深部开采

深度大于600m的地下开采作业

深部开采是指深度大于600m的地下开采作业。开采深度大于2000m时。为超深开采，全世界约有200座矿山处于深部开采范围，其中以南非居多，开采深度为1000-3000m，最深矿井为威特沃特斯兰德金矿的西部水平，深度达950m(己闭坑)，红透山铜矿开采水平为467m，距地表为900m。但中国有很多生产矿山设计深度在千米以上，如弓长岭铁矿设计深度为-750m，距地表深度达1000m，根据中国、南非、加拿大、美国、印度等国的一些开采深度大于600-700m，以及深度大于1000-2000mm的矿山生产实践，深部开采将面临着改进岩层控制、井下工作环境、深部回采工艺等问题。

简介

岩层控制

原岩应力观测结果表明，深度超过450-500m时，水平应力分量将增大，可能超过垂直应力分量。原岩应力值增大，地压增大。其显现特点将与深度小于400m的显现特点不同。变静压为动压。具体表现为巷道破坏或巷道和采场的围岩变形、矿柱失稳、特别是岩爆(冲击地压)显现频度及强烈程度增大，并表现出具有瞬间释放出大量能量的特点，使较长一段巷道破坏，并伴有震动与响声，震动不仅在井下可感受到，在地表亦能感受到，释放的能量相当里氏地震5级以上。释放能量小者可使巷道顶板岩石星薄透镜状以很高速度弹出一一弹射。不是所有深部开采矿山都会发生岩爆。发生岩爆是有条件的、根据发生岩爆矿山资料分析认为，岩爆是自然地质条件与采矿技术条件按一定方式组合而发生的，岩爆的等级与回采空间形状、规模、矿岩物理力学性质有关，一般可将能量释放率做为度量岩爆发生频度及程度的指标，在这些矿山中，当由计算得到的能量释放率大于40MJ/m2时，岩爆就成为严重问题。但应指出在世界其他地区，如加拿大通常发生岩爆时能量释放率远低于上述数值。

深部地压对安全生产和经济效益产生极其不利的影响。在进行深部开采、设计开拓系统、采准布置以及选择来矿方法和回采工艺时，必须根据具体条件，研究解决岩层控制问题。

矿井高温

随开采深度增加，矿井中空气及巷道周围岩体的温度升高。由于深井开采面临着高温威胁。为改善矿井工作环境，保证矿山必要的劳动生产能力。深部开采的矿山必须控制矿井高温和选择合适的降温方法。深部开采时，因岩温受地热影响，随矿井深度增加。岩温通过井巷壁以一定强度递增。

矿井降温方法

分为两类：一类为普通降温法，以控制热源散热，加强通风为主要手段；另一类为人工制冷降温法，以压缩制冷为主要手段，为提高降温效果，矿山应当采用综合降温措施。

1.普通降温方法

普通降温方法包括:矿井通风降温，即通过建立合理通风系统，增加风量，提高风速等措施。实现矿井降温，天然冷水降温，利用矿井或地面冷水直接送至采掘工作面。通过空气冷却器降温，冰块降温，在深并降温方面的作用受到重视。

2.人工制冷降温方法

当矿井或地面水源条件不好，矿井过深无法利用地面水源时，可采用循环式压缩制冷降温方法。该法适用于任何类型的矿井在选择了合适的人工制冷降温方法后，通常要进行矿井制冷系统的有关计算。选择合适的制冷机和空气冷却器、移动式空调机和矿井空气冷却系统，制冷机由气体压缩机、冷凝器、蒸发器、动力机械、安全装置、管道系统组成，其制冷物质广泛使用氨和氟里昂，不能用有毒、有刺激味和易爆的氰，空气冷却器是一种热交换器，它将制冷机产生的冷量传给空气，并将空气的热量带给制冷机的换热装置。

深部开采工艺

深部矿床设计前必须进行可行性研究，以便矿山投产后用最少的井筒数目回采全部矿石储量，在具体设汁中，应根据深部开采特点，确定采用单一开拓或联合开拓，考虑井筒的类刑、位置、数目和提升段数。采用25-50t箕斗多绳提升机，一段提升深度可达200cm。南非制造的“布雷尔”多绳缠绕式提升机鼓大提升深度为2442m。所以对延展深度<2000m的矿床，可采取单段提升，即一段开拓。

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