開采設(shè)計(jì)論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇開采設(shè)計(jì)論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

【關(guān)鍵詞】 高瓦斯礦井 解放層開采 瓦斯抽放技術(shù) 數(shù)值模擬

近些年來，由于煤炭開采量的不斷攀升，礦井的開采深度也越來越大，受到賦存條件的影響，煤層的瓦斯含量也在不斷增高，為煤炭開采增加了難度，同時(shí)也嚴(yán)重威脅著礦井的安全生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]，當(dāng)前我國正在生產(chǎn)的井工煤礦當(dāng)中，約有一半面臨高瓦斯或煤與瓦斯突出威脅，因此預(yù)防和治理煤與瓦斯突出事故于國于民意義重大。對于高瓦斯煤層開采，通常采取開采解放層的方法，即：先開采與之相鄰近的煤層釋放或抽采瓦斯，很多科技工作者在此方面做出了一定的成績。其中，孟戰(zhàn)成[2]、杜庫實(shí)[3]等人對保護(hù)層（也稱解放層）開采的影響范圍進(jìn)行了研究，田坤云[4，5]、朱勝利[6]等人則對保護(hù)層開采的影響效果進(jìn)行了分析，孟賢正[7]等人則側(cè)重于瓦斯抽采及應(yīng)用效果。本文以安徽省淮北礦區(qū)的青東煤礦為研究對象，對近距離7號和8號煤層的安全開采及瓦斯抽放技術(shù)進(jìn)行研究，并在實(shí)際生產(chǎn)中得到了應(yīng)用，取得了很好的應(yīng)用效果。

1 工程背景

青東煤礦位于安徽省濉溪縣境內(nèi)，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180萬噸，設(shè)計(jì)生產(chǎn)年限69年，礦井于2010年開始生產(chǎn)，是淮北礦業(yè)集團(tuán)的主力生產(chǎn)礦井。目前開采7號煤層和8號煤層，兩者的賦存特征和層位關(guān)系如圖1所示。

從圖1中可以看出，7號煤層和8號煤層間距變化較大，但是最薄的地方僅為13m左右。為了實(shí)現(xiàn)高瓦斯煤層8號煤層的安全開采，降低煤層中的瓦斯?jié)舛群蜌怏w壓力，將首先開采7號煤層（解放層），并通過7號煤層對8號煤層進(jìn)行瓦斯抽放作業(yè)。

2 理論分析

為了利用好解放層開采方法，需要知道在開采7號煤層過程中，8號煤層的圍巖應(yīng)力分布情況以及抽采過程中的瓦斯?jié)舛茸兓闆r。因此，通過FLAC數(shù)值模擬軟件，可以得到7號煤開采過程中8號煤層采場圍巖應(yīng)力變化的理論值。模型的建立是以正在開采的828工作面為工程背景的，工作面傾斜長度假定為120m，工作面從10m推進(jìn)至160m以遠(yuǎn)。其中當(dāng)工作面推進(jìn)60m時(shí)的采場圍巖應(yīng)力分布情況如圖2所示[8]。

從圖2中可以看出，較粗的黑線代表8號煤層，較細(xì)的黑線代表7號煤層，7號煤層中間的白色部分代表開采過的煤層。由于解放層7號煤層的開采，打破了圍巖應(yīng)力原來的平衡狀態(tài)，8號煤層的壓力得到了釋放，從而有利于瓦斯氣體的排出，降低煤層瓦斯?jié)舛取?/p>

3 工程實(shí)踐

實(shí)際開采過程中，8號煤層的瓦斯賦存壓力得到釋放以后，利用7號煤層已經(jīng)開采的工作面向8號煤層施工抽取瓦斯的長鉆孔，并持續(xù)不間斷地抽放8號煤層中賦存的瓦斯。通過對鉆孔抽取的瓦斯量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到瓦斯抽排量額變化情況如圖3所示。

從圖3中可以看出，隨著7號煤層工作面的不斷推進(jìn)，鉆孔瓦斯抽取量也在逐步攀升，并達(dá)到一定的量值后基本平衡。這說明，7號煤層開采對于8號煤層瓦斯的釋放具有促進(jìn)作用，解放層開采取得了預(yù)期效果。

4 結(jié)語

（1）通過數(shù)值模擬分析得到，高瓦斯煤層開采過程中，可以通過開采解放層對目標(biāo)煤層的采場圍巖進(jìn)行卸壓，降低圍巖應(yīng)力。

（2）工程實(shí)踐結(jié)果表明，解放層工作面的開采可以促進(jìn)目標(biāo)煤層的瓦斯抽排，降低瓦斯?jié)舛?，為進(jìn)一步開采打好安全基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃光利.硯石臺煤礦急傾斜俯偽斜上保護(hù)層開采保護(hù)范圍研究[D].重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文，2014.

[2]孟戰(zhàn)成，魏風(fēng)清，史廣山，等.近距離上保護(hù)層開采保護(hù)范圍研究[J].煤炭工程，2013（3）：51-53+56.

[3]杜庫實(shí).上保護(hù)層開采下伏煤巖層卸壓范圍研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2013，41（S2）：176-178+181.

[4]田坤云，孫文標(biāo)，魏二劍.上保護(hù)層開采保護(hù)范圍確定及數(shù)值模擬[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，32（1）：7-13.

[5]田坤云，唐現(xiàn)奇，劉志源，等.上保護(hù)層開采的保護(hù)效果及裂隙帶分析[J].煤炭工程，2014，46（4）：71-73.

[6]朱勝利.上保護(hù)層開采的保護(hù)效果及裂隙帶分析[J].科技風(fēng)，2014（8）：213.

篇(2)

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；輔助設(shè)計(jì)；采礦工程；應(yīng)用

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-828X（2012）08-0-01

近年來，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design，簡稱CAD)在世界各國得到了廣泛使用，它是利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能和圖形處理能力，對產(chǎn)品進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)、分析、修改與優(yōu)化，綜合了計(jì)算機(jī)和工程制圖知識，并且隨著計(jì)算機(jī)硬件性能和軟件功能的不斷提高而逐漸完善。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是由美國公司開發(fā)的通用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件包，具有體系結(jié)構(gòu)開放、使用方便、便于掌握等優(yōu)點(diǎn)，并能夠繪制平面與三維圖形、渲染圖形、標(biāo)注尺寸以及打印和輸出圖紙。

從上世紀(jì)80年代至今的有關(guān)文獻(xiàn)資料來看，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在國內(nèi)外礦山開采設(shè)計(jì)中的應(yīng)用日益廣泛。作為一種精確、高速的新型設(shè)計(jì)工具，已被廣大工程技術(shù)人員所接受，并對傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與手段提出了挑戰(zhàn)。目前，它已被礦床開采設(shè)計(jì)的各個(gè)分支和側(cè)面廣泛應(yīng)用，并取得了很好的效果。

一、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)組成及采礦設(shè)計(jì)理念

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)一般以有著圖形功能的交互計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，包括：計(jì)算機(jī)主機(jī)、圖形輸入板、圖形顯示終端、掃描儀、繪圖儀、磁帶機(jī)、打印機(jī)以及其他各種軟件。利用交互系統(tǒng)開展采礦設(shè)計(jì)，可以邊設(shè)計(jì)，邊構(gòu)思，邊畫樣，邊修改，隨時(shí)可以從終端屏幕看到每一步操作的顯示結(jié)果。典型的設(shè)計(jì)包括：(1)設(shè)計(jì)者接受任務(wù)，了解甲方對礦山的功能、經(jīng)濟(jì)、制造技術(shù)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)等方面的要求。(2)方案設(shè)計(jì)。一方面來自設(shè)計(jì)方的要求，另一方面來自工程師的知識、理念，包括功能的滿足，技術(shù)的可行以及其他需要等。(3)驗(yàn)證、修改、定型。將設(shè)計(jì)對象表達(dá)出來，并根據(jù)功能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、審美等方面的詳細(xì)要求和數(shù)據(jù)，對其進(jìn)一步修改，適之處予以完善，細(xì)節(jié)予以補(bǔ)充，最后定型。(4)將設(shè)計(jì)果制作成技術(shù)文件，一般包括三視圖、部件圖、剖面以及各種說明等。

二、如何使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

每個(gè)人都知道，礦山開采的目標(biāo)是要開采出礦石，而礦山工程設(shè)計(jì)，是工程師、設(shè)計(jì)人員應(yīng)用技術(shù)手段改變礦山環(huán)境。滿足政府、企業(yè)以及特定人群要求的一種高智能勞動。因此，采礦設(shè)計(jì)的任務(wù)：一是必須開采出高質(zhì)量的礦石；二是有效地保護(hù)工程結(jié)構(gòu)，使其能夠承受自然界與人工開采的壓力，長期而可持續(xù)地發(fā)展；三是必須保證以盡可能低的代價(jià)和成本，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，保證工程建設(shè)的安全和后續(xù)作業(yè)的開展。

實(shí)踐證明，采用CAD進(jìn)行采礦可以提高采礦設(shè)計(jì)水平與設(shè)計(jì)質(zhì)量，不但能夠使常規(guī)設(shè)計(jì)效率得到有效地成千上百倍的提高，還能夠在手工設(shè)計(jì)時(shí)代根本無法想象的設(shè)計(jì)空間展開自由翱翔的翅膀。由于設(shè)計(jì)工程師思想、理念、習(xí)慣、表達(dá)方式的不同，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)使用計(jì)算機(jī)輔助部分與其余部分之間接口的描述方法也難以取得一致。所以，設(shè)計(jì)工程師在開展設(shè)計(jì)之前，要對每一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行深入的了解。比如，礦山所處的地質(zhì)地貌、水文環(huán)境、開采方式、巷道走向、設(shè)備選型、提升機(jī)械甚至礦山復(fù)綠等，都要胸有成竹，才能“知己知彼，百戰(zhàn)百勝。”在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)工程師要做好一周就以下幾個(gè)方面的工作：

1.認(rèn)真做好設(shè)計(jì)方案。接受設(shè)計(jì)任務(wù)后，首先要運(yùn)用自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和知識進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)思。在這個(gè)過程中要進(jìn)行技術(shù)決策，確定設(shè)計(jì)原則，同時(shí)對今后設(shè)計(jì)過程和要完成的設(shè)計(jì)有個(gè)整體認(rèn)識。包括：一是下大力氣廣泛收集有關(guān)采礦的背景資料與工程信息，認(rèn)真開展調(diào)查研究，了解與掌握地質(zhì)勘探、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、礦產(chǎn)利用指標(biāo)、礦床儲量、礦山生產(chǎn)力等等信息；二是分析研究已經(jīng)取得成功并在實(shí)踐中得到證明的同類設(shè)計(jì)資料以及相關(guān)知識，取人之長，補(bǔ)己之短，學(xué)習(xí)和參考成功的經(jīng)驗(yàn)，開展設(shè)計(jì)工作，進(jìn)行構(gòu)思。才能厚積而薄發(fā)，最后確定設(shè)計(jì)方案。

2.對每一個(gè)工程結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析。其目的是要確定設(shè)計(jì)方案中有關(guān)工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)力載荷、約束條件等，這是采礦設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)方面，不能有半點(diǎn)馬虎。

3.掌握設(shè)計(jì)采礦圖的全過程。在實(shí)際工作中，具體方案的設(shè)計(jì)往往與繪制同步進(jìn)行，因此，必須對設(shè)計(jì)采礦圖的全過程嚴(yán)格掌握，不得有一絲的大意。

4.繪制施工圖。這是采礦設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn)，要以詳盡體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖為目的。工程師長期的實(shí)踐采礦設(shè)已形成了行業(yè)的圖樣表達(dá)習(xí)慣和約定，因此對施工圖的繪制要能體現(xiàn)這一特點(diǎn)。

5.進(jìn)行全面的經(jīng)濟(jì)分析，這是設(shè)計(jì)的重中之重，根據(jù)設(shè)計(jì)階段的不同對概算和預(yù)算進(jìn)行分析。概算是確定項(xiàng)目投資、編制和安排建設(shè)計(jì)劃的依據(jù)；預(yù)算是施工圖設(shè)計(jì)文件的組成部分，是確定工程造價(jià)、考核工程成本和經(jīng)濟(jì)性的重要組成因素。

總之，此系統(tǒng)研究的目的是輔助設(shè)計(jì)者完成工程方案的設(shè)計(jì)，模擬設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业乃季S進(jìn)行工作。因此，從這一意義上來說，采礦CAD系統(tǒng)是對采礦設(shè)計(jì)專家的思維模擬。

三、采礦CAD技術(shù)特點(diǎn)分析

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是軟件開發(fā)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇，一要考慮行業(yè)特點(diǎn)；二要考慮技術(shù)發(fā)展水平。盡管21世紀(jì)新的技術(shù)已經(jīng)向三維實(shí)體、可視化和集成化發(fā)展，但對礦山行業(yè)而言，還有很長的路要走。所以，系統(tǒng)的定位必須重視企業(yè)的特點(diǎn)和現(xiàn)狀。一般來講，CAD技術(shù)在國內(nèi)外礦山的應(yīng)用有以下特點(diǎn)：

一是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期。主要通過使用CAD系統(tǒng)，使設(shè)計(jì)過程更加客觀、、準(zhǔn)確、高效和規(guī)范。所以，采礦CAD的設(shè)計(jì)一定要考慮礦山設(shè)計(jì)規(guī)范和工程師的設(shè)計(jì)習(xí)慣。

二是富有實(shí)效與連續(xù)性。無論是地質(zhì)、采礦、測量，還是選礦之間的信息處理、傳輸更富于時(shí)效性和可連續(xù)性，更加強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的集成化和數(shù)據(jù)的共享。

三是加強(qiáng)采礦CAD系統(tǒng)的通用性和可移植性。由于行業(yè)差異與體差異，以及在生產(chǎn)過程中需處理的瞬息萬變的信息差異，使得這種D技術(shù)在礦山行業(yè)的應(yīng)用研究中具有較強(qiáng)針對性，可移植性相對較差。所以，必須采用圖形處理方法、圖形環(huán)境以及數(shù)據(jù)接口技術(shù)研究。

四是從實(shí)際出發(fā)進(jìn)行研究。由于二維方式下的礦山CAD軟件的應(yīng)用研究有利于與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式銜接，也符合目前礦山計(jì)算機(jī)技術(shù)水平。所以，要擯棄過分追求“三維實(shí)體設(shè)計(jì)”的思想，從礦山的實(shí)際需要出發(fā)進(jìn)行開發(fā)和研究。

五是與時(shí)俱進(jìn)，積極研究。目前CAD軟件開發(fā)正處在一個(gè)由二維平面的設(shè)計(jì)模式向三維空間的設(shè)計(jì)模式過渡。由于存在技術(shù)上的障礙，一時(shí)間還難以完成。但是筆者認(rèn)為，只要我們與時(shí)俱進(jìn)，努力學(xué)習(xí)，認(rèn)真研究三維實(shí)體構(gòu)模技術(shù)、基于GIS的礦山空間工程數(shù)據(jù)技術(shù)等，就一定能夠使礦山設(shè)計(jì)的水平大大提高。

從目前文獻(xiàn)調(diào)研和實(shí)際應(yīng)用情況來看，采礦CAD軟件的開發(fā)和應(yīng)用還存在著許多問題，比如，基礎(chǔ)研究較少，尤其是很少從理論、技術(shù)和方法上展開研究。對圖形數(shù)據(jù)的規(guī)范化及其表示方法研究不夠，沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)可以遵循，等等，這些都是CAD技術(shù)在采礦技術(shù)應(yīng)用中遇到的問題與障礙。

“大江東去浪淘盡，千古風(fēng)流人物”。時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步。綜上所述，目前CAD技術(shù)正朝著開放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。作為CAD系統(tǒng)的支撐環(huán)境，開放的操作系統(tǒng)，如：WINDOWS、UNIX將是今后CAD系統(tǒng)的主流；實(shí)用性更強(qiáng)的編程與數(shù)據(jù)庫技術(shù)將為該系統(tǒng)的發(fā)展作出新貢獻(xiàn)。我們期待著計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)為礦山建設(shè)發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳建宏.可視化集成采礦CAD系統(tǒng)研究[D].中南大學(xué)博士論文,2002,3.

[2]楊義輝.采礦CAD可視化集成系統(tǒng)研究[D].西安科技大學(xué)碩士論文,2006,4.

[3]馬江平.露天礦地質(zhì)CAD軟件系統(tǒng)的開發(fā)[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士論文,2005,5.

[4]張善心.填采礦法計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)研究.2010,5.

[5]吳奉亮.集成化采礦法CADd的知識協(xié)同性研究.2009,4.

篇(3)

關(guān)鍵詞：煤礦；掘進(jìn)技術(shù)；巷道；過斷層

中圖分類號：TD792 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

煤礦掘進(jìn)行業(yè)中，在礦藏區(qū)域遇到斷層結(jié)構(gòu)是非常常見的。由于斷層區(qū)域在礦藏的分布上存在著復(fù)雜性，也會因此導(dǎo)致安全事故的。近年來的露天煤炭資源開采工作中，開采作業(yè)量增加，但是，資源量逐漸減少。為了增加開采量，就需要實(shí)施深度開采，煤礦開采環(huán)境區(qū)域復(fù)雜。當(dāng)遇到斷層結(jié)構(gòu)的時(shí)候，就必然會在開采作業(yè)中存在諸多的安全隱患。這就需要采用合適的掘進(jìn)技術(shù)通過斷層區(qū)，不僅可以提高開采效率，避免礦藏資源浪費(fèi)，而且還要提高巷道掘進(jìn)的安全系數(shù)，對促進(jìn)中國企業(yè)的發(fā)展意義重大。

一、產(chǎn)生斷層的原因

在地層中產(chǎn)生斷層是較為常見的。不同的地質(zhì)環(huán)境，地層的結(jié)構(gòu)是有所不同的。當(dāng)?shù)貧ぷ儎又?，土層結(jié)構(gòu)就會相應(yīng)地發(fā)生變化，斷層也是一種土層結(jié)構(gòu)。在地質(zhì)環(huán)境中，煤炭層是其中的一個(gè)重要組成部分，當(dāng)然也會存在斷層的問題。在地質(zhì)結(jié)構(gòu)變動的過程中，土層經(jīng)過擠壓運(yùn)動之后看煤炭層就會產(chǎn)生斷裂的現(xiàn)象。斷層的煤礦包括有兩種，即地上斷層和地下斷層。露天煤礦即為地上斷層，地下的煤礦層是本論文重點(diǎn)討論的問題。

二、產(chǎn)生斷層的征兆

在開采煤礦的過程中，掘進(jìn)作業(yè)得到很深之處，能夠遇到斷層是較為常見的。任何事物都有其產(chǎn)生的規(guī)律，斷層的產(chǎn)生亦是如此，必然會存在產(chǎn)生的征兆。

其一，當(dāng)有斷層產(chǎn)生的時(shí)候，在巷頂板底板就會存在節(jié)理化的現(xiàn)象，而且非常明顯。這種現(xiàn)象越是顯著，就越可以證明距離斷層已經(jīng)非常近了。

其二，通過觀察煤層頂板的變化和煤層底板的變化也可以對斷層進(jìn)行斷定。如果頂板和底板的標(biāo)高有很大的變化的時(shí)候，就意味著煤層有斷層產(chǎn)生。

其三，如果煤體逐漸柔軟而且有破碎的現(xiàn)象，伴隨有滑面，就說明距離斷層已經(jīng)很近了。

其四，通常煤礦出現(xiàn)斷層的時(shí)候，在其附近的底踴嵊旭拗濉O锏讕蚪工作人員如果發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，就要注意距離斷層已經(jīng)非常近了。

三、通過斷層的技術(shù)

（一）通過小型的斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)

巷道掘進(jìn)作業(yè)中所遇到的斷層結(jié)構(gòu)，如果超過35m則屬于是大型的斷層結(jié)構(gòu)，沒有超過35m則屬于是小型的斷層結(jié)構(gòu)。對于小型的斷層結(jié)構(gòu)，如果采用斷層作業(yè)方法就會消耗大量的資金，得不償失。如果不采用斷層作業(yè)技術(shù)，就會使煤礦掘進(jìn)無法通過。對于小型的斷層結(jié)構(gòu)，要通過可以采用后退挑定法和后退臥底法。

所謂的“后退挑定法”，是將開采的煤層向上移動，后退一段距離之后將頂板挑到斷層的頂面，是斷層的頂板處于巷道的底部，以使支護(hù)結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。之后就可以繼續(xù)掘進(jìn)了。

所謂的“后退臥底法”，就是當(dāng)掘進(jìn)挖掘到斷層之下的時(shí)候，需要向下延伸巷道，使底板延伸到煤層的上層，對巷道進(jìn)行穩(wěn)固處理，之后就可以繼續(xù)掘進(jìn)了。

（二）通過大型的斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)

煤礦掘進(jìn)中，如果巷道掘進(jìn)已經(jīng)超過了35m，即為大型的斷層結(jié)構(gòu)。要順利地通過大型的斷層結(jié)構(gòu)，就需要采取相應(yīng)的技術(shù)處理措施，即先導(dǎo)硐，之后進(jìn)行注漿處理。對于斷面的輪廓線進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以參考巷道成型之后的1.5m距離進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種設(shè)計(jì)方式，可以使得巷道內(nèi)的距離超過2m。當(dāng)所有的這些工作完成之后，就可以采用鉆孔注漿技術(shù)進(jìn)行加固處理。

當(dāng)施工完成之后，就可以進(jìn)行混凝土止?jié){墊安裝了。通常混凝土止?jié){墊需要安裝在距離斷層大約10m的位置。在巷道內(nèi)還要在10m以內(nèi)采用噴漿技術(shù)做好封閉工作。當(dāng)所有的這些工作完成后，就要進(jìn)行打孔注漿作業(yè)，對于噴漿的密度以及深度都需要根據(jù)斷層結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固程度精心處理。

四、煤礦巷道掘進(jìn)的過程中通過過斷層所采用的技術(shù)

（一）做好前期準(zhǔn)備工作

其一，做好作業(yè)現(xiàn)場的勘察工作，將工作方案制定出來。對于專業(yè)技術(shù)人員和作業(yè)人員合理安排，專業(yè)技術(shù)人員針對勘察中所獲得的信息將具體的作業(yè)方案制定出來，交由審核部門，經(jīng)過審核確認(rèn)之后，就可以組織施工，并做好施工監(jiān)督工作。

其二，當(dāng)巷道掘進(jìn)作業(yè)的位置距離斷層大約20m的時(shí)候，掘進(jìn)的速度就要降低，并在掘進(jìn)的過程中還要對作業(yè)環(huán)境進(jìn)行勘察，根據(jù)勘察所獲得的結(jié)果對作業(yè)的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)，還要將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸給有關(guān)部門，使部門的工作人員對斷層的情況做出分析，以調(diào)整作業(yè)方案，對施工進(jìn)度做出新的要求，保證作業(yè)安全。

其三，掘進(jìn)作業(yè)中，要對斷層的厚度予以關(guān)注。如果發(fā)現(xiàn)斷層的厚度存在異常，要立即停止掘進(jìn)作業(yè)，對作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行勘察，特別要考察瓦斯情況以及地下水的情況，根據(jù)考察所獲得的結(jié)果將解決方案制定出來。

其四，掘進(jìn)巷道之前要開展探孔和卸壓孔工作，由經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)技術(shù)人員對整個(gè)的工作過程都要進(jìn)行檢查并詳細(xì)記錄檢查中所獲得的數(shù)據(jù)信息，特別要對巷道的變化詳細(xì)記錄。對于礦石層所具備的特性以及煤層的特性都要上報(bào)給有關(guān)部門，同時(shí)還要做好通風(fēng)工作，防治突發(fā)性事件發(fā)生。進(jìn)行鉆孔挖掘中，要嚴(yán)格按照技術(shù)要求執(zhí)行，以防止由于質(zhì)量問題導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)。鉆孔作業(yè)中如果有水產(chǎn)生，就要記錄好出水的部位，將詳細(xì)的信息向有關(guān)部門報(bào)告，以采取有效的技術(shù)措施。

（二）掘進(jìn)作業(yè)中需要采取的技術(shù)措施

其一，在斷層面進(jìn)行巷道掘進(jìn)作業(yè)中，要做到一邊施工，以便勘探。在鉆井勘探的過程只能過，所探測的部位為作業(yè)面前面的2m以外。如果所探測到的煤層的厚度已經(jīng)超過2m，就要將掘進(jìn)作業(yè)停止，采用鉆孔的方式卸壓。如果在作業(yè)所在位置與斷層之間的距離不超過5m，鉆孔作業(yè)就要立即停止，采用通過斷層的技術(shù)措施。

其二，對于超過煤層厚度一半的斷層，而沒有達(dá)到斷層的一倍厚度，需要進(jìn)行卸壓鉆孔。鉆孔的方法是在煤層頂板的0.5m之處向另一個(gè)煤層鉆孔。鉆孔的深度為20m，鉆孔的數(shù)量為8個(gè)，還要從斷層處煤的厚度挖鉆孔，保證斷層面后的8m左右的煤巖層得到控制。鉆孔之間的距離為2.5m，平均每一排鉆孔為3個(gè)。

其三，如果斷層的落差非常大，已經(jīng)達(dá)到煤層厚度的一倍，就要在鉆孔卸壓的過程中改變作業(yè)的傾斜角。卸壓鉆孔的位置要與斷層面的距離超過3m以上，當(dāng)然還要根據(jù)鉆孔的實(shí)際對其數(shù)量加以確定。

結(jié)語

綜上所述，煤礦企業(yè)要增加煤炭資源的供應(yīng)量，以滿足各方面需求，就要進(jìn)行深入開采。這不僅對掘進(jìn)技術(shù)水平的要求很高，而且開采的速度也要增加，作業(yè)的危險(xiǎn)系數(shù)也會相應(yīng)地增加。特別是在煤礦掘進(jìn)過程中遇到斷層的時(shí)候，就更需要采用科學(xué)的方法通過斷層，不僅可以提高煤炭資源的開采量，還可以確保作業(yè)安全。

參考文獻(xiàn)

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[2]胡永，童輝.實(shí)現(xiàn)煤礦巷道快速掘進(jìn)技術(shù)措施分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（27）：12.

[3]楊琳，李躍平.快速掘進(jìn)技術(shù)在煤礦施工中的應(yīng)用研究[J].河南科技，2014（7）：47-47.

篇(4)

關(guān)鍵詞：導(dǎo)水裂隙帶，高度異常，覆巖結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TV661W文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1礦井地質(zhì)概況

23101和43115工作面同屬一塊井田，四周煤體均未開采，工作面長度均在300m左右，煤厚2.0~3.0m左右，煤層傾角0~3°，采用走向長壁后退式全部垮落綜合機(jī)械化采煤法，煤層結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)理裂隙較發(fā)育，有0.2~0.8m夾矸，工作面煤層圍巖穩(wěn)定性較差。煤層埋深320m，老頂以粉、細(xì)砂巖為主，部分地段為砂質(zhì)泥巖；直接頂以砂質(zhì)泥巖，中粒砂巖為主；直接底以砂質(zhì)泥巖為主，局部相變?yōu)槟鄮r。

2覆巖破壞理論分析及實(shí)測研究

2.1導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育規(guī)律及覆巖“三帶”理論預(yù)計(jì)

根據(jù)“三下開采規(guī)程”和“地質(zhì)勘探規(guī)范”相關(guān)公式結(jié)合某礦實(shí)際情況得某礦冒落帶及裂隙帶高度值，具體數(shù)值見表1所示。

表1 按理論公式預(yù)計(jì)的回采工作面覆巖破壞高度

Table1The overburden failure’s height estimated by the formula

2.2現(xiàn)場實(shí)測

2.2.1實(shí)測方法

采用鉆孔沖洗液法進(jìn)行工作面覆巖破壞的現(xiàn)場實(shí)測。該方法的原理是通過觀察鉆孔鉆進(jìn)過程中鉆孔沖洗液消耗量、鉆孔水位、鉆進(jìn)速度、卡鉆、掉鉆、鉆孔吸風(fēng)等現(xiàn)象并結(jié)合巖芯觀察、地質(zhì)描述等來綜合判定垮落帶和導(dǎo)水裂縫帶高度及其破壞特征。通過分析消耗量變化和鉆孔水位變化等得出導(dǎo)水裂隙帶高度及其破壞特征。

2.2.2方案設(shè)計(jì)

1）某礦43115工作面共布置鉆孔3個(gè)，其中1、2號鉆孔為采前孔，3號孔為采后孔。鉆孔平面位置如圖3.1。

2）某礦23101工作面布置采后孔1個(gè)。鉆孔平面位置如圖3.2。

圖3.1 43115工作面鉆孔平面位置示意圖圖3.223101工作面鉆孔平面位置示意圖

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

drilling plane location of 43115 facedrilling plane location of 23101 face

3.1冒落帶高度確定

1）某礦43115工作面：根據(jù)寸探03號鉆孔，當(dāng)鉆孔鉆進(jìn)至孔深90.5m處時(shí)，鉆孔出現(xiàn)塌陷夾鉆，根據(jù)此情況初步確定某礦3-1煤層采動后上覆巖層的冒落帶深度在90.5m以下，根據(jù)鉆孔所在工作面埋深101.6m，所以冒落帶的高度是11.1m，厚度為采高的5倍。

2）某礦23101工作面：根據(jù)寸探01號鉆孔，當(dāng)鉆孔鉆進(jìn)至孔深314.5m處時(shí)，鉆孔出現(xiàn)掉鉆，由鋼絲繩吊著打，鉆孔內(nèi)不通水，初步確定某礦3-1煤層采動后上覆巖層的冒落帶深度在314.5m以下，根據(jù)鉆孔所在工作面埋深為327m，所以冒落帶的高度是9.5m，厚度為采高的3.17倍。

3.4 導(dǎo)水裂隙帶高度確定

1）某礦43115工作面：當(dāng)鉆孔鉆進(jìn)至孔深74.1m處時(shí)，鉆孔水位埋深明顯增大，鉆孔出現(xiàn)漏孔，沖洗液消耗量從0.2m3?h-1迅速增加到4.0m3?h-1，以后一直保持漏孔。當(dāng)鉆孔繼續(xù)鉆進(jìn)至孔深90.5m處時(shí)，鉆孔出現(xiàn)塌陷夾鉆。可以確定某礦3-1煤層采動后上覆巖層的彎曲沉降帶深度為0.00~74.1m，導(dǎo)水裂隙帶深度為74.1~90.5m。

2）某礦23101工作面：當(dāng)鉆孔鉆進(jìn)至孔深178.0m時(shí)，鉆孔水位埋深迅速增大，測不到水位，同時(shí)鉆孔出現(xiàn)漏孔，從0.48m3?h-1迅速增加到5.0m3?h-1，以后一直保持漏孔。當(dāng)鉆孔繼續(xù)鉆進(jìn)至孔深314.5m處時(shí)，鉆孔出現(xiàn)掉鉆，鉆頭由鋼絲繩吊著繼續(xù)打鉆，但是鉆孔內(nèi)不返水。

初步確定某礦3-1煤層采動后上覆巖層的彎曲沉降帶深度為0.0~178.0m，導(dǎo)水裂隙帶深度為178.0~314.5m。

3.5覆巖破壞特征分析

某礦43115工作面裂采比達(dá)10.3，符合軟弱~中硬條件下裂采比為9~18，冒采比達(dá)3.8，屬正常范圍。按照上述2個(gè)規(guī)程中硬覆巖條件計(jì)算的導(dǎo)水裂隙帶高度，裂采比屬正常情況。

某礦23101工作面。裂采比達(dá)48.7，遠(yuǎn)超出中硬頂板條件下裂采比12~18的范圍，甚至遠(yuǎn)超出堅(jiān)硬頂板條件下的裂采比18~28的范圍。

5主要結(jié)論

論文采用理論分析、現(xiàn)場實(shí)測相結(jié)合的方法，對某礦超高導(dǎo)水裂隙帶高度影響因素進(jìn)行探討，得到結(jié)論如下：

（1）超高導(dǎo)水裂隙帶的主要影響因素為覆巖力學(xué)結(jié)構(gòu)和巖體結(jié)構(gòu)的差異。某礦43115工作面基巖強(qiáng)度大，覆巖運(yùn)動特征為薄巖層、多階段、快發(fā)展，小范圍巖石的多次垮落，巖石容易碎脹發(fā)育，及時(shí)充填采空區(qū)，緩解覆巖的破壞發(fā)育。

（2）基巖的強(qiáng)度也是超高導(dǎo)水裂隙帶形成的主要原因之一。某礦23101工作面基巖強(qiáng)度相對小，僅為43115工作面的一半，基巖中下部巖層原生裂隙發(fā)育，改變了巖體的完整形態(tài)，使之結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)的變化，極易垮落。覆巖運(yùn)動特征為厚巖層，多階段、慢發(fā)展，多個(gè)巖層的同步垮落，導(dǎo)致離層空間大，覆巖破壞高度相對較大，溝通原生裂隙發(fā)育空間，導(dǎo)致裂隙帶發(fā)育超高。

參考文獻(xiàn)

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[2] 沈光寒，李白英等.礦井特殊開采的理論與實(shí)踐[M]，北京:煤炭工業(yè)出版社，1992.

[3] 張俊云等，淺埋采場礦壓及覆巖破斷規(guī)律[J]，礦山壓力與頂板管理，1998 No.3

[4] 何國清等.礦山開采沉陷學(xué)[M].江蘇徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1991. 327~329.

篇(5)

關(guān)鍵詞：礦產(chǎn)資源；管理現(xiàn)狀；存在問題；完善措施

曾經(jīng)，我國是世界上有名的礦產(chǎn)資源大國，礦產(chǎn)種類齊全，蘊(yùn)藏量豐富，但自從我國進(jìn)入工業(yè)化發(fā)展階段之后，工業(yè)化，城市化進(jìn)程不斷加快，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們生活需求日益多樣化，對各種礦產(chǎn)資源的需求量驟然增加，于是很長一段時(shí)間，對各種礦產(chǎn)資源進(jìn)行了毫無節(jié)制的開發(fā)利用，既造成了對地表的破壞，又由于不合理的開采方式，造成了很多礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，加上對礦產(chǎn)資源的提煉方式，提煉技術(shù)難以達(dá)到要求，各種礦產(chǎn)資源的綜合利用率低在，在新時(shí)期下，我國的礦產(chǎn)安全已經(jīng)敲醒了警鐘，礦產(chǎn)資源的需求增大，能源壓力驟增，礦產(chǎn)的安全開始限制著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，開始威脅到我國的社會穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)安全，對礦產(chǎn)資源進(jìn)行科學(xué)的管理了，已經(jīng)勢在必行。

1　我國礦產(chǎn)資源的現(xiàn)狀

1.1　我國的各種礦產(chǎn)資源種類齊全，鐵礦，煤礦，石油，天然氣，地?zé)岬雀鞣N礦產(chǎn)分布廣泛，總的蘊(yùn)藏量很大，在世界上總體而言，具有很大的種類優(yōu)勢和總量優(yōu)勢，資源總量較大，礦種比較齊全。但是人均占有量很小，　由于我國的人口基數(shù)大，雖然有著很大的礦產(chǎn)資源總量，但人均占有量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地區(qū)世界平均水平，很多種礦產(chǎn)資源依然需要從國外進(jìn)口。

1.2　我國的成礦情況比較好，礦產(chǎn)的潛在挖掘力很不錯(cuò)，很多深山處偏遠(yuǎn)地區(qū)各種礦產(chǎn)蘊(yùn)藏量豐富，需找礦脈的前景很不錯(cuò)。但是，我過的礦產(chǎn)資源分布嚴(yán)重不均，中西部偏遠(yuǎn)地區(qū)，礦產(chǎn)種類齊全，蘊(yùn)藏量豐富，但是由于經(jīng)濟(jì)落后，交通不便，勘探開發(fā)程度低，生態(tài)環(huán)境脆弱，難以承受大規(guī)模的開發(fā)。

1.3　我國的礦產(chǎn)資源總量大，種類齊全，但是伴生礦和貧礦量很大，富礦和大規(guī)模的礦脈比較少，總體的開發(fā)難度大，總體而言，我國的礦產(chǎn)資源品質(zhì)不高。同時(shí)，由于新的開采技術(shù)難以采用，新的設(shè)備采用率低，對各種礦石的提煉程度不夠，難以達(dá)到綜合利用的標(biāo)準(zhǔn)，總體礦產(chǎn)資源綜合多次利用程度較低，造成的浪費(fèi)比較多。

2　我國礦產(chǎn)資源管理中存在的問題

2.1　對各種礦產(chǎn)的證件處理管理不夠嚴(yán)格系統(tǒng)，很多礦主都是無證件就可以開工勘探，實(shí)施越界開發(fā)，甚至是為了搶奪礦源而使得爆發(fā)沖突，不僅造成嚴(yán)重的人員傷亡，更有甚者破壞采礦系統(tǒng)，造成礦區(qū)坍塌，嚴(yán)重破壞著周邊的生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重威脅著礦區(qū)人們的生產(chǎn)生存安全。國家對黑礦，非法開采等一系列問題管理不力，法律漏洞很多。

2.2　國家有關(guān)部門對各種礦源的開采資格相關(guān)的證件管理不夠嚴(yán)格，有些部門和黑戶礦主勾結(jié)，實(shí)施違規(guī)發(fā)放證件，甚至是越級跨區(qū)域進(jìn)行審批，有些礦主未經(jīng)過有關(guān)部門的正是審核批準(zhǔn)，擅自進(jìn)行礦脈開采，沒有依照法律規(guī)定辦事，開礦主和政府相關(guān)部門的一些人員的勾結(jié)，違章批準(zhǔn)，擅自發(fā)證，這是目前我國礦產(chǎn)資源管理中存在的一個(gè)惡性根源，嚴(yán)重阻礙著我國礦產(chǎn)資源管理的規(guī)范化。

2.3　采礦施工缺乏合理科學(xué)的開采計(jì)劃，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目辈煸O(shè)計(jì)，無論是非法的勘探開采，還會有著開采證件的的采礦主，都缺乏一定的規(guī)范性。開礦時(shí)候，都實(shí)行亂采亂挖，不合理的開采方式，不依照國家相關(guān)的法律規(guī)定來嚴(yán)格開采，粗放型的開采方式，不僅造成了對礦脈的破壞，更會嚴(yán)重的破壞地表或地下的生態(tài)平衡。

2.4　對各種礦產(chǎn)資源的綜合開采程度低，綜合利用效率低下。由于我國的很多礦產(chǎn)都有著伴生礦，貧礦比較多，很多開礦方多是注重對那些富礦和高品質(zhì)的礦脈實(shí)施開采，但由于冶煉技術(shù)和提純技術(shù)落后，難以達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，造成了多種礦產(chǎn)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

3　加強(qiáng)我國礦產(chǎn)資源管理的解決措施

3.1　加強(qiáng)礦產(chǎn)資源的綜合利用

礦產(chǎn)資源的綜合利用是指在開發(fā)前對礦產(chǎn)資源進(jìn)行綜合勘查，對采出的礦物進(jìn)行分析與評價(jià)，最大限度地利用礦產(chǎn)資源為目的的開發(fā)利用。應(yīng)加強(qiáng)礦產(chǎn)資源循環(huán)利用。要在礦山生產(chǎn)源頭減少固體廢棄物的產(chǎn)生，生產(chǎn)過程中盡量提高礦石中主要元素的回收率，同時(shí)對于共、伴生組分要考慮采用可行的技術(shù)綜合回收利用。對于長期開發(fā)的老礦山，我們應(yīng)利用其現(xiàn)有的生產(chǎn)要素和條件，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和資本，開發(fā)剩余廢棄礦產(chǎn)資源，從這些資源中分選回收有用的組分。

3.2　采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備，實(shí)施科學(xué)采礦。

科學(xué)技術(shù)是促進(jìn)礦業(yè)發(fā)展的重要因素。有計(jì)劃地列礦產(chǎn)資源管理和利用方面的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題進(jìn)行集中攻關(guān)，提高我國礦產(chǎn)資源的科學(xué)管理水平，提高探、栗、選，冶的科學(xué)技術(shù)水平，推廣新技術(shù)，新方法的應(yīng)用，對落后的開發(fā)與提煉方式加以限制并實(shí)行強(qiáng)制改造；鼓勵(lì)對國家緊缺礦廣誠礦理論和找礦方法的研究，鼓勵(lì)礦產(chǎn)綜合開發(fā)、綜合爭利用：通過管理體制改革，促進(jìn)生產(chǎn)與科研的結(jié)合，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)不斷轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，使科學(xué)技術(shù)真正成為促進(jìn)我國礦產(chǎn)管理發(fā)展的一種原動力。

4　結(jié)語

礦產(chǎn)資源是我國最重要的資源之一，關(guān)系到我國的經(jīng)濟(jì)安全和社會穩(wěn)定，因此，針對我國現(xiàn)階段的礦產(chǎn)管理中的問題，制定相關(guān)的法律法規(guī)，并嚴(yán)格執(zhí)行，促進(jìn)我國的礦產(chǎn)管理完善，是促進(jìn)我國礦產(chǎn)管理規(guī)范化，緩解我國能源壓力，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的重要舉措之一，必須大力推進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：GNSS；GIS；變形監(jiān)測；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言

GNSS 和GIS技術(shù)日漸成熟，現(xiàn)代社會各個(gè)行業(yè)紛紛利用二者研究出具有智能化、精確化的變形監(jiān)測系統(tǒng)，本文以礦產(chǎn)行業(yè)為例，利用GNSS和GIS技術(shù)設(shè)計(jì)出一套適用于露天礦高邊坡的變形監(jiān)測系統(tǒng)，對礦產(chǎn)開發(fā)過程中的問題進(jìn)行監(jiān)測，提升礦產(chǎn)的開采安全性。

1 利用GNSS和GIS技術(shù)進(jìn)行變形監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要性

現(xiàn)階段，露天礦開采面臨諸多威脅，例如自然災(zāi)害的侵襲，開采礦產(chǎn)過程中爆破的影響以及開采過程中出現(xiàn)的坡體滑動問題，無論是哪種因素都會影響露天礦開采的安全和進(jìn)度，對此，開展關(guān)于GNSS和GIS技術(shù)的變形監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究是十分必要的。以往，露天礦開采的監(jiān)測方式主要應(yīng)用的是全站儀和攝影監(jiān)測，這兩種方法的結(jié)合使用雖然可以在一定程度上滿足監(jiān)測需求，但是隨著露天礦開采工作量的日益增長已經(jīng)漸漸失去作用。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法無法保證露天礦開采過程中的人員開采安全，也不具備智能化的數(shù)據(jù)分析和處理功能，相比GNSS和GIS技術(shù)，傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)亟待得到基于GNSS和GIS技術(shù)的變形監(jiān)測系統(tǒng)的替代[1]。

進(jìn)入21世紀(jì)之后，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）的開發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)推廣到許多領(lǐng)域，為各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展提供了技術(shù)支持，所以利用GNSS和GIS技術(shù)研究露天礦高邊坡變形監(jiān)測技術(shù)成為未來發(fā)展趨勢。當(dāng)前，國內(nèi)露天礦開采深度值不斷擴(kuò)大，這使得露天礦開采對監(jiān)測系統(tǒng)的要求越來越高，因而需要根據(jù)露天礦高邊坡實(shí)際需求，進(jìn)行基于GNSS/GIS的變形監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究。

2 監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與分析

露天礦高邊坡作業(yè)需要實(shí)現(xiàn)全天候的監(jiān)測，只有這樣才能全面的監(jiān)測到礦產(chǎn)開采過程中的方方面面，對此，變形監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)首要達(dá)到的就是實(shí)時(shí)智能化監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，完善24h全面候監(jiān)測的功能體系。在設(shè)計(jì)監(jiān)測系統(tǒng)硬件的過程中，選擇以GNSS技術(shù)中的接收機(jī)作為變形監(jiān)測系統(tǒng)的硬件核心部分，這一部分包括了變形監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，每一個(gè)部分都承載了變形監(jiān)測系統(tǒng)的重要監(jiān)測功能，因此需要不斷完善變形監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。變形監(jiān)測系統(tǒng)中的傳感器子系統(tǒng)功能是負(fù)責(zé)采集，這部分利用GNSS接收機(jī)，防雷設(shè)備為主要硬件構(gòu)成，該硬件構(gòu)成除了GNSS接收機(jī)和防雷設(shè)備，還會涉及到一些輔助設(shè)備，有了這些設(shè)備的支持和幫助，系統(tǒng)會控制這些硬件系統(tǒng)隨時(shí)采集衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)是變形監(jiān)測系統(tǒng)的傳輸結(jié)構(gòu)，其硬件構(gòu)成部分為光纖，采用光纖技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)最快的信息數(shù)據(jù)傳輸，而且對質(zhì)量也有所保證，光纖傳輸方式能夠提供充足的帶寬，確保變形監(jiān)測系統(tǒng)獲得質(zhì)量優(yōu)質(zhì)的信息和數(shù)據(jù)，不會遺漏信息和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)是將傳輸上來的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、分析、處理和保存，變形監(jiān)測系統(tǒng)下的監(jiān)測站和參考站會將GNSS技術(shù)捕捉到的信息和數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)中，此時(shí)在經(jīng)過分析和處理后，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)會根據(jù)結(jié)果進(jìn)行匹配，如果出現(xiàn)危險(xiǎn)數(shù)據(jù)，會及時(shí)向工作人員發(fā)出警報(bào)，由工作人員采取措施進(jìn)行補(bǔ)救，如果數(shù)據(jù)與運(yùn)行情況相匹配，系統(tǒng)會繼續(xù)運(yùn)行，并且將所獲得的處理結(jié)果發(fā)送到變形監(jiān)測系統(tǒng)共享網(wǎng)絡(luò)上，為人們提供借鑒[2]。

3 GNSS技術(shù)為基礎(chǔ)的變形監(jiān)測預(yù)測點(diǎn)計(jì)算分析

以GNSS技術(shù)為基礎(chǔ)的變形監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)三種監(jiān)測模式，分別是周期性重復(fù)監(jiān)測、固定連續(xù)性監(jiān)測與實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測，在露天礦高邊坡作業(yè)環(huán)境下，主要采用的是固定連續(xù)性監(jiān)測工作模式，再配合其他兩種工作模式，這是考慮到露天礦高邊坡開采工作具有不定性的性質(zhì)，因此需要連續(xù)性的智能化監(jiān)測。固定連續(xù)性檢測主要以GNSS技術(shù)為支撐，在設(shè)計(jì)過程中根據(jù)GNSS相對定位原理，計(jì)算數(shù)據(jù)的整周模糊度，再根據(jù)求出的整周模糊度數(shù)據(jù)求出監(jiān)測點(diǎn)的具體坐標(biāo)。變形監(jiān)測系統(tǒng)可以將前期求出的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，為日后的監(jiān)測和計(jì)算提供歷史參考數(shù)據(jù)。

4 監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與分析

4.1 軟件功能介紹

礦產(chǎn)高邊坡的監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)以“安全、實(shí)時(shí)、顯形”為原則，這就要求在軟件設(shè)計(jì)上著重研發(fā)安全評價(jià)模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊、圖形顯示模塊，以這三方面為主要設(shè)計(jì)方面，可以達(dá)到變形監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。該變形監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)功能針對的是露天礦高邊坡的實(shí)際情況，因此其安全模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊、圖形顯示模塊都是在實(shí)踐監(jiān)測中重點(diǎn)應(yīng)用的技術(shù)。安全模塊主要功能是對露天礦高邊坡進(jìn)行安全評價(jià)，具體過程是利用監(jiān)測系統(tǒng)采集到的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將得到的結(jié)果與安全系數(shù)進(jìn)行比對，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對高邊坡全方位的安全評價(jià)，綜合監(jiān)測高邊坡實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，計(jì)算其歷史監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)計(jì)算預(yù)測部位的位移趨勢，將其涉及到的各個(gè)數(shù)據(jù)都及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，包括坡高、坡度、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角等，安全評價(jià)模塊快速根據(jù)采集到的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，為礦產(chǎn)決策人員提供真實(shí)可靠數(shù)據(jù)[3]。實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊顧名思義就是對露天礦產(chǎn)高邊坡進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，監(jiān)測過程中會一直采集高邊坡的信息，包括對單點(diǎn)位移監(jiān)測、設(shè)備安全檢測等，實(shí)時(shí)監(jiān)測過程中采集到的數(shù)據(jù)是為了使實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊根據(jù)及時(shí)補(bǔ)充的數(shù)據(jù)信息對比歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，一旦發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的露天礦高邊坡坡移情況和歷史初始數(shù)據(jù)發(fā)生出入，就要采取措施判斷當(dāng)前坡體的位移情況，進(jìn)而解決問題。圖形顯示功能最大的依靠是GNSS技術(shù)，由GNSS技術(shù)采集到露天礦高邊坡圖像會經(jīng)由圖形顯示模塊軟件呈現(xiàn)出二維或者三維圖像，直觀的將露天礦高邊坡的數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來。

4.2 軟件開發(fā)的設(shè)計(jì)

關(guān)于高邊坡變形監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，首要是根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)，軟件的靈活性是系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵。露天礦產(chǎn)高邊坡的監(jiān)測需要達(dá)到安全、實(shí)時(shí)、顯形的效果，針對此可以選擇應(yīng)用二次開發(fā)模式。二次開發(fā)模式利用的是GIS技術(shù)中的ArcGIS Engine，這一技術(shù)可以適應(yīng)多種開發(fā)環(huán)境，也具有較為良好的兼容性，根據(jù)這一技術(shù)設(shè)計(jì)軟件，能夠采用COM技術(shù)實(shí)現(xiàn)可嵌入式的設(shè)計(jì)功能，這種功能最大的作用是將GIS技術(shù)與監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行兼并，可以將GIS技術(shù)嵌入到軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)中。

5 結(jié)束語

基于GNSS/GIS的變形監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)合了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度空間信息攝取功能和地理信息系統(tǒng)的分析處理功能，實(shí)現(xiàn)了對露天礦高邊坡開采作業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，能夠?yàn)槁短斓V開采提供精準(zhǔn)、及時(shí)的信息，有利于管理者進(jìn)行決策，保障了礦產(chǎn)開采過程中的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]吳浩，黃創(chuàng)，張建華，等.GNSS/GIS集成的露天礦高邊坡變形監(jiān)測系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2015，05：706-710.

[2]楊久東，王濤，宋如飛，等.基于GNSS和GIS的變形監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A].第四屆“測繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇”論文精選[C].測繪出版社：2012.

篇(7)

我校是率先開設(shè)煤層氣抽采技術(shù)專業(yè)的高職院校之一，該專業(yè)于2010年申報(bào)成功，2011年開始招生，現(xiàn)在校學(xué)生共174人，第一屆畢業(yè)生已全部就業(yè)。我校煤層氣抽采技術(shù)專業(yè)是礦井通風(fēng)與安全專業(yè)群中專業(yè)之一，也是礦井通風(fēng)技術(shù)，安全技術(shù)管理專業(yè)向礦井瓦斯防治方向的一次延展和深入，側(cè)重點(diǎn)在于煤礦井下煤層氣抽采技術(shù)和管理。該專業(yè)立足于實(shí)際能力培養(yǎng)，主要涵蓋煤礦井下開采、通風(fēng)、監(jiān)控、抽采、安全管理等方面學(xué)科，構(gòu)建以煤層氣開發(fā)與利用的設(shè)計(jì)、施工管理等工程技術(shù)為主線，兼顧相關(guān)知識、素質(zhì)教育，培養(yǎng)出綜合素質(zhì)高、適應(yīng)市場能力強(qiáng)的應(yīng)用型高端技能專門人才的課程體系。

2目前存在問題

2．1課程定位的局限性

我院該專業(yè)畢業(yè)生主要面向煤層氣開發(fā)企業(yè)和礦山企業(yè)，但現(xiàn)課程設(shè)置中較少涉及煤層氣地面開采與利用，學(xué)生畢業(yè)后尚不具備到煤層氣、頁巖氣相關(guān)企業(yè)進(jìn)行地面開發(fā)、設(shè)計(jì)、施工及管理所需的技能、知識和專業(yè)素質(zhì)，學(xué)生無法到地面開采的相關(guān)企業(yè)工作，尚不能擴(kuò)展學(xué)生就業(yè)的需要。

2．2課程設(shè)置不盡合理，教學(xué)內(nèi)容有待調(diào)整

該專業(yè)的課程設(shè)置是在我校煤礦開采技術(shù)、礦井通風(fēng)與安全的相關(guān)課程較簡單綜合，造成部分教學(xué)內(nèi)容不足。如地質(zhì)課程，僅開設(shè)了普通地質(zhì)、瓦斯地質(zhì)，但該專業(yè)的地質(zhì)課程應(yīng)涵蓋的礦床學(xué)中的煤地質(zhì)學(xué)、石油天然氣地質(zhì)學(xué)，煤層氣地質(zhì)的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識較少涉及，這些在《瓦斯地質(zhì)課程教學(xué)內(nèi)容探討》中有詳細(xì)論述。如瓦斯防治和煤層氣抽采技術(shù)的課程設(shè)置部分內(nèi)容重復(fù)，在瓦斯防治中已涉及了瓦斯抽采的部分內(nèi)容，且深度較淺。

2．3教材體系建設(shè)薄弱，教材空缺現(xiàn)象突出

該專業(yè)的許多課程多來自于相關(guān)專業(yè)，因?qū)I(yè)差異以及教材編者知識結(jié)構(gòu)局限性，國家規(guī)劃教材很少，所用教材只是編者專著或別的專業(yè)的適用教材，通識性差，對該專業(yè)并不完全適用，造成學(xué)生知識的掌握與實(shí)踐脫鉤或者實(shí)用性不強(qiáng)。很多課程還沒有教材，授課教師只能根據(jù)自己的學(xué)識，在眾多教材、專著內(nèi)選擇認(rèn)為適合的內(nèi)容進(jìn)行授課，授課內(nèi)容零散，涉及學(xué)科理論深淺不一，缺乏系統(tǒng)性、通識性和科學(xué)性。如煤層氣勘探與開發(fā)，包括了煤層氣地質(zhì)、煤層氣開發(fā)、煤層氣利用等眾多課程的教學(xué)內(nèi)容，針對性不足。

3煤層氣抽采技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)與構(gòu)建

3．1煤層氣抽采技術(shù)體系分析

煤層氣賦存狀態(tài)、控氣地質(zhì)因素、產(chǎn)出機(jī)理、開采方式、產(chǎn)出特征的不同導(dǎo)致其賦存與產(chǎn)出均有其顯著的特殊性，鑒于此，煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)既有常規(guī)天然氣勘探開發(fā)技術(shù)的來源、借鑒甚至直接移植，又有自己的獨(dú)特性，還有與采煤技術(shù)交叉融合的耦合特性，是一個(gè)與常規(guī)天然氣和煤炭開發(fā)技術(shù)既有聯(lián)系又有區(qū)別的復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)。煤層氣勘探與開發(fā)技術(shù)主要包括勘探技術(shù)、開采技術(shù)以及協(xié)同開采三大技術(shù)體系，勘探技術(shù)包括地球物理、地球化學(xué)、鉆探3類方法，以及地質(zhì)分析與選區(qū)的綜合技術(shù);地面開采的程序主要包括鉆井、固井、完井和地面井增產(chǎn)技術(shù)及排采技術(shù);礦井井下抽采技術(shù)中的模塊化區(qū)域遞進(jìn)式抽采技術(shù)、分源雙系統(tǒng)抽采技術(shù)、保護(hù)層抽采技術(shù)、卸壓層抽采技術(shù)和采空區(qū)抽采技術(shù)等;在煤氣共采技術(shù)形成了煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)的時(shí)間順序、空間銜接和開發(fā)技術(shù)途徑，形成了煤層氣立體抽采工藝與配套技術(shù);地面集輸工藝較簡單，一般為“井場一采氣管道一集氣站一集氣管道一處理廠一輸氣管網(wǎng)”的工藝流程。

3．2根據(jù)所需技術(shù)體系分析課程設(shè)置

煤層氣地面抽采技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及地質(zhì)資源與地質(zhì)工程、石油天然氣工程、礦業(yè)工程等眾多學(xué)科，煤層氣藏的特殊性決定了我國的煤層氣開采必須要具有針對性措施，需要煤田地質(zhì)學(xué)與天然氣地質(zhì)學(xué)緊密結(jié)合、煤儲層理論與常規(guī)天然氣藏工程技術(shù)緊密結(jié)合、煤層氣排采技術(shù)與鉆完井緊密結(jié)合。因此，煤層氣抽采技術(shù)專業(yè)要求掌握或熟悉地質(zhì)學(xué)、煤層氣及煤炭資源地質(zhì)勘探與開發(fā)、煤礦安全生產(chǎn)和安全減災(zāi)、井下煤礦瓦斯抽采、地面煤層氣(瓦斯)開采、儲運(yùn)與輸送等多方面的技術(shù)，分析各院校煤層氣相關(guān)專業(yè)課程開設(shè)情況，主要開設(shè)了包括涉及地質(zhì)、力學(xué)、勘探、煤礦開采與安全、地面抽采技術(shù)、地面集輸配技術(shù)、鉆井與抽采設(shè)備、煤層氣綜合利用、管理等多方面的課程。

3．3專業(yè)課程設(shè)計(jì)

根據(jù)煤層氣勘探與開發(fā)技術(shù)的特點(diǎn)，結(jié)合我校該專業(yè)主要是基于云貴川渝等煤炭行業(yè)及煤層氣、頁巖氣開發(fā)企業(yè)的實(shí)際情況，在學(xué)校地質(zhì)、煤礦開采技術(shù)、礦井通風(fēng)與安全等專業(yè)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)該專業(yè)課程。課程設(shè)置主要考慮知識與所需能力相適應(yīng);崗位技能和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求相適應(yīng);與行業(yè)需求、企業(yè)需求相適應(yīng);與專業(yè)學(xué)習(xí)的需要相適應(yīng)，使學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展等原則，主要設(shè)置有以下幾大類專業(yè)課程，以滿足學(xué)生在畢業(yè)后可在煤礦、煤層氣、頁巖氣等相關(guān)企業(yè)單位的基本知識和技能要求，并為后續(xù)成長打下較好的基礎(chǔ)。地質(zhì)類課程:普通地質(zhì)、煤礦地質(zhì)、瓦斯地質(zhì)、煤層氣地質(zhì)。力學(xué)類:礦山工程力學(xué)、流體力學(xué)、巖石力學(xué)。煤礦開采類:礦井開采與掘進(jìn)、礦井通風(fēng)、煤礦安全技術(shù)。井下抽采類:煤層氣抽采技術(shù)、安全檢測與監(jiān)控、防突規(guī)范與管理。地面開采類:煤層氣開采技術(shù)、鉆井與完井技術(shù)、測井監(jiān)測技術(shù)、煤層氣輸配技術(shù)、煤層氣抽采設(shè)備及維護(hù)。其他:工程制圖、AUTOCAD、流體機(jī)械、現(xiàn)代企業(yè)管理、安全評價(jià)技術(shù)、環(huán)保概論與煤層氣綜合利用、事故應(yīng)急救援。

3．4專業(yè)課程構(gòu)建

為更好地達(dá)到該專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，將課程構(gòu)建分成了公共課程、專業(yè)必修課、實(shí)踐課程、專業(yè)選修課四大方面。在完成大學(xué)基本素質(zhì)教育即(公共課程)的前提下，對應(yīng)未來就業(yè)崗位(群)所需的專門技能設(shè)置了專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，并結(jié)合我校特點(diǎn)開設(shè)了一般的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)課程和增設(shè)了技能鑒定這一教學(xué)和考核實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，還為擴(kuò)大學(xué)生的知識面和職業(yè)素質(zhì)設(shè)置了一組專業(yè)選修課。公共課程主要包括了思想政治、英語、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、體育、應(yīng)用文寫作等。專業(yè)必修課:工程制圖與CAD、普通地質(zhì)與煤礦地質(zhì)、瓦斯地質(zhì)、煤層氣地質(zhì)、礦山工程力學(xué)、流體力學(xué)與流體機(jī)械、礦井開采與掘進(jìn)、礦井通風(fēng)、礦井災(zāi)害防治、安全檢測與監(jiān)控、煤層氣抽采技術(shù)、煤層氣開采技術(shù)、鉆井與完井技術(shù)、煤層氣輸配技術(shù)、煤層氣抽采設(shè)備及維護(hù)、測井監(jiān)測技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)管理。實(shí)踐教學(xué)課程貫穿與整個(gè)教學(xué)活動當(dāng)中，分為課程實(shí)訓(xùn)和集中實(shí)習(xí)兩大部分，除了一般工科專業(yè)的入學(xué)教育、軍訓(xùn)、公益勞動、畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))等實(shí)踐課程外，針對本專業(yè)的特點(diǎn)，特設(shè)置了地質(zhì)認(rèn)識實(shí)習(xí)、煤礦(煤層氣)認(rèn)識實(shí)習(xí)，瓦斯災(zāi)害防治、抽采工程頂崗實(shí)習(xí)及其設(shè)計(jì)、安全檢測與控制課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)活動。實(shí)踐教學(xué)中增設(shè)了瓦斯檢查工、煤礦抽采工、鉆井工、煤礦防突工等技能鑒定實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。專業(yè)選修課:環(huán)保概論與煤層氣綜合利用、防突規(guī)范與管理、事故應(yīng)急救援、安全評價(jià)技術(shù)、工程項(xiàng)目管理。

4結(jié)語

(1)我校在辦該專業(yè)之初，將專業(yè)定位于地面開采與井下抽采兩個(gè)方面，面臨煤炭行業(yè)困難時(shí)期，生源不足以開設(shè)兩個(gè)方面，急需整合此兩個(gè)方向一并教學(xué)，經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐，該課程設(shè)置能夠較好的融合地面開采與煤礦井下瓦斯抽采兩個(gè)方向，課程設(shè)置中體現(xiàn)了“適專業(yè)，寬口徑”的目標(biāo)，能夠基本滿足行業(yè)人才的需求，也擴(kuò)展了學(xué)生就業(yè)的需要。