在此基础上,文章深入探讨了深部煤炭开采面临的主要技术挑战,如高地应力、高温高压、瓦斯突出等问题,并提出了相应的解决方案和技术创新方向。

通过本文的阐述,旨在让读者对深部煤炭资源的开采现状和技术挑战有更加全面和深入的了解,同时也希望能够激发更多学者和从业者投入到这一领域的研究和实践中,共同推动深部煤炭资源开采技术的创新与发展。

二、深部煤炭资源开采现状随着全球能源需求的持续增长和浅部煤炭资源的逐渐枯竭,深部煤炭资源的开采已成为煤炭行业的重要发展趋势。

当前,深部煤炭资源的开采主要集中在地下数百米至数千米的深度范围内。

在这一区域内,煤炭资源储量丰富,但开采难度和技术要求也相应提高。

开采深度不断增加。

随着浅部资源的减少,煤炭开采逐渐转向地下更深处。

这使得开采环境更加复杂,对技术和设备的要求也更高。

开采条件更加恶劣。

深部开采面临着高温、高压、高瓦斯、高地应力等多重挑战。

这些恶劣条件不仅增加了开采难度,也对作业人员的安全构成了严重威胁。

再次,开采技术不断创新。

为了应对深部开采的种种挑战,煤炭行业不断探索和创新开采技术。

目前,已经形成了一系列适应深部开采的技术体系,包括高效钻进技术、智能采矿技术、瓦斯抽采技术等。

安全生产要求更加严格。

深部开采的安全风险较大,因此对安全生产的要求也更为严格。

企业和政府部门都加强了对深部开采的安全监管,通过制定严格的安全标准和监管措施,确保生产过程中的安全。

探讨深部开采面临的主要问题与对策

探讨深部开采面临的主要问题与对策

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。

高地应力条件下的深部金属矿山支护技术研究

高地应力条件下的深部金属矿山支护技术研究

高地应力条件下的深部金属矿山支护技术研究摘要:在高地应力条件下进行深部金属矿山开采时,地下巷道和采空区的稳定性成为一个关键问题。

本研究旨在探索适用于高地应力环境的支护技术,以提高深部金属矿山的安全性和生产效率。

通过分析高地应力环境下的地质条件、岩石力学特性和应力状态,研究了不同类型的支护方法和材料的适用性,并提出了相应的优化措施。

研究结果表明,合理选择支护材料、优化支护结构设计、加强地质监测和及时处理地质灾害是提高深部金属矿山支护效果的关键因素。

本研究为深部金属矿山支护技术的改进和应用提供了理论依据和实践指导。

关键词:高地应力;深部金属矿山;支护技术引言:随着矿业资源的逐渐枯竭,深部金属矿山的开采成为当前矿业发展的主要趋势。

然而,深部金属矿山的开采面临着地质条件复杂、高地应力环境严峻等诸多挑战。

高地应力环境下,岩体的应力状态复杂,地下巷道和采空区的稳定性受到严重威胁,从而引发地质灾害和安全事故。

因此,研究适用于高地应力条件的深部金属矿山支护技术显得尤为重要。

1.分析高地应力环境下的地质条件和岩石力学特性1.1地质构造高地应力环境下的地质构造复杂多样,包括断裂、褶皱、脆性构造等。

这些构造对岩体的稳定性和变形性能产生重要影响。

需要对矿区的构造特征进行详细调查和分析,了解断裂带、断层等地质构造的分布、活动性以及其对巷道稳定性的影响。

1.2岩性特征岩性的物理和力学性质是确定支护方案的重要依据。

高地应力环境下的岩石通常具有较高的密度和强度,同时存在一定的脆性。

岩石的岩性特征包括岩石类型、岩石组分、岩石结构和岩石的物理性质等。

需要进行详细的岩石取样和实验室测试,获取岩石的强度、变形特性、断裂韧性等力学参数,以便进行支护设计和稳定性分析。

1.3应力状态高地应力环境下,岩体的应力状态复杂,包括垂直应力、水平应力、主应力方向和大小等。

应力状态对岩石的稳定性和变形特性产生重要影响。

需要通过现场应力测量、岩石试验和数值模拟等方法,获取岩体的应力分布和变化规律,为支护技术的选择和设计提供依据。

深部地质找矿工作常见问题及技术应用研究

深部地质找矿工作常见问题及技术应用研究

矿产资源M ineral resources深部地质找矿工作常见问题及技术应用研究陈泽军摘要:随着社会经济的发展,生产力提升,日常生产生活中的资源消耗量加大,对矿产资源开采提出了更高的要求。

需要加大矿产勘探力度,对深部矿藏进行充分挖掘。

但是在深部地质找矿作业中还存在一定的问题,影响深部地质找矿效果,因此,需要结合实际情况采取科学合理的深部地质找矿技术,推动深部地质找矿效果的全面性提升。

本文主要对深部地质找矿工作的现状以及常见问题进行分析,并重点探究了深部地质找矿技术的具体应用,同时提出针对性的优化措施,旨在进一步提升深部地质找矿工作效率,从而勘察到更多的矿产资源,为我国社会经济发展提供持续性的资源供应。

关键词:深部地质找矿;常见问题;技术应用我国矿产资源丰富,在社会经济发展中发挥了重要作用。

但是随着社会的发展,矿产资源消耗量逐渐增多,浅层矿藏资源逐渐枯竭,需要逐渐向深部矿产资源进行勘察和开发。

深部矿产产量较大,而且矿产种类角度,但是开发环境较为复杂,需要对深部地质找矿技术进行合理研究,以便提升深部地质找矿效果,提升矿产资源利用率,为我国社会经济发展提供持续性的资源供应。

1 深部地质找矿工作现状一般情况下,深部矿主要是指高于500m的矿藏,其中深部矿包含深定位矿和深掩埋矿两部分。

随着长年累月的开采,浅层矿产、露天矿产逐渐枯竭,矿产开采企业需要向离地表更深远的伸出进行矿产勘测,深部找矿探矿成为未来矿产开采和挖掘工作的重要方向。

但是深部矿藏环境较为复杂,加大了矿产勘查和找矿作业的难度,而且在勘察过程中面临较大的风险,需要对深部找矿技术进行优化应用,从而提升找矿技术水平。

地质找矿,就是对于部分矿物质含量较多的地区进行系统的信息检验。

合理应用地质勘查技术可以有效提升矿产资源的开发利用效率,深部地质找矿技术则可以将地质勘查反馈回来的地质信息进行科学评估和具体分析。

我国矿产资源发展现状不容乐观,浅层矿产资源虽十分匮乏,但矿区深部存有丰富的矿产资源有待开发,合理应用深部地质找矿技术,恰好可以摆脱我国当下矿产资源开采困境。

探讨深部开采面临的主要问题与对策

探讨深部开采面临的主要问题与对策

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。

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第17卷第2期2002年4月地球科学进展ADVANCE I N E ARTH SCIE NCESV ol.17 N o.2Apr.,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国家,如美国、加拿大、澳大利亚、南非、波兰等,政府、工业部门和研究机构密切配合,集中人力和财力紧密结合深部开采相关技术开展基础问题的研究。

南非政府、大学与工业部门密切配合,从1998年7月开始启动了一个“Deep Mine”的研究计划,耗资约合1380万美元,旨在解决3000~5000m深度的金矿安全、经济开采所需解决的一些关键问题,已在南非金矿深井开采技术上取得了系列创新性成果。

加拿大联邦和省政府及采矿工业部门合作开展了为期10年的两个深井研究计划。

在微震与岩爆的统计预测方面的计算机模型研究,以及针对岩爆潜在区的支护体系和岩爆危险评估等进行了卓有成效的探讨。

美国爱大荷(Idaho)大学、密西根工业大学及西南研究院就此展开了深井开采研究,并与美国国防部合作,就岩爆引发的地震信号和天然地震或化爆与核爆信号的差异与辩别进行了研究。

西澳大利亚大学在深井开采方面也进行了大量工作。

我国抚顺胜利矿于1933年最早发现岩爆,到目前为止已有20多个矿井有过发生岩爆的记录。

我国的相关研究开展较晚,尚面临诸多问题。

2 深部资源开采与地下工程面临的机遇与挑战会议执行主席谢和平教授作了题为“深部高应力下的资源开采与地下工程———机遇与挑战”的主题综述报告,以大量实例介绍了当前国内外深部资源开采与地下工程的现状和面临的科学问题。

深部资源开采面临哪些严重的挑战?谢和平介绍说,首先表现在深部开采必然诱发出一系列工程灾害:①巷道变形速度快、巷道围岩变形范围大;巷道持续变形、流变成为深部巷道变形的主要特征;②采场矿压显现剧烈,采场失稳,易发生破坏性的冲击地压;③金属矿和煤矿相关的统计资料表明,随着开采深度的增加,岩爆的发生次数及强度会随之上升,巷道中岩爆危险性增加;④瓦斯高度聚积、诱发严重的安全事故;⑤深部开采条件下,岩层温度将达到摄氏几十度的高温,作业环境恶化,如俄罗斯千米平均地温为30~40℃,个别达52℃,印度某金矿3000m时地温达70℃;⑥矿山深部开采诱发突水的几率增大,突水事故趋于严重;⑦井筒破裂加剧;⑧煤自燃发火、矿井火灾及瓦斯爆炸加剧。

此外,深部开采对地表环境也往往造成严重损害。

在分析和探讨目前和今后必然面临的许多科学技术的重大问题时,他指出深部岩石所处的环境可概括为“三高”,即高围压、高温度和高孔隙压力,并具有极强的时间效应,这样的环境下,岩石的力学性质与浅部岩石的力学性质有很大的不同。

强调深部开采中主要在3个方面面临科学问题:①岩石力学基础科学问题;②重大灾害机理、预测和控制的科学问题;③深部开采的理论与关键技术。

中国科学院地质与地球物理研究所王思敬院士做了“高地应力与深部矿山开采的工程地质力学问题探讨”的评述报告。

他从地应力的时效性、地应力的深部变化和预测、深采工程灾害和安全对策探讨、重大地质工程安全的方法论等方面深入讨论了工程地质力学发展中的最新进展和新的科学理念。

测量得到的应力是否是全应力?现在测得的应力将来会有何种变化?他认为,这两个问题仍需认真对待,强调要关注并最终解决“地应力时间预测模式”和“地应力释放的时间预测模式”两大难题。

3 高应力下深部资源开采与地下工程的关键科学技术问题本次会议旨在以“高应力下深部资源开采与地下工程”为核心目标,从三维、系统、多元的研究思路出发,紧紧围绕会议的4个中心议题,深入探讨深部开采中岩石的力学特性与行为,深部岩层复杂构造和诱发工程灾害源点的精细探测理论与技术,深部矿山开采中的支护理论和灾害预防技术,高应力下岩层固、液、气相耦合作用及动力灾害发生机理、过程及防治措施等问题,以把握我国深部资源开采和地下工程的科学技术的发展趋势,抓住可能的发展机会。

会议针对以下4个关键科学技术领域进行了学术交流:①深部岩层强度、结构及深部开发过程中上覆岩层运动破坏规律;②深部开采与工程中复杂构成及应力应变探测原理和方法;③采场和地下工程稳定性的动力学特征和动态信息设计理念;④岩层固、液、气相耦合及动力灾害发生机理、过程和防治措施。

中国矿业大学钱鸣高院士做了题为“深部采动岩体中的关键层错动对冲击地压和突水等灾害的影响”的评述报告。

在探讨关键层的定义与判别时,他着重指出:深部高应力来自两个方面:①原岩应力绝对升高;②开挖应力与原岩应力叠加,更易集中,称其为采动应力集中。

他指出,采动岩体中的关键层理论是解开岩体运动全过程的一种科学方法和途径,必须深入研究“采动岩体中的关键层运动对深部692 地球科学进展 第17卷资源开采的影响。

中国煤田地质总局研究院勾精为教授做了“深部复杂构造地震成像及应力探测原理”的评述报告。

他通过几个较为成功的实例探讨了精确确定深部小断层的三维地震偏移方法,介绍了地震成像技术的应用进展和发展前景,指出该方法可为探测深部复杂构造提供较为可靠的技术手段。

中国地质大学(北京)何满潮教授在题为“深部巷道围岩动力学特征及其动态设计原则”的评述报告中指出,岩爆是世界范围内煤矿及岩石工程遇到的最严重的自然灾害之一,是目前国际深部采矿工程和岩石工程中迫切需要解决的难题,认为目前最适合用于深部围岩稳定支护的是关键部位耦合支护理论。

古德生院士在题为“金属矿床深部开采中的科学问题”的评述报告中,强调应当关注金属矿床深部开采中可能面临的以下科学问题:①深井高应力矿岩的岩爆控制;②深井高应力矿岩的碎裂诱变;③深井开采中的高温环境与控制。

④深井采矿模式与采矿系统优化;⑤深井低品位矿床无废开采技术。

古德生强调深井开采是一项涉及多学科的复杂工程,也是关系到未来10~30年矿业能否可持续发展的社会工程,希望引起国家的重视。

煤炭科学研究总院张玉卓研究员、北京科技大学蔡美峰教授、中国矿业大学(北京)张瑞新教授、中国科学院武汉岩土力学研究所冯夏庭研究员、东北大学唐春安教授、中南大学李夕兵教授等还分别做了题为“深部资源开发造成的上部岩层移动与破坏规律”、“原位地应力测量的原理和方法”、“深部资源开发的虚拟现实技术”、“地下工程中的几个关键岩石力学问题”、“深部开采中的岩爆问题”以及“深井坚硬矿岩开采中高应力的灾害控制与碎裂诱变”的专题报告。

4 未雨绸缪及早动手加强基础科学问题研究在评述报告和专题发言的框架基础上,会议执行主席主持并组织与会专家学者对深部资源开采和地下工程的发展趋势以及面临的重大基础性、前瞻性和战略性科学问题进行了广泛的交流与探讨,取得重要共识。

411 从国情及未来发展出发,我国必须审时度势,未雨绸缪我国是发展中国家,正处于国民经济高速持续发展时期,依靠国外的能源保障和矿产资源的持续供应是不可想象的。

因此,深部资源的开发和利用不仅是必然的世界性的发展趋势,而且将成为21世纪我国最经济、最有效的能源和矿产资源保障措施。

要改变原有以向自然索取为唯一目标陈旧思维定势,建立索取资源、保护环境、防治灾害、以人为本的全新理念,创新性地加强并及早开展基础科学问题、技术方法应用的多方位研究。

412 几个关键词的初步界定,若干问题取得共识关于深部的定义:有专家提出以岩爆发生频率明显增加来界定,也有专家认为应以围岩达到岩石的强度来界定。

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