時間：2022-05-28 22:21:00
引言：易發表網憑借豐富的文秘實踐，為您精心挑選了九篇采礦技術論文范例。如需獲取更多原創內容，可隨時聯系我們的客服老師。
在礦井開采煤炭中，為了提高煤礦的生產效率，就需要對高度集約化的開采技術給應用過來，同時，將各種具有較高性能的采煤工藝和裝備等引入進來；選擇的開采技術屬于高度集約化，同時應用的采煤工藝和設備具有較高的性能，煤礦井下采礦作業的安全性就可以得到實現，以便順利開展煤礦生產工作。如果開采的煤礦埋深較淺，還具有較硬的煤層和頂板，那么就需要將埋深淺控制技術、硬頂板控制技術和硬煤層處理技術給應用過來，以便有一套完善的現代化采煤技術形成，實現高產高效的目標。在對緩傾斜長壁薄煤層進行開采時，選擇的薄煤層采煤機或者刨煤機需要具備較高的可靠性和較大的功率，并且具有較小的體積。為了將采煤機的作用給充分發揮出來，需要利用采煤機來進行加固，保證足夠的穩定，在對開采技術選擇時，需要將采煤機和薄煤層實際情況給納入考慮范圍。為了促使采礦的高產高效目標得到實現，就需要對煤礦開采的機械化程度進行提升，將一系列高產高效設備給應用過來，這樣方有良好的保障系統形成。結合具體情況，對支架設備合理選擇，以便對礦井圍巖進行加固，保證足夠的穩定，將相應的監控設備應用過來，監控支架的支護質量和圍巖狀態等；之后，結合監控信息，對采煤機和礦井的運行情況進行分析和診斷，支架的操縱和改善利用電液控制閥組來完成，對信息自動采集系統進行完善，以便及時掌握液壓信息、支護質量信息等。實踐中福建地方小型礦井依然采用炮采采煤方法，也即是爆破采煤法。炮采工藝流程包括有破煤、裝煤、運煤、頂板支護、回柱放頂等。
2煤礦井下的采煤生產技術
在煤礦井下生產實踐中，我們需要從技術角度上來強化采礦方法，應用這些開采技術：
2.1深礦井開采技術
在深礦井開采技術的應用中，有諸多的環節都需要引起人們的重視，如嚴格控制開采礦壓，科學布置井巷，防治沖擊地壓以及防治瓦斯和火災等等。在具體實踐中，我們發現深礦井開采技術還不夠成熟，有諸多的問題出現，需要進一步研究，涉及到很多方面的內容，如深井作業環境變化、巷道支護技術以及掘進技術等等。
2.2巷道布置開采技術
在煤礦井下生產中，非常重要的一個環節就是巷道布置，巷道布置情況將會對煤礦井下的生產產生直接影響，同時，煤礦井下巷道布置也關系到了煤礦開采成本，因此，就需要對其產生足夠的重視。煤礦企業需要結合自身具體情況，對煤礦井下深入考察，并且將選擇的采煤方式和采煤技術給充分納入考慮范圍，對煤礦井下巷道科學合理的布置。為了促使煤礦生產效益得到提高，還需要優化煤礦巷道布置；深入研究煤礦巷道布置技術，保證其能夠有機結合其他方面的因素，如煤礦開采技術、煤礦井下作業條件等，這樣矸石運輸方面花費的時間和成本都可以得到減少。結合優化之后的巷道布置，來對開采技術合理應用，邊挖掘邊開采能夠實現，采礦效率得到了較大程度的提升。
2.3采場圍巖控制技術
要嚴格控制采場圍巖，如果采場圍巖穩定性不夠，那么就會在較大程度上威脅到采礦作業人員的生命財產安全；依據相關的開采經驗，有機結合現代化的理論以及先進的計算機測量技術，可以將地質構造情況給準確探測出來，這樣可以更加順利的進行煤礦開采，還可以全方面掌握煤礦采場的巖層情況。對于煤礦井下頂板，一般可以將其劃分為兩種類型，分別是堅硬巖層頂板和破碎巖層頂板，對于巖層控制技術的選擇，需要充分依據煤礦井下頂板情況來進行，這樣方可以獲得較好的成效，并且降低生產成本。在處理巖層頂板時，過去通常將高壓注水處理技術、深孔預裂爆理技術等應用過來，這些技術比較的復雜，并且需要較高的成本，在時代飛速發展的今天，這些技術逐漸暴露出來了諸多的問題，那么就需要對巖層頂板處理技術不斷的研發和創新。將優化后的開采技術給應用過來，可以促使生產效率得到顯著提升。同時，還需要深入研究高產高效的礦井，以便能夠全方位的優化礦井內部的巷道和開拓等各個方面。
3結語
采礦工程是一項大工程，其涉及到的環節非常多，每一個環節都有需要注意的事項，其中有三個環節最為重要，一是井巷采礦，二是開拓巷道；三是采掘工作面。這三個環節的技術水平直接關系到整個采礦工程的進度，但是目前我國在采礦期間這三個環節都存在著不安全技術因素，如果沒有預先采取解決對策，很有可能會危及到采礦工作人員的生命，而且也會影響到采礦的效率與質量，從而影響我國采礦行業的發展。在此，首先對采礦井巷施工中存在的不安全技術因素以及相應的解決對策進行分析，其主要涉及到如下要點：首先，彎道井巷施工期間，施工人員所選擇使用的曲率半徑存在著不安全因素，一般而言，彎道井巷施工人員會選擇使用12m，也有可能會選擇使用15m來作為巷道的曲率半徑，這兩種選擇都比較適合應用在自粘式電動車運輸中，但是如果運輸方式發生了變化，這兩個數值都需要相應的發生改變。通常實踐分析，選擇使用9m最為適合，但是很多施工人員所選取的數值卻沒有達到這一標準要求，通常情況下，都選擇使用的是6m曲率半徑，其導致的直接后果就是巷道拐彎的地方明顯增大，不僅會出現斷繩傷人的事故，而且也不方便運輸，因此，如果是彎道作業必須保證其曲率半徑合乎要求，最小9m，如果有特殊情況，也可以選擇12m。其次，中部車場所選擇使用的單道起坡存在著不安全因素，采礦區中部的車場是采礦工程中涉及到一個重點環節，在對其進行式設計時，應該多方面進行考慮，尤其是巷道起坡軌有所差異，該差異的不同也會影響設計方案的選擇，通常情況下，主要兩種起坡方式，一種是單道，另有一種是雙道。通常而言，單道與雙道相比，無論是設計，還是施工都相對要簡單一些，因為雙道起坡方式既需要設計固定道岔，也需要設計彈簧道岔，由此可見，如果沒有必要，一般都會選擇使用單道起坡方式，因為這種方式在節約成本的同時，也降低了工作人員的工作量，不過，如果打鉤人員稍不注意，助推不當，則非常容易造成生命危險，因此要求設計人員在進行中部車場設計時，應該選擇使用雙道起坡方式，這樣能夠有效的保證空重車以及材料車能夠安全通過，同時也不會威脅到相關人員的生命安全。最后，將車場設計到彎道巷道中存在著一定的不安全因素，一般而言，設計人員設計車場，不僅需要掌握采取上山方位，還需要掌握運輸大巷的具置，很多設計人員通過了解調查通常會在彎道巷道的位置上來設計下部車場，這種設計產生的直接的危害就是司機視線受阻，影響司機與其他工作人員的交流，進而引發安全事故，由此設計人員應該將車場設計到直線的位置上，從而防止事故出現。
2開拓巷道工程施工過程中存在的不安全技術因素及對策分析
首先，下部車場軌道間的安全間隙過小，在巷道施工的過程中，設計下部車場時，通常把1.3m作為車場間的安全間隙，然而在實際施工過程中，很多礦井的安全間隙通常只有1.2m，這就導致當車場的運輸任務比較緊張，尤其是運輸車變形或材料車過寬時，車場之間極易發生擠碰而對工作人員的生命安全構成威脅。所以，在施工時還要充分考慮到超寬運輸車可能通過的情況，盡量把安全間隙設置在1.4m左右，以此來確保施工工作的正常進行。其次，設計巷道時出現高度過低的情況，進行巷道開拓工作時，半圓拱形斷面是首選的掘進方式，一般墻高都被控制在1.2m左右。但是在實際的施工過程中，為數不少的礦區并沒有嚴格按照這一標準進行巷道的建設，很多大斷面積的巷道的墻高僅有1.1m，這就直接導致了在巷道里架線時，達不到架線的安全高度和施工的安全標準，極大的提高了觸電事故的發生率。所以，在設計巷道墻高時必須結合當地的實際情況詳細分析。最后，設定巷道的腰線時存在不合理的情況，中線和腰線是井下巷道進行施工時用以完成施工控制的，中線的主要作用是能夠對巷道的掘進方向進行指導，一般來說，需要在巷道的頂板位置或是棚梁上設置3到4個中線點，以正中或偏中線的形式展示，采用激光光束等方法檢查掘進迎頭的尺寸是否合理。所謂腰線其實是一種標示線，用以對巷道的標高和坡度進行合理的控制，可以用水平尺等施工工具延伸到掘進迎頭的位置來探測腰線所在的位置是否合理。
3采掘工作面施工過程中存在的不安全技術因素及解決策略
3.1切眼和分斜坡在開口過程中出現的問題。
對采掘工作面的實際作業過程中，技術人員在設計切眼時，開口的方向并沒有沿煤層的正傾斜方向，還有很多開口即使沿正傾斜方向，但是設計長度明顯不合理，這就造成三角帶煤柱容易發生跨幫問題。所以在施工過程中一定要嚴格按照設計標準進行切眼開口的設計，盡量避免出現質量問題。
3.2急傾斜煤層的主斜坡坡度過小。
在實際的施工過程中，需要設計好急傾斜煤層的主斜坡的坡度，然而即便有明確的傾斜角度作為參考，施工過程中也難免會出現一些問題，使得主斜坡的坡度不符合施工標準，即使受到自身重力的作用煤炭也不能自溜下降，降低了工作效率。
3.3改造眼的反眼坡度。
在設計改造眼時，相當多的礦區會把經濟效益放在第一位，所以在設計改造眼時并不會綜合考慮各方面的條件，有的甚至把改造眼的坡度設置到30度以上，并且有太多拐彎，給施工安全留下隱患。
4結語
在對車場進行設計時，一般情況下技術人員只會對采區上山方位以及運輸大巷方位進行研究分析，將下部車場設計在采礦區的彎道巷道內部，而這種設計則直接會增大電機車司機的視野盲區，對于前方以及周邊的警示信號等不能及時發現，很大程度上影響了司機與信號掛鉤人員之間的信息交流，經常會因為交流不及時而出現一系列的安全事故。為了避免此類情況的發生，在設計下部車場時，應該盡量將其設計在直線部位，以免設計不合理減小司機的視野范圍而造成安全事故。
2開拓井巷工程施工不安全技術因素
開拓井巷的設計施工中，經常會存在下部車場軌道安全間隙過小等不安全因素，如果不能掌握巷道的所有信息，就會導致在巷道設計過程中出現高度過低的情況，并且在對巷道的腰線進行設定時也存在很明顯的不安全因素。只要是其中有一個環節存在不安全因素，就會影響整個采礦工程的正常進行。
2.1下部車場軌道間安全間隙過小對于下部車場的設計，車場間隙一般確定為1.3m，但是在實際施工中很多礦井的安全間隙僅有1.3m。在這種施工的情況下，一旦車場運輸任務重，并且運輸車變形或者材料車過寬的情況下，很容易因為雙軌之間的擠碰而威脅到工作人員的人身安全[3]。因此，在對下部車場進行設計時，必須要充分考慮超寬運輸車可能通過的情況，增大間隙到1.4m左右，確保運輸工作能夠正常進行。
2.2巷道高度過低巷道掘進施工一般都是采用砌碹支護開拓作業的方式，半圓拱形斷面首先的也是掘進方式，一般情況下會將墻的高度控制在1.2m上下。就采礦井巷實際施工情況來看，存在少數的礦區沒有采取規定的方式來對巷道進行開拓，很多大斷面積的巷道墻高為1.1m左右，這樣在巷道進行架線時，高度不能達到架線以及施工的安全標準，在后期的施工過程中很容易就出現觸電安全事故。因此，在對巷道進行開拓施工時，必須要嚴格結合當地實際情況來進行綜合分析，確定最終的巷道墻高，保證其能夠滿足工程施工的安全需求。
2.3巷道腰線設計不合理中線與腰線主要對井下巷道進行施工控制的，其中中線的主要是對巷道的掘進方向進行指導，一般情況下應在巷道頂板位置或者是棚梁上設置3~4個中線點，選擇用正中或者偏中線的形式來表示，而設備可以選擇激光光束的方式來確定掘進迎頭的尺寸是否合理。而腰線的作用主要是完成對標高與坡度的控制，以水平尺等施工工具延伸到掘進迎頭的位置來探測腰線所在位置是否合理[4]。在實際施工過程中，一般都是在間隔30~50cm的位置用測量一起設置一個中腰線。并且針對煤層較厚的區域，為保證掘進的正確性，還需要對巷道進行分層，在開采難度降低的情況下，巷道的壓力也會增加，而支架承受壓力過大發生變形后就會對設置的中線點造成影響，使其不能夠完全保證在同一水平線上，進而會造成巷道施工質量減低。并且，在實際的巷道施工過程中，受地質地形等因素影響比較大，往往會造成施工方位的變化，為了保證工程施工質量，需要將拐彎處的曲線巷道半徑以及轉角等轉化為切線或者弦線。
3采掘面不安全技術因素
采礦工程采掘面的工程施工，也會存在一定的不安全技術因素，例如急傾斜煤層主斜坡設計中存在的坡度過小不安全技術因素，以及存在切眼與分斜坡開口的施工問題，還有改造眼拐彎處過多以及反眼坡度設計過大等問題等，都會對工程的安全施工造成不良影響。
3.1急傾斜煤層主斜坡坡度過小為滿足工程安全施工的要求，在對采礦井巷采掘面進行設計時，必須要通過全面分析后做好對急傾斜每層主斜坡坡度的控制。但是在實際施工過程中，即便是有明確的傾斜角度作為參考，也會出現各種各樣的施工問題，最終導致主斜坡坡度不能夠滿足工程建設要求，導致煤炭在受到自身重力影響后也不會出現下降，很大程度上影響了工作效率。
3.2切眼口及分斜坡開口礦井采掘面進行切眼開口設計時，如果沒有按照每層正傾斜的方向進行設計，或者是沿著要求的方向設計但是最終確定的長度不夠，形成的三角帶切眼，很容易就會出現煤柱垮塌的現象。因此，在對采掘面切眼口進行時設計時，必須要嚴格按照相關要求來進行，以免因為設計不合理而出現各種質量問題。
3.3反眼雙向施工從布置在巷道底層的煤層底板來看，如果采用反眼雙向施工的方式，經常會因為放炮震動而對反眼頭煤柱造成影響，甚至會因為空頂過大的原因，最終導致垮幫問題的出現，無法進行正常的維護工作。在對采掘面進行此項施工后，往往會在本區段回采完成后，無法保住煤柱，在二段回采過程中將會出現竄矸問題，進而會對工程的正常開采造成負面影響。因此，為保證工程的順利施工，確保煤柱不會受到損傷，在反眼頭施工時，應該選擇單向施工的方式，以此種方式來保證回采與正規推采都能夠順利進行。
4提高采礦工程安全性改進策略
4.1井巷工程施工安全策略對于井巷工程施工時，在設計中部車場時應該選擇單道起坡的施工的方式，可以確保采礦井巷工程中部車場設計與施工工作的順利進行，并且可以降低施工成本，重要的可以避免空車在道岔行駛過程中發生倒掉，保證掛鉤工作人員的生命安全。為保證采礦工程的安全施工，要求設計人員必須要對礦井進行全面分析，將巷道曲率半徑控制在12m左右。并且下部車場的誰及應該盡量避免將其設計在彎曲巷道中，將其設計在直線巷道中，避免對電機車司機的視野造成影響而發生安全事故。
4.2開拓巷道施工安全策略在對下部車場軌道進行施工時，應加強對之間安全間隙的控制，為避免受運輸車重量過大或者是運料車過寬等因素影響，造成擠壓而產生安全事故，應該將間隙控制在1.3m以上，大概1.4m左右為佳。另外，采礦巷道施工一項的安全措施就是保證用電安全，為了確保線路的架設高度達到安全標準，必須要確保巷道墻高能夠滿足施工要求。另外，應該加強對中線以及腰線的控制，保證掘進工作面的正常。
4.3采礦工作面安全策略采礦工作面的安全技術策略，需要結合存在的不安全因素進行分析，在全面了解礦井工程實際情況后，以滿足工程正常施工為根本目的，采取最有效的施工技術。例如針對三角帶煤柱垮幫事故，在施工時應該嚴格按照規定對切眼的開口進行操作，保證施工中切眼開口長度、方向以及各項參數都能夠符合施工要求。
5結束語
（一）概述
由于井下采礦具有作業人員在井下流動性大、地面人員難以及時掌握井下人員分布和作業進展情況以及下井后就無法確切地知道他們所處位置等特點，礦井一旦發生透水、火災等事故時地面工作人員因不能實時了解井下情況，會給搶險救災工作帶來極大的困難。特別是在突發冒頂和人員被埋的緊急情況下，由于人工描述不清或不能及時精確、自動探測被埋人員的準確位置，在低效率的管理模式下喪失寶貴生命的有效搶救時間。井下定位系統的核心識別設備采用具有國際先進水平的SUPER-RFID技術，它能夠及時、準確地將井下各個區域人員及設備的動態情況反映到地面計算機系統，使管理人員能夠隨時掌握井下人員、設備的分布狀況和每個礦工的運動軌跡，以便于進行更加合理的調度管理。當事故發生時，救援人員也可根據井下人員及設備定位系統所提供的數據、圖形，迅速了解有關人員的位置情況，及時采取相應的救援措施，提高應急救援工作的效率。
（二）無線射頻識別（RFID）技術
無線射頻識別（RFID）技術，是一種電子標簽或者無線標簽，利用無線射頻通信實現的非接觸式自動識別技術。RFID已經在日常生活中得到廣泛的應用，RFID的發展得益于芯片技術、無線技術、無線通信技術、數據交換與編碼技術、信息化處理技術和計算機技術等關鍵技術的綜合發展。RFID標簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復使用等特點，可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標識別、定位及長期跟蹤管理。成本的節約和效率的提升，促使RFID技術成為各個行業實現信息化的重要切入點。近年來，隨著在物流、制造、公共信息服務等行業的廣泛應用，RFID技術自身的產業化也在穩步發展之中，在行業中的應用也日益廣泛和深入。同時，RFID技術開始與通信技術以及互聯網技術融合，朝著構建一個實現全球物品、人員信息實時共享的物聯網目標邁進，而這也正是RFID產業長遠發展的動力所在。
（三）將RFID應用在礦井中的優勢
隨著科技的不斷發展，將先進的科學技術應用到井下作業中，既能夠有效地避免重大事故的發生或者將損失減小到最低，又能夠提高生產效率。我國現已有多家礦山企業開始嘗試RFID技術，來實現井下作業管理，這就是在RFID射頻識別技術的基礎上搭建的一條地面上下溝通的橋梁，使地面人員能夠及時動態地了解井下人員、車輛、設備的身份、分布以及作業情況，一方面可以應用于井下安全管理，一旦有事故發生，地面人員可以準確、及時、快速地進行搶險救災、安全救護等等；另一方面還可以改善井下的生產調度，通過動態地獲取無軌運輸設備的方位信息等，同時，該系統還具備人員考勤功能，亦可對進出礦場的人員及車輛進行身份識別，以保障礦場的生產安全和財產安全。
（四）井下定位系統構成及工作原理
1.系統構成
井下定位系統設備主要包括：中心站主機、數據通信服務器、人員定位系統、無線射頻單元識別讀卡分站以及識別卡、礦用人員管理系統軟件、信息傳輸接口、通訊電纜、礦用隔爆兼直流穩壓電源等組成。目前國內井下人員定位系統組成網絡結構大部分是采用的RS485遠傳網絡，它具有接線簡單、傳輸距離遠和可靠性高等特點。
2.工作原理
井下人員定位系統是根據現場實際情況和要實現的功能，在礦燈收發處、礦井出入口、各個巷道分叉口和作業人員可能經過的通道中安放若干個無線標識讀卡分站（每一臺具有不同的ID號），將它們通過網絡連線與地面控制中心的計算機聯網。每個井下作業人員攜帶的礦燈上安裝一個具有唯一標示號的無線標簽（標示號與標簽攜帶人的身份、礦名、作業大隊和班組在計算機數據庫里唯一對應），當作業人員出入井下時只要通過或接近安裝在通道內任何一個標識讀卡分站，基站即會自動識別到路過人的標示號并立即上傳到地面控制中心的計算機。計算機程序將無線標簽的標示號（對應到個人）、無線標識讀卡分站的ID號（對應井下的具置）、該基站返回的強度信號和確切時間等信息實時記錄到數據庫里，數據庫管理程序可以對庫里存放的信息很方便地進行查詢、統計和生成報表等操作。如某個人目前所處位置的查詢、某區域的人員情況統計并在基于地形圖的背景上顯示出來、地面人員對井下人員呼叫、井下人員向地面人員報警、利用統計和報表生成功能構成礦山考勤系統。除日常管理之外，最重要的是井下人員定位系統對現場緊急輔助救援工作具有不可替代的作用，萬一井下發生事故或災難，可在電腦上立刻查出事故地點的人員數量和事發后人員的動態分布情況，考慮現場環境等多種因素，為及時組織救援在極短的時間提供準確和科學可靠的決策依據。從而避免了傳統人工方式傳遞信息的低效率、不準確、救援的盲目性和冒險性，為有效地組織救援贏得寶貴的生命時間，使災難的危害降到最小提供非常重要的不可替代的決策支持。
二、井下定位系統功能
井下人員定位系統可以實現的基本功能如下：
（一）通過礦區圖形信息作為用戶界面可以實時顯示和查詢井下情況。
（二）任何時間段（計算機由記錄的）井下全部或某個識別讀卡分站范圍有多少人。
（三）每個人在井下任一時間用表格方式表示的活動軌跡。
（四）查詢一個人當前的實際位置，查詢一組人當前的實際位置。
（五）地面人員對井下人員呼叫或井下人員向地面人員報警，方便調度中心快速電話聯系該人員和出現緊急情況時及時組織救援。
（六）井下人員在井下超過工作和升井時間自動向地面值班人員報警，便于管理者及時查明原因和組織搜救。
（七）查詢相關人員在任一識別讀卡分站的到/離時間和工作時間等信息，用于督促和落實重要巡查人員按時準點到位進行各項數據的測試處理，從制度和技術手段上杜絕人為因素而造成的相關事故隱患。
（八）井下人員總人數在巷道中的實時動態分布圖，計算機程序管理背景是根據井下的實際現場情況制作的礦區巷道地理圖，井下人員分布情況可生動形象地顯示在屏幕上。
（九）數據庫操作管理界面采用具有權限管理的基于局域網模式，可實現多點共享供多個用戶同時在不同地點查看。
（十）自動統計算出各類人員井下的各類報表（月報、周報和日報，如果需要的話可以隨時生成），如生產作業人員出入井時間表、出勤報表、加班報表、統計管理人員的巡查情況報表、請假和缺勤報表等，若有必要還可與工資報表系統提供軟件接口。
（十一）參觀訪問人員所處位置實時監測，是否按要求到達指定區域或已進入危險地帶。
（十二）一旦發生事故，能及時查出有多少人遇險，遇險人員在哪里和確定他們的身份。
（十三）搶險救援時采用手持移動搜救器，快速準確地識別遇險人員被埋人員具體地點、深度和方位，及時搶救有生還可能的人員，明顯提高搶險效率和救援效果。
（十四）可實現井下設備管理包括井下車輛和其他重要移動設備的實時位置識別等。
三、井下定位系統的技術特點
（一）使用全球開放的ISM頻段，無須申請和付費。
（二）多功能：實現了井下人員實時跟蹤定位、輔助考勤、軌跡查詢等重要安全管理功能。
（三）高容量：在井下可容納數百個礦用型讀卡器，以及大型礦業數萬員工同時使用標識卡。
（四）無線標簽與讀卡分站之間可實現雙向高速數據交換，透明/加密傳送數據和信息，即應用靈活又保證了數據安全，為在人員定位網上擴展移動數據采集、地面井下雙向信息交換和移動瓦斯監測系統提供了平臺支持。
（五）多種技術集成：系統集成了RFID技術、無線數據傳輸、總線傳輸等。
（六）定位系統可以向目標發出呼叫信息，如一般呼叫、緊急呼叫、撤離呼叫等信息；可以呼叫一個特定目標，也可以呼叫多個目標（群呼）；信息可以在第一時刻立即傳達到每一個人，實現實時信息傳遞。緊急情況下，井下人員還可以通過便攜式卡向系統發出呼救信號，從而得到其他人員的及時救助。
（七）通過系統采集井下人員的分布情況，支持事故后準確地判斷人員所處位置，為實施應急救援創造有利條件。
四、井下定位系統作為輔助救援必要性
眾所周知，國內礦山企業事故時有發生，如何加強安全生產和安全監督工作力度，當災難降臨后如何提高救援和搜救工作效率，這類問題涉及國家、企業和個人的切身利益，涉及建立和諧社會維護安定團結局面的大事。因此，國家各級主管部門和企業領導應該盡一切可能將這類問題解決好。井下人員定位系統對現場緊急輔助救援工作具有不可替代的作用，萬一井下發生事故或災難，可在電腦上立刻查出事故地點的人員數量和事發后人員的動態分布情況，考慮現場環境等多種因素，為及時組織救援在極短的時間提供準確和科學可靠的決策依據。從而避免了傳統人工方式傳遞信息的低效率、不準確、救援的盲目性和冒險性，為有效地組織救援贏得寶貴的生命時間，使災難的危害降到最小提供非常重要的不可替代的決策支持。井下人員定位系統是整個礦山行業安全生產和穩定發展的需求，它可以提高安全生產和現代化管理水平，在災害輔助救援時發揮重要作用。盡管目前井下人員定位系統還不像瓦斯監測系統那樣已成行業的強制標準，但科學技術進步是礦山行業安全生產發展的必由之路，相信在不遠的將來，它的技術會不斷發展而其應用會得到進一步普及。
五、結論
本課程教學團隊中承擔主講教學工作的有5人，承擔輔助教學工作的有2人，所有教師均參與本課程的教材建設、教學改革、實驗教學、網絡資源建設等工作。多年來，教學團隊努力加強梯隊建設，支持、鼓勵青年教師攻讀博士學位(有2人博士在讀)，并且針對青年教師在教學工作中存在的問題，積極開展教學研討，交流教學經驗，幫助他們盡快提高教學、科研水平。目前，團隊所有成員堅持在教學、實驗、科研和教學改革四個層面全方位開展工作，始終把本科生教育放在首位，并同研究生培養、科研課題緊密結合，已形成一支結構合理、綜合素質高、教學效果好、積極致力于教學改革的課程教學團隊。表1為教學隊伍的學歷結構、職稱結構和年齡結構。
2教學方法與手段
在長期的《表面改性技術》教學過程中，我們一直致力于教學方法的改革，以求達到最佳的教學效果。當今的本科教學強調素質教育，其教學結構是學教并重，即"主導－主體"教學模式。這種教學模式的核心在于既要發揮教師的指導作用，又要充分體現學生的主體作用。據此，我們對《表面改性技術》課程教學方法及手段進行了多方面的改革:
2．1采取“研究性教學和研究性學習”的教學方法
從研究問題入手，將“原理－設備－工藝－工程”的知識構建過程展現出來，同時提出新的問題，組織學生展開思考和研討，引導學生把所學知識與煤礦設備工程實際緊密結合，變單向傳輸式教學為雙向互動式教學，變以強調理論內容為主的灌輸式講授為探究理論研究過程為主的引導式講授，實現真正意義上的“雙主”教學。
2．2積極組織學生開展研討活動
例如在學習有關熱噴涂的內容時，以井下帶式輸送機底托架熱噴涂鋁加封孔劑處理可大幅提高使用壽命為例，讓學生進行討論，幫助、引導學生從材料的選擇、涂層的結構以及噴涂工藝流程、實施過程等各個方面進行考慮、分析，并提出解決的方法。這樣，通過啟發式教學，不僅可以鞏固所學知識，而且可以幫助學生學會從多方位、多角度去思考問題，去了解煤礦機械的使用情況，有利于調動學生的學習積極性。
2．3理論結合實際，加強校外實踐基地建設
《表面改性技術》課程是一門理論性與實踐性相結合的課程，學生在學習過程中往往對煤礦機械表面處理工藝的理解不深入。為此，我們通過學生參加實踐，組織現場教學，把理論與生產實際相結合，極大地提高了教學效果。例如，我們在江蘇中礦大正表面工程技術有限公司以及鄭州煤礦機械集團股份有限公司建立了校外實踐基地，從而使學生的實踐活動常態化。江蘇中礦大正表面工程技術有限公司是國內表面工程領域的龍頭企業，主要從事鋼結構長效防腐涂裝、纜索涂裝工程、電廠特種表面處理、機械零件表面修復等，是國內熱噴涂領域首家通過ISO9001質量體系認證的企業。鄭州煤礦機械集團股份有限公司是中國領先的煤炭綜采綜掘設備制造商，是國內最大的液壓支架制造商。企業被科學技術部、國務院國資委和中華全國總工會授予“國家創新型企業”稱號，同時被國家五部委共同認定為國家級的企業技術中心。
2．4利用多媒體技術、結合英文教材，開展雙語教學
采用現代化教學手段可以節省時間，而且生動、直觀、動態地展示各種表面技術的原理、工藝流程等，化抽象知識為具體知識。我們在教學媒體現代化建設中堅持走立體化建設之路，形成以教材、電子教案、多媒體CAI課件及網絡學習系統為一體的立體化教學體系，為課程的教學提供了內容豐富、高質量的教學媒體資源。除PPT外，還利用動畫、視頻等進行輔助教學。如我們依靠自身力量開發了等離子噴涂法原理、電弧噴涂原理、化學氣相沉積、粉末火焰噴涂、離子束沉積、真空鍍膜、金屬蒸鍍等25套動畫模擬示意圖，這些輔助教學手段生動、直觀、動態地展示了各種技術的原理、工藝流程，化抽象知識為具體知識，極大地激發了學生的學習熱情。2011年，教學團隊建立了《表面改性技術》課程網站，并已將教學大綱、實驗教學大綱、實驗指導書、英文教材、教學課件、教學錄像、視頻、動畫等資料上傳至網站供學生參考，網站還開辟有“答疑園地”欄目，團隊的全體教師通過這一欄目答疑、批改作業、安排和指導實驗。經運行使用，學生普遍反映良好。另外，從2004年開始，我們致力于英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》的編寫及雙語課件的開發，并適時地開展了雙語教學，形成了自己的特色。
2．5設置實驗環節，提高能力培養
《表面改性技術》課程涉及的表面處理工藝種類多，主要有熱滲鍍技術、熱噴涂技術、堆焊技術、化學轉化膜技術、氣相沉積技術、“三束改性”等。每一種表面技術都有其特點，而且相互獨立。根據我院實驗室的條件，我們開設了熱噴涂、熱噴涂涂層性能表征、等離子化學氣相沉積DLC膜、等離子化學氣相沉積DLC膜的表征、離子注入改性等實驗，力求做到使學生對相關工藝與設備有深入了解，并能進行操作，為今后從事相關工作打下良好基礎?？傊?，經過長期不斷的教學改革和實踐，《表面改性技術》課程教學安排更趨合理，內容不斷深化，學生學習興趣濃厚，能夠將課堂上所學理論知識應用到科研與生產實際中，學生的動手能力及創新意識明顯提高，教學效果顯著。
3教材建設
本課程是重要的技術基礎課，又是培養發展創新能力的一門舉足輕重的課程，是材料科學與工程專業學生進行綜合工程素質教育和現代技術教育的重要陣地。結合煤礦機械行業背景及材料專業特點，教學團隊編著并出版了教材《材料表面工程技術》，編印了英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》以及實驗教材《材料改性實驗》，同時自編課程講義和教案。目前，《材料表面工程技術》作為高等教育(礦業)“十二五”規劃教材已編寫完成，并將于近期出版。此外，我們對教材內容在以下方面進行了調整。
(1)著重介紹每章要點，便于學生預習和復習。注意和后續課程教學內容的分工、銜接和配合。增加英文專業名詞，為今后學習外文資料奠定基礎。
(2)部分章節設立課堂討論環節，列舉大量實例，增加與學生的互動，便于學生理解掌握知識點。例如:對掘進機、采煤機中的礦用截齒，在使用過程中承受高的壓應力、剪切應力、沖擊載荷以及溫度變化，因而極易磨損。通常采用熱噴涂、等離子熔覆、激光熔覆、堆焊耐磨焊條、等離子束表面冶金、釬焊－熱處理一體化等表面改性技術提高其耐磨性。對煤礦綜采工作面的液壓支架而言，由于礦井特殊的環境，因而對支架立柱、千斤頂表面、油缸、活塞等產生強烈的腐蝕，最終導致支架失效。常采用的表面處理技術有:化學熱處理，如滲鋁、滲鉻、滲硼、硼鋁共滲等，電鍍鋅、銅、鉻、鎳，化學鍍鎳、磷化，堆焊以及熱噴涂鋅鋁合金層等。對于煤礦罐道，一般采用普通碳鋼制造，其傳統的表面處理方法包括:涂料防腐、熱浸鍍鋅、熱噴涂鋅+涂料防腐等。
(3)針對近幾年發展起來的新的煤礦機械表面處理技術如達克羅表面處理、Q－P－Q鹽浴復合處理技術，陰極氧化法等進行簡明扼要地講解，以擴大學生的知識面。
4教學管理
為保證材料表面工程技術課程的教學質量，我們在教學管理上采取了以下幾點措施:
(1)集中討論本課程教學體系、教學內容等改革方案;
(2)根據各位教師的特點和專業，合理分工;
(3)每學期組織一次課程建設教學隊伍成員及前、后繼課相關教師的座談會，討論相互知識的銜接及如何在教學中融合表面改性技術的前沿知識，對教學內容加以整合、優化;
(4)每學期進行一次學生座談，了解教、學情況，對存在問題加以改進，以提高教學質量;
(5)每學期組織2～3次課程教學成員教學經驗交流會，以改進教學方法和調整、優化教學內容;
當前我國煤礦企業專業技術人才總量不足，生產經營管理人員所占比重較大，煤電鋁、煤化工和資本運作方面的人才則比較缺乏，阻礙了新興產業的發展；企業缺乏高層次的復合型人才，企業的次主業與輔業經營管理層主要是主業人員轉崗擔任，存在專業不匹配和經驗不足的問題；隨著煤礦企業生產規模的不斷增大和產業范圍的逐步礦大，企業的人才培養與引進速度卻沒有跟上，對一線技術人才的培養力度不夠，使企業的生產一線后備力量不足。
二、強化煤礦企業專業技術人才管理的對策
針對當前我國煤礦企業專業技術人才管理中存在的上述問題，筆者認為應當從以下幾個方面出發，不斷優化企業的人才管理機制和提高人員的職業化素養，從而實現企業的可持續化發展。
1.提高專業技術人才的職業化素養
一方面，煤礦企業建立全面、長效的人才培養機制和學習激勵計劃，對人才的教育培訓工作要從關注人才的數量向注重人才的素質提高轉變，要加大對人力資源開發的投入，強化對專業技術人才崗位培訓的力度與深度，從而滿足煤礦企業新興產業發展所需要的高素質、高技術的復合型人才。另一方面，煤礦企業要依據自身發展的要求編制科學性、戰略性的人才引進規劃，采用市場化、社會化與網絡化的引進方法，保持引進人才結構上的合理性與多元化。
2.實行專業技術人才的科學化管理
市場經濟條件下，專業技術人才資源是企業增強自身核心競爭力和實現可持續發展的重要因素。煤礦企業在堅持“精干、綜合、效能”的組織機構設置原則下，要建立宏觀戰略控制的分層次人力資源管理體系；單位的各級領導要充分意識到人力資源部門的重要性，不斷提升人力資源部門的戰略地位，使其走在企業經營管理的前臺；要不斷強化對人力資源部門員工的政策、知識的培訓和思想教育工作，樹立服務理念，把維護公司利益和專業技術人才的利益放在重要位置；在專業技術人才選拔方面，企業要堅持民主推薦制度，實行公開選拔、競爭上崗和末位淘汰機制。
3.營造良好的專業技術人才管理環境
首先，煤礦企業要實行人才的科學分類管理。人才有層次與類別之分，各個煤礦企業對不同層次的人才需求也是有差異的，因此，企業要明確各類人才的工作性質，進行科學的分類管理，從而有效調動員工的積極性與創造性。其次，煤礦企業要打破傳統的單一人才觀念。社會性是人才的主要特征，人才必須具備解決實際問題的能力，煤礦企業要打破傳統的單一人才觀念，提倡重學歷而不唯學歷，始終堅持唯才是舉。最后，煤礦企業要建立科學的領導干部用人、育人責任追究機制。煤礦企業的領導是主宰專業技術人才職業生涯的關鍵，因此，企業要建立科學的領導干部用人、育人責任追究機制，對因用人失察或失誤造成不良后果的，要追究相關部門和人員的責任，不斷強化領導干部用人、育人的責任心。
三、結語
根據巖礦石電磁特征的普遍規律和工作區的地質條件，區內存在用音頻電磁測深法和五極縱軸激電測深法探測采空區的物性前提，主要體現為以下4個方面:
(1)測區地層為淺部的鐵礦體和深部的層狀銅、鉛、鋅、硫多金屬礦體，為低電阻率地層，而無水采空區電阻率高。
(2)無水采空區具有一定的規模，會在測線電阻率斷面圖中顯示電阻率曲線呈圓形和橢圓形分布，且電阻率值較高。區內各地層中存在的短暫性(探測期間)充水空區具有較低的電阻率，相對較低的極化率，與圍巖存在物性差異。
(3)區內存在的黃鐵礦(化)體及硫化礦物等，其電阻率值較低，但其極化率較高，且在該礦區分布范圍廣，產狀平緩。
(4)常年積水的老空區，電阻率很低，同時因硫酸根離子含量高，極化率高，其物性參數與圍巖差異不大，所以很難從電性參數及極化率參數加以區別。音頻電磁測深探測是利用天然的電磁場穿過非均質的大地介質時產生的與天然電磁場同頻率的感應電磁場，電磁場在大地傳播時，會引起電場的梯度變化，同時又引起磁場的垂直分量變化，其振幅衰減與穿過的地層深度存在關系，衰減速度與穿過的地層電阻率以及天然的頻率亦有關聯。地下構造、巖溶、礦體以及采空區的探測運用這一原理來實施，多年的實踐證實，在無干擾或干擾很小的情況下，探測效果非常理想。該方法的主要缺點為高壓線干擾嚴重，有高壓線區域幾乎無法接收有用信息。本礦礦體圍巖黃鐵礦化、硫鐵礦化嚴重，呈現出低阻高極化特征，而無水空區呈現高阻低極化特征，常年性積水空區因含硫酸根離子高，也呈現低阻高極化特征，與礦體物性參數接近，短暫性積水空區呈現低阻低極化特征。雖然音頻電磁測深在無干擾的條件下，效果很好，但它只能采集到視電阻率數據，無法區別異常性質，即在本礦無法區別積水空區和礦體(或礦化巖體)。而地面五極縱軸激電測深，可探測視電阻率和極化率兩個參數，從理論上分析，它可區別短暫性積水空區和礦體。
2物探試驗設計布置
物探試驗設計在北采區672m標高平臺布置8條探測線，點距為10m。主要目的是探測測區地面標高以下50m深度內存在的采空區規模和位置。物探試驗在所有音頻測深點布置了地面五極縱軸激電測深。但地面五極縱軸激電測深探測深度有限，加上地面五極縱軸激電測深野外工作裝置較復雜，須在3個方向布極或測量，探測工作困難。該礦為露采，工作場所復雜，無法按規范準確布極和測量。
3物探試驗推斷與解釋
由于測線較多，這里只做位于1X(1線)的音頻電磁測深斷面推斷解譯和地面五極縱軸激電測深斷面綜合推斷解釋。1X(1線)音頻電磁測深斷面推斷解譯1X線布置在指定試驗區的西北面的最外側，長100m，11個測點，測線沿北東向布置。從1X線的視電阻率異常及推斷解釋看出，整體來說，地表附近的電阻率曲線變化平緩，中、深部變化過渡較劇烈，地表附近可能因連續降雨或黃鐵礦化或含礦豐富，表現為電阻率很低，淺部低阻出現在+665m標高上下，巖層受大氣降水或礦化的影響，含水性較好，表現出電阻率低的特性。局部相對高阻為空區、巷道的反映。
4綜合分析解釋
從現場探測采集圖來看，音頻電磁測深大部分點探測順利，數據采集速度較快，干擾因素少，探測數據真實可靠。但由于本礦是露天開采，陡坎邊坡密集，地面五極縱軸激電測深方法無法按規范要求實施。
4．1試驗區異常綜合分析解釋
由于探測試驗區不大，為獲得最佳物探效果，根據試驗區形狀特點設計探測線方向為北東向，達到各探測線的測點相對其他方向測點最多，物探數據相對更可靠。本次是在同一試驗區采用音頻電磁測深和五極縱軸激電測深兩種方法探測，根據兩種方法探測斷面的成果推斷采空區位置，再比較與實際采空區位置的接近程度來判斷探測方法的有效性以及哪種方法的準確率更高。推斷解釋完全是根據實際探測斷面成果圖并結合地層及經驗，因此，推測的采空區大小和位置與實際采空區大小存在一定誤差，綜合分析可以得出以下幾點。
(1)從各條音頻電磁測深反演后的斷面視電阻率等值線來看，試驗區分布較多采空區和巷道。主要分布在試驗區測線的中部、6～8號測線的大號點以及1～5號測線的0～4號點。
(2)由于探測斷面圖是根據物探儀器采集曲線或數據，采用物探軟件自動生成的連續等值線圖，而物探異常是相對值，是物探處理人員根據物探軟件生成的連續等值線斷面圖結合個人經驗和試驗區地質資料人為圈定的，圈出的異常大小往往受人為經驗和對礦區各種資料了解程度的影響。因此，圈出的異常大小和位置與實際采空區或巷道的大小和位置存在一定誤差，估計本次誤差在10m左右。
(3)從音頻電磁測深探測成果圖分析，試驗區主要存在5個高程段的高阻異常，推測為采空區或巷道，分別為:第一高程段，位于淺部的640～660m標高，埋深12～35m左右，推測以采空區為主，但不同高程存在巷道;第二高程段，位于中、淺部的620～640m標高，埋深30～52m左右，1～8線不同部位都有存在，有兩個比較明顯的區域，一是1線的0～4號測點封閉區域，二是2～5線的5～8號測點以及6號測線的4～6號測點，投影推斷以采空區為主;第三高程段，585～640m標高，埋深30～35m，位于6～8線的大號點端部，分別是6線的3．5～7．5號點，7線的3．5號點以北和8線的4號點以北，從6～8線大號點的異常形態看，異常未封閉，推測該異常為采空區的反映，該采空區規模較大，異常區僅為采空區的一部分，測線未到采空區邊界，采空區往東南及東方向延伸，推測該區為一個未到邊界的大型采空區;第四高程段，570～600m標高，位于2～5號線的6～9號點和6～8號線的3．5號線以北，推測該區以巷道為主，有采空區存在，推測6～8號線的3．5號線以北主要為采空區;第五高程段，490～540m標高，位于1線的0～4號點以及2～5號測線的6～10號之間，推測以巷道為主，但有采空區存在。
(4)對比各探測線的音頻電磁測深和地面五極縱軸激電測深斷面圖，發現2種方法的異常位置不完全吻合。造成這種結果的原因是受露天邊坡的影響，地面五極縱軸激電測深無法按規范準確布極，導致測量電極距誤差，部分測線探測深度也未達到50m埋深。
(5)由于物探存在邊界效應，邊界異常往往可靠性大大降低，要達到比較理想的效果，其測線長度與探測深度必須達到一個合理的比例，一般要求測線長度是探測深度的2倍，由于現場條件限制，難以實現。從而導致測線兩端的異常分析存在誤差。
(6)從各條音頻電磁測深斷面圖可以看出，淺部高阻異常不多，分析有兩種可能:一是該區淺部實際采空區不多，二是本次音頻電磁測深未采用人工發射源，因部分頻段缺失，導致部分淺部采空區未被測到。
(7)由于采空區大小相對礦層或礦化巖體，規模較小，測區巖體或礦層普遍高極化，五極測深的不連續數據采集使細小采空區和巷道的低極化反應不明顯，所以，無法從地面五極縱軸激電測深的極化率參數判斷采空區和巷道的存在。
(8)從各探測線視電阻率等值線斷面圖看，各測線中部不同程度的出現近似垂直的條帶狀相對高阻，分析可能是平面位置大致相同，不同高程都存在巷道;或者存在上下連通的采空區、斜井、豎井、采礦溜槽等無水空間;或者上下空區之間巖體相對較松動。
4．2探測成果與實際空區(巷道)大小誤差分析
探測結果有以下規律:
(1)圈出的異常范圍和大小與實際采空區和巷道位置基本吻合，圈出的異常范圍和大小比實際采空區略小;
(2)淺部密集的小型空區或巷道在探測斷面圖上反映為連續的異常區，推測可能是因為點距和線距(10m)太大造成;
(3)圈出的中部異常范圍和大小與中部實際采空區位置和大小吻合良好;
(4)綜合分析估計誤差在10m左右。
5結論
(1)本次探測成果僅限于試驗區探測范圍內(1X－8X)672m標高以下的區域。
(2)從音頻測深的斷面成果圖可以看出，高阻異常明顯，認為音頻電磁測深法在大寶山礦區探測采空區有效，可為本礦的采空區治理提供較可靠的依據。建議應用時增加人工發射源，彌補天然電磁場缺失的部分高頻段，以便更詳細的查明淺部采空區分布情況。
(3)由于地形、地層及地面五極縱軸激電測深工作原理限制，高密度的邊坡陡坎無法準確的布置測量電極。從地面五極縱軸激電測深的視極化率和視電阻率等值線斷面圖可以看出，出現相對高電阻率的對應區域并未出現低極化，因此，本礦露采區不宜采用地面五極縱軸激電測深。
關鍵詞：煤礦開采技術；存在問題；分析
中圖分類號：TD82 文獻標識碼：A
1 煤礦開采技術存在的問題
1.1 煤礦開采技術中存在的安全問題
安全不但與生產有著密切的聯系，同時它與效益之間的聯系也非常緊密，所以煤礦企業才不斷強調安全的重要性，并將安全視為生產與效率的有力保障。經實踐證明，也確實只有確保了企業的安全，才能使企業最終實現效益最大化。因為一旦由于安全工作不到位而引發了事故，企業與個人勢必都將受到一定的損失，這樣必然會對煤礦的整體效益造成嚴重的影響，所以，煤礦開采企業要想實現高產高效的目標，就必須將安全工作落到實處。目前我國煤礦發生的安全事故大多是由于生產技術落后、安全管理監督制度缺乏、科學技術投入跟不上、經營管理不善等客觀原因所造成的；與此同時，因煤炭的開采使得上覆巖層的移動破壞，導致地下含水層的原始徑流通道和瓦斯的流動，從而產生很多工程地質災害，諸如：崩塌、礦震、沖擊地壓、煤與瓦斯突出等，這些問題都將給煤礦開采企業帶來極大的安全隱患。
1.2 煤礦開采技術中存在的環境問題
由于煤炭行業在開采過程中一些不合理的開采和建設活動隊礦區周邊的土地，土質，大氣等造成了不同程度的損毀。具體表現為土地塌陷、水土流失、土地沙化及有害氣體排放等，其中最為顯著的就是土地塌陷使得礦區農耕用地逐年減少的情況。以某煤礦區的實際情況為例，在去年的時候，該煤礦因開采不當導致的土地塌陷面積達到了5200hm2，隨之而來的是該礦區的農村人均耕地面積呈現出急劇減少的趨勢，當前已經有14個村莊其人均耕地面積不足0.02hm2，該形勢可以說已經非常嚴峻；此外，水土流失、土地沙化與有害氣體排放等問題，也對礦區附近的居民生活及工農業生產，造成了極大的危害，長此以往必然會走入惡性循環的怪圈。
2 煤礦安全開采的具體措施
2.1 對煤礦環境進行科學合理規化
對于礦區而言，其本身就具有環境復雜及施工頻率高等特點，因此，我們在對礦區環境進行建設之前，就必須充分考慮它的科學性與合理性。同時，在對煤礦進行開發的過程中，也應該將環境因素考慮進去，不能走先污染后治理的老路，要將礦區的生活環境設施及人民的生命財產安全放在首位。因此根據礦區的環境質量，環境特點建立相應的法規體系和技術標準體系，使得一切有法可依，有理可循，讓煤礦產業能夠實現社會、經濟、環境的協調發展。
2.2 建立健全行業制度，有效提高從業人員專業素養
隨著社會的發展科技的進步，根據新的情勢完善相關法律法規，明確工作目標與操作流程，讓企業的每一位成員上至管理者下至普通的礦工，都能對自己的工作任務和工作方式有充分的了解。并且，煤礦開采企業還必須不斷增強企業員工的綜合素質，定期對其進行相應的技能培訓，以便每一位員工都能及時掌握最新的專業技術。在這樣一套行之有效的規章制度下，一群訓練有素的專業人員才能在自己的崗位上有效的，安全的從事自己的技術活，最終使得生產率和質量都得到提升，并且實現煤礦安全生產，降低礦難的發生率。
2.3 運用科學的開采技術，促進煤炭業的可持續發展
2.3.1 保水開采技術
所謂保水開采技術，其實就是在不影響煤炭開采效率的同時，在最大程度上確保地下水資源有的含水結構不受到影響，并且盡量使地下水位不出現大幅度下降，當然地下水位若能不下降是最佳狀態，這樣便不會對泉流量或是環境造成過多的影響。2013年1月國務院頒布的《國家能源發展十二五規劃》，已經將保水采煤技術列為重點推廣的新技術。
2.3.2 充填開采技術
當前我國正處于經濟與科技的高速發展階段，在這種形勢的推動下，煤礦企業在開采技術上均有了較大的提高。眾所周知，煤礦企業在進行煤炭開采的過程中，時常都會出現許多影響礦區環境的問題，這些問題主要包括采空區瓦斯問題、地面沉降問題及矸石山問題，它們的存在不但會對礦區環境造成影響，同時也會對礦區人員的人身及財產安全帶來極大的安全隱患，因此必須給予充分重視。而充填開采技術不僅能夠控制地表下沉，還能消耗固體廢棄物，建筑垃圾等，有效的降低因開采帶來的環境污染問題。真正做到了綠色可持續發展的方針政策。在實際使用過程中常用的充填開采技術大致有以下三種，即固體物質充填技術、膏體物質充填技術與超高水材料充填技術。
2.3.3 煤巷支護與矸石處理技術
為了在采煤過程中減少矸石量，提高煤礦的產煤量，煤巷支護與矸石處理技術在其中發揮了重要的作用。在采煤過程中用煤巷代替巖巷，并且隨著采煤深度的不斷增加，以高應力，快速成巷和軟弱破碎圍巖為特征動壓巷道支護將成為研究的熱點，就需要對煤巷的支護技術提出了更高的要求。在具體的煤礦挖掘工作中，開掘巖巷是不可避免的程序，在這個過程中就需要矸石的井下處理系統，進而實現無煤柱開采，最終實現綠色清潔的煤礦開采。
結語
隨著我國國民經濟的快速發展，對煤炭資源的需求越來越大，而在煤炭開采過程中所造成的安全及生態環境損害問題日益嚴重，因此，分析煤礦區生態環境損害的原因、途徑和程度，對生態環境進行修復治理工作具有重要現實意義。同時加強對相關從業人員的職業素養，職業道德，專業技能，實現綠色可持續發展的煤炭開采技術就成了當務之急。
參考文獻
[1]石才所.探究煤礦開采技術存在問題及解決措施[J].內蒙古煤炭經濟，2013，07.
關鍵詞：采礦工程；安全；知識圖譜；可視化分析；關鍵詞；研究熱點
當今是經濟飛速發展的時代，由于城市規劃、人類生產生活等的需求，采礦工程在各國的發展尤為迅速，采礦業年產量、年產值呈現逐年增長趨勢[1]。由此可知，采礦工程的發展對于國家發展而言極其重要，但由于采礦工程屬于高危行業，采礦安全事故在全球各地區仍持續發生，特別是重大事故時有發生，安全成為該行業面臨的巨大挑戰[2]。因此，為了減少和避免安全事故的發生，國家在給予采礦工程安全方面極大重視的同時，還提供了大量的資助，因而采礦工程安全形勢一片好轉。為了使采礦工程有更好的發展前景，國內外許多學者逐漸對采礦工程安全領域展開科學研究，并提出了一系列可行、有效的與安全相關的方法和建議，并以文獻的方式進行發表，達到業界成果共享的目的，從而促進該領域的發展。這些研究文獻中包含的理論、信息能較為有效地從側面折射出采礦工程安全方面的狀態。但到目前為止，國內還少有學者對采礦工程安全研究領域進行系統而全面的分析，尤其缺乏對采礦工程安全領域熱點和趨勢分析方面的研究。自2012年5月以來，Google首次將知識圖譜應用到其搜索引擎。隨后，國內各行業先后興起運用科學知識圖譜方法來分析本行業學科研究前沿和知識發展動態的浪潮，并且先后取得了一定成果。在知識圖譜構建過程中需首要解決的是知識的建模及知識的表示方法。劉嶠等[3]對當前知識圖譜構建技術面臨的重大挑戰和關鍵問題進行了總結，李秀玲等[4]提出了一種基于工藝知識圖譜的異構CAM（計算機輔助制造）模型的結構化建模方法，孫小兵等[5]提出一種基于知識圖譜對bug問題進行探索性搜索的方法，王琪[6]利用知識圖譜將國內外大數據領域的研究情況進行可視化分析，對比國際和國內大數據研究熱點與趨勢上的異同。基于以上總結分析，本文將采用文獻計量學的統計分析方法，借助知識圖譜分析工具，分析中國2007—2020年間收錄在CNKI（中國知網）上有關“采礦工程安全”主題的核心文獻。通過對研究領域的時間、作者、機構、關鍵詞等方面進行分析，可視化地展現這15a采礦工程安全研究領域的知識結構和研究現狀，并探討了該領域的發展趨勢、研究熱點和發展方向，以期為中國采礦工程安全領域的發展提供更直觀、清晰、可見的發展局勢圖，為相關學者后續的深入創新研究提供參考。
1數據來源和研究方法
1.1數據來源
研究選用CNKI為基礎數據源，以“采礦工程安全”為主題，對2007—2020年間的數據庫文獻進行了檢索。選取期刊來源均為SCI（美國《科學引文索引》）、EI（美國工程索引）和核心，將數據整理后共得到實用文獻503篇。該次文獻獲取方式均為人工剔除不符合條件的新聞、會議記錄、學術報告等形式后得到文獻數據，從而使獲得的數據更具有代表性、實用性和權威性。
1.2研究方法
主要借助知識圖譜分析工具———CiteSpaceV對采礦工程安全領域的核心文獻進行可視化分析。該軟件適用于分析多元、分時、動態的復雜網絡，是新一代的信息可視化技術[6]，也是當今大數據時代高效、有效分析信息最具特色和影響力的軟件之一。常用于分析某研究領域的科學知識結構和研究熱點等信息。因此，可通過分析文獻關鍵詞直觀反映關鍵詞之間的內在關聯，從而達到研究采礦工程安全領域發展趨勢的目的。
2國內采礦工程安全研究的可視化分析
2.1論文產出分析
論文產出是衡量一個學科或研究領域發展狀況的重要指標之一，也是該領域知識積累量和成熟程度的標志[7]。圖1是2007—2020年采礦工程安全領域研究論文的整體產出圖。根據圖1中曲線趨勢，可將煤礦安全生產研究劃分為3個階段：初步萌芽階段（2007—2011年）、初步發展階段（2011—2013年）、快速發展階段（2013—2020年）。初步萌芽階段每年論文數量為個位數，該階段論文年產出總數為19篇。初步發展階段，采礦工程安全領域的研究熱度開始擺脫低迷的困境，持續升溫，發文數量明顯上升，采礦工程安全逐漸成為安全領域內的關鍵問題之一?？焖侔l展階段，采礦工程安全領域的關注度逐年升高，發文量不斷增加，采礦工程安全領域的問題受到各高校和研究機構的廣泛關注。
2.2作者特征分析
通過對文獻作者的分析，可清楚了解所研究領域的開創者，再研究這些作者所寫文獻里提及的最新成果，不難得到具有代表性的數據[8]。同時，這些作者發表文獻的數量在一定程度上可代表一個作者在該領域所研究的深度與廣度，因此統計高產作者對于研究這一領域的焦點和發展前景有著非同尋常的意義[9]。根據普萊斯定律，通過計算可知，在2篇的就可以算是高產作者。據統計，2007—2019年高產作者有23位，占作者總數的1.72%，累計46篇，占論文總數的4.57%，遠低于50%。因此，中國礦山工程安全領域尚未形成核心作者群?，F將2007—2019年發文量為2篇的高產作者統計如表1所示。分析表1可知，最早開始發文的作者是吳超，初始發文年為2007年。高產作者發文量所占比例都偏低，作者數量較多，整體上研究該領域的作者發文量都非常少。因此，中國應加強對采礦工程安全領域的重視程度，加大研究力度，引領各高校、研究機構對該領域進行研究，形成以政府為指引、各高校和研究機構共同研究發展的新體系。通過分析可知，高產作者文獻中引用頻率最高的是陳文偉2015年發表的《采礦工程施工工程中不安全技術因素和對策解析》，在一定程度上反映了礦山工程發展最主要的障礙是技術因素，如何將這些對策應用于采礦工程安全領域的研究越來越受到相關學者的關注。
2.3機構分析
機構分析可以使礦業工程安全研究領域主要科研力量的分布及其相互之間的合作關系清晰可見，明確得出該領域內具有較高學術影響力的科研機構，從而方便該行業的學術交流[10]。以2007—2020年的論文為基礎，以1a為1個時間點，對整理收集的數據進行機構分析。對2007—2020年采礦工程安全領域發文量排名前十的機構進行整理得到表2。分析表2可得，該領域已形成了以安徽理工大學、中國礦業大學、西安科技大學為代表的較為穩定的科研機構，這些機構在一定程度上促進并引領了該領域的研究和發展。此外，山西、陜西、貴州等省份的建設監理方面工作也不斷為采礦工程安全生產研究注入新元素。這些研究機構廣泛分布于華北、華東地區，說明中國礦山工程安全研究領域受到地理位置的制約，其分布散亂，在研究進展方面，沒有充分的合作和交流，同時也能說明采礦工程安全領域相關研究成果和進度與當地經濟發展程度有一定的聯系。
3研究熱點及趨勢分析
3.1研究熱點分析
關鍵詞可直觀展現文獻研究內容，是文獻計量研究中最重要的一環。對采礦工程安全領域的關鍵詞進行整理分析，可進一步把握該領域的研究熱點和發展方向。國內采礦工程安全領域中出現了15個主要關鍵詞，這些關鍵詞所反映的都是采礦工程安全領域的研究熱點。根據這些關鍵詞可以將該領域的研究熱點主要分為以下三方面：a)生產安全因素研究。關鍵詞中的不安全技術因素、采礦技術、巷道掘進、問題等都是以生產安全因素為主題進行分析研究，說明在采礦工程中安全技術是備受關注的話題。b)安全管理研究。安全管理、施工安全等反映出要提高采礦工程的安全性必定離不開安全管理的配合，要做好安全工作，就必須要高度重視、發揮管理的作用，提高、完善管理系統可減少或避免不安全事故的發生。c)生產技術研究。關鍵詞中出現的數字模擬、綠色開采，說明隨著采礦工程的發展，將數字模擬技術應用到該領域的研究方法中將成為越來越重要的研究手段，并且綠色開采的研發將逐漸成為該領域研究者共同關注的焦點話題。
3.2研究趨勢分析
為了進一步展現各突變詞的變化趨勢，統計2007—2020年突變詞每年出現的頻次，整理出排名前15位的突變詞，如表3所示。分析表3可知，根據頻次及突變持續時間可將這15個突變詞分為以下5種類型：a)突現型。例如數字模擬、礦產資源，雖然頻次不高，但在最近3年突然出現并保持一定的數量，對相關的研究具有一定的引導作用，說明在未來一段時間內，結合數字模擬對礦產資源進行新型的規劃和研究將成為一個新的發展趨勢。b)上升型。例如安全管理，不僅頻次高，而且出現以后總體呈上升趨勢，說明現有的安全管理系統尚不完善，有待提高。c)穩定型。例如，采礦技術、施工安全、巷道掘進在該領域的研究中基本保持著一定的頻率，持續時間較長，屬于該領域中持續受到關注的話題。d)下降型。例如對策，頻次從出現后的一段時間內持續下降或呈現先增長后下降的趨勢，表明這類主題研究的熱度正在逐漸減弱或相對成熟。e)消亡型。例如新模式，在2013年首次被提及，卻在短時間內消亡，但并不表明新模式不被學者關注。由表3可知，綠色開采其實是新模式開發的最新成果，新模式的研究只是暫時被綠色開采的新理念所覆蓋，并沒有淡出該領域的學術視野，是專業術語與研究方向的術語轉換替代而已。綜上所述，未來利用數字模擬、綠色開采等科學技術發展，完善采礦工程安全領域并結合開發新模式的思想潮流將成為新時代的研究趨勢。同時，采礦技術、安全管理、巷道掘進等將成為該領域持續關注的重點。結合時展需要，在綠色開采等新概念提出后，如何更好地將新工藝、新模式有效運用到采礦工程安全實踐中，將成為更多學者共同研究探討的新課題。
4結語
