开采设计论文范文
时间：2023-02-22 23:20:50
开采设计论文范文第1篇
（1）工作面要严格执行追机移架制度。（2）如顶板较破碎，煤帮片帮严重时，要及时超前移架，并打出护帮板护帮控顶，及时把操作手把打回零位，任何人不得随意乱动操作手把。（3）若顶板破碎并有冒顶时，应立即进行背顶背帮，然后进行割煤。（4）工作面运输巷、回风巷动压区要做好护顶护帮工作，及时处理片帮、掉顶，加长超前支护，防止顶板事故。（5）工作面过构造时，要根据现场的实际情况调整采高，并制定专项措施。（6）工作面初次放顶，必须按措施执行，加强顶板、煤壁及两巷超前段的观察和维护，安排专人对矿压观测，准确预测来压步距。（7）管理好两端头（切顶线）处的密集支护并打好戗柱。（8）处理顶板时，严禁空顶作业。（9）移动输送机机头、机尾时端头支护必须到位。
2工作面预防架前顶煤漏冒的措施和工作面煤壁片帮措施
（1）严格执行追机移架制度，上滚筒割煤后要及时打出防片帮板，防止冒顶。（2）工作面局部坡度较大或顶板破碎时，必须采用少降快拉移架，并尽量减少支架反复升降次数，必要时采取停机移架。（3）若顶煤松软，根据现场情况，割煤只割底刀，并追机移架，防止冒顶。（4）工作面局部煤帮片帮严重时，要及时超前移架，并打出护帮板护帮控顶，及时把操作手把打回零位，任何人不得随意乱动操作手把。
3工作面初采初放措施
3.1工作面初次放顶技术安全措施
工作面初采施工时，必须编制专门的《3203综放工作面初采施工安全技术措施》，组织相关技术人员会审、总工签字后执行，严格执行矿领导及技术人员现场带班、跟班制度，在现场进行施工技术指导与安全监管。此外，矿方还应成立矿压观测组，及时观测顶板来压情况，并进行记录。初采期间，将支架升紧，护帮板打出，保证支架支承顶板均匀，接顶严密，护帮有力，防止抽条、片帮、初撑力符合要求。割煤后，要及时拉架，并及时护帮。时刻注意顶板压力及安全阀开启情况，防止压死支架。工作面回采前，矿压组要在工作面设矿压观测点，实行现场连续观测，对上、下出口，上、下巷及工作面煤帮班班检查，并向生产科汇报情况，以指导工作面顶板管理，保证安全生产。初次来压前，通风科要加强对有毒、有害气体的检查，防止因采动影响有毒、有害气体大量涌出使人身受到伤害。来压期间，一定要注意工作面的涌水情况，发现异常及时汇报并进行处理。来压时，根据观察结果，增加超前支护长度，以防来压过猛，摧跨两巷支护。
3.2工作面末采收尾安全技术措施
末采回撤作业时，按照上级文件要求，编制专门的《3203综放工作面末采回撤施工安全技术措施》，报请上级行业主管部门审批后方可组织施工，且必须保证除当班矿领导按规定带班外，再配备一名专职带班矿领导，在现场进行施工技术指导与安全监管。停采线具置视推进过程中基本顶压力情况而定，避开地质构造带或围岩压力异常区，选在底板平整、煤质较硬的地段。工作面回撤至距停采线前8m（开始铺设顶网钢丝绳，当网到梁尾时）停止放顶煤做撤架通道，末采期间，矿成立矿压观测小组，负责对工作面顶板支护质量进行监测、监控、预报工作。两端头要加强支护，保证单体液压支柱的初撑力≥90kN，压力大的地段要加大支护密度。在收尾时必须严把质量关，做到“三直”、“两平”、“两畅通”。收尾时，加强机电设备的检修工作，保证设备的开机率。加强对支架支护情况的检查，并保证液压泵站的压力不得低于30MPa。工作面收尾时采用锚网绳联合护顶方式支护。工艺流程：铺网—连网—铺绳—临时支护—打锚杆（锚索）。建议可提前在不影响采掘衔接的基础上，可在停采线处掘一条撤架通道，撤架通道采用锚网梁索联合支护，进一步增加工作面设备搬家时的安全性和提高工作面煤炭回收率。
4结语
在煤矿放顶煤开采设计安全技术措施管理中，要形成多方面的安全管理机制，减少煤矿安全隐患的存在，尤其是结合当前煤矿放顶煤设计开采设计安全生产中出现的一些问题，采用多种方式的安全管理，才能形成放顶煤开采设计良好的安全管理效果。
开采设计论文范文第2篇
【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.
[7]孟贤正，李成成，张永将，等.上保护层开采卸压时空效应及被保护层抽采钻孔优化研究[J].矿业安全与环保，2013，4（1）：26-31.
开采设计论文范文第3篇
准确认识、恰当评价具体条件下的煤炭资源，搞好资源管理，是争取煤炭资源开发开采资源环境、社会经济效益整体最优的关键，也是实现煤矿企业决策与管理信息化、智能化与自动化的基础。本论文以辅助开采与管理决策，提高资源合理开发利用水平为目标，以国内外相关研究成果为基础，以矿井煤炭资源作为研究对象，结合作者主持承担的多个纵横向科研项目,充分考虑我国国情及煤炭资源与开发开采特点，利用理论与实证分析结合，技术经济结合，宏观微观结合，点面结合，定性定量结合，实际计算与计算机模拟结合，继承与创新结合，学科交叉综合等方法，运用采矿工程、技术经济、矿井地质、矿山测量多学科知识及数理统计、模糊数学、稳健数据处理、神经元网络、分形几何、层次分析、灰色系统、地质统计学等多种定量分析手段，从资源开发者、所有者，采矿权的出让方、受让方等不同角度，对矿井煤炭资源评价及管理中的若干问题进行了系统研究分析，提出了一系列方法、模型及政策建议，并已在平顶山、徐州、皖北等矿区多个煤矿得到实际应用，取得了较好的效果。论文的主要成果有：
（1）在全面系统分析国内外相关研究成果基础上，论文以煤炭资源地质条件准确描述拟合、规律探索与预测为基础，以资源条件与开采指标关系模型构建为桥梁，以煤炭资源评价与管理为主体，结合技术经济分析、资源利用管理的调控政策研究，初步构建起了以煤炭资源评价预测、技术经济分析、开发开采决策连成一体为特色的煤炭资源评价与管理理论与方法体系,实现了评价与管理的一体化、计算机化、实时化，实用化。论文关于煤炭资源管理方面的研究几乎覆盖了煤矿企业这方面的主要工作与存在问题。
（2）针对煤炭资源条件与开采指标数据多源、多相、精度不等、分布复杂、异值不可避免等特点，论文推导了有关稳健数据处理公式，开发了计算机程序，并大规模应用到资源评价与关系模型构建研究中，取得了较好的效果。论文实例研究表明，用稳健方法建立关系或预测模型，可大幅度提高精度，同时可以较好地析离出以往决策不合理部分、虚假数据或异值，具有去伪存真的效果，能避免有悖于采矿规律的模型出现，使预测值更加符合实际。
（3）论文总结归纳了煤炭资源条件单因素评价的基本内容、资源条件数据变化程度的常用估计方法，分析探讨了影响开发开采的主要煤炭资源条件因素、影响方式及其量化方法。根据平顶山矿区实际资料，运用数理统计、方向统计、分形几何等方法，揭示了该矿区主要井田内断层的若干统计规律，筛选出了断层对开采影响的基因素，得到了断层破坏指数的最优形式，建立了这一指数与开采指标的关系模型，提出了未采区或工作面内断层破坏程度及开采指标的预测方法及模型。实例分析表明，作者建立的工作面断层破坏程度预测模型与俄罗斯学者提出的模型相比，可提高精度一倍以上。
（4）论文收集了平顶山八个矿二千多个煤厚数据，进行了煤厚分布的正态性检验，分析讨论了煤层稳定性几种评价方法的理论与统计关系，从理论上解释了现场煤层稳定性分类出现矛盾的原因，说明了用多个指标评价同一资源条件因素时应注意的问题。
（5）通过基于不同目的的煤炭资源条件综合评价研究实例，深入探讨了综合评价中关系模型构建、隶属函数与权重确定、算子选取方法及其效果。在此基础上，总结提出了煤炭资源条件综合评价的六个特点，四个原则，五种方法，正是这些从个别到一般的归纳、总结、提炼，构成了矿井煤炭资源评价理论方法框架体系的重要内容。本论文中的煤炭资源条件评价方面的部分成果已在平顶山大庄矿、徐州三河尖矿、淮北岱河矿等煤矿得到实际应用。
（6）讨论总结了煤炭资源条件与开采指标关系模型构建的方法、步骤及注意问题，分析了采前采后评价值的误差特性，归纳提出了未采区评价值确定的采前评价结果校正法与预测模型法，并进行了实例研究；通过实例分析讨论了描述工作面资源条件与单产工效关系的稳健多元回归模型、灰色GM（0，h）模型、模糊综合评价——稳健回归模型、模糊综合评价——稳健趋势面模型、模糊控制预测模型、人工神经元网络模型的特点与效果。
（7）有些开采指标关系模型，如成本、售价等，要求全面考虑资源条件、开采指标随空间、时间变化而变化的特征。但现有研究大都是针对特定年份或特定时间而拟合的，建模中一个煤层乃至整个矿井往往采用一个评价值，由此建立的模型过于粗糙，难以满足规律分析、指标预测等方面的要求。论文以资源条件与吨煤开采成本为例，提出了兼顾资源条件、开采指标空间——时间动态特征的关系模型构建方法，以曲线描述成本随时间变化而变化的规律，以回归模型、神经元网络等模型反映资源条件与开采成本的关系，用专家评议或层次分析法、神经元网络法确定权重，以工作面作为资源条件评价单元，利用平顶山矿区十一对生产矿井最近6～8年的几百个采面、近百个年成本数据进行迭代构建了具有前述特征的关系模型，同时提出了基于基础数据增删的模型调整或重构方法，特殊情况（某些开采指标数据出现突变、逆变等）的判断及模型修正方法，开发了相应的软件系统，拟合及预测精度较为理想，比较符合实际。这些工作使实时、动态评价、预测成为可能。
（8）讨论了煤炭资源经济可采性评价的意义与评价原则，研究了费用效益法、采与不采对比法进行经济可采性评价的基本方法、模型及评价实例，根据平顶山矿区实际资料，揭示了开采工效、成本、灰分、售价增减对煤层经济可采厚度的影响，工作面单产与含矸煤层经济可采厚度的关系，矿井地质条件与经济可采厚度的关系，煤量类别与经济可采厚度的关系，提出了若干政策建议。这方面研究成果已在平顶山、皖北等矿区得到应用。
（9）分析了我国煤炭资源回收状况，讨论了与采出率有关的现行可采储量与矿井设计可采储量、全矿井永久煤柱摊销、回采煤量与工作面采出率等概念及计算公式上的欠缺及改进方法，提出了储量发生增减时摊销方法、简便公式，给出了性质及适用条件，研究了合理采出率的确定、实际采出率测算等问题，提出了煤炭资源合理开发利用评价的内容、目标、方法及方案对比评 价、开发效益评价模型，给出了研究实例。
（10）基于现行放顶煤开采采出量及采出率确定方法，推导出了这种工艺采出量及采出率的误差估计模型，根据兖州南屯矿实际数据，计算出了误差估计模型中相应参数（即由统计产量改算实测产量所需的参数）的相似维、实验及理论变异函数，基于地质统计学理论，得到了三种采样方式、不同采样间距与上述参数估计误差、采出量相对误差的关系。该成果为进一步研究放顶煤开采采出量及采出率的测算、标准制定等问题提供了依据及途径。
（11）采用公式推导与模拟方法，分析了有偿使用或资源资产化管理对资源浪费的抑制能力与不足，探讨了我国资源管理改革的取向，对资源税与资源补偿费、资源资产评估参数的获取、储量级别对评估价值的影响、矿产资源资产与矿业权的关系、激励机制与调控模式的构建等问题进行了理论探讨，基于资源价值理论及非“三下”开采资源补偿费费率标准，推导出了“三下”开采资源补偿费的计算公式，提出了考虑储量误差的资源价值评估模型及实现矿产资源合理开发利用需解决的关键问题与技术路线。
（12）论文讨论了煤炭资源资产价值及级差收益的概念、构成，提出了地质勘探成果价值、劣等资源的勘探费、劣等资源开采成本与售价、标准勘探费、标准投资、标准采出率、标准开采成本、标准售价、理论开采成本、理论售价等一系列概念、确定方法与模型；针对研究目的、要求、测算对象的特点，建立了煤炭资源资产价值与级差收益确定的理论模型和实际测算模型；收集了平顶山矿区十一对生产矿井600多个工作面数十万个资源条件与开采经营数据及有关图纸资源，构建了一系列具有空间、时间动态特征的资源条件与开采指标关系模型、评价参数确定模型，开发了软件系统，对平顶山矿区十一对生产矿井进行了实际测算，得到了各矿各煤层从1990年到20__年以矿区为基准的期内煤炭资源资产价值与级差收益、剩余煤炭资源资产价值与级差收益，分析得到了标准开采成本、标准售价、劣等资源条件、平均资金利润率、绝对地租、垄断地租对资源价值与级差收益的影响，提出了成果应用的领域与途径，测算达到了动态实时、可靠实用。
关键词：煤炭资源评价煤炭资源管理开采指标动态预测
开采采出率资源资产价值级差收益
StudyonTheTheoryandMethodofCoalResourcesEvaluationandManagementinUndergroundMine
Atract
Inordertoconductthemakingdecisionanddesignofcoalexploitationandproductivemanagementinundergroundmines,increaseexploitationdegreeandminingbenefit,andenhancerecoverycoefficientofcoalresources,meanwhiletocoiderthecurrentsituationinchinaandthefeaturesandexploitingconditionofcoalresources,inthisthesisthetheoriesandmethodsforevaluationandmanagementofcoalresourceshavebeenstudied.Thetheoriesandmethodsincludetousethecombinatioofseveralaroaches,suchastheoryanalysiswithpracticalexperience,techniquewitheconomy,macrocosmwithmicrocosm,partwithwhole,qualitativeanalysiswithquantitativeanalysis,numericalcomputationwithcomputersimulation,andinheritancewithiovation,andtoalysomeprinciplesandtechnology,suchasminingengineering,technical-economics,minegeology,minesurveying,andmathematicalanalysis,includingmathematicalstatistics,analytichierarchyproce,fuzzylogic,robustdataproceing,artificialneuralnetwork,graysystem,fractalgeometryandgeostatistics.Asaresult,thethesisputsforwardsomenewtheoriesandmethodsfortheevaluationandmanagementofcoalresourcesinundergroundmines,deducesandintegratestherelatedresearchachievementsathomeandabroad,andprimarilyformsanaliedsystem.Thesystemcanbeusedfortheconditionalevaluationandforecastofcoalresources,technical-economicanalysisandexploitingdecision,makingtheintegrationofevaluationandmanagement,doingnumericalcomputation,andguidingtheproductiveactivities.Themainachievementscanbeincludedasfollows:
1）Todiscuandsummarizetheprimarycontentsofsinglefactorevaluationofcoalresourcescondition,thecommonly-usingmethodofevaluatingindexchangedegree,andresearchtheindieability,principleandeffectsofrobustproceingtobeuseddata.Inaddition,onthebasisoftheconcentratedinvestigationofthestatisticforecastoffaultanditseffectonmining,thestatisticaltestaboutcoalthickneandcoalseamstabilityevaluation,andthequantitativeanalysismethodofsinglefactoranditseffectonmininghavebeenaccomplished.
2）Toanalyzethecharactersandprinciplesofsyntheticallyevaluatingcoalresourcescondition,presenttheeentialprinciple,characterofthelistingclaificationmethod,integratedindexmethod,systemscientificmethods,graphicalrepresentationandvisualization,andthetechniqueofgeographicinformationsystem.Andtwoevaluatingitancesaregiven.
3）Todiscutheestablishingmethodsandsteofrelatedmodelsbetweencoalresourcesconditionandminingtarget,andstudytheforecastmethodsandaroachesbasedonthevirginfieldevaluationvalues.Bymeaofsomeitances,toexpoundtheeentialityandeffectwhileusingrobustproceingtosetupthecomputingmodels.Takingthemodelresearchonthedailyoutputandworkefficiencyoftheworking faceofcoalminingasexample,alsotoanalyzethemodelestablishingmethodsandnoticeableproblems.Forestablishingrelatiohipmodelsbetweencoalresourceconditioandminingcost,thethesispresentsthemodel-establishingmethodscoideringthetemporal-atiallydynamicalcharactersofresourcesconditionandofminingtargets.
4）Todiscutheprinciples,methodsandmodelsforthedeterminationofcoalminingfeasibilityineconomy,workablethickneandreserves,andtoputforwardtherelatiobetweeneconomicallyworkablethickneandotherfactorssuchascost,price,ecificproductivity,workefficiency,andgeologicalconditioninsometypicalmines.
5）Tosetforththerecoverystatusofcoalmininginchinabymeaofindividualdataofrecoverycoefficient,alsodiscuthedeficiencyandimprovingmethodsofsuchconceptsandcalculatingformulaasworkablereservesanddesignworkablereserves,mine-widepermanentpillaramortize,extractionreserves,facerecoverycoefficientetc.Toputforwardamortizeways,simpleformulas,propertiesandalyingconditiowhencoalreserveschange.Onthebasisoferrortheory,geostatisticsandfractalgeometry,thethesiscompletestheerrorestimation,samplingandcalculationmethodsofrecoveryreservesandrecoverycoefficientwhentop-coalcavingminingmethodisperformed.Inaddition,thethesisdiscueshowtodeterminerationalrecoverycoefficientandevaluaterationalexploitationandutilizationofcoalresources.
6）Inteivelyandsystematicallytoanalyzethecontrolabilityofresourcespropertymanagementonresourceswasting,thetheoreticalfoundationofresourcestaxandresourcescompeatingcharge,andtodiscuthedeterminationofresourcescompeatingchargeusing“threebelow”coalmining,theobtainmentofresourcespropertyevaluatingparameters,theeffectsofreserveclaesonresourcesvalue,therelatiobetweenresourcespropertyandminingrights,theencouragingmechanismofrationalexploitingandutilizingresources,themethodsofcompeationexploitation,andtheresourcesmanagementpattern.Alsotoputforwardasetofpoliciesandproposalsorientatedtoimprovingrationalexploitationandutilizationofresources.
7）Todiscutheconceptsandcotitutioofcoalresourcespropertyanddifferentialbenefitaswellasprobesintotheirbasicdeterminingmethodsandmodels.TakingPingdingshancoalminingareainHenanprovinceasexample,thethesisputsforwardtheworkingflows,practicalmethodsandafewcalculatingformulaeofcoalresourcesvaluesanddifferentialbenefitswithintheminingarea,anddevelopthecorreondingcomputersoftwaresystem.Asaresult,therelativeresourcesvaluesanddifferentialbenefitofelevenpairsofproductiveshaftsintheminingareahavebeenacquired.Finally,thealiedfieldsofthesystemarediscued.
开采设计论文范文第4篇
攻坚克难，勇攀学术高峰
作为采矿工程国家重点学科学术带头人，王家臣积极开展学科建设，努力把该学科建设成为代表我国最高水平、在国际上领先的学科。他发挥了共产党员的先锋模范作用，带领科研团队，依托“211工程”“985工程”优势学科创新平台，建成了具有国际先进水平的采矿工程实验室、安全工程实验室，成为学校煤炭资源与安全开采国家重点实验室的重要组成部分。
王家臣系统研究和开发了我国厚煤层开采理论与技术。他持续在具有煤与瓦斯突出危险的厚煤层、极软厚煤层、大倾角厚煤层中系统地研究和创造性地开发了综放开采技术，提出了顶煤放出的散体介质流理论、极软煤层放顶煤开采的顶煤与围岩控制技术等。他致力于将科技成果转化为生产力，先后在大同煤业集团公司、淮北矿业集团公司等推广应用研究成果，大幅度提高了产量和开采效率，取得了良好的经济与社会效益。
王家臣先后主持国家“973计划”课题、国家自然科学基金重点项目等，获国家科技进步二等奖2项，省部级一等奖4项、二等奖6项，获得国家发明专利3项。出版学术著作2部，在国内外重要学术刊物和国际学术会议上发表学术论文80余篇，其中40余篇被SCI、EI、ISTP收录。
牢记使命，培养全面发展人才
王家臣具有强烈的事业心和责任感。自1982年大学毕业后，一直在高校从事教学与科研工作。他先后主讲本科生、硕士生、博士生等重点课程、主干课程6门，指导本科生生产实习、毕业实习、毕业设计等；先后指导了72名博士、硕士生，其中已毕业51名。
他始终把教学工作放在首位，主讲的“矿山压力及其控制”课程被评为北京市精品课程，编写的《金属矿露天与地下开采》被评为北京市高校精品教材。
开采设计论文范文第5篇
【关键词】地质工作、煤矿生产、重要性
中图分类号：X752文献标识码： A 文章编号：
一、前言
在煤矿生产活动中，地质工作是其关键的构成部分。地质工作的勘察、探讨、控制标准的程度都对煤矿的安全生产与快速发展具有十分巨大的影响力，可以说煤矿开发、使用一直到废弃的整个周期都有地质工作的参与。根据相关调查数据，在煤矿的很多意外事故中，冒顶、瓦斯爆炸、透水等意外事故大概占据了所有事故的六成到七成，而且在地方性私营煤矿事故所占比重还更大，然而这些严重的意外事故都和地质工作有很大的关系。因此，提升矿井地质工作的力度能够防止或者是杜绝这些意外事故的发生，可以有效控制煤矿的安全性，提升我国煤矿事业的抗灾害能力，对提高国民生产总值具有重要意义。
二、煤矿生产中地质灾害的种类
因为归类标准不一样，所以煤矿地质灾害事故的种类也不尽相同。根据地质灾害的空间布局可以分为岩土体变形灾害、水文灾害及煤矿内在原因导致的事故。以水文灾害为例，根据水源的不同可以划分为地下水、地表水、老窖水事故。地表水也就是煤矿冲水水源，包括江河、水库、鱼塘及自然降雨等。比如因为相邻煤矿地表的排水不畅所引起的煤矿透水事故，或者雨水渗入煤层缝隙进入矿井所导致的渗井事故这些都属于是地表水灾害类型。基岩裂隙水、松散层孔隙水及岩溶溶洞水等等都属于地下水，在煤矿开采中如果挖掘到或者是接近这些地下水就很容易引起透水灾害。在煤矿开采过程时会留下比较大的挖掘空间，这其中会贮存大量的水就形成了老窖水，在接下来的开采工作中会因为没有注意或者其他一些原因导致透水意外的发生。
三、煤矿生产中地质灾害事故的成因
我国的煤矿生产地质灾害种类比较多，因此事故的成因也比较复杂。这就给防治地质灾害工作带来了很多困难。但是根本原因还是可以看出是部分煤矿工作者没有对地质工作认真了解研究，勘探测试技术应用上存在很多缺点，煤矿的管理工作、监督工作没有做好才是引起煤矿地质灾害的最主要原因。一些小型私营煤矿对地质工作研究不够细致谨慎，了解的地质情况也有限，对引起煤矿各种地质灾害的原理还没有认识清楚，这在一定程度上导致了煤矿地质灾害事故的发生。在勘探技术层面上还包含较大的缺陷。再者一些煤矿由于接替采掘紧张，不能严格履行预防地质灾害规程要求，在一定程度上提升了煤矿灾害事故发生机率。
四、矿井地质工作在煤矿生产中的重要性
1、预防煤矿水文意外事故的发生
煤矿的水文意外事故具有突发性、危害比较严重的特点，水文事故在严重的时候能够在很短暂的时期里就对煤矿带来颠覆性的灾害，合理增设排水设施可以有效控制水文灾害的发生，除此之外更重要的是对煤矿的水文地质工作进行深入的研究。在对煤矿水文地质特征进行认真细致地勘察过程中，记录煤矿水文地质特征，再对其进行综合归类整理，形成一套完整的科学分析水文地质特征的流程，这样能够使得我们掌握特定的范围内的主要含水岩系及其水文特点，主要含水层呢过的含水性随季节、年度及降雨量的改变而变化的客观规律，这样能够使得煤矿工作人员能够把握煤矿的整体生产布局；与此同时可以在煤矿生产活动中对有可能会有意外事故发生的地区和地形复杂的老塘、旧巷等提前进行打钻排水，以“有疑问必须探明、先探明情况再进行挖掘”为开采准则，这样做才能够在宏观上控制水文地质灾害的发生，可以有效减小煤矿水文灾害的发生几率，降低其给人们带来的危害。
2、防止发生瓦斯泄露、爆炸事故。
矿井中的瓦斯泄露、瓦斯爆炸属于煤矿重大安全事故之一，瓦斯事故具有突发性极强、涉及面积广、损害程度及其恶劣的特征。抑制和消灭瓦斯事故在煤矿安全工作中起着决定和主导作用。我国在以前的煤矿安全生产防治过程中，往往会比较从通风、预防这些方面来开展工作，但是却忽略了对煤矿瓦斯地质工作的探索。这样做的最终效果只是使人们处于被动预防的位置，却缺少高效预见和提前计划，不能从根本上控制这类重大安全事故的发生。以双鸭山一座煤矿为例，在高度为-109的位置挖掘岩石平巷的时候，根据设计巷道是将自底板至顶板穿越A8 煤层以及一个落差达4m 的正断层F14。因为那时候对这一片地区的煤矿地质工作还没有进行更深入的研究，没有认识到煤与瓦斯突发和埋藏深度，结构之间的关系，在掘进中当巷道接近A8层顶板及F14 断层的预定位置，此时观察到大量的瓦斯进入，煤层构成混乱和其他一些状况的时候，没有受到相应的重视，只是采用加大通风量，降低放炮火药的含量的处理方式来控制瓦斯含量。在一次炮后20分钟后，突然发生煤与瓦斯突出事故，喷煤距离50米,有18米的巷道全断面被煤粉封严。突出煤量627吨，沼气大概1180立方米。幸运的是发生事故的时候正是交接班的时间，矿井内没有工人，没有产生更严重的后果。事故发生之后，煤矿安全生产工作人员研究了这次事故的原因，这才确定了安全工作的主要方向，从此之后对煤矿地质工作、尤其是瓦斯地质工作进行了深入研究探讨。经过理论与实践相结合，最后确定了煤与瓦斯突出和煤层的埋藏深度、构成及其它原因之间的紧密联系。
3、防止因为不合理的设计所带来的安全隐患
在煤矿开采过程中，开采人员一定要按照操作规程和规定来进行开采工作，而这些操作规程和规定的制定就是建立在煤矿地质工作所得到的资料和成绩的基础之上的。清楚掌握一个地区的煤层状态、结构、特征、深度及其横向变化、瓦斯状况、水文特点、火区及岩浆岩侵入等煤矿地质资料，煤矿安全生产人员才能够提出更加科学合理的建议。这种建议的科学合理性富含着非常多内涵，它可以确保煤矿生产安全、规范、高效地进行，其中安全生产是重中之重。煤矿地质资料的完整性、准确性、真实性是煤矿能否安全生产的关键。例如，井田范围内某一地区存在火成岩侵入及局部含水层，假如地质资料能够真实、完整、详尽地表达这一情况，就会做出避开这一地区的施工建议，应该能够预先做出有利的方式来防止意外事故的产生，促使整个开采工作能够有预见性和安全性；假如不是这样，煤矿地质工作没有认真完成，不能提供准确的、真实的地质资料，那么施工安全设计就成了无源之河流，无根之树木，不能够随着外界环境的改变而迅速做出应对，煤矿开采工作就会混乱、盲目。这样就非常容易引起透水事故的发生，同时也可能会引起一些间接意外的发生。间接事故的意思就是不是直接引起的煤矿意外事故，可是却是未来可能发生的意外事故的一个原因。地质资料不详尽是导致类似事故发生的主要原因。实际上，施工周期和工程量等原因与意外事故的发生几率是成正比的关系。尽最大可能地提升工程的利用率，降低工程量，减缩工程时间才是一个真正优质的施工设计。想要获得这样的效果，就应该提高设计工作者的整体素质，防止人为的原因产生，与此同时还需要加强煤矿地质工作研究，尽最大可能地提升煤矿地质资料的准确性，这是能够减少和防止各种意外事故发生的基本要求，同时也是从根源上确保安全开采的关键原因。
4、 防止发生顶板事故
煤矿开采过程中的另一种比较容易发生的是顶板事故。最近几年，我国煤矿开采技术和管理方法逐渐得到了提升，这种类型的意外事故的发生几率已经有所下降，可是在一些落后区域、小型私营煤矿企业中，顶板事故仍然是一个多发事故。引起这种事故的因素有很多种，例如开采工艺不先进，开采工序不适合煤矿的实际状况；开采工人没有统一培训、不能够全面了解开采技术，防范工作没有做好；煤矿的地质情况限制，地质结构影响等等。其中发生顶板事故的主要因素就是对地质条件与地质结构不够了解。假如是以准确、详细的地质资料作为参考，在进行开采工作之前施工人员是可以对开采位置的围岩特征，断层、褶曲及煤层产状掌握准确，这样能够根据实际情况，科学地建立不同区域的开采方式，尤其是掘进爆破工艺及支护方式。材料、设备及人员配置等生产要素能提前到位，这样就能够在管理和技术层面上确保有效预防顶板事故的发生，大幅度地降低和防止这类事故的发生。
五、结束语
地质工作对煤矿安全生产起到了重要的作用，做好煤矿地质工作对水文地质灾害、瓦斯泄露爆炸事故及顶板事故具有预见性的意义，从而确保煤矿开采工作顺利进行，有效提高煤矿的开采效率带来经济收益。进行煤矿开采的企业，必须要对煤矿地质工作的特征有全面的掌握才能够发展好煤矿企业。因此，煤矿地质工作不仅仅是一项勘察技术，更重要的是关系着煤矿的实际运行，在煤矿开采活动中起到着无可替代的作用。
参考文献
[1]刘洋.水文地质对煤矿防治水工作的重要性 [期刊论文] 《中州煤炭》-2005年06期
[2]赵建红.浅析煤矿防治水工作的重要性 [期刊论文] 《煤矿现代化》-2007年05期
开采设计论文范文第6篇
关键词：冒放性，工作面，模糊数学
1．矿区概述及其地质特征
山西潞安集团左权阜生煤业有限公司井田面积5.8195km2，批准开采15#煤层，生产能力1.2Mt/a，目前矿井初步设计等相关程序正在进行中。井田基本构造形态为一单斜，大致走向北东，倾向北西，地层产状比较平缓（4°～22°）。在此基础上又发育了次一级的背向斜构造，轴向为北东向。15#煤层俗称“丈八煤”位于太原组下段下部，上距“四节石”K2灰岩5.90～11.26m，下距太原组底界K10砂岩4.50m。
煤层层位极其稳定，全井田分布广泛，在井田内3个钻孔中均见此煤层，厚度3.17～6.42m，平均厚度为5.52m ，可采系数100%，是本井田的主要可采煤层，煤层结构较简单，含0-3层夹矸。详见煤层特征详见表1。矿井井田内批采煤层煤质特征见表2。
表1 批采煤层特征表
煤层
编号 见煤点厚度 可采系数
(%) 厚度变异系数(%) 顶板
岩性 底板
岩性 稳定性
平均(m)
15# 3.17―6.42
5.52 100 10.3 泥岩砂
质泥岩 泥岩 稳定
表2 煤质特征表
煤层 项目 Ad (％) Mad(％) Vdaf(％) St.d(％) Qgr.d(MJ/kg)
15# 原煤 14.41-26.05
19.52 0.13-0.68
0.45 13.54-16.6
15.25 1.13 26.34-29.83
28.28
精煤 7.83-9.43
8.82 0.21-0.52
0.41 11.04-11.75
11.44 0.70 30.88-32.82
31.85
15#煤层顶板砂岩、K2、K3、K4石灰岩，四个含水层为一大的含水岩组，都是15#煤层直接充水含水层，15#煤层顶板为砂质泥岩、泥岩，平均单向抗压强度29.6(MPa)，15#煤层开采的垮落带高度为：
导水裂缝带高度：
K2、K3、K4石灰岩距15#煤层平均间距41.6m，小于开采15#煤层时导水裂缝带高度，开采15#煤层时，K2、K3、K4石灰岩水必然向巷道内充水，出现涌水现象。
2. 放顶煤150107工作面基本情况介绍
(1) 地面位置：工作面地面全部为山区，四周无任何建筑物。
(2) 井下位置： 150107工作面以东为150105工作面采空区，以西为未开采区域，南部为佳瑞煤业有限公司开采井田，北部为二级皮带下山、二级轨道下山、二级进风下山三条大巷。
(3) 工作面基本参数：工作面走向长度115m，倾斜长726m―589m，平均：657.5m，总面积约51973。可采长度504.1m，服务年限5～8个月。150107综采工作面回收率为93%。工作面储量见下表3：
表3 放顶煤工作面基本参数表
走向长（m） 倾斜长（m） 斜面积（m2） 煤厚（m）
726m―589m 115 62787.9 5.52
容重（t/m3） 工业储量（吨） 回采率（%） 可采储量（吨）
1.35 466200 93％ 433566
(4) 地质构造情况：150107工作面为阜生矿井现生产工作面，根据相邻工作面揭示及本工作面掘进揭示，本工作面内地质构造简单，煤层赋存稳定。
(5) 顶板岩性：该煤层直接顶为砂质页岩，老顶为石灰岩，底板泥质页岩，整个顶底板发育较好，对开采较为有利。
(6) 煤层普氏硬度
表4 层普氏硬度表
名称 煤层 夹矸 直接顶 直接底
普氏硬度（f） 1―3 1--3 3--8 3--8
3. 综放工作面顶煤冒放性及回采率研究与评析
对于特定的煤层综放开采是否能成功很大程度上取决于回收率的高低，因此，应用综放开采时首先要评价煤层的冒放性，其次是顶板的跨落性。
3.1 针对15# 煤层综放开采的冒放性参考分类方法
运用分形几何测定、现场统计、相似模拟等手段对综放开采顶煤冒放性进行分类研究，用顶煤冒放性破坏系数将综放开采顶煤冒放性划分为5类。
Ⅰ类：冒放性极好。这类顶煤在地压及自重的作用下，完全冒落，有时支架顶部冒空，切顶线前移，造成片帮冒顶，支护设备的选取主要是以预防架前、架间漏顶。
Ⅱ类：冒放性好。这类顶煤既有一定的稳定性，又的较适宜的冒落块度。
Ⅲ类：冒放性中等。这类顶煤需要优化参数，选择适宜的架型，可以达到较好的放煤效果。
Ⅳ类：冒放性较差。这类要采取专门的顶煤或顶板处理措施来提高冒放性。
Ⅴ类：冒放性极差。采取顶煤弱化措施也不能达到理想冒放性。
分析顶煤冒放性可以用顶煤破坏系数Y、Z和比较直观的顶煤回收率，即根据自然状态下，顶煤破坏系数和顶煤回收率将顶煤冒放性分五类，如表5。
；
表5 顶煤冒放性分类
类别 冒放程度 顶煤破碎系数 Y值 放出率K%
Ⅰ 极好 ＞0.9 ＞80
Ⅱ 好 0.8―0.9 65―80
Ⅲ 中等 0.7―0.8 50―65
Ⅳ 差 0.6―0.7 30―50
Ⅴ 极差 ＜0.6 ＜40
3.2 顶煤冒放性的模糊数学综合评价方法及分类
顶煤冒放性受多种地质因素影响，而且这些因素在一定意义上都具有不确定性，即模糊性，用模糊数学正是解决这种问题的最好方法。模糊分类中应考虑的主要因素有：开采深度H，煤的单轴抗压强度 ，夹石层厚度 ，煤层厚度M，裂隙发育程度 和直接的充满系数K等。
设顶煤冒放性分类的评定因素集为：
在设顶煤冒放性的类别集为：
把系i个因素的评价看作V上的模糊子集，其中 表示从第i个因素着眼，评价对象隶属于第k个类别程度， ，则评价矩阵为：
对于上述6个因素进行总的权衡，即单独考虑这些评定因素对冒放性类别所起作用的大小，这个问题用模糊子集 来表示：
其中 ， 称 为相应因素在分类中的权重，集权制的模糊向量为：
按模糊线性加权变换方法，可得：
最后得出综合评价为：
用 分类结果如表3-1-2
表6 用模糊数学综合评价方法分类标准
类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
＞80 65―80 50―65 30―50 ＜40
3.3 15# 煤层顶煤冒放性分类
综放开采顶煤冒放性是指顶煤体在地压作用下，可冒落与可放出的煤难易程度。顶煤的可冒落性是指顶煤在工作面超前支承压力和支架反复支撑的作用下，能及时、充分冒落的特性，即平常所说的随采随冒；顶煤的可放性是指冒落的顶煤，块度适中，能够从放煤口顺利放出。顶煤具有良好的冒放性是进行综放开采的必要条件。采用模糊聚类评判方法，对顶煤的冒放性进行分类，在此基础上，可以对所给定的煤层具体赋存条件下的顶煤冒放性进行预测，其预测过程如图1所示。
图1 顶煤冒放性类别预测流程图
该矿15# 煤层的赋存条件输入计算机后，其冒放性分类结果预测煤层顶煤冒放性为Ⅱ类，即顶煤冒放性为好放煤层。
4. 15# 煤层综放开采的技术优势及设计
根据国内硬煤原煤层开采相近的地质条件及阜生煤业煤矿的地质状况，本矿井15# 煤可以采用综采放顶煤开采方法。工作面采用倾斜长壁，后退式综合机械化放顶煤一次采全高，顶板全部垮落的采煤方法。
4.1采用综放开采的技术优势
阜生煤业煤矿15# 煤层厚度大，满足综放开采对煤层厚度的要求。采用综放开采具有以下技术优势：
(1)适应性强，对于煤层厚度变化较大的厚及特厚煤层，综放开采由于沿煤层底板割煤，支架上方煤体通过放煤口回收，工作面推进受煤层厚度变化影响小；
(2)降低吨煤生产成本，提高工作面生产效率。由于综放开采降低了巷道掘进量，减少了采煤机割煤量，材料及电力消耗减少，吨煤生产成本大幅降低，生产效率提高，实现高效集约化生产；
(3)改善了自燃发火煤层的管理。由于综放开采一次揭露煤层，杜绝了分层综采时煤层的二次揭露氧化，有利于煤层自燃发火的防治；
(4)板控制问题减少。
(5)有利于设备的维护与保养，延长设备使用寿命。综放开采工作面由于煤炭生产量的大部分由垮落顶煤构成，采煤机和前部刮板输送机等设备与相同产量的普通综采工作面设备相比，使用时间短，过煤量少，设备使用寿命延长。
总之，从阜生煤业煤矿15# 煤层的开采条件来看，包括煤层厚度、埋藏深度、煤体强度、节理裂隙发育程序、夹矸情况以及顶板条件等都比较适合综放开采。
4.2 回采工作面采放比
根据阜生煤业矿多年来的生产经验，本工作面15# 煤层采用综采放顶煤采煤法，15# 煤层厚度为5.52m，设计采高2.0m，放顶煤3.52m。
4.3 回采工作面初采和收尾采、放形式的确定
（1）初采期间，将支架升紧，伸缩梁打出，保证支架支撑顶板均匀，接顶严密，护帮有力，防止片帮，初撑力符合要求。
（2）割煤后，要及时拉架，并及时护帮，顶板破碎时，要带压拉架。
（3）时刻注意顶板压力及安全阀开启情况，严格控制工作面采高，防止压死支架。
（4）老空悬顶面积较大，影响工作面风量时，通风科要负责调节风量，同时加强瓦斯检查，防止瓦斯超限。
（5）工作面片帮时，要超前拉架，片帮严重时要在煤壁挑棚打柱。
（6）加强两顺槽超前支护，并保证安全出口畅通，单体柱支设要迎山有力保证两巷超前支护数量达规程要求。
（7）初采期间，要合理组织生产，加快工作面推进速度。初采期间，支架进行不完全放煤。
（8）从切眼开始，悬顶长度超过15米时，要进行强制放顶，届时制定专门措施。
（9）根据四盘区相邻工作面开采经验，直接顶初次垮落步距为8～14m；老顶初次垮落步距为30～45；老顶周期来压步距为10～20m，所以当工作面推进13～18米时停止放顶煤，待30～45米老顶初次来压后，方可继续进行正常的放顶煤工作。
5. 结论
厚煤层综放开采成功很大程度上取决于回收率的高低，应用综放开采时首先要评价煤层的冒放性。综放开采中顶煤冒放性影响因素很多，论文提出了运用模糊聚类分析法评价顶煤冒放性的研究办法，运用分形几何测定、现场统计、相似模拟等手段对综放开采顶煤冒放性进行了分类研究；论文并且针对山西潞安左权阜生煤业15# 煤层顶煤进行了技术优势的评价，并对回采工作面采放比、回采工作面初采和收尾采、放形式进行了设计，具有重要的工程意义和参考价值。
参考文献：
[1] 贾光胜,毛德兵. 综放开采顶煤冒放性的数值模拟研究,中国矿业大学学报.
[2] 辉,谢和平,林忠明.综放开采顶煤冒放性的损伤力学分析.岩石力学与工程学报2002,21(8)
[3] 陈玉宽. 综放工作面顶煤冒放性分析及开采工艺研究.河北煤炭2005(2)
作者简介：邱玉铭，男，（1984～至今），2008年毕业于国家安全生产监察管理总局唯一隶属院校华北科技学院，现于山西潞安集团阜生煤业公司生产技术部工作。。
开采设计论文范文第7篇
【关键词】：煤矿大断面岩石；巷道掘进；机械化
中图分类号：X752文献标识码： A 文章编号：
煤矿开采在我国的国民经济发展中占据着重要的地位，对我国的经济建设和发展起着十分重要的作用。近年来，随着我国煤矿开采行业的发展，煤矿巷道掘进施工的机械化技术应用也越来越广泛，尤其是煤矿大断面的巷道掘进机械化施工技术受到了人们的广泛关注和研究。在煤矿巷道掘进施工中，煤矿大断面包括巷道的掘进断面和支护后的净断面两种。通过机械化在煤矿大断面岩石巷道掘进施工中的应用，可以有效保证巷道施工的安全性，从而提高巷道的掘进速度，降低施工人员的劳动强度，保证煤矿巷道掘进工作的效率，进而实现煤矿开采的持续性生产。
我国的煤矿大断面岩石巷道掘进工作的发展现状
目前，随着对煤矿大断面岩石巷道掘进施工中机械化施工技术的研究，我国的机械化巷道掘进施工技术在一些重点煤矿已经得到了广泛的应用。当前，以钻爆法为主的机械化巷道掘进技术主要有全液压钻车配正装侧卸式装岩机作业线，钻装瞄一体化作业线以及手持式凿岩机配耙斗式装岩机作业线三种。我国煤矿大断面巷道掘进机械化技术中比较常用的是第三种手持式凿岩机配耙斗式或铲斗式装岩机的作业线生产模式，在这种机械化掘进技术下，掘进的速度一般为60-70米/月，部分煤矿采用了全液压钻车配正装侧卸式装岩机作业线，但是相对于国外一般使用的全液压钻车配正装侧卸式装岩机作业线和钻装瞄一体化作业线相比，我国的机械化巷道掘进技术配套设备还不够完整，施工工艺以及施工组织管理还存在不足，同时我国在煤矿大断面岩石巷道掘进施工中使用的高效掘进设备的在破岩能力、安全性、可靠性以及适应性等方面还存在着一定的差距。
因此，我们必须要对煤矿大断面岩石的巷道掘进施工中的机械化施工技术的应用进行一定的研究与分析，从而推动我国煤矿巷道掘进工作的机械化进程，提高掘进的工作效率，从而保证煤矿的正常生产秩序[1]。
煤矿大断面岩石巷道掘进施工应用机械化的重要意义
煤矿大断面岩石巷道掘进施工中机械化施工技术的应用对煤矿产业的发展具有十分重要的意义。一方面，通过机械化技术的应用，使得煤矿巷道掘进工作的现代化进程得以加快，促进了煤矿巷道的掘进速度，保证了煤矿开采的产量，同时机械化的设备方便施工组织管理；另一方面，通过机械化的施工设备可以有效地降低施工人员的劳动强度，从而有利于保证煤矿掘进施工和生产的安全性[2]。
机械化在煤矿大断面岩石巷道掘进中的应用
由于煤矿大断面主要包括巷道的掘进断面和支护后的净断面两种，因此在对煤矿大断面岩石巷道掘进施工中机械化施工技术进行研究时，要借鉴两种不同的情况，根据在实际巷道施工过程中的经验总结，对机械化技术的应用进行深入思考。
大断面岩石支护设计与机械化应用。
要想保证煤矿大断面岩石巷道机械化开采，首先就要对煤矿大断面岩石的支护进行设计。随着科学技术的不断发展，煤矿大断面岩石采用的传统锚喷支护方法已经不再适应当前煤矿开采的需要。在深部大断面岩石巷道支护中，由于煤矿开采的进一步加深，以抗压为主的锚喷支护方法往往不能有效地对巷道的变形进行控制，因此这种支护方法已经不能满足煤矿安全生产的需要。近年来，通过对锚喷支护技术的研究并结合了煤矿大断层岩石巷道快速掘进机械化施工的经验总结，借鉴新奥法，通过FLAC数值模拟对煤矿大断面岩石支护方法提出了先让后抗的支护优化设计措施。所谓的先让后抗就是指允许煤矿巷道周围的大断面岩石产生的变形，从而使得大断面岩石能够进一步的保持平衡，有效的解决了服务年限长的软岩巷道可靠支护问题，使得支护的质量得以保证，以此来实现煤矿大断面岩层巷道使用期间的稳定性，进而保证煤矿巷道机械化施工的安全性，在一定程度上提高了巷道掘进的速度。
煤矿大断层岩石巷道机械化掘进技术与工艺。
在煤矿大断层岩石巷道掘进施工中，其巷道掘进的工序按性质可以分为主要工序和辅助工序。在大断层岩石巷道掘进施工中合理安排各工序施工组织，利用好巷道的机械化技术是保证煤矿巷道掘进施工速度的重要因素。因此，煤矿大断层岩石巷道的机械化，可以进一步改善巷道掘进施工艺。煤矿大断层岩石巷道的机械化掘进技术中的多数辅助机械工序占用的时间比较短，并且具有相对的独立。在对煤矿大断层巷道掘进进行施工安排时，要尽可能采用主要机械工序与辅助机械工序平行交叉作业的方式，以此来提高煤矿大断层巷道掘进施工的工作效率以及煤矿开采技术的经济指标。
机械化技术在煤矿大断层巷道掘进施工中的具体体现。
目前，我国煤矿大断层岩石巷道掘进在施工中主要采用的是岩巷掘进液压凿岩台车及其配套的装备。当前，我国的煤矿开采产业中，对煤矿大断层岩石巷道掘进进行施工时，绝大多数采用的锚喷施工工艺是以风动凿岩机和耙矸机为主要设备的。但是，由于这种技术的水平比较低，就造成了煤矿大断层巷道掘进施工效率不高的问题出现，并且这种技术在进行巷道掘进施工中很难进一步提高进尺水平。因此，我们要对煤矿大断层岩石巷道掘进施工中绝大多数采用风动凿岩机和耙矸机为主要设备的施工工艺进行改变，通过对实际的煤矿大断层岩石巷道掘进施工中进行的经验总结，不断解决包括液压凿岩台车、装岩机、喷浆机等机械化设备应用在煤矿岩石巷道掘进中的关键技术问题，以此来实现液压凿岩台车以及侧卸式装岩机对传统气动凿岩设备的取代，从而实现煤矿大断层岩石巷道掘进施工中机械化施工技术的应用[3]。
总而言之，实现煤矿大断层岩石巷道掘进施工中的机械化，能够很好的解决深部巷道掘进中出现的一系列技术问题，有效的提高了巷道掘进施工的速度，实现大断层岩石巷道安全优质高效掘进，以此来促进煤矿产量的提高。
【参考文献】
高云峰 江小军 浅谈我国煤矿巷道掘进装备技术【期刊论文】煤炭工程-2010
王卫东综合机械化作业线在大断面巷道快速掘进应用【期刊论文】山东煤炭科技-2012
开采设计论文范文第8篇
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.
[6]邢存恩.煤矿采掘工程动态可视化管理理论与应用研究[D].太原理工大学博士论文,2009,4.
开采设计论文范文第9篇
关键词：金属矿床；开采；运输方案；技术性
Abstract: the scheme demonstration and strive to reflect the modern ultra deep metal deposit mining and transportation science and technology, focusing on deep mining theory, technology and transportation scheme and improve the innovation. To realize the deep mineral resource is efficient use, in deep and high stress, high temperature, Takai Fuka's special environment, combining deep well under high stress condition of hard rock fracturing theory and technology, thermal environment control, filling system and transportation technology and other aspects of professional theory and technology, put forward deep metal ore mining and to develop transportation technical scheme demonstration, for academic and production practice of.
Key words: metal deposit; mining; transport; technical
中图分类号：P578.4+4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
一、国内外深部矿床开采现状及研究概况
中国工程院院士古德生教授在现代金属矿床开采科学技术上有过深入细致的阐述和分析：
1、国内深部矿床开采现状
目前，我国金属矿山面临的形势是进入浅部矿产逐渐枯竭，开采条件大大恶化，大中型露天矿逐年减少，不少矿山已开采到临界深度，面临关闭或转向地下开采的情况，大规模开发深部矿床刻不容缓。针对深部开采环境的特殊性和复杂性，业内普遍认同的深部开采界定深度大于800-1000m时，既为深部开采。
2、国外深部矿床开采现状
国外开采规模超千米的金属矿山将近100座，其中最多的是南非，南非西部深水平金矿开采深度达到3800m，常用的深部采矿方法有充填法、空场法和崩落法。遵循自上而下的开采顺序，先中间后两翼，连续回采，连续作业或提高作业面推进速度的设计原则。
3、深部开采的研究概况
由于深部开采的特殊环境，深部开采存在的开采困难大，成本高，安全条件差等客观问题，目前国内还未取得特别突出的成果，技术专家只能结合实践逐步创新和探讨。
二、方案论证项目简要说明
D铁矿是世界上目前发现埋藏最深的特大型铁矿床，探明储量为35亿吨，平均品位TFe 31.56%，见矿深度达1000m左右。对于这种超深特大型铁矿床的地下开采设计，国内目前尚无先例，中国冶金矿业鞍山冶金设计研究单位集中了采、选等各专业设计技术骨干，组织多名教授级专家结合南京XX铁矿（400万t/a）、酒钢XX铁矿（500万t/a）的设计实践经验，并多次组织技术团队赴世界开采规模最大的地下铁矿山——瑞典基律纳铁矿（3000万t/a）实地考察，将收集整理的第一手技术资料作为此项目深部开采及开拓运输方案的技术基础。
依据项目开发方提供的矿床普查报告，中国冶金矿业鞍山冶金设计研究单位该项目的综合开发利用方案进行了深入细致的研究，并编制出了《D铁矿地下开采开拓方案技术经济论证报告》，在项目论证会上，项目开发方主要负责人、东北大学XXX教授、冶金界国内著名专家XXX教授、胶带运输专家XXX教授等专家听取了中国冶金矿业鞍山冶金设计研究单位关于《D铁矿地下开采开拓方案技术经济论证报告》的汇报，与会专家对中国冶金矿业鞍山冶金设计研究单位提出的深部开采及胶带斜井开拓运输方案给予了高度评价和充分肯定，经过更深层次的技术研讨和创新，最终编制完成了《D铁矿预可行性研究报告》。
三、方案论证项目开发建设及生产的最新设计理念
1、坚持大矿大开的原则，以大规模提高经济效益；
2、采用大运量、低能耗的新型开拓运输方案；
3、采用国内外最为先进的采、选技术和大型设备；
4、分期开采，自上而下强化采矿；
5、采用先进的高强度、低成本、高效率的采矿方法；
6、生产工艺由全面机械化向功能自动化过渡；
7、机修设施大中修外包，备品备件外购，矿山仅设维修设施；
8、采矿、选矿工程协调有序进行建设，以降低初期投资；
9、矿山规模采取滚动发展的方针，利用企业收益进行扩大再生产，力争不断的提高经济效益。
上述新的设计理念，将对D铁矿项目未来的建设和生产带来不可
估量的经济效益。
四、方案论证项目建设及生产的创新开拓方案
1、开拓运输方案的选择与确定
近20年来，胶带输送机在国内外发展较快。在地下矿山，由于高强度胶带输送机的研制成功，以及新型驱动装置和整机监测控制系统的投入使用，国内外采用新型高强度胶带输送机斜井开拓的矿山日益增多。采用胶带输送机斜井提升矿石至地面选矿厂，具有生产能力大、连续化、自动化、生产工艺系统简单等特殊优越性。
2、中国冶金矿业鞍山冶金设计研究单位在胶带运输方面的优势
中国冶金矿业鞍山冶金设计研究单位早在九十年代开始就对胶带运输进行了深入研究，熟知国内外金属矿胶带运输的应用与发展情况，并掌握大量国内外胶带运输的实例、各种使用条件和参数，并出版过多篇学术论文，掌握国内最先进的胶带运输计算微机软件，多位胶带运输专家如大孤山铁矿及齐大山铁矿胶带输送机的设计者，高级工程师、胶带专家XXX参与设计，使中国冶金矿业鞍山冶金设计研究单位在胶带运输设计能力方面具备国内其它设计单位不能比拟的优势。
3、国内、外胶带运输应用实例及参数
4、胶带斜井方案在投资、经营费用、生产工艺、施工工艺方面的优势。
开采设计论文范文第10篇
[关键词]可采煤层 煤炭开采
[中图分类号] F407.21 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-16-1
可采每层分布情况需要通过多方面工作进行确定，并且在开采之前需要对煤层进行全方位勘察与检测，确保煤层的可开采性以及开采安全性。本文将通过分析准南煤田煤层所在地质以及煤层开采技术，对可采煤层的开采方式进行简要分析。
1准南煤田可开采煤层对比
1.1组合对比
在西山窑组含煤段中部稳定的存在一层砂岩层，一般为粗砂岩，局部含砾或夹泥岩，其厚度一般大于20米，是含煤段内厚度最大的一层（段），依此为界，以下多为厚～特厚煤层，以上则为薄～中厚煤层，所以，该砂岩层作为分界，可以清晰地将矿区西山窑组含煤段划分为两个煤层组合：下部5层为第一组合，上部3层为第二组合。分组对比可靠。
1.2煤层对比
1.2.1B1煤层
B1煤层位于西山窑组下段（J2x1）的底部，是西山窑组最下部的一层可采煤层。在各钻孔测井曲线上有一些共同的特征：在煤层底板自然伽玛曲线显示为一个特别明显的尖峰形态，视电阻率曲线在该处则是先降低后增高的负峰形态。该煤层以其厚度较大、层位稳定且与B2煤层间夹有一层巨厚度的粗砂岩为主要特征，根据层位极易与其他煤层区别。对比较可靠。
1.2.2B12煤层
B12煤层位于西山窑组下段（J2x1）第一煤层组合中下部，在B1煤层之上。该煤层与之下的B1煤层和之上的B2煤层间均夹有一层巨厚且较稳定的粗砂岩为主要特征，根据层位容易与下部B1和上部的B2煤层对比并且区分。对比较可靠。
1.3B4煤层
B4煤层位于西山窑组下段（J2x1）第一煤层组合顶部，B3层之上，是矿区内煤层厚度最大、并且最稳定的煤层。煤层结构较简单，局部控制点含1―3层夹矸。自然伽玛曲线、密度曲线和视电阻率曲线上显示有一个明显的箱状异常形态。该煤层为区内唯一的巨厚煤层，以其巨大的厚度明显区别于下部的B3煤层和其它煤层，本身就是岩层对比的标志而且是全区煤层对比的重要标志。B4煤层顶板为厚层状粗砂岩，是西山窑组中段（J2x2）底部中粗砂岩，为西山窑组中段（J2x2）和西山窑组下段（J2x1）的分界标志层。B4煤层在外地表强烈火烧，为褐红色与其它煤层易于区分。故B4煤层在煤层厚度、层位和火烧形成烧变岩的特征与其它煤层进行对比，并易区分开。B4煤层是区内重要的标志，对整个煤层对比有重要的意义，对比可靠。
2可采煤层
区域内可采煤层比较多，笔者从所有区域中挑选出两块最具代表性的区域进行分析。
2.1大面积可开采区域
矿区范围内共含可采煤层8层，累计全层厚度21.63―47.71米，平均39.18米。累计可采厚度19.26―44.86米，平均31.61米。区内有42个工程点控制了该煤层，可采点24个，控制煤层可采厚度0.77―4.95米，平均2.85米，煤层结构简单，不含夹矸。矿区范围内可采面积占三分之二左右，属于大部可采煤层。可采范围在呼图壁河以西。顶板为中砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、炭质泥岩；底板为泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、泥岩，与其上的B12煤层间距5.65―44.23米，一般10―20米。属于厚度变化中等、大部可采、较稳定的薄～特厚煤层。
2.2全部可开采区域
区内有94个工程点控制该煤层，见煤点数为94个，仅在小西沟井田有一个控制点不可采，可采性指数99%。属于矿区范围内2层全区可采煤层之一。控制煤层可采厚度0.42―29.15米，平均10.89米，呼图壁河以西厚度都在9米以上，属于巨厚煤层，呼图壁河以东厚度在5～9米之间。倾向上由地表向深部有变厚趋势。煤层结构较简单，铁列克井田东部和宽沟井田以东未见夹矸，其它地段一般含1或2层夹矸，夹矸厚0.10―7.50米，夹矸岩性为泥质粉砂岩、泥岩、炭质泥岩。顶板为粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、泥岩，底板为粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、泥岩、中砂岩。该煤层属于厚度稳定的全区可采的特厚～巨厚煤层，是矿区重要的可采煤层。
3开采特殊性
开采之前必须要科学合理的布置工作面。通过设计方案之后进行开采的方式，可以减少顶板压力对于巷道的破坏，从而减少施工材料投入数量与巷道维护的工作量，并且可以最大程度的提升高单产的近水平，提升施工整体安全程度。
因为煤层顶板厚度壁较薄，岩性较软，并且自称能力较差，在其余岩层中岩石的压力作用之下，容易发生破碎、冒落的情况。所以挖掘巷道支护工作不应当使用锚杆支护。在开采过程中需要加强顶板的管理，从根本上杜绝冒顶事故的发生。工作面需要选择工作阻力高并且稳定性较好的液压支架。乳化液浓度方面可以按照规定进行3%-5%进行配置，让泵站的出口位置压力达到30MPa。让顶板接收到组的够多的初撑力，可以起到防止顶板下沉的效果，从而保证顶板的相对完整性。经笔者现场试验、检查发现，实际施工中部分支架在工作的时候初撑力方面往往达不到规定要求。主要是因为在操作的时候给升架注液的时间比较短，并且支架存有漏液现象，导致支架卸载。所以在进行回采工作时必须拒绝支架以及液压管的漏液现象，按照相关规定操作液压支架，从而满足初撑力的需要。
两巷一般情况下要超过前面工作面壁20m左右，并且在原支护基础上使用超前支护。在巷道棚子间使用单体蜘蛛的棚子进行支护，笔者通过观察准南煤田该方面的工作发现，实际工作中常常会超前工作面煤壁50m左右，导致顶压明显增大，部分工程出现弯棚梁的现象。所以必须根据实际施工铅矿进行支护，防止顶板变形和下沉。当有底煤的时候，需要使用穿鞋设计，防止支柱钻底的情况发生，从而满足规定的支护强度。
4结束语
煤层开采方式在整体煤炭开采工业中起着至关重要的作用，只有不断完善煤层开采技术才能从根本上提升煤层开采效率与煤层开采安全性。笔者通过分析淮南煤田煤层开采方式，结合当前国内先进经验，对可采煤层的开采方式进行了简要分析。
参考文献
[1]李永红. 西铭矿 9#煤层开采方式与顶板管理综述[J].山西焦煤科技，2012（32）.
[2]张百胜.极近距离煤层开采围岩控制理论及技术研究[D].太原理工大学硕士论文，2012.