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深井開採

鎖定
深井開採是指開採深度超過800m的礦山開採技術。與淺井和中深井開採相比,深井開採面開採一系列技術、經濟、安全、衞生難題。
中文名
深井開採
外文名
Deep mining
礦井深度
大於800m
特    點
地壓大等
開採方法
空場法、充填法和崩落法等
學    科
礦山開採

目錄

深井開採簡述

深井礦山採礦方法與淺井開採基本相同,包括空場法、充填法和崩落法三大類,但其結構參數、回採順序、回採工藝等應根據深井礦山特點進行相應調整,而且由於深井礦山的特殊性,充填採礦法將成為主流採礦方法。
深井地應力增大,可利用這一特點,研究非爆破採礦技術的可行性。
深井提升費用、排水費用增大,應研究利用排水過程水力提升礦石的可行性。為降低水力提升成本,提高水力提升效率,礦石粒度應嚴格控制、將選礦廠,或者選礦廠的磨礦工序置於井下應是未來深井礦山井下采選一體化的發展方向,其優勢在於:減少甚至取消原礦提升工序,降低原礦提升運輸費用;水力提升精礦,降低成本;尾礦就地充填;地表環境得到根本改善。但選礦廠建於井下,也存在一些技術、安全和環境問題,如大斷面硐室的維護,廢理,事故的處理等。 [1] 

深井開採定義

根據礦牀開採工作所面臨的地壓問題,可按開採深度將礦山分為以下幾類:
(1)開採深度小於300m,稱淺井開採。在此深度內採礦時,一般地壓顯現不嚴重,即使發生地壓活動,也屬靜壓問題,易於處理。
(2)開採深度300~800m,稱為中深井開採。根據礦體賦存條件、礦巖的物理力學性質,在掘進或開採過程中,可能發生輕度巖爆,如岩石彈射等現象。
(3)開採深度超過800m,為深井開採。在此深度內具有二類變形特徵的岩石會發生頻繁的巖爆,影響作業安全。 [1] 

深井開採特點

深井開採具有如下主要特徵:
1.地壓大
深井開採的地壓大主要表現為:原巖應力大;巖體塑性大;礦山壓力顯現劇烈。
2.地温高
地温是指井下岩層的温度:一般情況下,地温隨深度增加而呈線性增加,其增高率用温度梯度(℃/hm,hm=100m)表示。在不同地質條件(不同地區,不同礦井)下,地温梯度不同。據統計,地温梯度在4℃/hm左右。因此,在深礦井開採中地温一般都比較高。地温決定着井下采掘工作面的環境温度,即礦井温度。在深礦井開採中,礦井温度一般都比較高,會影響人體健康,有時甚至會遠高於人體所能承受的最高温度。因此,在深礦井開採中,要保證工人身體健康,保證礦井正常生產,必須採取必要的降温措施。
3.礦井瓦斯大
在深井開採中,礦井瓦斯大表現為:礦井瓦斯(絕對)湧出量大,礦井瓦斯(絕對)湧出量隨着開採深度增加而增大;瓦斯突出(煤與瓦斯突出)頻度大,突出量大。 [2] 

深井開採面臨問題

與淺井和中深井開採相比,深井開採面開採一系列技術、經濟、安全、衞生難題,突出表現為:
(1)深井熱害和通風降温問題。隨着開採深度增加,井下温度越來越高。深井生產實踐證明,高巖温是井下工作面氣温高、工作條件差的主要原因。除此之外,設備運行放出的熱量、水温、礦石氧化放熱難以及時排出也是影響因素之一。澳大利亞北帕克斯銅礦用於深孔鑿巖的潛孔鑽機配備移動式空壓機,其放出的熱量使工作面温度達到50℃以上。有效降温,改善工作面生產條件是深井礦山面臨的主要問題之一。
(2)高地壓問題。深井礦山地應力較大,岩石力學特性發生變化,地壓管理是深井礦山開採需高度重視的突出問題。巖爆是深井採礦地壓的一個普遍顯現,如冬瓜山銅礦在礦山基建過程中就發生過多起巖爆事件。
(3)深井湧水問題。由於不可預測的岩石裂隙及岩石移動,深井開採過程中更容易發生大量地下水突然湧出現象,影響作業安全,必須高度重視防治水工作。
(4)深井提升問題隨着開採深度及提升高度的增加,提升鋼絲繩重量越來越大,提升作業因鋼絲繩自重帶來的無效耗能愈加突出,應研究與開發新型的深井礦石提升技術。 [1] 
參考資料
  • 1.    張欽禮,王新民主編;饒運章,鄭懷昌,黃仁東副主編,金屬礦牀地下開採技術中南大學出版社,2016.03
  • 2.    孔慶友主編,地礦知識大系 上冊,山東科學技術出版社,2014.07