簡介
深礦井開採就是指埋藏在距地表一定深度(一般大於800m)的煤炭。在地表平坦的礦區,煤炭的埋藏深度與礦井井筒深度(垂直深度)大體相當,所以有人把深礦井開採叫深井筒開採。深礦井開採作為煤炭開採的一個階段具有普遍性。一般當淺部煤炭采完後,開採逐漸向深部發展而進入深礦井開採。對於深礦井開採的研究也是隨著開採深度的增加而深入。
地壓大
深礦井開採的地壓大主要表現為:
(1)原岩應力大原岩應力包括自重應力、構造應力以及賦存在岩體中的水和瓦斯對岩體的壓力等。構造應力實際上是構造殘餘應力。當開採深度大時,構造應力由於釋放困難,殘餘構造應力大。地下水和瓦斯賦存在岩體中,一般情況下,其賦存量和壓力隨賦存深度增大而增大。因而,在深
礦井開採中原岩應力大。
(2)岩體塑性大岩石的變形特性與受力狀態有關:當側向壓力由零(單向受力)逐漸增加時,岩石的塑性會逐漸增加。在深礦井開採中,由於原岩應力大,主要是側向應力的增加使岩體的塑性增大。當開採到一定深度時,岩體會進入完全塑性狀態,此時,原岩應力為三向等壓,即所謂的靜水壓力狀態。
(3)礦山壓力顯現劇烈礦山壓力顯現劇烈是深礦井開採中原岩應力大和岩體塑性大的主要表現。
地溫高
地溫是指井下岩層的溫度。地溫決定著井下採掘工作面的環境溫度,即礦井溫度。在深礦井開採中,礦井溫度一般都比較高,會影響人體健康,有時甚至會遠高於人體所能承受的最高溫度。因此,在深礦井開採中,要保證工人身體健康,保證礦井正常生產,必須採取必要的降溫措施。
礦井瓦斯大
在深礦井開採中,礦井瓦斯大表現為:
(1)礦井瓦斯(絕對)湧出量大礦井瓦斯(絕對)湧出量隨開採深度增加而增大。礦井瓦斯湧出量隨采深增加而增大的原因是:
一般情況下,煤層埋藏深,煤層瓦斯含量大。這主要由瓦斯的賦存條件決定。煤炭開採強度隨采深增加而增大。礦井開採深度增加,開採難度增大。為保證礦井生產效率,需要加大礦井生產能力。
(2)瓦斯突出(煤與瓦斯突出)頻度大,突出物量大瓦斯突出的機理還沒有定論。但人們公認為與瓦斯突出有關的因素有:瓦斯賦存量和壓力;煤(岩)物理力學性質和所受地壓;地質條件等。這些因素隨開採深度增加而增大。因此,一般情況下,瓦斯突出的頻度和突出物量也隨采深增加而增大。
深礦井開採的發展
深礦井開採作為煤炭開採的一個階段具有普遍性。一般當淺部煤炭采完後,開採逐漸向深部發展而進入深礦井開採。對於深礦井開採的研究也是隨著開採深度的增加而深入。
德國的開採深度最大,波蘭、俄羅斯、英國等次之。這些國家同時也是對深礦井開採研究較早、較多的國家。它們在深礦井開採的地壓控制、製冷降溫以及瓦斯管理等方面做了大量研究,並取得了許多成功的經驗。
國內發展現狀
我國礦井平均開採深度還不算很深。但是由於我國煤炭開採早,煤炭產量大,我國深礦井開採的歷史比較長,深礦井開採的礦井數目也比較多。
根據我國煤炭工業發展的速度,礦井開採深度每年平均增加約9m,這就是說,今後每年都有一些礦井進入深礦井開採。
我國對深礦井開採的研究還較少。但是,隨著礦井的增多,深礦井開採問題的日益突出,必然會推動我國深礦井開採研究的迅速發展。