深部开采对煤矿机械设备会议讲稿新稿.pptx

深部开采对煤矿机械设备的新要求辽宁工程技术大学2010年10月11日一、煤炭资源的深部开采二、深部开采面临的新问题三、深部开采对煤矿机械设备的新要求 一、煤炭资源的深部开采 从目前我国煤矿开采的总体情况看，浅部煤炭资源正逐步走向枯竭，开采深度日益增加。 深部开采矿井分类： 美国——5000英尺(1554 m)或以上。 南非——超过1500 m。 俄罗斯——600-800m(第1类), 800-1000(第2类);1000 m以上(第3类)。 波兰——超过800 m。 德国——900-1400m。 日本——600m。 我国——采深800m及以上为深部开采； 软岩矿井采深600m及以上为深部开采。 目前中国煤炭开采以每年10米左右的速度向深部延伸，东部矿井更是达到了每年10～25米，已有部分矿井进入深部开采阶段，如沈阳矿区红阳三矿已达到-1100m，新汶矿区孙村矿采深为-1200m，淮南矿区望峰岗矿达到-1300m。 未来10年内，我国将有相当数量矿井进入深部开采。 不完全统计，国有煤矿中最终采深大于800m的矿井有171个。深井（800~1200m）141个，特深井（1200m）30个。类型最终采深范围/m矿井数目平均采深/m矿井数比例/%深井800~1199800~899900~999100011991415341331423.548.856.845.512.34947.00845.49945.271029.971140.79特深井12001299130014993020645.013.341.000.671283.631234.101340.331446.25埋深小于2000m的煤炭资源总量为5.57万亿t。埋深在1000~2000m的预测资源占预测总量近60%。 平均采深/m 随着煤炭开采的发展和可采储量的逐年减少，深部开采成为煤矿生产的必然。 年深部开采趋势二、深部开采面临的新问题深部地应力问题 深部岩石脆-延转化问题 深部岩石变形的时间效应问题 深部采场矿压增大问题 深部采场地温增高问题深部瓦斯压力增大问题深部动力灾害问题 深部开采特征及主要问题 煤矿深部开采特征：空间范围扩大、开采扰动强烈、介质属性特殊、工程响应复杂等。 主要问题：巷道变形剧烈、地温增高、瓦斯高度积聚、瓦斯压力增大、采场矿压增大、采场失稳加剧，瓦斯突出、冲击地压、矿井突水、高温热害等矿井重大灾害将日益严重。 2001，香山科学家会议（北京），深部高应力下的资源开采与地下工程。 2003，国家自然科学基金重大项目：深部岩体力学基础理论研究与应用。 2004，国际会议（加拿大），展示了关于深部开采的必威体育精装版研究成果。 2004，香山科学家会议（北京），深部地下空间开发利用跨学科学术交流。 2010，973计划项目：煤炭深部开采中的动力灾害机理与防治基础研究。 深部地应力问题 垂直地应力，随深度增加近似呈线性增大。 水平地应力，埋深在1000m范围内时，水平应力为垂直应力的1.5~5.0倍，埋深超过1000m时，水平应力为垂直应力的0.5~2.0。 深部地应力变化规律与浅部明显不同。 深部岩石脆-延转化问题 岩石在不同围压下表现出不同的峰后特性，在较低围压下表现为脆性的岩石可以在高围压下转化为延性。随着深度的增加，当岩层中压力和温度达到一定条件时，岩石即发生脆-延转化。 深部岩石变形的时间效应问题 深部高应力环境下，岩石具有更强的时间效应，表现为明显的流变或蠕变。一般认为优质硬岩不会产生明显的流变，但在深部高地应力条件下情况有所不同。 深部矿压增大问题矿山压力增大是矿井深部开采中普遍存在的问题。主要表现为开拓巷道的围岩变形量增加、维护困难。开采深度每增加100m，巷道顶底板移近量增加7%，导致巷道维护困难。特别对于围岩松软的矿井，这个问题更加突出。 深部地温增高问题 一般来说，开采深度每增加100m，围岩温度增高3°~5°C。深度达到1000m时，围岩温度将达到30°~50°。如果采掘工作面温度超过30°，按照安全生产操作规程规定，必须采取降温措施。 深部瓦斯压力增大问题 瓦斯含量与煤层埋藏深度有极其重要的关系，因为煤化作用的程度与煤层埋藏深度密切相关。深部环境下瓦斯积聚加剧，瓦斯压力增大；深部开采时瓦斯涌出量一般比较大，有些矿井可能出现煤与瓦斯突出的现象。 深部开采动力灾害问题 采深增加，引起动力灾害危险性增大，岩爆、矿震、冲击地压瓦斯突出等动力灾害次数和强度增大。动画播放三、深部开采对煤矿 机械设备的新要求 深部开采面临的新问题，必然对煤矿机械设备提出新要求。 煤矿机械属于机械的一个大的分类，因煤矿分为露天开采和井下开采，其设备就自然的分为露天煤矿机械和井下煤矿机械。 井下机械设备：采煤