煤矿深部开采方法分析
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摘 要：伴随着煤矿开采技术的不断发展，中国煤矿开采由浅部开采阶段逐渐趋向于深部开采阶段。基于此，分析了煤矿深部开采中存在的主要问题，针对存在的问题提出了相应的解决方案，以提高煤矿开采的安全性和高效性。
关键词：煤矿;深部开采
煤矿深部开采技术是当今世界主要深井开采国家十分关注的问题之一。随着我国煤矿开采规模的扩大，开采深度的逐渐增加，深部开采中遇到的各种技术问题日益增多，对当前的煤矿生产和今后矿井建设的影响日趋严重。因此，研究深部开采问题，对安全、经济、合理地开发深部煤炭资源无疑有特别重要的意义。
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 煤矿深部开采存在的问题
2.1 地表沉陷预测和控制问题
我国现有的对于地表沉陷预测和控制所用的参数均是由深度小于300m的观测站所提供，严格说来，基于这些数据进行的地表沉陷预测和控制只适合开采深度在300m以内的矿井，如果深度超过300m，则需要更深的观测站重新观测数据，这就需要耗费更多的人力和物力。
2.2 矿井生产费用高
随着矿井开采深度的增加，岩体塑性和原岩应力增大导致矿压显现剧烈。开采的深度越深，覆岩自重压力也就越大，围岩会产生形变，严重时可能导致顶板的坍塌。并且随着地压的增大，围岩受到的压力更大，巷道由于巨大的深部高应力影响而产生形变，企业不得不投入大量的人力物力来维护巷道的安全，由此提高了生产成本，同时也增大了安全事故发生的几率。
2.3 地温升高
正常情况下，随着深度的逐渐增加，地球内部的温度也会逐渐升高。矿井围岩的温度变化对深部开采有重要的影响。随着矿井的深度超过1000m，井下的温度可高达40℃，这样恶劣的开采条件势必对开采人员的健康造成影响，不仅会影响井下工作人员的正常工作，降低工作效率，同时会损害工作人员的健康，带来各种疾病，增加了安全事故发生的风险。
2.4 矿井瓦斯含量升高
随着煤矿开采深度的加深，矿井内瓦斯的浓度也会剧烈上升，一定区域范围内的瓦斯可通过同一个缺口溢出，致使井下窒息或者瓦斯爆炸事故的发生。
3 煤矿深部开采矿压显现规律与控制
3.1 煤矿深部开采矿压显现的基本特点
开采深度的增加是矿井生产的自然规律，随之而产生岩石温度增加，地压增大，岩石破坏过程强化，巷道围岩变形剧烈，冲击地压强度增大和频度增加等自然现象。它将严重影响着煤矿的安全生产和经济效益。
3.2 煤矿深井巷道的矿压控制
①优化巷道布置。采准巷道的布置应避开煤柱集中应力、构造集中应力、采动应力的影响，选择在岩性较为稳定的岩石中。深部采区主要准备巷道应以岩巷为主或至少布置一条岩巷。随着深度的增加，回采工作面推进后煤体塑性区增加，致使区段煤柱留设宽度随之增加，为保证采区回收率，减少巷道维护，工作面回风（运输）平巷宜采用无煤柱护巷的形式。巷道施工在遇到以压应力为主的褶曲、逆断层时，巷道方向尽量与褶曲轴或断层走向垂直或斜交;在遇到以拉应力为主的正断层时，巷道方向则与断層走向一致或斜交，从而达到减小矿压显现的目的。回采巷道布置的方位应使工作面离开断层推进，使采区一翼内工作面同向推进;②改革巷道支护形式。对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，当采深在800-1000m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。
3.3 煤矿深井回采工作面的矿压控制
深井回采工作面矿压控制的特点。深部采场矿压控制特点由深部采煤工作面顶板岩性变化特点和可能发生的冒顶事故类型决定。经调查，深矿井开采煤层的顶板岩性变化随着采深增加，顶板岩层有逐渐变碎和强度降低的趋势;随采深增加，断层、裂隙、层理和节理逐渐发育，同一层位的岩层分层厚度逐渐变薄，弱面增多，采场顶板悬顶长度逐渐减小，由不容易垮落变得容易垮落;在顶板岩层变碎和强度有所降低的情况下，深井采场出现漏垮型冒顶事故的可能性加大。
参考文献：
[1]张俊杰.深部开采优化开采技术的探讨[J].矿山压力与顶板管理，2005，22（3）：74-75.
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