[科普中國]-深井開采

深井開采是指開采深度超過800m的礦山開采技術。與淺井和中深井開采相比，深井開采面開采一系列技術、經濟、安全、衛(wèi)生難題。

簡述深井礦山采礦方法與淺井開采基本相同，包括空場法、充填法和崩落法三大類，但其結構參數(shù)、回采順序、回采工藝等應根據(jù)深井礦山特點進行相應調整，而且由于深井礦山的特殊性，充填采礦法將成為主流采礦方法。

深井地應力增大，可利用這一特點，研究非爆破采礦技術的可行性。

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于井下應是未來深井礦山井下采選一體化的發(fā)展方向，其優(yōu)勢在于：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(huán)境得到根本改善。但選礦廠建于井下，也存在一些技術、安全和環(huán)境問題，如大斷面硐室的維護，廢理，事故的處理等。1

定義根據(jù)礦床開采工作所面臨的地壓問題，可按開采深度將礦山分為以下幾類：

(1)開采深度小于300m，稱淺井開采。在此深度內采礦時，一般地壓顯現(xiàn)不嚴重，即使發(fā)生地壓活動，也屬靜壓問題，易于處理。

(2)開采深度300～800m，稱為中深井開采。根據(jù)礦體賦存條件、礦巖的物理力學性質，在掘進或開采過程中，可能發(fā)生輕度巖爆，如巖石彈射等現(xiàn)象。

(3)開采深度超過800m，為深井開采。在此深度內具有二類變形特征的巖石會發(fā)生頻繁的巖爆，影響作業(yè)安全。1

特點深井開采具有如下主要特征：

1．地壓大

深井開采的地壓大主要表現(xiàn)為：原巖應力大；巖體塑性大；礦山壓力顯現(xiàn)劇烈。

2．地溫高

地溫是指井下巖層的溫度：一般情況下，地溫隨深度增加而呈線性增加，其增高率用溫度梯度(℃/hm，hm=100m)表示。在不同地質條件(不同地區(qū)，不同礦井)下，地溫梯度不同。據(jù)統(tǒng)計，地溫梯度在4℃/hm左右。因此，在深礦井開采中地溫一般都比較高。地溫決定著井下采掘工作面的環(huán)境溫度，即礦井溫度。在深礦井開采中，礦井溫度一般都比較高，會影響人體健康，有時甚至會遠高于人體所能承受的最高溫度。因此，在深礦井開采中，要保證工人身體健康，保證礦井正常生產，必須采取必要的降溫措施。

3．礦井瓦斯大

在深井開采中，礦井瓦斯大表現(xiàn)為：礦井瓦斯(絕對)涌出量大，礦井瓦斯(絕對)涌出量隨著開采深度增加而增大；瓦斯突出(煤與瓦斯突出)頻度大，突出量大。2

面臨問題與淺井和中深井開采相比，深井開采面開采一系列技術、經濟、安全、衛(wèi)生難題，突出表現(xiàn)為：

(1)深井熱害和通風降溫問題。隨著開采深度增加，井下溫度越來越高。深井生產實踐證明，高巖溫是井下工作面氣溫高、工作條件差的主要原因。除此之外，設備運行放出的熱量、水溫、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于深孔鑿巖的潛孔鉆機配備移動式空壓機，其放出的熱量使工作面溫度達到50℃以上。有效降溫，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，巖石力學特性發(fā)生變化，地壓管理是深井礦山開采需高度重視的突出問題。巖爆是深井采礦地壓的一個普遍顯現(xiàn)，如冬瓜山銅礦在礦山基建過程中就發(fā)生過多起巖爆事件。

(3)深井涌水問題。由于不可預測的巖石裂隙及巖石移動，深井開采過程中更容易發(fā)生大量地下水突然涌出現(xiàn)象，影響作業(yè)安全，必須高度重視防治水工作。

(4)深井提升問題隨著開采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(yè)因鋼絲繩自重帶來的無效耗能愈加突出，應研究與開發(fā)新型的深井礦石提升技術。1

本詞條內容貢獻者為:

楊曉紅 - 副教授 - 西南大學