深部开采地压控制的研究_潘立友

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

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

储层岩石力学概述

储层岩石力学概述 发表时间：2019-09-11T14:30:47.063Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：王祥程 [导读] 摘要：岩石力学是一门边缘交叉学科，它与工程实践密切联系而得到发展。 成都理工大学能源学院 610059 摘要：岩石力学是一门边缘交叉学科，它与工程实践密切联系而得到发展。深入了解研究岩石力学的性质和相关参数对于工程上的开发具有十分重要的作用。 关键词：岩石力学；石油工程；研究方法 1. 岩石力学的概述 岩石包括组成岩石的固体骨架、孔隙、裂缝以及其中的流体，因此岩石力学往往会应用到弹性力学、塑性力学、流体力学、渗流力学等力学学科的诸多理论方法。岩石的性质几乎牵涉到所有力学分支，岩石力学的研究是各种力学理论的综合运用。不同岩石力学问题的研究，可能包括瞬时变形运动，也可能包含与地质演化时间相关的长期变形运动。 岩石力学是力学的一部分。岩石材料赋存于地下，其力学性质难于直接测试和观察，而若将其取至地面进行测试则岩石的力学性质往往发生了较大的变化，加之岩石中的流体存在于裂隙或孔隙之中，与岩石骨架相互作用，使岩石的受力情况更加复杂。 2.岩石力学的研究方法 岩石力学是一门边缘交叉学科，它与工程实践密切联系而得到发展。岩石具有特殊的固体介质力学特性，这个特殊的力学性质与它所处的环境有关，如天然岩石所处应力状态一般称为岩石的初始应力状态。在岩石受到工程活动扰动后，岩体的应力出现了变化，这时岩石所处的应力状态称为次生应力状态。此时将岩石力学和工程地质相结合进行研究是十分重要和必要的。对于节理岩体，特别需要了解岩体结构面的分布、网络特性、岩体结构类型，才能进行岩体的数值模拟和分析。 一般而言，岩石力学的研究方法可分为如下四大类： (1)地质研究方法：对岩体进行地质方面的研究始终是岩石力学研究的基础，在整个岩石工程过程中，地质性质的研究应当列在第一位。①岩石岩相、盐层特征的研究，如软弱岩体的成分、可溶盐类、含水蚀变矿物、不抗风化岩体成分以及原生结构。②岩体结构的地质特性研究，如断续结构面的几何特征、岩体力学特征、软弱面的充填物及地质特性。③赋存地质环境的研究，如地应力的成因、地下水分布与化学特征以及地质构造对环境的影响。 (2)物理力学研究方法：①岩体结构的探测，应用地球物理化学方法和技术来探查各种结构面的力学特征和化学特征。②地质环境的物理性质分析与测量，如地应力的形成机制及分布、地质环境中热力与水力存在的性状、水化学的分布特征，应用大规模地质构造层析技术、地质雷达探测技术确定岩体构造。③岩体物理力学性质的测定，如岩块力学特性的室内试验、原位岩体的力学性质测试、钻孔测试、工程变形监测、位移反分析等。主要运用的手段是基于震动的动态测试，如超声波测试、地震波测试、电磁波测试、计算机层析方法(CT)测试。这些测试利用岩体的波动特性，来研究岩体的力学特性。 (3)数学力学分析方法：岩石力学的研究，除了以上地质方法、物理力学方法的研究外，还要进行数学力学方法研究，从而构成岩石力学的理论基础，包括：①岩石本构关系的研究-对岩石进行宏观到细观甚至微观的力学特性研究。②数值分析方法。由于计算机计算性能的发展，岩石力学的数值分析方法得到了大力发展。在数值分析方法方面，由岩体连续力学发展到非连续力学，出现了离散元法(DEN)和不连续变形分析法(DDA)、流形法(BEM)、无单元法(EFM)和快速拉格朗日法(FLAC)。③多元统计和随机分析。这两种方法可以深人地研究因岩体介质的随机分布特性而造成传统方法难以解决的问题。④物理和数值模拟仿真分析。 (4)整体综合分析法：就整个工程进行多种分析的方法，并以系统工程为基础的综合分析。 3.石油工程岩石力学研究对象及特点 石油工程岩石力学所研究的，所涉及的地层深度大多在8000m范围内，研究对象主要是沉积岩层，岩石处于较高的围压、温度和孔院压力作用下其性质已完全不同于浅部地层，它可能经过脆-塑性转变成塑性，也可能由于高孔院压力的作用呈现脆性破坏。 (1)石油工程岩石力学所涉及的围压可达200MPa。非均匀的原地应力场形成了地层之间的围压，若垂向应力源于地层自重，那么应力梯度平均为0.023MPa/m，多数地区最大水平应力往往大于垂向应力，且两个水平地应力梯度的比值通常达到1.4~1.5以上。在山前构造带地区，不但地应力梯度高，最大和最小水平地应力的比值也很大。因此在研究地应力分布规律(包括数值大小及主方向)时，主要依靠水力压裂、岩石剩磁分析、地震和构造资料反演、测井资料解释等间接方法。 (2)石油工程岩石力学所涉及的温度可达250℃。一般的地温梯度是3℃/100m，高的可超过4℃/100m，具体的地温梯度往往需要实际测定。当温度超过150℃后，温度对岩石性质的影响将变得十分明显。 (3)石油工程岩石力学中所涉及到的孔隙和裂隙中的高压流体的孔隙压力可高达200MPa.一般情况下，常规的静水孔隙压力梯度为 0.00981MPa/m,但是异常高压可超过0.02MPa/m。 4.结束语 岩石力学是一门十分重要的，它涉及到了工程领域的各个行业。因此，正确理解学习岩石力学的理论知识以及探究其影响等具有十分重要的意义。 参考文献 [1]王路,徐亮,王瑞琮.岩石力学在石油工程中的应用[J].石化技术,2017, 24(3)：157-157. [2]陈勉.我国深层岩石力学研究及在石油工程中的应用[J].岩石力学与工程学报,2003,23(14)：2455-2462. [3]杨永明,鞠杨,刘红彬,etal.孔隙结构特征及其对岩石力学性能的影响[J].岩石力学与工程学报,2009,28(10)：2031-2038. [4]陈新,杨强,何满潮,etal.考虑深部岩体各向异性强度的井壁稳定分析[J].岩石力学与工程学报,2005(16)：2882-2888. [5]陈德光,田军,王治中,etal.钻井岩石力学特性预测及应用系统的开发[J].石油钻采工艺,1995,17(5)：012-16. [6]王大勋,刘洪,韩松,etal.深部岩石力学与深井钻井技术研究[J].钻采工艺,2006,29(3)：6-10. [7]阎铁.深部井眼岩石力学分析及应用[D].2001. [8]陈新,杨强,何满潮,etal.考虑深部岩体各向异性强度的井壁稳定分析[J].岩石力学与工程学报,2005(16):2882-2888.

金属矿深部开采现状与发展战略

金属矿深部开采现状与发展战略 发表时间：2019-07-29T17:11:50.437Z 来源：《防护工程》2019年8期作者：杨天清 [导读] 综述了国内外金属矿山开采现状及研究进展，聚焦深部开采主要工程技术难题，从开采动力灾害预测防控、深井高温热害控制治理、深井提升，提出了解决我国深部开采难题的战略建议。 招金矿业股份有限公司夏甸金矿企审科 摘要：随着经济和科技水平的快速发展，在调研国内外众多金属矿山和收集大量相关文献的基础上，综述了国内外金属矿山开采现状及研究进展，聚焦深部开采主要工程技术难题，从开采动力灾害预测防控、深井高温热害控制治理、深井提升，提出了解决我国深部开采难题的战略建议。 关键词：深部开采；动力灾害；高温热害；深井提升；战略建议 引言 进入深部开采后，在高地应力的环境下首先要面临巷道变形、岩爆、塌方、冒顶、突水等开采动力灾害问题。其次，岩层温度随开采深度的增加逐步上升，严重影响工人作业和设备运转。此外，深部开采面临的地质情况复杂，提升高度的增加将加大提升难度，影响生产安全，因此深部开采对深井提升技术也有更高要求。鉴于此，本文作者对国内外金属矿山深部开采现状进行归纳总结，针对深部高地应力开采动力灾害预测防控、深井高温热害控制治理、深井提升等工程技术难题，从战略性的角度提出了解决深部开采难题的关键工程科技发展战略。 1深部开采主要技术难题 1.1高地应力引发的开采动力灾害 深部高地应力场引起岩爆、塌方、冒顶、突水等开采动力灾害，严重威胁深部开采安全。地应力随深度的增加以线性的速率增加。岩爆是采矿开挖引起的扰动能量在岩体中聚集和突然释放的过程。地应力越大，开采扰动能量越大，岩爆发生概率和震级越大。我国地下金属矿进入深部开采的时间较晚，上世纪进入深部开采的矿山很少，因此观测到岩爆的矿山很少，时间较晚，规模也不大。红透山铜矿20世纪80年代开采到400m时，就发生过轻微岩爆，开采深度达到700m后岩爆逐渐频繁发生，1999年发生了2次较强岩爆，破坏力相当于500-600kg（TNT当量）。冬瓜山铜矿1999年发生了较强岩爆，造成大量锚杆钢筋网破坏。 1.2深井开采中的高温环境与热害治理 地下岩层温度随着矿井开采深度的增大而升高。据统计，常温带以下，深度每增加100m，岩层温度一般将提高1.7-3.0℃左右。通常情况下，千米以上的深井，岩层温度将超过人体温度，如南非西部矿井，在深部3000m处，岩层温度最高可达80℃。目前，我国开采深度超过1000m的地下金属矿山已达16个，开采深度超过700m的地下金属矿山有100多处。据各地统计资料，开采深度超过700m的矿井的岩层温度大都超过35℃，有的接近40℃，最高的达到近50℃。如：安徽罗河铁矿，在700m的深度，东部测得的岩温值为38℃，西部为42℃；广西河池高峰锡矿700m深度达到40℃；山东三山岛金矿825m深度达到38.5℃；安徽庐江泥河铁矿870m深度达到40.9℃。这样的温度值远远超过我国《地下矿山安全规程》规定的“采掘工作面空气温度不得超过28℃”的标准。高温导致工作面条件严重恶化，给设备的安全运行、生产效率、工人的健康、劳动生产率等带来严重影响。当地下作业环境温度过高时，地下作业人员的注意力、判断和协调反应能力会降低，影响工人的工作效率，严重的将导致事故的发生。据统计资料，矿内环境气温超标1℃，工人作业劳动生产率会下降7%-10%。因此，必须采取有效的降温措施，井下工作面环境保持合理的温度和湿度，才能保证深部地下开采的正常开展。 1.3深井采矿的提升能力和提升安全问题 提升是采矿过程中与开挖同等重要的一个环节，随着开采深度增大，提升高度成倍增加，不但使生产效率大幅度下降、生产成本大幅度增加，而且对生产安全构成严重威胁。 2解决深部开采难题的关键工程科技发展战略 2.1深部开采动力灾害（岩爆）预测与防控 金属矿山深部开采动力灾害包括：岩爆、塌方、冒顶、突水等，以岩爆为重点。岩爆是在地应力的主导下发生的采矿动力灾害，是采矿开挖形成的扰动能量在围岩中聚集、演化和在围岩出现破裂等情况下突然释放的过程。地应力存在于地层中本处于自然平衡状态，开挖扰动引发地应力释放，形成“释放荷载”导致围岩变形和应力集中。当岩体中聚集的变形势能达到一定程度，在一定条件下突然释放产生冲击破坏，就形成了岩爆。岩爆研究历史已有大半个世纪，国内外学者提出了各种岩爆的理论和学说，但大多仍停留在探讨和经验阶段，至今没有形成对岩爆机理的准确认识和具有实用性的岩爆预测与防控技术。为了满足金属矿深部开采安全的要求，应在已有工作积累基础上，将岩爆研究重点从判据研究转移到预测与防控研究上来。岩爆发生必须具备两个必要条件：一是采矿岩体必须具有贮存高应变能的能力并且在发生破坏时具有较强冲击性；二是采场围岩必须有形成高应力集中和高应变能聚集的应力环境。因此，岩爆预测研究应与开采计划结合，从刚度、强度、能量、岩体损伤等多方面入手，定量分析定性预测。对于岩爆防控，首先改善采矿方法，优化开采布置、端面形态的方法，避免开采过程中应力过于集中，减少扰动能量聚集。其次，采用防治结合的支护方式，包括提前应力解除爆破，改善围岩的物理力学性质，喷、锚、格栅、钢架加固围岩等措施。综上所述，目前在岩爆诱发机理和预测理论上的研究已经取得重要进展，但在岩爆实时监测和精准预报方面还缺乏可靠技术，准确的岩爆实时预报，特别是准确的岩爆短期和临震预报还难以做到。对此应该在超前理论预测的基础上，除了采用传统的应力、位移、三维数字图像扫描（3GSM）、声波监测、微震监测等手段外，还需进一步研究新的探测技术和方法，精准监测深部开采过程中岩体能量聚集、演化、岩体破裂、损伤和能量动力释放的过程，为岩爆的实时预测预报提供可靠依据。 2.2深井降温与热害治理 我国对矿井降温技术的研究开始于20世纪60年代，1964年淮南九龙岗矿第一次使用了矿井局部制冷系统。目前国内外常见的深井降温技术可分为非人工制冷降温技术和人工制冷降温技术两类。非人工制冷降温包含热源隔离、预冷岩层、填充采空区等多种方法，但应用最多的是矿井通风系统。通过改进通风方式、提高通风能力，可以起到明显的降温效果。若将风流预冷后送入井下，通风降温效果会更好。但它的缺陷在于降温成本较高、降温能力小，如果矿井热害严重，很难满足需求。人工制冷降温技术是目前金属矿山应用较为广泛的降温

深部技术开采及发展趋势

采矿工程学科前沿与进展 ——深部技术开采及发展趋势 姓名： 班级：采矿1101班 学号：1111104007

深部技术开采及发展趋势 随着浅部资源的逐渐消耗殆尽，矿产资源开发向深部发展将成为一种趋势。根据矿床开采工作所面临的地压问题，可按开采深度将矿山分为以下几类。 开采深度小于300m，称浅井开采。在此深度内采矿时，一般地压显现不严重，即使发生地压活动，也属静压问题，易于处理。 开采深度300～800m，称为中深井开采。根据矿体赋存条件、矿岩的物理力学性质，在掘进或开采过程中，可能发生轻度岩爆，如岩石弹射等现象。 开采深度超过800m，为深井开采。在此深度内具有二类变形特征的岩石会发生频繁的岩爆，影响作业安全。 与浅井或中深井开采相比，深井(含超深井)开采这一特殊环境将带来一系列安全问题，主要包括岩爆(即在压力作用下，岩石发生爆裂的现象)、高温、采场闭合和地震活动等，其中尤以岩爆为丰要危害。 预计随着浅部资源町供开发量的减少，深部资源勘探技术发展获得更多深部可开采资源，这一比例将会呈逐步减小的趋势。当代露天采矿工艺的技术发展趋势是开采工艺的综合化。采剥工艺的选择，贵在因地制宜。对于范围广阔、能力巨大的大型矿山，针对不同开采深度、不同地段、不同开采对象的特点，采用不同开采工艺，并组成综合工艺，以实现优化开采效果，已成为现代露天矿山的发展趋势。将机械化、自动化、通信、计算机及优化理论等多学科交叉应用，通过研究、开发，实现露天开采生产的自动调度，生产计划和过程的优化，开拓运输系统和采装系统的优化将是露天开采常用的计划、生产管理手段；在未来几年，数字矿山技术将会得到普及。2.2 地下开采工艺地下开采虽然产量比例小，但数量多，西方国家有地下矿 365 座(2002 年数据)，其中多为小型但却高效的矿山。尽管如此，许多地下矿山十分巨大并装备有非常精致的设备和较高的自动化水平。对传统主要采矿方法的不断改进是地下开采工艺的发展趋势。如大间距集中化无底柱参数的进一步扩展，充填采矿技术中新的充填材料和充填工艺的研究，自然崩落法技术的完善与应用范围的扩展等等；针对特定矿体改进的采矿技术将会不断出现。由于易采资源耗竭，勘探深度的加深，将越来越多地开采深部矿体和难采矿体，深井开采技术、复杂难采矿体开采技术将是今后几年研究的重点，在理论研究和系统开采技术方面都将取得突破。深井开采的岩爆、矿震、冲击地压等动力灾害是深部开采中面临的突出问题，除此之外，安全技术、地质构造、采场布置与采矿方法、降温与通风、采场支护、超深竖井掘进、钢绳提升和无绳提升等都是深部开采面临的关键问题。 对此，深部开采岩爆、矿震、冲击地压等动力灾害控制、预报与防治技术，深部开采的采、掘技术，深部开采通风与降温技术将在对正在或逐步进行的深井矿山开采技术研究及理论研究的基础上获得快速发展。难采矿开采面临一系列特殊的技术难题。如松散破碎矿体顶板与围岩稳定性控制技术，流砂含水层覆盖的

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

深部开采冲击地压产生机理及防治技术研究

毕业专题 深部开采冲击地压产生机理及防治 技术研究 摘要：冲击地压是煤矿开采过程中，井巷和采场周围煤、岩体在一定高应力条件下释放变形能，而产生的煤岩体突然破坏、垮落或抛出现象，并伴有巨大声响和岩体震动，经常造成支架折损、片帮冒顶、巷道堵塞、人员伤亡，对安全生产威胁巨大。冲击地压对矿井生产的危害是及其巨大的，如何预防冲击地压是全世界共同面临的一个重要技术问题。冲击地压受很多因素影响，并具备一定的条件才能产生。冲击地压发生的范围比较广，而且随着采深的增加发生的几率逐渐增加。针对上述问题本文提出了对深部开采冲击地压预防采取的主要措施。 关键词：冲击地压；煤炭开采；冲击地压防治；机理

目录 1 绪论 ............................................................................ 错误！未定义书签。 1.1概述 ................................................................................................ 错误！未定义书签。 1.2灾害现状与发展状态 .................................................................... 错误！未定义书签。 2 冲击地压特征与机理 (2) 2.1冲击地压的特征 (2) 2.2冲击地压的分类 (2) 2.3冲击地压的成因机理 (3) 2.4冲击地压影响因素 (6) 3 冲击地压的防治 (6) 3.1冲击地压的防治原则 (6) 3.2冲击地压的防治措施 (6) 4 冲击地压的预测方法 (8) 5 结束语 (9) 6 参考文献 (9)

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/468188508.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/468188508.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/468188508.html,/locate/eng Engineering Meifeng Cai Edwin T. Brown

深部的概念体系及工程评价指标

万方数据

万方数据

万方数据

万方数据

万方数据

深部的概念体系及工程评价指标 作者：何满潮， HE Man-chao 作者单位：中国矿业大学(北京校区)北京,100083;中国地质大学(北京),北京,100083 刊名： 岩石力学与工程学报 英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING 年，卷(期)：2005,24(16) 被引用次数：46次 参考文献(13条) 1.景海河深部工程围岩特性及其变形破坏机制研究 2002 2.徐则民;黄润秋;王士天隧道的埋深划分[期刊论文]-中国地质灾害与防治学报 2000(04) 3.何满潮深部开采工程岩石力学的现状及其展望 2004 4.谢和平深部高应力下的资源开采--现状、基础科学问题与展望 2002 5.古德生金属矿床深部开采中的科学问题 2002 6.Sun Jun;Wang Sijing Rock mechanics and rock engineering in C hina:developments and current state-of-the-art 2000(37) 7.钱鸣高20年来采场围岩控制理论和实践的回顾[期刊论文]-中国矿业大学学报 2000(01) 8.钱七虎深部地下工空间开发中的关键科学问题 2004 9.钱七虎非线性岩石力学的新进展--深部岩体力学的若干问题 2004 10.Malan D F;Spottiswoode S M Time-dependent fracture zone behavior and seismicity surrounding deep level stopping operations 1997 11.Fairhurst C Deformation, yield, rupture and stability of excavations at great depth 1990 12.Kidybinski A Strata Control in Deep Mines 1990 13.SellersEJ;KlerckP Modeling of the effect of discontinuities on the extent of the fracture zone surrounding deep tunnels 2000(04) 引证文献(47条) 1.左建平.谢和平.吴爱民.刘建锋深部煤岩单体及组合体的破坏机制与力学特性研究[期刊论文]-岩石力学与工程学报 2011(1) 2.GUO Zhibiao.SHI Jianjun.WANG Jiong.CAI Feng.WANG Fuqiang Double-directional control bolt support technology and engineering application at large span Y-type intersections in deep coal mines[期刊论文]-矿业科学技术（英文版） 2010(2) 3.LI Guofeng.HE Manchao.ZHANG Guofeng.TAO Zhigang Deformation mechanism and excavation process of large span intersection within deep soft rock roadway[期刊论文]-矿业科学技术（英文版） 2010(1) 4.牟宗龙.窦林名.王绪胜.王占成.郑玉友工作面终采线附近冲击矿压综合防治技术[期刊论文]-矿业安全与环保2010(1) 5.黄文辉.杨起.唐修义.唐书恒.陈萍.敖卫华.万欢中国炼焦煤资源分布特点与深部资源潜力分析[期刊论文]-中国煤炭地质 2010(5) 6.郭志飚.王炯.蔡峰.王福强煤矿深部Y型大断面交岔点双控锚杆支护技术及工程应用[期刊论文]-岩石力学与工程学报 2010(z1)

简报-6doc-“深部煤炭资源赋存规律、开采地质条件与精

“深部煤炭资源赋存规律?开采地质条件与精细探测基础研究" 2008年成果交流研讨会在河南焦作召开 2008年8月27?29日，“深部煤炭资源赋存规律、开采地质条件与精细探测基础研究” 9 73计划项目2008年成果交流研讨会在焦作河南理工大学召开。 会议以学术报告和论文交流的形式介绍了各课题取得的相尖成果；项目首席对后三年的工作提出了具体要求，对项目和各课题研究最终提交的主要成果、目标作了具体部署和安排。河南理工大学张战营副校长、景国勋副校长，科技部能源领域专家咨询组责任专家黄素逸教授、罗治斌教授，项目专家组专家张泓研究员、虎维岳首席科学家、何满潮首席科学家，各课题的正、副组长、主要技术骨干、课题参加人员及项目办公室人员共60余人出席会议。 会议由项目首席科学家何满潮教授主持。河南理工大学张战营副校长首先致欢迎词。他对研讨会在河南理工大学的召开、对各位专家和代表的光临表示热烈的欢迎。张校长简要介绍了河南理工大学的发展历程，希望各位专家到学校参观指导，并提出宝贵意见。 黄素逸教授代表项目跟踪专家讲了话。他说，深部煤炭资源973项目中评估得到了专家较高的评价o 为了更好地完成项目，他建议：1）进一步明确目标，把项目完成好，为下一步滚动发展打下坚实的基础；2）各位课题组长、课题骨干、课题成员要全身心投入研究工作，为完成项目的总目标、使项目的亮点更加突出作出自己的努力；3）进一步凝炼主题，集中力 量突破几个重点问题；4）加强各课题之间的数据共享和资料交流。 张泓研究员在讲话中指出，深部煤炭资源973项目对煤田地质勘探行业的作用和影响是很大的。此次成果交流研讨会是一次承前启后的会议，希望把中评估中发现的个别课题的研究内容存在一定程度偏离的情况纠正过来，统一到项目总目标上来。他强调，973项目必须严格围绕项目的研究目标开展研究工作，每个课题都是项目中不可缺少的一个链条，只有所有链条都正常运转，才能保证项目整体目标的实现。 唐跃刚、姜尧发、黄文辉、康红普、王兆丰、虎维岳、何满潮、曹思远、于光明、石显新、曹代勇、朱国维分别作了题为“晋城15减煤中硫的赋存分布规律” ' “华北晚古生代煤层分布与煤质变化特 征”、“深部煤炭资源开发综合评价理论与方法”、“煤矿井下地质力学测试及应力场分布特征研究”、“地勘期间煤层瓦斯含量测试技术新进展”、“华北东部地区深岩溶形成的地质过程与古地理”、“深井降温技术研究进展”、“煤田勘探中的微断裂检测”、“利用三维三分量地震数据预测煤系裂隙” ' “瞬变电磁法勘探中的低阻屏蔽层问题及解决对策”、“深部煤炭地质勘查模式探讨”、“矿井复杂地质条件