煤矿地质论文

浅议煤矿煤层的开采技术摘要：由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。关键词：开发技术 煤炭工艺 煤炭一、煤炭开采的主要形式（一）井下采煤井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采，每一水平又分为若干采区，先在第一水平依次开采各采区煤层，采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时，先将煤层划分为几个盘区，立井于井田中心到达煤层后，先采靠近井筒的盘区，再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层，先采第一水平最上面煤层，再自上而下采另外煤层，采完后向第二水平转移。按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种，前二者称为旱采，后者称为水采，我国水采矿井仅占。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。壁式采煤法工作面长，一般100～200 m，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率低。（二）露天采煤移走煤层上覆的岩石及覆盖物，使煤敞露地表而进行开采称为露天开采，其中移去土岩的过程称为剥离，采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层，自上而下逐层开采，在空间上形成阶梯状。其主要生产环节：首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎，然后用采掘设备将岩煤由整体中采出，并装入运输设备，运往指定地点，将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场；将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。主要优缺点优点为生产空间不受限制，可采用大型机械设备，矿山规模大，劳动效率高，生产成本低，建设速度快。另外，资源回采率可达90%以上，资源利用合理，而且劳动条件好，安全有保证，死亡率仅为地下采煤的1/30左右。主要缺点是占用土地多，会造成一定的环境污染，而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面，对煤赋存条件要求较严，只宜在埋藏浅，煤层厚度大的矿区采用。二、采煤方法与工艺在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业 条件，提高单产和机械化水平。（一）开采技术开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下 的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。（二）解决难题开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力 压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本 顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压 注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术，研制既有利于顶煤破碎和顶板控制， 又有利于放顶煤的新型液压支架，合理确定后部输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤 时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5～宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机 的应用，促进工作面的高产高效。（三）缓倾斜薄煤层长壁开采主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机 、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。（四）缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采应进一步加强完善支架结构及强度，加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。（五）各种综采高产高效综采设备保障系统要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架—围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是：通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架—围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油 —磨屑”监测和温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。三、主要的开采技术（一）深矿井开采技术深矿井开采的关键技术是：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通风、井巷布置等；需要攻关研究的是：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业场所工作环境的变化；深井巷道（特别是软岩巷道）快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术与装备。（二）“三下”采煤技术提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数，发展沉降控制理念和关键技术，包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；研究近水体开采的开采设计，工艺参数优化和装备，提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。（三）优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化为目标，研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统要减化，同时实现中采与中掘同走发展，生产效率大幅提高的经验的同时，重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置系统的优化，减化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多开煤巷，减少出矸率；研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术，既是减少污染的一项有利措施，又减化了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。

RTK技术在矿山地质工程测量中的应用研究论文

矿山地质工程建设而向信息化趋势，以高端科技为手段展开地质测量，实现了区域资源优化分配及调度控制。RIK技术作为矿山地质工程建设新支撑，为测绘人员提供了更为完整的技术应用平台，加强了区域地质结构测量范围管理力度，提高了区域内部资源规划与开发的可持续性。

1、RIK技术特点

实时动态控制系统(RTK)是一种新的常用的RIK测量方法，与以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度不同，为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了户外作业效率。

(1)兼容性。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据及己知数据传输给流动站接收机。RIK系统由此兼容了CIS, CPS, RS等实用性控制技术，能够为矿山勘察与作业提供科学的指导。

(2)无线性。随着通信科技快速发展，无线传感器技术得到了普及化应用，其与路由器共同构建成新型传输模式，体现了数字通信技术应用的先进性。RIK技术作为无线网络的新技术，可以结合不同算法对网络路由传输进行控制，帮助用户选定最优化数字运算方式，解决了传统无线传输平台的不足。

2、基于RIK矿山测量系统设计

(I)图形结梅“RIK技术”是信息时代的变革趋势，也是诸多产业机构协调发展的新方式，利用信息技术带动事业发展是必然决策。结合“RIK技术”发展内涵，对矿山测量功能升级趋势及改造对策进行总结，提出切实可行的改造方案。煤矿地质测量空间信息管理系统的建立为各采矿企业设计、生产、通风、调度、安全、救护、机电、运输等其他应用系统提供一个基础的数据及图形管理平台。

(2)模型结构。矿山测量建设关系着安全，以RIK技术为基础构建定向测量系统，可实时掌握相关的数据信息，降低定向测量操作的失误率。设计定向测量系统要考虑多方而内容，以“高效率、高进度、高水平”为标准展开一系列的测量活动。系统的建立能够实现地质、测量成图的自动化，实现地质、测量有关计算、管理的自动化;及时准确地根据三维勘探、钻探、井下揭露等最新资料和信息，高效准确地修改各种生产图件。

(3)管理结构。通信网络传输过程中，无线网形成了相对复杂的传输平台，各种路径数据传输至服务器之后，必须及时对无线信号及数据进行实时分析，才能掌握准确的数据处理结果。路由器作为无线传感网络的中转模块，其承载着更多逻辑数据运算程序，准确地抓住数据处理流程任务。在采矿企业生产处和各个矿分别建立相应的地质、测量管理系统，将原来手工处理的数据、图件等资料实现电子化处理。

(4)层次结构。结合地质测绘行业发展局势，利用集成技术辅助矿山勘察作业，体现了新技术用于产业规划的优势。系统按照三层客户/服务器结构(数据库层、应用服务层和用户界而层)和C/S + B/S二级管理模式进行系统整体设计，将整个系统按数据库、业务逻辑和用户界而三层功能进行组织。同时，以CIS, CPS, RS等技术平台，能够为矿业勘察与规划提供指导，实现了区域矿物资源的一体化建设。

3、地质测量中RIK系统的功能模块

由于人员、设备、技术等方而因素，通信监控系统存一些问题，限制了地质测量信号传输与控制性能。“RIK技术”是现代信息社会的风向标，任何产业发展与RIK系统形成了紧密关系，为了体现矿山测量设备在新网络格局中的应用价值，必须对矿山测量系统进行优化升级。RIK技术在矿山地质工程测量中的功能价值，主要应用功能体现在相关系统应用，具体包括:

(1)地质通信系统。选择一项可靠的无线通信技术是不可缺少的'，RIK技术在无线网络传输中体现了明显的优势，成为无线传感器网络路由算法常用的方式之一。结合RIK技术特点，选用网络路由算法主要思路，对算法系统设计、数据串口运行等，提出切实可行的网络操作方案。未来，RIK技术将朝着网络化、自动化、智能化等趋势发展，为用户建立更加全而的监控服务平台。基于RIK技术的无线传感器改造中，对路由算法系统设计进一步优化，加强无线通信网络结构改造力度，摆脱了传统系统网络化调控流程，这些都是RIK技术下路由算法系统结构性优化的先进性表现。

(2)地质数据网络系统。而对早期矿山测量设备结构的功能缺失，地质测量自动化必须要重新建立更具稳定性的功能作业平台，帮助用户进一步实现网络化运营目标，才能实现办公经营水平的一体化发展。该子系统在功能上划分为系统管理、数据录入、数据处理、数据查询、报表输出5个部分，采用C/S方式设计。系统充分考虑了煤矿地质测量空间信息多源化的需要。在数据内容上则以煤矿地质、水文地质、测量、采掘信息为基础，通过对生产技术信息的动态更新，及时准确地控制煤矿地质体的形态，动态反映井下生产的状况。

(3)地质结构分析系统。RIK系统是基于矿山测量设备的操控模式，其在推广RIK技术模式过程中，也要重视矿山测量功能升级与改造，才能体现出新时代与新设备的联合应用特点。地质测量系统是企业办公自动化核心部分，基于RIK技术时代可对地质测量系统功能进行升级改造，共同构建先进地质测量系统，体现RIK技术时代的技术特点。主要包括:①成分特征:独特的点型、线形、岩石符号、以及专业对象的表现形式;②时代特征:地层时代的先后顺序;③空间特征:地层和地层之间，地层和构造之间以及构造与构造之间的空间拓扑关系。

(4)地质远程管理系统。RIK是矿山测量定向测量的支撑技术，利用远程网络构建先进式定向测量体系，保持矿山地质信息传递与控制的和谐性。结合地质勘测设备改造趋势，RIK技术在定向测量作业中的应用，为矿山地质信息化建设提供可行性建议。该模块采用JavaScript技术编写，可根据用户的使用权限对服务器中存储的各类基础数据和图形文件进行更新与访问。管理层可直接通过网络下达指令，及时解决现场问题，指导煤矿生产。

4、结语

总之，矿山测量信息化水平关系着事业发展，不仅体现了当代信息技术发展趋势，也标志着测绘科技创新成果。而对信息化发展总体趋势，矿山地质工程测量也要建立科学的技术体系，以RIK技术为中心设定测量系统，成为推动区域地质改造建设的新方式。通过RIK技术设计现代化地质测量系统，将各个模块功能应用于具体的测量步骤，大大提升了矿山资源开发与利用效率，从而带动了矿山地质测量的一体化发展。