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)了一門新興的學科--系統(tǒng)工程。系統(tǒng)工程是以一種科學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用系統(tǒng)分析研究所。其后，慢慢的應用于采礦工程中，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)工程學借鑒的安全系統(tǒng)工程，邊坡工程程，地質(zhì)統(tǒng)計學學科。

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)工程學的特點與現(xiàn)狀。

首先是數(shù)學和計算機技術(shù)在采礦工程學的應用。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)絡流，多目標決策，可靠性理論等一系列利用數(shù)學工具和計算機技術(shù)的廣泛應用于采礦系統(tǒng)工程中，成為一種常用的手段。

其次是信息科學的迅速發(fā)展在采礦系統(tǒng)工程學的應用。在信息科學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)工程學的應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)計學方法相比，較為粗糙簡略。主要應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)計學的數(shù)理統(tǒng)計理論的應用遵循線性估計，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，如析取克立格法。當然，人們已經(jīng)開始應用于在采礦方面的分析。并且還有些學者已經(jīng)應用人工智能網(wǎng)絡和遺傳算法，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)工程學常用的方塊方法，當然其中礦巖量能通過數(shù)學的積分方法算出。

當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。當然這個軟件國內(nèi)并沒有能力開發(fā)，目前普遍應用的是澳大利亞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。當然也有人采用人工智能網(wǎng)絡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)估值方法或者應有其他方法估值。

2 發(fā)展趨勢

采礦系統(tǒng)工程學是采礦工程和系統(tǒng)工程相結(jié)合的學科，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。

跨學科，綜合應用多種方法。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

計算機輔助教學是在計算機輔助下進行的各種教學活動，以對話方式與學生討論教學內(nèi)容、安排教學進程、進行教學訓練的方法與技術(shù)。這一技術(shù)已廣泛應用于高校教學過程中并獲得了一定的效果，但課件屬于傳統(tǒng)的平面教學模式，缺乏直觀的立體感，所以在教學中容易使學生產(chǎn)生視覺疲勞，影響教學效果。在科學技術(shù)大力發(fā)展和先進技術(shù)廣泛應用的大背景下，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)應用于難以理解的專業(yè)課程教學與研究上，這其中既有機械類的課程教學應用，也有地理教學方面的應用。在這種情形下項目組大膽嘗試將3D打印技術(shù)應用于采礦工程的教學與研究中，利用3D打印機打印出礦山實體模型來指導教學工作，讓復雜的理論模型變得清晰易懂。

一、概述

（一）當下傳統(tǒng)教學模式

目前，3D打印技術(shù)還沒有引進到采礦教學中，對于采礦方法的學習一直是采礦工程學生的軟肋。在傳統(tǒng)礦業(yè)類課程教學中，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和礦山模型的三視圖。尤其是在采礦方法的學習中，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很難在腦中想象和構(gòu)建三維立體圖。

因此，傳統(tǒng)的教學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)的采礦教學主要以課堂為主，學生的設(shè)計和創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足；傳統(tǒng)教學方法很難調(diào)動學生的學習積極性和學習樂趣。

（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，學生學習起來都有很大的難度，如礦山模型的學習對學生的三維模型構(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，學生不易在頭腦中建立相應的理論模型。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，提高學習效率。這樣不僅會激發(fā)學生的興趣，提高課堂注意力，同時也可以使學生充當設(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打印在教學模型制作中的應用

（一）3D打印技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)觀念的教學思想

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，這樣能幫助學生清晰明白地理解這一重要、復雜的井巷結(jié)構(gòu)。

（二）3D打印技術(shù)應用于采礦教學的優(yōu)點

1.可改善采礦工程教學方式方法。采礦工程是一門具有復雜性、整體性、系統(tǒng)性等特點的學科。在采礦教學中，教師和學生接觸的是較為復雜的立體幾何，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)學生很難在腦中構(gòu)建出完整的立體圖，很難達到預期的教學效果。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打印教具輔助教學的方式，通過展現(xiàn)3D打印礦山實體模型給同學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，可以讓學生自由組裝模型，激發(fā)學生的好奇心和學習興趣。

傳統(tǒng)的課題教學模式都是“灌輸式”的，學生被動吸取，學習效率不高，沒有自主性；而采用學生自己動手組裝、拼接、設(shè)計模型的方式，學生自己發(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，學生也將發(fā)揮自己的創(chuàng)造力將其應用于各個方面，如可以應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科的深奧專業(yè)課學習中等。這樣的教學和學習方法可有效提高學生的參與和思考能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力。

3.可提高學生的實踐能力和參與團隊協(xié)作意識，激發(fā)學生的學習積極性。3D打印需要學生的實踐操作，從三維模型設(shè)計到實體打印，都需要他們參與完成，這將促進學生操作、觀察、制作和團隊互助能力的發(fā)展，全面提高學生的動手參與能力。同時，3D打印將激發(fā)學生DIY的興趣，通過3D打印機，學生的構(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，使學習更加生動。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)使得學生可以從設(shè)計、制作、展示、參與等角度融入到學習過程中，有效地激發(fā)了學生實踐的積極性，提高了學習熱情。

三、對3D打印教學應用的思考

3D打印技術(shù)在當前教育領(lǐng)域的應用越來越多，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，在探索未來教學改革的過程中，3D打印將成為一些較為復雜的學科的改革新方向，這一新模式應用于教學將很好地改進傳統(tǒng)教學模式，3D打印技術(shù)在教學方法中的比例會越來越大。

（二）3D打印技術(shù)將推動教學模式呈現(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教學和采用各種輔助方式來教學，其中的實物展示、課堂演示、實習，到后來的計算機輔助教學、ppt、視頻也出現(xiàn)在課堂教學模式中，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、復雜性的課程學習將出現(xiàn)多種教學模式并存的模式。

（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)的學習。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。

煤層垂直應力分布狀況如圖1，隨著采深不斷增加，應力曲線不斷上揚，煤層受到的整體應力也相應增大，當采深為1200m時，應力峰值達到了55MPa；在煤層的非彈性區(qū)的前面部分應力曲線基本重合，說明煤壁塑性區(qū)受到的應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；當靠近應力峰值附近，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力分布.應力曲線在煤壁兩側(cè)變化范圍較大，采空區(qū)側(cè)的應力值明顯小于煤壁側(cè)的應力；直接頂受到的垂直應力在采空區(qū)端部為壓應力，當采深達到1200m時端部2m范圍內(nèi)應力值明顯增大；在控頂區(qū)后側(cè)6m左右范圍內(nèi)，直接頂受到拉應力，隨采深的變化不大；直接頂控頂區(qū)受到的垂直應力隨采深變化不大，甚至有所減小；直接頂受到的垂直應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。采前預爆破是在工作面前方頂板打眼裝藥，用爆破的方法預先松動頂板，當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，當工作面采過后，頂板可正?？迓洌瑴p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)；風險預控

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，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。

基于風險預控的煤礦安全管理是一種過程管理，是在事故發(fā)生前，通過對導致事故發(fā)生的危險源辨識，判別危險源產(chǎn)生風險大小，對危險源進行監(jiān)測、監(jiān)控和預警，最后消弱和消除危險源，杜絕煤礦事故發(fā)生。煤礦風險預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 煤礦風險預控的流程

根據(jù)風險預控理論，風險預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，風險預控的本質(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，并沒有完全遵守風險預控的原理。因此，煤礦安全管理的有效做法除了重視隱患管理之外，更應該加強危險源的日常管理，真正實現(xiàn)風險預控。

風險預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)系到風險預控的效果。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)范或培訓員工。危險源控制是根據(jù)預警信息制定相應的處理措施，對危險源實施動態(tài)監(jiān)測，直至警情得到控制和消除。

3 基于風險預控的煤礦安全管理及評價

3.1 基于風險預控的煤礦安全管理內(nèi)涵

基于風險預控的煤礦安全管理主要內(nèi)容包括：

（1）煤礦安全風險管理

煤礦安全風險管理是在事故發(fā)生前，通過對導致事故發(fā)生的危險源辨識，判別危險源產(chǎn)生風險大小，對危險源進行監(jiān)測、監(jiān)控和預警，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，實施安全管理人員準入制度

對煤礦企業(yè)來說，首先應建立目標清晰、分解科學、涵蓋生產(chǎn)經(jīng)營全過程的培訓目標體系。其次，要分析培訓需求，針對不同的人群或工種確定培訓的具體內(nèi)容。再次，要重點實施行為矯正培訓，即針對煤礦員工慣常、頻發(fā)的不安全行為，制定針對性的培訓方案。最后，要建立起培訓效果評價體系，以促進培訓工作的持續(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任相應職務等。

（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)風險預控的思想，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，充分保障煤礦各級管理人員認真履行安全管理職責，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 基于風險預控的煤礦安全管理評價

基于風險預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， 是否以風險管理為核心， 主要評價內(nèi)容包括：

（1）評價煤礦的風險預控管理是否到位， 風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， 危險源預控措施是否全面， 危險源產(chǎn)生風險預警方法是否正確， 預警是否及時， 預控是否得當。

（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 煤礦安全管風險管理的參考指標

（1）煤礦有完善的財政風險管理體系；（2）企業(yè)編制計劃和任務時考慮存在風險；（3）各工作場所有危險源識別、危險源評價、風險監(jiān)測與預控；（4）所有工作程序都進行危險源識別、危險源評價、風險監(jiān)測與預控；（5）各類危險源預防、預控方法得當；（6）各類危險源產(chǎn)生風險預警程序全面；（7）各類危險源都有相應消除措施；（8）有意外情況風險評估和應急措施；（9）有危險任務風險評估；（10）危險源處理有分類報告，分類科學；（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，處理及時；（13）員工了解危險源預控管理。

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； 對那些可能導致重大事故發(fā)生或容易導致事故發(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.基于風險預控的煤礦安全管理評價系統(tǒng)建立研究[J].中國礦業(yè)大學學報（社會科學版），2009（1）.

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