时间：2023-01-08 14:41:18
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇开采设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
准确认识、恰当评价具体条件下的煤炭资源，搞好资源管理，是争取煤炭资源开发开采资源环境、社会经济效益整体最优的关键，也是实现煤矿企业决策与管理信息化、智能化与自动化的基础。本论文以辅助开采与管理决策，提高资源合理开发利用水平为目标，以国内外相关研究成果为基础，以矿井煤炭资源作为研究对象，结合作者主持承担的多个纵横向科研项目,充分考虑我国国情及煤炭资源与开发开采特点，利用理论与实证分析结合，技术经济结合，宏观微观结合，点面结合，定性定量结合，实际计算与计算机模拟结合，继承与创新结合，学科交叉综合等方法，运用采矿工程、技术经济、矿井地质、矿山测量多学科知识及数理统计、模糊数学、稳健数据处理、神经元网络、分形几何、层次分析、灰色系统、地质统计学等多种定量分析手段，从资源开发者、所有者，采矿权的出让方、受让方等不同角度，对矿井煤炭资源评价及管理中的若干问题进行了系统研究分析，提出了一系列方法、模型及政策建议，并已在平顶山、徐州、皖北等矿区多个煤矿得到实际应用，取得了较好的效果。论文的主要成果有：
（1）在全面系统分析国内外相关研究成果基础上，论文以煤炭资源地质条件准确描述拟合、规律探索与预测为基础，以资源条件与开采指标关系模型构建为桥梁，以煤炭资源评价与管理为主体，结合技术经济分析、资源利用管理的调控政策研究，初步构建起了以煤炭资源评价预测、技术经济分析、开发开采决策连成一体为特色的煤炭资源评价与管理理论与方法体系,实现了评价与管理的一体化、计算机化、实时化，实用化。论文关于煤炭资源管理方面的研究几乎覆盖了煤矿企业这方面的主要工作与存在问题。
（2）针对煤炭资源条件与开采指标数据多源、多相、精度不等、分布复杂、异值不可避免等特点，论文推导了有关稳健数据处理公式，开发了计算机程序，并大规模应用到资源评价与关系模型构建研究中，取得了较好的效果。论文实例研究表明，用稳健方法建立关系或预测模型，可大幅度提高精度，同时可以较好地析离出以往决策不合理部分、虚假数据或异值，具有去伪存真的效果，能避免有悖于采矿规律的模型出现，使预测值更加符合实际。
（3）论文总结归纳了煤炭资源条件单因素评价的基本内容、资源条件数据变化程度的常用估计方法，分析探讨了影响开发开采的主要煤炭资源条件因素、影响方式及其量化方法。根据平顶山矿区实际资料，运用数理统计、方向统计、分形几何等方法，揭示了该矿区主要井田内断层的若干统计规律，筛选出了断层对开采影响的基因素，得到了断层破坏指数的最优形式，建立了这一指数与开采指标的关系模型，提出了未采区或工作面内断层破坏程度及开采指标的预测方法及模型。实例分析表明，作者建立的工作面断层破坏程度预测模型与俄罗斯学者提出的模型相比，可提高精度一倍以上。
（4）论文收集了平顶山八个矿二千多个煤厚数据，进行了煤厚分布的正态性检验，分析讨论了煤层稳定性几种评价方法的理论与统计关系，从理论上解释了现场煤层稳定性分类出现矛盾的原因，说明了用多个指标评价同一资源条件因素时应注意的问题。
（5）通过基于不同目的的煤炭资源条件综合评价研究实例，深入探讨了综合评价中关系模型构建、隶属函数与权重确定、算子选取方法及其效果。在此基础上，总结提出了煤炭资源条件综合评价的六个特点，四个原则，五种方法，正是这些从个别到一般的归纳、总结、提炼，构成了矿井煤炭资源评价理论方法框架体系的重要内容。本论文中的煤炭资源条件评价方面的部分成果已在平顶山大庄矿、徐州三河尖矿、淮北岱河矿等煤矿得到实际应用。
（6）讨论总结了煤炭资源条件与开采指标关系模型构建的方法、步骤及注意问题，分析了采前采后评价值的误差特性，归纳提出了未采区评价值确定的采前评价结果校正法与预测模型法，并进行了实例研究；通过实例分析讨论了描述工作面资源条件与单产工效关系的稳健多元回归模型、灰色GM（0，h）模型、模糊综合评价——稳健回归模型、模糊综合评价——稳健趋势面模型、模糊控制预测模型、人工神经元网络模型的特点与效果。
（7）有些开采指标关系模型，如成本、售价等，要求全面考虑资源条件、开采指标随空间、时间变化而变化的特征。但现有研究大都是针对特定年份或特定时间而拟合的，建模中一个煤层乃至整个矿井往往采用一个评价值，由此建立的模型过于粗糙，难以满足规律分析、指标预测等方面的要求。论文以资源条件与吨煤开采成本为例，提出了兼顾资源条件、开采指标空间——时间动态特征的关系模型构建方法，以曲线描述成本随时间变化而变化的规律，以回归模型、神经元网络等模型反映资源条件与开采成本的关系，用专家评议或层次分析法、神经元网络法确定权重，以工作面作为资源条件评价单元，利用平顶山矿区十一对生产矿井最近6～8年的几百个采面、近百个年成本数据进行迭代构建了具有前述特征的关系模型，同时提出了基于基础数据增删的模型调整或重构方法，特殊情况（某些开采指标数据出现突变、逆变等）的判断及模型修正方法，开发了相应的软件系统，拟合及预测精度较为理想，比较符合实际。这些工作使实时、动态评价、预测成为可能。
（8）讨论了煤炭资源经济可采性评价的意义与评价原则，研究了费用效益法、采与不采对比法进行经济可采性评价的基本方法、模型及评价实例，根据平顶山矿区实际资料，揭示了开采工效、成本、灰分、售价增减对煤层经济可采厚度的影响，工作面单产与含矸煤层经济可采厚度的关系，矿井地质条件与经济可采厚度的关系，煤量类别与经济可采厚度的关系，提出了若干政策建议。这方面研究成果已在平顶山、皖北等矿区得到应用。
（9）分析了我国煤炭资源回收状况，讨论了与采出率有关的现行可采储量与矿井设计可采储量、全矿井永久煤柱摊销、回采煤量与工作面采出率等概念及计算公式上的欠缺及改进方法，提出了储量发生增减时摊销方法、简便公式，给出了性质及适用条件，研究了合理采出率的确定、实际采出率测算等问题，提出了煤炭资源合理开发利用评价的内容、目标、方法及方案对比评 价、开发效益评价模型，给出了研究实例。
（10）基于现行放顶煤开采采出量及采出率确定方法，推导出了这种工艺采出量及采出率的误差估计模型，根据兖州南屯矿实际数据，计算出了误差估计模型中相应参数（即由统计产量改算实测产量所需的参数）的相似维、实验及理论变异函数，基于地质统计学理论，得到了三种采样方式、不同采样间距与上述参数估计误差、采出量相对误差的关系。该成果为进一步研究放顶煤开采采出量及采出率的测算、标准制定等问题提供了依据及途径。
（11）采用公式推导与模拟方法，分析了有偿使用或资源资产化管理对资源浪费的抑制能力与不足，探讨了我国资源管理改革的取向，对资源税与资源补偿费、资源资产评估参数的获取、储量级别对评估价值的影响、矿产资源资产与矿业权的关系、激励机制与调控模式的构建等问题进行了理论探讨，基于资源价值理论及非“三下”开采资源补偿费费率标准，推导出了“三下”开采资源补偿费的计算公式，提出了考虑储量误差的资源价值评估模型及实现矿产资源合理开发利用需解决的关键问题与技术路线。
（12）论文讨论了煤炭资源资产价值及级差收益的概念、构成，提出了地质勘探成果价值、劣等资源的勘探费、劣等资源开采成本与售价、标准勘探费、标准投资、标准采出率、标准开采成本、标准售价、理论开采成本、理论售价等一系列概念、确定方法与模型；针对研究目的、要求、测算对象的特点，建立了煤炭资源资产价值与级差收益确定的理论模型和实际测算模型；收集了平顶山矿区十一对生产矿井600多个工作面数十万个资源条件与开采经营数据及有关图纸资源，构建了一系列具有空间、时间动态特征的资源条件与开采指标关系模型、评价参数确定模型，开发了软件系统，对平顶山矿区十一对生产矿井进行了实际测算，得到了各矿各煤层从1990年到20__年以矿区为基准的期内煤炭资源资产价值与级差收益、剩余煤炭资源资产价值与级差收益，分析得到了标准开采成本、标准售价、劣等资源条件、平均资金利润率、绝对地租、垄断地租对资源价值与级差收益的影响，提出了成果应用的领域与途径，测算达到了动态实时、可靠实用。
关键词：煤炭资源评价煤炭资源管理开采指标动态预测
开采采出率资源资产价值级差收益
StudyonTheTheoryandMethodofCoalResourcesEvaluationandManagementinUndergroundMine
Atract
Inordertoconductthemakingdecisionanddesignofcoalexploitationandproductivemanagementinundergroundmines,increaseexploitationdegreeandminingbenefit,andenhancerecoverycoefficientofcoalresources,meanwhiletocoiderthecurrentsituationinchinaandthefeaturesandexploitingconditionofcoalresources,inthisthesisthetheoriesandmethodsforevaluationandmanagementofcoalresourceshavebeenstudied.Thetheoriesandmethodsincludetousethecombinatioofseveralaroaches,suchastheoryanalysiswithpracticalexperience,techniquewitheconomy,macrocosmwithmicrocosm,partwithwhole,qualitativeanalysiswithquantitativeanalysis,numericalcomputationwithcomputersimulation,andinheritancewithiovation,andtoalysomeprinciplesandtechnology,suchasminingengineering,technical-economics,minegeology,minesurveying,andmathematicalanalysis,includingmathematicalstatistics,analytichierarchyproce,fuzzylogic,robustdataproceing,artificialneuralnetwork,graysystem,fractalgeometryandgeostatistics.Asaresult,thethesisputsforwardsomenewtheoriesandmethodsfortheevaluationandmanagementofcoalresourcesinundergroundmines,deducesandintegratestherelatedresearchachievementsathomeandabroad,andprimarilyformsanaliedsystem.Thesystemcanbeusedfortheconditionalevaluationandforecastofcoalresources,technical-economicanalysisandexploitingdecision,makingtheintegrationofevaluationandmanagement,doingnumericalcomputation,andguidingtheproductiveactivities.Themainachievementscanbeincludedasfollows:
1）Todiscuandsummarizetheprimarycontentsofsinglefactorevaluationofcoalresourcescondition,thecommonly-usingmethodofevaluatingindexchangedegree,andresearchtheindieability,principleandeffectsofrobustproceingtobeuseddata.Inaddition,onthebasisoftheconcentratedinvestigationofthestatisticforecastoffaultanditseffectonmining,thestatisticaltestaboutcoalthickneandcoalseamstabilityevaluation,andthequantitativeanalysismethodofsinglefactoranditseffectonmininghavebeenaccomplished.
2）Toanalyzethecharactersandprinciplesofsyntheticallyevaluatingcoalresourcescondition,presenttheeentialprinciple,characterofthelistingclaificationmethod,integratedindexmethod,systemscientificmethods,graphicalrepresentationandvisualization,andthetechniqueofgeographicinformationsystem.Andtwoevaluatingitancesaregiven.
3）Todiscutheestablishingmethodsandsteofrelatedmodelsbetweencoalresourcesconditionandminingtarget,andstudytheforecastmethodsandaroachesbasedonthevirginfieldevaluationvalues.Bymeaofsomeitances,toexpoundtheeentialityandeffectwhileusingrobustproceingtosetupthecomputingmodels.Takingthemodelresearchonthedailyoutputandworkefficiencyoftheworking faceofcoalminingasexample,alsotoanalyzethemodelestablishingmethodsandnoticeableproblems.Forestablishingrelatiohipmodelsbetweencoalresourceconditioandminingcost,thethesispresentsthemodel-establishingmethodscoideringthetemporal-atiallydynamicalcharactersofresourcesconditionandofminingtargets.
4）Todiscutheprinciples,methodsandmodelsforthedeterminationofcoalminingfeasibilityineconomy,workablethickneandreserves,andtoputforwardtherelatiobetweeneconomicallyworkablethickneandotherfactorssuchascost,price,ecificproductivity,workefficiency,andgeologicalconditioninsometypicalmines.
5）Tosetforththerecoverystatusofcoalmininginchinabymeaofindividualdataofrecoverycoefficient,alsodiscuthedeficiencyandimprovingmethodsofsuchconceptsandcalculatingformulaasworkablereservesanddesignworkablereserves,mine-widepermanentpillaramortize,extractionreserves,facerecoverycoefficientetc.Toputforwardamortizeways,simpleformulas,propertiesandalyingconditiowhencoalreserveschange.Onthebasisoferrortheory,geostatisticsandfractalgeometry,thethesiscompletestheerrorestimation,samplingandcalculationmethodsofrecoveryreservesandrecoverycoefficientwhentop-coalcavingminingmethodisperformed.Inaddition,thethesisdiscueshowtodeterminerationalrecoverycoefficientandevaluaterationalexploitationandutilizationofcoalresources.
6）Inteivelyandsystematicallytoanalyzethecontrolabilityofresourcespropertymanagementonresourceswasting,thetheoreticalfoundationofresourcestaxandresourcescompeatingcharge,andtodiscuthedeterminationofresourcescompeatingchargeusing“threebelow”coalmining,theobtainmentofresourcespropertyevaluatingparameters,theeffectsofreserveclaesonresourcesvalue,therelatiobetweenresourcespropertyandminingrights,theencouragingmechanismofrationalexploitingandutilizingresources,themethodsofcompeationexploitation,andtheresourcesmanagementpattern.Alsotoputforwardasetofpoliciesandproposalsorientatedtoimprovingrationalexploitationandutilizationofresources.
关键词：计算机；辅助设计；采矿工程；应用
近年来，计算机辅助设计(Computer Aided Design，简称CAD)在世界各国得到了广泛使用，它是利用计算机的计算功能和图形处理能力，对产品进行辅助设计、分析、修改与优化，综合了计算机和工程制图知识，并且随着计算机硬件性能和软件功能的不断提高而逐渐完善。
计算机辅助设计是由美国公司开发的通用计算机辅助设计软件包，具有体系结构开放、使用方便、便于掌握等优点，并能够绘制平面与三维图形、渲染图形、标注尺寸以及打印和输出图纸。
从 上世纪80年代至今的有关文献资料来看，计算机辅助技术在国内外矿山开采设计中的应用日益广泛。作为一种精确、高速的新型设计工具，已被广大工程技术人员所接受，并对传统的设计方法与手段提出了挑战。目前，它已被矿床开采设计的各个分支和侧面广泛应用，并取得了很好的效果。
一、 计算机辅助系统组成及采矿设计理念
计算机辅助系统一般以有着图形功能的交互计算机系统为基础，包括：计算机主机、图形输入板、图形显示终端、扫描仪、绘图仪、磁带机、打印机以及其他各种软件。利用交互系统开展采矿设计，可以边设计，边构思，边画样，边修改，随时可以从终端屏幕看到每一步操作的显示结果。典型的设计包括：（1）设计者接受任务，了解甲方对矿山的功能、经济、制造技术、生产环节等方面的要求。（2）方案设计。一
方面来自设计方的要求，另一方面来自工程师的知识、理念，包括功能的满足，技术的可行以及其他需要等。
（3）验证、修改、定型。将设计对象表达出来，并根据功能、技术、经济、审美等方面的详细要求和数据，对其进一步修改，适之处予以完善，细节予以补充，最后定型。（4）将设计果制作成技术文件，一般包括三视图、部件图、剖面以及各种说明等。
二、如何使用计算机辅助设计
每个人都知道，矿山开采的目标是要开采出矿石，而矿山工程设计，是工程师、设计人员应用技术手段改变矿山环境。满足政府、企业以及特定人群要求的一种高智能劳动。因此，采矿设计的任务：一是必须开采出高质量的矿石；二是有效地保护工程结构，使其能够承受自然界与人工开采的压力，长期而可持续地发展；三是必须保证以尽可能低的代价和成本，获取最大的经济效益与社会效益，保证工程建设的安全和后续作业的开展。
实践证明，采用CAD进行采矿可以提高采矿设计水平与设计质量，不但能够使常规设计效率得到有效地成千上百倍的提高，还能够在手工设计时代根本无法想象的设计空间展开自由翱翔的翅膀。由于设计工程师思想、理念、习惯、表达方式的不同，在设计环节使用计算机辅助部分与其余部分之间接口的描述方法也难以取得一致。所以，设计工程师在开展设计之前，要对每一个项目进行深入的了解。比如，矿山所处的地质地貌、水文环境、开采方式、巷道走向、设备选型、提升机械甚至矿山复绿等，都要胸有成竹，才能“知己知彼，百战百胜。”在设计过程中，设计工程师要做好一周就以下几个方面的工作：
1.认真做好设计方案。接受设计任务后，首先要运用自己的设计经验和知识进行设计构思。在这个过程中要进行技术决策，确定设计原则，同时对今后设计过程和要完成的设计有个整体认识。 包括：一是下大力气广泛收集有关采矿的背景资料与工程信息，认真开展调查研究，了解与掌握地质勘探、技术经济、矿产利用指标、矿床储量、矿山生产力等等信息；二是分析研究已经取得成功并在实践中得到证明的同类设计资料以及相关知识，取人之长，补己之短，学习和参考成功的经验，开展设计工作，进行构思。才能厚积而薄发，最后确定设计方案。
2对每一个工程结构参数进行分析。其目的是要确定设计方案中有关工程结构的应力载荷、约束条件等，这是采矿设计中很重要的一个方面，不能有半点马虎。
3、掌握设计采矿图的全过程。在实际工作中，具体方案的设计往往与绘制同步进行，因此，必须对设计采矿图的全过程严格掌握，不得有一丝的大意。
4、绘制施工图。这是采矿设计的具体表现，要以详尽体现设计意图为目的。工程师长期的实践采矿设已形成了行业的图样表达习惯和约定，因此对施工图的绘制要能体现这一特点
5、进行全面的经济分析，这是设计的重中之重，根据设计阶段的不同对概算和预算进行分析。概算是确定项目投资、编制和安排建设计划的依据；预算是施工图设计文件的组成部分，是确定工程造价、考核工程成本和经济性的重要组成因素
总之，此系统研究的目的是辅助设计者完成工程方案的设计，模拟设计领域专家的思维进行工作。因此，从这一意义上来说，采矿 CAD系统是对采矿设计专家的思维模拟。
三、采矿CAD 技术特点分析
系统结构是软件开发的基础。系统结构的选择，一要考虑行业特点，二要考虑技术发展水平。尽管21世纪新的 技术已经向三维实体、可视化和集成化发展，但对矿山行业而言，还有很长的路要走。所以，系统的定位必须重视企业的特点和现状。一般来讲，CAD技术在国内外矿山的应用有以特点：
一是提高设计质量，缩短设计周期。主要通过使用 CAD 系统，使设计过程更加客观、、准确、高效和规范。所以，采矿 CAD 的设计一定要考虑矿山设计规范和工程师的设计习。
二是富有实效与连续性。无论是地质、采矿、测量，还是选矿之间的信息处理、传输更富于时效性和可连续性，更加强调 系统的集成化和数据的共享。
三是加强采矿 CAD 系统的通用性和可移植性。由于行业差异与体差异，以及在生产过程中需处理的瞬息万变的信息差异，使得这种D技术在矿山行业的应用研究中具有较强针对性，可移植性相对较差。所以，必须图形处理方法、图形环境以及数据接口技术研究。 四是从实际出发进行研究。 由于二维方式下的矿山 CAD 软件的应用研究有利于与传统设计方式衔接，也符合目前矿山计算机技术水平。所以，要摈弃过分追求“三维实体设计”的思想，从矿山的实际需要出发进行开发和研究。
五是与时俱进，积极研究。目前 CAD 软件开发正处在一个由二维平面的设计模式向三维空间的设计模式过渡。由于存在技术上的障碍，一时 间还难以完成。但是笔者认为，只要我们与时俱进，努力学习，认真研究三维实体构模技术、基于 GIS 的矿山空间工程数据技术等，就一定能够使矿山设计的水平大大提高。
从目前文献调研和实际应用情况来看，采矿 CAD 软件的开发和应用还存在着许多问题，比如，基础研究较少，尤其是很少从理论、技术和方法上展开研究。对图形数据的规范化及其表示方法研究不够，没有相应的标准可以遵循，等等。这些都是CAD技术在采矿技术应用中遇到的问题与障碍。
“大江东去浪淘尽，千古风流人物”。时代在发展，科技在进步。综上所述，目前CAD 技术正朝着开放、集成、智能和标准化的方向发展。作为 CAD系统的支撑环境，开放的操作系统，如：WINDOWS、UNIX 将是今后 CAD系统的主流；实用性更强的编程与数据库技术将为该系统的发展作出新贡献。我们期待着计算机辅助系统为矿山建设发挥更大的作用。
参考文献：
[1]陈建宏。可视化集成采矿CAD系统研究。中南大学博士论文，2002.3
[2]杨义辉。采矿CAD可视化集成系统研究。西安科技大学硕士论文，2006.4
[3] 马江平。露天矿地质CAD软件系统的开发。辽宁工程技术大学硕士论文，2005.5
{4.张善心。填采矿法计算机辅助设计技术研究。2010.5
5.吴奉亮。集成化采矿法CADd的知识协同性研究，2009.4
【Abstract】In the coal mining activities， fully mechanized mining is very important. The recovery rate and coal quality of fully mechanized mining need to be improved， the personal safety of staff is the most important. Therefore， the coal mining industry need to carry out the technical research on related work.
【关键词】综采；初次放顶；控制技术；冒顶
【Keywords】fully mechanized mining； first roof caving； control technology； roof fall
【中图分类号】TD721 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0185-02
1 引言
随着科技的进步，采矿行业的技术也在不断更新。现在的煤炭开采企业已大规模机械化，目的在于降低成本，提高效率。在机械化采煤活动中，初次放顶需要弄清楚初次来压并掌握初次放顶的控制原理，进行安全控制。在实际的生产工作中，经常会发生由于顶板高度、顶板类型采集不准确和老顶断裂等原因导致的安全事故，使初次放顶效率低下，回采率不足80%。为此，论文根据初次放顶的需要，对放顶的距离、高度等参数进行合理设计，通过把相关技术措施进行规范，提高煤炭的回采率以及在井下的安全系数，期望能够在满足经济效益需求的同时，满足安全效益的需求。
2 结合营盘壕煤矿探究初次放顶工作对顶板控制的需求
2.1 初次放顶工作对顶板控制的需求
初次放顶根据顶板的类型，一般分为两类：一是开采到一定距离后，冒落的高度达到标准并能自行冒落；二是开采了一定的距离后，顶板没有冒落的现象，以及冒落高度没有达标准需要采用人工的方法进行放顶。充分跨落的直接顶，一般是复合顶板或其他稳定型的顶板。在该种情况下，由于顶板的整体性较差，在开采中可以自行跨落，不需要采用人工挑顶等方法。在这种情况下，实际的施工工作要特别注意，以防止垮顶、漏顶等事故的发生。由于煤层各层的成分、压力、硬度存在差异，根据不同的煤层要进行不同的处理，如图1所示。
2.2 营盘壕煤矿首采工作面地质概况
营盘壕煤矿工作面地质条件简单，煤层走向变化不大，整体呈现为南高、北低，倾角0～7°，平均3°。断层不甚发育，但小型褶曲较发育，小型褶曲对工作面运输及排水有一定的影响，工作面内无r浆岩体、陷落柱等地质构造。基本顶为粉砂岩、细砂岩，平均厚度为16.9m，直接顶为砂质泥岩，平均厚度为6.88m。
3 初次放顶时顶板控制流程
3.1 参数设计
有些顶板分层的厚度大，结构有很强的致命性对此要进行强制的人工挑顶，并需提前将挑顶的时间、高度、放顶的步距和方式等确定。部分顶板材质过硬，开采时顶板没有充分冒落，形成悬顶，不对其进行有效处理会使开采工作存在巨大安全隐患。这时就要通过初次放顶的人工方式予以处理。通过矿压观测和以往的开采经验可以得知，开采的切眼推进后，顶板处将会形成简支梁，简支梁上荷载均匀，支点一般在采面的煤壁上和切眼的煤壁上，如果简支梁跨度过大，正应力上升到破坏值，顶板就会受到破坏，进而垮落，这就是常说的初次来压。上层顶板的下沉量如果小于下层顶板，我们可以认为它们不会相互影响，反之我们就需要强化挑顶力度，强制放顶。人工放顶的方法时是以爆破的方法强行切断顶板，使其完全冒落，成为垫层，再逐步削弱产生的顶板压力和冲击荷载。一般情况下，在采空区填充的矸石，只要达到采空和放顶高度总和的2/3，就会能够产生预期的效果。实际工作时，通过将相关数据进行经计算，就可以得出合适的打眼深度。
3.2 矿压观测
在采面从切眼向外部推进的时候，顶板悬漏的面积跨度增加到一定程度时，会产生挠曲和下沉等现象。煤壁前方增加了支撑压力，顶板的下沉速度变快。一般处在煤壁前方最先出现顶板断裂，使支撑压力往煤壁侧进行收缩，平巷顶板速度加快，片帮增加，断面缩小。回采工作面中，在上道下帮按15m的间距对测线进行设置，对矿压进行实时观测。如果顶板断裂，初排迅速下沉，表示顶板将要来压。之后末排顶板的下沉速度比初排大时，说明顶板来压已经出现。开采顶板煤层的时候，岩石较为规则。通过观测矿压的实时数据，根据岩梁的活动规律，进行分析，找到顶梁的断裂位置，从而对放顶结果进行准确的预测[1]。
3.3 初次放顶的顶板控制
初次放顶的过程中，对直接顶要进行“限定变形”控制，保证直接顶和老顶之间不出现大范围的分离层，并保证直接顶在顶的控制区中的完整性[2]。采用这种操作方式的原因，首先，避免在直接顶破碎时发生回柱和顶板漏冒造成人员受伤的现象；其次，避免来压时老顶发生切顶垮面。因此，要在切眼推进的环节就对液压支架的初排支撑力进行严格监测，每一次放顶之前都要提高支撑能力，对液压支架给压。除了对直接顶进行控制，在初次放顶的时候，也要严格监控老顶的冒落情况，确保老顶在综采工作中跟随采面一同推进。老顶跨度过大会出现下沉和挠曲现象，直接顶也会随着之下沉。
4 初次放顶时顶板的控制技术
4.1 采面端头控制技术
大梁使用4.2m的π型钢制梁配合液压支架，大梁的组数要依据采面端头到临近架的距上巷上帮与距下巷下帮实际距离而定；两梁一组，大梁组的间距是0.8m，组内距是0.2m，大梁和临近支架之间的距离不能超过500mm，和巷帮的距离不能超过500mm，同一大梁的支柱间距是0.8m，相邻大梁之间的距离不超过500mm。在上、下端头的顶板破碎时，大梁之间要用厚度不低于150mm的半圆木背顶。大梁跟着采面的推进向前移动，每次前移1.2m，并要设置好戗棚，每组大梁都要支设戗柱。单体液体柱的初撑力不能低于90kN，要经常二次注液，确保单体柱的初撑力达到90kN以上。
4.2 端头尾巷的控制技术
处在切顶线的尾巷密集柱，一定要打牢、打齐，进行连锁；密集柱的间距是400mm，单体柱的初撑力不能低于90kN，要经常二次注液，保证初撑力强度符合标准。若果上下端头的压力过大，可以通过增设木垛数量加强支护。上巷与下巷的切顶线到采空区之间的钢带、锚杆螺帽和锚盘一定要回收。将密集支柱打好，使用编织袋制作挡墙，减少漏风，将瓦斯浓度降低。
4.3 综采面顶板的控制技术
在采面的工作过程中，必须严格执行标准，泵站压力不能低于31.5MPa、支架的初撑力不能低于16128kN、工作的阻力不得低于设计要求。安全阀保证可靠有效压力表要保证数据显示正确。支架接顶要保证严密，工作面要确保采直割平，采高达标，底煤不丢弃，顶板不切割。将支架拉成不倒、不歪且不背架的直线，接顶要严密。要由班组长对排尾拉架的工作现场指挥，先将空顶处进行支护，准备好再进行，保证拉架的过程中，顶梁要与顶板存在超过100mm的距离。在综采工作初次放顶之前，要在回风巷和运输巷设置矿压初测牌，以对初次来压和老顶来压的步距进行确定。
5 结论
在机械化采煤的过程中，综采工作面里的初次放顶工作非常重要，对采煤的质量、回采率和安全性有重大的影响。论文对综采工作面中，初次放顶的技术进行分析和探究。通过对顶板压力的监测，提升对初次来压预报的准确度，再根据不同采场的特点，采用不同的控制技术，保障综采初放的安全性，对于实际应用综采初次放顶技术具有现实意义。
【参考文献】
1.采矿工程专业原有教学体系
1.1 教学设置
早期的采矿系下设采矿教研室、地质教研室、凿岩与破碎教研室、通风与安全教研室、岩石力学教研室、井巷教研室和系统工程教研室等。1993年东北工学院复名为东北大学后，1995年在原采矿系及矿物加工系基础上成立资源与土木工程学院，原采矿教研室、凿岩与破碎教研室、系统工程教研室等合并成为现在的采矿工程研究所。
采矿工程主要专业课程分为：金属矿床地下开采、金属矿床露天开采、矿山机械、凿岩爆破、井巷掘进、矿井通风与安全、矿山企业设计基础（选修）等。这些课程的教学以各自的内容体系独立进行，相互之间缺乏有机的联系，学生在每门课中学习了较详细的知识和技术，却不掌握如何运用。例如，在凿岩爆破课上，学习了爆轰理论、炸药性能、雷管构造、起爆方式、爆破网络等详细内容，却不掌握这些知识和技术如何运用在采矿过程；在地下开采课上，只讲采准、切割、回采等工艺过程及其功能，不讲各采矿工艺需要什么炸药、雷管、爆破网络形式等。这样，学生虽然在两方面都学了不少内容，却缺乏实际运用能力。其他方面也类似。这种分散式教学严重影响学生对采矿专业知识的系统性掌握及其应用。
采矿专业课的教学重点是采矿过程的工艺、技术，培养的人才是能把矿石采出来的单一型技术人才。
1.2 教学方法与手段
教学方法基本上是“满堂灌”，课上老师讲、学生记，课下学生背概念、做习题，老师判作业、考前答疑，教学模式与中学没有多大区别。
在教学手段上，大量的平面、剖面图使学生难以建立采矿方法中各种工程的三维空间概念，无法有效掌握各种工程在空间和功能上的相互关系；手工设计不能适应现代采矿的数字化、优化设计的需要。
教学方法与手段落后不仅教学效果不好，而且使学生对专业课学习失去了兴趣。
2.采矿工程专业创新型人才培养教学体系改革与建设
2.1 课程改革与建设目标
以硬岩矿床的采矿方法、工艺为主线，把相关知识和技术融会贯通，形成系统的采矿专业知识体系；更新教学内容，增加国际上在理论、方法和应用上成熟的科技成果，使教学内容与现代采矿科技对知识结构的需求相适应，达到课程内容体系化、时代化。
实施参与式、互动式教学，以课堂研讨（Seminar）和课程论文为主要形式，实现教师讲授与学生参与的有机结合、课本知识与实际问题的有机结合；研发应用三维动画、数字化设计系统、现场影像等，实现教学内容形象化、时空化，拉近课堂与实践的距离；实现教学方法与手段现代化。
通过新的教学内容体系和现代教学方法与手段，配合课外创新实践，实现采矿专业知识传授的同时，培养学生的动手能力、科学思维能力、创新能力、科技论文写作能力、口头表达能力等，使知识传授与能力培养一体化。
2.2 课程体系改革与建设内容及主要措施
围绕上述目标，在充分论证的基础上，2000年正式启动采矿专业课教学改革和课程建设项目。
2.2.1 课程内容体系改革与教材建设
原来的金属矿床地下开采、金属矿床露天开采、凿岩爆破、井巷掘进、矿山企业设计基础等课程，都为采矿服务，都是采矿专业课的组成部分。但几门课程独立设置、分散讲授，造成各部分知识之间联系不紧密，甚至脱节。学生对各部分知识不能形成体系性掌握，知识运用能力差。
针对这一问题，实施课程内容的体系化改革。以采矿方法、工艺为主线，把涉及的矿岩性质、储量评价方法等基础知识和凿岩爆破、井巷掘进等专业技术融会贯通，建立各方面知识的有机联系，形成系统的采矿专业知识体系。
例如，在讲到运输巷道时，结合其功能、布置和规格，讲授这类巷道的掘进和支护方法、工艺过程、常用设备，掘进中的炮孔规格和布局形式、凿岩机具、炸药性能选择、药量、爆破参数等，这样就把井巷掘进与支护、凿岩爆破技术置于具体的采矿工艺环节之中，学生一方面掌握了运输巷道掘进需要应用那些掘进、支护和爆破技术，另一方面掌握了具体掘进、支护和爆破技术在运输巷道掘进中如何应用。对于不同采矿方法的采准、切割、回采时，也是如此，结合每一工艺的功能、工程布置、结构参数，讲授相关的知识、技术和设备。
这样，就形成了以采矿方法、工艺为主线，有机融会相关知识和技术的采矿专业知识体系一采矿学，使学生既掌握各种技术用在采矿的什么环节、如何应用，又掌握各采矿工艺需要那些技术，有效提高学生知识的系统性和运用能力。
同时，设置科研创新教学环节，积极鼓励学生们参加“大学生创新行动计划”及“大学生科研实践活动计划”，开展创新实验以及各项专利发明等，全面培养和提高学生的科研能力及创新能力。
内容更新是课程内容体系改革的另一重要任务。针对现代采矿科技对采矿人才知识结构的新需求，增加了地质统计学、数字化设计、采矿优化方法、市场经济条件下的矿山技术决策、矿山生态等新内容。这样，学生的知识结构不仅满足把矿石采出来的需要，而且满足技术决策和管理、宏观思维以及数字化、生态化、优化开采的需要。
课程内容体系的重要载体是教材。依据上述课程内容体系设置，编著了针对硬岩采矿的《采矿学》教材，该教材第一版被列为国家“九五”规划教材，再版被列为国家“十一五”规划教材。
2.2.2 教学方法改革与手段建设
针对采矿学需要很强的三维空间想象力和实践性强等教学难点，大力推行教学方法改革，开展教学手段建设。
课堂教学采用学生参与、师生互动式教学。以专题研讨（Seminar）和课程论文为主要形式，选择适当的采矿实践问题，让学生自己查阅资料，进行课堂研讨，撰写小论文，上讲台阐述自己的“研究成果”。这一方法有效调动了学生的学习能动性，并培养其研究、解决问题的能力。互动方式可多样化，如针对已讲授的某些内容，布置学生发挥想象力，用形象的幻灯片加以表达，以此加深学生对教学内容的理解，达到牢固掌握的目的。这种看似平常的方法，实现了教师讲授与学生参与的结合、课本知识与实际问题的结合。
教学手段建设的重点之一是课件建设。采矿专业的一大特点是图纸多，各种采矿结构、工程布置都用图纸表述。空间思维能力是采矿人才必备的专业素质。过去用大量的平面、剖面图教学，学生难以建立采矿方法中各种工程的三维空间概念，无法有效掌握其空间和功能上的相互关系，既费学时又效果不佳。计算机虚拟技术为解决这一难题提供了手段。教学团队把单个采矿工艺环节和过程制作成三维动画课件，原来需要一小时讲解的内容，几分钟内学生就看得明明白白，而且影响深刻。课件还包括现场影像短片。
教学手段建设的另一个重要内容是数字化设计方法和手段的应用。发达国家的矿山全部采用专业化设计软件进行设计、计划和管理，计算机辅助优化设计是现代采矿人才必须掌握的重要技能。为此，教学组研发了具有完全自主知识产权的数字化、优化设计软件平台SmartMiner，用于课堂教学和设计实践。例如，对于露天矿采剥计划编制，过去只能讲述概念性的方法和步骤，离实际计划编制相差甚远。利用SmartMiner，一节课就可实际完成一个计划的全过程，看到计划结果，看到按计划开采后采场台阶推进位置的图纸形态和三维实体形态，使学生对计划步骤、相关因素的考虑等有一个全面掌握和深刻理解。再如露天矿最终境界设计，应用该软件不仅很快做出方案，而且可针对不同市场价格、成本等参数进行分析对比，还可使讲授的优化方法得到应用，由于用到的数据全是现场实际数据，大大拉近了教学和实际的距离。
2.2.3 能力培养建设
知识传授不等同于能力培养，知识是能力的基础，但能力培养还需要有效的实践环节。
上述参与式、互动式教学是课内能力培养的重要措施。Seminar培养了学生的查资料能力、科学思维与创新能力、分析解决问题能力、科技写作和口头表达能力，可谓一举多得；数字化设计平台的应用培养了学生的数字化设计手段和方法应用能力。
以课外创新性实践活动进一步培养学生的综合能力。措施主要有：在教师的指导下，由学生自己在课外制作矿体及采矿工艺过程的计算机三维动画模型，就某些方法制作幻灯片进行形象化表述，自选实验，参与科研项目等。这些活动可以充分发挥学生的想象力、创造力和动手能力，同时极大地提高了学生的专业课学习兴趣，丰富了课外生活。
3.改革与建设成效
3.1 教学效果成效
教学内容的体系化提高了学生的知识系统性和运用能力。教学内容的体系化使相关的采矿专业知识和技术实现有机融合，每一项技术都置于采矿工程的整体构架之中，学生既掌握各种相关知识和技术用在采矿的什么环节、如何应用，又掌握各采矿方法、工艺需要那些具体技术，有效提高了知识传授效果和学生的知识关联性、整体性和运用能力。例如，在毕业设计中，过去学生拿到设计任务后不知如何下手，对学过的知识不知道如何应用，需要指导教师再次“讲课”，每一环节都需要具体的指导。改革后，由于掌握了所学知识的关联性，大部分学生知道先做什么、后做什么，掌握每一步需要考虑的主要因素和应用的技术，对结构参数的确定也熟练得多，稍加指导就可完成设计任务。毕业后在较短的时间内就可独立承担重要技术工作。
教学内容的时代化更新了学生的专业知识结构。教学内容的更新，使采矿专业课教学紧跟世界采矿科技的发展步伐，体现信息化、生态化、优化开采和决策需要的知识。学生的专业知识结构和理念得到更新，为在实践中推行新科技的应用奠定了知识基础。这是促进我国矿业向信息化、生态化、优化开采发展并走向国际化的重要条件。
教学方法和手段的现代化使知识传授效果和效率大幅提升。参与式、互动式教学调动了学生思考问题、获取知识的积极性，大大加深了对课程内容的理解和掌握程度；计算机三维动画课件、现场影像、专业优化设计软件等现代手段的应用，不仅使教学内容空间化、形象化，而且大大缩短了课堂与实践的距离。一方面使教学效率大幅提升，过去需要1小时的内容几分钟即可讲明白，现在150多学时教授了过去六门课240多学时的内容；另一方面提升了学生的空间想象力和所学知识与实践的结合度，教学效果显著提高。
3.2 能力与素质培养成效
【关键词】煤矿工程，新技术，要点分析，实践，对策
煤炭产业的开发一直是我国经济的重点，尤其对于近几年来煤矿安全的相关问题，对其问题的改善，我国投入了大量的人力和资金开发其先进的采矿技术，试图以高科技来从根本上改善煤矿安全问题，煤矿新技术的开发和使用需要一个过渡的过程，期间出现了很多问题，我们需要谨慎对待。
一、煤矿新技术应用的意义
煤矿开采的新技术在实践过程中并不乐观，尤其是在中小型的开采煤矿的机构中。中小型并没有意识到掌握新技术的重要性，新技术的运用可以使煤矿开采企业的效率从根本上有所提升，在市场上激烈的竞争中占取优势。一直以来市场的主要规律就是新的技术推动经济的发展，新技术可以提升企业开采的效率从而增加开采煤炭的产量和质量，新的技术也可以提升煤炭开采的安全，保证员工的生命健康。在当今经济飞速发展的状况下浅层资源的开发基本已经无煤可开的局面，现今煤矿的开采要求克服更深层次，更艰难的地质因素，这些都需要先进技术的支持。
煤炭工程的开采技术一直持续研发，力求在开采领域中再度创新。我国开采技术出于世界的前沿，才可以使我国的煤炭企业推向国际的金融界，在国际市场上出于有利地位，才有足够的经济实力在国际市场里站稳脚跟。因此我国经济的改革开放促使新技术在煤炭工程采矿种越来越重要。
二、煤矿工程新技术的要点
1、煤矿开采技术的创新和现状。煤矿工程的开采随着市场的竞争和发展趋势越来越重视煤矿开采的安全性和技术性这两方面的问题。煤矿技术的创新一直推动着煤炭工程的进步，也是煤矿安全的保证之一。煤炭开采技术的发展趋势一直与时俱进，科学家巧妙的将现今的科学技术和煤矿目前的开采技术进行有机的融合，不断创新煤矿开采技术，提升煤矿开采的效率、安全、科学和智能方面靠拢。
我国在煤炭开采技术方面对于正常地质条件下进行长壁开采已经基本没有没问题，但是面对恶劣的地质环境，我们至今仍然无法做到游刃有余，这是今后我们开采技术需要继续研发的地方，以求克服各种难题，从而获得煤矿开采的更上一层楼。
2、“三下采煤技术”的运用。煤矿工程开采过程中对于三下采煤技术的运用，需要借助现今的科学技术。开采之前需要对其相关数据有一个精确的实地考察，根据这些科学严谨的数据在现今的信息技术设备上模拟演练，很大程度上提高了开采效率和安全性能。开工之前，我们要对地质、地形进行严谨的探究，从而设计出科学合理的开采方案，能够有效地避免危险地区和影响地下的其他功程，减少开采的成本。
3、深层井开采技术。随着资源的不断开采，在煤矿开采技术中对于深度开采的要求越来越高，对于深度开采技术，我们主要对地下的控制地下矿压、地压的数据，监控通风状况和瓦斯含量，井下地道布置等问题进行研究。深度开采最为常见的问题就是深井围岩和应力场的状况。在设计方案时要对各种状况作出对应方案，也要考虑到环境的变化，开采的进度，安全防范设备，还有相应的监控设备，确保对于突发状况有一个很好的防范，将安全降到最低，将效率提到最高。
三、煤矿开采技术的发展方向
1、扩展开采技术的多元化。
在我国不断开采技术不断提升的同时也应该扩展它的研究范围，充实它的研究范围。对我国煤矿开采技术的多元化，一方面是丰富我国开采技术的研究元素；另一方面就是煤炭开采不仅仅面临着国内的竞争，还要面对国外行业的挑战，扩充自身的研究领域也是增加自己的经济实力，有利于创建我国独特的开采体系和提升我国开采的整体水平，在国际市场上占据优势，从而推动我国煤炭开采技术的发展。多元化的技术提升除了对开采技术的研究，还包括提升开采机械设备和单产水平等多方面的研究。
2、持续提升开采技术水平。
科学研究领域永远不是一门完美的学科，它总是有着或多或少的缺陷，这就是维纳斯残缺美的魅力所在，正是因为它的不足，才促使人们不断地对其领域的不断研究，在煤炭开采技术的研究领域也是如此。消除对高深开采，地质恶劣等因素的限制，提升开采技术人员面临各种突发状况的处理水平，将理论和实践更好的结合，以更先进的科学技术支持我国的开采事业，真正提升我国开采事业的整体水平。
3、信息技术的高度融合。
我国在开采技术研究方面应该充分利用信息技术如此发达的状况，将现今的信息技术融入到开采技术中，搭上信息技术的便捷之车。信息技术可以有效地提升对于开采相关数据处理的精确性，实施更为精确逼真的模拟实验等，将信息技术与相关技术相融合可以大大提升其精确度和对开采过程的控制水平，从而提升开采工程的开采效率和安全性能。
结束语：
我国一直对于煤炭业的发展十分重视，但是并不代表我国煤炭开采技术处于世界前沿，相对于发达国家对于煤炭开采技术的研发，我国仍然有一定的差距，但是不可否认的是我国在近几年里对煤炭开采技术的研发取得了明显的进步并切实得运用到了煤炭开采当中。我国对于煤炭开采技术的研发一定要坚持这种愈挫愈勇科学研发精神，并且将研究理论和实践很好的融合，为我国煤炭开采技术做出贡献，提升我国煤炭事业的整体水平。
参考文献：
[1]杨爱军.煤矿采矿新技术应用探究[J].经营管理者.2012（9）
[2]周鹤寿.分析煤矿采矿的新技术与开采方法[J].中国新技术新产品.2012（16）
关键词:煤矿开采；技术；价值；现状；运用
中图分类号：TD82文献标识码：A
在当前经济社会的发展过程当中，为了能够实现发展的可持续性目标，解决在能源供应方面的问题是重中之重。特别是对于煤矿资源而言，其作为工业化生产活动实施的物质基础，更是需要各方加大对于开采挖掘技术的研究。在煤矿开采作业的实施过程当中，各个开采作业环节的发展与变革很大程度上来说需要依赖于对煤矿开采技术方法的发展。现代意义上的煤矿开采工艺发展逐步向着高产、高效、安全、可靠的方向迈进。为了能够实现对现阶段煤矿开采工艺技术的发展、优化、乃至完善，最主要的方法就在于：加大对于煤矿开采技术方法与现代化高新技术的融合，使采煤设备能够更加的高效、智能，开采技术能够更具针对性特色。本文即主要围绕煤矿开采技术方法的运用这一中心问题展开分析与探讨。
1 煤矿开采技术的重要价值
我国对经济政策进行了数次调整与优化，各个行业与领域开始将对自然资源的开发、利用作为重点关注对象之一。在我国现阶段已探明的煤矿资源当中，绝大部分资源被应用于燃烧原料，以此种方式来满足各个行业对于能源的需求。特别是对于电力行业而言，煤矿作为能源燃烧，支持设备的稳定运行，已成为煤矿资源的主要应用价值所在。然而，需要注意的问题是：我国尽管现阶段在煤矿资源的占有量方面比较的丰富，但仍然存在资源有限，不可再生的客观问题，若煤矿资源利用率长期处于较低的水平，将使得整个煤矿开采行业效益逐步降低。在这样一种发展背景下，通过对煤矿开采技术的深入研究，不单单能够促使煤矿开采过程中的安全水平得到巩固与强化，更能够借助于对智能化控制系统、以及多功能设备的综合应用，达到合理化、规范化整个煤矿开采作业流程的目的。而从宏观发展的角度上来说，以现代化的煤矿开采技术方法为带动，能够使产业结构得到优化升级，煤矿产量实现大幅度的提升，最终助力于整个煤矿产业发展水平的优化、完善。
2 我国煤矿开采技术的发展现状
据近年来的统计资料数据显示，我国当前煤矿企业已经基本上实现了生产开采作业的自动化，部分企业构建了具有煤矿开采作业针对性的机械化模式、计算机技术、网络技术、以及信息技术被广泛应用于煤矿开采实践当中，使得开采作业的安全性有所保障，降低了开采期间的能源损失问题。同时，由于我国大量的煤矿资源所处的地质条件以及环境特征比较复杂，因而也积极展开对针对性煤矿开采技术的应用。包括海洋采矿技术、以及物理化学采矿技术被广泛应用，同时也配备了与之相对应的开采设备作为支持，实现了设备操作的自动化。
3 煤矿开采技术方法的运用途径
1）针对不同煤层煤质，运用不同的开采技术与方法：针对我国在现阶段已探明煤炭当中广泛存在的浅埋煤层、硬顶板、硬煤层、以及倾斜煤层而言，在应用煤矿开采技术与方法的过程当中需要体现一定的针对性特征，以确保开采技术能够与煤层实际特征充分契合，确保开采作业的实施质量。在其中，主要归纳了以下几个方面的技术要点：（1）硬顶板控制技术：此项开采技术是一项立足于对低压水平较小，且埋深深度较浅硬顶板、厚顶板煤层的开采控制技术。该项技术的核心在于：通过面向岩层结构实施倾斜深孔爆破技术、或者是定向水力压裂技术的方式，对顶板进行及时的处理，确保这部分较浅硬顶板、厚顶板能够在既定的时间范围内达到冒落的标准，从而确保顶板煤层回收率的额可靠性。与此同时，由于基本顶能够按照一定的步距进行跨落，因此还对于提高综采工作面的安全性而言有重要的价值；（2）硬厚顶煤控制技术：此项开采技术是一项立足于对支撑压力水平较低，埋深深度较浅硬质顶煤的开采控制技术。此项技术的核心在于：通过对高压注水压裂技术、以及深孔预爆破技术的综合应用，确保顶煤媒体能够满足“随采随冒”开采标准，避免顶煤回收率过低导致开采不彻底的问题产生；（3）综放开采成套设备配套技术：此项技术是一项立足于对冒放性水平较差顶煤的破碎以及顶板控制技术。通过与液压支架设备的综合应用，使得回采工艺能够得到显著的提升，避免放煤时间过长，同时可提高综采工作面的推进水平。同时，综合对煤巷锚杆支护技术（可满足宽度在5.0~5.5 m以内宽度煤巷工作面的应用需求）的实践，还能够确保综采工作面配套设备运行效率得到有效的提升；（4）倾斜煤层长壁开采技术：针对不同厚度的倾斜煤层而言，在煤矿开采技术方法的应用方面还存在一定的差异性。以厚煤层为例，研究的重点表现在对连杆变形的加固，以及对支架结构强度的改善方面，在一次全采后大采高长壁综采技术的实践方面，重视对顶梁焊缝质量的控制，以及对支架防滑控制技术的研究，提高其高产高效的水平。而以薄煤层为例，研究的重点在体现在对刨煤机大功率、小体积的研究，以及对长壁开采技术的研发这两个方面。两者相互配套，依赖于对综采液压支架的研发与应用，提高长壁开采的综合质量与水平。
2）针对深矿井的开采技术方法：在对深部矿井煤矿资源进行开采的过程当中，技术研究的重点主要体现在以下几个方面：对煤层开采所对应矿压的合理控制；对冲击地压现象的防治措施；对综采工作面瓦斯危害的控制技术；对合理井巷布置方案的设计技术。为了满足以上研究要求，就需要进一步展开对深部矿井围岩结构组成、状态、应力场分布情况的研究，对深部矿井所处开采环境条件及变化趋势的研究，对深部矿井冲击地压防治及其监控技术的研究，对瓦斯浓度预测、监测、以及自动报警技术的研究工作。
3）绿色性开采技术方法：绿色性煤矿开采技术方法研究的核心目标在于，促使当前的煤矿开采方法以及开采布置进一步的完善，尽量避免煤矿开采对环境产生不良的影响，达到实现开采效益最大化发展目标的目的。研究的重点应当集中在对煤矿开采技术评价系统、以及复杂地质条件下煤矿巷道布置方案评价系统分析这两个方面当中。以上述问题为切入点展开研究，有助于工作人员将煤层巷道所依赖的地质条件、煤矿开采技术方法、以及煤矿开采布置方案充分结合在一起，促进其和谐共存。在此基础之上，还可以通过对煤矿巷道部署方案的优化拓展，使巷道布置更加的简化，配合对集中开拓单一煤层的应用，在提高煤矿巷道开采质量的同时，对出矸率进行有效的控制。开采过程当中所产生的矸石能够作为填充材料，对综采工作面进行恢复，具有了简化生产系统、以及绿色环保，控制污染的综合优势。
4 结束语
在现阶段的发展过程当中，煤矿开采作业已经深入至包括电能、热能在内的多个方面领域当中，开采作业需要以大量的现代化科学基础作为支持。一方面，确保煤矿资源开采效率的稳步提升，另一方面，避免因煤矿资源开采而带来的生态环境恶化问题，以上两个方面的问题是现阶段在煤矿开采技术方法应用中需要重点关注的。总而言之，本文在简要概括煤矿开采技术研究重要价值以及我国当前煤矿开采技术发展现状的基础之上，重点从针对不同煤层煤质，运用不同的开采技术与方法、针对深矿井的开采技术方法、以及绿色性开采技术方法这三个方面入手，论述了煤矿开采技术方法的运用途径，望能够引起各方人员的特别关注。
参考文献：
[1] 刘俊良.浅析谈煤矿开采技术对环境及开采技术存在的问题进行探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(20).
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[3] 王文杰,刘文举,帅银周等.高产高效矿井开采技术与装备现状及发展趋势[J].煤矿机电,2013,(2):66-68.
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Abstract: Coal greenly mining is proposed for the serious environmental issues of coal mining. Design and construct compound real options contained by the project, with the characters of coal greenly mining, then select the max option value to avoid risks and make the best economic benefits, environmental and social benefits, after analysing the technology, market, policy and other risks coal greenly mining faces and the corresponding relations between those risks and compound real options.
关键词：绿色开采；实物期权；风险管理
Key words: coal greenly mining；real options；risk management
中图分类号：TD8文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）01-0047-02
0引言
能源是国家的经济命脉，而煤炭资源在我国的能源结构中比例较大，在当前大力发展循环经济的形势下，要重视煤炭资源的开发和综合利用，以及开采引发的环境问题。要率先实现“低开采、高利用、低废弃”的集约化经营的绿色开采目标，积极地认识和对待煤、瓦斯、水、土地等一切可以利用的资源，从开采的角度防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响。
煤炭资源绿色开采项目由于周期长、不确定性大、投入多而面临技术、市场、政策等各种风险[1]，因此，加强煤炭资源绿色开采项目的风险管理尤为重要。如何对这些风险进行有效管理，将成为煤炭绿色开采成功的关键因素。
实物期权将项目的发展变化视为一个遵循某种规律的随机过程，将项目中蕴含的风险看作是一种潜在的不确定的机会，并设法加以消除和利用。煤炭资源绿色开采项目中蕴含多种期权形式，本文主要研究如何运用复合实物期权方法从项目设计的角度出发对煤炭资源绿色开采项目进行风险管理。首先对煤炭绿色开采项目存在的风险进行分析，然后根据各种实物期权的特性，设计构造复合实物期权，最后评价构造的复合实物期权，选择最佳设计方案。在规避风险的前提下实现项目价值的最大化，将煤炭开采对自然资源和生态环境的影响降低到最小程度，合理安排投资的时机与投资金额，促进煤炭产业的发展。
1煤炭资源绿色开采项目风险分析与复合实物期权的设计及其价值评价
1.1 煤炭资源绿色开采项目风险分析煤炭资源绿色开采项目的风险主要表现在以下几方面：①技术风险。煤炭绿色开采的技术体系主要有为减少开采所引起的地表沉陷,以保护土地资源和地面建筑物的减沉开采技术；将煤炭和赋存于煤层中的瓦斯都作为矿井资源加以开采,实现两种资源共同开采的煤与瓦斯共采技术；在采煤过程中对地下水资源进行保护并对矿井排水进行资源化利用的保水开采技术；为减少煤矿矸石排放量、消除矸石山堆积的矸石减排技术；不将煤炭采出地面，而将其在地下通过热化学反应在原地转化为可燃气体的煤炭地下气化技术。这些技术的先进性、创新性、成熟性都存在一定的风险[2]。②市场风险。主要是煤产品价格、运营成本、投融资等风险，主要受煤质，市场供求，资本结构，运输条件等影响。③政策风险。指研究适合不同矿区特点的绿色开采模式和经济体系政策的风险。
1.2 基于风险分析的复合实物期权的设计构造及其价值评价
本文以Trigeorgis设计的二项式实物期权计算公式为参照。期权对风险有消除及利用作用，依据对于项目风险分析的结果，结合项目中可以构造或者已经蕴含的实物期权，进行项目的复合期权的设计与构造。在形成的多个可供选择的包含复合期权的项目实施方案中评估各方案所蕴含的实物期权价值，比较这些价值选取最大者为基于风险管理的项目设计方案。E=max（E1，E2，…Ei，…，En），i=1，2，…，n，其中Ei为各方案的复合期权价值。
具体来说项目具有延迟期权时，只有煤产品价格上升到充分高，绿色开采技术更为成熟，政策可能较完善时才会作出投资，若价格下跌不会投资。在租约期满之前投资机会价值为：
R/=max｛e-rtE[R（Vm）-I1]，R（V）-I1｝
当前项目价值V，当前投资I1，立即投资期权价值R（V），延期m年后投资项目价值Vm，项目期权价值R（Vm）。
收缩期权，当煤产品市场需求不及最初的预期可以在开工不足的状态下继续开采甚至降低开采规模（c为百分比）以便节省一部分已经计划的投资支出（I2），这种减少损失的灵活性类似于针对基本规模项目某一部分的卖方期权，其实施的价格等于潜在的成本节约额。其价值为：
R/=max｛R（V）-I2，I2/+R〔(1-c)V〕- I2｝
I2/为缩减的投资额，R〔（1-c）V〕为缩减投资规模后的期权价值。
Trigeorgis[3]的思想是将各种实物期权加总的复合期权价值，当当前期权的实施不改变未来预期项目价值变化时这种加总是可行的，但收缩期权的实施会影响未来预期项目价值，因此本文的计算方法是首先假设这种期权已被执行，在综合计算由此引发的未来项目期权价值变化的基础上，将项目未来期权价值逆推到当前时刻，加上由于收缩期权而节省的投资成本I2/，与不执行这种收缩期权的情况下项目当前期权价值比较，来决定是否执行这种期权。
扩张期权，是指当多种风险向有利的方向发展时，如当煤产品价格等市场条件变化比预期的更加有利或绿色开采技术实施后环境得到改善程度比预期大时，通过承担后续成本（I3）提高了开采速度或加大规模（e为百分比）获得收益。这时可以引进开采效率更高环保性能更佳的昂贵技术，从而获得在必要时扩充开采规模的内在灵活性。其价值为：R/=max｛R（V），R〔（1+e）V〕-I3｝，R〔（1+e）V〕为增加投资后的期权价值。
转换期权，可以把投资绿色开采技术的资金转换到其他投资，如买地开厂房出租，这样可以应对由于技术上的创新，投入资本过高，市场弱性而引起的风险。其价值为：
R/=max｛R，S｝，项目转化价值S。
放弃期权，若开采期间环保设施不能发挥应有的作用，不能以绿色开采的理念处理煤、瓦斯、水、煤矸石等造成的地面坍塌，废水废气废渣排放不合理等影响，就会导致厂矿周围环境恶劣，人们无法生存，项目必然停止。其价值为：
R/=max｛R（V）-I4，0｝，执行价格是I4[1]。
2模型修正
由于煤炭资源绿色开采项目自身的特点，在建设期，风险主要来源于绿色开采技术研发和市场条件的变化；经营时期，技术投资，煤产品价格，提高绿色开采技术效率降低开采成本是主要风险。不同阶段被不同的风险主导，因此具有不同的收益率v和变动率2。
①不同的收益率μ。根据风险中性假定，在风险中性世界里，项目的收益率恒为无风险利率r，因此不同收益率μ不会对项目评价造成影响。
②不同的变动率σ2。二叉树模型中，不同的变动率σ2将导致不同的u、p、d等参数。煤炭绿色开采项目分为建设阶段和经营阶段两个阶段，各阶段的变动率分别为σ和σ，根据二叉树模型参数计算方法，二阶段二叉树参数中的第一阶段参数为：
u=e；d=e
a=e；p=其他依此类推。
3小结
本文提出的煤炭绿色开采项目复合实物期权分析与设计方法，可以较好地通过项目设计的途径，对绿色开采项目的风险深入分析，结合项目自身特点构造复合实物期权。达到风险规避与提高环境效益，经济效益和社会效益的目的。对煤炭资源绿色开采项目的研究发展有一定的借鉴作用。
参考文献:
[1]胡城翠.实物期权在煤炭资源开发投资决策中的应用[M].内蒙古工业大学,硕士学位论文,2006.6:1;18-20.
关键词：矿山，现状，发展，评估
0引言
自2 l世纪以来，以信息技术为代表的技术革命迅速发展，而数字化更是成为信息的表现形式，1999年召开的首届“国际数字地球”大会上又提出了“数字矿山”(Digital Mine，DM)的概念后，“数字矿山”在矿业中发挥出越来越大的作用，是矿业发展的目标和方向。而构建数字矿山，以信息化、自动化和智能化带动采矿业的改造与发展，开创安全、高效、绿色可持续的矿业发展新模式，是我国矿业生存与发展的必由之路。
1数字矿山的概念
1.1 数字矿山的概念
数字矿山就是指在矿山范围内建立一个以三维坐标为主线，将矿山信息构建成一个矿山信息模型，描述矿山中每一点的全部信息。按三维坐标组织、存储起来，并提供有效、方便和直观的检索手段和显示手段，使有关人员都可以快速准确、充分和完整地了解及利用矿山各方面的信息。
2、数字矿山的研究现状
2.2 国内数字矿山的研究现状
美国、加拿大、澳大利亚等矿业发达国家在数字矿山方面的研究起步较早。2001年，中国矿业联合会组织召开了首届国际矿业博览会，其中包括一个以“数字矿山”为主题的分组会。2002年，以“数字矿山战略及未来发展”为主题的中国科协第86次青年科学家论坛召开，2006年，煤炭工业技术委员会和煤矿信息与自动化专业委员会在新疆乌鲁木齐召开了“数字化矿山技术研讨会”。20世纪末以来，国家主要科研资助机构和相关行业部门相继立项支持了一批数字矿山课题。包括2000年开始的一项国家自然基金课题、2006年开始的一项863课题和一项“十一五”支撑课题等。2000年以来，国内多所高校、科研院所、企事业单位相继设立了与数字矿山有关的研究所、研究中心、实验室，主要有：2000年设立于中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院的“3S与沉陷工程研究所”、2005年设立于中南大学资源与安全工程学院的“数字矿山实验室”、2007年设立于东北大学资源与土木工程学院的“3S与数字矿山研究所”和2007年设立于中国矿业大学(徐州)计算机科学与技术学院的“矿山数字化教育部工程研究中心”等。山东新汶矿业集团泰山能源股份有限公司翟镇煤矿是我国第一座数字矿山，与北京大学遥感与地理信息系统研究所合作，在国内首开数字化矿井技术应用之先河。此外，中国矿业大学等单位相继开展了采矿机器人、矿山地理信息系统、三维地学模拟、矿山虚拟现实、矿山定位等方面的技术开发与应用。
3.数字矿山的技术分析
3.1“3S”技术
GPS主要用于实时、快速提供目标、各类传感器和运载平台(车、船、飞机、卫星等)的空间位置；RS用于实时或准实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息，发现地球表面的各种变化，及时地对GIS的空间数据进行更新；GIS则是对多种来源的时空数据综合处理、动态存贮、集成管理、分析加工，作为新的集成系统的基础平台，并为智能化数据采集提供地学知识。以GIS为核心的“3S”集成是当前空间技术发展的重要方向，这主要是在空间数据处理中的GIS、RS、GPS既各有特色，有存在着密切的联系。在解决实际问题中常常要3个系统联合使用，用RS技术来获取信息，再由GPS进行定位及导航GIS负责最后的处理，并提供各种图形，提出决策实施方案。免费论文。所以3S集成系统的研究已越来越被人们所关注。免费论文。
3.2可视化技术
3.2.1可视化建立的必要性
可视化模型是数字矿山建设的基础，只有完全掌握了矿床及井下开采环境情况，才能够为数字矿山的建设提供基础平台，数字矿山建设后续的通讯系统、生产调度及人员设备定位、生产过程安全监控与预警系统、生产过程虚拟现实系统都需要以此为基础平台进行设计开发和系统运行。
3.2.2可视化的建立方法
可视化建模采用TIN(不规则三角网)技术产生数字地形表面模型和地质体(包括床体、岩层及断层)实体线框模型，同时采用变块技术建立矿床资源评价块段模型。最终采用地质统计学方法对块段模型进行估值，得出既有结构性又具有随机性的复杂地质体的空间分布及品位和开采环境综合评价技术成果，并在此基础上进行开采方案优化与设计。
3.3虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术
3.3.1虚拟现实技术的概念
指利用人工智能、计算机图形学、人机接口、多媒体、计算机网络及电子、机械、视听等高新技术，模拟人在特定环境中的视、听、动等行为的高级人机交互技术。免费论文。VR 在许多工程领域和基础研究方面已经得到较为广泛的应用，在国外矿业领域的研究起步比较早，出现了一些2.5维的虚拟矿山系统。通过对虚拟矿山实体进行操纵，可以构造出逼真的三维、动态、可交互的虚拟生产环境，用以模拟完成在真实矿井中进行的工作。
3.3.2虚拟技术条件下矿山模拟开采技术研究
以地质及矿床模型为基础，结合其它关键信息构造虚拟矿山，进行数字模拟开采，完成矿山长、中、短期开采计划编制、地下矿巷道标准断面设计、峒室设计、开拓设计、采矿方法设计、穿爆设计、通风设计、灾变应变预案等工作。
4、数字矿山的发展趋势
(1)实现生产过程管理和控制一体化。矿山生产过程管控一体化是指应用可视化技术，实现生产过程、工艺、设备、仪器的自动监测与控制。
(2)开发各种功能的矿山应用软件。必须针对不同的应用和矿山工程需求，研究开发适合不同用户、具有不同功能的矿山应用软件，如采矿CAD、虚拟矿山、采矿仿真、人工智能和科学可视化等软件工具。
(3)朝着构建生态矿业工程方向发展。生态矿业工程就是当人类开发矿产资源引起自然生态平衡破坏时，建立人为的生态平衡，构建生态矿业工程对实现可持续发展具有非常重要的现实意义。
(4)人工智能技术研究。自20世纪80年代中后期以来，人们已开始应用人工智能理论与技术来解决采矿工业中的各种实际问题，并逐步显示出无法取代的优越性。运用数据挖掘与知识发现、专家系统等人工智能技术实现生产调度指挥、资源预测、安全警示、突发事件处理等决策支持功能，实现矿山的智能化。
5、结论
我国既是采矿大国，又是资源消费大国。随着经济的高速发展和工业化进程的快速推进，中国对矿产资源的消费将持续呈现快速增长态势，将长期保持旺盛的需求。但是，中国矿产资源所面临的资源短缺，供应乏力的严峻形势，目前已经成为发展工业的瓶颈，如果这种势头继续发展下去，势必对国民经济的可持续发展产生深刻影响。因此，客观的实事求是的评价资源现状，充分合理的利用和保护资源，以建设数字矿山来改变和确保矿产资源长期稳定供给是中国矿业走可持续发展一条正确之路。
参考文献:
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[3]刘光.地理信息系统[M].北京：中国电力出版社, 2003
[4]陈述彭.区域地理信息分析方法及应用[M] .北京：科学出版社,1999
[5]吴立新,殷作如,钟亚平.再论数字矿山特征、框架与关键技术[J]-煤炭学报 2003,28(01):1-6
【关键词】采矿工程；力学问题；关系
前言
采矿工程经过几十年的发展， 已深入到采矿工程的各个领域。主要有以下几个方面：矿床赋存条件的分析与评价， 如矿床模型的建立和矿床条件评价等； 矿山开采设计规划， 如矿山开采方法、开采设备的选型、矿井及露天矿开采境界的圈定、矿山生产能力及边界品位的优化、矿井及采区设计和矿区发展规划等； 矿山建设及项目评价， 如新建或改建矿山投资项目的评价、矿井或露天矿建设过程的优化等；矿山生产工艺系统， 如采矿工作面生产状况分析， 矿山采运系统分析、矿井通风排水系统、矿山生产系统可靠性和矿山监控系统分析等；矿山压力及边破稳定， 如采场矿压及其控制、回采巷道布置与支护和露天稳定分析等；其他方面， 如爆破工程、疏干排水工程和矿区环境工程研究等。近几年来，我国己发展成为采矿大国，采矿工程的发展对于经济的发展起着举足轻重的作用，应该认识到采矿工程的重要性。采矿工程与力学问题的关系是非常复杂的，研究采矿工程与力学问题的关系具有非常重要的意义。
1采矿工程的力学背景
采矿工程的力学背景就是将平衡打破，并且建立一个新的平衡空间。采矿工程的力学问题具有自身独特的特征。通常情况下，一般的固体力学的背景通过材料的使用，来设计出一个稳定的结构。然而，采矿工程必须将亿万年来已经稳定的地层打破，构建出一个新的平衡空间，去开采所需的资源。进行开采就必须使岩石破碎，将岩体变为岩块，将大的岩石破碎成为小的岩块，最后再将这些小的岩块破碎成粉末。在构建出的新的平衡空间中，必须避免岩石的破碎，通过支柱、衬砌、充填等方法的使用进行维护，在采矿期间必须维持好一个平衡的空间。
2采矿工程与力学问题的关系
2.1采矿工程中的力学问题的特殊解决方案
采矿工程与建设智能大厦或者修筑大坝不同。采矿工程开采工作必须在工程开始之前就做好准备，进行详细的调查研究工作，并且认真做好力学计算，再根据图纸进行采矿工程开采工作。矿石这种原料是非常便宜的，在采矿工程开采工作之初，只需要做出一些重要的勘探工作，然后，在采矿工程开采工作的过程中，获取大量的地质细节和力学数据。由于在采矿工程开采工作的整个过程中，各种开采参数始终在不断调整或者修改，因此，在矿物开采的过程中的信息反馈发挥着关键性的作用。新奥法就是通过巷道收敛的反馈信息，对于巷道的支护时机进行指导，并最终获得了成功。通常情况下，采矿工程破碎和稳定在时间上的顺序和空间上的布局，会导致采矿工程的效果受到非常严重的影响。等到采矿工程结束时，采矿工程就没有了其存在的价值，从这个角度来看，采矿工程具备一定的短期性。
在采矿工程的开采工作的整个过程中的信息收集和获取工作，可以通过使用力学的理论来进行一定的指导，并且力学的理论可以在开采工作的具体步骤中发挥指导作用。相对于应力来说，平常位移是更加容易进行测量的，准确数据的获取也是更加容易的，也非常容易进行声发射，怎样利用平常位移、准确数据、声发射等进行采矿工程的开采工作有待于进行进一步的研究。
有非常多的影响因素和未知条件对于采矿工程起着一定的影响。采矿工程是一个远离平衡的不可逆过程。很显然，岩体结构的性质是非线性的，浑沌现象是非常容易会出现的。采矿没有必要追求最精确的结果，可靠性保持在80%以上就已经足够。采矿工程的代价过于昂贵或者计算时间过长都会影响采矿工程的整体效果。采矿工程中可靠性的力学分析是非常值得继续进行下一步的研究的问题。
2.2采矿工程中非常现实的比较重要的力学问题
采矿工程中非常现实的比较重要的力学问题主要包括以下几个方面：
（1）一般钻井的油井钻凿轨迹制导；
（2）当发生采油、瓦斯、地热等现象时，进行地应力的测量所必须的地层致裂和渗流；
（3）矿石自然或强制崩落的规律；
（4）预报和控制采场地压；
（5）维护软岩巷道；
（6）监测并保证露天陡坡的可靠性；
（7）预防岩爆机制；
（8）由于采矿工程的开采工作所导致的地表沉陷问题以及给构筑物的带来的问题；
（9）硬岩的非爆炸破碎方法；
（10）对于矿岩的粉碎力学和岩石的爆破力学问题的研究。
2.3崩落采矿和岩石力学问题的关系
岩石力学对于地壳岩石在多种环境下的运动、变形和破坏规律进行研究，这也是力学的一个分支。岩石力学的主要研究内容包括下面的六个：
（1）岩石的压力；
（2）岩石的抗力系数；
（3）岩石的强度；
（4）岩石的断裂力学；
（5）岩石的稳定性分析；
（6）有限元法和数学模型。
在岩石工程的研究过程中，应该做好下面两个方面的研究：一方面，必须掌握岩石的力学性质，另一方面，必须掌握岩性，岩体结构，地下水，原岩应力，节理裂隙，构造破坏带等地质因素，工程结构，类型，尺寸，埋深等工程因素和开挖方式，爆破方式，回采顺序，回采地压等生产因素，它们非常复杂，相互之间也具有一定的联系，这些联系使用精确的数学关系进行描述也是非常不容易的。因此，岩石工程的研究是非常困难的。
岩石力学在崩落采矿中的应用起着指导性的关键作用。其主要的应用范围包括怎样通过岩体自身特征的应用，结合地应力，通过工程控制实现崩落采矿。因此，在做出在采矿工程中使用崩落采矿法的决策时，首先应该调查岩体特征，并且测量岩石的力学特点，对于岩体的节理密度，节理面的性质，节理的组数、方向、倾斜角，节理的持续性，断层的大小、方向、倾斜角，断层面的特点，断层泥的主要组成和特征，岩石的抗压、抗拉、抗剪强度、弹性模量、泊松比，以及地应力的涵盖范围等等一些参数，都应该有一个充分的掌握。然后，可以深入研究该岩体的可崩性，在崩落采矿的过程中使用岩石力学，从而最终才能够将比较适合的崩落采矿方案制定出来。
3结语
综上所述，力学已促进了采矿工程技术的高速发展， 但是还有很多不足， 需要与采矿工程进一步结合研究。需要在采矿工程实践与采矿工程力学关系理论研究紧密结合， 共同推动我国及世界采矿工程的发展， 以提高我国采矿工程技术， 提高采矿工程企事业单位的生产效率。因此，研究采矿工程与力学的关系是非常有意义的。采矿工程与力学的关系的研究对于工程量的减少和采矿成本的降低起着举足轻重的作用，从而使开采规模得到最大程度的提高，使采矿工程创造出巨大的矿山经济效益。探讨采矿工程与力学的关系并且应用在实践中对于采矿成功起着至关重要的作用。希望通过本文的研究，能够抛砖引玉，引起国内外众多专家学者进一步的深入研究。
参考文献：
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[3]王思敬，杨志法，傅冰骏.中国岩石力学与岩石工程的世纪成就与展望[A].第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C].2004.
关键词：矿井；预测预报；地测防治水；精准性；技术创新
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.245
V井生产要高效率运行，且保证安全性，就要认识到矿井所在区域的地质构造、水文条件以及地层岩性都会受到制约。一些矿井运行中，市场地发生事故，突水灾害居多。一旦事故发生，就会引发严重的后果，造成巨大的经济损失，其中的一个重要原因就是对矿井所在区域的地质环境和水文条件都没有充分掌握。
1 研究对象
本论文研究的煤矿是平顶山煤矿。煤矿的整体为单斜构造，从西北方向到东南方向倾斜。浅部的地层是非常陡的，倾斜角已经超过了60度，一些部位还存在倒转。浅部的地层的倾角比较平缓，通常不会超过15度。矿井的部位存在断层，在井田的中部还存在有褶皱。
矿井所在区域是非常复杂的，对地质条件和水文条件都起到了决定性的作用。在这样的环境下进行矿井生产，发生水害的几率是非常高的。从2006年矿井投产以来，所发生的水害就已经超过100次。到目前，矿井的水害减少了，但是需要面临的重点问题就是地质环境中的含水量减少，对矿井生产也会造成一定的影响。
2 预测预报中所涉及的内容
预测预报中所涉及的内容包括文字内容和图像内容。其中，文字部分的内容包括矿井区域的工程实际情况、地质环境条件和水文条件、对矿井地段具有安全影响性的各种因素当地。根据预报所获得的结果采取必要的技术处理措施[1]。出版部分的内容包括矿井所在区域的平面图、矿井所在区域的的具置以及剖面图、矿井所在区域的的综合柱状图、物探中产生异常所体现出来的特征图等等。
3 提高地质预测预报的精确性的有效策略
3.1 提高地质预报的精确性采用的技术方法
其一，提高地质预报的精确性，可以采用综合物探技术对矿井生产现场进行勘察，主要是探测疑点所在。当勘察完毕之后，就要对矿井进行开采作业。在对矿井的特点以及疑点充分掌握的情况下进行挖掘、开采作业，就可以确保采掘工作树立展开，整个的矿井生产都得以安全稳定运行。
其二，提高地质预报的精确性，可以采用分析软件，应用三维的地震数据体，对地质情况采用动态分析的方式，同时还可以对矿井所在区域的环境变化实时了解，同时还可以采用这种技术方法分析采掘的头面存在的异常，能够对特殊的地质条件以及地质环境异常及时掌握，可以将危害的发生率降低。
其三，提高地质预报的精确性，可以采用超前勘查的方法，将所获得的结果进行对比验证，综合性地分析已经存在的已存异常动态，采用倒退的方法对可能存在的异常进行综合性分析，以将导水的断层等查找出来[2]。
3.2 通过使用配套保障技术提高预测和预报的精准性
其一，将档案管理制度充分利用起来，对隐蔽性的工程信息采用档案信息处理的方式进行记录，包括工程地段的规格、比例、剖面图和平面图等等，都可以通过查阅档案获得信息，基于此对矿井生产所在地段的地质情况和水温情况充分了解，可以对突水灾害事故起到有效的预防作用。
其二，每个工作面都要做好信息收集工作，包括收作线所在位置都要详细记录，以将空煤柱放置在采空区中的合适位置，可以避免采空区发突水事故发生。
4 煤矿地质预测技术以及预报技术的优点
4.1 有助于优化采矿设计
煤矿地质预测技术以及预报技术的应用，使得地质构造以及水文情况都得以明确，据此就可以将地质构造发育所形成的规律推断出来，由此将采区工作面的情况设计出来[3]。由于工作面的数量很多，就需要优化设计，做好储量的测算工作，可以调采出量，矿井生产效率得以提高。
4.2 预测技术和预报技术都具有很高的精确程度
预报大断层具有很高的精确程度，特别是在对逆断层进行预测的时候，能够对断层的位置以及相关的情况都能够提供详细信息。
预报老空积水区，可以对其所在的提位置以及水量信息和水压信息都能够准确预测，还可以采用探放措施，可以有效地避免突水事件。
综上所述，矿井的生产过程中，危险系数是非常高的，主要是受到矿井所在区域的地质环境和水文环境的影响，这就需要重视预测预报，提高预测预报的准确性，据此优化采掘设计，使矿井生产更具有科学性，以提高矿井经济利润。
参考文献：
[1]闫左峰.对进一步提高矿井地测防治水预测预报精准性的研究[J].中国科技博览，2013（25）：272-273.
[关键词]矿山地质灾害区；景观再生；晋华宫矿山公园
[中图分类号]X24 [文献标识码] A [文章编号] 1009 ― 2234（2016）12 ― 0052 ― 02
矿山地质灾害区的景观再生最早可以追溯到上世纪60年代，当时的大地艺术家Smithson Robert认为大地艺术最好的场所就是那些在采矿、工业和城市化过程中破坏的地区，认为艺术可以作为调和工业化与生态建设的手段，提出了将景观再生运用到矿业开发中〔1〕。1970年在美国大盐湖中因石油开采而污染的水面上建造了巨大的“螺旋型防波堤”，这个是矿区景观再生最早的例子。
结合生态学、管理学的诸多观点，我们认为，矿山地质灾害区的景观再生，是将生态恢复与景观重建相结合，在矿区工业遗迹的基础上，运用景观生态学思想，将原来场地的景观特质，充分挖掘出来，使矿山废弃地得以重新利用，塑造成独特的矿山废弃地景观，使其成为具有一定公共设施、一定规模自然生态和人文底蕴、秉承矿业景观特色的多重含义的城市公共空间〔2〕。矿山景观再生是一项集经济、生态和社会效益于一身的综合项目，矿山关闭区景观规划与恢复，不仅是维持矿区可持续发展的必然选择，也是最大限度提高景观资源，提高矿山生态功能的重要途径〔3〕。理想的景观再生必须恢复良好的自然生态系统，并尽可能的传承历史文化脉络，赋予新的景观以精神内涵和品质追求，这也是景观再生过程中应该重点考虑的问题。通过分析我们发现，已有矿区的景观再生多是与当地的旅游特色相配合的，这里结合大同的晋华宫国家矿山公园进行分析。
一、案例介绍
晋华宫矿位于山西省大同市区西12.5公里，109国道南侧，居大同煤田东北端，矿始建于1957年，1973年竣工，是一个多井口的大型矿井，由马武山井、晋华宫大井和南山井组成。其中，马武山井因资源枯竭已于1985年10月关闭，地面建筑设施已拆除，井口已封闭；南山井于2011年10月服务期满闭矿；晋华宫大井目前仍处于运营阶段。
晋华宫国家矿山公园是2005年由国土资源部批准的我国首批国家矿山公园之一，入选首批《国家矿山公园名录》。2010年，为了对关闭的南山井矿进行生态恢复治理，并配合云冈旅游区和大同市的生态建设，当地建设了晋华宫国家矿山公园。南山井矿关闭后，当地开展了大面积的矿区环境修复工程，共计拆除废旧建筑23300立方米，搬迁棚户区居民2100户，治理矸石山面积50亩，恢复治理塌陷区面积130亩，且治理效果显著。建成后的矿山公园占地面积36万平方米，由煤炭博物馆、工业遗址参观区、仰佛台、石头村、晋阳谭、井下探秘游、棚户区遗址区七大景气组成，整体概念突出营造“七大园区”。先前的工业广场形成了工业遗址区；煤矸石山经过治理形成了仰佛台景区，与云冈石窟交相呼应；矿井水处理后再利用，建设了晋阳潭湿地生态区；干旱少土的坡地改造成了经济林；煤炭博物馆、工业遗址、煤矸石探秘、餐饮住宿、矿工生活区、等工程项目在矿山公园内一应俱全。
这些举措，通过公园模式化的生态恢复治理，减少了污染，改善了当地的生态环境，谋求人与自然和谐发展；带动了旅游业的发展，增加了税收和就业岗位，创造了新的就业机会；改善了城市形象，提高了城市知名度。同时，将晋华宫国家矿山公园打造成国内外矿山工业遗产生态恢复示范基地，成大同市的一张名片，具有很好的经济、生态、科研和教育意义。
二、景观再生的历史契机
城市的定位和工业开发密切相关，晋华宫矿国家矿山公园的建设可以说是有很强的历史契机的。在相当长的时期内，大同市依据其自身优势，大力发展煤化工产业，成为了全国重要的煤炭生产基地。但这种模式是畸形的，是不可持续的。当地政府不断的探索发展，进行产业{整升级，提出了“文化名城、旅游名都、生态名邑和经济强市”的发展目标，开始了大力发展旅游业，使生态建设成为城市建设的重要部分。
晋华宫矿就坐落在云冈景区内，西边有北魏的云冈石窟，明代的戍边城堡，东边有康熙题字的佛字湾，辽金时期的观音堂，整个景区有十里河龙脉贯穿，旅游资源集聚效应明显。云冈石窟是大同市旅游业发展的龙头景区，1961年即被国务院列为首批国家重点文物保护单位，2001年又被联合国教科文组织收录进《世界文化遗产名录》，其本身的存在价值已经不仅仅是一个旅游景区可以形容的。但由于经济发展需要，云冈石窟周围煤矿林立，大量的粉尘煤灰及硫化物对其常年累月的腐蚀，采煤污水也对景区附近的十里河造成了严重污染，特别是石窟对面的晋华宫矿的两座大型煤研石山对其危害巨大。这两座煤研石山含硫量极高，且自燃未得到有效控制，有害气体大量排放，常常导致酸雨发生，在腐蚀文物古迹的同时还影响着景区内的环境质量。特别是在冬季的时候，由于当地居民多用煤火取暖做饭，云冈石窟内降尘和硫酸盐化速率要比夏季高出一倍以上。照此发展，若干年后石窟将不复存在。
2009年大同市政府提出对云冈石窟周边环境整治、建设云冈大景区的规划，要实现“文物保护与生态恢复的双赢”，这是建国以来围绕云冈石窟景区实施的最大工程。与云冈石窟仅一河之隔的晋华宫矿国家矿山公园的建设对世界文化遗产的保护有重要意义，矿山公园的建设规划便被纳入大同市旅游发展的总体规划。当然，晋华宫矿也有其得天独厚的发展条件，例如作为整个晋华宫国家矿山公园重要组成部分的南山煤研石山景区就有其独特的优势。它是晋华宫矿的南部高点，也是周围唯一能观云冈石窟全貌的位置点，与云冈石窟一河之隔，直线距离只有2千米左右，对公园的意义甚大。此外，南山地层属于典型的侏罗纪地层，在煤层处，可以清楚地看见煤炭呈带状分布，层理清晰，是考察大同侏罗纪煤层很好的现场资料，无论从地质考察还是从参观游览来看都有极高的价值。两大景区的建设，对于充分展示云冈石窟的“佛”文化和国家矿山公园的“煤”文化，多元推广当地旅游特色，打出组合拳，具有重要作用。
三、景观再生方法
城市矿山区涉及景观型态环境、生态环境、经济环境和社会环境，是城市环境系统中不可缺少的环节，更是矿业城市环境系统的重要组成部分。因此，对于矿山地质灾害区的生态恢复，仅仅着眼于矿山环境的复垦治理是远远不够的。景观再生以保护景观生态和恢复环境功能为前提，以发展旅游游憩业为其主要形式，是对该地区生态资源的整合再利用。不同于农业和林业等土地复垦的是，旅游游憩业是是一种无生物生产力的非经济活动，但是可以通过追求参与人员的满意程度来获得经济效益，并达到生态效益、经济效益和社会效益的统一。如徐州的贾汪矿区将塌陷区因地制宜地治理恢复为生态农业区、人工湿地、景观建设区、粉煤灰造林区等土地利用功能区，对矿区景观进行了重塑，在生态恢复治理中取得了显著成效〔4〕。
生态系统是相对同质的系统，景观则是异质的，总体来看，可以从以下两方面来进行景观再生。
（一）工业文化旅游
矿山地区工业文化旅游的发展，既是保持现有的工矿开采文化的一种方式，也是提高公众旅游热情的一种营销手段。
井工开采的开采巷道给人一种幽暗、深邃和神秘的感觉，且地下数百米结构复杂，景观奇特，许多游客想要一探究竟。大同晋华宫矿山公园依托晋华宫矿“煤都井下探秘游”项目，凭借罕见的侏罗纪煤层地质奇观，依靠悠久的采煤历史文化成功的打造了旅游特色。矿山生态博物馆的建设也是一种常见的景观再生方式。矿区景观再生的价值不仅在于其经济效益和生态效益，而且对社会公众还有教育意义和文化传承的历史意义，这也是矿山生态博物馆存在的最大意义。晋华宫矿山公园通过将矿山开采遗址改造成煤炭博物馆，吸引当地居民和游客亲生体验和参观，感受不同时期不同矿井的开采方式和作业工具，使人们产生震撼，凝聚感情，在物质空间中体会精神文化，使民众在切身感受工业文明的发展的同时，正确认识矿山开采所带来的危害。
（二）景观再生社会化
城市化进程中城市空间的不断拓展使得矿山与城市的关系日益密切，矿山地质灾害区的景观再生不能仅仅局限在矿山废弃地本身的范围内，而应当着眼于城市和区域，把局部地块的利用放到城市用地总体布局和空间结构中进行整体考虑，统筹安排，统一规划，在城市和煤矿废弃地两个层面制定不同尺度下的规划设计和控制要求，使景观再生尽可能的社会化〔5〕。当然，景观再生最好的情况是在保存既有的条件下出发，尽量利用矿区原有的景观元素和材料，而不是给这个地区附加很多新东西，不是努力掩饰这些破碎的景观，而是寻求对这些旧有的景观结构和要素的重新解释〔6〕。
在矿区景观再生的过程中，依靠工业和农业转型发展旅游业来增加经济收益是次要的，改善当地居民的生活环境，构建舒适的居住环境才是首位的。况且，并不是所有的矿区都适合发展旅游业，然而，对于矿山公园的建设是通用的。晋华宫矿山公园在建设中，并没有进行大刀阔斧的改变，最主要的是对原有的景观进行修饰改善，这样既可以保留原有的矿山开采痕迹，又能达到生态恢复治理目的。在景观再生的过程中，原有的矿山废墟可以适当保留、植被任其生长，作为生态教室供人参观；原有的废土废渣可作为某些豆科植物的生L介质；矿山建设中的废砖可以作为混凝土的部分材料；大量的铁质用品可以作为公园广场建设的装饰材料。对于矿区河道的建设治理也不必一蹴而就，可以将其保留在时间和空间中，让民众体会治理的过程。在河道治理中设置坡道和非水泥的地表，以方便雨水下渗，再汇集雨水引入河道，以达到河道自然洁净的目的，慢慢地使其变成能够浇灌周围植物的活水。
〔参 考 文 献〕
〔1〕张健.大地艺术研究〔D〕.博士论文，武汉大学，2011.
〔2〕刘福智.城市景观再生设计的理论及策略研究〔D〕.博士论文，西安建筑科技大学，2009.
〔3〕Zhang Jianjun，Fu Meichen，Hassani Ferri P，Zeng Hui，Geng Yuhuan，Bai Zhongke. Land use-based landscape planning and restoration in mine closure areas.〔J〕.Environmental Management，2011，475：
〔4〕徐嘉兴，李钢，陈国良，赵华，渠俊峰.土地复垦矿区的景观生态质量变化〔J〕. 农业工程学报，2013，（01）：232-239+296.
关键词：环境资产 确认 计量
中图分类号：F406 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（a）-0247-02
1992年6月联合国环境与发展大会的成功召开，标志着实施可持续发展战略已取得广泛的共识，这就要求企业调整以前的传统行为和观念，处理所面临的环境问题。煤炭企业作为国家能源供应的主力，在追求自身价值最大化的同时，忽视环境问题，给环境和附近的居民带来很大的影响，所以我认为应该在煤炭企业中推广环境会计，本文就煤炭企业环境资产的计量问题进行探讨。
1 环境资产的确认
1.1 环境资产的含义
环境资产是指特定主体从过去的交易或事项中取得或加以控制的、能以货币计量的、能带来未来效用的环境资源。环境资产主要包括两部分，一是由于符合资产的确认标准被资本化了的环境成本，即与企业的环境活动有关的资产；二是企业的生产经营活动所作用的自然资源。
1.2 环境资产的确认
环境资源要作为一项环境资产加以确认，必须符合以下环境资产的确认标准。
（1）从过去发生的事项取得或控制。
环境资源的所有权可以是会计主体通过某些已经发生的事项而取得的，或者也可以是特定的主体没有环境资源的所有权但是能够行使该项资源的使用权，并从中获得一定的利益。
（2）未来效用的可能性。
众所周知，资产可以为企业未来带来一定的经济效益，因此，环境资源被确定为一项资产，也应该满足这个条件，为企业创益。
（3）能以货币计量。
环境资源成为环境资产，作为会计要素之一进入会计循环，就必须实现自身的价值化。
（4）环境资产确认的地域范围限制。
环境资产是人类所共有的，属于人类共同的“特定财产”，在划分地域的同时，也就明确划分了环境资源的所有权和使用权，环境会计只能对属于本区域范围内的环境资产进行确认，而对于属于多个主体的共同的环境资产，确认的标准是以是否对环境资产拥有控制权来划分的。
根据环境资产的含义及确认标准，煤炭企业环境资产包括以下四个方面。
①自然资源：土地、水资源、矿藏等；②生态资源；③环境保护和污染治理设备；④环境污染治理专利技术和非专利技术。
2 环境资产的计量
2.1 自然资源的计量
（1）土地的计量。
土地是人类活动的场所，受人类活动所影响的自然资源，按它的利用程度可分为五个等级：耕地、林地、草原、建设用地和荒地。对土地的价值计量使用公式法。
土地的价值包括两个部分：自身价值V和人类活动所产生的价值P。其中，V是基本地租R乘以土地等级系数a，再除以平均利息率r，即V=a×R/r；而P=I（1+i）/（r×N×Q），其中I为土地的初始投资额；N为受益年限；Q为受益资源的总量；i为平均利润率。则总价值M可用下式表示：
（2）水资源的计量。
水资源是人类生存和活动的前提，对于煤炭企业而言，水资源的价值应该包括它本身的费用和自然资源的价值，这里用矩阵法来进行计量。
水资源的价值向量A=（A1，A2，A3，A4）
其中A1为水质；A2为水资源量；A3为人口密度；A4为国民收入。
Q=A×R（R为水资源的评价矩阵）
V=Q×S（S为水资源的价格向量）
（3）矿藏资源的计量。
矿产资源是一种不可再生的自然资源，由于其所具有的耗竭性、经济寿命的长期性、利用的不充分性和实现的依附性等特点，在计量时可采用以下几种方法。
①底价法。
矿产资源资产有五部分构成：一是采矿权益，它包括矿产资源贫富程度所决定的超额收益情况而定根据市场的价值作为资产的底价，设为Pa；二是资源耗竭的补偿，它根据补偿标准直接计算，设为Hb；三是生态环境的补偿，它根据土地复垦的预测费用计算，设为Hc；四是勘探费用的补偿，可根据勘探劳动的耗费计算，设为Pd；五是矿产发现权权益，设为Ke。可用公式表示为：
Pf=Pa+Hb+Hc+Pd+Ke
其中：Pf为环境资产的净价。
②收益现值法
矿产资源可为经营者带来超额收益，它们的价值也就是这项资产在市场条件下的交易价值，其值是未来期望收益净流入用名义或实际利率贴现后的和。假定矿产资源的可开采年数（T）是一定的，Pf的计算公式如下：
上式中：Nt为矿产资源扣除开采、勘探及开发成本后的单位价值。
③市场法。
在市场上找到矿种相同、自然成因类型相同、工业类型大致相似的矿产资源的价格作为参照，在考虑了相关规模和品位的调整系数后，来确定矿产资源价值的一种方法。这种方法与别的方法相比，计算简单，但要根据地理位置、消费者心理来权衡规模和品位的调整系数。其公式如下：
Pf=PX×L×M
其中：Pf为参照物资源资产的价格；L为品位调整系数；M为规模调整系数。
2.2 生态资源的计量
生态资源价值计量的实质是对自然资源间接效用的测量。这里选用机会成本法对矿区的生态资源进行简单的估算，不用直接估算矿区的生态资源的自然价值，而是将采煤这一项目和费用最少的替代项目进行比较来分析，比如说石油开采，在不考虑自然灾难和矿难的情况下，将煤和石油开采的费用之差作为保护矿区的机会成本，也就是矿区的自然价值的最小评估法。
设每吨煤开采费用为A元，替代项目每吨开采费用为B元，煤矿可采储量为C吨，则生态资源的价值D可用下面的公式确定：
D=（A-B）×C
由于生态资源中有很多项目不能用货币来计量，所以对生态资源的计量只能是估算，只能为企业提供参考意见。
2.3 环境保护和污染治理设备
对于煤矿为环境保护和治理污染而购买的设备，可比照传统会计中固定资产的计价方法进行；如果是企业自制的设备，则只须按照制造成本计算。比如说，煤矿为处理废水而购买的设备可按固定资产的计价方法进行计量；煤矿为处理煤矸石自制的设备则只须按它的制造成本来计量。
2.4 环境污染治理专利技术和非专利技术
煤矿环境污染治理技术的取得，有购买和自己研发的。对于购买的技术可直接根据购买的成本作为资产的价值；对于自己研发的应该按照研发过程中实际的成本计算，其中属于专利的应加上与专利申请有关的费用。
3 算例分析
下面以某煤矿为例，该煤矿占地面积约35 km2，地质储量3.42亿吨，可采储量1.89亿吨。矿井设计能力150万吨，服务年限60年，初始投资额为2000000000元。下面只对该矿的自然资源进行计量。
3.1 土地资源的计量
假使土地等级系数为2，基本地租为0.5m2/元，平均年利息率为1%，平均利润率为-1%。
则×=6800150000
3.2 水资源的计量
设水资源价值向量A为（0.25，0.40，0.15，0.15）
水资源的价格向量为：
评价矩阵R为：
V=A×R×S=0.904
3.3 矿藏资源的计量（用公式法计算）
设煤矿资源等级系数为1.5，单位资源资本利润为3元，煤炭行业平均利润率为-0.4%。
则=88396720214
参考文献
[1] 孟凡利.环境会计研究[M].东北财经大学出版社，1999.
[2] 景非.环境会计及其计量问题[D].硕士学位论文，2002.
[3] 张雪晶.企业环境会计核算体系研究[D].硕士学位论文，2005.
[4] 李静江.企业环境会计和环境报表书[M].清华大学出版社，2003.
