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開采設(shè)計論文范文第1篇

【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，同時也嚴重威脅著礦井的安全生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計[1]，當前我國正在生產(chǎn)的井工煤礦當中，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[3]等人對保護層（也稱解放層）開采的影響范圍進行了研究，田坤云[4，5]、朱勝利[6]等人則對保護層開采的影響效果進行了分析，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)進行研究，并在實際生產(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)計生產(chǎn)能力180萬噸，設(shè)計生產(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推進至160m以遠。其中當工作面推進60m時的采場圍巖應(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 工程實踐

實際開采過程中，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行統(tǒng)計，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，鉆孔瓦斯抽取量也在逐步攀升，并達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煤層的采場圍巖進行卸壓，降低圍巖應(yīng)力。

（2）工程實踐結(jié)果表明，解放層工作面的開采可以促進目標煤層的瓦斯抽排，降低瓦斯?jié)舛?，為進一步開采打好安全基礎(chǔ)。

參考文獻：

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

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

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

開采設(shè)計論文范文第2篇

關(guān)鍵詞：計算機；輔助設(shè)計；采礦工程；應(yīng)用

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

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

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

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

一、計算機輔助系統(tǒng)組成及采礦設(shè)計理念

計算機輔助系統(tǒng)一般以有著圖形功能的交互計算機系統(tǒng)為基礎(chǔ)，包括：計算機主機、圖形輸入板、圖形顯示終端、掃描儀、繪圖儀、磁帶機、打印機以及其他各種軟件。利用交互系統(tǒng)開展采礦設(shè)計，可以邊設(shè)計，邊構(gòu)思，邊畫樣，邊修改，隨時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)計包括：(1)設(shè)計者接受任務(wù)，了解甲方對礦山的功能、經(jīng)濟、制造技術(shù)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)等方面的要求。(2)方案設(shè)計。一方面來自設(shè)計方的要求，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)驗證、修改、定型。將設(shè)計對象表達出來，并根據(jù)功能、技術(shù)、經(jīng)濟、審美等方面的詳細要求和數(shù)據(jù)，對其進一步修改，適之處予以完善，細節(jié)予以補充，最后定型。(4)將設(shè)計果制作成技術(shù)文件，一般包括三視圖、部件圖、剖面以及各種說明等。

二、如何使用計算機輔助設(shè)計

每個人都知道，礦山開采的目標是要開采出礦石，而礦山工程設(shè)計，是工程師、設(shè)計人員應(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和成本，獲取最大的經(jīng)濟效益與社會效益，保證工程建設(shè)的安全和后續(xù)作業(yè)的開展。

實踐證明，采用CAD進行采礦可以提高采礦設(shè)計水平與設(shè)計質(zhì)量，不但能夠使常規(guī)設(shè)計效率得到有效地成千上百倍的提高，還能夠在手工設(shè)計時代根本無法想象的設(shè)計空間展開自由翱翔的翅膀。由于設(shè)計工程師思想、理念、習(xí)慣、表達方式的不同，在設(shè)計環(huán)節(jié)使用計算機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)計工程師在開展設(shè)計之前，要對每一個項目進行深入的了解。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?！痹谠O(shè)計過程中，設(shè)計工程師要做好一周就以下幾個方面的工作：

1.認真做好設(shè)計方案。接受設(shè)計任務(wù)后，首先要運用自己的設(shè)計經(jīng)驗和知識進行設(shè)計構(gòu)思。在這個過程中要進行技術(shù)決策，確定設(shè)計原則，同時對今后設(shè)計過程和要完成的設(shè)計有個整體認識。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，認真開展調(diào)查研究，了解與掌握地質(zhì)勘探、技術(shù)經(jīng)濟、礦產(chǎn)利用指標、礦床儲量、礦山生產(chǎn)力等等信息；二是分析研究已經(jīng)取得成功并在實踐中得到證明的同類設(shè)計資料以及相關(guān)知識，取人之長，補己之短，學(xué)習(xí)和參考成功的經(jīng)驗，開展設(shè)計工作，進行構(gòu)思。才能厚積而薄發(fā)，最后確定設(shè)計方案。

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

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

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

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

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

三、采礦CAD技術(shù)特點分析

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；二要考慮技術(shù)發(fā)展水平。盡管21世紀新的技術(shù)已經(jīng)向三維實體、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：

一是提高設(shè)計質(zhì)量，縮短設(shè)計周期。主要通過使用CAD系統(tǒng)，使設(shè)計過程更加客觀、、準確、高效和規(guī)范。所以，采礦CAD的設(shè)計一定要考慮礦山設(shè)計規(guī)范和工程師的設(shè)計習(xí)慣。

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

三是加強采礦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。

四是從實際出發(fā)進行研究。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)計方式銜接，也符合目前礦山計算機技術(shù)水平。所以，要擯棄過分追求“三維實體設(shè)計”的思想，從礦山的實際需要出發(fā)進行開發(fā)和研究。

五是與時俱進，積極研究。目前CAD軟件開發(fā)正處在一個由二維平面的設(shè)計模式向三維空間的設(shè)計模式過渡。由于存在技術(shù)上的障礙，一時間還難以完成。但是筆者認為，只要我們與時俱進，努力學(xué)習(xí)，認真研究三維實體構(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)計的水平大大提高。

從目前文獻調(diào)研和實際應(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)的標準可以遵循，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”。時代在發(fā)展，科技在進步。綜上所述，目前CAD技術(shù)正朝著開放、集成、智能和標準化的方向發(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；實用性更強的編程與數(shù)據(jù)庫技術(shù)將為該系統(tǒng)的發(fā)展作出新貢獻。我們期待著計算機輔助系統(tǒng)為礦山建設(shè)發(fā)揮更大的作用。

參考文獻：

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[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.填采礦法計算機輔助設(shè)計技術(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.

開采設(shè)計論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：煤礦；掘進技術(shù)；巷道；過斷層

中圖分類號：TD792 文獻標識碼：A

煤礦掘進行業(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，就需要實施深度開采，煤礦開采環(huán)境區(qū)域復(fù)雜。當遇到斷層結(jié)構(gòu)的時候，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，而且還要提高巷道掘進的安全系數(shù)，對促進中國企業(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?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重要組成部分，當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，當有斷層產(chǎn)生的時候，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行斷定。如果頂板和底板的標高有很大的變化的時候，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，以使支護結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。之后就可以繼續(xù)掘進了。

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

（二）通過大型的斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)

煤礦掘進中，如果巷道掘進已經(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，之后進行注漿處理。對于斷面的輪廓線進行設(shè)計，可以參考巷道成型之后的1.5m距離進行設(shè)計。采用這種設(shè)計方式，可以使得巷道內(nèi)的距離超過2m。當所有的這些工作完成之后，就可以采用鉆孔注漿技術(shù)進行加固處理。

當施工完成之后，就可以進行混凝土止?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。當所有的這些工作完成后，就要進行打孔注漿作業(yè)，對于噴漿的密度以及深度都需要根據(jù)斷層結(jié)構(gòu)的堅固程度精心處理。

四、煤礦巷道掘進的過程中通過過斷層所采用的技術(shù)

（一）做好前期準備工作

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)過審核確認之后，就可以組織施工，并做好施工監(jiān)督工作。

其二，當巷道掘進作業(yè)的位置距離斷層大約20m的時候，掘進的速度就要降低，并在掘進的過程中還要對作業(yè)環(huán)境進行勘察，根據(jù)勘察所獲得的結(jié)果對作業(yè)的技術(shù)細節(jié)進行調(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，對施工進度做出新的要求，保證作業(yè)安全。

其三，掘進作業(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，要立即停止掘進作業(yè)，對作業(yè)現(xiàn)場進行勘察，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，掘進巷道之前要開展探孔和卸壓孔工作，由經(jīng)驗豐富的專業(yè)技術(shù)人員對整個的工作過程都要進行檢查并詳細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記錄。對于礦石層所具備的特性以及煤層的特性都要上報給有關(guān)部門，同時還要做好通風(fēng)工作，防治突發(fā)性事件發(fā)生。進行鉆孔挖掘中，要嚴格按照技術(shù)要求執(zhí)行，以防止由于質(zhì)量問題導(dǎo)致風(fēng)險。鉆孔作業(yè)中如果有水產(chǎn)生，就要記錄好出水的部位，將詳細的信息向有關(guān)部門報告，以采取有效的技術(shù)措施。

（二）掘進作業(yè)中需要采取的技術(shù)措施

其一，在斷層面進行巷道掘進作業(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，而沒有達到斷層的一倍厚度，需要進行卸壓鉆孔。鉆孔的方法是在煤層頂板的0.5m之處向另一個煤層鉆孔。鉆孔的深度為20m，鉆孔的數(shù)量為8個，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。

其三，如果斷層的落差非常大，已經(jīng)達到煤層厚度的一倍，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，當然還要根據(jù)鉆孔的實際對其數(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，就要進行深入開采。這不僅對掘進技術(shù)水平的要求很高，而且開采的速度也要增加，作業(yè)的危險系數(shù)也會相應(yīng)地增加。特別是在煤礦掘進過程中遇到斷層的時候，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

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

開采設(shè)計論文范文第4篇

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文獻標識碼： 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

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)場實測

2.2.1實測方法

采用鉆孔沖洗液法進行工作面覆巖破壞的現(xiàn)場實測。該方法的原理是通過觀察鉆孔鉆進過程中鉆孔沖洗液消耗量、鉆孔水位、鉆進速度、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

1）某礦43115工作面共布置鉆孔3個，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。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，當鉆孔鉆進至孔深90.5m處時，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，當鉆孔鉆進至孔深314.5m處時，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：當鉆孔鉆進至孔深74.1m處時，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。當鉆孔繼續(xù)鉆進至孔深90.5m處時，鉆孔出現(xiàn)塌陷夾鉆?？梢源_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：當鉆孔鉆進至孔深178.0m時，鉆孔水位埋深迅速增大，測不到水位，同時鉆孔出現(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。當鉆孔繼續(xù)鉆進至孔深314.5m處時，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10.3，符合軟弱~中硬條件下裂采比為9~18，冒采比達3.8，屬正常范圍。按照上述2個規(guī)程中硬覆巖條件計算的導(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48.7，遠超出中硬頂板條件下裂采比12~18的范圍，甚至遠超出堅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工作面基巖強度大，覆巖運動特征為薄巖層、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，及時充填采空區(qū)，緩解覆巖的破壞發(fā)育。

（2）基巖的強度也是超高導(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。覆巖運動特征為厚巖層，多階段、慢發(fā)展，多個巖層的同步垮落，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

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[2] 沈光寒，李白英等.礦井特殊開采的理論與實踐[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

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開采設(shè)計論文范文第5篇

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，蘊藏量豐富，但自從我國進入工業(yè)化發(fā)展階段之后，工業(yè)化，城市化進程不斷加快，經(jīng)濟高速發(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，于是很長一段時間，對各種礦產(chǎn)資源進行了毫無節(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，加上對礦產(chǎn)資源的提煉方式，提煉技術(shù)難以達到要求，各種礦產(chǎn)資源的綜合利用率低在，在新時期下，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)濟的持續(xù)增長，開始威脅到我國的社會穩(wěn)定和經(jīng)濟安全，對礦產(chǎn)資源進行科學(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，地熱等各種礦產(chǎn)分布廣泛，總的蘊藏量很大，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，但人均占有量要遠遠地區(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，很多深山處偏遠地區(qū)各種礦產(chǎn)蘊藏量豐富，需找礦脈的前景很不錯。但是，我過的礦產(chǎn)資源分布嚴重不均，中西部偏遠地區(qū)，礦產(chǎn)種類齊全，蘊藏量豐富，但是由于經(jīng)濟落后，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，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，難以達到綜合利用的標準，總體礦產(chǎn)資源綜合多次利用程度較低，造成的浪費比較多。

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格系統(tǒng)，很多礦主都是無證件就可以開工勘探，實施越界開發(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，嚴重破壞著周邊的生態(tài)環(huán)境，嚴重威脅著礦區(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)的證件管理不夠嚴格，有些部門和黑戶礦主勾結(jié)，實施違規(guī)發(fā)放證件，甚至是越級跨區(qū)域進行審批，有些礦主未經(jīng)過有關(guān)部門的正是審核批準，擅自進行礦脈開采，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，擅自發(fā)證，這是目前我國礦產(chǎn)資源管理中存在的一個惡性根源，嚴重阻礙著我國礦產(chǎn)資源管理的規(guī)范化。

2.3　采礦施工缺乏合理科學(xué)的開采計劃，缺乏嚴謹?shù)目辈煸O(shè)計，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。開礦時候，都實行亂采亂挖，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)的礦脈實施開采，但由于冶煉技術(shù)和提純技術(shù)落后，難以達到相關(guān)標準，造成了多種礦產(chǎn)資源的嚴重浪費。

3　加強我國礦產(chǎn)資源管理的解決措施

3.1　加強礦產(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)資源進行綜合勘查，對采出的礦物進行分析與評價，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，引進先進技術(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　采用先進的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備，實施科學(xué)采礦。

科學(xué)技術(shù)是促進礦業(yè)發(fā)展的重要因素。有計劃地列礦產(chǎn)資源管理和利用方面的重點和難點問題進行集中攻關(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行強制改造；鼓勵對國家緊缺礦廣誠礦理論和找礦方法的研究，鼓勵礦產(chǎn)綜合開發(fā)、綜合爭利用：通過管理體制改革，促進生產(chǎn)與科研的結(jié)合，促進科學(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)，并嚴格執(zhí)行，促進我國的礦產(chǎn)管理完善，是促進我國礦產(chǎn)管理規(guī)范化，緩解我國能源壓力，實施可持續(xù)發(fā)展的重要舉措之一，必須大力推進。

參考文獻：