煤矿深部开采相关灾害问题及应对措施的探讨

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大型矿山开采重难点分析及预防措施

大型矿山开采重难点分析及预防措施

大型矿山开采重难点分析及预防措施1. 引言本文旨在对大型矿山开采的重难点进行分析,并提出相应的预防措施。

矿山开采是一个涉及多个环节和领域的复杂过程,其开展过程中常常面临许多技术和管理上的难题。

通过深入分析这些重难点,我们可以更有效地解决问题,确保矿山开采的安全和可持续性。

2. 分析2.1 地质条件复杂大型矿山开采常常面临地质条件复杂的问题。

地下地质结构的不稳定性可能导致塌方、地震等自然灾害发生,对人员和设备造成威胁。

此外,地下水位的变化也可能导致开采过程中涌水、积水等问题的出现。

2.2 安全生产管理存在挑战大型矿山开采涉及大量的人员和设备,安全生产管理是一个重要的难点。

有效监控和管理开采过程中的风险,确保人员和设备的安全,是矿山开采过程中的一项艰巨任务。

此外,员工培训和意识教育的不足也可能对安全生产造成影响。

2.3 环境保护压力增大矿山开采对周围环境的影响也是一个重要的难点。

开采过程中产生的废水、废渣等污染物可能对土壤、水体和大气造成污染,对生态环境造成破坏。

同时,矿山开采可能导致资源的过度开采和破坏,对可持续发展带来挑战。

3. 预防措施3.1 地质条件复杂的预防措施在矿山开采前,应进行充分的地质勘探和评估,了解地质结构和地下水位的情况,以制定合适的开采方案。

在开采过程中,要加强监测和预警,采取有效的支护和排水措施,防止地质灾害的发生。

3.2 加强安全生产管理建立科学的安全生产管理体系,制定详细的安全操作规程,强化事故应急预案和演练。

加强人员培训和意识教育,提高员工对安全风险的认识和应对能力。

加强设备的维护和管理,确保设备的安全可靠运行。

3.3 强化环境保护措施在矿山开采过程中,要严格执行环境保护法律法规,合理规划矿山开采布局,减少对环境的影响。

采取有效的治污措施,对废水、废渣等污染物进行处理和处置。

推动绿色矿山的发展,促进矿山开采与环境保护的协调发展。

4. 结论大型矿山开采面临的重难点包括地质条件复杂、安全生产管理困难和环境保护压力增大。

浅谈煤矿深度开采中存在的问题与对策

浅谈煤矿深度开采中存在的问题与对策

浅谈煤矿深度开采中存在的问题与对策摘要: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。

基于此,本文就针对煤矿深度开采中存在的问题进行分析,同时提出相应的解决对策。

关键词:煤矿;深度开采;存在问题;对策分析1 煤矿按开采深度分类目前,国际上主要以开采深度作为煤矿分类的主要标准,现有煤矿深度分类主要以俄罗斯、德国及波兰等国标准为主。

俄国煤矿分类较为简单,主要有两种:首先是深度在0.7km至1.0km的煤矿,即为深矿井。

由于受地形地貌影响,俄国大部分地区煤矿开采地质层较为稳定,因而深矿井开采技术含量要求也相对较低。

而深度在1.0km至1.5km矿井,则为大深度矿井,需要在掌握相关开采技术后,方可进行下一步的开采工作。

德国煤炭资源较少,但煤矿开采技术相对成熟,通常1.4km深度范围内的矿井即为一级矿井开采标准,1.5km~2.0km矿井,则属于二级矿井开采标准,由此看出,二级矿井开采难度较高,属于高技术矿井开采范围。

波兰在矿井开采深度分类方面,将0.8km作为矿井开采的分界点,以便于对矿井种类的划分与整理。

当前,国际上尚未有统一的矿井开采深度分类标准,仅将矿井开采技术相对成熟的国家标准,作为矿井开采深度的衡量依据。

我国在矿井深度分类方面,也对相关标准做过研究与探讨,但受地质条件影响,我国矿井开采难度相对较大。

以矿井开采深度作为衡量标准难以有效的开展矿井开采工作,因而我国仅将矿井深度作为矿井分类的衡量标准之一,但并不能对矿井的分类起到主要的影响作用。

在矿井分类方面,矿层的倾斜度与煤矿资源的储备方式,均是煤矿分类需要考虑的主要因素。

通过长期的研究与探讨,我国主要将矿井种类分为五类。

但需要在经过对数据的分析与整理后,方可给出详细的煤矿种类分配方式。

煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策探究

煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策探究

煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策探究摘要:煤炭资源有着较广的用处,在冬季取暖时,需求使用很多的煤炭,而煤炭资源是一种不可再生的资源,跟着煤炭公司的不断发展,对煤炭的挖掘量越来越大,一些浅部的煤矿越来越少,挖掘的难度在不断加大,在对深部煤矿进行挖掘时,遭到技能的约束,煤矿公司存在较多的技能难题,这影响了挖掘的功率,而且增加了挖掘的成本。

因为采矿的环境对比恶劣,采矿人员假如缺少工作经验,而且操作不行标准,很容易形成安全隐患,为了解决技能难点,有关技能人员有必要拟定出科学合理的挖掘计划。

关键词:煤矿深部开采;主要技术;问题及对策1 深部矿井灾害主要影响因素1.1 基本地质力学特性对灾害的影响1)高地压跟着矿区挖掘深度的添加,原岩应力和结构应力不断升高。

跟着煤层埋深增大,关于泥岩、页岩等强度低的围岩,在上覆岩层重力效果下,会产生塑形变形;在浅部呈现中硬岩变形损坏特征的工程岩体,进入深部后转化为高应力软岩,表现出大变形、高应力和难支护的软岩特征。

深部岩体具有的大变形和强流变特性,常致使巷道顶板下沉和两帮移近明显,底鼓严峻,巷道保护好不容易。

3)高水压。

跟着采深添加,地下水浸透压力相应增大。

浅部挖掘中,矿井水首要来历是第四系含水层或地表水经过采动裂隙网络进人采场和巷道,水压小,渗水通道规模大。

但跟着采深加大,承压水位高,水头压力增大,在高地应力和水压力长期效果下,深部巷道围岩变形损坏严峻,围岩有效隔水层厚度下降,加上采掘扰动构成断层裂隙活化,而构成渗流通道相对会集,矿井涌水通道规模窄。

4)高瓦斯随着瓦斯压力增大,煤吸附的瓦斯量添加,从而使煤层瓦斯含量增大,瓦斯含量递加的均匀梯度可折算为1m3/[t?(52~75m)。

因为遭到深部高应力的效果,煤层内瓦斯气体紧缩到达最高峰,煤岩体内就会集合许多的气体能量。

然后在采掘扰动的效果下,紧缩气体剧烈开释,形成工作面或巷道的煤岩层突然被破坏易致使煤与瓦斯杰出。

另外,比较于浅部采空区,深部采空区的瓦斯含量明显增大。

煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策

煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策

煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策摘要:随着我国经济的持续高速发展,对能源的需要也不断加大,我国煤炭产业在近几年的产量也成倍增加。

但不可否认的一点是我国煤矿开采特别是深部开采面临着许多技术难题,导致我国煤炭开采效率一直低下,而且矿难频发。

针对这些问题,笔者根据自己的切身经验,并认真分析了煤炭深部开采所面临的一些问题,提出了自己的一些对策和建议。

关键词:煤矿,深部开采,技术问题,对策近年来,我国经济持续高速发展,国家对能源的需求十分旺盛,我国煤炭产业的产量在最近几年也是成倍增加,这些都直接导致煤矿矿井开采深度不断加大,特别是部分老矿井,由于浅部的煤矿已经采集完毕,仅剩较深的煤矿资源,这给开采带来了难题。

不仅是煤矿资源开采的成本大大增加,而且随着开采深度的加大,采矿的环境也变的十分恶劣,给煤矿的安全生产带来了极大的挑战。

因此系统的研究煤矿深部开采的技术难题,并提出科学的对策,具有十分重要的意义。

一、煤矿深部开采面临的技术难题(一) 巷道周围的岩石变形1、随着矿井深度的加大,地应力也明显增加,矿井巷道的应力也有提升,在浅部开采时表现坚硬的岩石,在深部由于应力作用表现出软化和扩容等特征,坚硬的岩石变成了“软岩”,此外由于岩体的强度不够,很容易被破坏,据相关统计,煤矿深部矿井巷道的返修率高达85%左右,这不仅加大了矿井巷道的维护维修成本,同时还为矿井的生产埋下了重大安全隐患。

2、岩性影响矿井巷道的稳定性。

在矿井浅部,岩石岩性的差距不大,因此在选择巷道位置时,主要因素不是岩性,在同一个矿井巷道中,可利用相同的支撑方式就可以较长时间保证巷道完整;但是,到了矿井深部,这种情况就发生变化了,同一深度不同位置岩性也会有较大的差异,此时岩性要作为矿井巷道选择时的重要因素,对于同一矿井巷道岩性不同的区域需要采取不同的支撑方法,这为矿井巷道的支撑维护提出了更大的挑战,也使成本大大提高。

3、矿井巷道挖掘后发生变形。

在煤矿深部巷道挖掘时,巷道很难稳定,容易出现变形,此外当支撑措施不合理时,其变形程度可能会导致巷道完全封闭。

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

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。

地下矿山灾害及防治技术(三篇)

地下矿山灾害及防治技术(三篇)

地下矿山灾害及防治技术地下矿山灾害是指在地下矿井开采过程中可能发生的各种事故和灾害,如瓦斯爆炸、煤尘爆炸、顶板坍塌、矿井水灾等。

这些灾害会导致人员伤亡、矿井设备损坏、采矿生产受阻,甚至导致整个矿井的关闭。

为了防止和减少地下矿山灾害的发生,矿山防治技术必不可少。

本文将介绍一些地下矿山灾害及其防治技术。

1. 瓦斯爆炸瓦斯爆炸是地下矿山中常见的灾害之一。

煤矿瓦斯主要由甲烷组成,是一种易燃气体。

当煤矿中的瓦斯浓度超过特定范围时,一旦遇到火源,就会发生爆炸。

为了防止瓦斯爆炸,可以采取以下技术措施:- 排瓦斯技术:通过排放瓦斯,减少煤矿中瓦斯浓度,降低爆炸风险。

- 通风技术:合理设计和管理矿井通风系统,保证矿井中空气流通,有效控制瓦斯浓度。

- 火源控制技术:采取防火措施,减少火源的发生和存在,如使用防爆设备、加强火源管理等。

2. 煤尘爆炸煤尘爆炸是地下矿山中的另一种常见灾害。

煤尘是煤矿生产过程中产生的颗粒状固体物质,具有易燃性和爆炸性。

当煤尘浓度达到一定程度,遇到火源时,就会发生爆炸。

为了防止煤尘爆炸,可以采取以下技术措施:- 煤尘控制技术:通过湿式喷雾等方法控制煤尘的扬尘和积尘,减少煤尘的堆积和浓度。

- 防火技术:加强火源管理,使用防爆设备,如防爆电器、防爆灯具等。

- 标记技术:在矿井中设置标记,提示工人注意防火和防尘。

3. 顶板坍塌顶板坍塌是地下矿山中常见的顶板事故之一,出现顶板坍塌会对矿山施工和人员安全造成重大威胁。

为了防治顶板坍塌,可以采取以下技术措施:- 采用支护技术:采用支护技术对矿井顶板进行支撑和加固,如锚杆支护、拱形支护等。

- 顶板预紧技术:通过预紧顶板,提前消除顶板变形和裂缝,减少顶板坍塌风险。

- 顶板监测技术:采用顶板监测设备对顶板进行实时监测,及时发现顶板变形和裂缝的迹象,做出相应的处理。

4. 矿井水灾矿井水灾是地下矿山中最常见的灾害之一,当矿井中的地下水突然涌入,会造成矿井的淹水和倒塌。

浅析煤矿开采技术存在的问题及解决措施

浅析煤矿开采技术存在的问题及解决措施

浅析煤矿开采技术存在的问题及解决措施煤炭是我国最主要的能源资源,但在开采过程中,存在着许多问题,需要不断探索和解决。

本文将就煤矿开采技术存在的问题及解决措施进行浅析。

1. 煤层瓦斯爆炸事故频繁发生。

在煤矿开采过程中,会释放大量的瓦斯,当瓦斯浓度达到一定比例时,很容易引发煤层瓦斯爆炸事故。

2. 矿井深度加深,强降水矿压、地质灾害风险增大。

随着煤矿和矿井深度的不断加深,矿压和地质灾害的压力也越来越大,这对煤矿开采人员的生命安全和煤矿的正常生产都构成了一定的威胁。

3. 煤炭资源的质量下降,难以满足社会能源需求。

由于长期的采矿,许多煤炭矿藏的脉石被耗尽,剩余的煤炭资源质量下降,越来越难以满足社会对能源的需求,这也成为煤矿开采技术面临的挑战。

4. 煤矿开采对环境产生污染。

由于煤炭矿山的开采过程中会释放大量的粉尘和废水,这会对环境产生严重的污染。

同时,煤炭的燃烧也会产生大量的二氧化碳,进一步加速气候变化。

1. 煤矿安全检测技术的完善。

为防止瓦斯爆炸事故的发生,煤矿应该增强对瓦斯的监测和检测,加强瓦斯抽采系统的完善,及时排放瓦斯,保证矿井内部的安全环境。

2. 提高矿区地质环境管理能力。

我们应该通过多元化的投入和创新技术,提高煤矿开采中的岩石力学、井下水文地质、岩体应力等方面的研究,进而扩大地质环境管理的能力。

3. 强化全流程的煤炭资源管理。

应该采取技术手段降低采矿的损失率,如采用后期采运设备,避免淘掉好煤。

同样,通过采取环境管理手段来降低生产落后的煤矿对周边环境的污染,发展高效低减排的清洁能源等,这样我们可以在资源开发过程中同时考虑环境和经济发展。

4. 采取先进的清洁煤技术。

煤炭燃烧时会产生大量的二氧化碳,目前的清洁煤技术可以有效减少煤的二氧化碳排放量,同时可以提高煤的效益,保证能源的安全稳定。

如,增加粉煤灰循环利用的比率,优化废水处理技术等等。

总之,煤矿开采技术面临的问题是众多而且严峻的,但我们可以通过多种技术途径和管理措施,提高煤矿开采的安全性和效率性,实现资源开发的可持续性,同时保障煤炭资源的可用性以及环境的可持续性,为可持续发展做出有积极作用。

地下开采矿山深部开采存在的问题及解决措施

地下开采矿山深部开采存在的问题及解决措施

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。

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煤矿深部开采相关灾害问题及应对措施的探讨摘要:随着煤炭资源的开采向深部延伸,部分矿井已经出现或将出现高温、高突、高地应力、高岩溶水压、高瓦斯等灾害问题。

结合深部地质灾害的特点,本文提出了一些深部开采出现的问题以及应对这些问题所采取的措施。

abstract: with the deep extensions of mining of coalresources, part of mine has been or will appear hightemperature, high axon, high geostress, high karst waterpressure, high gas. according to the characteristics of deepgeological disasters, this paper puts forward the problemsin deep mining and measures to deal with these problems.关键词:深部开采;五高;灾害;应对措施key words: deep mining;five “high”;disasters;measures中图分类号:td1 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2012)11-0295-021 我国煤矿开采现状1.1 开采深度据预测,我国已探明的煤炭总储量中有65%以上的煤炭埋深在1000m以下,随着采煤机械化程度的提高,我国煤矿目前正以每10年100~300m的速度向下延深。

预计在未来10年,很多煤矿的开采深度将达1000~1200m。

1.2 高温地温是指煤矿井下岩层的温度。

一般情况下,地温随开采深度的增加而增加。

地温决定着井下采掘工作面的环境温度,即矿井温度。

矿井深度的变化,使空气受到的压力状态也随之而改变。

当风流沿井巷向下流动时,空气的压力值增大,空气的压缩会出现放热,从而使矿井温度升高。

根据测量,越往地下深处,地温越高,这一指标由地热梯度来表现。

近地表处的地热梯度则因地而异,一般为每千米20~50℃不等,平均地热梯度是每千米25℃,大于这个数字的为地热梯度异常区,如断层附近或导热率高的异常局部地区,地温梯度可高达200℃/km。

地温值大小与所在地区的大地热流量成正比,与热流所经岩体的热导率成反比。

因此,地热梯度的区域性变化可能来源于热流量的变化,也可能来源于近地表岩体的热导率的变化。

总得来看,在整个地球内部地温梯度是随深度的增加逐渐降低,但岩层温度是随深度的增加而增大。

随着矿井向深部开采,井下作业环境条件在逐步恶化,岩层温度将达到摄氏几十度。

由于缺乏技术、资金等问题,许多矿井热害治理仍然在靠通风、洒水等简单的物理降温方法进行降温。

1.3 高瓦斯我国所有煤矿均为瓦斯矿井。

大中型煤矿中,高瓦斯矿井占20.34%,突出矿井占19.77%。

小型煤矿中,高瓦斯矿井占15%左右,随着开采深度的不断增加,机械化程度的不断提高,开采强度的不断增强,瓦斯涌出量还会进一步增大。

因此造成的瓦斯灾害事故频繁发生。

近年来,由于瓦斯突出和爆炸引起的死亡10人以上的煤矿事故有70%出现在开采深度600m以下的矿区。

同时,我国原始煤层瓦斯含量大,瓦斯涌出强度高,瓦斯压力也随着煤矿开采深度的增加而加大,若煤层的原始透气性差,抽放瓦斯将更加困难。

另一方面,深部煤层处于较高的温度环境下,更易引起煤层的自燃发火,触发矿井火灾和瓦斯爆炸事故的发生。

1.4 高突随着煤矿开采深度的增加,地压增强,以及煤层瓦斯压力大、含量高、煤质松软、透气性低,煤层瓦斯不易在采前抽采,导致在掘进、回采过程中瓦斯放散量大、放散速度快,再加上开采煤层地质条件复杂,发生高强度的煤与瓦斯突出灾害日趋严重。

上个世纪80年代,南桐矿务局开采深度200-630m,平均开采深度380m,瓦斯压力1.5-6.0mpa;淮南矿务局开采深度340-570m,平均开采深度490m,瓦斯压力1.8-3.6mpa。

目前,南桐矿务局开采深度已达到650-1100m,平均开采深度875m,瓦斯压力5.0-10.0mpa,所开采煤层已大部分成为强突出危险煤层;淮南矿业集团开采深度增加到600-1000m,平均开采深度达到800m,瓦斯压力4.2-5.6mpa,现有9对生产矿井全部为煤与瓦斯突出矿井,开采的煤层80%已升级为突出煤层,原来无突出危险的保护层也已升级为突危险煤层。

1.5 高水压进入深部以后,随着地应力及地温升高,同时会伴随岩层水压的升高。

据实测,在采深大于1000m后,其岩溶水的水压高达7mpa以上,而且随着穿过的含水层增多,水量也会大大增加。

矿井岩溶水压的升高和涌水量的增加,使得矿井突水灾害更为严重。

1.6 高地应力地壳内各点的应力状态不尽相同,并且应力随(地表以下)深度的增加而线性地增加。

进入深部开采以后,仅重力引起的垂直原岩应力通常就超过工程岩体的抗压强度(>20mpa),而由于工程开挖所引起的水平应力集中则远大于工程岩体的强度(>40mpa),由此造成矿井的高地应力。

高地应力会引起矿井围岩、支护变形和破坏,并引起矿井动力现象,是诱发冲击地压、岩爆、煤与瓦斯突出等事故灾害的主要因素之一。

据山东科技大学用原位测量原理于2007年在赵楼煤矿(当时此矿采深已达到1000m)所作的地应力实测报告显示,水平地应力已经达到36.4mpa,并会随着采深加大而增大。

2 现状所带来的问题2.1 井下温度升高、作业环境恶化在深部开采条件下,岩层温度将达到摄氏几十度的高温,如目前我国国有重点煤矿中有70多处矿井的采掘工作面温度超过26℃,其中有30多处矿井超过30℃,最高达37℃,这些热害问题突出的矿井有平项山八矿、新汶协庄矿及徐州三河尖矿等。

由于井下工作面温度升高,造成井下工人身体不适、注意力分散、劳动率减低,甚至无法工作。

同时,井下温度的升高也缩短了煤层自燃发火周期,增大了煤层自燃的危险性。

2.2 高瓦斯矿井数量增加瓦斯和水害是造成煤矿重特大事故的主要元凶,而相比于透水,瓦斯爆炸时间短、威力大、有毒有害气体多,损失更为惨重。

随着煤矿开采深度增加,我国煤矿开采深度平均每年将增加10至20米,煤矿相对瓦斯涌出量平均每年增加1立方米/吨,很多低瓦斯矿井也升级为高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井,预计在未来10年内,我国的高瓦斯矿井将占到全国煤矿总数的二分之一以上。

2008年以来,通过政府部门加强监管,强力推进瓦斯综合防治各项措施的落实,提升企业装备水平,使煤矿瓦斯事故逐年同比明显下降。

如2010年全国煤矿瓦斯事故起数和死亡人数同比分别下降7.6%和17.5%,其中,特别重大瓦斯事故起数和死亡人数同比分别下降50%和70.9%。

但是目前仍有一些煤矿企业的瓦斯综合治理技术相对落后,防治措施落实不到位,使得瓦斯灾害事故仍然占到煤矿事故的53.8%以上,并且由于开采深度的增加,也给事故救援增加了难度。

2.3 突出矿井数量增加随着我国煤矿开采深度的增加,开采强度的不断增大,煤与瓦斯突出的危险性也在增加,突出危险区域也在扩大,部分原无突出危险的煤矿也开始出现动力现象,部分不是突出矿井的煤矿也不得不按突出煤矿管理。

据统计,截止1999年底,我国大中型煤矿中共有突出矿井104处,而至2008年底,煤与瓦斯突出矿井已达到754处。

随着突出矿井数量的增多,煤与瓦斯突出事故也呈逐渐增多趋势,而且现阶段世界上也没有彻底把煤与瓦斯突出的机理完全掌握,同样的防治措施在不同的矿井、不同的地质条件下,取得的效果也不尽相同,使得突出灾害不能彻底杜绝,同时也增加了矿井生产成本。

2.4 透水(突水)事故趋于严重透水(突水)是造成煤矿重大人员伤亡和财产损失的主要原因之一。

自1984年6月2日河北开滦矿务局范各庄矿发生井下岩溶陷落柱特大突水灾害以来,先后在淮北杨庄矿、义马新安矿、峰峰梧桐矿、皖北任楼矿、徐州张集矿又相继发生特大型奥灰岩岩溶突水淹井事故,近年来又发生了内蒙古神华乌海能源公司骆驼山煤矿特大奥陶纪灰岩层透水事故和山西华晋公司王家岭煤矿特大透水事故。

这些事故都造成了极大的人员伤亡和经济损失。

2.5 矿压显现剧烈,岩爆频率和强度均明显增加有关统计资料表明,岩爆多发生在强度高、厚度大的坚硬岩(煤)层中,主要影响因素包括煤层顶底板条件、原岩应力、埋深、煤层物理力学特性、厚度及倾角等。

目前的统计资料显示,尽管在极浅的硬煤层中(深度小于100m,有的甚至在30~50m)也有发生岩爆的记载,但总的来看,岩爆与采深有密切关系,即随着开采深度的增加,岩爆的发生次数、强度和规模也会随之上升。

随着采深的增加,矿压特征愈发明显,如巷道围岩变形加快、变形量增大,巷道周围变形范围扩大。

有些矿井表现为巷道从正常使用期间维护困难到掘进期间就困难,并致使有些矿井巷道刚掘进完成后就废弃,即使未废弃,巷道的长期维护费用也会造成企业的额外负担。

据煤炭行业的有关资料表明,近10年巷道支护成本增加了114倍,巷道翻修量占整个巷道掘进量的40%。

另外,浅部围岩在临近破坏时往往出现加速变形的现象,工程技术人员常常根据这一现象进行破坏之前的预测预报,且浅部围岩的破坏一般发生在局部范围内,而深部围岩在破坏之前几乎处于不变形状态,破坏前兆非常不明显,使破坏预测预报十分困难,从而造成深部围岩的破坏往往是大面积的,并具有区域性。

如巷道大面积的冒顶、垮落、底鼓等。

3 现有研究相关理论及采取措施3.1 地热防治针对矿井地温问题,一般降温措施一是改变通风系统,缩短工作面的入风流程,将常用的u型通风系统改为y型或w型;二是在进风巷隔离或减少矿井热源;三是选择适宜的开采顺序,如采用采区掘进前进式、工作面回采后退式,缩短工作面距离等;四是安装矿井空调制冷设备降温。

国内第一套集中式矿井降温系统是山东菏泽赵楼矿的井下降温系统,该降温系统从德国引进。

我国在20世纪70年代就曾研制过压气引射器和涡流管制冷装置。

1993年7月,平顶山矿务局科研所和原中国航空工业总公司联合研制成kkl101矿用无氟空气制冷机,用于防治煤矿井下地热问题。

近年来,矿井空调调节系统渐趋成熟,这是以后深井防治地热主要方向。

3.2 瓦斯防治瓦斯防治除通常采用加大风量、提高风速外,还有开采上部或下部解放层释放瓦斯;采取抽放瓦斯措施并对瓦斯加以利用;采取煤层注水用以改变煤的物理力学性质,降低瓦斯应力。

对于开采深度较大瓦斯涌出量大的矿井,可以改变通常的u型通风系统为y型、z型及w型通风系统,除了可以有效冲淡瓦斯、减小风速、避免瓦斯积聚、降低工作面温度外,还可以减少含尘量,有利于提高安全生产水平。

针对“u”形通风方式的弊病,《深部开采区导水断水层防水煤柱合理留设探析》中提出“j+e”型混合通风方式并投入使用,有效解决了高瓦斯综放工作面瓦斯涌出量较大和上隅角瓦斯积聚的问题,保证了高产高效工作面的安全生产。

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