2.煤矿千米深井开采技术现状

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1、〔全国煤矿千米深井开采技术座谈会资料之二〕煤矿千米深井开采技术现状中国煤炭工业协会（2013年7月25日）1国内外深井开采现状在我国已探明的煤炭资源中，约占50%的煤炭埋深超过千米。随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大，我国煤炭开采逐步转向深部，煤矿开采深度以8～12m/年的速度增加。如何能够安全、高效、低成本地开采深部煤炭资源，将其转换为经济建设有力的能源保障，成为目前我国煤炭行业亟需寻求突破的重大技术难题。1.1国外深井开采现状煤矿深部开采是世界上大多数主要采煤国家目前和将来要面临的问题。在世界主要采煤国家中，美国、澳大利亚、德国、英国、波兰、俄罗斯等国家采矿业较为发达，原西德和

2、前苏联较早进入深部开采。在20世纪60年代初，原西德埃森北部煤田中的巴尔巴拉矿的开采深度就已经超过1000m，达到1200m；从1960~1990年，原西德煤矿的平均开采深度从730m增加到900m以上，最大开采深度从1200m增大到1500m，并且以每年约10m的速度递增。前苏联在解体前的20年中，煤矿的开采深度以每年10~12m27左右的速度递增。在俄罗斯，仅顿巴斯矿区就有30个矿井的开采深度达到1200~1350m，波兰的煤矿开采深度已达1200m，日本和英国的煤矿开采深度曾分别达到1125m和1100m。1.2国内深井开采现状近年，我国经济持续高速稳定发展，能源需求旺盛，煤炭产量大

3、幅度增加，2012年生产原煤36.5亿t。矿井开采延深速度加快，一大批矿井快速进入深部开采阶段。东北及中东部地区的多数矿区开采历史长，开采深度相对较大。预计在未来20年，很多煤矿的开采深度将达1000~1500m。如现在新汶矿区平均最大回采深度达到1032m。图我国煤矿千米深井分布图据国家煤矿安全监察局初步统计，27我国已有平顶山、淮南和峰峰等43个矿区的300多座矿井开采深度超过600m，逐步进入深部开采的范畴，其中开滦、北票、新汶、沈阳、长广、鸡西、抚顺、阜新和徐州等近200处矿井开采深度超过800m，而开采深度超过1000m的矿井全国有47处。其中山东省就有21处。目前，全国最深的矿

4、井是新汶孙村煤矿，其开采深度已达到1501m。此外，采用斜井开拓的华能核桃峪矿井（位于甘肃华亭），主斜井长度5875m，垂深975m。我国千米深井井深集中在1000~1299m的矿井约占91.48%，平均深度为1086m。煤矿进入深部开采后，岩层压力大、涌水量大、地温高等现象普遍存在，为矿井围岩控制、突涌水治理、防灭火、热害治理等带来了新挑战，特别是随着矿井开采强度及生产规模的不断加大，矿井生产所面临的技术难题更为严峻，对当前的煤矿生产和今后矿井建设的影响日趋严重。2我国深部煤层赋存情况据有关预测，目前我国垂深2000m以内煤炭资源总量为5.57万亿t，其中埋深在1000m以深的资源量为2

5、.64万亿t，占到煤炭资源总量的49%。27图我国煤炭资源分布图我国千米深井集中分布在华北、华东和东北地区。在山东、河南、安徽及江苏等华东地区的千米深井占全国的80.85%，其中又以山东最多，占44.68%。我国千米矿井的产量为30~1200万吨不等，平均产量为205.66万吨。其中产量最大的矿井为安徽省淮南矿业集团顾桥矿，为1230万吨。产量集中在100~200万吨的矿井约占44.68%。我国千米深井平均剩余服务年限为33.73年，河北省开滦集团赵各庄煤矿剩余服务年限仅有4年，而安徽省淮南矿业集团顾桥矿剩余服务年限则高达85年，剩余服务年限在40年以下的矿井占63.83%，与国内外煤田赋

6、存特征比较，千米深井集中分布的我国东部煤矿区具有新生界覆盖层厚、煤层埋藏深、基底为奥陶系承压含水层的特点，属华北石炭~二叠系含煤区，煤层厚度稳定。其中二迭系山西组、石盒子组为主要含煤地层，煤质优良（主要开采煤层含硫量多在1%以下）27，单层厚度一般为2~6m，主采煤层的总厚度占可采煤层总厚度的70%左右，由于该时期煤层受到印支运动、燕山运动、喜马拉雅运动及新构造运动的影响，煤层赋存的地质条件极为复杂，煤层倾角变化大（0~90°），褶皱断层非常发育，比如淮南矿区开采范围内已探明的落差5m以上断层1900余条，平均每平方千米1.1条。煤层瓦斯含量大，超过半数为高瓦斯矿井，由于大多数矿区瓦斯储层

7、具有低压力、低渗透率、低饱和度及非均质性强的“三低一强”的特性，抽采极为困难。由于石炭二叠纪煤田下部煤层底部为奥陶纪灰岩，基底岩层岩溶构造发育，底部煤层常常受到其基底岩溶水的威胁，仅河北、山东、安徽及渭北等地，矿井占用储量384.5亿吨，而受水威胁的煤炭储量高达149.7亿吨，占39%。东部地区煤层埋藏较深及构造运动活跃，导致部分地区矿井具有强的冲击地压灾害。我国东部地区煤炭储量近千亿吨，随着开采深度的增加，深井开采遇到