煤矿深部开采方法分析.pdf

中国新技术新产品2018 NO.7（下） - 49 - 工 业 技 术 图 5 压力管道 2-2 断面钢板计应变变化历时变化曲线图 0 概述 随着煤矿行业生产过程中不断出现新的开采技术以及 先进的开采设备，目前我国的煤矿生产已经拥有完善煤矿的 深部开采挖掘工作，能够让我国的煤矿生产更加快速的发 展，随着世界范围内的煤矿行业规模不断地扩大，煤矿的开 采深度也在不断地加深，但是在煤矿向着更深的方向开采的 过程中，技术难点也会越来越多。在我国的煤矿深部开采挖 掘过程中， 遇到的问题主要有 3 个， 首先是深部开采过程中的 矿压较大，其次是深部开采过程中的地温过高，最后是深部 开采过程中的瓦斯气体含量也在不断地增多。因此在煤矿深 部开采过程中要对上述的 3 个问题给予完善的处理和解决， 要从技术角度来对开采过程中遇到的问题进行分析。同时除 了上述 3 个主要问题之外，在实际的煤矿深部开采的过程中 还要对巷道进行必要的维护和支护，这一问题在我国的煤矿 深部开采的过程中也是较为复杂的问题。巷道的维护以及支 护工作困难，深部矿井中的工作温度过高以及矿井中的瓦斯 含量较多的问题是必须处理的问题。深部煤矿开采技术已经 越来越多地受到了世界范围内煤矿行业的管理和应用。我国 在煤矿深部开采的过程中，要对上述的问题给予充分的分析 和处理，只有解决了上述开采过程中的问题，才能够在很大 程度上提升我国深部煤矿开采的质量以及安全性，才能够促 进我国煤矿深部开采技术的发展，才能够有效的提升我国的 煤矿开采能力，为满足我国不断增长的煤炭资源的需求贡献 力量。 1 在我国煤矿开采的过程中，深部煤矿开采的主要特 征 1 . 1 地压大是深部煤矿开采的主要特征之一 我国深部煤矿开采的过程中，地压大主要体现在 3 个方 面。首先是煤矿中的原岩应力，其次是煤矿中的掩体塑性较 煤矿深部开采方法分析 曹振华 （七台河市煤炭生产安全监督管理局，黑龙江 七台河 154600） 摘 要 伴随着我国能源需求量的不断提升，我国的煤矿行业在生产过程中也在不断地改进煤矿开采方式以及途 径，最大限度地提升煤炭的生产能力。众所周知，煤炭资源在开采的过程中是由浅部向深部挖掘，因此为了更加 有效地提升煤炭资源产量，我国的煤炭行业正在向着煤矿的深部进行开采以及挖掘，而伴随着深度的增加需要解 决的问题也随之增多，本文主要针对这一问题进行详细的阐述。 关键词 煤矿生产 ； 深部挖掘 ； 矿压控制 ； 巷道维护 中图分类号 TD82 文献标志码 A 参考文献 [1] 南京水利科学研究院勘测设计院，常州金土木工程仪器有 限公司 . 岩土工程安全监测手册 [M]. 北京 中国水利水电出 版社，2008. [2] 徐志英 . 岩石力学 [M]. 北京 中国水利水电出版社，2007. [3]DL/T51412001，水电站压力钢管设计规范 [S]. [4]SL2812003，水电站压力钢管设计规范 [S]. [5]SL1912008，水工混凝土结构设计规范 [S]. 图 6 压力管道裂缝处理前情况图 图 7 压力管道裂缝处理后情况图 中国新技术新产品2018 NO.7（下） - 50 - 工 业 技 术 大，最后是煤矿深部开采的过程中能够导致矿山的压力不断 地增加，产生较为剧烈的压力变化。 1 . 2 地温高是深部煤矿开采的主要特征之一 通常情况，在深部煤矿开采的过程中，地温会由开采深 度的变化而变化，这一变化呈现出正比例的关系。我们在深 部矿山开采的过程中，使用温度梯度进行地温变化的表示。 根据实际的深部矿山开采经验来分析，在矿山深部的温度都 相对较高，这种高温对煤矿工作人员而言有着非常大的危 害，极端的情况是煤矿深部的温度会超出了人们所能承受的 温度范围，对人的身体健康有较大的损害。 1 . 3 瓦斯气体的含量较高是深部煤矿开采的主要特征之 一 对于深部矿山开采过程中瓦斯气体的含量较高的问题， 主要表现在两个方面，首先是在深部煤矿开采中，瓦斯气体 的涌出量较大，其次是瓦斯气体在开采的过程中有着较高频 率的涌出量。 2 在我国深部煤矿开采过程中存在的主要问题 2 . 1 深部煤矿开采工作安全隐患多 通常情况下，在煤矿开采的过程中产生地压的深度通常 在 200m1000m 的深度。随着煤矿开采深度的不断加深，地 压的应力也会随着升高。对煤矿的岩石的冲击力也会随之增 大。随着我国对于煤矿开采的不断深入，具有冲击地压的煤 矿呈现出逐渐增多的态势，目前已经探明的有较大冲击压力 的煤矿就达到了 40 个之多， 随着我国煤矿向着更深的位置进 行开采挖掘，这一数据还会不断地增多，相关的部门要给予 足够的重视。 2 . 2 深部煤矿开采工作有可能导致瓦斯生产安全事故 在世界范围内，我国的煤矿开采是煤与瓦斯突出较为严 重的国家， 目前根据统计， 我国瓦斯突出煤矿数量达到了 200 个之多，瓦斯突出的频次也达到了 13000 次，这一数据占到 了世界煤矿瓦斯突出的一半左右，是一个较为明显的数据。 这一问题在深部矿井的开采过程中显得更加的突出，也是我 国煤矿深部开采过程中不能够忽视的问题之一。因此，在我 国的深部煤矿开采的过程中如何有效地对瓦斯突出问题给 予处理和控制是目前我国深部煤矿开采过程中需要处理的 难点。 2 . 3 深部煤矿开采工作经济效益低 随着我国煤矿开采深度的不断加深，在开采过程中遇到 的技术难题也会越来越多，增加了煤矿开采的难度，也会对 煤矿开采的安全性造成一定的威胁，因此在深部煤矿开采的 过程中要采取相应的措施来进行处理和解决。例如增加矿井 中的设备，以及加强巷道的支护等等，这些措施在很大程度 上增加了煤矿日常开采的支出，导致了生产成本的提升，在 生产效率以及生产能力不变的情况下，就会造成煤矿生产企 业的经济效益下降，这一问题也是目前我国深部煤矿开采过 程中需要重视和解决的。在如何保障生产安全性的前提下， 节省生产成本，提高经济效益方面具有一定的实际意义。 3 在深部煤矿生产的过程中有效控制矿压的主要措施 3 . 1 在煤矿深部开采的过程中要对巷道的布置进行不断 的优化 在我国深部煤矿开采的过程中，要对巷道的布置进行严 格的分析和控制。在巷道布置的过程中要有效地避开采动应 力的影响、构造应力的影响以及煤柱应力的影响，要在巷道 布置的过程中选择稳定性较强的岩石进行布置依托。因此， 目前我国的深部煤矿生产中的巷道布置通常为岩巷，或者是 多条岩巷的布置形式。为了有效地保障采区的回煤率，降低 巷道的维护次数，我们在进行巷道布置的过程中要选择无煤 柱形式的巷道支护，这样能够有效地优化巷道的布置形式， 提升巷道的安全性能，降低巷道的维护次数。避免巷道相向 掘进和巷道近距离平行布置，减少相交巷道（或避开锐角） ， 从而减小应力集中，减少发生冲击地压的危险性。 3 . 2 在煤矿深部开采的过程中要对巷道的支护方式进行 不断的改进 国内外大量深井开采矿井的研究表明，布置在中硬以下 岩层中的巷道变形破坏严重（特别是受采动影响后） ， 当采深 在 800m1000m 以上时，在中硬及中硬以上岩层内布置的巷 道，若采用传统的支护方式，巷道维护仍很困难。因此，深 井中除要求合理布置巷道位置外，还应根据深井矿压特点， 巷道支护必须满足既能加固围岩又能提供较大的支护力、具 有较大的可缩性和一定的初撑力等要求，根据围岩状况和巷 道条件，采用不同的支护形式。 结语 从长远的角度来看，我国的煤矿生产的主要方向还是在 深部开采。但是在深部煤矿开采的过程中要对可能发生的情 况进行充分的了解和掌握，在保障安全性的前提下进行深部 煤矿的开采工作。深部煤矿开采工作对于我国的煤炭资源开 采有着非常重要的战略意义。因此在我国的煤矿开采工作的 过程中，要对煤矿的深部开采给予重视和监督管理，保障煤 矿深部开采的安全和稳定。 参考文献 [1] 孙建华，张小洲 . 平煤五矿井下降温措施与效果 [J]. 煤矿安 全，2001，32（4） 20-22. [2] 何满潮，谢和平，澎苏萍，等 . 深部开采岩体力学研究 [J]. 岩石力学与工程学报，2005（24） 78-79. [3] 邹友峰，柴华彬 . 我国条带煤柱稳定性研究现状及存在问 题 [J]. 采矿与安全科学学报，2006（23） 68-69.