开采设计论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇开采设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

【关键词】 高瓦斯矿井 解放层开采 瓦斯抽放技术 数值模拟

近些年来，由于煤炭开采量的不断攀升，矿井的开采深度也越来越大，受到赋存条件的影响，煤层的瓦斯含量也在不断增高，为煤炭开采增加了难度，同时也严重威胁着矿井的安全生产。据统计[1]，当前我国正在生产的井工煤矿当中，约有一半面临高瓦斯或煤与瓦斯突出威胁，因此预防和治理煤与瓦斯突出事故于国于民意义重大。对于高瓦斯煤层开采，通常采取开采解放层的方法，即：先开采与之相邻近的煤层释放或抽采瓦斯，很多科技工作者在此方面做出了一定的成绩。其中，孟战成[2]、杜库实[3]等人对保护层（也称解放层）开采的影响范围进行了研究，田坤云[4，5]、朱胜利[6]等人则对保护层开采的影响效果进行了分析，孟贤正[7]等人则侧重于瓦斯抽采及应用效果。本文以安徽省淮北矿区的青东煤矿为研究对象，对近距离7号和8号煤层的安全开采及瓦斯抽放技术进行研究，并在实际生产中得到了应用，取得了很好的应用效果。

1 工程背景

青东煤矿位于安徽省濉溪县境内，年设计生产能力180万吨，设计生产年限69年，矿井于2010年开始生产，是淮北矿业集团的主力生产矿井。目前开采7号煤层和8号煤层，两者的赋存特征和层位关系如图1所示。

从图1中可以看出，7号煤层和8号煤层间距变化较大，但是最薄的地方仅为13m左右。为了实现高瓦斯煤层8号煤层的安全开采，降低煤层中的瓦斯浓度和气体压力，将首先开采7号煤层（解放层），并通过7号煤层对8号煤层进行瓦斯抽放作业。

2 理论分析

为了利用好解放层开采方法，需要知道在开采7号煤层过程中，8号煤层的围岩应力分布情况以及抽采过程中的瓦斯浓度变化情况。因此，通过FLAC数值模拟软件，可以得到7号煤开采过程中8号煤层采场围岩应力变化的理论值。模型的建立是以正在开采的828工作面为工程背景的，工作面倾斜长度假定为120m，工作面从10m推进至160m以远。其中当工作面推进60m时的采场围岩应力分布情况如图2所示[8]。

从图2中可以看出，较粗的黑线代表8号煤层，较细的黑线代表7号煤层，7号煤层中间的白色部分代表开采过的煤层。由于解放层7号煤层的开采，打破了围岩应力原来的平衡状态，8号煤层的压力得到了释放，从而有利于瓦斯气体的排出，降低煤层瓦斯浓度。

3 工程实践

实际开采过程中，8号煤层的瓦斯赋存压力得到释放以后，利用7号煤层已经开采的工作面向8号煤层施工抽取瓦斯的长钻孔，并持续不间断地抽放8号煤层中赋存的瓦斯。通过对钻孔抽取的瓦斯量进行统计，得到瓦斯抽排量额变化情况如图3所示。

从图3中可以看出，随着7号煤层工作面的不断推进，钻孔瓦斯抽取量也在逐步攀升，并达到一定的量值后基本平衡。这说明，7号煤层开采对于8号煤层瓦斯的释放具有促进作用，解放层开采取得了预期效果。

4 结语

（1）通过数值模拟分析得到，高瓦斯煤层开采过程中，可以通过开采解放层对目标煤层的采场围岩进行卸压，降低围岩应力。

（2）工程实践结果表明，解放层工作面的开采可以促进目标煤层的瓦斯抽排，降低瓦斯浓度，为进一步开采打好安全基础。

参考文献：

[1]黄光利.砚石台煤矿急倾斜俯伪斜上保护层开采保护范围研究[D].重庆大学硕士学位论文，2014.

[2]孟战成，魏风清，史广山，等.近距离上保护层开采保护范围研究[J].煤炭工程，2013（3）：51-53+56.

[3]杜库实.上保护层开采下伏煤岩层卸压范围研究[J].煤炭科学技术，2013，41（S2）：176-178+181.

[4]田坤云，孙文标，魏二剑.上保护层开采保护范围确定及数值模拟[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2013，32（1）：7-13.

[5]田坤云，唐现奇，刘志源，等.上保护层开采的保护效果及裂隙带分析[J].煤炭工程，2014，46（4）：71-73.

[6]朱胜利.上保护层开采的保护效果及裂隙带分析[J].科技风，2014（8）：213.

篇(2)

关键词：计算机；辅助设计；采矿工程；应用

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2012）08-0-01

近年来，计算机辅助设计(Computer Aided Design，简称CAD)在世界各国得到了广泛使用，它是利用计算机的计算功能和图形处理能力，对产品进行辅助设计、分析、修改与优化，综合了计算机和工程制图知识，并且随着计算机硬件性能和软件功能的不断提高而逐渐完善。

计算机辅助设计是由美国公司开发的通用计算机辅助设计软件包，具有体系结构开放、使用方便、便于掌握等优点，并能够绘制平面与三维图形、渲染图形、标注尺寸以及打印和输出图纸。

从上世纪80年代至今的有关文献资料来看，计算机辅助技术在国内外矿山开采设计中的应用日益广泛。作为一种精确、高速的新型设计工具，已被广大工程技术人员所接受，并对传统的设计方法与手段提出了挑战。目前，它已被矿床开采设计的各个分支和侧面广泛应用，并取得了很好的效果。

一、计算机辅助系统组成及采矿设计理念

计算机辅助系统一般以有着图形功能的交互计算机系统为基础，包括：计算机主机、图形输入板、图形显示终端、扫描仪、绘图仪、磁带机、打印机以及其他各种软件。利用交互系统开展采矿设计，可以边设计，边构思，边画样，边修改，随时可以从终端屏幕看到每一步操作的显示结果。典型的设计包括：(1)设计者接受任务，了解甲方对矿山的功能、经济、制造技术、生产环节等方面的要求。(2)方案设计。一方面来自设计方的要求，另一方面来自工程师的知识、理念，包括功能的满足，技术的可行以及其他需要等。(3)验证、修改、定型。将设计对象表达出来，并根据功能、技术、经济、审美等方面的详细要求和数据，对其进一步修改，适之处予以完善，细节予以补充，最后定型。(4)将设计果制作成技术文件，一般包括三视图、部件图、剖面以及各种说明等。

二、如何使用计算机辅助设计

每个人都知道，矿山开采的目标是要开采出矿石，而矿山工程设计，是工程师、设计人员应用技术手段改变矿山环境。满足政府、企业以及特定人群要求的一种高智能劳动。因此，采矿设计的任务：一是必须开采出高质量的矿石；二是有效地保护工程结构，使其能够承受自然界与人工开采的压力，长期而可持续地发展；三是必须保证以尽可能低的代价和成本，获取最大的经济效益与社会效益，保证工程建设的安全和后续作业的开展。

实践证明，采用CAD进行采矿可以提高采矿设计水平与设计质量，不但能够使常规设计效率得到有效地成千上百倍的提高，还能够在手工设计时代根本无法想象的设计空间展开自由翱翔的翅膀。由于设计工程师思想、理念、习惯、表达方式的不同，在设计环节使用计算机辅助部分与其余部分之间接口的描述方法也难以取得一致。所以，设计工程师在开展设计之前，要对每一个项目进行深入的了解。比如，矿山所处的地质地貌、水文环境、开采方式、巷道走向、设备选型、提升机械甚至矿山复绿等，都要胸有成竹，才能“知己知彼，百战百胜。”在设计过程中，设计工程师要做好一周就以下几个方面的工作：

1.认真做好设计方案。接受设计任务后，首先要运用自己的设计经验和知识进行设计构思。在这个过程中要进行技术决策，确定设计原则，同时对今后设计过程和要完成的设计有个整体认识。包括：一是下大力气广泛收集有关采矿的背景资料与工程信息，认真开展调查研究，了解与掌握地质勘探、技术经济、矿产利用指标、矿床储量、矿山生产力等等信息；二是分析研究已经取得成功并在实践中得到证明的同类设计资料以及相关知识，取人之长，补己之短，学习和参考成功的经验，开展设计工作，进行构思。才能厚积而薄发，最后确定设计方案。

2.对每一个工程结构参数进行分析。其目的是要确定设计方案中有关工程结构的应力载荷、约束条件等，这是采矿设计中很重要的一个方面，不能有半点马虎。

3.掌握设计采矿图的全过程。在实际工作中，具体方案的设计往往与绘制同步进行，因此，必须对设计采矿图的全过程严格掌握，不得有一丝的大意。

4.绘制施工图。这是采矿设计的具体表现，要以详尽体现设计意图为目的。工程师长期的实践采矿设已形成了行业的图样表达习惯和约定，因此对施工图的绘制要能体现这一特点。

5.进行全面的经济分析，这是设计的重中之重，根据设计阶段的不同对概算和预算进行分析。概算是确定项目投资、编制和安排建设计划的依据；预算是施工图设计文件的组成部分，是确定工程造价、考核工程成本和经济性的重要组成因素。

总之，此系统研究的目的是辅助设计者完成工程方案的设计，模拟设计领域专家的思维进行工作。因此，从这一意义上来说，采矿CAD系统是对采矿设计专家的思维模拟。

三、采矿CAD技术特点分析

系统结构是软件开发的基础。系统结构的选择，一要考虑行业特点；二要考虑技术发展水平。尽管21世纪新的技术已经向三维实体、可视化和集成化发展，但对矿山行业而言，还有很长的路要走。所以，系统的定位必须重视企业的特点和现状。一般来讲，CAD技术在国内外矿山的应用有以下特点：

一是提高设计质量，缩短设计周期。主要通过使用CAD系统，使设计过程更加客观、、准确、高效和规范。所以，采矿CAD的设计一定要考虑矿山设计规范和工程师的设计习惯。

二是富有实效与连续性。无论是地质、采矿、测量，还是选矿之间的信息处理、传输更富于时效性和可连续性，更加强调系统的集成化和数据的共享。

三是加强采矿CAD系统的通用性和可移植性。由于行业差异与体差异，以及在生产过程中需处理的瞬息万变的信息差异，使得这种D技术在矿山行业的应用研究中具有较强针对性，可移植性相对较差。所以，必须采用图形处理方法、图形环境以及数据接口技术研究。

四是从实际出发进行研究。由于二维方式下的矿山CAD软件的应用研究有利于与传统设计方式衔接，也符合目前矿山计算机技术水平。所以，要摈弃过分追求“三维实体设计”的思想，从矿山的实际需要出发进行开发和研究。

五是与时俱进，积极研究。目前CAD软件开发正处在一个由二维平面的设计模式向三维空间的设计模式过渡。由于存在技术上的障碍，一时间还难以完成。但是笔者认为，只要我们与时俱进，努力学习，认真研究三维实体构模技术、基于GIS的矿山空间工程数据技术等，就一定能够使矿山设计的水平大大提高。

从目前文献调研和实际应用情况来看，采矿CAD软件的开发和应用还存在着许多问题，比如，基础研究较少，尤其是很少从理论、技术和方法上展开研究。对图形数据的规范化及其表示方法研究不够，没有相应的标准可以遵循，等等，这些都是CAD技术在采矿技术应用中遇到的问题与障碍。

“大江东去浪淘尽，千古风流人物”。时代在发展，科技在进步。综上所述，目前CAD技术正朝着开放、集成、智能和标准化的方向发展。作为CAD系统的支撑环境，开放的操作系统，如：WINDOWS、UNIX将是今后CAD系统的主流；实用性更强的编程与数据库技术将为该系统的发展作出新贡献。我们期待着计算机辅助系统为矿山建设发挥更大的作用。

参考文献：

[1]陈建宏.可视化集成采矿CAD系统研究[D].中南大学博士论文,2002,3.

[2]杨义辉.采矿CAD可视化集成系统研究[D].西安科技大学硕士论文,2006,4.

[3]马江平.露天矿地质CAD软件系统的开发[D].辽宁工程技术大学硕士论文,2005,5.

[4]张善心.填采矿法计算机辅助设计技术研究.2010,5.

[5]吴奉亮.集成化采矿法CADd的知识协同性研究.2009,4.

篇(3)

关键词：煤矿；掘进技术；巷道；过断层

中图分类号：TD792 文献标识码：A

煤矿掘进行业中，在矿藏区域遇到断层结构是非常常见的。由于断层区域在矿藏的分布上存在着复杂性，也会因此导致安全事故的。近年来的露天煤炭资源开采工作中，开采作业量增加，但是，资源量逐渐减少。为了增加开采量，就需要实施深度开采，煤矿开采环境区域复杂。当遇到断层结构的时候，就必然会在开采作业中存在诸多的安全隐患。这就需要采用合适的掘进技术通过断层区，不仅可以提高开采效率，避免矿藏资源浪费，而且还要提高巷道掘进的安全系数，对促进中国企业的发展意义重大。

一、产生断层的原因

在地层中产生断层是较为常见的。不同的地质环境，地层的结构是有所不同的。当地壳变动中，土层结构就会相应地发生变化，断层也是一种土层结构。在地质环境中，煤炭层是其中的一个重要组成部分，当然也会存在断层的问题。在地质结构变动的过程中，土层经过挤压运动之后看煤炭层就会产生断裂的现象。断层的煤矿包括有两种，即地上断层和地下断层。露天煤矿即为地上断层，地下的煤矿层是本论文重点讨论的问题。

二、产生断层的征兆

在开采煤矿的过程中，掘进作业得到很深之处，能够遇到断层是较为常见的。任何事物都有其产生的规律，断层的产生亦是如此，必然会存在产生的征兆。

其一，当有断层产生的时候，在巷顶板底板就会存在节理化的现象，而且非常明显。这种现象越是显著，就越可以证明距离断层已经非常近了。

其二，通过观察煤层顶板的变化和煤层底板的变化也可以对断层进行断定。如果顶板和底板的标高有很大的变化的时候，就意味着煤层有断层产生。

其三，如果煤体逐渐柔软而且有破碎的现象，伴随有滑面，就说明距离断层已经很近了。

其四，通常煤矿出现断层的时候，在其附近的底踊嵊旭拗濉O锏谰蚪工作人员如果发现这种现象，就要注意距离断层已经非常近了。

三、通过断层的技术

（一）通过小型的断层结构的技术

巷道掘进作业中所遇到的断层结构，如果超过35m则属于是大型的断层结构，没有超过35m则属于是小型的断层结构。对于小型的断层结构，如果采用断层作业方法就会消耗大量的资金，得不偿失。如果不采用断层作业技术，就会使煤矿掘进无法通过。对于小型的断层结构，要通过可以采用后退挑定法和后退卧底法。

所谓的“后退挑定法”，是将开采的煤层向上移动，后退一段距离之后将顶板挑到断层的顶面，是断层的顶板处于巷道的底部，以使支护结构保持稳定。之后就可以继续掘进了。

所谓的“后退卧底法”，就是当掘进挖掘到断层之下的时候，需要向下延伸巷道，使底板延伸到煤层的上层，对巷道进行稳固处理，之后就可以继续掘进了。

（二）通过大型的断层结构的技术

煤矿掘进中，如果巷道掘进已经超过了35m，即为大型的断层结构。要顺利地通过大型的断层结构，就需要采取相应的技术处理措施，即先导硐，之后进行注浆处理。对于断面的轮廓线进行设计，可以参考巷道成型之后的1.5m距离进行设计。采用这种设计方式，可以使得巷道内的距离超过2m。当所有的这些工作完成之后，就可以采用钻孔注浆技术进行加固处理。

当施工完成之后，就可以进行混凝土止浆垫安装了。通常混凝土止浆垫需要安装在距离断层大约10m的位置。在巷道内还要在10m以内采用喷浆技术做好封闭工作。当所有的这些工作完成后，就要进行打孔注浆作业，对于喷浆的密度以及深度都需要根据断层结构的坚固程度精心处理。

四、煤矿巷道掘进的过程中通过过断层所采用的技术

（一）做好前期准备工作

其一，做好作业现场的勘察工作，将工作方案制定出来。对于专业技术人员和作业人员合理安排，专业技术人员针对勘察中所获得的信息将具体的作业方案制定出来，交由审核部门，经过审核确认之后，就可以组织施工，并做好施工监督工作。

其二，当巷道掘进作业的位置距离断层大约20m的时候，掘进的速度就要降低，并在掘进的过程中还要对作业环境进行勘察，根据勘察所获得的结果对作业的技术细节进行调节，还要将所获得的数据信息传输给有关部门，使部门的工作人员对断层的情况做出分析，以调整作业方案，对施工进度做出新的要求，保证作业安全。

其三，掘进作业中，要对断层的厚度予以关注。如果发现断层的厚度存在异常，要立即停止掘进作业，对作业现场进行勘察，特别要考察瓦斯情况以及地下水的情况，根据考察所获得的结果将解决方案制定出来。

其四，掘进巷道之前要开展探孔和卸压孔工作，由经验丰富的专业技术人员对整个的工作过程都要进行检查并详细记录检查中所获得的数据信息，特别要对巷道的变化详细记录。对于矿石层所具备的特性以及煤层的特性都要上报给有关部门，同时还要做好通风工作，防治突发性事件发生。进行钻孔挖掘中，要严格按照技术要求执行，以防止由于质量问题导致风险。钻孔作业中如果有水产生，就要记录好出水的部位，将详细的信息向有关部门报告，以采取有效的技术措施。

（二）掘进作业中需要采取的技术措施

其一，在断层面进行巷道掘进作业中，要做到一边施工，以便勘探。在钻井勘探的过程只能过，所探测的部位为作业面前面的2m以外。如果所探测到的煤层的厚度已经超过2m，就要将掘进作业停止，采用钻孔的方式卸压。如果在作业所在位置与断层之间的距离不超过5m，钻孔作业就要立即停止，采用通过断层的技术措施。

其二，对于超过煤层厚度一半的断层，而没有达到断层的一倍厚度，需要进行卸压钻孔。钻孔的方法是在煤层顶板的0.5m之处向另一个煤层钻孔。钻孔的深度为20m，钻孔的数量为8个，还要从断层处煤的厚度挖钻孔，保证断层面后的8m左右的煤岩层得到控制。钻孔之间的距离为2.5m，平均每一排钻孔为3个。

其三，如果断层的落差非常大，已经达到煤层厚度的一倍，就要在钻孔卸压的过程中改变作业的倾斜角。卸压钻孔的位置要与断层面的距离超过3m以上，当然还要根据钻孔的实际对其数量加以确定。

结语

综上所述，煤矿企业要增加煤炭资源的供应量，以满足各方面需求，就要进行深入开采。这不仅对掘进技术水平的要求很高，而且开采的速度也要增加，作业的危险系数也会相应地增加。特别是在煤矿掘进过程中遇到断层的时候，就更需要采用科学的方法通过断层，不仅可以提高煤炭资源的开采量，还可以确保作业安全。

参考文献

[1]申家志.巷道掘进过断层方法及技术措施研究[J].内蒙古煤炭经济，2014（9）：129-130.

[2]胡永，童辉.实现煤矿巷道快速掘进技术措施分析[J].科技创新与应用，2015（27）：12.

[3]杨琳，李跃平.快速掘进技术在煤矿施工中的应用研究[J].河南科技，2014（7）：47-47.

篇(4)

关键词：导水裂隙带，高度异常，覆岩结构

中图分类号：TV661W文献标识码： A

1矿井地质概况

23101和43115工作面同属一块井田，四周煤体均未开采，工作面长度均在300m左右，煤厚2.0~3.0m左右，煤层倾角0~3°，采用走向长壁后退式全部垮落综合机械化采煤法，煤层结构简单，节理裂隙较发育，有0.2~0.8m夹矸，工作面煤层围岩稳定性较差。煤层埋深320m，老顶以粉、细砂岩为主，部分地段为砂质泥岩；直接顶以砂质泥岩，中粒砂岩为主；直接底以砂质泥岩为主，局部相变为泥岩。

2覆岩破坏理论分析及实测研究

2.1导水裂隙带发育规律及覆岩“三带”理论预计

根据“三下开采规程”和“地质勘探规范”相关公式结合某矿实际情况得某矿冒落带及裂隙带高度值，具体数值见表1所示。

表1 按理论公式预计的回采工作面覆岩破坏高度

Table1The overburden failure’s height estimated by the formula

2.2现场实测

2.2.1实测方法

采用钻孔冲洗液法进行工作面覆岩破坏的现场实测。该方法的原理是通过观察钻孔钻进过程中钻孔冲洗液消耗量、钻孔水位、钻进速度、卡钻、掉钻、钻孔吸风等现象并结合岩芯观察、地质描述等来综合判定垮落带和导水裂缝带高度及其破坏特征。通过分析消耗量变化和钻孔水位变化等得出导水裂隙带高度及其破坏特征。

2.2.2方案设计

1）某矿43115工作面共布置钻孔3个，其中1、2号钻孔为采前孔，3号孔为采后孔。钻孔平面位置如图3.1。

2）某矿23101工作面布置采后孔1个。钻孔平面位置如图3.2。

图3.1 43115工作面钻孔平面位置示意图图3.223101工作面钻孔平面位置示意图

Figure3.1the schematic diagram of Figure3.2the schematic diagram of

drilling plane location of 43115 facedrilling plane location of 23101 face

3.1冒落带高度确定

1）某矿43115工作面：根据寸探03号钻孔，当钻孔钻进至孔深90.5m处时，钻孔出现塌陷夹钻，根据此情况初步确定某矿3-1煤层采动后上覆岩层的冒落带深度在90.5m以下，根据钻孔所在工作面埋深101.6m，所以冒落带的高度是11.1m，厚度为采高的5倍。

2）某矿23101工作面：根据寸探01号钻孔，当钻孔钻进至孔深314.5m处时，钻孔出现掉钻，由钢丝绳吊着打，钻孔内不通水，初步确定某矿3-1煤层采动后上覆岩层的冒落带深度在314.5m以下，根据钻孔所在工作面埋深为327m，所以冒落带的高度是9.5m，厚度为采高的3.17倍。

3.4 导水裂隙带高度确定

1）某矿43115工作面：当钻孔钻进至孔深74.1m处时，钻孔水位埋深明显增大，钻孔出现漏孔，冲洗液消耗量从0.2m3・h-1迅速增加到4.0m3・h-1，以后一直保持漏孔。当钻孔继续钻进至孔深90.5m处时，钻孔出现塌陷夹钻。可以确定某矿3-1煤层采动后上覆岩层的弯曲沉降带深度为0.00~74.1m，导水裂隙带深度为74.1~90.5m。

2）某矿23101工作面：当钻孔钻进至孔深178.0m时，钻孔水位埋深迅速增大，测不到水位，同时钻孔出现漏孔，从0.48m3・h-1迅速增加到5.0m3・h-1，以后一直保持漏孔。当钻孔继续钻进至孔深314.5m处时，钻孔出现掉钻，钻头由钢丝绳吊着继续打钻，但是钻孔内不返水。

初步确定某矿3-1煤层采动后上覆岩层的弯曲沉降带深度为0.0~178.0m，导水裂隙带深度为178.0~314.5m。

3.5覆岩破坏特征分析

某矿43115工作面裂采比达10.3，符合软弱~中硬条件下裂采比为9~18，冒采比达3.8，属正常范围。按照上述2个规程中硬覆岩条件计算的导水裂隙带高度，裂采比属正常情况。

某矿23101工作面。裂采比达48.7，远超出中硬顶板条件下裂采比12~18的范围，甚至远超出坚硬顶板条件下的裂采比18~28的范围。

5主要结论

论文采用理论分析、现场实测相结合的方法，对某矿超高导水裂隙带高度影响因素进行探讨，得到结论如下：

（1）超高导水裂隙带的主要影响因素为覆岩力学结构和岩体结构的差异。某矿43115工作面基岩强度大，覆岩运动特征为薄岩层、多阶段、快发展，小范围岩石的多次垮落，岩石容易碎胀发育，及时充填采空区，缓解覆岩的破坏发育。

（2）基岩的强度也是超高导水裂隙带形成的主要原因之一。某矿23101工作面基岩强度相对小，仅为43115工作面的一半，基岩中下部岩层原生裂隙发育，改变了岩体的完整形态，使之结构发生质的变化，极易垮落。覆岩运动特征为厚岩层，多阶段、慢发展，多个岩层的同步垮落，导致离层空间大，覆岩破坏高度相对较大，沟通原生裂隙发育空间，导致裂隙带发育超高。

参考文献

[1] 刘天泉等，煤矿地表移动与覆岩破坏规律及其应用[M]，北京:煤炭工业出版社，1981.

[2] 沈光寒，李白英等.矿井特殊开采的理论与实践[M]，北京:煤炭工业出版社，1992.

[3] 张俊云等，浅埋采场矿压及覆岩破断规律[J]，矿山压力与顶板管理，1998 No.3

[4] 何国清等.矿山开采沉陷学[M].江苏徐州:中国矿业大学出版社,1991. 327~329.

篇(5)

关键词：矿产资源；管理现状；存在问题；完善措施

曾经，我国是世界上有名的矿产资源大国，矿产种类齐全，蕴藏量丰富，但自从我国进入工业化发展阶段之后，工业化，城市化进程不断加快，经济高速发展，人们生活需求日益多样化，对各种矿产资源的需求量骤然增加，于是很长一段时间，对各种矿产资源进行了毫无节制的开发利用，既造成了对地表的破坏，又由于不合理的开采方式，造成了很多矿产资源的浪费，加上对矿产资源的提炼方式，提炼技术难以达到要求，各种矿产资源的综合利用率低在，在新时期下，我国的矿产安全已经敲醒了警钟，矿产资源的需求增大，能源压力骤增，矿产的安全开始限制着我国经济的持续增长，开始威胁到我国的社会稳定和经济安全，对矿产资源进行科学的管理了，已经势在必行。

1　我国矿产资源的现状

1.1　我国的各种矿产资源种类齐全，铁矿，煤矿，石油，天然气，地热等各种矿产分布广泛，总的蕴藏量很大，在世界上总体而言，具有很大的种类优势和总量优势，资源总量较大，矿种比较齐全。但是人均占有量很小，　由于我国的人口基数大，虽然有着很大的矿产资源总量，但人均占有量要远远地区世界平均水平，很多种矿产资源依然需要从国外进口。

1.2　我国的成矿情况比较好，矿产的潜在挖掘力很不错，很多深山处偏远地区各种矿产蕴藏量丰富，需找矿脉的前景很不错。但是，我过的矿产资源分布严重不均，中西部偏远地区，矿产种类齐全，蕴藏量丰富，但是由于经济落后，交通不便，勘探开发程度低，生态环境脆弱，难以承受大规模的开发。

1.3　我国的矿产资源总量大，种类齐全，但是伴生矿和贫矿量很大，富矿和大规模的矿脉比较少，总体的开发难度大，总体而言，我国的矿产资源品质不高。同时，由于新的开采技术难以采用，新的设备采用率低，对各种矿石的提炼程度不够，难以达到综合利用的标准，总体矿产资源综合多次利用程度较低，造成的浪费比较多。

2　我国矿产资源管理中存在的问题

2.1　对各种矿产的证件处理管理不够严格系统，很多矿主都是无证件就可以开工勘探，实施越界开发，甚至是为了抢夺矿源而使得爆发冲突，不仅造成严重的人员伤亡，更有甚者破坏采矿系统，造成矿区坍塌，严重破坏着周边的生态环境，严重威胁着矿区人们的生产生存安全。国家对黑矿，非法开采等一系列问题管理不力，法律漏洞很多。

2.2　国家有关部门对各种矿源的开采资格相关的证件管理不够严格，有些部门和黑户矿主勾结，实施违规发放证件，甚至是越级跨区域进行审批，有些矿主未经过有关部门的正是审核批准，擅自进行矿脉开采，没有依照法律规定办事，开矿主和政府相关部门的一些人员的勾结，违章批准，擅自发证，这是目前我国矿产资源管理中存在的一个恶性根源，严重阻碍着我国矿产资源管理的规范化。

2.3　采矿施工缺乏合理科学的开采计划，缺乏严谨的勘察设计，无论是非法的勘探开采，还会有着开采证件的的采矿主，都缺乏一定的规范性。开矿时候，都实行乱采乱挖，不合理的开采方式，不依照国家相关的法律规定来严格开采，粗放型的开采方式，不仅造成了对矿脉的破坏，更会严重的破坏地表或地下的生态平衡。

2.4　对各种矿产资源的综合开采程度低，综合利用效率低下。由于我国的很多矿产都有着伴生矿，贫矿比较多，很多开矿方多是注重对那些富矿和高品质的矿脉实施开采，但由于冶炼技术和提纯技术落后，难以达到相关标准，造成了多种矿产资源的严重浪费。

3　加强我国矿产资源管理的解决措施

3.1　加强矿产资源的综合利用

矿产资源的综合利用是指在开发前对矿产资源进行综合勘查，对采出的矿物进行分析与评价，最大限度地利用矿产资源为目的的开发利用。应加强矿产资源循环利用。要在矿山生产源头减少固体废弃物的产生，生产过程中尽量提高矿石中主要元素的回收率，同时对于共、伴生组分要考虑采用可行的技术综合回收利用。对于长期开发的老矿山，我们应利用其现有的生产要素和条件，引进先进技术和资本，开发剩余废弃矿产资源，从这些资源中分选回收有用的组分。

3.2　采用先进的科学技术和设备，实施科学采矿。

科学技术是促进矿业发展的重要因素。有计划地列矿产资源管理和利用方面的重点和难点问题进行集中攻关，提高我国矿产资源的科学管理水平，提高探、栗、选，冶的科学技术水平，推广新技术，新方法的应用，对落后的开发与提炼方式加以限制并实行强制改造；鼓励对国家紧缺矿广诚矿理论和找矿方法的研究，鼓励矿产综合开发、综合争利用：通过管理体制改革，促进生产与科研的结合，促进科学技术不断转化为生产力，使科学技术真正成为促进我国矿产管理发展的一种原动力。

4　结语

矿产资源是我国最重要的资源之一，关系到我国的经济安全和社会稳定，因此，针对我国现阶段的矿产管理中的问题，制定相关的法律法规，并严格执行，促进我国的矿产管理完善，是促进我国矿产管理规范化，缓解我国能源压力，实施可持续发展的重要举措之一，必须大力推进。

参考文献：

篇(6)

关键词：GNSS；GIS；变形监测；系统设计

引言

GNSS 和GIS技术日渐成熟，现代社会各个行业纷纷利用二者研究出具有智能化、精确化的变形监测系统，本文以矿产行业为例，利用GNSS和GIS技术设计出一套适用于露天矿高边坡的变形监测系统，对矿产开发过程中的问题进行监测，提升矿产的开采安全性。

1 利用GNSS和GIS技术进行变形监测系统设计的必要性

现阶段，露天矿开采面临诸多威胁，例如自然灾害的侵袭，开采矿产过程中爆破的影响以及开采过程中出现的坡体滑动问题，无论是哪种因素都会影响露天矿开采的安全和进度，对此，开展关于GNSS和GIS技术的变形监测系统设计研究是十分必要的。以往，露天矿开采的监测方式主要应用的是全站仪和摄影监测，这两种方法的结合使用虽然可以在一定程度上满足监测需求，但是随着露天矿开采工作量的日益增长已经渐渐失去作用。传统的监测方法无法保证露天矿开采过程中的人员开采安全，也不具备智能化的数据分析和处理功能，相比GNSS和GIS技术，传统的监测系统亟待得到基于GNSS和GIS技术的变形监测系统的替代[1]。

进入21世纪之后，全球卫星导航系统（GNSS）和地理信息系统（GIS）的开发和应用已经推广到许多领域，为各个领域的发展提供了技术支持，所以利用GNSS和GIS技术研究露天矿高边坡变形监测技术成为未来发展趋势。当前，国内露天矿开采深度值不断扩大，这使得露天矿开采对监测系统的要求越来越高，因而需要根据露天矿高边坡实际需求，进行基于GNSS/GIS的变形监测系统设计研究。

2 监测系统硬件设计与分析

露天矿高边坡作业需要实现全天候的监测，只有这样才能全面的监测到矿产开采过程中的方方面面，对此，变形监测系统的硬件设计首要达到的就是实时智能化监测标准，完善24h全面候监测的功能体系。在设计监测系统硬件的过程中，选择以GNSS技术中的接收机作为变形监测系统的硬件核心部分，这一部分包括了变形监测系统的传感器子系统、数据传输子系统和数据处理子系统，每一个部分都承载了变形监测系统的重要监测功能，因此需要不断完善变形监测系统的设计。变形监测系统中的传感器子系统功能是负责采集，这部分利用GNSS接收机，防雷设备为主要硬件构成，该硬件构成除了GNSS接收机和防雷设备，还会涉及到一些辅助设备，有了这些设备的支持和帮助，系统会控制这些硬件系统随时采集卫星定位数据。数据传输子系统是变形监测系统的传输结构，其硬件构成部分为光纤，采用光纤技术可以实现最快的信息数据传输，而且对质量也有所保证，光纤传输方式能够提供充足的带宽，确保变形监测系统获得质量优质的信息和数据，不会遗漏信息和数据。数据处理子系统是将传输上来的信息和数据进行显示、分析、处理和保存，变形监测系统下的监测站和参考站会将GNSS技术捕捉到的信息和数据传送到数据处理子系统中，此时在经过分析和处理后，数据处理子系统会根据结果进行匹配，如果出现危险数据，会及时向工作人员发出警报，由工作人员采取措施进行补救，如果数据与运行情况相匹配，系统会继续运行，并且将所获得的处理结果发送到变形监测系统共享网络上，为人们提供借鉴[2]。

3 GNSS技术为基础的变形监测预测点计算分析

以GNSS技术为基础的变形监测系统可以实现三种监测模式，分别是周期性重复监测、固定连续性监测与实时动态监测，在露天矿高边坡作业环境下，主要采用的是固定连续性监测工作模式，再配合其他两种工作模式，这是考虑到露天矿高边坡开采工作具有不定性的性质，因此需要连续性的智能化监测。固定连续性检测主要以GNSS技术为支撑，在设计过程中根据GNSS相对定位原理，计算数据的整周模糊度，再根据求出的整周模糊度数据求出监测点的具体坐标。变形监测系统可以将前期求出的数据进行储存，为日后的监测和计算提供历史参考数据。

4 监测系统软件设计与分析

4.1 软件功能介绍

矿产高边坡的监测系统设计以“安全、实时、显形”为原则，这就要求在软件设计上着重研发安全评价模块、实时监测模块、图形显示模块，以这三方面为主要设计方面，可以达到变形监测系统设计的要求。该变形监测系统的软件设计功能针对的是露天矿高边坡的实际情况，因此其安全模块、实时监测模块、图形显示模块都是在实践监测中重点应用的技术。安全模块主要功能是对露天矿高边坡进行安全评价，具体过程是利用监测系统采集到的信息和数据进行分析，将得到的结果与安全系数进行比对，在此基础上实现对高边坡全方位的安全评价，综合监测高边坡实时数据，计算其历史监测到的数据，根据得到的数据计算预测部位的位移趋势，将其涉及到的各个数据都及时进行数据采集和分析，包括坡高、坡度、内聚力、内摩擦角等，安全评价模块快速根据采集到的信息和数据进行计算，为矿产决策人员提供真实可靠数据[3]。实时监测模块顾名思义就是对露天矿产高边坡进行实时的监测，监测过程中会一直采集高边坡的信息，包括对单点位移监测、设备安全检测等，实时监测过程中采集到的数据是为了使实时监测模块根据及时补充的数据信息对比历史监测数据信息，一旦发现当前的露天矿高边坡坡移情况和历史初始数据发生出入，就要采取措施判断当前坡体的位移情况，进而解决问题。图形显示功能最大的依靠是GNSS技术，由GNSS技术采集到露天矿高边坡图像会经由图形显示模块软件呈现出二维或者三维图像，直观的将露天矿高边坡的数据展现出来。

4.2 软件开发的设计

关于高边坡变形监测系统的软件设计，首要是根据实际情况进行灵活设计，软件的灵活性是系统开发的关键。露天矿产高边坡的监测需要达到安全、实时、显形的效果，针对此可以选择应用二次开发模式。二次开发模式利用的是GIS技术中的ArcGIS Engine，这一技术可以适应多种开发环境，也具有较为良好的兼容性，根据这一技术设计软件，能够采用COM技术实现可嵌入式的设计功能，这种功能最大的作用是将GIS技术与监测系统进行兼并，可以将GIS技术嵌入到软件设计系统中。

5 结束语

基于GNSS/GIS的变形监测系统设计结合了全球卫星导航系统的高精度空间信息摄取功能和地理信息系统的分析处理功能，实现了对露天矿高边坡开采作业的实时监测，能够为露天矿开采提供精准、及时的信息，有利于管理者进行决策，保障了矿产开采过程中的安全生产和经济效益。

参考文献

[1]吴浩，黄创，张建华，等.GNSS/GIS集成的露天矿高边坡变形监测系统研究与应用[J].武汉大学学报（信息科学版），2015，05：706-710.

[2]杨久东，王涛，宋如飞，等.基于GNSS和GIS的变形监测系统设计[A].第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C].测绘出版社：2012.

篇(7)

我校是率先开设煤层气抽采技术专业的高职院校之一，该专业于2010年申报成功，2011年开始招生，现在校学生共174人，第一届毕业生已全部就业。我校煤层气抽采技术专业是矿井通风与安全专业群中专业之一，也是矿井通风技术，安全技术管理专业向矿井瓦斯防治方向的一次延展和深入，侧重点在于煤矿井下煤层气抽采技术和管理。该专业立足于实际能力培养，主要涵盖煤矿井下开采、通风、监控、抽采、安全管理等方面学科，构建以煤层气开发与利用的设计、施工管理等工程技术为主线，兼顾相关知识、素质教育，培养出综合素质高、适应市场能力强的应用型高端技能专门人才的课程体系。

2目前存在问题

2．1课程定位的局限性

我院该专业毕业生主要面向煤层气开发企业和矿山企业，但现课程设置中较少涉及煤层气地面开采与利用，学生毕业后尚不具备到煤层气、页岩气相关企业进行地面开发、设计、施工及管理所需的技能、知识和专业素质，学生无法到地面开采的相关企业工作，尚不能扩展学生就业的需要。

2．2课程设置不尽合理，教学内容有待调整

该专业的课程设置是在我校煤矿开采技术、矿井通风与安全的相关课程较简单综合，造成部分教学内容不足。如地质课程，仅开设了普通地质、瓦斯地质，但该专业的地质课程应涵盖的矿床学中的煤地质学、石油天然气地质学，煤层气地质的基础理论和基础知识较少涉及，这些在《瓦斯地质课程教学内容探讨》中有详细论述。如瓦斯防治和煤层气抽采技术的课程设置部分内容重复，在瓦斯防治中已涉及了瓦斯抽采的部分内容，且深度较浅。

2．3教材体系建设薄弱，教材空缺现象突出

该专业的许多课程多来自于相关专业，因专业差异以及教材编者知识结构局限性，国家规划教材很少，所用教材只是编者专著或别的专业的适用教材，通识性差，对该专业并不完全适用，造成学生知识的掌握与实践脱钩或者实用性不强。很多课程还没有教材，授课教师只能根据自己的学识，在众多教材、专著内选择认为适合的内容进行授课，授课内容零散，涉及学科理论深浅不一，缺乏系统性、通识性和科学性。如煤层气勘探与开发，包括了煤层气地质、煤层气开发、煤层气利用等众多课程的教学内容，针对性不足。

3煤层气抽采技术专业课程设计与构建

3．1煤层气抽采技术体系分析

煤层气赋存状态、控气地质因素、产出机理、开采方式、产出特征的不同导致其赋存与产出均有其显著的特殊性，鉴于此，煤层气勘探开发技术既有常规天然气勘探开发技术的来源、借鉴甚至直接移植，又有自己的独特性，还有与采煤技术交叉融合的耦合特性，是一个与常规天然气和煤炭开发技术既有联系又有区别的复杂技术系统。煤层气勘探与开发技术主要包括勘探技术、开采技术以及协同开采三大技术体系，勘探技术包括地球物理、地球化学、钻探3类方法，以及地质分析与选区的综合技术;地面开采的程序主要包括钻井、固井、完井和地面井增产技术及排采技术;矿井井下抽采技术中的模块化区域递进式抽采技术、分源双系统抽采技术、保护层抽采技术、卸压层抽采技术和采空区抽采技术等;在煤气共采技术形成了煤与煤层气协调开发的时间顺序、空间衔接和开发技术途径，形成了煤层气立体抽采工艺与配套技术;地面集输工艺较简单，一般为“井场一采气管道一集气站一集气管道一处理厂一输气管网”的工艺流程。

3．2根据所需技术体系分析课程设置

煤层气地面抽采技术是一项复杂的系统工程，涉及地质资源与地质工程、石油天然气工程、矿业工程等众多学科，煤层气藏的特殊性决定了我国的煤层气开采必须要具有针对性措施，需要煤田地质学与天然气地质学紧密结合、煤储层理论与常规天然气藏工程技术紧密结合、煤层气排采技术与钻完井紧密结合。因此，煤层气抽采技术专业要求掌握或熟悉地质学、煤层气及煤炭资源地质勘探与开发、煤矿安全生产和安全减灾、井下煤矿瓦斯抽采、地面煤层气(瓦斯)开采、储运与输送等多方面的技术，分析各院校煤层气相关专业课程开设情况，主要开设了包括涉及地质、力学、勘探、煤矿开采与安全、地面抽采技术、地面集输配技术、钻井与抽采设备、煤层气综合利用、管理等多方面的课程。

3．3专业课程设计

根据煤层气勘探与开发技术的特点，结合我校该专业主要是基于云贵川渝等煤炭行业及煤层气、页岩气开发企业的实际情况，在学校地质、煤矿开采技术、矿井通风与安全等专业的基础上设计该专业课程。课程设置主要考虑知识与所需能力相适应;岗位技能和应用型人才培养的要求相适应;与行业需求、企业需求相适应;与专业学习的需要相适应，使学生的知识、能力、素质协调发展等原则，主要设置有以下几大类专业课程，以满足学生在毕业后可在煤矿、煤层气、页岩气等相关企业单位的基本知识和技能要求，并为后续成长打下较好的基础。地质类课程:普通地质、煤矿地质、瓦斯地质、煤层气地质。力学类:矿山工程力学、流体力学、岩石力学。煤矿开采类:矿井开采与掘进、矿井通风、煤矿安全技术。井下抽采类:煤层气抽采技术、安全检测与监控、防突规范与管理。地面开采类:煤层气开采技术、钻井与完井技术、测井监测技术、煤层气输配技术、煤层气抽采设备及维护。其他:工程制图、AUTOCAD、流体机械、现代企业管理、安全评价技术、环保概论与煤层气综合利用、事故应急救援。

3．4专业课程构建

为更好地达到该专业人才培养目标，将课程构建分成了公共课程、专业必修课、实践课程、专业选修课四大方面。在完成大学基本素质教育即(公共课程)的前提下，对应未来就业岗位(群)所需的专门技能设置了专业基础课和专业课，并结合我校特点开设了一般的实习实训课程和增设了技能鉴定这一教学和考核实践教学内容，还为扩大学生的知识面和职业素质设置了一组专业选修课。公共课程主要包括了思想政治、英语、数学、计算机、体育、应用文写作等。专业必修课:工程制图与CAD、普通地质与煤矿地质、瓦斯地质、煤层气地质、矿山工程力学、流体力学与流体机械、矿井开采与掘进、矿井通风、矿井灾害防治、安全检测与监控、煤层气抽采技术、煤层气开采技术、钻井与完井技术、煤层气输配技术、煤层气抽采设备及维护、测井监测技术、现代企业管理。实践教学课程贯穿与整个教学活动当中，分为课程实训和集中实习两大部分，除了一般工科专业的入学教育、军训、公益劳动、毕业实习及毕业论文(设计)等实践课程外，针对本专业的特点，特设置了地质认识实习、煤矿(煤层气)认识实习，瓦斯灾害防治、抽采工程顶岗实习及其设计、安全检测与控制课程设计等实践教学活动。实践教学中增设了瓦斯检查工、煤矿抽采工、钻井工、煤矿防突工等技能鉴定实训内容。专业选修课:环保概论与煤层气综合利用、防突规范与管理、事故应急救援、安全评价技术、工程项目管理。

4结语

(1)我校在办该专业之初，将专业定位于地面开采与井下抽采两个方面，面临煤炭行业困难时期，生源不足以开设两个方面，急需整合此两个方向一并教学，经过教学实践，该课程设置能够较好的融合地面开采与煤矿井下瓦斯抽采两个方向，课程设置中体现了“适专业，宽口径”的目标，能够基本满足行业人才的需求，也扩展了学生就业的需要。