礦業(yè)工程和采礦工程的區(qū)別精選(九篇)

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第1篇：礦業(yè)工程和采礦工程的區(qū)別范文

【關(guān)鍵詞】采礦系統(tǒng)工程；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

0 概述

自1950年來以來，世界逐漸和平發(fā)展，科學(xué)也逐漸向前邁進，然后工業(yè)化的社會對資源和環(huán)境造成了極大的破壞，同時人們面臨的問題也逐漸復(fù)雜化，問題也許靠不相關(guān)，但卻相互聯(lián)系。面對此類跨度如此大的問題，光靠傳統(tǒng)的思維方法不行，因此出現(xiàn)了一門新興的學(xué)科--系統(tǒng)工程。系統(tǒng)工程是以一種科學(xué)的思維邏輯處理眾多繁雜的數(shù)據(jù)。但這種方法首先是誕生于軍事和工程中，也是逐漸從這里發(fā)展起來，應(yīng)用于社會中的各個領(lǐng)域。在70年代以后，系統(tǒng)工程發(fā)展的趨勢卻逐漸的與其他學(xué)科相互融合如經(jīng)濟，生態(tài)方面。影響力的擴增，促使更多人去研究它，因而在眾多人的建議下，在維也納成立了國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所。其后，慢慢的應(yīng)用于采礦工程中，從而也迅速的提高采礦效率和采礦作業(yè)的安全性。因而采礦系統(tǒng)工程學(xué)的研究意義非同反響。

采礦系統(tǒng)工程與其他工程技術(shù)相比，大致相似，但卻又不凡之處，而正是這些不凡之處，使大大的提供了生產(chǎn)效率和采礦作業(yè)的安全性。而對此與一般的工程技術(shù)做了比較，采礦系統(tǒng)工程大致有以下的三個特點：

采礦工程涉及面廣，操作要點散，影響因素較多，需要綜合協(xié)調(diào)作為一個整體。過去采礦工程，經(jīng)常一邊在單個操作或鏈路，但是在系統(tǒng)工程的幫助下，使人們有意識地把挖掘問題，全面整合其在礦山規(guī)劃中。

開采過程中涉及許多學(xué)科，過去出現(xiàn)知識的寬度跟不上采礦系統(tǒng)工程的不斷深入。隨著系統(tǒng)的工程的深入，許多學(xué)科的相互滲透，相互交叉，如在深入過程中采礦系統(tǒng)工程學(xué)借鑒的安全系統(tǒng)工程，邊坡工程程，地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)學(xué)科。

采礦工程是人類歷史最悠久的技術(shù)之一，因而長期積累了許多經(jīng)驗，往往對經(jīng)驗過于注重，而缺少定量的計算。但系統(tǒng)工程發(fā)展至今融入了現(xiàn)代的計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)等，可以對于以往傳統(tǒng)的定性分析轉(zhuǎn)變?yōu)榱硕糠治?，從而提高準確性，對決策的判斷的起著不容小覷的作用。

1 采礦系統(tǒng)工程的現(xiàn)狀

幾經(jīng)數(shù)載，采礦系統(tǒng)工程不斷成熟，下面介紹采礦系統(tǒng)工程學(xué)的特點與現(xiàn)狀。

首先是數(shù)學(xué)和計算機技術(shù)在采礦工程學(xué)的應(yīng)用。在采礦系統(tǒng)工程中，如線性規(guī)劃，整數(shù)規(guī)劃，非線性規(guī)劃，動態(tài)規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)流，多目標決策，可靠性理論等一系列利用數(shù)學(xué)工具和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用于采礦系統(tǒng)工程中，成為一種常用的手段。

其次是信息科學(xué)的迅速發(fā)展在采礦系統(tǒng)工程學(xué)的應(yīng)用。在信息科學(xué)中的任何進展將很快在采礦系統(tǒng)工程采用。例如20世紀中葉，人們發(fā)明了探礦專家系統(tǒng)。另一個例子是全球定位系統(tǒng)（GPS）的出現(xiàn)給采礦作業(yè)帶來方便，因為其容易收集附近的地貌情況以及后面出現(xiàn)的地理信息系統(tǒng)（GIS）和遙感系統(tǒng)（RS）來到后不久，在已應(yīng)用于采礦業(yè)。

早期的dBASE，F(xiàn)oxBase和近年來開發(fā)出的FxoPro和Access等等數(shù)據(jù)庫軟件被廣泛的應(yīng)用于礦業(yè)系統(tǒng)工程中來儲存被測量的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫的技術(shù)在采礦系統(tǒng)工程學(xué)的應(yīng)用標志著采集的各種數(shù)據(jù)能開始被整合在一起。在勘察地面時，獲得的測量地面的數(shù)據(jù)，它被應(yīng)用于來觀察礦位在地面上的分布以及此處礦石的厚度等。為了表達礦物分布的圖像，也就是常說的組件的井眼內(nèi)的分布，如澳大利亞的Surpac礦業(yè)軟件。

多邊形法，距離平方反比法，地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)方法是在采礦系統(tǒng)工程中估計礦石品位三種常用的方法。多邊形法與距離平方法和地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)方法相比，較為粗糙簡略。主要應(yīng)用在尋找高密度礦如鈾礦方面。距離平方反比法考慮了距離方面的影響，對待每塊鉆距離段的距離的平方的倒數(shù)作為分配給每個鉆孔的權(quán)重，這是一種常見的方法。地統(tǒng)計學(xué)的數(shù)理統(tǒng)計理論的應(yīng)用遵循線性估計，無偏估計的原則和最佳估計數(shù)。20世紀80年代以后，提出了許多非線性統(tǒng)計學(xué)，如析取克立格法。當(dāng)然，人們已經(jīng)開始應(yīng)用于在采礦方面的分析。并且還有些學(xué)者已經(jīng)應(yīng)用人工智能網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法，開辟了一條新道路。

用分散的方塊拼湊成原來完整連續(xù)的礦石，每個方塊都有其自身的幾何形狀和礦巖量，這就是采礦系統(tǒng)工程學(xué)常用的方塊方法，當(dāng)然其中礦巖量能通過數(shù)學(xué)的積分方法算出。

當(dāng)然還有精確度更為高的線框模型法，此法常用剖面圖和礦石的平面圖來設(shè)計礦石。這種模型下對于礦量的計算，常常根據(jù)圖上的數(shù)據(jù)輸入計算機通過交差井的算法來計算。精確度雖然高，但是如何作出剖面圖一大難點，在目前的研究中，還沒很好的解決辦法，即便引用了專家系統(tǒng)，遺傳算法，人工智能網(wǎng)絡(luò)等方法。

目前，除了采取剖面圖這中圖像方法還有更為立體的建立三維實體模型法。當(dāng)然這個軟件國內(nèi)并沒有能力開發(fā)，目前普遍應(yīng)用的是澳大利亞Maptek公司研發(fā)的VALCAN軟件。在一系列的地質(zhì)剖面上的方塊，以拉伸成三維實體的基礎(chǔ)上，因此可以得出一個不同的位置，每個下礦體截面的方向。

目前在地址勘察中，通產(chǎn)使用模糊綜合評價來判斷礦產(chǎn)資源，首先是建立一個加權(quán)系數(shù)以及建立起一個完整的評價指標體系，再通過模糊評價和灰色關(guān)聯(lián)分析法進行分析評價。當(dāng)然也有人采用人工智能網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法進行評價。目前，基本形成了以收益法的評估方法。近年來也在探索期權(quán)估值方法或者應(yīng)有其他方法估值。

2 發(fā)展趨勢

采礦系統(tǒng)工程學(xué)是采礦工程和系統(tǒng)工程相結(jié)合的學(xué)科，一方面它遵循系統(tǒng)工程的規(guī)律又得遵循系統(tǒng)工程理論，但又區(qū)別于傳統(tǒng)工程技術(shù)，因為它極大的提高了生產(chǎn)效率和采礦作業(yè)安全性。另一方面，因為數(shù)據(jù)龐雜又繁多，它的依靠現(xiàn)代計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)處理，所以仍和一方面的發(fā)展，都能起著推動作用。

跨學(xué)科，綜合應(yīng)用多種方法。從系統(tǒng)設(shè)計的角度來看，采礦業(yè)是一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)。決定開采系統(tǒng)中，如果只在一個特定的方法依賴于單一主體中，通常難以達到預(yù)期的效果。露天礦電鏟-卡車調(diào)度的例子。它涉及到硬件GPS，無線通訊，計算機，其軟件包括一個全面的測量方法調(diào)整，線性規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃，數(shù)據(jù)處理解決方案集成研究項目課題，這是現(xiàn)代系統(tǒng)工程的特征的反映。

多項目方向為大型系統(tǒng)。采礦工程，多層次，多環(huán)節(jié)的架構(gòu)，需要在全球一般的最優(yōu)化。在過去，是根據(jù)個人的最優(yōu)化，它已擴大視野，著眼于更廣泛的研究，更大的物體。特別是，采決策支持系統(tǒng)的發(fā)展，但是需要的起點的一個更高的水平。近年來，宏觀經(jīng)濟研究指的是大型系統(tǒng)，巨系統(tǒng)，系統(tǒng)動力學(xué)等，已日益被的采礦工人認可。

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第2篇：礦業(yè)工程和采礦工程的區(qū)別范文

計算機輔助教學(xué)是在計算機輔助下進行的各種教學(xué)活動，以對話方式與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容、安排教學(xué)進程、進行教學(xué)訓(xùn)練的方法與技術(shù)。這一技術(shù)已廣泛應(yīng)用于高校教學(xué)過程中并獲得了一定的效果，但課件屬于傳統(tǒng)的平面教學(xué)模式，缺乏直觀的立體感，所以在教學(xué)中容易使學(xué)生產(chǎn)生視覺疲勞，影響教學(xué)效果。在科學(xué)技術(shù)大力發(fā)展和先進技術(shù)廣泛應(yīng)用的大背景下，已經(jīng)有眾多高校將現(xiàn)代技術(shù)引入到課堂教學(xué)中，其中就不乏有教師在了解了3D打印技術(shù)原理后，提出了將3D打印技術(shù)應(yīng)用于難以理解的專業(yè)課程教學(xué)與研究上，這其中既有機械類的課程教學(xué)應(yīng)用，也有地理教學(xué)方面的應(yīng)用。在這種情形下項目組大膽嘗試將3D打印技術(shù)應(yīng)用于采礦工程的教學(xué)與研究中，利用3D打印機打印出礦山實體模型來指導(dǎo)教學(xué)工作，讓復(fù)雜的理論模型變得清晰易懂。

一、概述

（一）當(dāng)下傳統(tǒng)教學(xué)模式

目前，3D打印技術(shù)還沒有引進到采礦教學(xué)中，對于采礦方法的學(xué)習(xí)一直是采礦工程學(xué)生的軟肋。在傳統(tǒng)礦業(yè)類課程教學(xué)中，教師講解礦山模型的具體構(gòu)造、原理等，一般通過計算機輔助教學(xué)和礦山模型的三視圖。尤其是在采礦方法的學(xué)習(xí)中，不同的采礦方法有著不同的結(jié)構(gòu)，對于空間想象能力較差的同學(xué)很難在腦中想象和構(gòu)建三維立體圖。

因此，傳統(tǒng)的教學(xué)實踐中通常都存在一些問題：靜態(tài)的平面教具（如圖片等）不能很好地反映礦山實體模型的形狀、結(jié)構(gòu)，采礦方法也不能直觀地表示出來；傳統(tǒng)的采礦教學(xué)主要以課堂為主，學(xué)生的設(shè)計和創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足；傳統(tǒng)教學(xué)方法很難調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)樂趣。

（二）采礦專業(yè)課程特點

采礦專業(yè)方面的課程艱澀難懂，課程新概念多、理論性強，其中涉及大量的、難以理解的抽象知識，學(xué)生學(xué)習(xí)起來都有很大的難度，如礦山模型的學(xué)習(xí)對學(xué)生的三維模型構(gòu)建能力和想象能力做出了很高的要求，但很多學(xué)生在這方面的能力卻很薄弱。在文字語言和圖形語言的互相轉(zhuǎn)化時，學(xué)生不易在頭腦中建立相應(yīng)的理論模型。如果用3D打印礦山實體模型來展示和說明，課堂氣氛會立刻活躍起來，這時學(xué)生可以通過觀察和感知礦山實體模型中各個部分，認識和理解它們的含義，提高學(xué)習(xí)效率。這樣不僅會激發(fā)學(xué)生的興趣，提高課堂注意力，同時也可以使學(xué)生充當(dāng)設(shè)計者、參與者，利用繪圖軟件制作礦山模型，然后通過3D打印機將其輸出，引發(fā)他們對知識的聯(lián)想與探知，達到“舉一反三”的一個效果。

二、3D打印在教學(xué)模型制作中的應(yīng)用

（一）3D打印技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)觀念的教學(xué)思想

通過AutoCAD、3D Mine等建模軟件來建立三維礦山模型，通過3D打印機將模型輸出，把二維圖形轉(zhuǎn)換成三維立體圖形，把抽象的三維模型轉(zhuǎn)化成3D打印實體模型。老師在講解這一復(fù)雜的、多樣性的結(jié)構(gòu)時，就容易講解明白各個不同井巷之間的聯(lián)系與區(qū)別，各個井巷之間的功能。學(xué)生通過對不同結(jié)構(gòu)的認識和區(qū)分，對不理解的部分深入探討，這樣能幫助學(xué)生清晰明白地理解這一重要、復(fù)雜的井巷結(jié)構(gòu)。

（二）3D打印技術(shù)應(yīng)用于采礦教學(xué)的優(yōu)點

1.可改善采礦工程教學(xué)方式方法。采礦工程是一門具有復(fù)雜性、整體性、系統(tǒng)性等特點的學(xué)科。在采礦教學(xué)中，教師和學(xué)生接觸的是較為復(fù)雜的立體幾何，需要較強的空間想象和構(gòu)造能力。在采礦教學(xué)中，對現(xiàn)實中的立體是采用三視圖來體現(xiàn)的，大多數(shù)學(xué)生很難在腦中構(gòu)建出完整的立體圖，很難達到預(yù)期的教學(xué)效果。3D打印技術(shù)的發(fā)展為解決這一難題提供了新的途徑，3D打印技術(shù)本身并不是課程的重點，這類課程采用項目的形式，主要目標是將抽象的概念變成有趣的問題來解決，進而幫助學(xué)生掌握抽象概念。

教師在講解開拓系統(tǒng)、采礦方法的時候可以采用計算機與書本相結(jié)合，再加上3D打印教具輔助教學(xué)的方式，通過展現(xiàn)3D打印礦山實體模型給同學(xué)們具體地講解礦山元素的各個要點以及開采過程中的具體流程。同時，基于礦山“標準零件”的思想，教師在經(jīng)過模型講解后，可以讓學(xué)生自由組裝模型，激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。

傳統(tǒng)的課題教學(xué)模式都是“灌輸式”的，學(xué)生被動吸取，學(xué)習(xí)效率不高，沒有自主性；而采用學(xué)生自己動手組裝、拼接、設(shè)計模型的方式，學(xué)生自己發(fā)揮自己的想象力，再通過建模軟件（AutoCAD、3DMine）建立數(shù)字模型然后實體輸出，將自己設(shè)計的開采方法與老師和同學(xué)們討論，借鑒其他好的建議然后不斷改進自己的設(shè)計方案，這樣也就有了更多的見解和更深的理解。

2.可激勵和輔助學(xué)生進行創(chuàng)新設(shè)計。通過電腦直接將設(shè)計打印成微縮模型來構(gòu)造設(shè)計方案，而不用花很多時間手工制作。作為參與、設(shè)計者的角色，一方面通過自己設(shè)計、自己制作的方法來提高空間想象和構(gòu)建能力，直接對礦山實體模型進行講解，更能夠表現(xiàn)自己的設(shè)計思路，以及礦山的生產(chǎn)過程。另一方面，采用3D打印建立模型來展現(xiàn)實體流程的新穎方式，學(xué)生也將發(fā)揮自己的創(chuàng)造力將其應(yīng)用于各個方面，如可以應(yīng)用于礦山開采過程中的深部開采，開采過程中的人員信息集成（將礦山開采中所有人員的實時位置等相關(guān)信息通過3D打印實體礦山模型集成與可視化的桌面上），或者也能將這種方法引申到其他學(xué)科的深奧專業(yè)課學(xué)習(xí)中等。這樣的教學(xué)和學(xué)習(xí)方法可有效提高學(xué)生的參與和思考能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力。

3.可提高學(xué)生的實踐能力和參與團隊協(xié)作意識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。3D打印需要學(xué)生的實踐操作，從三維模型設(shè)計到實體打印，都需要他們參與完成，這將促進學(xué)生操作、觀察、制作和團隊互助能力的發(fā)展，全面提高學(xué)生的動手參與能力。同時，3D打印將激發(fā)學(xué)生DIY的興趣，通過3D打印機，學(xué)生的構(gòu)思轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸嵉牧Ⅲw彩色模型，將抽象概念和設(shè)計帶入現(xiàn)實世界，使學(xué)習(xí)更加生動。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)使得學(xué)生可以從設(shè)計、制作、展示、參與等角度融入到學(xué)習(xí)過程中，有效地激發(fā)了學(xué)生實踐的積極性，提高了學(xué)習(xí)熱情。

三、對3D打印教學(xué)應(yīng)用的思考

3D打印技術(shù)在當(dāng)前教育領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，但在未來的發(fā)展中，仍然有某些方面需要進行進一步的思考和持續(xù)探索。

（一）3D打印將成為未來教學(xué)改革發(fā)展的新方向

像采礦工程這種系統(tǒng)性的工程還有很多，在探索未來教學(xué)改革的過程中，3D打印將成為一些較為復(fù)雜的學(xué)科的改革新方向，這一新模式應(yīng)用于教學(xué)將很好地改進傳統(tǒng)教學(xué)模式，3D打印技術(shù)在教學(xué)方法中的比例會越來越大。

（二）3D打印技術(shù)將推動教學(xué)模式呈現(xiàn)多元化發(fā)展

從最初的因材施教慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)槔蠋熂w教學(xué)和采用各種輔助方式來教學(xué)，其中的實物展示、課堂演示、實習(xí)，到后來的計算機輔助教學(xué)、ppt、視頻也出現(xiàn)在課堂教學(xué)模式中，現(xiàn)如今3D打印技術(shù)也將出現(xiàn)在課堂中，這將很好地推動未來的教學(xué)向更加多元化、人性化的方向發(fā)展。像采礦工程這種整體性、系統(tǒng)性、復(fù)雜性的課程學(xué)習(xí)將出現(xiàn)多種教學(xué)模式并存的模式。

（三）3D技術(shù)尚需要全面推廣

3D打印技術(shù)的快速發(fā)展推動了許多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但相應(yīng)的流程還不是很完善。首先，3D打印的普及與推廣就存在很大的問題，這次我們的項目也是3D打印技術(shù)在礦山實體模型中的建立和輸出過程中的初次嘗試。我國在3D打印技術(shù)的培訓(xùn)與推廣方面，與其他國家相比還有差距，需要進一步推動新技術(shù)的學(xué)習(xí)。因此，我們需要關(guān)注并參與到最新的工業(yè)革命和教育變革中，對原有教學(xué)課程進行優(yōu)化設(shè)計和再造，加強創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，這是我們未來能夠在競爭中保持先進地位的根本保證。

第3篇：礦業(yè)工程和采礦工程的區(qū)別范文

關(guān)鍵詞： 硐室支護方法研究

1.工程概況

1.1項目簡介

井下探秘游工程是開灤國家礦山公園的一個重要組成部分，具有區(qū)別于其它

主題公園的特色內(nèi)容。井下探秘游項目利用開灤（集團）唐山礦業(yè)公司上世紀六、七十年代的人防工程（亦稱半道巷）和部分一道巷，項目開發(fā)總面積約5000m2。

井下探秘游工程集展示、體驗和休閑三大功能為一體，由地面博物館進入地下。共分三大部分8個單元。

第一個單元包括：時空畫廊和遺存等兩個單元。

第二個單元包括：采掘再現(xiàn)、運輸大巷、地質(zhì)世界和礦災(zāi)歷險等四個單元。

第三休閑個單元包括：休閑驛站和時空穿梭等兩個單元。

1.2施工條件

開灤（集團）唐山礦業(yè)公司人防工程（亦稱半道巷）位于地下約25m深。所有巷道和硐室形成于上世紀六、七十年，一般聯(lián)絡(luò)巷道規(guī)格為2.2×2.1m和2.4×2.5m。硐室規(guī)格一般為4.0×2.5m。斷面形式為小斷面為半圓拱，支護形式為磚碹；大斷面為三心拱，支護形式為磚碹。

巷道和硐室圍巖為泥巖和粉砂巖，巖層傾向南偏東，傾角大約23°。

2.工程布置與施工方法

2.1工程布置

唐山礦業(yè)公司人防工程實際上是由若干硐室和一組聯(lián)系巷道構(gòu)成，井下探秘游工程主要利用硐室對各單元的內(nèi)容進行展示。其中對硐室規(guī)格要求較為嚴格的是采掘再現(xiàn)、地質(zhì)世界和礦災(zāi)歷險單元。人防工程中大部分工程可以直接利用，但大部分無論是斷面形式還是斷面規(guī)格，都不能滿足場景展示與陳列的要求，需要刷擴和改造。

由于井下探秘游工程主要是利用硐室空間以靜態(tài)展示和場景展現(xiàn)為主，包括采掘再現(xiàn)和其它主題展示硐室模擬場景中的支護設(shè)備基本不具備支護功能或僅起到輔助支護作用，因此，所有用于展示的刷擴硐室必須構(gòu)建穩(wěn)定的支護，以防硐室塌冒。

2.2硐室刷擴形式和規(guī)格

2.2.1硐室刷擴形式

為適應(yīng)井下探秘游項目的布置需要，硐室刷擴形式主要包括：在原有三心拱斷面的基礎(chǔ)上刷擴為巨型斷面；在原有三心拱或半圓拱斷面的基礎(chǔ)上刷擴為三心拱；新施工壁龕硐室。

2.2.2硐室規(guī)格

在所有刷擴硐室中主要以大巨型斷面和大三心拱斷面為主。其中巨型斷面硐室用于回采工藝展示，斷面規(guī)格最大為6.30×2.45m；三心拱硐室用于礦災(zāi)歷險展示，斷面規(guī)格最大為5.20×3.60m。其它刷擴硐室一般為半圓拱斷面，規(guī)格一般為3.0×2.5m。

3.硐室施工方法與支護形式確定

3.1硐室施工方法

巷道和硐室圍巖條件較為完整和穩(wěn)定，局部有風(fēng)化傾向，一般圍巖巖性為泥巖是較為松軟；圍巖巖性為砂巖是則較堅硬，施工工程中發(fā)現(xiàn)個別地點用人工風(fēng)鎬的方法落巖非常困難。

由于施工區(qū)域位置特殊，位于國家礦山公園和唐山礦業(yè)公司工業(yè)廣場A區(qū)對應(yīng)的地下，地面有較多建筑物；另外施工區(qū)域距地表較淺，一般25m，淺部巖層風(fēng)化嚴重，以上因素對施工方法和支護方式帶來了一定影響。

為避難施工對地面帶來的影響，維持圍巖的穩(wěn)定性，硐室刷擴的施工方法為人工風(fēng)鎬落巖，禁止爆破作業(yè)，個別圍巖特別堅硬區(qū)域輔以打眼灌裝膨脹劑的方法施工。

3.2硐室支護形式

3.2.1巨型斷面硐室支護形式

由于各類回采工藝的工作面形式為巨型，在充分模擬全排支護的情況下，斷面寬度比較大，為適應(yīng)回采工藝展示的需要，硐室以巨型為最好。如果采用拱形斷面，其碹頂部分無效斷面過大，另外需要制作人工假頂，不利用模擬支柱的穩(wěn)定支護。因此，該類硐室確定采用巨型斷面。

硐室兩幫采用料石砌墻，墻厚250mm，為減少跨度，也可采用與頂梁同型號的型鋼腿支護。頂部采用36U型鋼做梁，梁距600mm。梁上和梁下分別鋪設(shè)φ6，100mm×100mm的金屬網(wǎng)片，然后對硐室的頂部和兩幫噴射混凝土，除砌墻噴射厚度為50mm外，其余噴射厚度以護筋厚度不低于30mm為準，一般噴射厚度在138～150mm左右。噴射混凝土的標號不低于C25。 支護形式詳見圖1。

3.2.2三心拱斷面硐室支護形式

為放置展示設(shè)備，礦災(zāi)歷險以及地質(zhì)世界硐室的斷面規(guī)格都比較大。根據(jù)硐室整體布置的需要，采用了兩種支護方式，以金屬拱形支架加噴漿聯(lián)合支護為主，不具備該支護條件時，采用料石碹支護。

拱形支架加噴漿聯(lián)合支護時采用36U金屬拱形支架，棚距600mm。支架間鋪設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，鋼筋規(guī)格φ6，網(wǎng)格100mm×100mm，然后噴射混凝土，噴射厚度以護筋厚度不低于30mm為準，一般噴射厚度在138～150mm左右。噴射混凝土的標號不低于C25。

支護形式詳見圖2。

料石碹支護采用雙料碹，支護厚度500mm。

4.結(jié)論

4.1為了布展的需要，巨型斷面硐室的特點是大跨度、低高度，硐室上方巖層屬梁結(jié)構(gòu)，由于跨度較大，當(dāng)護頂梁的支護強度不足時，上覆巖層易于折斷、失穩(wěn)，最終導(dǎo)致變形和垮落。

巨型斷面硐室于2010年6月初施工完畢，該硐室頂部和巷幫進行了水泥砂漿抹面處理，2010年8月底開始安裝各類支架，前后間隔近三個月，在支架安裝前，通過觀察，硐室沒有任何變化，頂部水泥砂漿抹面無任何裂痕。采用料石砌墻、U鋼梁加錨噴護頂?shù)闹ёo形式。實踐證明支護強度可滿足要求。

4.2三心拱斷面支護效果要好于巨型斷面，采用的斷面規(guī)格在一般的礦井井下也較普遍，但支護形式則很少見。采用拱形支架加噴漿聯(lián)合支護形式的優(yōu)點是施工工藝簡單、進度快、有利于對圍巖的控制。實踐證明該類支護形式可滿足要求。

第4篇：礦業(yè)工程和采礦工程的區(qū)別范文

關(guān)鍵詞：堅硬頂板；初次來壓；頂板控制；顯現(xiàn)特征；

【分類號】：TD327.2

一 引言

煤礦堅硬頂板回采工作面和普通回采工作面的主要區(qū)別是礦山壓力顯現(xiàn)的不同，堅硬頂板回采工作面其礦山壓力顯現(xiàn)較為劇烈[1]。首先，堅硬頂板在煤層回采后頂板可以形成大面積懸露而不垮落，其次初次垮落步距一般大于30～40m，因而對工作面的回采安全形成極大的威脅。同時，頂板大面積的垮落，經(jīng)常給回采工作面乃至礦井造成嚴重的破壞，甚至發(fā)生礦震。

堅硬頂板是指煤層頂板巖石強度和彈性模數(shù)高、節(jié)理裂隙不發(fā)育、厚度大、整體性強、自承能力強的頂板。煤層開采后頂板大面積懸露而不垮落，工作面初次及周期來壓步距大，頂板來壓時壓力大。堅硬頂板采場與普通采場礦山壓力顯現(xiàn)的主要差別是周期性來壓強烈，因此，掌握堅硬頂板采場礦山壓力基本規(guī)律，有針對性的采取措施有效控制，是采場安全生產(chǎn)、消除重大頂板事故的關(guān)鍵。

二 我國工作面的頂板分類

隨著煤礦生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，回采工作面機械化程度的提高，80年代初，為了改善頂板管理，我國頒布了新的《緩斜和傾斜煤層回采工作面頂板分類》方案。該方案首先明確了偽頂、直接頂、基本頂?shù)幕靖拍?，然后按穩(wěn)定性將直接頂分為四類，按來壓強度將基本頂分為四級，最后由兩者類級別的不同組合，將采場頂板分為11類，其中屬于堅硬頂板的有Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3、Ⅲ4、VI4五類。我國現(xiàn)行的這種頂板分類對Ⅲ級來壓強烈頂板有了較細的劃分，但Ⅳ級頂板太籠統(tǒng)，而且控制方法也未加區(qū)別，針對性不強。在Ⅲ級頂板中，Ⅲ1、Ⅲ2類可以用全部垮落法，Ⅲ3、Ⅲ4類必須強制放頂，顯然不夠確切，因為l、2類頂板只表明了它的直接頂穩(wěn)定性差，并不表明巖層的厚度大小，從0.3～5的N值變化范圍很大，其中25～50m來壓步距的頂板必有來壓強烈，甚至極強烈的。例如大同礦區(qū)某些頂板有1.0左右的直接頂，老頂為Ⅲ級，甚至Ⅳ級，實踐中也往往采取針對性的處理措施，這一點正是生產(chǎn)中需要解決的關(guān)鍵。

三 堅硬頂板采場礦山壓力顯現(xiàn)特征

3.1周期性的破斷來壓步距大、動載系數(shù)高

堅硬頂板的一大特點就是煤層采出后，采空區(qū)上方的頂板不能及時垮落，當(dāng)懸露較大面積后，才突然破斷冒落。根據(jù)統(tǒng)計，初次冒落的面積一般在3000m2以上，而周期冒落面積也在1500m2以上。對于長壁采場來說，初次來壓步距在30m以上，整體性強的頂板往往呈正方形的懸露面積時，頂板活動產(chǎn)生的壓力最大，也就是說工作面長度和來壓步距近似相等時，往往易發(fā)生工作面開采過程中的頂板最劇烈活動。

造成堅硬頂板來壓強烈的另一個重要因素是直接頂厚度小，垮落巖石在采空區(qū)形成的墊層很薄，或者無墊層，老頂垮落的空間高度大，在變形能量釋放的同時，大塊頂板的巖石直接沖擊在支架上。除此之外堅硬頂板壓力還與采深有著一定的關(guān)系。

煤層垂直應(yīng)力分布狀況如圖1，隨著采深不斷增加，應(yīng)力曲線不斷上揚，煤層受到的整體應(yīng)力也相應(yīng)增大，當(dāng)采深為1200m時，應(yīng)力峰值達到了55MPa；在煤層的非彈性區(qū)的前面部分應(yīng)力曲線基本重合，說明煤壁塑性區(qū)受到的應(yīng)力大小幾乎不受采深變化的影響，主要取決于煤體的峰后特性；當(dāng)靠近應(yīng)力峰值附近，煤壁的受力是隨著采深的增加而增加；在煤壁前方20m左右以遠應(yīng)力線趨于平穩(wěn)，說明煤層受力從此位置開始基本不再受到采動的影響，接近原巖應(yīng)力，其絕對量隨采深的增加而增加。

直接頂?shù)氖芰κ茄芯克街本€所示層面的應(yīng)力分布情況.以煤壁豎直方向的延長線和直接頂上層截面的交叉點為原點，向采空區(qū)方向為負，向右為正建立坐標系來分析直接頂板受力與采深的關(guān)系.

不同采深下直接頂受到的垂直應(yīng)力分布.應(yīng)力曲線在煤壁兩側(cè)變化范圍較大，采空區(qū)側(cè)的應(yīng)力值明顯小于煤壁側(cè)的應(yīng)力；直接頂受到的垂直應(yīng)力在采空區(qū)端部為壓應(yīng)力，當(dāng)采深達到1200m時端部2m范圍內(nèi)應(yīng)力值明顯增大；在控頂區(qū)后側(cè)6m左右范圍內(nèi)，直接頂受到拉應(yīng)力，隨采深的變化不大；直接頂控頂區(qū)受到的垂直應(yīng)力隨采深變化不大，甚至有所減??；直接頂受到的垂直應(yīng)力的峰值隨采深的增加而增加，但在采深1000m和1200m時其峰值基本相等.

3.2支架載荷高，且分布不均勻，合力點靠近后排支柱

由于堅硬頂板由于整體性硬、冒落的塊度大。一般在冒落切頂后方均有3-5m左右的懸頂，它是造成載荷分布不均的主要原因。欲改善受力分布，應(yīng)及時處理頂板，盡可能減少頂板懸露面積。

3.3堅硬頂板來壓具有明顯的時間差和步距差

四 工作面堅硬頂板控制

4.1控制頂板的斷裂位置

為減輕堅硬頂板對工作面的危險可先計算出頂板的斷裂位置。下位堅硬頂板在控頂區(qū)內(nèi)斷裂后，隨著采面的推進，支柱的前移，斷裂頂板發(fā)生回轉(zhuǎn)下沉，其下面支柱就會逐漸傾斜、失穩(wěn)，最終失去平衡，從而發(fā)生推垮支柱的頂板事故。因此，把頂板控制在切頂線外斷裂，保持控頂區(qū)頂板完整性，是避免發(fā)生此類頂板事故的重要因素。從許多實驗結(jié)果可以得出，提高工作面切頂阻力，可使下位頂板的斷裂位置由控頂區(qū)內(nèi)移向切頂線，從而有利于對頂板的控制。同時還可以看出，頂板斷裂位置與頂板厚度有關(guān)。當(dāng)頂板厚度增大時，還需再增大切頂阻力，才能把頂板切落在采空區(qū)內(nèi)。

4.2強制放頂法

強制放頂法包括采后爆破和采前預(yù)爆破兩類。采后爆破是在工作面后方采空區(qū)，向頂板打眼裝藥，用爆破的方法強迫頂板冒落。采前預(yù)爆破是在工作面前方頂板打眼裝藥，用爆破的方法預(yù)先松動頂板，當(dāng)工作面采過后頂板可自行冒落的方法。

4.3壓力注水弱化頂板

壓力注水弱化頂板就是在工作面前方預(yù)先向頂板鉆孔注壓力水，利用水對巖體的壓裂和軟化作用，破壞頂板的完整性和降低頂板巖石強度，當(dāng)工作面采過后，頂板可正?？迓?，減小來壓對工作面的威脅。巖石有吸水軟化特性，人為地向巖體內(nèi)注水，除了水可以降低巖石的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦系數(shù)外，水的壓裂作用是十分明顯的，壓裂破壞了巖體的完整性，從而達到放頂目的。

5 結(jié)語

控制頂板的斷裂位置簡單經(jīng)濟，但是受很多地質(zhì)條件的影響，因此不是很準確。爆破法放頂破壞巖體的完整性是一種可行的頂板處理方法，其中采前預(yù)爆破，干擾回采工序較小，但炸藥消耗量大，成本高，特別是大量的炸藥在井下爆破，污染嚴重。注水目前存在著效率低，某些頂板軟化效果差等缺點，提高注水弱化頂板的效率，減少工程量，降低注水成本等是今后研究的發(fā)展注水法的重點。

參考文獻

[1]靳鐘銘，徐林生.煤礦堅硬頂板控制[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1998：58-61.

[2]錢鳴高.礦山壓力及其控制[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1994：132-135.

第5篇：礦業(yè)工程和采礦工程的區(qū)別范文

【關(guān)鍵詞】煤礦；安全生產(chǎn)；風(fēng)險預(yù)控

1 引言

我國的煤礦安全管理工作起步較晚，雖然經(jīng)過了大量的實踐和經(jīng)驗教訓(xùn)，摸索出一套較為有效的安全管理制度和辦法，但由于缺乏科學(xué)理論依據(jù)，使得安全管理更多地依靠專項整治、集中排查、命令、處罰等行政手段。這些方式只能在短期內(nèi)起到一定的警示作用，但就長期來看，很難從源頭遏制事故的發(fā)生。如何構(gòu)建科學(xué)的安全管理的機制成為煤礦企業(yè)必須關(guān)注和研究的一個問題。

基于風(fēng)險預(yù)控的煤礦安全管理是一種過程管理，是在事故發(fā)生前，通過對導(dǎo)致事故發(fā)生的危險源辨識，判別危險源產(chǎn)生風(fēng)險大小，對危險源進行監(jiān)測、監(jiān)控和預(yù)警，最后消弱和消除危險源，杜絕煤礦事故發(fā)生。煤礦風(fēng)險預(yù)控管理同時也是一種閉環(huán)管理模式，是通過循序漸進不斷修補煤礦安全管理中的漏洞，最終實現(xiàn)煤礦的安全管理。

2 煤礦風(fēng)險預(yù)控的流程

根據(jù)風(fēng)險預(yù)控理論，風(fēng)險預(yù)控的對象為能量和行為失誤，如果進一步細分，能量可劃分為設(shè)備能量和環(huán)境能量，行為失誤有操作失誤和管理失誤。能量和行為在正常狀態(tài)下稱為危險源，在失控狀態(tài)下稱為隱患。

在煤礦企業(yè)中，風(fēng)險預(yù)控的本質(zhì)對象是危險源，而在實際工作中，煤礦往往不加區(qū)分地使用這兩個概念，重隱患控制，輕危險源管理，并沒有完全遵守風(fēng)險預(yù)控的原理。因此，煤礦安全管理的有效做法除了重視隱患管理之外，更應(yīng)該加強危險源的日常管理，真正實現(xiàn)風(fēng)險預(yù)控。

風(fēng)險預(yù)控主要包括三個方面的工作內(nèi)容：危險源辨識；危險源監(jiān)測；危險源控制。危險源辨識是整個工作的基礎(chǔ)，其處理的全面性和合理性直接關(guān)系到風(fēng)險預(yù)控的效果。危險源監(jiān)測的主要作用是及時發(fā)現(xiàn)與正常狀態(tài)相偏離的危險源，發(fā)出預(yù)警信息，并根據(jù)危險源監(jiān)測過程中所暴露出的一些安全管理問題，修訂制度規(guī)范或培訓(xùn)員工。危險源控制是根據(jù)預(yù)警信息制定相應(yīng)的處理措施，對危險源實施動態(tài)監(jiān)測，直至警情得到控制和消除。

3 基于風(fēng)險預(yù)控的煤礦安全管理及評價

3.1 基于風(fēng)險預(yù)控的煤礦安全管理內(nèi)涵

基于風(fēng)險預(yù)控的煤礦安全管理主要內(nèi)容包括：

（1）煤礦安全風(fēng)險管理

煤礦安全風(fēng)險管理是在事故發(fā)生前，通過對導(dǎo)致事故發(fā)生的危險源辨識，判別危險源產(chǎn)生風(fēng)險大小，對危險源進行監(jiān)測、監(jiān)控和預(yù)警，最后消弱和消除危險源，杜絕煤礦事故發(fā)生。在煤礦安全風(fēng)險管理中危險源辨識是關(guān)鍵，危險源辨識可以按照煤礦日常系統(tǒng)來辨識，也可以按照煤礦事故發(fā)生機理來辨識，但辨識必須全面，這樣才能杜絕事故發(fā)生。

（2）煤礦安全管理要素標準和措施制定

當(dāng)煤礦安全管理所有危險源辨識出來以后，需要將危險源進行合成提煉，形成管理要素，將來通過管住管理要素就可以管住危險源。通過制定相應(yīng)的標準來確定管理要素的管理方式和管理程度。管理標準是指管理要素管到何種程度事故就不發(fā)生，管理措施是管理要素達到標準的手段。

（3）加強安全培訓(xùn)，實施安全管理人員準入制度

對煤礦企業(yè)來說，首先應(yīng)建立目標清晰、分解科學(xué)、涵蓋生產(chǎn)經(jīng)營全過程的培訓(xùn)目標體系。其次，要分析培訓(xùn)需求，針對不同的人群或工種確定培訓(xùn)的具體內(nèi)容。再次，要重點實施行為矯正培訓(xùn)，即針對煤礦員工慣常、頻發(fā)的不安全行為，制定針對性的培訓(xùn)方案。最后，要建立起培訓(xùn)效果評價體系，以促進培訓(xùn)工作的持續(xù)改進與完善。同時，加強各級管理人員和崗位操作人員的準入管理，如班前抽考不及格不允許入井，沒有取得區(qū)隊長和班組長資格證不能擔(dān)任相應(yīng)職務(wù)等。

（4）健全安全考核制度，實行獎懲激勵

將安全指標層層分解，制定嚴密的考核制度，使得人人有指標，人人有壓力。考核方法可以采用績效評估法，該方法針對煤礦企業(yè)各級管理人員構(gòu)建相應(yīng)的安全管理評價指標體系，不僅能夠體現(xiàn)組織調(diào)查、全員參與、發(fā)展回饋、多元評估系統(tǒng)等多個組織績效原則，而且能夠體現(xiàn)風(fēng)險預(yù)控的思想，找出安全管理中存在的主要問題，為采取進一步的改進措施提供指導(dǎo)，充分保障煤礦各級管理人員認真履行安全管理職責(zé)，提高安全管理能力。為強化安全考核制度，必須建立獎懲激勵機制，使得考核結(jié)果與職工收益掛鉤。在獎懲激勵中，要做到公平公正，信息透明，考核結(jié)果要及時公布，接受員工的監(jiān)督，反對獎勵平均主義和重罰輕獎的現(xiàn)象。激勵要實行物質(zhì)激勵和精神激勵相結(jié)合，要因人而異，區(qū)別對待。（5） 煤礦安全管理輔助環(huán)節(jié)建設(shè)。煤礦安全管理輔助環(huán)節(jié)建設(shè)包括煤礦事故救援體系建設(shè)， 職工健康保障體系建設(shè)， 煤礦環(huán)境管理和煤礦準入等方面。

3.2 基于風(fēng)險預(yù)控的煤礦安全管理評價

基于風(fēng)險預(yù)控的煤礦安全管理評價系統(tǒng)主要是考核評估煤礦安全管理建設(shè)是否到位， 是否以風(fēng)險管理為核心， 主要評價內(nèi)容包括：

（1）評價煤礦的風(fēng)險預(yù)控管理是否到位， 風(fēng)險管理中危險源辨識是否全面， 危險源靜態(tài)和動態(tài)度量是否正確， 危險源信息檢測是否及時， 危險源預(yù)控措施是否全面， 危險源產(chǎn)生風(fēng)險預(yù)警方法是否正確， 預(yù)警是否及時， 預(yù)控是否得當(dāng)。

（2）評價煤礦本質(zhì)安全管理中組織管理體系是否完善， 包括相關(guān)機構(gòu)設(shè)置是否完善， 激勵獎懲制度是否全面， 管理運行體系是否閉環(huán)， 崗位職責(zé)是否明確， 監(jiān)督機制是否完善健全， 煤礦文化是否體現(xiàn)本質(zhì)安全思想， 煤礦文化管理是否到位， 煤礦本質(zhì)安全管理監(jiān)督是否到位。

（3）評價煤礦本質(zhì)安全管理人的不安全行為管理是否準確到位， 包括人的不安全行為產(chǎn)生機理分析是否合理， 人的不安全行為控制管理手段是否合理有效。

（4）評價煤礦本質(zhì)安全管理要素是否管理到位， 要素是否全面。

（5）評價煤礦本質(zhì)安全管理輔助環(huán)節(jié)是否跟上， 包括煤礦事故救援體系是否完善， 職工健康保障體系是否完善， 煤礦環(huán)境是否達到本質(zhì)安全要求等。

3.3 煤礦安全管風(fēng)險管理的參考指標

（1）煤礦有完善的財政風(fēng)險管理體系；（2）企業(yè)編制計劃和任務(wù)時考慮存在風(fēng)險；（3）各工作場所有危險源識別、危險源評價、風(fēng)險監(jiān)測與預(yù)控；（4）所有工作程序都進行危險源識別、危險源評價、風(fēng)險監(jiān)測與預(yù)控；（5）各類危險源預(yù)防、預(yù)控方法得當(dāng)；（6）各類危險源產(chǎn)生風(fēng)險預(yù)警程序全面；（7）各類危險源都有相應(yīng)消除措施；（8）有意外情況風(fēng)險評估和應(yīng)急措施；（9）有危險任務(wù)風(fēng)險評估；（10）危險源處理有分類報告，分類科學(xué)；（11） 危險源有事后分析報告；（12）危險源處理有專門機構(gòu)和人員負責(zé)，處理及時；（13）員工了解危險源預(yù)控管理。

4 結(jié)語

煤礦安全管理評價不是管理的最終目的， 安全管理評價是根據(jù)現(xiàn)場安全檢查和定性、定量評價的結(jié)果， 對那些違反安全生產(chǎn)的行為、制度、安全管理機構(gòu)設(shè)置和安全管理人員配置， 以及不符合安全生產(chǎn)技術(shù)標準的工藝、場所、設(shè)施和設(shè)備等， 提出安全改進措施及建議； 對那些可能導(dǎo)致重大事故發(fā)生或容易導(dǎo)致事故發(fā)生的危險、有害因素提出安全技術(shù)措施、安全管理措施及建議。

參考文獻

[1]查振高， 李新春.基于風(fēng)險預(yù)控的煤礦安全管理評價系統(tǒng)建立研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2009（1）.

[2]魏曉平，鞏巖，李媛.煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)風(fēng)險預(yù)控分析[J].煤炭經(jīng)濟研究， 2007（2）.