采矿工程
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采矿工程范文第1篇
关键词：煤矿采矿工程；采矿工艺；采矿技术；充填采矿工艺
当前，我国经济正处于高速发展阶段，工业化水平也在持续进步，因此在煤炭需求上也在不断提升。要想提高我国的煤矿产量，就必须加大对采矿工艺和技术的研究创新力度。现阶段我国采矿技术已经获得显著提升，煤矿开采方式的安全性和采矿效率也有了较大突破。不过，随着全国各地的煤矿规模和数量持续增大，增加了煤矿开采的深度和难度，对煤矿采矿技术提出了更高的要求。对此，应该采用合适采矿技术进行煤矿开采，并不断发展和改进采矿技术，让开采作业更加便捷、难度更低，最终实现增加煤矿矿产量的目的。
1煤矿采矿中的工艺
1.1充填采矿工艺
充填采矿连续工艺技术是煤矿山采矿的关键技术。这种工艺技术含量非常高，可以更精确地控制岩石崩落的时间和范围，进而降低地表的移动率，使回采工作具有较高的安全性。充填采矿连续工艺的优点在于具有较高的技术性和安全性，比较适合不稳固的矿区采掘，保障施工人员的安全。采矿填充技术图如图1所示。
1.2空场采矿工艺
空场采矿法是一种比较重要的工艺技术，在煤矿开采工艺中起着重要的作用。空场采矿法可以分为分段法、房柱法、阶段矿房法、浅孔留矿法，是一种通过在矿体内部形成采空区，并借助围岩本身的牢固性以及留存下来的矿柱来提供支撑作用的采矿方法。空场采矿法的特殊优势为允许具有较大的暴露面积，但是也具有一定缺点，即在矿房开采作业完毕之后，需要立即回收矿柱，并对采空区以及矿房进行填充。
1.3岩体加固技术
在实际的矿产资源开采作业中，采矿区周围岩体存在不稳定的因素，这也是由作业时的天气、操作设备、开采人员、地质等众多因素的综合作用所导致的。只有通过使用专业的锚索工具，有效加固采矿区域的溜井、顶板薄弱补位、围岩，才能给开采作业一个安全且稳定的作业环境，以此保障顺利完成开采工作。这种给薄弱位置加固的方式被称为岩体加固技术。在实际的开采过程中，加固技术通常与空场法、填充法配合使用，确保了开采的效率和安全。对于破碎的岩体和流砂而言，不断进行岩体加固，配合使用注浆法、支护法是最有效的技术手法，因此这一技术也被广泛地运用于实际操作中。
1.4崩落采矿工艺
为了确保矿石开采的安全，在采矿作业前，需要进行崩落处理。由于矿洞中存在松弛的矿岩，因此通过进行崩落处理，能够防止开采人员进入作业范围时受到来自掉落岩石的伤害，降低开采的危险指数，给开采员提供一个安全的操作环境。对于柱分段崩落工艺而言，合理设计横断面尺寸，测量其底柱高度及漏斗的间距是十分重要的步骤。底柱高度的设计需要根据其不同的形状来确定，一般而言，底柱高度控制在5～7m、分段高度控制在11～13m时更适合漏斗底。不过，目前采矿作业被运用的最广泛的是无底柱分段崩落工艺，在众多采矿技术中无底柱分段崩落工艺属于机械化程度更高的工艺，可以有效节约人工成本。
1.5溶浸采矿工艺
在矿石开采技术中，除了物理开采，还存在着另一种开采方式，即化学开采。溶浸采矿便是这样一种开采方式，其利用岩矿资源的特性，将合适的浸溶液灌注于矿石层中，当矿石层中的目标物与溶液发生一系列的化学反应时，把矿物的形态由固体向液体转化，继而达到开采目的。这种开采方式不仅能够提升采矿作业时的安全指数，还能提升闲置矿产资源的合理利用性，符合我国提倡的环保理念，拥有较为深远的发展前景。
1.6露天采矿工艺
露天采矿技术在煤矿开采中应用广泛，不仅安全性高而且采矿成本低，其工艺原理是把炸药埋于地表之下，引爆炸开地表土之后再用机械设备移开表土，使煤矿炸碎或是钻碎以后，由煤场对其加工处理从而获得煤矿资源。此外，该技术不仅能够降低煤矿区的开采损失，达到短时间多数量开采，还能提高施工的安全性。但是露天采矿技术也有一定的缺点，其在使用过程中需要使用炸药炸开地表，对施工周围的土质环境破坏较大，地表的植被在毁坏后极易形成各种土质问题，如水土流失和土壤酸化等；另外，对于爆破作业环节，为提高其作业质量，降低爆破施工成本，防止爆破作业事故的发生，必须在作业前合理设置炮孔装药参数。某采矿工程的装药参数如表1所示。
1.7地下采矿工艺
地下开采技术是基于日益增多的矿产资源需求与匮乏的地表资源之间的矛盾而形成的一种采矿技术。由于地表的矿产资源有限，要满足资源的更多需求，就必须依靠科学技术开采地下煤矿。相较而言，地下采矿技术难度高、安全风险大，涉及的因素更多，岩层结构、地质构造、施工作业面的深度和压力等条件，都制约着地下煤矿的开采。为了防止开采过程中因准备不充分而出现操作不当，导致地下矿井产生塌陷造成安全事故，必须在施工前全面了解分析实际施工地区的地下环境，正确使用合理的挖掘方式，而且就技术手段来说，地下采矿技术通常会与其他技术结合使用，比如充填采矿技术等。总之，地下煤矿的开采需要综合以上各方面进行。
2针对采矿工艺和技术的改进措施
2.1加强顶板状态及支护质量的监测
在煤矿开采期间，应当充分全面地对缓倾斜的顶板受损和坚固情况进行监测，如此方可使采矿人员施工作业更具安全保障，同时也对顺利开展采矿作业有所帮助。当前，国内在煤矿开采方面的监控措施大多不够到位，应当强化顶板状态和支护情况的监测工作，并且所有监测设备也应当按期维护；着重培养工作人员的安全意识与责任意识，注意采矿中的细节问题，尽力避免意外事故的发生；另外，还应加大开采技术方面的研发力度，让监测水平不断提升，尽早实现监测的全面智能化。
2.2建立塌陷预警系统，创新开采技术
因为在煤炭开采时容易发生各种安全事件，因此创建煤矿塌陷预警系统具有一定必要性，这也是有效降低安全事故发生频率的一项重要手段。预警体系主要是基于GPS和GIS技术实现对煤矿实时监测预警，譬如在采矿作业时，可使用3S技术综合分析法来达成对矿区表面塌陷程度的全面监控。通过分析遥感影像，结合采矿信息创建塌陷预警系统，并及时输入监测数据与井下煤矿信息，让开矿人员的作业安全更具保障。当前，在国内长时间的研发和借鉴国外优秀技术的基础上，国内的煤矿开采技术系统已经初具规模，譬如废石处理系统等，而开采技术系统的创建能够帮助企业获得更高的经济收益，让采矿工作效率获得显著提升，因此应当积极研发和创新采矿技术，不断提高塌陷预警系统覆盖范围，这样才能促使煤矿产业更好、更快地发展。
2.3促进工艺技术智能化和生态化
现阶段，国内各行各业都意识到了信息化的重要性，促进产业信息化是目前的主要发展趋势，煤矿产业也不例外。对此，应当在煤矿开采中多加使用信息技术，从而不断提升煤矿开采工艺的信息化、智能化水平。传统的开采工艺技术将逐渐演变成智能化的机械自动化开采，因为机械自动化开采不仅能够提高开采安全性，还能大幅减少人工成本，让企业获得更高的经济收益。并且，还应当促使开采技术朝着生态化的方向发展，因为在采矿期间会使得附近的环境遭到严重破坏，因此在不断提升采矿智能化的同时，也要注重对周边环境的保护，以减少环境污染为一大努力方向，实现高效、绿色的开采作业。
2.4创建技术创新激励制度
只有不断对开采工艺技术进行创新优化，才能有效推动煤矿产业的持续发展。尽管目前国内开矿技术创新水平已经获得了较大的飞跃，然而相较于世界领先的采矿技术而言依然存在较大差距。因此，我国煤矿产业必须要不断对技术进行研究创新，创建技术创新激励制度，以此激励相关企业及科研人员在技术创新方面的积极性。
2.5提高采矿人员素质
整个采矿流程都离不开人工操作，而先进的开采技术也需要具备足够专业水平的技术人员才能使其完全发挥作用，采矿人员的综合素养是决定开采效益的关键因素。由于煤矿开采作业的特殊性，采矿人员的工作普遍比较繁杂琐碎、重复性高，这就要求采矿人员具有较高的耐心和技术水平。对此，煤矿企业可通过定期组织技术拓展活动来提高采矿人员的技能水平，并开展各类实践培训活动，让工作人员能够充分熟知采矿设备的操作方法、了解采矿的专业知识，从而在采矿作业中更加熟练、操作更加规范。此外，企业还需重点培养采矿人员的安全和责任意识，使其能够更加注意采矿过程中的异常情况，尽量防止安全事故的发生。
采矿工程范文第2篇
1.1生产安全要求
随着我国经济地不断地发展，人们物质生活不断提升，人们所关注的问题从温饱到健康，从健康又到精神需求环境追求。采矿工程的追求和发展也随着经济的发展不断提升，安全的问题越来越受到重视。由于采矿业是一个高危行业，它所涉及到的勘探、挖掘等工作都容易受到爆破等危险的威胁，所以在开采的过程中保证工作人员的安全是首要的任务。一些特大的危险事故中，采矿人员的伤亡数量达到百人以上，牺牲的大多属于在最前线的勘探工作人员。本身从事挖矿的行业都是家庭较为贫困的人员，如果在勘探的过程中出现了什么危险事故，对勘探者的整个家庭来说都是较大的打击。再加上国家的补助政策没有很好地落实到位，这就导致原本贫困的家庭日子更加贫困，这从国家经济的整体发展上很不利。所以在采矿工程中，要提高安全指数，这是采矿企业必须做到，也是发展中首要考虑到的因素，企业必须良好地履行自身地职责，在保证安全的基础上再进一步提高开采的效率，是企业能够实现良好发展的基础。
1.2高强度开采需求
对采矿业来说，在能够满足安全开采的需求进行高强度开采对于开采过程的安全性是有保证的，同时为了取得更大的经济效益，也可以选择高强度开采。采矿企业也是企业一种，所以盈利是采矿业发展的最终目的，所以保证安全性的前提下，要进一步思考如何深入发展高强度开采。
1.3可持续发展需求
要想获得最大的经济效益，从劳动价值生产的角度来分析，需要通过减少原材料的消耗量、降低生产成本以及提升劳动生产率才能够得以实现。
1.4采矿方法需求
无论是什么类型的生产行业，都需要方法简单、简易操作且可行性强的生产方式，这样可以有效地提升生产效率。同时，生产的成本不断降低，生产环境适应能力不断加强，保证生产的安全性与稳定性，随之生产效率也会逐步提升。
2影响开采工程中采矿方法选择的因素
2.1地质因素
矿产是地质经过矿物作用形成的埋在地下或是在地表上能够使人类进行利用开发的矿物，这就说明矿产开采的过程中需要考虑到地质因素。一般情况下，地质因素索要考虑的主要是矿床的自身条件，其中的矿山与威严的物理性质、矿体的形状、厚度、倾角等在矿石中分布的因素都会对采矿过程造成一定的影响。
2.2经济因素
企业在对项目投资之前都会做一个较为详细的项目可行性研究策略，经济上的收益问题是不必可少的一个重要因素，采矿工程中的开采方法选择会对企业的经济收益与经济实力造成一定的影响，所以经济罂粟也是采矿工程中开采方法合理选择的影响因素之一。
2.3技术因素
开采的技术因素对开采的方式影响很大，开采的工作不是靠蛮力去解决的，技术水平如果不能够达到具体的开采要求，是无法满足开采过程中的安全性和效率性。技术因素需要考虑的方面主要包括开采装备好坏、开采技术水平、开采装置机械化水平、开采管理水平、开采的勘探技术等等。
3结语
采矿工程范文第3篇
矿产资源是我国进行社会主义建设和经济发展的物质基础，采矿工程直接关系到我国社会各项产业能否正常运行，对国民经济的重要性不言而喻。采矿工程是我国能源和工业原料正常供应的保障，据统计显示，我国近九成能源来自于采矿工程，工业生产所需要的原料中也有80%来自采矿工程，可见采矿工程对于国家经济发展和能源安全的重要作用和地位。21世纪是知识经济时代，各种高科技的产品应用而生，大幅度的改变了人们的生活方式和生活习惯。但是我们仍然应该认识到采矿工程在国家社会中的重要意义。采矿工程不同于高科技产品，却为高科技产品的生产提供必要的生产原料，大量电子产品的生产不仅需要科技的支持，更加需要采矿工程的原料基础支持，没有采矿工程的顺利进行，科技的进步和人民生活方式的提高步伐就会大幅度放缓。采矿工程是对储藏在地下、大海中、山体内的矿藏自然资源进行开采的工程，包括矿产资源的储量探测、矿藏定位，矿区建设和后期采矿实施吸纳了我国的大量劳动力，促进了国内生产总值的提高。而且随时世界不断发展，采矿工程的重要性日益提高，各国在国家发展规划中都涉及到了矿产资源的安全。我国作为正在快速发展的发展中国家，能源及工业生产原料的需要量极大，只有认识到采矿工程的重要性，科学合理进行采矿工程才能保证国家的可持续发展。
2、我国采矿工程的现状和面临的挑战
近年来我国采矿过程暴露出了许多问题，长时间的掠夺式采矿，造成了一些矿产资源的储量下降，甚至有枯竭的危险。另一方面由于采矿工程企业的管理不到位造成了一些采矿工程不能顺利进行。同时由于采矿工程的操作环境艰苦、安全隐患大，薪金待遇不高，造成了人们对于采矿工程这种职业的偏见，不能很好的吸引人才和留住人才。采矿工程一方面人才流失严重，另一方面还不能吸引高素质、高知识储备的专业人才进入行业，进行采矿工程的职工知识技能水平不高，在采矿工程中不能进行有效观察，不能对采矿机械进行合理操作，容易造成安全隐患，影响采矿的正常进行。采矿工程中的中小工程较多，没有进行有力整合，中小采矿工程在采矿设备和工人待遇方面投入能力有限，造成开采环节的科技含量低，人工密集型开采，对人力资源造成浪费。较低的待遇影响采矿职工队伍的稳定性。此外，有些采矿工程无法把握矿产资源的脉络，找矿、探矿能力不足，作业程序不规范、管理制度不健全，对整个采矿工程的可持续发展提出了挑战。我国采矿工程投入大量资金，多用于矿山设施建设和劳动力费用支出，而在采矿行业科技投入存在严重不足，机械化程度为35%左右，落后发达国家采矿工程装备水平十年左右。较低的科技投入和机械化水平导致了我国采矿工程的劳动密集型状态与发达国家采矿行业相比，劳动生产率很低。世界经济一体化的发展，伴随着矿产市场全球一体化的发展，我国劳动密集型的采矿工程，在世界高度机械化的水平下很难与世界采矿行业进行有力竞争。同时，我国经过改革开放以来的快速发展，采矿工程与环境的矛盾日益凸显。国家要保证生态文明的建设，矿产及生态环境的可持续发展是重要环节。长期的采矿工程对环境造成了大量的破坏，生态环境严重恶化。对环境的破坏成为采矿工程面临的重要挑战。以采煤业为例，山西采煤行业进行了长达40年的快速发展，大量煤炭资源产出的同时，生态环境问题也显现出来，露天开采煤炭资源后，没有进行矿坑的回填和绿化，形成荒山，水土流失严重，破坏地下水脉，造成地下水位变化和地下水污染。地下开采的矿区，开采后不进行处理，造成地表塌陷。采矿过程中产生的煤矸石等废物未经规划，随意堆积，形成大量采矿垃圾，影响生态环境的正常运行。因此，能否正视对环境的影响并采取相关措施成为采矿工程面临的重要挑战。
3、采矿工程面临的机遇
采矿工程目前正处在发展和调整阶段，一味追求利益的采矿工程已经不能适应生态文明建设的要求。采矿工程应该将可持续发展战略运用到采矿工程中的各个环节，进行采矿工程的管理创新和技术投入，保证采矿工程的可持续发展，促进采矿工程与社会和环境的和谐进步，这成为未来采矿工程发展的必然趋势，也是采矿工程转型、调整的一个重要契机。在不断进行自我管理，科技机械设备利用率提高的前提下，加之矿产市场世界一体化，各国矿产资源贸易增多，同时伴随着美欧经济复苏，印度、非洲经济快速发展对矿产资源的需求量大幅度提升，我国采矿工程即将迎来新的、更加健康的稳步发展。全球能源和矿产资源的市场调整接近尾声，对于采矿工程造成的不稳定影响也即将结束。我国采矿工程要清楚地认识到世界矿产市场与我国采矿工程的联系，在世界矿产资源调整导致的全球整体矿产行业低迷期内完善内部制度，强化管理机制，革新理念，时刻把握采矿工程可持续发展基本要求。加大采矿工程科技投入，提高机械化水平，保证我国采矿工程的竞争优势，促进我国采矿行业的规模化发展。进入新的阶段，国家对采矿工程的重视程度日益提高，国家对采矿工程的调整和发展提供了大量的技术和资金的支持，保证了采矿工程的发展。越来越多的专业人才投身到采矿工程，保证了行业人才的供应，促进了行业向科技技术丰富型方向发展。矿产市场调整时期的过渡给了我国采矿工程内部改善和调整的机遇。因此，我们要把握好采矿工程发展的机遇，促进我国采矿行业的发展。
4、结语
采矿工程范文第4篇
关键词：采矿工程；问题；对策
采矿工程中存在的问题对采矿作业人员的生命财产安全造成了严重的威胁，对于国民经济的发展产生了严重的影响。我们了解了对于我们国家现如今的采矿工程来说，要想切实、可行地解决采矿工程存在的问题就需要着重于采矿人员的培养，并且加强国家对于基础设施的投资与建设，只有确保采矿的作业人员具有高专业的技术能力，才能实现采矿工程的科学、有效管理，从而提高开采技术，降低开采风险。
一、 我们国家采矿工程的现状
我国地大物博矿产资源种类丰富，储量巨大，但是我国人口基数相对过大，使得人均矿产资源拥有量十分有限。现如今，随着我们国家经济社会的不断发展，人们对于矿产资源的需求量也在迅速的增加，可是同不断增长的矿产需求相比，我国的采矿工程技术远远落后于某些发达国家，采矿工程发生安全事故的概率也处于逐年上升的过程，这不仅损失了国家大量的经济财产，还严重威胁着采矿工程施工人员的人身安全。与此同时，虽然我们国家的矿产资源总额较大，但由于采矿工程的技术效果不佳，使得国家的矿产资源的开发使用率极低，造成了极大地资源浪费现象。以上的种种对于发展我们国家的采矿工程，提高我们国家经济实力，壮大我们国家的发展力量都是有害的。
二、 采矿工程中存在的常见问题
我们知道采矿工程在实施过程中会遇到许多问题，通过上述对我们国家采矿工程现如今的状况进行科学、合理的分析，，为了解决这些问题，我们必须较为准确地掌握它们。
1、采矿工程的技术问题。我国采矿工程的采矿技术远远落后于其他矿产资源大国，落后的采矿技术导致矿产资源采集使用率较低，造成了矿产资源的浪费。随着国家对于科学技术的高度重视以及不断发展，采矿技术相比之下有了较为明显的提升，然而，由于采矿工程实施的理论并没有随着采矿现状进行科学的创新，国家对于矿产的采集手段仍然是较为传统的采集技术，因此，我们国家的采矿工程仍然处于较为粗放的初级阶段。与此同时，我国绝大多数的采矿工程的运营规模都相对较小，仅对具有丰富的矿产资源的矿山实行探索以及开采，而忽视了那些矿产资源较为稀缺的矿山，使得资源的开采范围变得局限、狭隘。
2、采矿工程的安全问题。采矿工程是一项内容复杂、技术操作要求高、危险性大的系统工程。采矿工程主要又能分为两大类，露天开采和地下开采。露天开采作业条件便利，安全系数高，开发利用率也较高；而地下开采作业环境差，危险性大，开发利用率也相对较低。若是采矿工程为地下开采，则必须根据实际情况需要搭建专业、规范的矿井，由于地下开采受到的限制较大，因此，采矿企业必须仔细考察所开采矿产资源的地质构造，以便选取最佳的采矿工艺技术。但是由于多种因素影响，在采矿过程中仍然会发生一些安全事故问题，例如矿井坍塌、矿井火灾、矿井渗水、瓦斯爆炸等，这些安全事故严重威胁着采矿作业人员的生命财产安全，所以，采矿企业在采矿过程中必须特别强调，并加强安全生产管理。
三、 对采矿工程中存在的问题的对策探讨
由于采矿工程中存在的问题严重威胁着矿井施工人员的人身安全以及国家的经济发展，所以为了提高我们国家在采矿工程方面的发展速度，我们需要采取有效的措施解决甚至避免上述问题的发生。
1、 提高采矿工程方面的技术能力。要想实现采矿技术的提高，就需要做到以下两点：首先，培养采矿工程的技术研究人员的专业能力，敦促他们针对采矿技术进行不断地研发创新；其次，加快采矿工程的基础设施建设，提高采矿人员专业操作能力。我们知道，要想提高采矿技术，仅仅提升采矿施工人员的技术能力是不够的，还需要国家大力发展采矿工程的基础设施建设。一般来说，采矿工程的基础设施是指矿产资源和交通运输方面的设施，因此，为了实现采矿总体技术的提高，我们需要不断地加强对矿产资源的开发利用，加强对采矿工程中所需要的水电以及热能这些基础设施的利用。针对矿产资源开发利用率较低，造成大量资源浪费的问题，我们必须重视这一情况，采取有效的应对措施，以此提高矿产资源开发利用率，对于发展矿产资源的交通运输来说，我们可以在矿产资源较为丰富的地区修建一些交通运输线路，从而降低矿产运输的成本，提高采矿工程的运营效益。
2、提高国家在采矿工程方面的施工安全。通过以下几点措施确保采矿人员在矿产资源开采过程中的安全：首先，在采矿工程别强调安全生产作业，把安全因素作为采矿工程实施过程中的重点，并在采矿作业前加强对采矿人员进行安全生产培训，以此提高采矿作业人员的安全生产意识。确保所有的采矿施工人员具有科学、专业的安全意识；其次，在采矿工程实施之前，主要管理者需要对矿井的安全系数进行专业化检查，并对其负责，所有的开采作业都需要严格按照有关的安全生产规定进行开采；第三，积极开展安全预防工作，对于那些有可能造成安全事故的因素进行多次重复性检查，针对有可能发生的情况预先制定计划以及措施。以此来有效避免安全事故的发生，最大限度降低安全事故所带来的损失。
3、加强采矿人员的培训和教育。在现代采矿工程中，不管是应用的采矿设备还是采矿环境都发生了较大的变化。因而在当前的采矿工程中，作为采矿企业必须加强对采矿人员的培训与教育工作。通过采取分阶段和循序渐进的培训方式，不断提高和强化采矿人员的专业技术水平，使其更加熟练的掌握各种新型设备与技术和材料的应用，从而更好地确保采矿工程顺利安全高效的运行。通过教育，强化采矿人员的安全意识，使其充分认识到加强安全生产的重要性，并加大对采矿人员的关心与爱护，从而更好地培养其对企业的归属感，主动积极地参与到采矿工作中来。
结束语
矿产资源已经成为我国国民经济发展的重要基础之一，但是由于这样或那样因素的影响，导致采矿工程中仍存在不少问题。因此，作为新时期背景下的采矿企业必须重视这些问题，并找出问题所在，以便采取针对性的应对策略，同时着力提高自身采矿工艺技术水平，从而为采矿工程的健康发展奠定坚实的基础。
参考文献：
[1] 雷福明.采矿工程中存在的问题分析及解决办法[J].商品与质量・学术观察，2011（06）.
[2] 李享.矿山地质探矿工程中存在的问题与解决措施[J].科技创新导报，2012（14）.
采矿工程范文第5篇
【关键词】：数值模拟；采矿工程；围岩控制；开采工艺；蠕变特性
【 abstract 】 : the mining project has now not only is mining problems, but also pay attention to the stability of surrounding rock and ground control. Because of the surrounding rock of mining has many uncertain factors, using some of the traditional analysis method in solving some problems, more and more of the disadvantages, and some special mining engineering problems to solve the numerical analysis software emerged, and development is rapid, the compatibility and the more the better open; According to the characteristics of mining engineering and numerical simulation in the solution to the problem is more and more big role.
【 key words 】 : numerical simulation; Mining engineering; surrounding rock control; the mining technique;creep characteristics
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
引言
近年来，计算机技术迅猛发展，使得数值计算方法在采矿工程问题分析中得到了广泛运用，极大地促进了采矿工程学科的发展。其中，常用的数值计算方法有：有限差分法、有限元法、边界元法、加权余量法、半解析元法、刚体元法、非连续变形分析法、离散元法、无界元法和流行元方法等。数值模拟不仅能模拟岩体的复杂力学和结构特性，也可以很方便地分析各种边值问题和施工工艺过程对硐室或巷道围岩稳定性的影响，并对工程岩体稳定性进行预测。如果能从宏观上准确地把握岩体的力学特性，通过地应力测试把握地应力场，数值力学分析结果完全可以用于指导工程实践。近年来，数值模拟技术得到了大力发展，已成为解决采矿工程和其他岩土工程问题的重要研究手段之一。
1. 采矿工程的特点
采矿工程中岩土工程问题非常突出。在采矿工程进行过程中，工作面上的覆岩层受到破坏与损伤，是不可避免的。采矿工程工作的指导思想是材料和结构破坏后的力学行为。其在开采过程中，主要考虑的问题有采场围岩控制问题和巷道围岩控制问题。采场围岩控制是指岩体结构受到了什么样的破坏，遭受破坏后其能否继续趋于稳定，若发生失稳，则考虑其失稳后的岩层结构、形态变化。巷道围岩控制是指开采矿后，覆岩在外力的作用下，发生移动、变形和损坏等现象，导致围岩应力场的变化规律。该考察内容包括开采工作对工作面周围巷道围岩稳定性的影响。
2.采矿工程中存在的主要问题
采矿工程中岩土工程问题尤为突出，采场顶板垮落、覆岩移动及控制采动引起的高应力软岩巷道围岩控制，深部开采的地温和地压都需要进一步的研究。采矿工程问题中，必须研究材料和结构破坏后的力学行为，其存在的主要问题可分为两大类：
1）巷道围岩控制问题，即开采后覆岩移动、变形和破坏导致围岩应力场的变化规律；开采对工作面周围巷道围岩稳定性的影响，以及采动影响下巷道围岩控制机理及控制技术。如受相邻工作面开采影响时，巷道的合理布置，支承压力对道围岩稳定性的影响，并根据巷道周岩石的移动变形特征和围岩状况选择合理的支护方式和参数。随着矿体的采出，在采场两侧和前后方围岩内均要形成采动应力集中，特别是垂直方向上的支承压力集中，峰值可达（3 ～ 5）γH（其中γ 为岩体的体积力；H为采数值模拟方法在采矿工程中的应用在采矿工程中，数值模拟方法不仅能模拟岩体复杂的力学和结构特征，还能很方便地解决现场监测需要大量人力、物力而无法完成的、现有力学理论不能求解的复杂形体问题，并对矿山岩体稳定性进行预测与预报。
2）采场围岩控制问题，即岩体结构是如何破断的、破断后的岩块是否趋于稳定状态以及结构失稳后的形态变化。如采场坚硬基本顶随着工作面的推进，不断地由连续体破断成块体，块体重新排列后的自然结构再受覆岩自重的作用，不断变化、运动和失稳直到引起地表沉陷。采动应力场是指矿体采出后围岩内重新分布的应力场，它是岩体变形破裂运动之源。但由于原岩应力状态及开采后应力场难以测定，其有关的理论描述和现场测定均不成熟。受采动应力场影响，采动岩体将发生变形直至破裂，破裂后的块状围岩体将形成堆砌结构，其失稳即造成岩体运动，直至再形成稳定的块状堆砌结构。
3.数值模拟方法在采矿工程中的有效应用
综合考虑采矿工程的特点与数值模拟方法的发展历程，采矿工程专用数值模拟软件必须考虑到采矿工程的特点及其开采过程中会遇到的问题，数值模拟方法反映了采矿工程的专业色彩。因开采矿过程中引发的覆岩移动是具有其特殊的规律的，所以我们在充分考虑采矿工程特点的基础上，充分研究采矿工程数值力学分析法的各方面，研究内容包括数值计算法、模型合理范围等。
3.1 新型开采工艺研究
随着经济社会的不断发展，人们的环境保护意识和可持续发展理念也在不断增强。政府提出了煤矿绿色开采技术，其“绿色”内容包括水资源保护；林业资源保护；土地与建筑物保护开采技术，提倡离层注浆技术等；煤层巷道支护与减少矸石排放技术等等。煤矿“绿色”开发技术属于我国前沿性的研究课题。如果缺乏试验设备及没有或不能进行全面的现场监测，那么我们只能运用数值模拟方法首先进行理论性研究，研究可行性高的新型开采技术。数值模拟分析软件可帮助我们分析填充材料的特性，促进了新型开采工艺研究的进展。
3.2 热力学分析研究
煤炭地下气化、围岩的活动规律及岩层控制问题需要我们运用数值力学分析方法进行热力学分析。
3.3 减轻各类动力灾害研究
地震会给各类岩土工程带来极大的破坏，煤矿井井下作业时常发生瓦斯爆炸和瓦斯突出冲击地压。我们可以运用数值模拟方法研究上述动力现象对岩体稳定性的影响程度，及如何消除或减轻此类动力活动带来的危害。
3.4 巷道围岩控制技术研究
随着开采深度的不断增加，我们面临一个严峻的问题—高应力软岩巷道支护问题。一般情况下，巷道围岩受到剧烈影响后，会发生极不均匀的移动与变形现象。此时我们可以运用数值模拟软件来研究围岩变形与移动特征，在此基础上采用正确的措施来制止围岩的变形移动。
3.5 研究岩体蠕变特性对工程岩体的影响
岩体蠕变特性指是随着时间变化岩体强度也发生变化。尤其软岩的岩体蠕变性问题最为突出。软岩在我国分布较为广泛，多数矿区、地铁隧道、水利工程等都存在岩体蠕变的问题。运用数值模拟法研究岩体蠕变特性问题成为刻不容缓的课题。
4.结语
采矿工程中的岩土工程问题有自身的特点，主要表现在采矿领域的大部分围岩稳定性问题都涉及开采引起的强烈影响。引起围岩应力重新分布带来的高应力作用以及围岩的大范围移动和严重破裂，导致研究问题的复杂化。随着数值模拟软件功能的逐渐强大，采矿工程问题的研究手段越来越多，但是由于大多数的采矿工程问题处于地下，存在着很多的不确定因素。还有很多的采矿工程问题需要通过数值模拟的手段进行深入的研究。只有充分了解采矿工程的特殊性，才能更好地应用数值模拟软件，真正做到数值模拟与现场监只有充分了解采矿工程测相结合。
参考文献
[1]谢文兵，陈晓祥，郑陌生.采矿工程问题数值模拟研究与分析［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2005
[2]岳滨，郭忠林.数值模拟在采矿工程中的应用［J］.矿业工程，2008（06）
[3]蔡美峰 岩石力学与工程［M］.北京：科学出版社，2002
[4]钱鸣高,石平五.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社. 2003.
采矿工程范文第6篇
关键词：采矿工程；可视化技术；数值模拟；
1 工程概况
采矿工程是一个复杂的系统工程,需要借助计算机技术对其进行优化设计及科学管理,随着近年来计算机多媒体技术的迅速发展,计算机在采矿工程中的应用也越来越广泛,其应用深度和广度也日益增加。计算机多媒体技术的发展为采矿工程技术人员实现由过去较为枯燥的研究过程到现代可视化的分析研究过程的改变,提供了基础和保障。
煤矿井下地质条件复杂,巷道系统空间交错,确定起来本身就有一定难度,对于工程实践经验不足的工程技术人员来说更加困难。为了使采矿技术人员能够更好地理解煤矿井下巷道系统的空间布局,可利用计算机辅助设计(CAD)的可视化技术绘制三维矿井模型。
井下巷道及采场的受力状况和围岩的变形破坏过程难以用理论方法计算,并且物理实验的方法也难以再现其过程,可以使用计算机数值模拟的方法描述这些复杂的力学模型的应力分布,真实的再现矿山压力显现的过程,达到可视化的目的。因此,在采矿工程技术人员研究的过程中,应加强计算机可视化技术方面的应用。
2 CAD的可视化技术在研究中的应用
2. 1采矿专业研究中存在的问题
煤矿井工开采的重要特点是地下作业,生产环节多、工序复杂。井下生产系统包括掘进、提升、通风、排水、动力供应等系统,井下生产系统的巷道空间交错复杂。
工程技术人员在研究采矿问题的过程中都不同程度的存在一些问题,遇到的最主要的困难是对煤矿井下生产系统的巷道空间位置关系不能完全准确的理解。目前使用的资料基本上都是采矿工程平面图或采矿工程剖面图,现有资料上很少有三维立体矿井巷道系统模型供研究过程中参考使用,研究人员只能凭想象来领悟巷道三维位置情况;或者到井下现场参观。到井下现场也只能见到巷道表面现象,而对于三维巷道的空间位置,并不清楚。这些办法都不能有效的解决对三维立体矿井巷道直观、正确的理解。
2. 2CAD的可视化技术简介
科学计算可视化(Visualization )是20世纪80年代后期提出并发展起来的,它是20世纪90年代计算机新技术的热点。进入20世纪90年代,国外以三维矿床模型为代表的矿用软件发展较快,涉及到地质资料处理、矿床建模、开采辅助设计等各个方面。目前CAD技术已经向三维实体、可视化和集成化发展,但对于矿业而言,还有相当长的路要走。
AutoCAD是美国Autodesk公司研制开发的计算机辅助绘图软件,是目前国内使用最多的CAD软件。可以使用软件的三维建模技术绘制三维立体矿井巷道布置系统模型,达到可视化的目的,可以有效地解决采矿研究过程中遇到的一些问题。
2. 3使用CAD的可视化技术创建研究模型
采矿工程技术人员在分析现场问题过程中,要经常确定各个巷道之间的关系,从而才能进一步的分析各个巷道之间的矿山压力的影响。多数工程技术人员在分析过程中,面对的是采掘工程平面图,靠想象来确定其之间的空间位置关系。这种方法费时、费力,效率低。在分析研究采矿问题的过程中应要求首先学会三维知识,让研究人员先把研究涉及巷道的三维空间关系绘制出来。这样,工程技术人员在分析研究问题过程中,面对三维图分析,会得到高效分析的效果。应鼓励技术人员应用AutoCAD软件的三维建模技术绘制三维立体矿井系统模型,把其所研究矿井的三维模型绘制出来。
1) 可以在绘制三维模型的过程中,更加深刻地了解矿井的三维空间结构,可能对所研究的问题有创新的想法。
2) 能够使初涉采矿的工程技术人员,建立起三维矿山系统的概念。
3) 当一个采矿项目结题后,要向领导汇报,当汇报人员将平面图转换为三维矿井立体模型,结合这些模型汇报,会达到高效的效果。
3数值模拟的可视化研究分析方法
3. 1采矿专业研究中存在的问题
1) 课程可视化的意义。矿山压力与岩层控制问题涉及的一般为动态三维空间问题,工程技术人员很难建立动态三维空间的概念,对达到高效分析和研究目的相差较远。即使工程技术人员到矿井现场实习,看到的仅仅是静态的局部现象, 如巷道的支护物破坏或失效、巷道的明显变形、采场顶板的冒顶、煤壁的片帮等,而对产生矿压显现现象的矿山压力及变形破坏过程没有直观的认识。采场或巷道周围的应力是看不见的,只能从理论推导的公式和教材上的图线去想像,对理解矿压理论及培养解决实际问题的能力形成了障碍。通过观测得到矿山开采过程中围岩内任何一点的力,实际是非常困难的。针对上述问题,数值计算方法拥有得天独厚的优势。因而数值计算方法的发展引起采矿界的重视,并逐步引入作为计算矿山压力的方法,在矿山压力及其控制中发挥越来越重要的作用。
3. 2数值模拟程序简介
采场上覆岩层运动是一个非常复杂的动态发展过程,要明确上覆岩层运动范围就必须从顶板变形破坏过程着手。RFPA2D是一个能模拟岩石裂纹萌生,扩展直至断裂全过程的数值分析软件,基于连续介质力学和损伤介质力学原理,具有应力分析和破坏分析两方面的功能。RFPA2D系统能对采动影响下岩体破裂与岩层移动过程进行较为系统的数值试验研究。
3. 3可视化研究实例
1) 煤层开采过程顶板岩层受力变形过程模拟。模型对工作面的开挖过程进行模拟计算,模型上部为自由边界,按照深度施加自重应力;模型左、右边界为简支边,约束水平位移; 模型下边界为固支
。计算工作面不同推进距离时煤层顶板的垂直应力变化情况,以及老顶初次来压和周期来压时煤壁前后方支承压力变化范围。
2) 模拟结果的可视化处理。通过对计算结果的分析处理,可得出顶板岩层随煤层开采出现的离层、垮落过程及其对应的应力分布状况。结果可直观的用于分析研究的讲解实例,达到可视化研究的目的,能够对矿山压力和岩层控制上的理论进行有益的补充。
采矿工程范文第7篇
关键词：不安全技术因素煤矿采矿工程工程施工分析
1煤矿采矿工程中存在的不安全技术因素
1.1掘进过程中的不安全技术因素
掘进过程中存在着一些不安全技术因素，例如冒顶事故，冒顶事故发生的主要原因在于正反拔口位置设置不合理。除此之外，掘进过程中的一些安全事故发生是由于改造眼坡度控制不当造成的，如果改造眼坡度过大，大于30°，那么煤炭自溜速度就会得到提高，如果挡煤板的高度较低的话，煤炭就会利用惯性冲出挡煤板，对施工人员带来一定的伤害[1]。
1.2采煤过程中的不安全技术因素
采煤过程中可能会出现跨帮、窜矸事故，其中，跨帮事故主要是由于放炮震动使空顶过大而导致的；窜矸事故发生的主要原因在于二次回采。施工单位在采煤过程中可以采用单向施工的方法，以防止跨帮、窜矸事故的发生。采煤过程中，如果分斜坡开口或切眼开口设置不合理，也是导致跨帮事故发生的重要原因，例如，不严格按照规定进行切眼开口施工、开口长度不达标，分斜坡与主斜坡的相对位置不合理等[2]。采煤过程中，矸石或煤块的掉落，会对施工人员安全造成极大的威胁。
1.3巷道高度和腰线
煤矿采矿工程施工中，如果巷道高度过低，不仅会对掘进工程造成不利的影响，同时，施工人员在架线作业时，容易发生触电安全事故。巷道腰线设置是为了更好地控制巷道坡度和标高，因此，如果巷道腰线设置不当，使得巷道的坡度和标高难以得到有效的控制，从而为采矿工程施工埋下安全隐患。
1.4采矿工程中的瓦斯因素
瓦斯事故是煤矿采矿工程中必须重视的问题，导致该事故发生的原因是多方面的，最主要的在于没有做好瓦斯抽取工作、矿井下通风不良和存在火源。如果没有做好瓦斯抽取工作或矿井下通风不良就会使得矿井下瓦斯浓度增加，浓度超标的瓦斯一旦与火源相遇，就会引起爆炸事故。
2煤矿采矿工程中不安全技术因素的解决对策
2.1掘进过程中不安全技术因素的控制
掘进过程中，首先要合理选择运巷道拔口位置，在采用两边开口方式进行石门一层煤掘进过程中，就要把内、外开口的牛鼻子位置错开8m以上的距离，以免因巷道拔口跨度过小而导致冒顶事故的发生。石门正穿煤要分两边进行掘进，合理设置正反开口，以保证2个巷道错开的距离和跨度满足安全生产的要求，防止冒顶事故的发生。其次，要合理控制改造眼坡度，通常控制在25°以内，以保障矿区安全[3]。当改造眼坡度需要超过25°时，应该充分考虑局部地段的坡度及改造眼开口位置等。
2.2掘进过程中不安全技术因素的控制
首先，对切眼开口进行合理设计。掘进过程中切眼开口位置应为煤层正倾斜方向，在实际施工中，有些切眼开口方向虽然与煤层正倾斜方向保持一致，但是长度却无法满足施工的实际需求，导致安全事故的发生。切眼开口设计过程中，必须充分重视切眼开口的方向、长度和大小等各项指标，确保其满足实际施工的需求。其次，控制急倾斜煤层主倾斜坡坡度。急倾斜煤层主倾斜坡坡度不得小于23°，确保煤炭能够顺利自溜，提高工作效率。除此之外，要提高施工人员的专业技能以及施工技术对环境的适应性。施工技术手段单一，施工人员专业技能不高也是导致采掘施工中存在安全隐患的重要因素，煤矿采掘施工具有特殊性，如果一味地参考以往的成功经验或采用固有方案而不立足于实际存在的问题和不安全因素，很容易导致施工方案与实际问题不相符，从而导致危险隐患和质量隐患的出现。因此，煤矿掘进开采过程中要加强施工技术和方案的调整与变通，提高施工人员技术水平，防止因施工技术生硬单一或技术人员水平不过关而导致安全事故的发生[4]。除此之外，煤矿采掘过程中，施工技术要与现场环境相适宜。施工单位在选择施工技术和施工方案时，必须对现场实际环境进行充分的勘察和考虑，比如坡度、湿度、地质、地貌、地形等因素。施工图纸中要体现出各种数值的变化，例如，施工人员可以利用施工图纸中的各项数值确定炮眼数量和炸药用量。煤矿采矿工程施工中，将施工技术与实际环境有效地结合起来进行充分考虑，不仅有利于采矿工程施工的顺利进行，对于煤矿采矿技术和煤矿采矿工程的发展具有重要意义，同时能够将煤矿采矿工程施工中的可能出现的安全隐患降至最低，保障施工人员安全。
2.3合理设计巷道中线和腰线
采矿工程施工中，设计人员在矿区设计时需要全面分析矿区，合理控制主斜坡的坡面设计。井下巷道中线设置的主要目的是更好的引导巷道的掘进方向，因此，巷道中线设计过程中要在巷道棚梁上和顶板位置设置3~4个中线点，最佳中线形式为正中线和偏中线。设备的选择以激光束为最佳，从而确定掘进机迎头尺寸的大小是否符合实际掘进施工要求。正如上文所述，巷道腰线设置的目的是合理控制巷道的坡度和标高，巷道腰线设计时通常采用测量仪每隔30~50cm设置一个腰线[5]。煤矿采矿工程施工中，通常采用分层处理的方式进行煤层较厚区域的处理，在此过程中，使得涵道的压力增大，支架出现错位或变形问题，对中线点的位置造成了影响，同时施工方位是不断变化的，因此，为保障施工质量需要将转弯位置的曲线涵道转角与半径准变为弦线或切线。施工人员要严格按照相关施工安全规范的要求进行巷道开拓工程施工，及时发现施工中存在的不安全技术因素，并采取有效的防范措施，避免安全事故的发生。
2.4瓦斯事故防范技术
针对瓦斯事故发生的主要原因，采矿工程施工中，施工单位首先要将瓦斯抽采工作落实到位，应该将瓦斯抽采工作交由专业人员负责，并对瓦斯相关数据进行检测。其次，施工单位必须加强瓦斯浓度的检测，当瓦斯浓度超标时，必须立即将施工人员撤出，同时加强矿井通风，以降低瓦斯浓度。最后，严格要求进入采矿区域的施工人员不得携带火种，并制定奖惩制度，对于违规操作的施工人员进行处罚。
采矿工程范文第8篇
关键词：采矿工程；新模式；现状问题；创新
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2012）17-0177-01
1 我国当前采矿工业的现状分析
我国的矿产资源面临的这样一个问题，人口基数的庞大使丰富的矿产资源人均占有率直线下降，处于人均使用匮乏的状态，并且随着我国各项产业的迅猛发展，煤炭的需求总量与日俱增，能源需求增加供应减少的态势日趋明显，煤炭的开采也越来越不能够满足发展的需求，其中很重要的原因是由于采矿工程的技术与新时代工业发展技术的脱轨，依然保留了传统开采的原始方法，另外由于不合理不科学不正规的开采使近年来矿工的人身安全无法保证，无疑会给采矿业经济效益上带来很大的损失。对于煤炭的使用不科学，不能够进行高效的利用，对煤炭能源来说是一种极大的浪费，就更加重了采矿业的负担，另一方面对使用者本身也会影响到成本的增加，长此以往必然会对全国的煤炭使用产生影响。
2 采矿工业中存在的问题分析
2.1 采矿工程中存在的技术问题
技术的落后严重制约着单位时间内的开采总量，使得在供应阶段出现分时间段的断层，主要是在采矿中所使用的技术不能使资源在最大程度的利用，造成相对严重的浪费，另外小规模的开采生产模式增加了很多成本的投入，资金力量的薄弱也必然会造成很多应该具备的技术设备缺失，致使成本的投入增加，技术水平却要低于全国的生产水平，所以传统粗放型的开采模式应该予以第一时间的转变。
2.2 采矿工业中存在的安全问题
目前多数的采矿工程是要通过大量的采矿工人借助一些地基设备深入到井下完成整个开采过程，虽然根据目前的技术条件已经缓解了一部分需要人为劳动力的操作，但是安全问题一直以来都是无法根除的隐患。在工程施工中，有些自然客观因素无法预料，不能够在第一时间进行有效控制，这就加大了采矿工人的危险性，另外还有一些小规模的采矿团队由于资金成本的限制，不能做到符合国家对于采矿要求的详细安全预备细则，采矿本身就是一项兼具着危险器械的作业。容易引发爆炸、漏水、坍塌等问题，很多安全事故的发生多是人为造成的，虽然在自然环境条件是安全问题的主要诱发因素，但是如果能够加强安全措施就会减少更大的损失和人员伤害。
2.3 采矿工业的国家政策问题
随着煤炭出现需求量有超过供给量的趋势不断出现，很多手中拥有资金的企业开始将投资方向投向煤矿，这是一项能够在短时间内为其货币增值的有效途径，很短的时间内出现了很多开采工程的小团体，从侧面推动了采矿工业的发展和开采数量的增长。虽然国家在很早以前已经有比较明确的关于开采工程的相关政策，但是由于倾注的力度还不够，体系中存在着一定的漏洞，使很多人钻了空子。将一味的攫取利润建立在对于煤炭资源的严重浪费基础上，不顾及工人的生命安全，虽然在后期国家的政策也在跟随时代的发展做出了相应的调整，但是从目前发展状况来看，还远远不够。
3 采矿工程中新模式的探讨
资源的稀缺一直是一个全世界人们关注的焦点问题，当人们发现经济的发展付出的代价是全球资源的枯竭和环境的恶劣，直接影响着人类的生存问题。如此开始对于能源使用便成为研究的重点课题。未来的国家综合实力竞争中会包含能源的占有率和储备量。我国GDP在逐年的增加，但是资源却显得日益贫乏。所以未来能够解决煤炭行业中的问题，找到一条适合社会发展并能够充分利用能源的新模式刻不容缓。
3.1 开发可再生形式
在我们国家的资源不断减少的情况之下，我们能够做的就只有尽可能的减少不可再生资源的使用量，若单纯减少不可再生资源的使用量，会导致我们国家发展的缓慢甚至是停滞不前，这就需要一种一举两得的办法来解决。我们目前唯一可以做的就是配合能源需求以及矿资源特点，从采矿工业入手，进行类别和方法的探讨。找到一条新模式遵循可持续发展的道路。
3.2 实现开采工业的技术转型
虽然采矿工程技术也在逐年的更新，但是无法追上时代的脚步，小小的更新不过是杯水车薪，距离世界的先进水平还有很大的距离，导致我国矿产资源的严重损失，我们可以先要停止一些采矿企业，让其进行技术转型，往环保方向和可持续发展路线的方向去进行改造。然后再根据国家矿业的实际需求量来给每个采矿企业实施限量的开采定额，让其在规定的范围内进行规定量的矿业开采。
3.3 利用更多自然能源
风能以及水能的发电可以取代我们国家利用煤炭来发电的事实，同样的可以为后代争取一点点的时间，随着这些一点点的时间的不断累积，我们的后代就会拥有更加多的时间来解决这个全球性的大问题。
4 结语
由以上叙述我们可以看出，当前采矿业面临的主要问题是如何能够引入更高级的科学技术来指引采矿工程的发展，为了能够使其满足社会发展的需要就要提高生产效率，降低事故的发生，提高安全意识对于采矿应有正确的认识。借用世界的先进经验和设备来辅助开采工作的进行，配合多部门的合理开发技术，及时找出如何能够制约着采矿工程更高效施工的因素，及时利用新模式加以改革。
参考文献