采矿技术论文篇（1）

二、煤与瓦斯共采技术的理论基础

限制我国高瓦斯矿井井下瓦斯抽放的原因,主要是煤层的低渗透率和高可塑性,使得沿煤层打钻孔困难,煤层采前预抽效果较差。由于我国含煤地层一般都经历了成煤后的强烈构造运动,煤层内生裂隙系统遭到破坏,塑变性大大增强,因而成为低透气性的高可塑性结构,这使得地面钻孔完井后采气效果差,水力压裂增产效果不明显。而且煤层普遍具低渗透率,一般在0.0000001×0.000001μm²范围内,水城、丰城、霍岗、开滦、柳林等渗透率较好的矿区也仅为0.1×10ˉ³--1.8×10ˉ³μm²,这一特点决定了我国地面开发煤层气的难度很大。鉴于此,我国煤层气开发生产的重点应放在井下,利用井下的采掘巷道,并尽量利用煤层采动影响,通过打钻孔和其它各种有效技术强化煤层的瓦斯抽放。同时,应进一步研究和不断完善提高煤层渗透率的技术和钻孔技术,研究提高气体质量的技术,研究井下煤炭与瓦斯的协调开采配套技术以及煤矿瓦斯利用技术,使之与井下煤层气开发产业配套,实现煤与瓦斯的安全共采。现场测定和实验研究表明,不论原始渗透系数怎样低的煤层,在采动影响煤层卸压后,其渗透系数会急剧增加,煤层内瓦斯渗流速度大增,瓦斯涌出量也随之剧增。因此,只要合理布置钻孔位置和其它相关参数,完全能够高效地实现瓦斯抽放。

三、煤与瓦斯共采技术的研究现状

我国的煤层甲烷研究开始于50年代煤矿井下的瓦斯抽放,其中抚顺、阳泉是抽放量最大的矿区。目前,我国已有123个矿井建立了井下瓦斯抽放系统,年抽放量达6亿m³,抽放瓦斯利用率达80%,但井下瓦斯的抽放率很低,只有20%左右.60年代到70年代,一些高瓦斯矿区抽放的瓦斯气体即可投入民用和小规模的工业利用。70年代末期开始了矿井地面瓦斯抽放工作,主要集中于抚顺龙凤矿、阳泉矿、焦作中马村矿、湖南里王庙矿,并进行了压裂实验,但是效果不佳。80年代初期,国内开始进行煤层甲烷相关资源研究。“六五”期间,煤炭、石油以及地质等行业通过国家重点科技攻关项目对国内煤成气资源进行区域性评价和基础理论研究。随后,国家“七五”科技攻关项目设立了“我国煤层甲烷的富集条件及资源评价”专题,取得了对中国煤层气资源状况的初步认识。华北石油地质局1986年在唐山地区开展了煤层甲烷勘探开发实验和工艺技术研究,并进行了“煤层甲烷评价与开发利用状况”调研。1989年,第一次“开发煤层气研讨会”在沈阳召开,标志着煤层甲烷从“瓦斯灾害”到“优质能源”的认识转变、从“井下抽放”到“地面开发”的技术转移。“八五”期间,国家科技攻关项目设立了“有利区块煤层吸附气开发研究”专题。此后,煤层甲烷的研究重点转移到了开发工艺攻关上。1992年,联合国开发计划署通过全球环境基金资助我国开展了“中国煤层气资源开发”项目,1993年又资助了“中国深层煤层气勘探”项目,对中国煤层气的勘探开发起到了巨大的推动作用。1996年,一批有影响的研究项目和规划相继完成,如原煤炭部计划项目“全国煤层气资源评价”、国家计委Ⅰ类资源勘查项目“中国煤层气资源评价”、国土资源部地质调查项目“全国煤层气综合规划研究”、原石油天然气总公司“九五”科技攻关项目“煤层气选区评价与配套工艺技术”、国家“九五”科技攻关项目“新集浅层煤层气示范开发成套工艺技术及专用装备研究”等。到目前为止,对全国范围内的煤层气资源、分布、储层特征取得了基础性认识,基本明确了煤层气开发的有利地区。但是由于我国的煤层地质现状(地质条件复杂,构造煤发育,瓦斯含量高,瓦斯压力低,渗透率低等),煤层气的地面开发并不能很好解决井下瓦斯问题。现阶段,井下瓦斯抽放方法很多,例如,掘前预抽、边掘边抽、采后抽取、卸压瓦斯钻孔抽取、以及开采层、邻近层、采空区瓦斯抽取等等。因此,如何将井下瓦斯抽放与地面煤层气开发协调地结合起来,更好地实现煤与瓦斯共采,就成为一个值得深思的问题。总之,我国煤与瓦斯共采的研究开发取得了很大进步,但也存在许多有待于进一步研究和解决的问题。

四、煤与瓦斯共采需要解决的关键问题

（一）深入的理论研究

利用采动卸压场与裂隙场增加煤层瓦斯的解吸速度与煤岩的透气性,实现矿井煤与瓦斯双能源开采的思想提出来已经有几年了,按照这一技术思路,我国相关大学和企业进行了必要的研究和工程实践,取得了一定的成果,但是总体上,理论研究有落后于工程实践的趋势,今后在理论上需要解决的主要理论问题有：

1、采动裂隙场的透气规律研究

经过多年采矿学者和技术人员的研究,目前对于采动卸压场和裂隙场的范围已经有了相对成熟的成果和研究手段,研究的技术思路上也相对成熟,有经验的学者已经能够估算出采动卸压场和裂隙场的范围以及随采动影响的变化规律,这对于裂隙场卸压抽放瓦斯具有重要的指导作用。但是对于裂隙场内岩体的破裂情况及破裂分布尚没有相对成熟的研究成果,对于瓦斯气体在裂隙场内的解吸、扩散、渗流等规律以及裂隙场内的透气性等还有待进一步研究。

2、瓦斯浓度分布规律研究

进行煤与瓦斯抽放时的一个重要问题就是要掌握高浓度瓦斯的分布规律,为抽放工程设计提供理论指导。目前需要深入研究的有卸压带、采空区、上覆岩层裂隙场内等不同瓦斯浓度的分布规律,以及它们随着工作面推进以及风量变化等的动态变化规律。

3、瓦斯抽放时的流动规律

主要研究采空区和裂隙场内进行不同压力抽放时瓦斯流动规律、瓦斯气体与裂隙岩体的耦合相互作用规律,研究原始煤体、卸压带与裂隙带内瓦斯抽放过程中固体煤岩物理力学性质的变化,尤其是抽放过程中透气性变化规律等,这些工作需要大量的室内试验和研制专用的试验设备及大量的现场观测与试验研究。

（二）增加和稳定抽放的瓦斯浓度

在原始煤体中进行预抽放的瓦斯体积分数可以达到30%以上,但是由于原始煤岩的透气性低,抽放难度较大,且一般只能抽出煤层瓦斯的20%--30%,煤体中还残留大量瓦斯。在高位裂隙带内抽放的瓦斯体积分数可以达到20%以上,这两部分抽出的瓦斯浓度相对较高,具有利用的前景和可行性,而且目前大部分也进行了利用。在煤层卸压带内和采空区抽出的瓦斯体积分数一般均低于20%,大部分为13%--15%,这主要是由于卸压带内煤岩破裂、空气渗入,采空区顶板垮落,大量空气混入等原因,对于这些相对浓度较低的瓦斯输送、利用和安全保障技术等还需要进一步研究。

（三）低浓度瓦斯利用与提纯

除了原始煤层中预抽和高位裂隙带内抽出的瓦斯浓度相对较高外,采空区、卸压带内抽出的瓦斯浓度相对较低,巷道风排的瓦斯浓度更低,但是这些低浓度的瓦斯量很大,一般会占瓦斯总量的50%以上,如何安全利用这些低浓度瓦斯,一直是瓦斯作为能源开采时的最大障碍之一。目前,在这些方面进行了许多探讨和研究,但是核心问题,如输送与使用的安全问题、提纯的高成本问题等,依然没有解决。

五、煤与瓦斯共采技术原理

煤层的采动会引起其周围岩层产生“卸压增透”效应,即引起周围岩层地应力封闭的破坏(地应力降低-卸压、孔隙与裂缝增生张开)、层间岩层封闭的破坏(上覆煤岩层垮落、破裂、下沉、下位煤岩层破裂、上鼓)以及地质构造封闭的破坏(封闭的地质构造因采动而开放、松弛),3者综合导致围岩及其煤层的透气性系数大幅度增加,为卸压瓦斯高产高效抽采创造前提条件。煤层卸压瓦斯的流动是一个连续的两步过程:第1步,以扩散的形式,瓦斯从没有裂隙的煤体流到周围的裂隙中去;第2步,以渗流的形式,瓦斯沿裂隙流到抽采钻孔处。卸压瓦斯的运移与岩层移动及采动裂隙的动态分布特征有着紧密的关系。

（一）高抽钻孔组抽采技术原理

煤层开采将引起岩层移动与破断,并在岩层中形成采动裂隙。按采动裂隙性质可分为两类:一类为离层裂隙,是随岩层下沉在不同岩性地层之间出现的沿层裂隙,它可使煤层产生膨胀变形而使瓦斯卸压,并使卸压瓦斯沿离层裂隙流动;另一类为竖向破断裂隙,是随岩层下沉破断形成的穿层裂隙,它构成上下层间的瓦斯通道。当采空区顶板充分垮落后,采空区中部岩层和下方的矸石紧密接触,从而使得采空区中部顶板岩层裂隙基本被压实,结合采场空间特点,采空区四周形成了一个环形的采动裂隙发育区,文献称之为“O”形圈。在“O”形圈上方或者下方受采动影响的煤层瓦斯在含量梯度和压力梯度作用下以扩散和渗流的形式向“O”形圈内运移,使得“O”形圈成为卸压煤层瓦斯聚集和运移的主要通道。卸压瓦斯“O”形圈抽采理论表明,卸压瓦斯抽采钻孔的合理位置应打到离层裂隙的“O”形圈内。高抽钻孔组就是在沿工作面倾斜方向靠近回风巷侧布置一组千米大直径抽采钻孔,利用采动裂隙“O”形圈作为运移通道来抽采采空区瓦斯。高抽钻孔组布置靠近在“O”形圈的回风侧,改变了采空区瓦斯流场,有效解决上隅角瓦斯超限问题,且“O”形圈长期存在,抽采钻孔能够长时间、稳定的抽采出高含量瓦斯。

（二）顶板裂隙钻孔组抽采技术原理

采用全部垮落法管理顶板时,上覆岩层下沉稳定后,在采动区沿垂直方向由上至下形成了冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。研究表明,在回采过程中,靠近工作面一定范围内的采空区中部上覆岩层离层裂隙发育,结合采动裂隙“O”形圈,在采空区竖直方向上,形成了一个“∩”形拱采动裂隙区采空区不同瓦斯涌出源的瓦斯在浮力作用下沿采动裂隙带裂隙通道上升,上升中不断掺入周围气体,使涌出源瓦斯与环境气体的密度差逐渐减小直到密度差为零,混合气体则会聚集在裂隙带上部的离层裂隙内。涌入采空区的瓦斯,在其含量梯度作用下引起普通扩散,由于空气的重力产生方向向下的压强梯度,则其产生的扩散流方向,与压强梯度反向,即瓦斯气体具有向上扩散的趋势。因此,在瓦斯浮力、含量梯度及通风负压的作用下“∩”形拱采动裂隙区成为瓦斯聚集区,为采动裂隙带内钻孔抽采、巷道排放等治理瓦斯技术提供依据。由于沙曲矿近距离高瓦斯煤层群的赋存特性瓦斯涌出量大,仅靠高抽钻孔组不能完全解决沙曲矿的瓦斯治理难题,因此,基于上述理论分析,在采空区顶板裂隙区布置顶板裂隙抽采钻孔组,。顶板裂隙钻孔组加强了采空区瓦斯抽采,直接对上邻近层卸压瓦斯进行抽采,减弱了采空区瓦斯涌出强度,从根本上解决瓦斯超限难题。

（三）构建煤与瓦斯共采技术体系

依据以上分析研究,结合本煤层预抽法,构建沙曲矿近距离高瓦斯煤层群“煤与瓦斯共采”技术体系。

采矿技术论文篇（2）

我国发展综合机械化采煤的初期实践也表明，控制顶板的关键，就是防止工作面端面的破坏，因而选择支架不仅仅要有足够的工作阻力，更重要的是对端面无支护空间顶板的有效支护。近年来，我国煤矿发展高产高效的重要经验之一，是以高阻力、大功率、数字化自动控制、高可靠性的装备支持工作面高速长距离推进，高产高效开采必须有可靠的地质保障系统，中国矿业大学韩德馨院士和彭苏萍教授提出，“高产高效矿井地质保障系统是根据高产高效矿井机械化、集中化程度高的特点，以地质量化预测为先导，以物探、钻探等综合技术为手段，并依托先进的计算机技术实现生产地质工作的动态管理。它要求为矿井设计、采区布置、生产准备、采面布置到回采等各个层次或阶段提供可靠的地质保障。因此，要实现煤矿生产的高产高效，除选择优势资源区块为开采场地外，更重要的是对影响煤炭开采的地质因素有系统和清楚的掌握”。需要指出，并不是所有的矿区和矿井都有“得天独厚”的条件，都能创造“世界纪录”。依赖于一定的煤层赋存条件，一个矿区必须有一个合理的开发强度，也决定了工作面应有一个合理的生产能力，才能获得最佳的经济效益。从生态环境保护角度探讨了矿区开发的可持续发展问题，认为应该坚持统一规划、合理布局、适度规模、分散开发、就近转化、保水采煤的开采总方针，坚决杜绝小煤窑滥采乱挖，组建大型集团公司统一开发，作好煤炭液化、气化、水与煤关系的研究工作，确保矿区经济发展与生态环境相协调。煤炭开采也要注意人与自然的和谐共存，夏玉成教授在“构造环境对煤矿区地表环境灾害的控制作用”一文中指出，在不同构造环境下，同样强度的地下采矿活动在地表所造成的环境灾害现象是有明显差异的。在不同构造条件的煤矿区，地质环境的抗扰动能力不同，因而对地下开采的承载能力也就不同。抗扰动能力强的煤矿区可以承受较大的开采强度，而抗扰动能力差的煤矿区，同样强度的地下开采，就会导致严重的地表损害甚至环境灾害。

从这个意义上说，与地下采矿有关的煤矿区地表环境灾害，源于采动，但其形式与发展受控于构造环境。而采动损害是指由于地下采动在地表产生的开裂、沉降和塌陷等严重损害地表生态环境的地质灾害。在构造介质、构造界面特征相似，开采强度也相同的条件下，煤矿区采动损害与其所处的构造应力场性质有关。在构造挤压区，一定的地下开采强度可能不会对地表造成强烈损害；而在构造伸展区同样强度的地下开采则可能对地表生态环境造成严重破坏。长壁开采应该提升到一个新的科学平台，进行开采环境评价以保证合理的开采强度，不损害地表环境。

2规范小煤矿采煤方法

李毅中局长在最近召开的全国小煤矿安全基础管理工作现场会上讲话指出，20世纪80年代初国家放宽办矿政策，提倡“国营、集体和个人一起上”、“大中小煤矿共同发展”，受“有水快流”的影响，个体煤矿大量出现。原有的集体所有制煤矿通过承包租赁、转让出售、股份改造等方法途径，转变为个体或民营煤矿。1995年全国乡镇煤矿多达72919处，产煤6.66亿t，占当年全国煤炭产量的48.9％。2005年8月煤矿整顿关闭攻坚战开始之际，全国共有小煤矿约2.3万处。经过近两年的努力，截至2007年6月底，累计关闭非法和不具备安全生产条件、破坏资源环境、不符合国家产业政策的矿井9075处。据统计在建、改扩建小矿约为3270处。以上合计，目前全国共有小煤矿1.7万处左右。经过整顿关闭之后保留下来的小煤矿，安全生产基础条件总体上得到改善，安全保障能力有所提高。这是对我国小煤矿发展现状的总体认识。目前“合法”存在的有以下几类：长壁留煤柱采煤法：其基本技术特征是工作面长壁布置、长壁推进。一类是每推进一段距离，保留一部分煤柱，形成问歇式推进；一类是在采空区保留一部分煤柱，以支撑顶板防止工作面切顶。现代房柱式采煤法：主要是指引进国外连续采煤机房柱式采煤法或短壁采煤法，和在此基础上发展的现代房柱式采煤，以连续采煤机或掘进机开掘巷房和回采煤柱、机械装煤、采用梭车或胶轮车运输、锚杆支护技术或专用自移支架为主要特征。条带采煤法和条带放顶煤采煤法：这是国内外“三下”采煤，为了控制地表下沉，广泛采用的一种采煤方法。开采区域采用类似长壁布置的方式，上、下部边界分别布置通风和运输平巷，垂直于通风和运输平巷划分若干个开采条带，条带间保留一定宽度的煤柱支撑顶板。还有在若干个条带开采后，保留一个宽度更大的隔离煤柱。采用条带布置，在开采特厚煤层时，沿底板布置开采层，放落其上放的顶煤，称为条带放顶煤采煤法。上述三类采煤方法，实际上也是国内外除典型的长壁采煤方法外，广泛采用的。都已形成自身的关键技术体系，鉴于文章分量限制，就不再赘述。长壁留煤柱开采，是国外在发展综合机械化采煤前，采用的四类采空区控制方法之一。主要是单体支柱支护的条件下，支护阻力不足以抗御顶板压力时采用。长壁留煤柱采煤方法长壁工作面不能连续推进，遇煤柱就搬家，一般采用单体支柱，制约生产能力，需要进一步改进。

3复杂地质条件下工作面高效开采技术

3.1地质条件

煤矿93下07工作面煤层平均厚度2.98m,煤层平均倾角11°,最大倾角15°,工作面整体为单斜构造,小构造极为发育,密度大,落差不太大。掘进过程中,上、下巷道及切眼共揭露小断层53条。工作面直接顶为细砂岩,直接底为粉砂岩。最大涌水量为72m3/h,低瓦斯,有煤尘爆炸危险。

3.2过断层技术的论证

根据断层密,而落差较小的地质状况,综合各种过断层方法的利弊,并通过经济技术比较、技术可行性研究以及对设备性能进行充分研究的前提下,决定采用加强支护强行过断层的方法开采93下07工作面。工作面强行过断层,由于断层带附近裂隙发育,煤岩的整体性破坏严重,断层附近的煤岩破碎严重,综采面向前推进很容易形成端面冒顶,影响工作面的正常生产,为了分析综采面过断层时产生冒顶的原因,下面以综采面过下断层从上盘向下盘推进为例来说明，当综采面从上盘接近断层面时,断层破碎带弱变区A范围内的煤层因破坏严重,其内聚力几乎为零,容易发生片帮,使端面空项距增大,破碎的顶板岩层很容易造成冒顶。

3.3端面控制

综采工作面破碎顶板的端面冒顶是影响生产的重要因素,据调查,因顶板控制不好造成工作面停产时间占总停产时间的2614%。93上07工作面由于断层的影响和顶板本身性质的原因,顶板管理难度较大,因此端面控制也是实现工作面高产高效的一个重点。(1)端面距是影响生产的主要因素之一,研究表明,随着端面控顶距离的增加,顶板冒落度也随着增加。在93上07工作面开采过程中,要密切监视和严格管理顶板,在断层顶板破碎处及巷道三角点处时要用坑代品、工字钢、板梁及时接顶,防止空顶。顶板出现冒落时,要及时打木垛控顶。此外,端面距增加也是煤壁片帮的一个原因,因此在开采过程中要控制好采高,利用好支架的护帮作用,尽量减少片帮的面积和数量。

3.4工作面开采过程中的其他因素

采矿技术论文篇（3）

恒压频比控制属于开环调节,通过保持异步电机电压和频率之比近似相同以调节煤矿电机转速的调节方法。V/F控制最大的优点,就是使用简单,没有复杂的算法流程、坐标变换及电机模型辨识过程,用户使用起来十分的容易。而且,由于属于开环控制,即便在负载出现任意扰动的情况下,输出值也保持固定,不会受到什么影响。所以在某些时候,尤其是稳定度要求高的情况下,会采用该种控制方法。但由于其开环控制特性,控制精度低,无法像矢量控制那样实现无偏差控制。这种控制方式主要运用于对精度要求不高的煤矿设备,如风机、水泵等。

1.2转差率控制

根据电机转速计算公式,转差率控制是通过改变电机转差率的大小来实现对电机转速进行改变的控制方法。主要通过改变电机定子电压和转子电阻的方式进行。小功率电机或者电机转速较慢的情况下会采用转差率控制方法。恒压频比控制和转差率控制方式都是基于电机系统的稳态模型和在稳态运行规律下进行控制的。这两种控制方式无法对电机内部磁场的大小和位置进行控制,因而电机只能实现较为精确的转速控制,而转矩控制能力差。要想精确控制转矩,就必须在动态过程中对电动机的磁场大小和位置进行控制。

1.3矢量控制(VC)

矢量控制是目前煤矿自动化领域中比较先进的控制方法。交流异步电机是一个十分复杂的系统。矢量控制的基本控制原理就是通过对异步电机定子电流在不同坐标系下进行矢量变换,最终将电流分解为可以分别控制的用于励磁分量和用于产生电磁转矩分量。矢量控制策略的基本思路就是将交流异步电机的耦合变量解耦,实现各个变量的独立控制,使异步电机和直流电机一样,获得良好的控制性能。

1.4直接转矩控制(DTC)

直接转矩控制技术是基于矢量控制理论而建立的一种新型交流异步电机控制技术,直接转矩控制将不会像矢量控制那样考虑变量解耦的问题,而是直接控制电磁转矩。直接转矩控制不需要将交流异步电机转化为直流电机的数学模型,而只关注电磁转矩的变化。因此,和矢量控制不同,直接转矩控制无需进行复杂的坐标变换和电机数学模型。但是,直接转矩控制也有其缺点,例如低速情况下转矩脉动大,启动电流冲击大等。目前,兆瓦级的大功率电牵采煤设备中直接转矩控制方法运用的较为广泛。

2自动化系统在煤矿采煤中的应用

2.1试验台机械结构及总体布置

变速器试验台是一个综合了机械、电气、液压原理的机电系统。其具体工作原理是驱动电机连续输入额定转速和扭矩,以模拟变速器在煤矿采煤工作中的输入工况。由于驱动电机最高转速的限制,往往无法达到发动机最高转速的要求,因此,在驱动电机后加入一个升速齿轮箱,以满足采煤系统的试验能力要求。为了更接近矿区采煤的真实工况,在变速器输入端增加一个惯量盘,其旋转时的转动惯量与在离合器飞轮和传动轴旋转时产生的转动惯量相同。试验台的末端是加载装置及其匹配的冷却系统,它能给变速器施加阻力矩,以模拟设备采煤时的负载和道路阻尼。

2.2驱动设备的选择

驱动设备需要给试验变速器输入试验所要求的转速和扭矩,驱动设备可以采用内燃机,也可以采用电动机作为输入动力源。两种不同的动力源均有其各自不同的优缺点。采用内燃机作为采煤系统驱动端,使得试验更加接近变速器在采煤应用中的实际工况。但是内燃机也有较多缺点,比如噪声大,产生的废气污染环境,而且内燃机转速和扭矩不易控制,会导致试验结果产生较大的误差。采用电动机作为试验台动力源有噪音小、占地面积小、启停方便、无污染、易于控制等优点。正是因为采用电动机作为试验台动力源具有较多的优点,目前电动机已经广泛应用在各种煤矿传动系统试验设备上。

2.3加载装置的选择

加载装置在整个采煤系统中为被测变速器施加负载转矩,目前主流的工业设备一般采用测功机作为加载装置。测功机一般用于测试发动机的功率,也可作为齿轮箱、减速机、变速箱试验设备的负载装置。测功机主要由功率吸收、负载调速、转矩调节和冷却部分组成。根据负载转矩输出方式的不同,一般可以将测功机分为水力测功机、电力测功机和电涡流测功机三种。自动化采煤系统一般采用开式布局,在保证试验需求的情况下,基于上表的三种测功机的性能对比,采用电涡流测功机较适合于基础的自动化采煤系统。该文采用一台长沙湘仪动力测试仪器有限公司生产的CW-150系列电涡流测功机作为研究对象,其额定吸收功率为150kW,额定扭矩为520N•m,额定转速为2500rpm。

2.4发动机速度特性分析

该文所建立的自动化采煤系统模型,选用交流异步电机作为试验台架的驱动系统,驱动试验变速器及负载机构的运转。这里所选用的驱动电机应能完全覆盖被测变速器所匹配采煤设备发动机的全部性能和运行工况,同时还应具备转速和转矩的调节能力。为了使试验结果更加准确,这里我们先要对发动机的速度特性进行简要分析,从而为异步电机参数的确定提供理论依据。

2.5驱动电机主要参数的确定

在确定了采用交流异步电机作为驱动电机之后,就必须确定驱动电机的各种参数,从而完成异步电机驱动的变速器试验台动力学仿真。而部分电动机参数的确定必须参照发动机相关参数的确定原则,这样才能提高驱动电机模拟发动机驱动的精确度。对于任意的一台异步电机,它的参数例如定子电阻、转子电阻、定子漏感、转子漏感、定转子互感、电机极对数以及转子的转动惯量等是异步电机所固有的参数,需要通过电动机试验进行选定。而对于额定功率、额定转速和额定转矩等动力学参数,需要根据电动机所使用的特定场合进行选定。由于这里是用异步电机模拟汽车发动机作为驱动源,则其动力学参数参照发动机的参数确定则。

采矿技术论文篇（4）

的前提条件，我国的煤矿企业众多，分布广泛，其规模与大小都存在着较大的差异，目前的规章制度只能够把握整个煤矿行业，漏洞严重。由于相关规章制度的缺乏，很多煤矿企业的管理工作混乱，违规操作严重，这也是导致安全事故频发的主要原因。此外，部分煤矿在采矿管理方面尚有诸多问题亟待整改。比如，企业安全生产管理机构尚未健全、安全管理人员数量不足；岗位责任制未得到有效落实；生产矿井证照不全或过期；部分矿井存在私挖滥采现象、超层越界开采、以探代采、超核准范围和核定人员组织生产建设等非法违法违规行为；更有甚者将矿井非法挂靠、层层转包，一矿多井等现象依然存在；有的矿井为偷税漏税，存在“两套图、两本账”等弄虚作假，蓄意逃避监管等行为。这些问题若不及时整改，很有可能引发更大的管理漏洞。

1.2缺乏专业技术人才

煤矿开采对于开采人员的综合技术水平要求很高，就现阶段来看，我国很多煤矿企业，尤其是中小型煤矿企业都存在着专业技术人才缺乏的问题，矿工综合素质水平普遍不高，知识水平扎实的技术人才不仅能够保证煤矿开采进程的正常进行，也能够降低安全风险的发生率。但是由于缺乏专业性技术人才，就导致很多采矿技术无法得到科学的使用。

1.3管理人员只看中眼前利益，影响了新技术的推广

今年以来，受全国煤炭产量过剩，供需矛盾加大和煤炭价格大幅下滑的影响，煤矿生存压力越来越大，部分煤矿减少安全设施投入，消减安全管理人员，安全设备，运转不正常，对安全生产埋下了隐患。煤矿生产者的根本目的就是为了获取到经济效益，煤矿行业属于典型的高危行业，不仅安全事故发生率高，还需要投入大量的资金，经过长时间后才能够收回成本，如果企业资金投入不足，资金量就很容易出现断裂。在这种因素的影响下，很多煤矿经营者不愿意冒风险引进新技术，依然使用现在的技术，他们只看重眼前利益，不愿意花费资金来研发新技术，这就在一定程度上影响着新技术的推广，采矿效率一直难以得到提升。

2促进煤矿安全与采矿技术发展的对策

2.1完善规章制度，促进采矿技术的规范化发展

在未来阶段下，需要根据煤矿资源的开采要求建立好科学完善的规章制度，明确企业的工作目标与工作流程，让管理人员与工作人员可以全面的了解自己的工作任务与工作方式。在确定好任务与方式之后，即可将责任落实到每一个人身上，只有实施该种制度，才能够促进新型技术的规范化使用。只有做到这一点，大家共同配合才能够在保障工作效率的同时促进采矿技术的规范性发展。

2.2加强培训，提升矿工的综合素质

综合素质过硬的人才是保障企业可持续发展的重要保证，煤矿安全与采矿技术的应用发展与技术人才有着密切的关系，基于此，煤矿企业必须要定期对技术人员开展培训工作，提升他们的技术水平与责任意识。还要注意到，矿工是煤矿开采工作的实施者，他们从事的工作重复、繁琐，虽然他们对自己的工作熟练，但是其工作都是体力活，为了激发出他们工作的积极性与主动性，企业需要加强对矿工的培训，将理论与实践进行有机结合，让矿工能够不断的掌握新知识与新技术，从而不断的提升企业生产效率。只有打造一支综合水平过硬的队伍，才能够为煤矿企业的高效生产奠定好坚实的基础。

2.3加强创新，不断研发新技术

为了避免煤矿管理者只注重短期利益导致煤矿安全与采矿技术受到限制的问题，政府可以制定好一系列的鼓励措施，让他们可以积极的去创新，引导他们发展新型安全与采矿技术。煤矿企业与其他行业一样，科学技术是第一生产力，虽然新技术的研发复杂、艰难，也会耗费大量的人力、物力和财力，可是，一旦新技术在生产工作中得到使用，就可以为企业带来很好的价值。在传统模式下，政府主要采用技术产权保护、研发补贴等方式来鼓励企业开展技术创新，这对于促进新技术的发展起到了很好的效果，但是，这些政策主要针对一些新型企业，并未制定与煤矿企业相关的法律，这也是制约煤矿安全与采矿新技术发展的重要原因，为了解决这一问题，政府需要根据煤矿企业的生产经营特征制定出相应的鼓励措施，这样，煤矿企业既能够研究新技术，也可以享受到政府的优惠政策，这对于企业的安全生产与长远发展都是十分有益的，而对新技术的产权保护工作不仅是政府对于企业技术上的认可，也是对煤矿企业劳动成果的保障。

3开展煤矿安全生产大检查

安全生产大检查的各项工作均采取“不发通知、不打招呼、不听汇报、不用陪同和接待，直奔基层、直插现场”的“四不两直”方式进行，并按照“企业全面自查、市县重点督查、省级同步突查”的交叉方式组织开展。检点为各县区煤炭行业管理部门、各主体企业对“不放心煤矿”挂牌管理制度的贯彻落实情况；以瓦斯、水患、火灾防治为重点的煤矿隐蔽致灾因素普查及治理工作情况；防治水、防汛、瓦斯等专项检查查出的隐患和问题的整改落实情况；安全生产应急预案编制、修订、备案、演练情况以及汛期安全生产工作安排部署情况、领导带班和应急值班情况等。

采矿技术论文篇（5）

2开拓井巷工程施工不安全技术因素

开拓井巷的设计施工中，经常会存在下部车场轨道安全间隙过小等不安全因素，如果不能掌握巷道的所有信息，就会导致在巷道设计过程中出现高度过低的情况，并且在对巷道的腰线进行设定时也存在很明显的不安全因素。只要是其中有一个环节存在不安全因素，就会影响整个采矿工程的正常进行。

2.1下部车场轨道间安全间隙过小对于下部车场的设计，车场间隙一般确定为1.3m，但是在实际施工中很多矿井的安全间隙仅有1.3m。在这种施工的情况下，一旦车场运输任务重，并且运输车变形或者材料车过宽的情况下，很容易因为双轨之间的挤碰而威胁到工作人员的人身安全[3]。因此，在对下部车场进行设计时，必须要充分考虑超宽运输车可能通过的情况，增大间隙到1.4m左右，确保运输工作能够正常进行。

2.2巷道高度过低巷道掘进施工一般都是采用砌碹支护开拓作业的方式，半圆拱形断面首先的也是掘进方式，一般情况下会将墙的高度控制在1.2m上下。就采矿井巷实际施工情况来看，存在少数的矿区没有采取规定的方式来对巷道进行开拓，很多大断面积的巷道墙高为1.1m左右，这样在巷道进行架线时，高度不能达到架线以及施工的安全标准，在后期的施工过程中很容易就出现触电安全事故。因此，在对巷道进行开拓施工时，必须要严格结合当地实际情况来进行综合分析，确定最终的巷道墙高，保证其能够满足工程施工的安全需求。

2.3巷道腰线设计不合理中线与腰线主要对井下巷道进行施工控制的，其中中线的主要是对巷道的掘进方向进行指导，一般情况下应在巷道顶板位置或者是棚梁上设置3~4个中线点，选择用正中或者偏中线的形式来表示，而设备可以选择激光光束的方式来确定掘进迎头的尺寸是否合理。而腰线的作用主要是完成对标高与坡度的控制，以水平尺等施工工具延伸到掘进迎头的位置来探测腰线所在位置是否合理[4]。在实际施工过程中，一般都是在间隔30~50cm的位置用测量一起设置一个中腰线。并且针对煤层较厚的区域，为保证掘进的正确性，还需要对巷道进行分层，在开采难度降低的情况下，巷道的压力也会增加，而支架承受压力过大发生变形后就会对设置的中线点造成影响，使其不能够完全保证在同一水平线上，进而会造成巷道施工质量减低。并且，在实际的巷道施工过程中，受地质地形等因素影响比较大，往往会造成施工方位的变化，为了保证工程施工质量，需要将拐弯处的曲线巷道半径以及转角等转化为切线或者弦线。

3采掘面不安全技术因素

采矿工程采掘面的工程施工，也会存在一定的不安全技术因素，例如急倾斜煤层主斜坡设计中存在的坡度过小不安全技术因素，以及存在切眼与分斜坡开口的施工问题，还有改造眼拐弯处过多以及反眼坡度设计过大等问题等，都会对工程的安全施工造成不良影响。

3.1急倾斜煤层主斜坡坡度过小为满足工程安全施工的要求，在对采矿井巷采掘面进行设计时，必须要通过全面分析后做好对急倾斜每层主斜坡坡度的控制。但是在实际施工过程中，即便是有明确的倾斜角度作为参考，也会出现各种各样的施工问题，最终导致主斜坡坡度不能够满足工程建设要求，导致煤炭在受到自身重力影响后也不会出现下降，很大程度上影响了工作效率。

3.2切眼口及分斜坡开口矿井采掘面进行切眼开口设计时，如果没有按照每层正倾斜的方向进行设计，或者是沿着要求的方向设计但是最终确定的长度不够，形成的三角带切眼，很容易就会出现煤柱垮塌的现象。因此，在对采掘面切眼口进行时设计时，必须要严格按照相关要求来进行，以免因为设计不合理而出现各种质量问题。

3.3反眼双向施工从布置在巷道底层的煤层底板来看，如果采用反眼双向施工的方式，经常会因为放炮震动而对反眼头煤柱造成影响，甚至会因为空顶过大的原因，最终导致垮帮问题的出现，无法进行正常的维护工作。在对采掘面进行此项施工后，往往会在本区段回采完成后，无法保住煤柱，在二段回采过程中将会出现窜矸问题，进而会对工程的正常开采造成负面影响。因此，为保证工程的顺利施工，确保煤柱不会受到损伤，在反眼头施工时，应该选择单向施工的方式，以此种方式来保证回采与正规推采都能够顺利进行。

4提高采矿工程安全性改进策略

4.1井巷工程施工安全策略对于井巷工程施工时，在设计中部车场时应该选择单道起坡的施工的方式，可以确保采矿井巷工程中部车场设计与施工工作的顺利进行，并且可以降低施工成本，重要的可以避免空车在道岔行驶过程中发生倒掉，保证挂钩工作人员的生命安全。为保证采矿工程的安全施工，要求设计人员必须要对矿井进行全面分析，将巷道曲率半径控制在12m左右。并且下部车场的谁及应该尽量避免将其设计在弯曲巷道中，将其设计在直线巷道中，避免对电机车司机的视野造成影响而发生安全事故。

4.2开拓巷道施工安全策略在对下部车场轨道进行施工时，应加强对之间安全间隙的控制，为避免受运输车重量过大或者是运料车过宽等因素影响，造成挤压而产生安全事故，应该将间隙控制在1.3m以上，大概1.4m左右为佳。另外，采矿巷道施工一项的安全措施就是保证用电安全，为了确保线路的架设高度达到安全标准，必须要确保巷道墙高能够满足施工要求。另外，应该加强对中线以及腰线的控制，保证掘进工作面的正常。

4.3采矿工作面安全策略采矿工作面的安全技术策略，需要结合存在的不安全因素进行分析，在全面了解矿井工程实际情况后，以满足工程正常施工为根本目的，采取最有效的施工技术。例如针对三角带煤柱垮帮事故，在施工时应该严格按照规定对切眼的开口进行操作，保证施工中切眼开口长度、方向以及各项参数都能够符合施工要求。

采矿技术论文篇（6）

2煤矿绿色开采的技术体系

煤矿绿色开采技术从广义上讲是在开采时要尽可能降低对环境和其他资源的污染等不良影响，从而获得最大的经济效益和社会效益。具体讲，煤矿绿色开采技术体系主要包括以下内容:首先是“保水技术”，即对水资源的保护。其次是通过离层注浆、填充和条带开采来保护土地资源和建筑物。第三点是安全合理地从矿井保护层及安全面抽取大量瓦斯，避免施工时发生突发爆炸等危险，同时也达到了煤矿与瓦斯共同开采的目的。第四，为了保护煤层巷道安全的支护技术与减少矸石排放的技术。第五，地下气化技术。这五种技术共同构成了煤矿绿色开采技术整体体系。实际上，由于煤矿开采所导致的环境变化与安全问题都和开采后所造成的地质岩层运动有关，因为岩体岩层被开采所破坏。所以煤矿的绿色开采技术主要要基于以下几点理论来展开，首先就是开采之后岩层内可能存在的“节理裂隙场”分布和离层规律。其次是岩体由于受到应力而被破坏，所以必须通过岩层的控制技术来保证岩体不会被进一步破坏。最后是要研究开采对岩层地表移动所造成的影响规律。

3绿色开采技术的应用实践

3．1关键层理论

岩层在煤矿开采时受到巨大应力，导致被破坏，所以必须采用控制技术来保护岩层。近年来为了突破这一难题，岩层的关键层理论应运而生。关键层理论之所以被提出，就是为了研究覆岩中硬度较高的厚硬岩层可能在开采过程中出现的节理裂隙，这些裂隙的分布对瓦斯抽放、保水工程以及开采沉降控制可能产生影响。所以，关键层理论可以被视为煤矿绿色开采技术的理论基础。

3．2卸压瓦斯抽放方案的优化

经过不断的实践得出结论，如果煤层开采导致岩层出现移动，即便是渗透率极低的煤层，其渗透率也会骤增数十倍甚至百倍，这就为煤层的气送运移及开采创造了条件，所以煤层的瓦斯抽放应该是我国煤矿绿色开采技术的主要途径之一。因为煤矿绿色开采技术与关键层理论的核心思想就是将煤层气作为一种资源充分利用于采煤过程中，通过岩层的移动和对瓦斯抽放的卸压作用来优化抽放方案，进而提高瓦斯的抽出率。所以要做到煤炭与煤层气的双向共采，就必须在开采过程中形成采瓦斯和采煤两套系统。借助岩层运动的规律与关键层理论中节理裂隙场的分布规律来抽放瓦斯。

3．3具体实践应用

通过关键层理论中的采动裂隙分布规律，建立了抽放瓦斯的O形圈理论，在我国淮南、阳泉等重要矿区已经投入试验和应用，O形圈理论也是瓦斯抽放钻孔位置选择布置的理论依据。另外，邻层开采煤层的下位关键层会产生破断运动，这种运动有利于控制煤层裂隙的发育。例如阳泉3矿的13煤综放面，初期开采时它的上邻近层在瓦斯卸压及抽放时会遵循抽放孔巷随着开采进程由采空区中部移动到O形圈内的规律。所以阳泉3矿13煤的综放面邻近层的瓦斯卸压就应该采取瓦斯向高抽巷布置的方案进行优化。最后是煤炭的地下气化技术，这是一种整体性很强的绿色开采技术。它对于水资源的保护很看重，比如通过对煤炭进行控制性燃烧来控制地下煤炭气化所产生的苯与酚对地下水资源的污染，以及因为煤炭燃烧所形成的二氧化碳的抽放处理等等。

采矿技术论文篇（7）

中图分类号：C353文献标识码： A

1.引言

21世纪以来，我国经济得到了飞速发展，其中对煤炭等能源的需求也日益增大。现代化的采矿技术必然是与高新科技紧密结合在一起的，其发展的方向也是高产、高效和高安全性。主要依靠现代化的科研技术，不断提高和改善矿产资源的开采技术。同时，在不断优化升级现代化的采矿技术的基础上，更应该继续发展全方位、多层次、多样化的采矿技术。目前，我国采矿技术已经趋于成熟，其理论和实际运用水平也得到了较大改善，但是仍然存在不完善的地方，尤其是深层次的采矿技术，还存在大量不稳定因素。因此，我国采矿技术依然还有较大发展空间，尤其是在深层次采矿技术方面，还需继续提高采矿产量和采矿效率。

2.采矿业开采方法的选择原则

目前，采矿业中根据不同的采矿技术，有不同的采矿原则和适用条件，本文主要就大采高开采和放顶煤开采两种开采方式进行分析阐述。

2.1大采高开采适用条件与选择原则

大采高技术是已汇总利用机械来获取煤矿资源的一次采煤方法，一般用于较薄的煤层，其倾斜角度也较小，所以限制条件较多。其明显的特点是支架高度大，采煤机功率大，导致其投资也大，但是其产量高、效率高，并且一般适用于集中生产，其井下布置工作也较简单方便。大采高采矿与分层采矿相比，具有效率高、产量高等明显优势。在当前我国采矿技术条件下，采用大采高技术需要满足的原则和条件主要有：（1）采矿地面地质构造简单，地势平坦，断层和褶皱较少，其水文环境及地质条件也较简单；（2）采煤层煤质较硬，厚度适中，一般在3.5~6m之间，另外，煤层较稳定，变化系数不大；（3）工作煤层倾斜角度较小，不超过15°；（4）采矿煤层属于随时采随时冒，即能较快的填充上面已被采空的煤层，这就要求煤层底板较稳定较坚硬；（5）此类采矿条件需要较重型的运输条件作支撑，因此其煤矿层要满足大量大采购需求[1]。

2.2放顶煤开采适用条件与选择原则

放顶煤开采具有高产高效、巷道掘进率低、工作面搬家面次数少、有效减少原材料等的消耗，同时还能灵活适应不同的煤层地质条件，并且在一定技术水平支持下能实现机械化大规模开采。尽管目前放顶煤开采还存在一定的问题，但还算由于其明显的优势，使得其在当前煤矿开采中的运用越来越多，也必将成为以后采矿技术的重点推广技术之一。放顶煤采矿技术同样有其特定的使用条件和选择原则，主要表现在一下几个方面：（1）采矿煤层厚度较大，一般超过5m，但是小于10m为最佳。同时当煤层厚度小于4m时是不允许采用放顶煤开采的，另外，对于煤层厚度变化系数较大的煤层采用放顶煤采矿具有更大优势，其采矿的产量和效率也较明显，因此，能获得更大的经济效益；（2）煤层的深度较大，不得小于100m，稳定煤层最好在地下300m以上；（3）煤层中允许存在夹石，但是其厚度不得超过0.5m，不然就需要采用碎石措施；（4）煤层的倾斜角度可以较大采高技术大，但是最大不能超过30°。

3.采矿业发展现状

3.1采矿方法和工艺现状

近年来，我国采矿技术得到了较大发展和提高，尤其是开采煤矿出现了高集约化和高产量高效率的采矿技术。其进步不仅仅体现在采矿技术的提升上，其采矿生产过程的监控和管理水平也得到较大发展，使得整个采矿过程更加科学合理，大大提高了采矿技术的效率和经济水平。当前，我国采矿技术面临的主要难题有：硬顶版控制技术，主要是埋深浅和地压小的硬厚顶板技术，还需要研究开发成套设备等配套技术；另外，硬厚顶煤控制技术，除了开发深浅外，还需要支撑压力小等特殊条件的快速处理技术[2]。

3.2深矿井开采技术现状

深矿井开采的主要技术体现在对煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井的通风等技术处理上。目前，我国深矿井开采技术需要攻破的难题主要是对煤矿周围的环境进行调查和分析，了解各种因素存在变化的可能性，然后对整个采矿过程进行科学有序的监督和风险防范。这显然离不开现代化的高新科技设备和仪器的支撑，离不开深矿井开采技术的相关配套设施。另外关于其关键技术的攻克也是当前深矿井开采技术需要注意的方面，尤其是对施工场所的监控和热害处理技术与装备的优化升级与提高。这些都是保证深矿井开采技术得到安全保证的关键。

3.3现代化开采技术的保障系统下现状

在高新科技水平的支持下，我国现代化的采矿技术得到了不断发展，其中包括三维地震勘探技术，这一技术使得对采矿的地质层和地质构造有更加明确的认识，从而对采矿环境有更多了解，保证采矿的经济效益。另外，关于探测理论的研究，也使得采矿技术在理论上得到一定的发展，从而对采矿这一实际作业形成一定帮助。尤其是关于地质层以及采矿技术设备等方面专业的理论研究，通过充分利用各学科不同的原理和现象，对采矿进行理论上的新研究，从而对采矿方法和措施提出新的要求和建议。同时，随着计算机技术和网络技术的新发展，充分利用计算机精密仪器能有效提高采矿的精准度，尤其是对地址层的厚度以及其他地质人文条件进行精确测量有着重大贡献[3]。

4.结语

总而言之，在当前科学技术和经济条件不断发展和提升的背景下，采矿技术的发展将是不言而喻的。尤其在能源日益紧张和稀缺的条件下，提高采矿质量和效率是每个国家都追求的重点。我国的煤炭和其他矿产资源的开采更应该注重效率的提升和经济效益的提高。因此，提高采矿技术，明确适合的采矿条件，选择合适的采矿技术都能在一定程度上提高采矿的经济效益。我国采矿技术的现状是符合采矿业发展趋势的，不论是在技术选择方法上还是选择原则上都有一定的经验，所以，采矿技术发展一定会越来越明朗。

参考文献

采矿技术论文篇（8）

1 黄金矿山采矿简介

矿山地下开采工作在我国金属矿山中占着非常重要的地位，有色金属和黄金矿山90%以上均采用地下开采工艺。由此可见，地下采矿技术在我国的黄金矿产开发方面有着重要的作用。

我国的黄金矿产资源种类齐全、类型繁多。黄金矿床有岩金矿床、砂金矿床和伴生金矿床三种。主要工业类型有：矽卡岩型、微细粒浸染型、糜棱岩型、蚀变岩性、石英脉型、破碎带蚀变岩性等矿床。尽管黄金矿产的资源种类、数量较多，但是随着开采时间的持续，开采速度与数量的不断增加，造成砂金资源量已经在不断的缩减，而岩金在我国的资源处于贫矿多，富矿少、小矿多，大型、特大型矿较少，缺少世界级大型矿床的局面，同时有些资源因为种种原因难以充分利用，这一系列原因给我国黄金矿山的发展造成较大的阻碍。如果以后黄金矿山地下采矿技术得不到发展与提高，那么未来的黄金矿业发展将会举步维艰。

2 黄金矿山地下采矿技术的现状分析

目前，我国黄金矿山中，砂金矿的开采开发已经接近尾声，黄金矿产资源开采以岩金开采为主，主要还是地下开采。随着科学技术的不断进步，特别是近几年来，由于数字化、自动化设备的不断开发与应用，我国黄金矿山地下采矿技术和装备水平也得到了较大程度的提高，采矿的效率以及采矿回收率等采矿技术的指标也呈现出同步增长的态势，工人的安全保障也得以进一步加强。这样的发展状态使得我国黄金矿山地下采矿技术水平达到了一个新的阶段。我国的岩金矿山当前使用的采矿方法有三大类：空场法、充填法、崩落法。进入21世纪后，在三大类采矿方法基础上，大约扩展到了30多种回采工艺，其中主要是以浅孔留矿法为主的与多种方法相结合的采矿方法。每种方法都有其不同的优缺点。

如：浅孔留矿法，所需要的采切工程量小，设备少，投资低，工艺简单，出矿效率高，达到产量标准的速度相对较快，所以这种采矿方法适合在中小型的矿山，但是浅孔留矿法在操作过程中也有着不少缺点亟待改正，像采场回采时平场和二次破碎的工作量较大、工人劳动强度高、难以实现机械化，采空区需要及时处理等等。充填采矿法，黄金矿山由于力求提高回收黄金资源，所以充填法所占的比重较其他类型矿山高，类型亦较多，主要有上向水平分层胶结充填、缓倾斜的垂直分条充填、削壁充填、点柱尾砂充填采矿法，它是采矿工艺技术中采矿损失率最少，矿石贫化率最低的一种采矿工艺，这种采矿方法也被我国黄金领导部门所大力提倡。但是，美中不足的是其工艺较为复杂，生产成本较高，基建投资较大。崩落采矿法，是以崩落围岩实现采场地压管理的一种采矿法，贫化率高，需要地表允许塌落，使得采矿方法的应用受到局限，如地面有重要设施或有河流、铁路、公路、输电线路经过，以及覆盖层中有流砂、未经疏干的砂层等其它不适地层，皆不宜采用此类采矿方法。三种采矿方法各有千秋，在实际工作中选择何种方法，视具体条件而定。

3 黄金矿山地下采矿技术的发展方向

在和平与发展的21世纪，黄金矿业也必须承担可持续发展的责任。优质黄金矿产资源越来越少，复杂、低品位矿石资源将逐步成为开采主体，同时由于浅部矿体的逐渐消耗，深部开采是不少黄金矿山企业开采主流，这样黄金矿山地下采矿技术将面临深部高应力、高地压、高地温等不利因素的干扰。黄金矿山采选行业是废料产出较多的行业之一，在利用其资源的过程中会产生许多尾矿，其工业废弃物所占比例较大，同时，这些废料（包括堆存的尾矿与废石）需要占用很多的土地资源，其中还有很大一部分占用的是耕地。所以，在黄金矿产开采的过程中，会给环境带来许多不利影响，例如：泥石流、尾砂污染、废水污染、水土流失等等问题。

所以未来黄金矿业的发展，必须坚持可持续发展方向，现在提倡建设绿色矿山，是矿山发展必走之路。在采矿技术方面，充填采矿方法将会得以发展，作为深部开采的首选方法，新的充填技术、工艺和设备能够更好地降低充填采矿成本，提高效率，目前各国都在加大对新型的充填技术、工艺和设备的研发力度，我国在加大自身研发力度的同时，也可以从国外矿山的发展趋势中得到借鉴和启发。同时随着黄金矿山地下开采技术的不断发展，无废开采技术等符合可持续发展战略的开采技术也将成为地下黄金矿山采矿技术的更高追求。无废开采技术的应用解决了日益严重的环境问题，同时也延长了黄金矿产资源的利用年限，提高矿山的综合效益，使得黄金矿产开采行业逐步走上循环、可持续发展的轨道。

随着信息技术的发展，数字化管理模式将会日益受到黄金矿山企业的重视，生产过程自动控制、集成化生产调度、数字化资源管理、智能化技术装备的应用将会越来越广泛，在矿山生产安全、高效方面，发挥出重要的作用。

另外，未来为满足对黄金物质经济的需求，黄金矿产开采技术在其它方面将会有不断的创新发展，例如：加大海洋资源的利用、二次资源综合利用、尾矿资源的再次利用、替代资源的开发以至宇宙资源开发等等，随着不同类别黄金矿产资源的开发利用，黄金开采行业也会根据资源类别，采取不同的方法，采矿技术也会得到创新、发展。

总之，将来黄金矿山地下采矿技术的发展方向主要是向着可持续发展和保护环境、充分利用资源、生产安全和高效的方向发展。通过加大对科技的投入，不断的开拓创新，将会在黄金矿山地下采矿技术方面创造出成本更少、效率更高、自动化程度更高、生产更安全的采矿技术。同时相信未来的黄金矿产开采行业也一定会为企业、为国家创造出更多的价值。

4 总结

本文通过对我国黄金矿山地下采矿技现状与发展方向的全面论述，总结出黄金矿山地下采矿技术应当向着安全、高效、低成本、充分利用资源并且有利于保护环境和矿业可持续发展的方向发展。黄金矿产开采行业作为我国国民经济中重要的一部分，将会担当起自己应有的社会责任。

【参考文献】

[1]崔岱.我国黄金和有色金属地下矿山采矿工艺现状及其发展趋势[J].黄金，冶金工业部长春黄金研究院：TD863.1998（04）.

[2]郭金峰.我国地下金属矿山采矿技术现状和发展趋势[J].中钢集团马鞍山矿山研究所，2005，9：增刊.

[3]王晓秋，郭冬岩，吕广忠.我国地下金属矿山采矿技术的发展与展望[D].河北理工大学资源与环境学院.

采矿技术论文篇（9）

中图分类号：DT812.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0140-01

众所周知，我国地大物博，矿产资源十分丰富，矿产总量在世界上是首屈一指的，但是由于我国人口总数大，所以人均资源远低于世界平均水平。

目前，随着经济的不断发展和进步，对矿产资源的需求不断增加。但是，我国现有的矿业开采水平低、设备不完善、技术不先进，难以达到所需求量。传统的矿业开采方式也造成了矿难问题时常发生，严重危害到矿工的生命财产安全。而且我国的矿产资源利用率低，大规模开采，低效率利用，不仅给我国矿产资源带来极大压力，也造成了不必要的资源浪费。因此，摆在我们面前的首要问题就是提出科学合理的措施来不断的加快采矿工程的发展。其次，要充分发挥现有设备和技术的潜在功能，最大限度的提高矿产资源利用率。要求国家引进高技术、高学历的创新型人才，研发先进的采矿方法以及技术，在低成本，高利用率的基础上不断的促进采矿工程的发展。同时也要不断的开发尚未开发的或者没有得到有效利用的特殊能源，通过采矿技术的进步来极大限度的提高矿产资源的经济价值。所以，要推动采矿工程摆脱现有的桎梏就要求采矿工程的研究人员不断研究创新采矿工程理论，并以此为指导来提高采矿技术，发展采矿业。

一、采矿工程中存在的问题分析

通过对目前矿业是实际调查和数据分析，我们总结以下几个问题阻碍了采矿业的发展。

第一，技术问题。虽然说近几年来我们国家的采矿技术不断地进步，但是与其他国家的水平相对比而言，还是存在很大的落差的，这也就直接导致了矿产资源的严重浪费。为了追逐经济效益，矿区现在存在大批的小规模开采，他们的技术水平低，资源浪费严重，环境破坏比较大，这种粗放型开采模式严重的降低了采矿工程的综合加工能力和采矿工程的经济效益。另外，采矿技术没有明显发展主要是由于没有创新型的采矿理论来指导。

第二，安全问题。提到采矿业，人们首先想到的就是普遍存在的矿山安全问题。从性质来说采矿工程不仅是一项技术性的复杂工程，而且也是一项具有极大安全隐患的工程。采矿工程中都需要搭建矿井，而且矿井采矿都需要进行地下作业，那么自然环境对采矿作业就具有很大的约束力，对于不同矿产资源的地质构造，需要采取不同的矿产开采方法及技术，尽管如此，仍然会产生很多的自然灾害，例如矿井坍塌，瓦斯爆炸，矿井内部的火灾，断点，透水等等，这些都是导致矿业开采安全的主要问题。稍有疏忽或者纰漏就会造成巨大的矿难，不仅给经济带来损失，影响矿业开采，同时也给矿工带来人身安全，甚至是大规模的矿工遇难。矿井内部还比较黑暗，通道狭窄，开矿作业工人密度大，在加上作业地点的不断变动，都会给采矿工程带来新的问题和安全事故，如果这些问题不能得到及时的处理，甚至会引发更大的事故，为采矿工作和作业人员带来了安全问题。所以安全问题是一个时时存在、不断变换的较难解决的问题，应该引起相关部门的足够重视。

三、采矿工程中问题解决措施

针对以上几点存在的问题，现提出相应的解决措施如下：

第一，提高采矿工程技术，它一方面要求培养和吸收具备相关知识和技能的高端人才，要求科研人员不断研发新技术，提出新理论；另一方面要求国家和采矿单位进一步完善矿区开采的基础设施。而所谓的基础设施主要的是指矿产能源与交通运输等方面。所以，为了提高采矿工程的总体技术，就要加强矿产资源的能源开发，尤其是与采矿息息相关的水电，热能等基础能源，要因地制宜，实现资源与矿产开采的综合利用。而针对交通问题，就需要因地制宜的修建公路，这样可以有效的降低运输成本，提高经济效益。当然人才的引进不能片面的依靠国内，应该适当地吸收国外人才。国外人才身上富有外国的技术和思想，中西文化的汇总和结合，有利于矿业开采技术的不断完善。在引进高端技术人员以后还要不断地进行人才技能的培训。可以是地区间的人才交流，也可以是跨国的技术交流。此外，还要充分发挥人才的专业能力，积极的调整采矿工程的人员结构，按照科学的比例进行管理与技术人员的安排，实施奖惩制度充分调动他们的积极性。此外，在培养技术人员的同时不要忘记采矿理论的创新与吸取实践经验，理论指导实践，实践需要理论的支撑。只有这样才能够培养一批采矿工程的专业性人才。

第二，为了解决采矿工程中的安全问题，我们要做到以下几点：

首先，在采矿工程中要坚持安全第一。在经济效益的引导下，当前许多矿业的开采都已经济利益为首，这是必须要纠正的错误观念。要做到“安全第一、生产第二”。每一个作业的人员都要有维护自身安全的意识和常识，同时与采矿工程相关的人力、物力、设备，生产等方面都要优先满足安全的需求，达不到这项指标要求的单位都要禁止开采。这是保证矿业矿业开采安全的硬性指标，必须贯彻落实到实处。其次，采矿工程中主要领导要对安全进行全面检查与负责。从直接的安全责任负责人，到间接领导层，都要对矿业开采过程中安全隐患时刻监管和督导，做到防患于未然，杜绝事故的发生，在发生的基础上也要把损失降到最小。根据国家规定的安全法律条文严格执行。第三，积极预防安全问题。正所谓知己知彼百战百胜，要做到安全问题的及时解决，就要求我们对可能引发的安全问题因素详细掌握，根据数据分析和经验教训，提前制定不同程度的预警方案，事故发生时可以及时的制止。对于已经发生的安全事故一定要严厉追究责任，找出事故原因，并进行数据备份，为类似问题的解决提供依据。而对于矿井管理者的严惩可以起到警醒的作用。目前我国采矿工作中层出不穷的安全问题也与对管理者的纵容态度有关系。

第三，生态保护是提供矿产资源可持续发展的主要途径。所以我们不断提高我们的生态保护意识，同时运用科学的处理方法来缓解自然与采矿工程之间的矛盾。

综上所述，解决矿业中普遍存在的各种问题，关键在于人才的引进和培养。人才决定技术，人才决定理论，在配合相关的国家规章制度的管理，和基础设施的完善，我国矿业工程中存在的一些列问题必然会得到妥善的处理，采矿业也会随之不断发展。

采矿技术论文篇（10）

中图分类号： P618.51 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（a）-0000-00

山东黄金矿业股份有限公司新城金矿我国大型黄金矿山之一，位于山东省莱州市金城镇境内，是一座有着30多年发展历史，现有采、选、冶综合生产能力5100t/d以上，年产黄金10万余两的大型黄金矿山。

自建矿以来，新城金矿为适应生产发展，历经了三次大的改扩建工程建设，形成了目前以主斜坡道、主竖井―辅助斜坡道、主斜坡道的多种开拓方式共存，机械化盘区充填采矿法为主要采矿方法的现代化矿山。

纵观国内外高品位残矿开采方法，充填采矿法因回收率高，顶板暴露面积小，安全性好而成为残矿开采的首选采矿方法[1，2]。充填体内残矿的开采是软破复杂环境下矿体的复采。由于残矿周围充填体强度不同、残矿本身的留设空间位置与大小不同、残矿在母体开采时作用的不同，使残矿开采的复杂程度与技术难度不能与正规矿体的开采相提并论。因此，其开采方法与技术应该围绕在软破介质环境下的不规范矿体的开采上，国内外虽然没有相同的开采方法与经验，但煤矿、有色、化工等行业有相关方面的技术与经验可以借鉴。例如盾构法解决软破岩层下巷道的掘进问题、小断面进路法（上向、下）用于破碎矿体的开采、钢纤维喷射砼用于破碎顶板的支护等[3，4]。

总之，充填体中高品位残柱的开采，不仅是一种采矿方法的问题，更多地涉及到软破介质内的掘进与支护技术、软破介质的地压管理与顶板安全技术等，是一个危险隐患环境下安全开采的系统工程问题，必须对传统的充填采矿方法进行改革与技术创新，在安全开采前提下，实现充填体内高品位残矿的充分回采。

2 新城金矿残留矿壁回采技术研究

2.1新城金矿残留矿壁回采技术总体目标

（1）实现浅部中段高品位残矿充分安全回采，回收率达到85%以上。

（2）通过软破介质内巷道掘进相关技术研究，确保矿石、人员、材料的安全运输，解决采空区的充填问题。

（3）通过软破介质内残矿安全开采相关技术研究，确保残矿开采安全。

（4）完成采场施工设计。

2.2新城金矿残留矿壁回采技术研究方法

为确保新城金矿充填体内残柱安全高效回采，首先对残柱资源进行调查，对矿体的空间定位及其开采环境进行现场调研。采用数值模拟与理论力学模型对散体下顶底残柱开采过程进行了稳定性分析。建立理论力学模型，应用修正普氏拱理论计算了进路顶部荷载，采用数学力学解析法对不同规格的进路在开挖过程中的承载层进行了内力分析，得出了进路开采半宽和承载层厚度之间的拟合函数，进而得出了不同跨度进路顶板需预留原岩的最小安全厚度。应用ABAQUS软件对不同规格进路的开挖过程进行了塑性变形和顶板应力分析，得出了进路的合适采高及预留原岩的安全厚度，以及不同跨度的进路顶板冒落规模，从而得到采场进路宽和高。将理论力学分析和数值模拟分析的结果应用于新城金矿残柱的开采中，并对采场沿脉巷道进行位移监测，能确保试验采场安全生产。以此为依据，进行残矿开采方法选择与设计，确保高品位矿的高效低成本开采。对软破介质内采场的支护形式与支护方法进行研究，保证充填体内残矿开采安全高效。

2.3新城金矿残留矿壁回采技术路线

（1）残柱资源调查与空间定位

（2）残柱分布状况及其开采环境调研

（3）软破介质掘进及残矿开采相关技术调研

（4）软破介质内巷道掘进方法与支护方法研究

（5）残矿开采方法选择与设计

（6）充填体内采场回采工艺与技术研究

（7）软破介质内采场的支护形式与支护方法研究

（8）充填体内残矿开采安全技术研究

3 新城金矿残留矿壁回采技术应用效益

3.1经济效益

本项目研究的经济指标是残矿回收率≥85%，选冶综合回收率90%以上，预计经济效益2亿以上。具体计算公式如下：

该项目预计回采矿石量为12万t，平均品位10g/t，新增金金属量1200000g。以目前国际黄金交易价格260元/g计算：

新增销售收入：1200000×85%×90%×260=23869万元；

新增利润：23868-1200000×90×10-4 =13068万元。

其中2014年回采矿石量为6万t，平均品位12g/t，新增金金属量720000g。以目前国际黄金交易价格260元/g计算：

新增销售收入：720000×85%×90%×260=14320.8万元；

新增利润：14320.8-720000×90×10-4 =7840. 8万元。

2015年预计回采矿石量为6万t，平均品位8g/t，新增金金属量480000g。以目前国际黄金交易价格260元/g计算：

新增销售收入：480000×85%×90%×260=9547.2万元；

新增利润：9547.2-480000×90×10-4 =5227.2万元。

3.2社会效益

当前，类似新城金矿的老矿山，均面临资源殆尽，井下环境复杂，开采难度大等一系列难题，残留矿壁回采技术研究为矿山的发展开辟一条新的途径。大大增加了矿山的产量，为矿山带来巨大经济效益的同时，解决了矿山的就业压力，提高职工收入，有利于社会的稳定。该项目的研究，保证了井下工人安全作业，保证安全生产。总之，该项目的研究，对于充分回收有用资源、提高矿山企业经济效益、保证经济持续发展均具有十分重要的意义。

残留矿壁回采技术研究及应用在国内外没有完全相同的开采方法与经验，属于新城金矿针对目前的矿山开采条件进行的突破性研究，该项目应用前景广阔，在山东黄金集团内的黄金矿山均具有借鉴与推广价值，可为集团创造上亿的利润。

同时，该项目的开展，将为国内乃至国际范围内类似生产工艺矿山的软破介质内矿石的回收利用创立参考，对矿物资源充分回收意义重大。

4 结论

残留矿壁回采技术研究及应用主要探讨充填体内巷道掘进与支护方法、充填体内残矿开采方法、充填体内地压管理与顶板控制方法、充填体内残矿的充填工艺与技术，以此实现软破介质内残矿的安全、经济与合理回收。通过实践表明，该项研究技术大大提高了新城金矿的回采率，企业的经济效益得到增长，具有很好的经济效益与社会效益，为类似矿山二次开采提供了技术支持。

参考文献

[1] 肖迪民，苏心德，张根深. 锡矿山南矿难采残矿回采实践 [J].采矿技术，2007（2）：1～25