深井开采面临问题

与浅井和中深井开采相比，深井开采面开采一系列技术、经济、安全、卫生难题，突出表现为：

(1)深井热害和通风降温问题。随着开采深度增加，井下温度越来越高。深井生产实践证明，高岩温是井下工作面气温高、工作条件差的主要原因。除此之外，设备运行放出的热量、水温、矿石氧化放热难以及时排出也是影响因素之一。澳大利亚北帕克斯铜矿用于深孔凿岩的潜孔钻机配备移动式空压机，其放出的热量使工作面温度达到50℃以上。有效降温，改善工作面生产条件是深井矿山面临的主要问题之一。

(2)高地压问题。深井矿山地应力较大，岩石力学特性发生变化，地压管理是深井矿山开采需高度重视的突出问题。岩爆是深井采矿地压的一个普遍显现，如冬瓜山铜矿在矿山基建过程中就发生过多起岩爆事件。

(3)深井涌水问题。由于不可预测的岩石裂隙及岩石移动，深井开采过程中更容易发生大量地下水突然涌出现象，影响作业安全，必须高度重视防治水工作。

(4)深井提升问题随着开采深度及提升高度的增加，提升钢丝绳重量越来越大，提升作业因钢丝绳自重带来的无效耗能愈加突出，应研究与开发新型的深井矿石提升技术。 2100433B

深井开采具有如下主要特征：

1．地压大

深井开采的地压大主要表现为：原岩应力大；岩体塑性大；矿山压力显现剧烈。

2．地温高

地温是指井下岩层的温度：一般情况下，地温随深度增加而呈线性增加，其增高率用温度梯度(℃/hm，hm=100m)表示。在不同地质条件(不同地区，不同矿井)下，地温梯度不同。据统计，地温梯度在4℃/hm左右。因此，在深矿井开采中地温一般都比较高。地温决定着井下采掘工作面的环境温度，即矿井温度。在深矿井开采中，矿井温度一般都比较高，会影响人体健康，有时甚至会远高于人体所能承受的最高温度。因此，在深矿井开采中，要保证工人身体健康，保证矿井正常生产，必须采取必要的降温措施。

3．矿井瓦斯大

在深井开采中，矿井瓦斯大表现为：矿井瓦斯(绝对)涌出量大，矿井瓦斯(绝对)涌出量随着开采深度增加而增大；瓦斯突出(煤与瓦斯突出)频度大，突出量大。

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：

(1)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。

(2)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。

(3)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。

深井矿山采矿方法与浅井开采基本相同，包括空场法、充填法和崩落法三大类，但其结构参数、回采顺序、回采工艺等应根据深井矿山特点进行相应调整，而且由于深井矿山的特殊性，充填采矿法将成为主流采矿方法。

深井地应力增大，可利用这一特点，研究非爆破采矿技术的可行性。

深井提升费用、排水费用增大，应研究利用排水过程水力提升矿石的可行性。为降低水力提升成本，提高水力提升效率，矿石粒度应严格控制、将选矿厂，或者选矿厂的磨矿工序置于井下应是未来深井矿山井下采选一体化的发展方向，其优势在于：减少甚至取消原矿提升工序，降低原矿提升运输费用；水力提升精矿，降低成本；尾矿就地充填；地表环境得到根本改善。但选矿厂建于井下，也存在一些技术、安全和环境问题，如大断面硐室的维护，废理，事故的处理等。

本书主要介绍了我国深井高地温煤层自燃特点与规律，阐述了高地温煤层综放开采煤自燃特性、自燃危险区域判定预测及监测预警技术，重点介绍了煤自燃程度识别新技术，煤自燃预控技术，采空区有害气体密闭控制技术，分析了高地温综放工作面煤层自燃防控典型实例等，可使读者对深井高地温煤层自燃预测技术、监测预报方法、预防控制新技术及其应用形成较为清晰的认识。

全书既可供安全工程专业的本科学生教学使用，也可作为煤矿企业从事煤矿安全监察、煤矿安全生产、矿山通风与安全的技术和管理人员的培训用书。深井高地温综放开采防灭火技术前言

1绪论

1.1我国深井开采概况

1.2深井开采煤炭自燃特点

1.3国内外研究现状

1.4本书主要结构体系

2高地温煤层综放开采自燃特性及影响因素

2.1高地温矿井煤自燃影响因素

2.2温度对煤自燃危险性影响实验

2.3煤自燃特性及氧化动力学分析

2.4煤自燃特征参数测试

2.5煤对CO2、N2吸附惰化特性

2.6本章小结

3基于指标气体的煤自燃程度识别新技术

3.1煤炭自然发火预报指标气体

3.2煤自燃指标气体与特征温度对应关系

3.3煤自燃指标气体的吸附浓缩检测技术

3.4本章小结

4高地温煤层综放开采采空区自燃危险区域判定与预测

4.1高地温采空区漏风流场主要影响因素

4.2高地温采空区漏风场渗流规律数值模拟

4.3高地温采空区自燃危险区域判定

4.4本章小结

5高地温综放采空区自燃危险区域监测预警技术

5.1采空区煤自燃监测预警系统整体架构

5.2采空区煤自燃无线监测技术

5.3采空区煤自燃温度场分布式光纤监测技术

5.4采空区煤自燃预警方法研究

5.5采空区煤自燃无线监测系统

5.6本章小结

6高地温煤层综放开采煤自燃预控技术

6.1高地温综放开采煤自燃预控模式

6.2高地温采空区煤自燃防控关键技术

6.3高地温综放工作面煤层自燃应急防灭火预案

6.4本章小结

7深井高地温综放采空区有害气体密闭控制技术

7.1采空区抗冲击密闭结构类型

7.2采空区密闭的原则和形式

7.3钢筋混凝土密闭结构设计

7.4钢筋混凝土密闭结构强度验算

7.5本章小结

8工程应用

8.1矿区概况

8.2龙固矿2301N工作面煤自燃监测及防治

8.3赵楼矿1306工作面煤自燃监测及防治

8.4本章小结2100433B

《天然气深井超深井钻井技术》系统阐述了国内复杂地层深井超深井钻井工程面临“喷、漏、卡、塌、毒、硬、斜、磨”等技术问题的解决方案，对解决我国复杂地层深井超深井钻井井下复杂问题有很好的参考价值。全书最后由蒋祖军、郭新江、王希勇统稿定稿。