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深井矿压与冲击地压（山东省煤矿矿长、总工等高层技、管人员培训用）段绪华教授2014年2月

第一讲深井矿压一、研究深井矿山压力的重要性及其意义二、深井开采极限深度的确定三、深井巷道的矿压显现特点分析四、深井采场的矿压显现特点分析五、深井巷道、采场的支护措施与研究方向

一、研究深井矿山压力的重要性及其意义1、我国煤矿储量与采深的关系大于1000米的储量占总储量的53%；大于600米的储量占总储量的73%；2、煤矿开采深度状况（1）国外①西德最大采深已在1550米；②原苏联，最大采深已达1600米，同时在进行1600~1800m深井的开采设计；

一、研究深井矿山压力的重要性及其意义③波兰、比利时等国家的最大开采深度1300~1400m；④南非有44个非金属矿已达3800米；（2）中国：到2006年，平均深度达456m，最大采深已达1200m左右，采深大于600m的回采煤量占总产量的28.5%，现深部开采产量急剧增加。

一、研究深井矿山压力的重要性及其意义（3）根据现代勘探技术及美国、波兰、原苏联等国家的资料记载：有用矿物资源，在地下的埋藏深度达20km，将来有开采价值的有条件实现的开采深度为2000m，煤层的最大埋深可以有超过800m到2000m。

3、深部开采要解决的问题以我国为例，五六十年代建成投产的矿井已多次延深，采到最终水平，进入中老年时期，现保有储量不多，如何提高深部储量的开发深度，值得研究，采深达到一定深度后，问题比较突出，不在于采掘工艺，而在于一些自然因素，限制了我国深部储量的开采。例如：地温、地压、冲击地压、支护形式、软岩治理、水、瓦斯等问题，必须依靠科技进步。

4、开采降深速度及压力显现（1）中国、原苏联、波兰、法国等主要采煤国家每年开采深度递增12-15m左右。（2）随采深增加，工作面前方支承压力带中移进量的增加梯度为：围岩强度为30mpa，移近量212mm/100m（采深）围岩强度为50mpa，移近量115mm/100m（采深）围岩强度为90mpa，移近量35mm/100m（采深）

（3）顿巴斯及鲁尔两矿区中，对于围岩深度为30mpa的不稳定岩石，当深度由300m增加到700m时，（4）煤壁边缘至支承压力峰值的距离增加63%，平均增量为2.54m/100m（采深）（5）煤体内支承压力带总宽度增加37%，平均增量为6m/100m（采深）（6）支承压力带内最大压力增加一倍，平均增量为2.4mpa/100m（采深）（7）顶板方向强烈破坏带的高度增加77%，平均增量为4.6m/100m（采深）

n5、在我国已探明的储量中，埋深在1000m以下的储量为2.95万亿吨，占资源总量的53%。n6、预计在未来20年，我国很多煤矿将进入到1000~1500米深度。n7、开滦林西矿一切眼埋深大于700米，开掘在一煤层10m宽的煤柱下方，顶底板移近速度为40mm/d。

n8、原苏联认为，由于深度增加n（1）开采费用增加了1.4倍；n（2）成本提高了1.3倍；n（3）井巷工程提高了1.5倍；n（4）采深每增加100m，工作矿量降低4%~5%；n（5）工作面采煤工效下降6%~8%；n（6）吨煤成本提高3%~4%；n（7）巷道维修率增加4.5%；

n9、深井工作面，当垮落带只有直接顶时，选用掩护式支架。n当垮浇带有直接顶和部分老顶时，选用支掩式支架。n10、沿煤层法线方向，顶板强烈破坏带的高度增加77%，（平均增量为4.6m/100m）。

由此可知，采深增加，矿压参数急剧变化，多数呈梯度增加，但也有些矿压参数降低，例如：直接顶的初次垮落步距，老顶的初次来压及周期来压步距。如用浅部的矿压参数进行深部开采的管理就会埋下一系列的事故隐患，必须建立起深部开采的安全意识。

11、深井开采的影响因素（1）地质因素：围岩成份、性质、厚度、强度、构造、含水性、温度、埋深等。（2）技术因素：巷道掘进方式，断面形状及尺寸、支护方式、回采工作面、回采顺序、支架结构及力学性能等。12、世界深井开采的研究情况（1）波兰（2）中国

13、我国加强深部开采的必要性以徐州矿区为例—1000m以上不足4000万吨；—1000m~1200m的储量2亿吨—1200m~1500m的储量5亿吨是加强深部开采研究，利用原有井巷设施提高深部开发强度，还是另起炉灶转移到省外，这涉及到国家与地区的发展战略问题。

二、深井开采极限深度的确定根据不同岩性承受载荷的能力，有着不同的极限深度，若开采深度超过其极限深度，矿压显现就变得剧烈，围岩破坏就进入强化阶段。那么，什么叫极限深度呢？即是采深增加一定深度之后，巷道周边的集中压力超过了围岩的自身强度，巷道周边将产生不同形式的破坏，矿压显现变得剧烈，与浅部相比，差异很大，我们就把这个深度称为极限深度。

二、深井