超深竖井建设基础理论与发展趋势
2018-05-02赵兴东
金属矿山 2018年4期
赵兴东
(东北大学采矿地压与控制研究中心,辽宁 沈阳 110819)
随着地下金属矿床开采深度的逐渐增加,“深井(部)开采”和“深竖井”两个词应用的越来越广泛。深井开采主要与岩石类型、应力和初始岩温等条件直接相关,判断是否进入深井开采,通常考虑勘探、采矿、支护以及监测的岩体力学参数、环境条件、开采和破岩以及人员、材料和岩石的转运等因素的特殊性,尤其是工程地质条件、采掘技术、地压控制和矿井通风等差异性变化[1]。在南非,深井开采指矿山开采深度超过2 300 m,原岩温度超过38 ℃的矿山[2],超深井开采指其开采深度超过3 500 m的矿山。加拿大定义超深井开采矿山指在2 500 m以下既能保证人的安全,同时矿业公司能获得经济效益的矿山[3];近年来,作者通过对南非和加拿大等多个国家深井开采矿山进行现场考察发现,岩爆等动力灾害、井下高温以及采动地压是深井开采矿山面临核心难题,因此对于在深井开采矿山,应系统研究采动应力、回采顺序,动态调控地压、释能支护、通风制冷等关键理论与技术,同时还要考虑运输要求与矿山开采经济效益。为有效开采深部矿体,通常需要开凿(超)深竖井。在我国,深竖井指矿井建设竖井深度在800~1 200 m,超深井是指矿井建设深度超过1 200 m深的竖井。
1 国外超深竖井建设现状
目前,世界上开采深度超过2 000 m的矿山主要集中在南非、加拿大、俄罗斯等国家,其中南非有14个矿区开采深度超过2 000 m,部分矿山开采深度超过3 000 m[3],在2015年,大约40%的金矿开采在 3 000 m以下。……
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