深部开采的国内外现状

深部开采的国内外现状

1 基本概念

金属矿床深部开采的定义,各国不尽相同,我国采矿手册规定,开采深度600～900m 为深部开采,深度大于2000m 为超深开采;而美国则认为,所谓深部开采通常解释为5000 英尺以上, 即相当于1524m; 南非深部金矿开采, 是指平均作业深度1600m。

2 国内深部开采现状及技术

2.1 国内深部开采现状

我国除1969 年闭矿的石嘴子铜矿外,近年已有一批金属矿山进入深部开采,即垂直开采深度超过600m 以上。例如红透山铜矿目前开采已进入900～1100m 深度;冬瓜山铜矿矿体埋深达1000m ,现建成2 条超1000m 竖井正进行深部开采;弓长岭铁矿设计开拓深度- 750m ,距地表达1000m;夹皮沟金矿已有2 个坑口工作深度超过600m ,其中二道沟坑口工业矿体延深至1050m ,湘西金矿开拓38 个中段,垂深超过850m。此外,还有寿王坟铜矿、凡口铅锌矿、金川镍矿、乳山金矿等许多矿山,已经或将进行深部开采。

2.2 国内深部开采技术

石嘴子铜矿是国内深部开采矿山之一,共22 个阶段,最深达950m。曾使用各种不同结构的浅孔留矿法,回采厚度1～35m ,平均613m ,平均倾角82°的矽卡岩型铜矿床,后期由于地压大,上下盘岩石收敛,顶板管理复杂,以大量矿石损失与贫化而结束回采作业。可以说是一座不成功的深部开采矿山。

红透山铜矿使用胶结与尾砂充填采矿法,垂直矿体走向连续分Ⅰ、Ⅱ两期矿房回采,第一步采Ⅰ期矿房浅孔留矿法,嗣后尾砂、废石、水泥胶结充填;第一步采Ⅱ期矿房小分段中深孔留矿法,嗣后尾砂充填。二步矿房用分段回采嗣后尾砂充填，效果较好。夹皮沟与湘西金矿用干式充填或削壁充填法。

3 国外深部开采现状及技术

3.1 国外深部开采现状

据不完全统计,国外开采超千米深的矿山有80 多座,其中最多为南非。南非绝大多数含金、铀变质砾岩矿床,埋藏深度大都在1000m 以下。其中,西部深水平金矿, 采矿深度达3582m; WestDriefovten 金矿,矿体赋存于地下600m ,并一直延伸至4000m;Witwatesrand 金矿开采深度已达4000m ,矿体延伸6000m 以下。印度德干高原南端班加罗尔市附近的科拉尔金矿区,已有钱皮恩里夫、农迪德鲁格、迈索尔三座金矿采深超2400m ,其中钱皮恩里夫

金矿共开拓112 个阶段,总深3260m。俄罗斯的克里沃罗格铁矿区,已有捷尔任斯基、基洛夫、共产国际等8 座矿山回采深度超750m; 采准深度达910 ;开拓深度到1570m;将来要达到2000～2500m。

3.2 国外深部开采技术

俄罗斯克里沃罗格铁矿区克里卜克内西矿,采用下盘巷道放矿的垂直分条分段崩落法;美国加利纳银铅矿采用充填法;南非西部深水平金矿采用长壁法,但每隔2400m 需留下44m 宽连续矿柱,采场用高浓度尾砂充填;印度科拉尔金矿采用下向分层胶结充填法。

从矿岩开采条件并结合深部开采情况看,国外绝大多数矿山均使用充填法。现简要介绍南非West Driefoven 金矿采矿法。该矿开采三层矿脉,中间为主矿脉。顶板是火山沉积岩;底板为白云岩,含水量大。矿体埋藏于地下600m ,并以倾角27°延伸至4000m。三段竖井开拓: 第一段1800m; 第二段1200m;第三段1000m。生产规模31 万t/ 月,其中矿石24 万t/ 月。每月开采面积5 万m2 , 掘进2000m ,产金21688t 。使用南非典型的壁式充填法,采场长30m ,阶梯状回采,分层高1.2m ,矿脉厚6m ,自上而下分层回采。巷道式采矿,间隔回采,胶结充填后再采相邻巷道。采场顶板用4.6m 长锚索支护,间距2m ×2m。尾砂胶结充填,浓度达70%～80% ,不需脱水,接顶时用高压充填。

南非金矿深部开采的机械化采矿方法因矿体赋存条件不同而多种多样:连续巷道式充填法、间隔巷道式充填法、梯段式充填法、上向分层充填法等。采矿方法存在的主要问题:因矿体薄、倾角缓及矿岩硬与磨蚀性难以大量使用机械化开采;由于作业深度大与气温高,要求采场每月平均推进速度达20m 以上,才能减少工作面长度及热流量;电动机械比柴油机械更适合矿山减少通风与降温费用的要求;机械化开采采矿贫化率大增等。

加拿大的安西尔铜矿、基德克里克铜铅锌矿,澳大利亚的芒特———艾萨铜矿,在采深1076～ 1460m 条件下,应用分段充填法,取代了上向分层充填法。其特点是方法灵活,当矿体条件受到限制时,可恢复使用分层充填法,同时,该法提高了生产效率和设备利用率,改善了作业安全条件,降低了采矿成本。乌克兰的扎波罗热铁矿和俄罗斯的加伊铜矿,采用分段和分段回采的二步开采法。前者的突出特点是矿房几何形状呈棱形,上下棱面与水平成60°夹角,一步矿房采后胶结充填,充填体强度为4～ 6 MPa ,满足二步矿房回采能自立与地表不塌陷的要求。后者在组合阶段(3～ 5 个阶段)内,采用上行开采顺序,此时有利于井下掘进的废石充填采空区。

4 开采原则

应尽可能遵循下列开采原则:

(1) 开采顺序。一般矿床开采顺序是自上而下,从浅部向深部发展。从矿脉排列顺序看,也是由上盘向下盘逐渐推进。单就一个中段而言,其开采顺序大多数是自下而上。而印度科拉尔金矿区开采急倾斜连续薄矿体,在中段采用上行采矿法时,因地应力大量积聚而频繁发生岩爆,不得不采用下向分层胶结充填法。沿走向的开采顺序有由中央向两翼、由两翼向中央及多翼回采几种方式。根据深部开采特点,从两翼向中央开采方式不可取,因为前方形成应力集中而使三角区无法回采,因此,一般采用从中央向两翼或由一翼向另一翼连续推进的回采方式。

(2) 连续回采。南非深部矿体,一般采用连续回采方法,但延长超过数公里时,需每隔一定距离留下40～50m 宽的连续矿柱,并及时采后充填,以防止因地压增大导致采场闭合。

(3) 强化开采。深部回采非常强调强化开采,或采用连续作业方式,或提高作业面推进速度。俄罗斯克里沃罗格铁矿区自20世纪60年代至80年代中期,各矿开采深度增加400～665m ,开采面积减少2818% ,但作业集中程度提高10% ,回采作业面积的生产能力和1m2的采矿强度翻了一番,单位面积采矿量增加13 %。这不但使各种技术指标保持稳定,也大大提高开采作业效率。

5 深部开采特点

随着开采深度的不断增加, 地质条件恶化,破碎岩体增多,地应力增大,涌水量加大,地温升高,带来了深部地压、提升能力、作业环境恶化、通风降温和生产成本急剧增加等一系列问题,抑制了生产能力提高和矿产资源的充分回收。

5.1 深部巷道变形与支护

随着开采深度的增加,地应力随之增大。因此,深部巷道与采场的维护原理与浅部有十分明显的区别,这种区别的根源在于岩石所处的应力环境的区别以及由此导致的岩体力学性质的区别。在浅部十分普通的硬岩,在深部可能表现出软岩的特征, 从而引起巷道和围岩的大变形；浅部的原岩大多处于弹性状态,而深部的原岩处于“潜塑性”状态,由各向不等压的原岩应力场引起的压、剪应力超过岩石强度,造成岩石的潜在破坏状态。

深部高应力环境下的巷道支护,除了必须考虑岩石强度性质和岩体结构外,还应重视巷道所处的应力环境。浅部中、低应力条件下的巷道支护主要考虑业己存在的地质构造等不连续面的影响,而深部高应力岩体中巷道支护必须考虑巷道围岩因掘进造成的断裂破坏带,即新生断裂结构的影响。所以,深部高应力环境下的巷道支护应强调峰后破坏岩体残余强度的利用。应合理控制岩体的峰后变形,并尽量使巷道围岩处于三向应力状态,为此,需采用先柔后刚的能保持和提高岩体强度的加固措施；深部巷道支护设计应更多地建立在能量分析的基

础上,而不是简单地以应力和强度作为设计准则。

5.2 深部地压显现与开采动力灾害

随着开采深度增加,构造残余地应力增大,最大主应力达150～200MPa 。从根本上讲,地应力是所有地下工程,包括地下采场、巷道地压显现的根本来源。在没有开采工程扰动的情况下, 岩体处于原始平衡状态。地下巷道或采场的开挖, 打破地层原始平衡状态,导致地应力的释放,从而引起岩体的变形和向自由面的位移,引起围岩应力的重新分布。围岩的过量位移和应力集中将导致围岩局部的或整体的失稳和破坏。这就是地压发生的过程和机理。它与岩体的受力状态、岩体结构和质量、岩体物理力学性质、工程地质条件以及时间等因素有关。

深部地压主要有两种表现形式,即：变形地压和冲击地压。

变形地压是因开挖产生的围岩位移所引起的压力,这是地压的最基本形式。在岩体条件较好的情况下,围岩的位移和变形发展到一定程度就停止了,可能不需要支护,围岩自身就能维持稳定。深部高应力条件下,围岩具有产生大变形的内外部条件,围岩的过量变形将产生微观或宏观破裂、岩层移动、巷道底鼓、片帮、冒顶、断面收缩、支架破坏、采场跨落等等。围岩必须通过支护才能防止过量的变形而引起的破坏。此时,变形地压的显现特征与支护方法和支护结构密切相关。在围岩与支护结合在一体的条件下,围岩与支护构成共同承载体,它们相互依存、相互制约、共同变形。只有及时采取支护措施,并且支护方法得当, 才能有效改善围岩应力分布状态,抑制围岩变形,阻止围岩的失稳和破坏。

冲击地压是一种岩石动力学现象,它是围岩内聚集的大量弹性变形能在一定诱因下突然释放而表现出的一种形式。在金属矿山,冲击地压叫岩爆。产生冲击地压和岩爆主要与两方面因素有关。一是岩石的岩体的结构性质,具有在围岩内贮存高应变能的内在条件。一般来讲,坚硬完整岩体容易贮存高应变能。二是有产生高应变能的外部环境,如地应力大、围岩应力集中的地方。随着开采深度的增大,地应力不断增大,因而深部容易出现岩爆和冲击地压。南非因岩层冒落和岩爆造成的死亡率占总死亡率57 % ,伤残率占总伤残率27 %。

随着越来越多的矿山进入深部开采,加强对岩爆的研究己刻不容缓,研究重点在以下三个方面：①从地应力、岩体结构、矿岩物理力学性质、采矿方法、开采过程、开采顺序、围岩能量聚集和释放规律等方面综合分析和研究岩爆机理；②建立有效可靠的监测系统和手段,对岩爆发生的可能性、发生的地点和大小进行预测预报；③从防止和解除围岩高能量聚集,避免引起高能量迅速释放的外部条件出现两方面采取防治岩爆的有效措施。

地震现象存在,应采取预防性措施。

5.3 地温升高引起作业环境恶化

地下岩层温度随着深度的增加而增加。据统计,常温带以下,岩层温度以3℃/loom 的梯度增加。千米以上的深井,岩层温度将超过人体温度。如南非西部矿井,在深部3000 米处,岩层温度高达80℃；我国铜陵冬瓜山铜矿在深度1000米处,最高温度达40℃; 印度科拉尔金矿区1200m 深,达49.8 ℃;1800m 深,达54.3 ℃;2000m 深,达61.2 ℃;3000m 深,达69 ℃。深井开采工作面气温的升高导致工作条件的严重恶化。在持续的高温条件下,人员的健康和工作能力将会受到很大的损伤,这影响到采掘工作的正常进行,使劳动生产率大大下降。据统计资料,超过适合人体温度后, 温度每增加1℃, 工人的劳动生产率将降低7%~10%。采取经济和有效的措施,解决深井的通风和降温问题,使深井开采工作面保持人员和设备所能承受的温度和湿度,并使综合开采成本限定在可以接受的范围内,对保证深部地下开采的正常发展具有重要意义。

6 采场支护技术

6.1 临时支护

6.1.1 支护材料要求

①工作面支护件必须是刚性的,但又不完全是刚性的; ②支护材料应具备加预应力的简便性和可预测的让压性; ③容易安装,并不易受爆破破坏; ④在地震活动区,基本要求能经受动载荷; ⑤运输方便,防火防潮。

6.1.2 临时支护材料

南非深部开采1965 年前,采场临时支护都是木制件,其形式是空心木垛、“框式”支护和实心木垛。也曾使用过混凝土块和木块交替放置的垛式支架,或空心木垛内充填水泥浆,并曾先后应用过管柱式支柱、柱型支柱、伏兰脱式支柱。1965 年后,南非矿山局研究实验室研制成快速让压液压支柱,并于70年代初进行井下试验,成功后大面积推广应用。

这种支柱主要适用于地震与岩爆环境,但愈来愈多地应用于各种适合的开采条件。采场临时支护系统设计时需考虑三个因素:能量释放速度、回采宽度与地质环境。

6.2 永久支护

南非金矿早于20 世纪30 年代开展充填实践,到60 年代末才形成工业规模应用,到90 年代中期,充填约占采场总支护量30% ,木支护与延伸式支护约各占25% ,即总支护面积占总开采面积的80%是合理的。

6.2.1 胶结充填

永久支护一般采用胶结充填,或废石胶结充填,或尾砂胶结充填。充填体既作为区域性支护而减少岩爆发生,也可作为局部支护在岩爆时保护工人和设备。它还具有下列作用: ①充

填能补偿木材供应不足和避免火灾; ②减少木材支护的劳动量; ③改善通风条件和减少井下热量; ④提高回采率,减少贫化; ⑤充填通过废石留在井下而提高提升能力; ⑥充填应改善局部地段上盘岩层支护。

水力输送充填料的相对密度一般为 1.65 ～1.85 ,不需脱水。一般充填体杨氏模量200 ～300MPa ,比矿柱70GPa 低许多。南非也曾用杨氏模量5 ～ 10GPa 的混凝土柱作充填体, 它可减少30%的能量释放率。充填工艺最严重的问题是砂浆从1000m 以上高的管道自由降落所引起的管道磨损问题。解决办法有二:一是增加系统的摩擦损失;二是采用能量耗散装置耗散自由降落带充填料的能量。

6.2.2 水力充填

尽管南非许多深部开采矿山采用胶结充填,但也有使用水力充填而非胶结充填。

在壁式采矿法中,工作面用快速让压液压支柱作临时支护,但适当地段撤去支柱时即用分级尾砂充填。充填时用纺织土工布、无纺土工布或针织土工布袋围着充填空区,然后充填直至接顶。这里存在主要问题,一是使充填体的水尽快泄出去,因为爆破作业可能在充填后8h 进行;另一个问题是因颗粒流失、不稳定性和收缩,特别是充填体收缩问题更严重。因为充填的作用是阻止空区闭合,其实际闭合速度达5mm/d。可是水力充填在凝固时,因自身重力作用及水泄出,体积收缩导致充填体与顶板间留下一定量空隙。

经研究后,南非水力充填优化参数为:输送充填料相对密度1.70～1.75 ,不加絮凝剂;小于10μm 的颗粒少于5 %;土工布类型为针织型O95 = 350μm ,编织型O95 = 450μm;充填方式倾角大于15°为袋式,小于15°为格式。

7 深部开采应研究的问题

深部矿床开采地压理论及控制的研究是采矿科技现代化的重要课题,是在深井开采时中使用大型采矿设备, 实现强化开采的重要前提。围绕上述的问题, 应开展以下几方面的研究：

（1）原岩应力测量。确定构造应力场, 为巷道及采场布置提供依据。

（2）岩体应变性质研究。调查研究岩体构造分布规律, 确定岩体构造模型；测定岩体各种力学参数, 包括岩体弹性参数、流变学参数、强度参数、断裂韧度、裂纹亚临界扩展速度、节理面强度参数等等。

（3）建立数值分析模型。模拟巷道开挖过程中和开挖之后, 在静态和动态载荷用下巷道周围的应力分布、断裂的形成和发展, 应用非线性程序研究不同岩体及地质构造的影响, 各种支护作用的影响。

（4）合理选择巷道位置、开采顺序及巷道断面形状。

（5）在高应力区及易发生岩爆地段, 进行卸压技术的研究, 转移和释放围岩中的应力。（6）支护系统的研究。除常规各种类型的锚杆、锚索、金属网、钢丝绳网、喷浆外, 对变形剧烈区段, 还应试验研究新的支护形式。

（7）巷道岩爆机理研究和微震测试系统的研究。加强监测预报, 建立微震监测数据库。

结合我国煤矿深部开采工程实例

结合我国煤矿深部开采工程实例，解决了一系列煤矿深部开 采中的技术难题 1 解决了龙口柳海矿第三系软岩矿井的支护问题 1工程特点 龙口柳海矿为第三系软岩矿井，国内正在开采的第三系软岩矿井最深的为350m而柳海矿井筒深度已达500m其临界深度为300m难度系数为1.67。- 般第三系软岩的蒙脱石含量最高达35~40%而该矿软岩的蒙脱石含量达到90~ 96%在进行本次研究之7前，该矿井底车场现有巷道基本全部破坏，面临关闭停建状态。因此，龙口柳海矿巷道支护问题是我国第三系软岩矿井中难度最大的问题。 2工程破坏现状 龙口柳海矿为了解决第三系深部软岩矿井的支护问题，采用了各种支护技术，包括：锚网锚索支护、钢筋混凝土（砌碹）支护、U型钢可缩性支架、高强 度梁式混凝土支架、U型钢钢架+壁后充填，以及上述支护形式的复合型支护。但是，由于柳海矿软岩问题的复杂性，上述各种支护形式均未能有效的控制巷道围岩的变形，巷道前掘后修，投资巨大，严重影响了矿井的安全生产及按时投产。 柳海矿工程破坏现状详见图2-18~图2-23。 1\1 ,91 rA

(a )畐寸井北马头门东侧 (b )畐井北马头门西侧 图2-18 副井马头因应力集中而产生破坏 —9- ' ■■ . -- , -兮■ 忙 * P 图2-19 重车线前方导硐大变形断面急剧缩小 M3 乡 F 密 r 7 * 图2-20 重车线巷道底板底臌严重

VI :J y 汪E ■图2-21 高强度混凝土梁式支架接口处产生破坏

i a 1 八丈 _ v . - <■ 谑 一 --■ U F A \ :丿 图2-22 北单轨巷支架产生大变形 「2-— * /些〉 讥? J -< ■巒 / C t 4 厂『 a 汁 * 图2-23 南水仓顶板及两帮严重变形 苗 ！ TL s PF ;*

深部开采

深部矿井开采技术问题 摘要:本文根据我国主要深部矿区30余对矿井的实地调查、部分井下观测和25个矿务局的函调材料,对我国煤矿深部开采的基本状况及其在开采中遇到的巷道维护、冲击地压、瓦斯突出及地热等主要问题作了总结和剖析,并就今后煤矿深部开 技术问题提出了几点看法和建议。 1煤矿深部开采的现状及趋势 深井开采技术是当今世界主要深井开采国家(如德国、原苏联、波兰等)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。 我国是世界第一产煤大国,1997年原煤产量13.3亿吨。全国主要国有矿区90多个,井工开采的生产矿井588对(1996年统计)。据不完全统计,采深超过800m的深井19对,其中开滦矿务局赵各庄、沈阳矿务局彩屯矿采深超过1000m,新汶矿务局孙村矿、华丰矿、长广七矿采深超过800m。“八五”期间新打深井65个,平均深度588m,其中700~800m的井筒28个,800~1000m的井筒13个,1000m以上井有12个。 据煤炭资源开发和资源保护研究指出,在我国预测总储量中73.2%埋深在1000m 以下,浅部储量较少。因此,深井开采技术不仅是目前一些深矿井面临的问题,而且从长远看,它将是我国今后进一步开发利用深部煤炭资源的带有战略意义的问题。 2深井开采的主要技术问题 2·1矿压显现加剧,巷道维护困难随着矿井采深的不断增加,一方面,巷道断面必需加大,据对开滦矿区统计,近10年间采深平均增加100m,岩石巷道断面平均增加8.1%,煤、半煤岩巷平均增加32%;另一方面,地压增大,在深部高应力作用下,围岩移动更为剧烈,巷道产生变形破坏更为严重。在调查的超过700m的深井中,巷道矿压问题普遍严重,底鼓成为常见的地压现象,特别在采准巷道中尤其严重。失修和严重失修巷道比例增加,据开滦局调查统计,井深1000m时巷道失修率约是同条件下500~600m埋深巷道失修率的3~15倍,部分矿井巷道失修和严重失修率达20%以上。巷道维修占用大量人力物力,林西矿井深800m,巷道维修工占井下工人的比重为7.00%~10.50%。很多深部巷道由于严重破坏无法行人、行车而被迫停产反修。且常常出现前掘后修、重复反修的象。深井巷道维护问题已成为整个矿井生产系统中的最薄弱环节。 出现上述现象的主要原因是客观上井深、围岩应力增加。主观上没有充分认识深井巷道矿压规律,巷道支护形式不能适应深井巷道围岩变形的要求,支护形式、支架参数

露天矿开采基本知识

露天矿开采基本知识讲座 第一节石灰岩知识 一、石灰岩简介： 石灰岩(Limestone)，简称灰岩，是以方解石为主要成分的碳酸盐岩，有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物，属于沉积岩，是水成岩的一种。石灰岩主要是在浅海的环境下形成的，属于生物性沉积形成，其主要形成是海洋生物的尸体的沉降累积，加上来自陆地的动植物腐物残渣与泥沙一起在河床或海床上沉积压实后经地质变化形成。 二、石灰石的组成结构： 石灰岩的矿物成分主要为方解石、伴有白云石、菱镁矿和其他碳酸盐矿物，还混有其他一些矿物，比如菱镁矿，石英，石髓，蛋白石，硅酸铝，硫铁矿，黄铁矿，水针铁矿，海绿石等等。此外，个别类型的石灰岩中还有煤、地沥青等有机质和石膏、硬石膏等硫酸盐，以及磷和钙的化合物，碱金属化合物以及锶、钡、锰、钛、氟等化合物，但含量很低。灰岩的主要化学成分是CaCO3易溶蚀，故在石灰岩地区多形成石林和溶洞，称为喀斯特地形 石灰岩的结构较为复杂，有碎屑结构和晶粒结构两种，其中碎屑结构多由颗粒、泥晶基质和亮晶胶结物构成，晶粒结构是由化学及生物化学作用沉淀而成的晶体颗粒。 三、石灰岩的分类： 按其沉积地区，石灰岩右分为海相沉积岩和陆相沉积岩，以海相沉积岩为多。 按其形成类型，石灰岩可分为生物沉积、化学沉积和次生三种类型。 按矿石中所含成分不同，石灰岩可分为硅质石灰岩、粘土质石灰岩和白云质石灰岩三种。 按结构构造，石灰石可分为竹叶状灰岩、状灰岩、团块状灰岩等 四、石灰岩的特性： 1.石灰岩分布相当广泛，岩性均一，易于开采加工，是一种用途很广的建筑石料。 2.石灰岩具有良好的加工性、不透气性、隔音性和很好的胶结性能、可深加工应用，是优异的建筑装饰材料。 3.石灰岩产地广泛，色泽纹理颇丰，有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色，有良好的装饰性。 4.石灰岩的质地细密，加工适应性高，硬度不高，有良好的雕刻性能，易制作小型架上雕刻，较适宜初学雕刻者选用，但由于石灰岩易溶蚀，不适于户外的雕刻。 5. 石灰石用途很广，是冶金、建材、化工、轻工、建筑、农业及其它特殊工业部门都是重要的工业原料。 第二节露天开采的基本概念及述语 露天开采是在一定范围内敞露 的空间里，将掩盖在矿体上部的表土 及周围部分的岩石剥除掉，而把矿石 开采出来。因此为了采出矿石，还必 须开采矿石。 1．台阶（bank）：（图1-1）开采 时，自上而下把矿岩划分成具有一定 厚度的水平分层，用独立的采掘、运 输设备进行开采，各分层保持一定的 超前关系，从而形成阶梯状。 台阶由以下要素构成：上部平 盘、下部平盘、坡面、坡顶线、坡底 线、高度、坡面角。 台阶分：

深部高应力下的资源开采与地下工程_香山会议第175次综述_赵生才

第17卷第2期2002年4月 地球科学进展 ADVANCE I N E ARTH SCIE NCES V ol.17　N o.2 Apr.,2002 文章编号:100128166(2002)022******* 深部高应力下的资源开采与地下工程① ———香山会议第175次综述 关　键　词:深部开采;地下资源;理论与技术 中图分类号:X75 文献标识码:B 随着社会与经济发展需求的日益增长和矿山工程技术体系的进步和完善,资源开采不断地在向深部发展。然而用浅部开采条件下的地质作用特征和矿压显现规律来推断深部开采地质状况,无疑远远不够且蕴含着极大的风险。因此,对深部高应力条件下的资源开采与地下工程进行统一的、三维的、系统的多元研究,以揭示其中的一系列基本科学问题,构筑我国在深部高应力条件下资源开采的相关的基础理论和地下工程技术体系,显得尤为重要。 香山科学会议于2001年11月5日至7日在北京香山召开了以“深部高应力下的资源开采与地下工程”为主题的香山科学会议第175次学术讨论会。 谢和平教授(中国矿业大学)、钱鸣高院士(中国矿业大学)、古德生院士(中南大学)被聘为本次会议执行主席。 1　矿山采掘业现状与深部资源开采的发展趋势 深部开采和地下工程是未来发展必然趋势。据不完全统计,国外开采超千米深的金属矿山有80多座,其中南非最多。南非绝大多数金矿的开采水平都在1000m以下。其中,Anglog old有限公司的西部深水平金矿,采矿深度达3700m;West Driefovten 金矿,矿体赋存地下600m,并一直延伸至6000m 以下。印度的科拉尔(K olar)金矿区,已有3座金矿采深超2400m,其中钱皮恩里夫金矿共开拓112个阶段,总深3260m。俄罗斯的克里沃罗格铁矿区,已有捷尔任斯基、基洛夫、共产国际等8座矿山采准深度达910m,开拓深度到1570m,将来要达到2000～2500m。另外,加拿大、美国、澳大利亚的一些有色金属矿山采深亦超过1000m。 我国已探明的煤炭资源量占世界总量的11.1%,今后相当长的历史时期内仍需保证煤炭的高产稳产。我国煤炭资源埋深在1000m以下的为29500万亿吨,占煤炭资源总量的53%。目前煤矿开采深度以每年8～12m的速度增加,东部矿井正以每10年100～250m的速度发展,预计在未来20年很多煤矿将进入到1000m到1500m的深度。在我国,一批金属矿山近年也已进入深部开采,例如红透山铜矿目前开采已进入900～1100m深度;冬瓜山铜矿现已建成2条超1000m竖井来进行深部开采;弓长岭铁矿设计开拓深度750m,距地表达1000m;夹皮沟金矿二道沟坑口矿体延深至1050 m;湘西金矿开拓38个中段,垂深超过850m。此外,还有寿王坟铜矿、凡口铅锌矿、金川镍矿、乳山金矿等许多矿山都将进行深部开采。 深井开采势在必行,已是国际矿业的重要研究领域。国外深井开采研究起步较早,最早观察到岩爆是在1900年的印度科拉尔金矿。美国大西洋(Atlantic)矿,1906年5月26日发生了一次较大的岩爆,当时估计的地震强度达到了里氏3.6级。美国密西根工业大学存有一份Lake Superior铜矿发生岩爆的报告(1939年出版)。南非金矿赋存较深,早在1908年就成立了专门委员会研究深井岩爆问题。加拿大于1928年在安大略(Ontario)矿首次出现岩爆,M orris on于1942年完成了一份研究报告,至今仍被视为这方面的经典岩爆研讨报告。 20世纪80年代以来,深井开采的事故越来越严重。以南非为例,在南非深部金矿的开采中,由于地震等事件诱发的岩爆、岩石冒落,使南非的采矿工业成为最危险的工业之一。一些有深井开采矿山的 ①　收稿日期:20022012181

奥灰水对马家沟煤矿深部开采的危害因素分析

收稿日期：2011－01－15 作者简介：刘德民（1972—），男，河北唐山人， 1996年毕业于焦作工学院，高级工程师，现任唐山马家沟矿业有限责任公司总工程师，主要从事矿井水灾害防治、矿井通风和瓦斯防治方向的研究。 奥灰水对马家沟煤矿深部开采的危害因素分析 刘德民 （唐山马家沟矿业有限责任公司，河北唐山063021） 摘 要：马家沟煤矿开采深度超过700m ，且矿井水文地质条件复杂，矿井突水防治工作十分艰巨。 通过分析影响马家沟煤矿深部开采的主要突水水源特征及其影响因素，弄清了各个影响因素的权重，使矿井水害防治 “有的放矢”。关键词：矿井水害；深部开采；含水层中图分类号：TD745 文献标识码：B 文章编号：1671－749X （2011）05－0028－02 0引言 矿井突水灾害是煤矿生产中重要灾害之一，随 着煤矿开采深度的逐年增加，地层深部层压水害对煤矿生产的危害程度有增加的趋势。马家沟煤矿开 办于1908年， 具有近百年的开采历史，现开采水平大都在－700m 以下， 并具有地质构造复杂，含水地层多的特点。所以矿井水害的防治是十分艰巨和紧迫的任务。分析马家沟煤矿深部开采的主要突水水源的影响因素，对该矿开采深部煤层的防突水工作保证安全生产具有重要指导意义。 1 奥灰突水发生的部位及突水因素分析 1．1 奥灰突水发生的部位 断层部位：由于断裂的影响，总是有一侧缩短了 煤层与奥灰水体的距离，同时由于邻近断层部位的节理、 裂隙发育和断层破碎带的存在，都使岩石的阻抗能力大大降低。所以，断层（特别是断层的交叉）部位最易发生突水事故。 陷落柱部位：奥灰古岩溶的存在及其塌落拱的不断发展，含煤地层中常存有由各种破碎岩石充填的陷落柱，它抗压强度低，有时其本身就是一个导水体，当采矿活动直接遇到它时，常发生突水事故。 地层岩石较完整的部位：随着采矿深度的逐步延深，隔水层所承受的奥灰水压力越来越大，一旦这种承受能力低于安全值时，必然发生突水事故。1．2 突水因素分析 富水性和含水层的水头：位于煤层顶底板下中奥陶统含水层是影响下组煤开采的主要含水层，承压水进入采掘空间，如果含水层压力过大则承压水就会对水平面形成一个高压力区， 使岩层抬动位移或臌胀， 导致突水。因此，水头压力在突水中的作用至关重要。富水性强弱则决定了突水的危害程度强弱， 富水性强且厚度大、分布广的含水层具有强的补给来源，造成的危害更大。富水性弱且厚度较薄的 含水层， 如果不与其他强含水层有水力联系，即使突水，水量也较小，一般不会对生产矿井造成危害。突水大小与突水点位于径流带的位置有关系。 在主要径流带眼水平方向从汇水入口到排泄出口，水量丰富且主要为动储量，则该区容易出大水，沿垂 直方向某一标高范围内岩溶特别发育， 含水量特别丰富，则在此范围内突水频率和突水量较大。 隔水层的岩性组合和厚度：底板隔水层强度是阻抗突水的主要因素。隔水性阻抗能力的大小，决 定于隔水层的厚度、 岩石力学性质及组合关系等。防治承压水导升的较优岩层组合形式是，位于承压 含水层之上的是软岩层，再加上弹性模量较大的硬岩层，硬岩层又是软岩层的组合。一定厚度的隔水层是防止奥灰突水，保护矿井安全开采的必要条件， 82刘德民奥灰水对马家沟煤矿深部开采的危害因素分析2011年

露天开采境界(露天采矿学-设计原理)

露天采矿学----设计原理 第十六章露天开采境界 16.1 概述 1课程的名称及内容；2学习方法；3露天矿设计应遵循的原则；4各种剥采比的概念。 1课程的名称及内容： （1）名称-露天采矿学 发展情况：50年代：露天采矿工艺 矿山工程（剥离及掘沟） 设计原理 60年代：露天采矿工艺 开拓开采 设计原理 现代：工艺及工艺系统 剥采程序 设计原理 （2）内容： 工艺----研究个别工艺环节的特点、工艺方法、适用条件及能力计算。 工艺系统----研究各环节之间的配合，及构成可行的生产系统。 剥离程序----研究剥离和采矿时间和空间上关系 设计原理----除了研究剥离和采矿在时间和空间上的关系外，还要研究它们之间的数值的制约关系。并把矿山与经济效益结合起来。以求得最佳设计，初步设计的方法步骤以及资料的处理。 2学习方法：预习；听讲；复习；习题。（工作前的预演，设计前的准备） 3露天矿设计应延续的原则： （1）具体情况具体分析解决。（多种情况） （2）经济效果为主，劳动生产力的效率为辅。（劳动力便宜的情况下）

4各种剥采比的概念 (1) 平均剥采比： p v n p = （3/m T ） 从露天境界内，采出的岩量与以采出的矿量之比。 设：n ηl ----原矿采出系数； η----有用矿物采出系数； ρ----岩石的混入率； n ηl =η（1+ρ） (2)境界剥采比： k k k v n p = 露天矿保持最终帮坡角延伸单位深度时增加的采出岩量与矿量之比。 (1) k k l k k l v p n p ηηηη++= 境界剥采比随工程的延伸不断的变化并且一般是在增大。

深部技术开采及发展趋势

采矿工程学科前沿与进展 ——深部技术开采及发展趋势 姓名： 班级：采矿1101班 学号：1111104007

深部技术开采及发展趋势 随着浅部资源的逐渐消耗殆尽，矿产资源开发向深部发展将成为一种趋势。根据矿床开采工作所面临的地压问题，可按开采深度将矿山分为以下几类。 开采深度小于300m，称浅井开采。在此深度内采矿时，一般地压显现不严重，即使发生地压活动，也属静压问题，易于处理。 开采深度300～800m，称为中深井开采。根据矿体赋存条件、矿岩的物理力学性质，在掘进或开采过程中，可能发生轻度岩爆，如岩石弹射等现象。 开采深度超过800m，为深井开采。在此深度内具有二类变形特征的岩石会发生频繁的岩爆，影响作业安全。 与浅井或中深井开采相比，深井(含超深井)开采这一特殊环境将带来一系列安全问题，主要包括岩爆(即在压力作用下，岩石发生爆裂的现象)、高温、采场闭合和地震活动等，其中尤以岩爆为丰要危害。 预计随着浅部资源町供开发量的减少，深部资源勘探技术发展获得更多深部可开采资源，这一比例将会呈逐步减小的趋势。当代露天采矿工艺的技术发展趋势是开采工艺的综合化。采剥工艺的选择，贵在因地制宜。对于范围广阔、能力巨大的大型矿山，针对不同开采深度、不同地段、不同开采对象的特点，采用不同开采工艺，并组成综合工艺，以实现优化开采效果，已成为现代露天矿山的发展趋势。将机械化、自动化、通信、计算机及优化理论等多学科交叉应用，通过研究、开发，实现露天开采生产的自动调度，生产计划和过程的优化，开拓运输系统和采装系统的优化将是露天开采常用的计划、生产管理手段；在未来几年，数字矿山技术将会得到普及。2.2 地下开采工艺地下开采虽然产量比例小，但数量多，西方国家有地下矿 365 座(2002 年数据)，其中多为小型但却高效的矿山。尽管如此，许多地下矿山十分巨大并装备有非常精致的设备和较高的自动化水平。对传统主要采矿方法的不断改进是地下开采工艺的发展趋势。如大间距集中化无底柱参数的进一步扩展，充填采矿技术中新的充填材料和充填工艺的研究，自然崩落法技术的完善与应用范围的扩展等等；针对特定矿体改进的采矿技术将会不断出现。由于易采资源耗竭，勘探深度的加深，将越来越多地开采深部矿体和难采矿体，深井开采技术、复杂难采矿体开采技术将是今后几年研究的重点，在理论研究和系统开采技术方面都将取得突破。深井开采的岩爆、矿震、冲击地压等动力灾害是深部开采中面临的突出问题，除此之外，安全技术、地质构造、采场布置与采矿方法、降温与通风、采场支护、超深竖井掘进、钢绳提升和无绳提升等都是深部开采面临的关键问题。 对此，深部开采岩爆、矿震、冲击地压等动力灾害控制、预报与防治技术，深部开采的采、掘技术，深部开采通风与降温技术将在对正在或逐步进行的深井矿山开采技术研究及理论研究的基础上获得快速发展。难采矿开采面临一系列特殊的技术难题。如松散破碎矿体顶板与围岩稳定性控制技术，流砂含水层覆盖的

露天矿开采的基本概念

露天矿山开采技术 第一节露天矿开采的基本概念 露天矿山是指露在地表或埋藏不深的矿床，一般采用露天开采方法进行开采的矿山。露天矿山分为山坡露天矿和凹陷露天矿。开采水平位于露天开采境界封闭圈以上的称为山坡露天矿，位于露天矿开采境界封闭圈以下的称为凹陷露天矿。 一、露天矿开采的方式 露天矿开采的方式有：机械开采、人工开采、水力开采挖掘船开采。 机械开采：用一定的采掘运输设备，在敞露的空间里从事开采作业。为了采出矿石需将矿体周围的岩石及覆盖物的岩层剥掉，并通过露天沟道或地下巷道把矿岩搬出地面。这种搬移的生产过程，称为剥离。开采矿石的生产过程，称为采矿。 二、露天采场的形成 露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和称为露天矿场。 1、台阶的形成要素 露天矿山开采时，通常把矿岩划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，在开采过程中各个工作水平在空间上构成了阶梯状，此阶梯称为台阶。 台阶的命名，通常是以开采台阶的下部平盘的标高为依据，故常把台阶叫做某某水平，开采时，将工作台阶划分成若干条带顺序开采，每一个带叫做采掘带。 2、露天采场的形成要素 露天矿坑中的矿石才出后，矿坑四周揭露出来的由台阶组成的表面叫做露天矿边帮。位于矿体下盘一侧的边帮叫做底帮，位于矿体上侧叫做顶帮，岩矿体走向两端的边帮叫做端帮。正在进行开采和将要开采的台阶组成的边帮叫做露天矿场的工作帮。 非工作帮上的平台，按其用途可分为安全平台、运输平台和清扫平台。安全平台，是用作缓冲和阻截滑落的岩石，同时还可用作减缓最终帮坡角以保证最终边帮的稳定性和下部平台的工作安全。运输平台，是作为工作台阶与出入沟之间的运输联系的通路。清扫平台，是用于阻截滑落的岩石并用清扫设备进行清理。它又起安全平台的作用。 三、露天矿开采的特征 露天矿开采的主要优点： 1、受开采空间限制小，可采用大型机械设备。 2、劳动生产率高，露天矿开采的劳动生产率是地下开采的5~10倍。 3、采矿成本低。 4、劳动条件好，安全系数大。 露天矿开采的不足之处是： 1、开采过程中，穿爆、采装、汽车运输、卸载以及排土时粉尘较大，汽车运输时排入大气中的碳化氢多，排土场的有害成分流入江河湖泊和农田等，污染大气，水和土壤，危及人员的身体健康，影响农作物和生物的生长和繁殖。 2、露天开采需要把大量的剥离物运往排土场抛弃，因此排土占地面积大，影响农业发展。 3、受气候条件的影响，如遇严寒和冰雪、酷暑和暴雨等，会影响开采。 第二节露天矿山开采 1

金属矿山深部开采的若干关键问题及其对策研究

金属矿山深部开采的若干关键问题及其对策研究 北京科技大学教授蔡美峰 摘要 阐述了金属地下矿山深部开采中的深部巷道变形与支护、深部地压显现与开采动力灾害、地温升高引起作业环境恶化和露天矿山高陡边坡稳定性及合理的边坡角确定、改变传统运输方式、降低运输和生产成本等关键问题及其对策思路；介绍了以地应力为切入点的金属矿采矿优化理论、以能量聚集和演化为主线的岩爆预测及防治和深凹露天矿高陡边坡稳定性分析与设计优化的主要技术内容。 关键词金属矿山,深部开采,关键问题,对策 1影响金属矿山深部安全高效开采的主要问题 1.l地下矿山 我国有很多重要的金属矿产资源都是通过地下开采的方式所获得,如大多数的有色金属矿山和黄金矿山均为地下矿山。随着浅部资源的逐渐减少和消失, 地下开采的比例将越来越大,包括现有的部分露天矿山也将转入地下开采。经过几十年的开采,目前很多地下矿山均己进入深部开采或即将进入深部开采。如铜陵狮子山铜矿的开采深度己到1100米,山东玲珑金矿和吉林夹皮沟金矿己到1000米,辽宁红透山铜矿己达1300米。随着开采深度的不断增加,地质条件恶化,破碎岩体增多,地应力增大,涌水量加大,地温升高,带来了深部地压、提升能力、作业环境恶化、通风降温和

生产成本急剧增加等一系列问题,抑制了生产能力提高和矿产资源的充分回收。 1.1.1深部巷道变形与支护 随着开采深度的增加,地应力随之增大。因此,深部巷道与采场的维护原理与浅部有十分明显的区别,这种区别的根源在于岩石所处的应力环境的区别以及由此导致的岩体力学性质的区别。在浅部十分普通的硬岩,在深部可能表现出软岩的特征,从而引起巷道和围岩的大变形；浅部的原岩大多处于弹性状态,而深部的原岩处于“潜塑性”状态,由各向不等压的原岩应力场引起的压、剪应力超过岩石强度,造成岩石的潜在破坏状态。深部高应力环境下的巷道支护,除了必须考虑岩石强度性质和岩体结构外,还应重视巷道所处的应力环境。浅部中、低应力条件下的巷道支护主要考虑业己存在的地质构造等不连续面的影响,而深部高应力岩体中巷道支护必须考虑巷道围岩因掘进造成的断裂破坏带,即新生断裂结构的影响。所以,深部高应力环境下的巷道支护应强调峰后破坏岩体残余强度的利用。应合理控制岩体的峰后变形,并尽量使巷道围岩处于三向应力状态,为此,需采用先柔后刚的能保持和提高岩体强度的加固措施；深部巷道支护设计应更多地建立在能量分析的基础上,而不是简单地以应力和强度作为设计准则。 11.2深部地压显现与开采动力灾害 从根本上讲,地应力是所有地下工程,包括地下采场、巷道地压显现的根本来源。在没有开采工程扰动的情况下,岩体处于原始平衡状态。地下

深部开采冲击地压产生机理及防治技术研究

毕业专题 深部开采冲击地压产生机理及防治 技术研究 摘要：冲击地压是煤矿开采过程中，井巷和采场周围煤、岩体在一定高应力条件下释放变形能，而产生的煤岩体突然破坏、垮落或抛出现象，并伴有巨大声响和岩体震动，经常造成支架折损、片帮冒顶、巷道堵塞、人员伤亡，对安全生产威胁巨大。冲击地压对矿井生产的危害是及其巨大的，如何预防冲击地压是全世界共同面临的一个重要技术问题。冲击地压受很多因素影响，并具备一定的条件才能产生。冲击地压发生的范围比较广，而且随着采深的增加发生的几率逐渐增加。针对上述问题本文提出了对深部开采冲击地压预防采取的主要措施。 关键词：冲击地压；煤炭开采；冲击地压防治；机理

目录 1 绪论 ............................................................................ 错误！未定义书签。 1.1概述 ................................................................................................ 错误！未定义书签。 1.2灾害现状与发展状态 .................................................................... 错误！未定义书签。 2 冲击地压特征与机理 (2) 2.1冲击地压的特征 (2) 2.2冲击地压的分类 (2) 2.3冲击地压的成因机理 (3) 2.4冲击地压影响因素 (6) 3 冲击地压的防治 (6) 3.1冲击地压的防治原则 (6) 3.2冲击地压的防治措施 (6) 4 冲击地压的预测方法 (8) 5 结束语 (9) 6 参考文献 (9)

我国煤矿深部开采形势

我国煤矿深部开采形势 胡冲 （湖南科技大学能源与安全工程学院采矿工程一班081010106）摘要：。远在公元前500年左右的春秋战国时期，煤已成为一种重要产品，称为石涅或涅石。魏晋时期称煤炭为石墨，唐宋时期为石炭，明朝始称煤炭，中国煤矿开采历史很久了。改革开放以来，我国煤炭行业快速发展，在为中国社会、经济进步作出巨大贡献的同时，自身也得到了极大发展。但是，目前来看，我国煤炭行业所面临的形势依然不容乐观，分析煤炭行业发展中所面临的问题，其中深部开采是最为突出的问题。 关键词：中国煤矿深部开采形势 前言：我国采矿工作者一般把采深等于及大于800m的矿井称为深井。深部矿井开采是我国煤矿井工开采面临的重大技术课题之一。随着社会对煤炭需求量的日益增长，开采能力不断提高，开采深度不断增加是井工开采的必然趋势。我国淮南、徐州、新汶、长广、开滦、北票、沈阳、鸡西、抚顺、峰峰、大屯、鹤岗、天府、通化、广旺、平顶山、水城、舒兰等矿区已经进入深部开采。我国煤矿正在以每年8—12m的速度向深部延深。因此可以预计，在今后10年内，现有的大部分矿井都将进入深部开采。 1. 1巷道围岩变形 随开采深度增大,地应力显著增大,巷道周围应力增高，在浅部相对较硬的围岩,到达深部后为工程软岩, 表现出强烈的扩容性和应变软化特征 [ 1], 巷道岩体强度降低,巷道与支护体破坏严重,特别是不良岩层巷道掘进与支护困难.据部分统计，深部巷道实际返修比例高达90%以上.不仅使巷道维护费用大大增加,而且造成矿井生产系统不畅,运输能力不足,风、水、电系统脆弱等一系列问题, 成为矿井安全生产的重大隐患. 具体表现在 如下几个方面: 1) 巷道变形速度快、变形量大, 底鼓严重。深部高应力环境下, 岩体储备了较高的能量, 巷道开挖后的卸荷作用, 使岩体中积聚的能量在较短的时间释放出来. 深部围岩最大与最小主应力差有增大趋势, 如在范各庄800m深处地应力测量表明, 最大主应力为29.7, 6.6MPa, 主应力差高达23.1MPa,致使剪应力增大,加速围岩破坏。工程表现为巷道掘进过程中冒顶片帮机率和规模增大,巷道支护后支架变形迅速,同等条件下煤层巷道从500m开始,埋深每增加100m，巷道变形速度和变形量平均增加20%~ 30%左右; 井深1km时的巷道失修率约是500~600m 时的3~15倍。 [ 2], 底鼓成为巷道失稳破坏的主要形式. 如某矿掘进埋深1. 1km的煤层巷道时, 底鼓量达到0.8m/d;深部回采巷道,前掘后修已成为巷道施工的基本工序。

露天采矿习题集附答案

课后习题集 1 露天开采的基本概念 （1）什么叫露天开采？什么样的矿床适合用露天开采? 露天开采和地下开采相有什么优缺点？ （2）简述我国露天开采发展现状及前景。 （3）什么叫露天矿、露天采场？划分山坡露天矿和凹陷露天矿的依据是什么？ （4）解释封闭圈、台阶、采掘带、采区的概念。 （5）画图表示台阶及其构成要素。 （6）简述工作帮和非工作帮的概念。 （7）简述安全平台、运输平台、清扫平台的概念及其在露天开采中所起的作用。 （8）什么叫剥采比？ （9）简述露天矿的建设程序？ （10）露天矿的开采步聚有哪些？ 2 矿岩松碎工作 （1）矿岩松碎的方法有哪些？简述各种方法的适用条件。 （2）简述露天矿的主要穿孔设备，针对不同生产规模的矿山，怎么进行设备选型及数量计算？ （3）露天开采中常使用的爆破作业方法有哪几种？在露天矿的生产过程中各起什么作用？（4）简述露天矿深孔爆破参数有哪些？ （5）简述微差爆破和挤压爆破的优点及技术要点。 （6）简述露天矿靠近边坡的爆破工作常用的方法与技术要点。 （7）简述矿床露天开采对爆破工作的基本要求。 3 采装工作 （1）简述单斗挖掘机的工作参数。 （2）单斗挖掘机采掘带宽度如何确定？ （3）单斗挖掘机如何选择和计算？ 4 露天矿运输 （1）简述露天矿运输的基本特点。 （2）简述露天矿常用的运输方式及各种运输方式的适用条件。 （3）简述各种运输方式的特点。 5 排岩工作 （1）选择废石场应遵循哪些原则？ （2）简述目前露天矿常用的排岩工艺与各自的特点。 （3）露天矿为什么要对土地进行复垦？土地复垦的基本步骤和要求是什么？ 6 露天开采境界 （1）什么叫露天开采境界？影响露天开采境界的因素有哪些？ （2）露天开采境界组成要素有哪些？ （3）什么是剥采比？常用的剥采比有哪些形式？ （4）如何用产品成本比较法确定经济合理剥采比？ （5）确定经济合理剥采比有哪些方法？适用条件如何？ （6）何为长露天矿？如何确定长露天矿境界剥采比？ （7）何为短露天矿？如何计算短露天矿境界剥采比？ （8）简述确定露天矿开采境界的方法和步骤。

深部的概念体系及工程评价指标

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深部的概念体系及工程评价指标 作者：何满潮， HE Man-chao 作者单位：中国矿业大学(北京校区)北京,100083;中国地质大学(北京),北京,100083 刊名： 岩石力学与工程学报 英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING 年，卷(期)：2005,24(16) 被引用次数：46次 参考文献(13条) 1.景海河深部工程围岩特性及其变形破坏机制研究 2002 2.徐则民;黄润秋;王士天隧道的埋深划分[期刊论文]-中国地质灾害与防治学报 2000(04) 3.何满潮深部开采工程岩石力学的现状及其展望 2004 4.谢和平深部高应力下的资源开采--现状、基础科学问题与展望 2002 5.古德生金属矿床深部开采中的科学问题 2002 6.Sun Jun;Wang Sijing Rock mechanics and rock engineering in C hina:developments and current state-of-the-art 2000(37) 7.钱鸣高20年来采场围岩控制理论和实践的回顾[期刊论文]-中国矿业大学学报 2000(01) 8.钱七虎深部地下工空间开发中的关键科学问题 2004 9.钱七虎非线性岩石力学的新进展--深部岩体力学的若干问题 2004 10.Malan D F;Spottiswoode S M Time-dependent fracture zone behavior and seismicity surrounding deep level stopping operations 1997 11.Fairhurst C Deformation, yield, rupture and stability of excavations at great depth 1990 12.Kidybinski A Strata Control in Deep Mines 1990 13.SellersEJ;KlerckP Modeling of the effect of discontinuities on the extent of the fracture zone surrounding deep tunnels 2000(04) 引证文献(47条) 1.左建平.谢和平.吴爱民.刘建锋深部煤岩单体及组合体的破坏机制与力学特性研究[期刊论文]-岩石力学与工程学报 2011(1) 2.GUO Zhibiao.SHI Jianjun.WANG Jiong.CAI Feng.WANG Fuqiang Double-directional control bolt support technology and engineering application at large span Y-type intersections in deep coal mines[期刊论文]-矿业科学技术（英文版） 2010(2) 3.LI Guofeng.HE Manchao.ZHANG Guofeng.TAO Zhigang Deformation mechanism and excavation process of large span intersection within deep soft rock roadway[期刊论文]-矿业科学技术（英文版） 2010(1) 4.牟宗龙.窦林名.王绪胜.王占成.郑玉友工作面终采线附近冲击矿压综合防治技术[期刊论文]-矿业安全与环保2010(1) 5.黄文辉.杨起.唐修义.唐书恒.陈萍.敖卫华.万欢中国炼焦煤资源分布特点与深部资源潜力分析[期刊论文]-中国煤炭地质 2010(5) 6.郭志飚.王炯.蔡峰.王福强煤矿深部Y型大断面交岔点双控锚杆支护技术及工程应用[期刊论文]-岩石力学与工程学报 2010(z1)

深部矿产资源开采与利用中的挑战

Engineering 3 (2017) 432–433 https://www.wendangku.net/doc/f2751606.html,/10.1016/J.ENG.2017.04.027 2095-8099/? 2017 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of the Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company.This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (https://www.wendangku.net/doc/f2751606.html,/licenses/by-nc-nd/4.0/). Editorial Challenges in the Mining and Utilization of Deep Mineral Resources Meifeng Cai a , Edwin T. Brown b ,c a Key Laboratory of Ministry of Education for Efficient Mining and Safety of Metal Mines, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China b Golder Associates Pty. Ltd., Brisbane, QLD 4064, Australia c The University of Queensland, Brisbane, QLD 4072, Australia As Mote et al. [1] have noted in this journal, advances in the fields of engineering science and technology have played an indispensable role in shaping the social and economic development of humankind. However, the continuing development of science and technology, along with the world’s ever-growing population, is consuming the earth’s resources, including its mineral resources, at what may ul-timately prove to be unsustainable rates. After hundreds of years of mining, the more accessible shallow mineral resources are being depleted, and some have now been completely exhausted. This means that the economic exploitation of more of the earth’s deeper mineral resources is now required in order to meet society’s grow-ing demand for minerals. This demand is not only for the traditional metallic ores and energy sources, but also for minerals such as rare earths, which are being used at an increasing rate with the advent of new technologies in the fields of communication, power generation, and power storage, among others. The efficient mining and utiliza-tion of deep mineral resources is not one of the Grand Challenges for Engineering that were identified in recent years by the US National Academy of Engineering, the UK Royal Academy of Engineering, and the Chinese Academy of Engineering (CAE), as listed by Mote et al. [1]. However, it is clear that traditional and newer mineral resources will be required in order to develop solutions to most of the Grand Challenges that have been identified. Exploitable mineral resources exist at great depth in the form of a number of orebody types in a range of geological and geometrical settings. The current seven deepest mines in the world mine tabu-lar or stratiform gold deposits in the Witwatersrand Basin of South Africa. The deepest of these mines are now around 4 km deep. The next deepest mines in the world are two base metal mines in Cana-da, which are about 3 km deep. For the purpose of this discussion, deep mining is taken to involve mining at depths of more than 1 km. The effective development and extraction of deep mineral resources face a number of engineering challenges arising from factors such as high in situ and induced stresses, and the responses of variable rock masses to these stresses; high in situ temperatures, and the associated ventilation and cooling requirements; the dif-ficulty and cost of exploring deep, and sometimes blind, deposits; the complex and difficult mining conditions that are often encoun-tered; safety concerns leading to the desirability of developing non-entry methods of mining; and methods and costs of handling mined ore at depth and transporting it to the surface. In some extreme cases, new, low-cost, and non-traditional methods of ex-traction will be required. Against this background, deep mining has been identified as an important topic for research under China’s State Key Research and Development Program, with several State Key Laboratories hav-ing been established under that program. This special issue of the CAE’s journal, Engineering , focuses on Efficient Exploitation of Deep Mineral Resources; it follows on from a China Engineering Science and Technology Forum on the same topic that was held in Beijing in October 2016, and was sponsored by the CAE. The proceedings of that forum will be published by Higher Education Press, Beijing, in September 2017 [2]. The Guest Editors are grateful to the CAE for this opportunity to assemble this special issue of Engineering ; we also offer our thanks to those who have provided contributions and to those who have taken part in the associated review and editorial processes. This special issue contains the following five papers by selected interna-tional and Chinese authors: (1) “Some challenges of deep mining,” by Charles Fairhurst: This stimulating paper by one of the world’s most distinguished mining engineers is written from the perspective of a reader who does not necessarily have a background in mining or rock engineering, and thus provides a valuable introduction to this special issue. (2) “Monitoring, warning, and control of rockburst in deep metal mines,” by Xia-Ting Feng and colleagues: As noted by Professor Fairhurst, the understanding and alleviation of rockbursts have long provided one of the major safety and rock engineering challenges for deep mining. This paper reports on some recent advances made in Contents lists available at ScienceDirect jo ur n al h om e pag e: w w https://www.wendangku.net/doc/f2751606.html,/locate/eng Engineering Meifeng Cai Edwin T. Brown