第1章 绪论

我国正处于工业化的关键进程中，矿产资源的勘探、开发和供应成为国民经济持续、稳定、快速发展的重要条件。据不完全统计:2009年，我国的钢产量达到6.8亿吨，黄金370吨，十种有色金属产量近2000万吨，总量均居世界第一，已成为名副其实的资源产出和需求最大的国家。中国不仅是全球经济发展最快的国家之一，而且已成为全球制造业大国。但是与我国巨大的消费潜力相比，大多数金属矿产资源的供应远远不能满足国民经济快速增长的需求，如铁矿石进口量约占全世界铁矿石进出口量的70%，铜的自给率不足40%，石油进口量已占消费量的50%。因此，资源的短缺已经成为我国国民经济可持续发展的瓶颈，其保证度已接近或低于底线，严重威胁国家经济安全，使我国面临巨大的危机与挑战。

矿产资源供应短缺的现状固然与消费过快增长有关，但更多的原因在于国内已探明的储量十分有限，而主要都集中在地表浅部(+600m)，我国除有限的几种资源(如稀土、锡、钨、煤)在世界上略占优势外，大部分金属探明储量都偏低，尤其是中深部资源(-600m)勘探投入少，周期长，安全开采的技术难度大，远未成为主要的开采地段，我国地下开采的平均深度不及印度，与南非、加拿大等资源生产大国相比还有很大差距，因此加大中深部资源勘探及开采力度，是未来解决我国资源供给的有效途径之一。

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。

(1)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。

(2)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。

(3)开采深度800~2000m，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。

(4)回采深度大于2000m，为超深井开采。目前处于超深开采的矿山不多，世界上也只有为数不多的几座矿山，如印度的戈拉尔金矿的吉福德矿井开采深度为3260m，南非兰德金矿开采深度已达4000m、巴伯顿金矿采矿深度达3800m。澳大利亚的芒特艾萨铜多金属矿开采深度达2600m，后来通过加大勘查投入在3000m深度又发现储量超过300万吨的富铜矿床。

虽然与世界深井开采先进国家相比，我国开采深度一般还不大，但随着浅部资源的逐渐枯竭和深部资源勘探力度的加强，我国将步入深井开采国家行列。实际上，我国在深部勘探与开发方面已经取得了一定成绩，如胶东新城、夏甸等几个百吨以上的大型金矿都是在500m以下的第二富集带找到的，山东新矿集团孙村煤矿、安徽冬瓜山铜硫矿、广西高峰矿业等开采深度已经接近或超过1000m。

众所周知，与浅井或中深井开采相比，深井或超深井开采(以下统称为“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(rockburst)、高温、采场闭合和地震活动等，其中尤以岩爆为主要危害。国内外深井矿山开采实践表明，充填采矿法，特别是管道自流输送的胶结充填采矿法，由于充填效率高，可有效预防和控制岩爆，降低工作面温度，成为深井矿山首选的采矿方法，但是充填采矿法用于深井开采不同于浅井开采，其主要存在以下技术难点。