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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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 层走向一致或斜交，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。
4 进行深部开采的一些对策
4 . 1 对矿井深部开采工程动力的探讨在进行深部开采时，岩层和地表控制预测的重要因素是保持工程岩体的动力平稳性。一般来讲，工程岩体的动力平稳性指的是煤柱、上覆或下伏岩层力学这些系统受到外力作用，随着时间的推移本来的平衡或运动状态和内部结构功能是否能保持一致。对工程动力稳定性的探讨主要应该研究对煤柱动力稳定性的相关影响原因。根据物理力学的原理，主要研究深部开采工程岩体动力学的模型，找出深部开采煤柱变形、滑动和破坏等平稳性模型以及如何判定稳定性的标准，并进行分析。要解决地表与岩体预测和控制问题，就要研究出岩体动力平稳性的规律。
4.2 对深井巷道矿压基础进行研究矿压问题是直接影响煤矿生产和安全问题的重要因素，对它的基础理论进行研究是解决巷道工程的基本依据。只有对深部巷道围岩的变形规律有较深的认识，才能让巷道围岩的控制问题具有科学性质。
4.3 对深井巷道的安排和底鼓预防的研究巷道的稳定性是设计的关键问题，因为它直接影响着生产安全。针对巷道的特性，对原来浅部巷道的安排方式要进行改进，要尽量躲开应力的高峰期，对开采的程序进行优化，把动压对巷道的影响程度降到最低。底鼓是引起深井巷道失去平衡的主要原因，因此，对底鼓的防治是深井巷道进行维护的主要内容。当前我国对底鼓都没有采取相应对策，因此，有必要和卸压加固技术相结合，从而研究出一套可以防治底鼓的相应措施。
5 深部开采发生灾害机理研究在进行深部开采过程中，深部岩体的基本特性和组织结构都会发生变化，从而造成深部开采事故的经常发生。因此，对于深部开采发生灾害的机理进行研究是非常必要的。要对引起事故发生的因素进行探讨，分析它们之间的联系和规律，总结出一套预测方法和预防措施。
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论文作者:康兴旺
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/24
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