深部开采和支护现状.pptxVIP

深部开采和支护现状第1页/共38页 2023/6/202目前国有重点煤矿中采深大于 700m 的矿井有50多处，以每年 8~12m的速度递增国内：沈阳采屯矿1197m；浙江长广集团1000m；新汶孙村矿1055m；北票冠山矿1059m；徐州张小楼矿1100m；开滦赵各庄矿1159m；北京门头沟1008m。德国2002年平均采深1300m，最大采深1500m； 超过1000m的国家： 俄罗斯 英 国 波 兰 日 本 比利时等。 国外：第2页/共38页 2023/6/203我国是一个缺油、少气、富煤的国家，煤炭是我国的主要能源。世界能源消费结构煤炭71.6%煤炭27%石油19.8%石油40%天然气2.1%天然气23%其它6.5%其它10%世界和我国能源消费结构第3页/共38页 2023/6/204中国一次能源消费结构目前我国煤炭占能源总消费的70%左右。Mt中国煤炭在能源消费结构中占主导地位为了满足国民经济建设的需要，在今后相当长的历史时期内仍需保证煤炭的高产稳产。★第4页/共38页 2023/6/205目前我国煤炭占能源总消费的70%左右。我国石油资源将在2030年耗尽。为了满足国民经济建设的需要，在今后相当长的历史时期内仍需保证煤炭的高产稳产。中国煤炭在能源消费结构中占主导地位煤炭消费预测第5页/共38页 2023/6/206中国煤炭资源按深度分布的储量储量 ，亿t其中1000m以下的煤炭储量2.95万亿吨，约占总储量的53%（资料来源：徐永圻主编，中国采煤方法图集）第6页/共38页 2023/6/207 由于开采深度的加大，岩体应力急剧增加，地温升高，当岩体应力达到甚至超过岩体强度时，有关岩体力学科学与工程的若干问题由量变逐渐发生质的变化，造成资源开采的极端困难，并引发矿井重大安全事故危险性增加，严重威胁矿井的安全生产。 无论从战略高度还是从当前生产实际出发，都迫切需要积极开展深部开采中的基础理论研究，以求在新理论的指导下，使实用技术有新的突破和发展，使矿井深部开采走上安全、高产高效的健康轨道。 必须从岩石力学性质的基本理论出发，探索有效的深部采矿和施工技术、以及防治工程灾害的基础理论和技术手段。第7页/共38页 2023/6/208 深部开采诱发的工程灾害 巷道围岩变形量增大 采场矿压显现剧烈 巷道中岩爆危险性增加 瓦斯涌出量增大 地温升高、作业环境恶化 突水事故趋于严重 井筒破裂加剧 煤自燃发火、矿井火灾加剧 第8页/共38页 2023/6/209 巷道围岩变形量增大 (1) 巷道变形速度快、变形量大、巷道围岩变形范围大; (2) 岩性对巷道变形的影响更加明显。采深对软岩巷道、煤层巷道的影响尤为显著； (3) 巷道维护难度增大，废弃巷道数量增加； (4) 巷道持续变形、流变成为深部巷道变形的主要特征；深部巷道围岩变形表现出以下特征： (5) 采深越大，开采对巷道变形的影响越大，影响程度也越剧烈； (6) 多数设的巷道保护煤柱达不到保护巷道的目的，对巷道维护十分不利； (7) 巷道对支架的工作性能要求更高，必须提高支架初撑力、工作阻力和可缩量； (8) 巷道布置、开采顺序和开采边界对巷道维护影响增大。第9页/共38页 2023/6/2010 德国鲁尔矿区在1100m下开采，巷道宽6m，煤层厚1.9m。底板在24小时内臌起0.8m，煤层移出0.5m。第10页/共38页 2023/6/2011鹤壁矿务局 10矿-575水平南大巷（采深725m）支 架扭曲变形第11页/共38页 2023/6/2012梯形矿工钢冒顶翻修U型钢支护翻修极易离层破碎型顶板(Ⅳ、Ⅴ类)巷道的支护状况第12页/共38页 2023/6/2013第13页/共38页 2023/6/2014 采场矿压显现剧烈 我国煤矿生产实践表明：采深对采场支护方面的影响不十分明显，而煤壁片帮、端面冒落带高度却随采深的增加而明显增大。 国外金属矿开采实践表明：深部采场更容易发生岩爆等动力灾害。长壁工作面房柱工作面第14页/共38页 2023/6/2015 采场和巷道中岩爆危险性增加 由原始沉积作用和后期构造作用造成的含煤岩系的非连续性和非均质性，随着煤炭采深的增加引起的覆岩自重压力的增大和构造应力的增强，表现为围岩发生剧烈变形、巷道和采场失稳、并易发生破坏性的冲击地压，给巷道支护和顶板管理带来许多困难。第15页/共38页 2023/6/2016岩爆次数与采深的关系(波兰上西里西亚煤田)第16页/共38页 2023/6/2017我国煤矿深井冲击地压发生情况第17页/共38页 2023/6/201850年代中期印度某金矿巷道中岩爆