采礦技術論文大全11篇

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二、煤與瓦斯共采技術的理論基礎

限制我國高瓦斯礦井井下瓦斯抽放的原因,主要是煤層的低滲透率和高可塑性,使得沿煤層打鉆孔困難,煤層采前預抽效果較差。由于我國含煤地層一般都經歷了成煤后的強烈構造運動,煤層內生裂隙系統遭到破壞,塑變性大大增強,因而成為低透氣性的高可塑性結構,這使得地面鉆孔完井后采氣效果差,水力壓裂增產效果不明顯。而且煤層普遍具低滲透率,一般在0.0000001×0.000001μm²范圍內,水城、豐城、霍崗、開灤、柳林等滲透率較好的礦區也僅為0.1×10ˉ³--1.8×10ˉ³μm²,這一特點決定了我國地面開發煤層氣的難度很大。鑒于此,我國煤層氣開發生產的重點應放在井下,利用井下的采掘巷道,并盡量利用煤層采動影響,通過打鉆孔和其它各種有效技術強化煤層的瓦斯抽放。同時,應進一步研究和不斷完善提高煤層滲透率的技術和鉆孔技術,研究提高氣體質量的技術,研究井下煤炭與瓦斯的協調開采配套技術以及煤礦瓦斯利用技術,使之與井下煤層氣開發產業配套,實現煤與瓦斯的安全共采。現場測定和實驗研究表明,不論原始滲透系數怎樣低的煤層,在采動影響煤層卸壓后,其滲透系數會急劇增加,煤層內瓦斯滲流速度大增,瓦斯涌出量也隨之劇增。因此,只要合理布置鉆孔位置和其它相關參數,完全能夠高效地實現瓦斯抽放。

三、煤與瓦斯共采技術的研究現狀

我國的煤層甲烷研究開始于50年代煤礦井下的瓦斯抽放,其中撫順、陽泉是抽放量最大的礦區。目前,我國已有123個礦井建立了井下瓦斯抽放系統,年抽放量達6億m³,抽放瓦斯利用率達80%,但井下瓦斯的抽放率很低,只有20%左右.60年代到70年代,一些高瓦斯礦區抽放的瓦斯氣體即可投入民用和小規模的工業利用。70年代末期開始了礦井地面瓦斯抽放工作,主要集中于撫順龍鳳礦、陽泉礦、焦作中馬村礦、湖南里王廟礦,并進行了壓裂實驗,但是效果不佳。80年代初期,國內開始進行煤層甲烷相關資源研究。“六五”期間,煤炭、石油以及地質等行業通過國家重點科技攻關項目對國內煤成氣資源進行區域性評價和基礎理論研究。隨后,國家“七五”科技攻關項目設立了“我國煤層甲烷的富集條件及資源評價”專題,取得了對中國煤層氣資源狀況的初步認識。華北石油地質局1986年在唐山地區開展了煤層甲烷勘探開發實驗和工藝技術研究,并進行了“煤層甲烷評價與開發利用狀況”調研。1989年,第一次“開發煤層氣研討會”在沈陽召開,標志著煤層甲烷從“瓦斯災害”到“優質能源”的認識轉變、從“井下抽放”到“地面開發”的技術轉移。“八五”期間,國家科技攻關項目設立了“有利區塊煤層吸附氣開發研究”專題。此后,煤層甲烷的研究重點轉移到了開發工藝攻關上。1992年,聯合國開發計劃署通過全球環境基金資助我國開展了“中國煤層氣資源開發”項目,1993年又資助了“中國深層煤層氣勘探”項目,對中國煤層氣的勘探開發起到了巨大的推動作用。1996年,一批有影響的研究項目和規劃相繼完成,如原煤炭部計劃項目“全國煤層氣資源評價”、國家計委Ⅰ類資源勘查項目“中國煤層氣資源評價”、國土資源部地質調查項目“全國煤層氣綜合規劃研究”、原石油天然氣總公司“九五”科技攻關項目“煤層氣選區評價與配套工藝技術”、國家“九五”科技攻關項目“新集淺層煤層氣示范開發成套工藝技術及專用裝備研究”等。到目前為止,對全國范圍內的煤層氣資源、分布、儲層特征取得了基礎性認識,基本明確了煤層氣開發的有利地區。但是由于我國的煤層地質現狀(地質條件復雜,構造煤發育,瓦斯含量高,瓦斯壓力低,滲透率低等),煤層氣的地面開發并不能很好解決井下瓦斯問題。現階段,井下瓦斯抽放方法很多,例如,掘前預抽、邊掘邊抽、采后抽取、卸壓瓦斯鉆孔抽取、以及開采層、鄰近層、采空區瓦斯抽取等等。因此,如何將井下瓦斯抽放與地面煤層氣開發協調地結合起來,更好地實現煤與瓦斯共采,就成為一個值得深思的問題。總之,我國煤與瓦斯共采的研究開發取得了很大進步,但也存在許多有待于進一步研究和解決的問題。

四、煤與瓦斯共采需要解決的關鍵問題

（一）深入的理論研究

利用采動卸壓場與裂隙場增加煤層瓦斯的解吸速度與煤巖的透氣性,實現礦井煤與瓦斯雙能源開采的思想提出來已經有幾年了,按照這一技術思路,我國相關大學和企業進行了必要的研究和工程實踐,取得了一定的成果,但是總體上,理論研究有落后于工程實踐的趨勢,今后在理論上需要解決的主要理論問題有：

1、采動裂隙場的透氣規律研究

經過多年采礦學者和技術人員的研究,目前對于采動卸壓場和裂隙場的范圍已經有了相對成熟的成果和研究手段,研究的技術思路上也相對成熟,有經驗的學者已經能夠估算出采動卸壓場和裂隙場的范圍以及隨采動影響的變化規律,這對于裂隙場卸壓抽放瓦斯具有重要的指導作用。但是對于裂隙場內巖體的破裂情況及破裂分布尚沒有相對成熟的研究成果,對于瓦斯氣體在裂隙場內的解吸、擴散、滲流等規律以及裂隙場內的透氣性等還有待進一步研究。

2、瓦斯濃度分布規律研究

進行煤與瓦斯抽放時的一個重要問題就是要掌握高濃度瓦斯的分布規律,為抽放工程設計提供理論指導。目前需要深入研究的有卸壓帶、采空區、上覆巖層裂隙場內等不同瓦斯濃度的分布規律,以及它們隨著工作面推進以及風量變化等的動態變化規律。

3、瓦斯抽放時的流動規律

主要研究采空區和裂隙場內進行不同壓力抽放時瓦斯流動規律、瓦斯氣體與裂隙巖體的耦合相互作用規律,研究原始煤體、卸壓帶與裂隙帶內瓦斯抽放過程中固體煤巖物理力學性質的變化,尤其是抽放過程中透氣性變化規律等,這些工作需要大量的室內試驗和研制專用的試驗設備及大量的現場觀測與試驗研究。

（二）增加和穩定抽放的瓦斯濃度

在原始煤體中進行預抽放的瓦斯體積分數可以達到30%以上,但是由于原始煤巖的透氣性低,抽放難度較大,且一般只能抽出煤層瓦斯的20%--30%,煤體中還殘留大量瓦斯。在高位裂隙帶內抽放的瓦斯體積分數可以達到20%以上,這兩部分抽出的瓦斯濃度相對較高,具有利用的前景和可行性,而且目前大部分也進行了利用。在煤層卸壓帶內和采空區抽出的瓦斯體積分數一般均低于20%,大部分為13%--15%,這主要是由于卸壓帶內煤巖破裂、空氣滲入,采空區頂板垮落,大量空氣混入等原因,對于這些相對濃度較低的瓦斯輸送、利用和安全保障技術等還需要進一步研究。

（三）低濃度瓦斯利用與提純

除了原始煤層中預抽和高位裂隙帶內抽出的瓦斯濃度相對較高外,采空區、卸壓帶內抽出的瓦斯濃度相對較低,巷道風排的瓦斯濃度更低,但是這些低濃度的瓦斯量很大,一般會占瓦斯總量的50%以上,如何安全利用這些低濃度瓦斯,一直是瓦斯作為能源開采時的最大障礙之一。目前,在這些方面進行了許多探討和研究,但是核心問題,如輸送與使用的安全問題、提純的高成本問題等,依然沒有解決。

五、煤與瓦斯共采技術原理

煤層的采動會引起其周圍巖層產生“卸壓增透”效應,即引起周圍巖層地應力封閉的破壞(地應力降低-卸壓、孔隙與裂縫增生張開)、層間巖層封閉的破壞(上覆煤巖層垮落、破裂、下沉、下位煤巖層破裂、上鼓)以及地質構造封閉的破壞(封閉的地質構造因采動而開放、松弛),3者綜合導致圍巖及其煤層的透氣性系數大幅度增加,為卸壓瓦斯高產高效抽采創造前提條件。煤層卸壓瓦斯的流動是一個連續的兩步過程:第1步,以擴散的形式,瓦斯從沒有裂隙的煤體流到周圍的裂隙中去;第2步,以滲流的形式,瓦斯沿裂隙流到抽采鉆孔處。卸壓瓦斯的運移與巖層移動及采動裂隙的動態分布特征有著緊密的關系。

（一）高抽鉆孔組抽采技術原理

煤層開采將引起巖層移動與破斷,并在巖層中形成采動裂隙。按采動裂隙性質可分為兩類:一類為離層裂隙,是隨巖層下沉在不同巖性地層之間出現的沿層裂隙,它可使煤層產生膨脹變形而使瓦斯卸壓,并使卸壓瓦斯沿離層裂隙流動;另一類為豎向破斷裂隙,是隨巖層下沉破斷形成的穿層裂隙,它構成上下層間的瓦斯通道。當采空區頂板充分垮落后,采空區中部巖層和下方的矸石緊密接觸,從而使得采空區中部頂板巖層裂隙基本被壓實,結合采場空間特點,采空區四周形成了一個環形的采動裂隙發育區,文獻稱之為“O”形圈。在“O”形圈上方或者下方受采動影響的煤層瓦斯在含量梯度和壓力梯度作用下以擴散和滲流的形式向“O”形圈內運移,使得“O”形圈成為卸壓煤層瓦斯聚集和運移的主要通道。卸壓瓦斯“O”形圈抽采理論表明,卸壓瓦斯抽采鉆孔的合理位置應打到離層裂隙的“O”形圈內。高抽鉆孔組就是在沿工作面傾斜方向靠近回風巷側布置一組千米大直徑抽采鉆孔,利用采動裂隙“O”形圈作為運移通道來抽采采空區瓦斯。高抽鉆孔組布置靠近在“O”形圈的回風側,改變了采空區瓦斯流場,有效解決上隅角瓦斯超限問題,且“O”形圈長期存在,抽采鉆孔能夠長時間、穩定的抽采出高含量瓦斯。

（二）頂板裂隙鉆孔組抽采技術原理

采用全部垮落法管理頂板時,上覆巖層下沉穩定后,在采動區沿垂直方向由上至下形成了冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶。研究表明,在回采過程中,靠近工作面一定范圍內的采空區中部上覆巖層離層裂隙發育,結合采動裂隙“O”形圈,在采空區豎直方向上,形成了一個“∩”形拱采動裂隙區采空區不同瓦斯涌出源的瓦斯在浮力作用下沿采動裂隙帶裂隙通道上升,上升中不斷摻入周圍氣體,使涌出源瓦斯與環境氣體的密度差逐漸減小直到密度差為零,混合氣體則會聚集在裂隙帶上部的離層裂隙內。涌入采空區的瓦斯,在其含量梯度作用下引起普通擴散,由于空氣的重力產生方向向下的壓強梯度,則其產生的擴散流方向,與壓強梯度反向,即瓦斯氣體具有向上擴散的趨勢。因此,在瓦斯浮力、含量梯度及通風負壓的作用下“∩”形拱采動裂隙區成為瓦斯聚集區,為采動裂隙帶內鉆孔抽采、巷道排放等治理瓦斯技術提供依據。由于沙曲礦近距離高瓦斯煤層群的賦存特性瓦斯涌出量大,僅靠高抽鉆孔組不能完全解決沙曲礦的瓦斯治理難題,因此,基于上述理論分析,在采空區頂板裂隙區布置頂板裂隙抽采鉆孔組,。頂板裂隙鉆孔組加強了采空區瓦斯抽采,直接對上鄰近層卸壓瓦斯進行抽采,減弱了采空區瓦斯涌出強度,從根本上解決瓦斯超限難題。

（三）構建煤與瓦斯共采技術體系

依據以上分析研究,結合本煤層預抽法,構建沙曲礦近距離高瓦斯煤層群“煤與瓦斯共采”技術體系。

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的前提條件，我國的煤礦企業眾多，分布廣泛，其規模與大小都存在著較大的差異，目前的規章制度只能夠把握整個煤礦行業，漏洞嚴重。由于相關規章制度的缺乏，很多煤礦企業的管理工作混亂，違規操作嚴重，這也是導致安全事故頻發的主要原因。此外，部分煤礦在采礦管理方面尚有諸多問題亟待整改。比如，企業安全生產管理機構尚未健全、安全管理人員數量不足；崗位責任制未得到有效落實；生產礦井證照不全或過期；部分礦井存在私挖濫采現象、超層越界開采、以探代采、超核準范圍和核定人員組織生產建設等非法違法違規行為；更有甚者將礦井非法掛靠、層層轉包，一礦多井等現象依然存在；有的礦井為偷稅漏稅，存在“兩套圖、兩本賬”等弄虛作假，蓄意逃避監管等行為。這些問題若不及時整改，很有可能引發更大的管理漏洞。

1.2缺乏專業技術人才

煤礦開采對于開采人員的綜合技術水平要求很高，就現階段來看，我國很多煤礦企業，尤其是中小型煤礦企業都存在著專業技術人才缺乏的問題，礦工綜合素質水平普遍不高，知識水平扎實的技術人才不僅能夠保證煤礦開采進程的正常進行，也能夠降低安全風險的發生率。但是由于缺乏專業性技術人才，就導致很多采礦技術無法得到科學的使用。

1.3管理人員只看中眼前利益，影響了新技術的推廣

今年以來，受全國煤炭產量過剩，供需矛盾加大和煤炭價格大幅下滑的影響，煤礦生存壓力越來越大，部分煤礦減少安全設施投入，消減安全管理人員，安全設備，運轉不正常，對安全生產埋下了隱患。煤礦生產者的根本目的就是為了獲取到經濟效益，煤礦行業屬于典型的高危行業，不僅安全事故發生率高，還需要投入大量的資金，經過長時間后才能夠收回成本，如果企業資金投入不足，資金量就很容易出現斷裂。在這種因素的影響下，很多煤礦經營者不愿意冒風險引進新技術，依然使用現在的技術，他們只看重眼前利益，不愿意花費資金來研發新技術，這就在一定程度上影響著新技術的推廣，采礦效率一直難以得到提升。

2促進煤礦安全與采礦技術發展的對策

2.1完善規章制度，促進采礦技術的規范化發展

在未來階段下，需要根據煤礦資源的開采要求建立好科學完善的規章制度，明確企業的工作目標與工作流程，讓管理人員與工作人員可以全面的了解自己的工作任務與工作方式。在確定好任務與方式之后，即可將責任落實到每一個人身上，只有實施該種制度，才能夠促進新型技術的規范化使用。只有做到這一點，大家共同配合才能夠在保障工作效率的同時促進采礦技術的規范性發展。

2.2加強培訓，提升礦工的綜合素質

綜合素質過硬的人才是保障企業可持續發展的重要保證，煤礦安全與采礦技術的應用發展與技術人才有著密切的關系，基于此，煤礦企業必須要定期對技術人員開展培訓工作，提升他們的技術水平與責任意識。還要注意到，礦工是煤礦開采工作的實施者，他們從事的工作重復、繁瑣，雖然他們對自己的工作熟練，但是其工作都是體力活，為了激發出他們工作的積極性與主動性，企業需要加強對礦工的培訓，將理論與實踐進行有機結合，讓礦工能夠不斷的掌握新知識與新技術，從而不斷的提升企業生產效率。只有打造一支綜合水平過硬的隊伍，才能夠為煤礦企業的高效生產奠定好堅實的基礎。

2.3加強創新，不斷研發新技術

為了避免煤礦管理者只注重短期利益導致煤礦安全與采礦技術受到限制的問題，政府可以制定好一系列的鼓勵措施，讓他們可以積極的去創新，引導他們發展新型安全與采礦技術。煤礦企業與其他行業一樣，科學技術是第一生產力，雖然新技術的研發復雜、艱難，也會耗費大量的人力、物力和財力，可是，一旦新技術在生產工作中得到使用，就可以為企業帶來很好的價值。在傳統模式下，政府主要采用技術產權保護、研發補貼等方式來鼓勵企業開展技術創新，這對于促進新技術的發展起到了很好的效果，但是，這些政策主要針對一些新型企業，并未制定與煤礦企業相關的法律，這也是制約煤礦安全與采礦新技術發展的重要原因，為了解決這一問題，政府需要根據煤礦企業的生產經營特征制定出相應的鼓勵措施，這樣，煤礦企業既能夠研究新技術，也可以享受到政府的優惠政策，這對于企業的安全生產與長遠發展都是十分有益的，而對新技術的產權保護工作不僅是政府對于企業技術上的認可，也是對煤礦企業勞動成果的保障。

3開展煤礦安全生產大檢查

安全生產大檢查的各項工作均采取“不發通知、不打招呼、不聽匯報、不用陪同和接待，直奔基層、直插現場”的“四不兩直”方式進行，并按照“企業全面自查、市縣重點督查、省級同步突查”的交叉方式組織開展。檢點為各縣區煤炭行業管理部門、各主體企業對“不放心煤礦”掛牌管理制度的貫徹落實情況；以瓦斯、水患、火災防治為重點的煤礦隱蔽致災因素普查及治理工作情況；防治水、防汛、瓦斯等專項檢查查出的隱患和問題的整改落實情況；安全生產應急預案編制、修訂、備案、演練情況以及汛期安全生產工作安排部署情況、領導帶班和應急值班情況等。

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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。

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2煤礦采煤工藝的主要技術

一般而言，井巷布置、開采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯與火災防治等是對深礦井進行開采的關鍵，同時也是煤礦井下開采生產技術所必須克服的技術難點，目前我國的煤礦井下開采技術有了一定的提高但仍有很多不足，這些問題的解決能夠促進我國的煤礦井下開采技術有一個新的提高。

2.1巷道布置開采技術

巷道作為煤礦開采過程中的重要通道，它的合理性與安全性直接影響到煤礦井的工程能否順利進行，也直接影響到煤礦井的開采成本的高低。所以，煤礦公司應該重視巷道的布置，應實地考察礦井，結合自身的井下采煤的方式，做出最合理的礦井巷道布置。在研究巷道布置的時候，應該充分考慮煤礦的開采技術的嫻熟程度和該煤礦內的作業環境以及該礦井的地勢情況，不僅能節約運輸成本和節省工程時間，還有利于提高煤礦的工作效率。

2.2采場圍巖控制技術

采場圍巖控制技術對于我國的煤礦安全事業具有十分重要的意義，采場圍巖的不穩定必然會造成采礦工作人員的安全隱患。在另一方面，結合現代化理論和分析法、計算測量技術，可以得出煤礦的地質結構情況。所以，應進一步完善圍巖控制技術理論，這不僅能夠保障煤礦開采的安全性，而且能將對煤礦采場的巖層情況置于掌握中，為井下開采提供便利。堅硬巖層頂板和破碎巖層頂板是煤礦井頂板主要的兩種類型。深孔預裂爆理技術、高壓注水處理技術是最為常見的傳統巖層處理方法，但是因為在實際運用中其繁瑣的操作程序以及高成本費用的缺陷，與現在高技術、低成本的要求相悖，因此無法滿足采礦工程所要求的標準而很少被運用。因此巖層頂板處理技術的革新和進步是十分重要的，是必然的趨勢。

2.3“三下”采煤技術

“三下”采煤技術比較適用于保護村莊的情形，其主要是通過模擬數值計算以及模擬相似材料來進行各項填充技術與組合的填充技術，另外還包括村莊的房屋的加固以及重建方面的技術。

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我國日前能源效率約為29%，比世界先進水平低10個百分點左右。提高能源效率的途徑，從根本上說要靠科技進步和加強科學竹理。這是抓好節能工作的兩個重要乎段。節能工作是一項技術含量高的復雜系統工程，涉及到設計、施工、運行、維打‘等諸多方面，能耗指標就是反映一個企業技術水平和竹理水平的重要的綜合指標。

我們種在檢測燕化煉油廠一熱力去一催化主風機透平蒸汽線時，發現用巖棉保溫的蒸汽線，巖棉的粘結劑己被400℃的蒸汽在管壁處烤成焦狀，并與竹線壁形成縫隙，這樣從縫隙中不斷散熱，使熱能白白浪費掉。為此，我們決定與有關部門合作，對各種保溫材料的經濟厚度進行一次測試。

2技術測試具體安排

2.1選擇保溫材料

試驗所需保溫材料由廠家直接提供，試驗在動力廠去煉油廠三蒸餾中壓蒸汽管道上進行，因為這條竹線只有φ150mm粗細，管線溫度較高，約400℃左右，所以我們課題名稱為350～500℃設備及管道保溫材料優選示范工程。

我們與全國能源基礎與管理標準化技術委員會(簡稱材料應用技術分委會)合作，并請中國預防醫學科學院環境衛生與衛生工程研究所承擔工程測試工作，此項研究還得到了有關生產廠家的支持。我們于1994年9月至1995年12月在燕化煉油廠三蒸餾車間從動力廠來壓力3.5MPa溫度435±5℃蒸汽竹道上取25m管線，對巖棉、微孔硅酸鈣、巖棉一硅酸鋁復合棉(兩種)硅酸鎂保溫涂料等5種保溫材料分別在管道以5m長使用一種保溫材料，在一年中分為春、夏、秋季節進行測試。

現將廠家提供的兒種保溫材料、規格列于表1。

2.2現場測試所用儀器及方法

根據國家保溫竹道通則GB-4272和GB-8174的規定，采用熱流計法測定設備和管道表面的散熱損失。用熱電偶溫度傳感器(接觸式)和紅外輻射溫度計(非接觸式)測量設備及保溫層表面溫度。用日本才田風速計測外界風力情況。超級秘書網

1994年11月，對原保溫材料的保溫狀況進行測試。1995年1月、4月、8月和12月對試驗段進行測試，得到年平均散熱損失值，并進行分析。見表2、表3。

3測試結果分析

測試數據經過處理后，按標準GB-4274中允許最大散熱損失下所需用量和價格列表，如表4。所用幾種保溫材料在工程中熱損折合標油及保溫熱效率見表5。

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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。

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特色蔬菜是**蔬菜現代化發展的重要動向,不僅特色明顯、優勢突出、安全環保，而且生產規模大、標準化程度高、經濟效益好，在機遇和挑戰中呈現出強勁的發展勢頭，對**現代農業發展和新農村建設起到了極為重要的推動作用。

1特色蔬菜現代化發展的基本現狀

**縣地處河西中部黑河中游地區，境內海拔1260～3140m，屬典型大陸性溫帶氣候，夏季炎熱，冬季寒冷，光熱水土資源豐富。全縣轄6鄉3鎮，135個行政村，4.60萬戶，15.80萬人，其中農業人口13.09萬人，耕地面積21333.30km2以上，農民人均純收入3962元。縣內自然和社會經濟條件優越，灌溉方便，交通便利，渠、路、林、電等基礎設施完善，服務體系健全，信息快捷，適合特色蔬菜的發展。目前，全縣建成了具有地方優勢的加工番茄、脫水蔬菜和日光溫室及塑料大棚瓜菜、制種瓜菜等強勢特色產業基地，種植特色瓜菜5940.50km2，占全縣瓜菜總面積7532.50km2的78.90％，特色蔬菜總產量達到3.1439億kg，總收入2.0978億元，純收入1.3317億元，全縣農民人均1026元。特色蔬菜已經成為我縣農民增收的主渠道之一，對推動我縣現代農業發展和促進新農村建設起到了積極的作用。其主要表現特點有六個方面：一是現代設施農業平穩發展，目前形成了日光溫室和塑料大棚品牌西葫蘆、強勢辣椒及瓜果類為主的蔬菜生產基地，新技術新品種得到了集成裝備配套，現代化程度和水平日益提高，設施農業總收入達到9259萬元，實現純收入6230萬元，人均479元，成為全縣農民增收的重要來源。二是現代加工業爭相崛起，以八家特菜加工企業和九家制種企業為龍頭的“企業+基地+農戶”的共贏產業鏈和訂單農業迅速發展，帶動農戶種植加工型特色蔬菜3305.90km2、制種瓜菜799.20km2，聯動效益日益強化，實現了企民聯動、互利共贏、共同發展的目標，社會經濟效益極為顯著。三是市場現代化程度進一步提高，市場牽動作用明顯，服務環境優越，信息快捷，互動性強，批發市場年集散量達到23.80萬噸，零售市場年銷售量達到10萬噸，給農民群眾發展特色蔬菜提供了一個寬松的交易平臺。四是蔬菜專業協會應用而生，全縣20多個蔬菜加工、運銷、種植協會，20多家運銷組織，300多名從業經紀人和加工企業經營人員活躍在國內和東南亞及歐美國際市場，流通渠道順暢,產品競爭力增強，特色蔬菜產銷兩旺。五是標準化生產基地初具規模，建成農產品質量監測檢驗站1處、2333km2的無公害蔬菜中心示范區1個、千畝無公害蔬菜標準化示范點7個，西葫蘆、辣椒干特色產品取得產品認證，菜籃子消費日益安全，無公害蔬菜標準化生產進展順利。六是園藝技術推廣和培訓體系健全，上下、內外互動服務到位，培訓和推廣渠道暢通，引進推廣和轉化增值正常。

2特色蔬菜現代化發展中存在問題

2.1設施農業技術配套集成水平低，效益提升不快，明顯影響了發展進程。

2.2利益分配不夠公平合理，市場現代化、規范化管理程度低，壓級壓價和損害菜農利益的現象時有發生，訂單農業合同惠民讓利的吸引力不強，農戶得利小企業轉利大，專業協會、經紀人和販銷隊伍作用有限，特菜外銷渠道不夠廣闊。

2．3特色蔬菜加工分級啟步緩慢，規模小，包裝粗糙，特菜品位和價格優勢發揮不夠。

2.4市場導向作用發揮不完全，農民種植特色蔬菜有一定的盲目性，如去年大面積跟風種植的洋蔥價格低、無市場。

2.5特色蔬菜產業規模效益不夠準確，不能科學評價和反映特色蔬菜生產水平和經濟能力。

2.6標準化水平低，監測手段滯后，安全意識不強，專柜專營和準入機制不健全，優質不優價，不能發揮特色優勢和品牌效應。

3特色蔬菜現代化發展的對策與建議

3.1基本思路。堅持用市場和工業化理念謀劃現代特色蔬菜，按照安全環保、培植特色、提升效益、創新品牌的思路，依靠龍頭企業調優種植結構，不斷加快特色蔬菜生產基地的開發建設，提高特色蔬菜生產的現代化水平，增加農民和龍企收入，實現富民興企，興企強縣，互惠共贏，和諧發展的重要目標。

3.2措施與對策

3.2.1強化組織協調，制定鼓勵政策，健全激勵機制，推行目標管理，分級分產業負責，政府部門、龍頭企業、市場經營者和種植戶共同謀劃現代特色蔬菜的發展。

3.2.2發揮協會作用，積極引導龍頭企業和經營者與農戶簽定訂單農業合同，合理均衡利益，既照顧好龍企和經營方的利益，又保護好農民的利益，同時杜絕壓級壓價損害農民利益的現象發生，全力構建企民聯動、公平合理、互利共贏、聯手和諧、共謀發展現代特色蔬菜的新局面。

3.2.3合理區域布局，緊緊依靠龍頭企業和市場,著力實施品牌戰略，不斷加快10個特色瓜菜生產基地的開發建設，做大做強品牌和強勢產業，力爭到2010年建成900km2的日光溫室品牌西葫蘆和強勢辣椒為主的蔬菜基地，533km2的塑料大棚強勢瓜果類為主的蔬菜基地，2867km2的黑河灌區無公害番茄基地（含2667km2的加工番茄基地），700km2的川區無公害西葫蘆基地,667km2的沿山冷涼灌區無公害馬鈴薯洋蔥基地，233km2的辣椒干生產基地，200km2的加工類甜椒、四季豆生產基地，并建成1867km2的制種瓜菜基地,加快特色蔬菜建設。

3.2.4嚴格統計標準，按占地多少擠干水分報實面積，因樣點大小采用加權平均數計算產值效益，如實反映實際情況，為科學評價和決策提供依據。

3.2.5從培育特色蔬菜示范典型和培訓菜農素質入手,加快推廣溫室集成技術，最大限度的挖掘潛力，提升效益，緊緊圍繞特菜基地培育和建立冬、夏季特色蔬菜標準化生產示范點，創建一批具有地方特色和品牌優勢的高標準、高水平的新典型，帶動現代特色蔬菜基地建設。

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從產業的角度看，動畫制片由前期策劃、中期制作、后期合成三部分組成，呈現中間(制作)大，兩頭(前期策劃、后期合成)小的趨勢。前后兩頭需要具有較高文化和藝術修養的創作人才，而中間部分則更需要的是責任心強、動手能力強的制作人才。發展本國原創，還是與國外聯合制片，甚至就連在做外加工片方面，我國動畫業目前最需要的是數量巨大的中期制作人員。

動漫專業的主要特征及存在問題

動畫產業的發展不僅是需要高等職業教育的介入，而且高職的動畫專業畢業生應該成為動畫產業的主力軍，高職動畫專業師資要成為動畫行業發展的技術服務力量。當然目前動畫專業發展的關鍵是如何解決高職動畫專業人才與企業相適應的問題。分析目前該專業主要問題有:

(1)動漫是一門獨特的、又是綜合性學科，涵蓋了藝術和技術，而高職院校開設動漫專業的時間均不長，大多專業起步是延用傳統藝術類和計算機類專業的師資和教材開始的，由于專業建設的歷史短，水平偏低，沒有形成適合行業崗位能力需求較成熟的教材和實訓指導書，完善課程體系構建還在實踐和摸索中。

(2)歷史原因造成大部分開設動漫專業的高職院校嚴重缺乏高水平、具有豐富動漫企業從業經驗的、具有行業發展視角的專業帶頭人和一批有實踐工作經驗的師資隊伍。目前，通過專兼職教師隊伍結合，雖然緩解了師資短缺問題，但沒有一支有實際經驗、長期承擔動畫創造的師資隊伍，不能形成自己的創作團隊，就沒有校企合作資本和專業發展的基礎。

(3)沒有統一動畫行業的崗位標準和考核體系，目前高職院校與政府或企業積極推動的各類專業技能證書對動漫人才專業能力鑒定不具有權威性，企業認可度不高。學校開展動畫人才培養模式改革及相關“課證融通”等教學改革的成果沒有在人才培養質量上得到體現。

(4)校企合作對提高人才培養質量的關鍵措施沒有完全落實。其原因是多方面的，校企合作的核心內涵是“利益”，只有校企雙方都得利才是雙贏，合作才會持續、鞏固、有效。動漫行業不屬于勞動密集型產業，對動漫企業來說，不需要解決勞動力問題，學生頂崗實習不可能上動漫企業的流水線，直接產生效益，企業沒有獲得效益，還要付出精力并擔心保密問題，自然沒有積極性，最終學生通過企業的頂崗實習只能是“霧里看花”。

因此，在動漫企業人才培訓和儲備途徑已經解決的情況下，針對動漫專業的校企合作，學校在利益的天平上處在高端，除非校方拿出高額實習補貼，否則利益的天平就不會傾向學校。近年來，高職的動漫專業在校企合作方面開展一系列試點，如“冠名班”本質是將學生后一至二年委托企業培訓，實質是動漫企業人才培養的延伸，對真正意義上校企融合推動意義不大。又如，引進企業項目合作開發項目，需要一支較強師資開發團隊和穩定的制作隊伍，目前能夠達到完全承擔動漫項目開發的團隊還只有少數，所承擔項目不能夠滿足全部動漫學生實訓培養的需要。

動漫專業改革的對策

綜上所述，高職動漫教育的改革勢在必行，其核心是要提高學生培養質量，達到動漫企業崗位素質、知識、技能的要求，使學生一畢業就成為實現企業可用之才并在短期內(2－3年)成為動漫專業人才。高職動漫教育改革的措施是必須加強動漫高職教育與動漫產業的深度融合，有如下策略可供借鑒:

(1)學校積極協助政府，投入“動漫培訓基地”建設，開展動畫人才的社會培訓，改變目前動漫教育人才培養培訓體系的特殊現象。各高職動畫專業團隊同企業包括社會動漫培訓機構聯合，利用學校專業教師的教學經驗和動漫實訓室資源，形成區域性動漫繼續教育的培訓基地。通過動漫專業團隊同企業合作，共同研究相關課程體系、教材、考證，共同實施動漫人才培訓工作。為保障相關培訓能夠有效地、持續地、保質保量地有序開展，要積極尋求政府支持，為當地文化創意產業服務。這樣做，不是為了單純開展培訓和增加經濟收入，而是在完成動漫人才的崗前培訓和繼續教育工作的同時，吸引政府關注高等職業教育發展，引導企業進入學校，形成政、校、企合作的平臺和機制。

(2)高職動畫專業要形成以校企合作為主導的內涵發展模式。實現在資金、資產、人力、行政等各種資源的有效有序整合，促進動畫教育與產業在理念、思路、產權、教學過程、教材建設、教育模式、教師培養等方面的深度融合。一旦動畫專業教師是企業動畫導演、原創人員或主要設計成員，其作品開始在媒體廣泛流傳，校企合作必然有發展條件;一旦我們的學生的作品獲得公共媒體關注，專業質量必然得到社會普遍認同，專業特色就會逐步呈現。

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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。快速發展階段，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。現將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。

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中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1001-828X（2012）08-0-01

近年來，計算機輔助設計(Computer Aided Design，簡稱CAD)在世界各國得到了廣泛使用，它是利用計算機的計算功能和圖形處理能力，對產品進行輔助設計、分析、修改與優化，綜合了計算機和工程制圖知識，并且隨著計算機硬件性能和軟件功能的不斷提高而逐漸完善。

計算機輔助設計是由美國公司開發的通用計算機輔助設計軟件包，具有體系結構開放、使用方便、便于掌握等優點，并能夠繪制平面與三維圖形、渲染圖形、標注尺寸以及打印和輸出圖紙。

從上世紀80年代至今的有關文獻資料來看，計算機輔助技術在國內外礦山開采設計中的應用日益廣泛。作為一種精確、高速的新型設計工具，已被廣大工程技術人員所接受，并對傳統的設計方法與手段提出了挑戰。目前，它已被礦床開采設計的各個分支和側面廣泛應用，并取得了很好的效果。

一、計算機輔助系統組成及采礦設計理念

計算機輔助系統一般以有著圖形功能的交互計算機系統為基礎，包括：計算機主機、圖形輸入板、圖形顯示終端、掃描儀、繪圖儀、磁帶機、打印機以及其他各種軟件。利用交互系統開展采礦設計，可以邊設計，邊構思，邊畫樣，邊修改，隨時可以從終端屏幕看到每一步操作的顯示結果。典型的設計包括：(1)設計者接受任務，了解甲方對礦山的功能、經濟、制造技術、生產環節等方面的要求。(2)方案設計。一方面來自設計方的要求，另一方面來自工程師的知識、理念，包括功能的滿足，技術的可行以及其他需要等。(3)驗證、修改、定型。將設計對象表達出來，并根據功能、技術、經濟、審美等方面的詳細要求和數據，對其進一步修改，適之處予以完善，細節予以補充，最后定型。(4)將設計果制作成技術文件，一般包括三視圖、部件圖、剖面以及各種說明等。

二、如何使用計算機輔助設計

每個人都知道，礦山開采的目標是要開采出礦石，而礦山工程設計，是工程師、設計人員應用技術手段改變礦山環境。滿足政府、企業以及特定人群要求的一種高智能勞動。因此，采礦設計的任務：一是必須開采出高質量的礦石；二是有效地保護工程結構，使其能夠承受自然界與人工開采的壓力，長期而可持續地發展；三是必須保證以盡可能低的代價和成本，獲取最大的經濟效益與社會效益，保證工程建設的安全和后續作業的開展。

實踐證明，采用CAD進行采礦可以提高采礦設計水平與設計質量，不但能夠使常規設計效率得到有效地成千上百倍的提高，還能夠在手工設計時代根本無法想象的設計空間展開自由翱翔的翅膀。由于設計工程師思想、理念、習慣、表達方式的不同，在設計環節使用計算機輔助部分與其余部分之間接口的描述方法也難以取得一致。所以，設計工程師在開展設計之前，要對每一個項目進行深入的了解。比如，礦山所處的地質地貌、水文環境、開采方式、巷道走向、設備選型、提升機械甚至礦山復綠等，都要胸有成竹，才能“知己知彼，百戰百勝。”在設計過程中，設計工程師要做好一周就以下幾個方面的工作：

1.認真做好設計方案。接受設計任務后，首先要運用自己的設計經驗和知識進行設計構思。在這個過程中要進行技術決策，確定設計原則，同時對今后設計過程和要完成的設計有個整體認識。包括：一是下大力氣廣泛收集有關采礦的背景資料與工程信息，認真開展調查研究，了解與掌握地質勘探、技術經濟、礦產利用指標、礦床儲量、礦山生產力等等信息；二是分析研究已經取得成功并在實踐中得到證明的同類設計資料以及相關知識，取人之長，補己之短，學習和參考成功的經驗，開展設計工作，進行構思。才能厚積而薄發，最后確定設計方案。

2.對每一個工程結構參數進行分析。其目的是要確定設計方案中有關工程結構的應力載荷、約束條件等，這是采礦設計中很重要的一個方面，不能有半點馬虎。

3.掌握設計采礦圖的全過程。在實際工作中，具體方案的設計往往與繪制同步進行，因此，必須對設計采礦圖的全過程嚴格掌握，不得有一絲的大意。

4.繪制施工圖。這是采礦設計的具體表現，要以詳盡體現設計意圖為目的。工程師長期的實踐采礦設已形成了行業的圖樣表達習慣和約定，因此對施工圖的繪制要能體現這一特點。

5.進行全面的經濟分析，這是設計的重中之重，根據設計階段的不同對概算和預算進行分析。概算是確定項目投資、編制和安排建設計劃的依據；預算是施工圖設計文件的組成部分，是確定工程造價、考核工程成本和經濟性的重要組成因素。

總之，此系統研究的目的是輔助設計者完成工程方案的設計，模擬設計領域專家的思維進行工作。因此，從這一意義上來說，采礦CAD系統是對采礦設計專家的思維模擬。

三、采礦CAD技術特點分析

系統結構是軟件開發的基礎。系統結構的選擇，一要考慮行業特點；二要考慮技術發展水平。盡管21世紀新的技術已經向三維實體、可視化和集成化發展，但對礦山行業而言，還有很長的路要走。所以，系統的定位必須重視企業的特點和現狀。一般來講，CAD技術在國內外礦山的應用有以下特點：

一是提高設計質量，縮短設計周期。主要通過使用CAD系統，使設計過程更加客觀、、準確、高效和規范。所以，采礦CAD的設計一定要考慮礦山設計規范和工程師的設計習慣。

二是富有實效與連續性。無論是地質、采礦、測量，還是選礦之間的信息處理、傳輸更富于時效性和可連續性，更加強調系統的集成化和數據的共享。

三是加強采礦CAD系統的通用性和可移植性。由于行業差異與體差異，以及在生產過程中需處理的瞬息萬變的信息差異，使得這種D技術在礦山行業的應用研究中具有較強針對性，可移植性相對較差。所以，必須采用圖形處理方法、圖形環境以及數據接口技術研究。

四是從實際出發進行研究。由于二維方式下的礦山CAD軟件的應用研究有利于與傳統設計方式銜接，也符合目前礦山計算機技術水平。所以，要擯棄過分追求“三維實體設計”的思想，從礦山的實際需要出發進行開發和研究。

五是與時俱進，積極研究。目前CAD軟件開發正處在一個由二維平面的設計模式向三維空間的設計模式過渡。由于存在技術上的障礙，一時間還難以完成。但是筆者認為，只要我們與時俱進，努力學習，認真研究三維實體構模技術、基于GIS的礦山空間工程數據技術等，就一定能夠使礦山設計的水平大大提高。

從目前文獻調研和實際應用情況來看，采礦CAD軟件的開發和應用還存在著許多問題，比如，基礎研究較少，尤其是很少從理論、技術和方法上展開研究。對圖形數據的規范化及其表示方法研究不夠，沒有相應的標準可以遵循，等等，這些都是CAD技術在采礦技術應用中遇到的問題與障礙。

“大江東去浪淘盡，千古風流人物”。時代在發展，科技在進步。綜上所述，目前CAD技術正朝著開放、集成、智能和標準化的方向發展。作為CAD系統的支撐環境，開放的操作系統，如：WINDOWS、UNIX將是今后CAD系統的主流；實用性更強的編程與數據庫技術將為該系統的發展作出新貢獻。我們期待著計算機輔助系統為礦山建設發揮更大的作用。

參考文獻：

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[2]楊義輝.采礦CAD可視化集成系統研究[D].西安科技大學碩士論文,2006,4.

[3]馬江平.露天礦地質CAD軟件系統的開發[D].遼寧工程技術大學碩士論文,2005,5.

[4]張善心.填采礦法計算機輔助設計技術研究.2010,5.

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1.1 教學設置

早期的采礦系下設采礦教研室、地質教研室、鑿巖與破碎教研室、通風與安全教研室、巖石力學教研室、井巷教研室和系統工程教研室等。1993年東北工學院復名為東北大學后，1995年在原采礦系及礦物加工系基礎上成立資源與土木工程學院，原采礦教研室、鑿巖與破碎教研室、系統工程教研室等合并成為現在的采礦工程研究所。

采礦工程主要專業課程分為：金屬礦床地下開采、金屬礦床露天開采、礦山機械、鑿巖爆破、井巷掘進、礦井通風與安全、礦山企業設計基礎（選修）等。這些課程的教學以各自的內容體系獨立進行，相互之間缺乏有機的聯系，學生在每門課中學習了較詳細的知識和技術，卻不掌握如何運用。例如，在鑿巖爆破課上，學習了爆轟理論、炸藥性能、雷管構造、起爆方式、爆破網絡等詳細內容，卻不掌握這些知識和技術如何運用在采礦過程；在地下開采課上，只講采準、切割、回采等工藝過程及其功能，不講各采礦工藝需要什么炸藥、雷管、爆破網絡形式等。這樣，學生雖然在兩方面都學了不少內容，卻缺乏實際運用能力。其他方面也類似。這種分散式教學嚴重影響學生對采礦專業知識的系統性掌握及其應用。

采礦專業課的教學重點是采礦過程的工藝、技術，培養的人才是能把礦石采出來的單一型技術人才。

1.2 教學方法與手段

教學方法基本上是“滿堂灌”，課上老師講、學生記，課下學生背概念、做習題，老師判作業、考前答疑，教學模式與中學沒有多大區別。

在教學手段上，大量的平面、剖面圖使學生難以建立采礦方法中各種工程的三維空間概念，無法有效掌握各種工程在空間和功能上的相互關系；手工設計不能適應現代采礦的數字化、優化設計的需要。

教學方法與手段落后不僅教學效果不好，而且使學生對專業課學習失去了興趣。

2.采礦工程專業創新型人才培養教學體系改革與建設

2.1 課程改革與建設目標

以硬巖礦床的采礦方法、工藝為主線，把相關知識和技術融會貫通，形成系統的采礦專業知識體系；更新教學內容，增加國際上在理論、方法和應用上成熟的科技成果，使教學內容與現代采礦科技對知識結構的需求相適應，達到課程內容體系化、時代化。

實施參與式、互動式教學，以課堂研討（Seminar）和課程論文為主要形式，實現教師講授與學生參與的有機結合、課本知識與實際問題的有機結合；研發應用三維動畫、數字化設計系統、現場影像等，實現教學內容形象化、時空化，拉近課堂與實踐的距離；實現教學方法與手段現代化。

通過新的教學內容體系和現代教學方法與手段，配合課外創新實踐，實現采礦專業知識傳授的同時，培養學生的動手能力、科學思維能力、創新能力、科技論文寫作能力、口頭表達能力等，使知識傳授與能力培養一體化。

2.2 課程體系改革與建設內容及主要措施

圍繞上述目標，在充分論證的基礎上，2000年正式啟動采礦專業課教學改革和課程建設項目。

2.2.1 課程內容體系改革與教材建設

原來的金屬礦床地下開采、金屬礦床露天開采、鑿巖爆破、井巷掘進、礦山企業設計基礎等課程，都為采礦服務，都是采礦專業課的組成部分。但幾門課程獨立設置、分散講授，造成各部分知識之間聯系不緊密，甚至脫節。學生對各部分知識不能形成體系性掌握，知識運用能力差。

針對這一問題，實施課程內容的體系化改革。以采礦方法、工藝為主線，把涉及的礦巖性質、儲量評價方法等基礎知識和鑿巖爆破、井巷掘進等專業技術融會貫通，建立各方面知識的有機聯系，形成系統的采礦專業知識體系。

例如，在講到運輸巷道時，結合其功能、布置和規格，講授這類巷道的掘進和支護方法、工藝過程、常用設備，掘進中的炮孔規格和布局形式、鑿巖機具、炸藥性能選擇、藥量、爆破參數等，這樣就把井巷掘進與支護、鑿巖爆破技術置于具體的采礦工藝環節之中，學生一方面掌握了運輸巷道掘進需要應用那些掘進、支護和爆破技術，另一方面掌握了具體掘進、支護和爆破技術在運輸巷道掘進中如何應用。對于不同采礦方法的采準、切割、回采時，也是如此，結合每一工藝的功能、工程布置、結構參數，講授相關的知識、技術和設備。

這樣，就形成了以采礦方法、工藝為主線，有機融會相關知識和技術的采礦專業知識體系一采礦學，使學生既掌握各種技術用在采礦的什么環節、如何應用，又掌握各采礦工藝需要那些技術，有效提高學生知識的系統性和運用能力。

同時，設置科研創新教學環節，積極鼓勵學生們參加“大學生創新行動計劃”及“大學生科研實踐活動計劃”，開展創新實驗以及各項專利發明等，全面培養和提高學生的科研能力及創新能力。

內容更新是課程內容體系改革的另一重要任務。針對現代采礦科技對采礦人才知識結構的新需求，增加了地質統計學、數字化設計、采礦優化方法、市場經濟條件下的礦山技術決策、礦山生態等新內容。這樣，學生的知識結構不僅滿足把礦石采出來的需要，而且滿足技術決策和管理、宏觀思維以及數字化、生態化、優化開采的需要。

課程內容體系的重要載體是教材。依據上述課程內容體系設置，編著了針對硬巖采礦的《采礦學》教材，該教材第一版被列為國家“九五”規劃教材，再版被列為國家“十一五”規劃教材。

2.2.2 教學方法改革與手段建設

針對采礦學需要很強的三維空間想象力和實踐性強等教學難點，大力推行教學方法改革，開展教學手段建設。

課堂教學采用學生參與、師生互動式教學。以專題研討（Seminar）和課程論文為主要形式，選擇適當的采礦實踐問題，讓學生自己查閱資料，進行課堂研討，撰寫小論文，上講臺闡述自己的“研究成果”。這一方法有效調動了學生的學習能動性，并培養其研究、解決問題的能力。互動方式可多樣化，如針對已講授的某些內容，布置學生發揮想象力，用形象的幻燈片加以表達，以此加深學生對教學內容的理解，達到牢固掌握的目的。這種看似平常的方法，實現了教師講授與學生參與的結合、課本知識與實際問題的結合。

教學手段建設的重點之一是課件建設。采礦專業的一大特點是圖紙多，各種采礦結構、工程布置都用圖紙表述。空間思維能力是采礦人才必備的專業素質。過去用大量的平面、剖面圖教學，學生難以建立采礦方法中各種工程的三維空間概念，無法有效掌握其空間和功能上的相互關系，既費學時又效果不佳。計算機虛擬技術為解決這一難題提供了手段。教學團隊把單個采礦工藝環節和過程制作成三維動畫課件，原來需要一小時講解的內容，幾分鐘內學生就看得明明白白，而且影響深刻。課件還包括現場影像短片。

教學手段建設的另一個重要內容是數字化設計方法和手段的應用。發達國家的礦山全部采用專業化設計軟件進行設計、計劃和管理，計算機輔助優化設計是現代采礦人才必須掌握的重要技能。為此，教學組研發了具有完全自主知識產權的數字化、優化設計軟件平臺SmartMiner，用于課堂教學和設計實踐。例如，對于露天礦采剝計劃編制，過去只能講述概念性的方法和步驟，離實際計劃編制相差甚遠。利用SmartMiner，一節課就可實際完成一個計劃的全過程，看到計劃結果，看到按計劃開采后采場臺階推進位置的圖紙形態和三維實體形態，使學生對計劃步驟、相關因素的考慮等有一個全面掌握和深刻理解。再如露天礦最終境界設計，應用該軟件不僅很快做出方案，而且可針對不同市場價格、成本等參數進行分析對比，還可使講授的優化方法得到應用，由于用到的數據全是現場實際數據，大大拉近了教學和實際的距離。

2.2.3 能力培養建設

知識傳授不等同于能力培養，知識是能力的基礎，但能力培養還需要有效的實踐環節。

上述參與式、互動式教學是課內能力培養的重要措施。Seminar培養了學生的查資料能力、科學思維與創新能力、分析解決問題能力、科技寫作和口頭表達能力，可謂一舉多得；數字化設計平臺的應用培養了學生的數字化設計手段和方法應用能力。

以課外創新性實踐活動進一步培養學生的綜合能力。措施主要有：在教師的指導下，由學生自己在課外制作礦體及采礦工藝過程的計算機三維動畫模型，就某些方法制作幻燈片進行形象化表述，自選實驗，參與科研項目等。這些活動可以充分發揮學生的想象力、創造力和動手能力，同時極大地提高了學生的專業課學習興趣，豐富了課外生活。

3.改革與建設成效

3.1 教學效果成效

教學內容的體系化提高了學生的知識系統性和運用能力。教學內容的體系化使相關的采礦專業知識和技術實現有機融合，每一項技術都置于采礦工程的整體構架之中，學生既掌握各種相關知識和技術用在采礦的什么環節、如何應用，又掌握各采礦方法、工藝需要那些具體技術，有效提高了知識傳授效果和學生的知識關聯性、整體性和運用能力。例如，在畢業設計中，過去學生拿到設計任務后不知如何下手，對學過的知識不知道如何應用，需要指導教師再次“講課”，每一環節都需要具體的指導。改革后，由于掌握了所學知識的關聯性，大部分學生知道先做什么、后做什么，掌握每一步需要考慮的主要因素和應用的技術，對結構參數的確定也熟練得多，稍加指導就可完成設計任務。畢業后在較短的時間內就可獨立承擔重要技術工作。

教學內容的時代化更新了學生的專業知識結構。教學內容的更新，使采礦專業課教學緊跟世界采礦科技的發展步伐，體現信息化、生態化、優化開采和決策需要的知識。學生的專業知識結構和理念得到更新，為在實踐中推行新科技的應用奠定了知識基礎。這是促進我國礦業向信息化、生態化、優化開采發展并走向國際化的重要條件。

教學方法和手段的現代化使知識傳授效果和效率大幅提升。參與式、互動式教學調動了學生思考問題、獲取知識的積極性，大大加深了對課程內容的理解和掌握程度；計算機三維動畫課件、現場影像、專業優化設計軟件等現代手段的應用，不僅使教學內容空間化、形象化，而且大大縮短了課堂與實踐的距離。一方面使教學效率大幅提升，過去需要1小時的內容幾分鐘即可講明白，現在150多學時教授了過去六門課240多學時的內容；另一方面提升了學生的空間想象力和所學知識與實踐的結合度，教學效果顯著提高。