采矿技术论文范例

1对爆破技术的认识

我国当今的爆破技术采用的多是硝化甘油、硝铵、水胶等爆炸方式，在引爆方面，运用的器材有导爆索、雷管等类型的起爆器。这些技术可以使爆炸物在瞬间产生大量的爆破力，使矿石的开采更为便利。但我国的技术水平尚处于发展阶段，工程中一旦控制失误，就容易引发一系列的事故，所以采矿业必须规范爆破技术的运用，提高爆破的效率和安全性。

2采矿工程中先进爆破技术的应用

在国际上，采矿工程已经运用了大量的新型爆破技术，而我国在这些先进技术的应用上还处在落后阶段，笔者对国内外的许多先进爆破技术做了一定的研究，总结了一些先进有效的爆破手段。

2．1等离子技术在爆破中的应用

传统的爆破技术多是火药类的爆破，对环境产生的影响很大，随着绿色理念的深入人心，这种传统的火药爆破方式已经不能适应时代的发展，而火药的爆炸规模和爆破力度难以准确控制。笔者发现，在以往的采矿工程爆破中，这种爆破方式很容易对工程中的其他岩体造成破坏，影响开采工程的进程。针对这种情况，国际上已经有了等离子的爆破技术，这种技术运用了电力爆炸的原理，将大量的电能通过可控的设备集中在一个点上，远程控制其爆破的能量和时间。经研究发现，等离子爆破方式产生的爆破力高达200MPa，是完全不逊于火药威力的，而且等离子爆破方式的可控性也弥补了火药爆破的不足，是值得采用的一种方式。

2．2妙用中深孔爆破技术

（一）

一、CAD的可视化技术在研究中的应用

1、CAD的可视化技术简介

科学计算可视化是20世纪80年代后期提出并发展起来的，它是20世纪90年代计算机新技术的热点。进入20世纪90年代，国外以三维矿床模型为代表的矿用软件发展较快，涉及到地质资料处理、矿床建模、开采辅助设计等各个方面。目前CAO技术已经向三维实体、可视化和集成化发展，但对于矿业而言，还有相当长的路要走。是美国Autodesk公司研制开发的计算机辅助绘图软件，是目前国内使用最多的CAO软件。可以使用软件的三维建模技术绘制三维立体矿并巷道布置系统模型，达到可视化的目的，可以有效地解决采矿研究过程中遇到的一些问题。

2、使用CAD的可视化技术创建研究模型

采矿工程技术人员在分析现场问题过程中，要经常确定各个巷道之间的关系，从而才能进一步的分析各个巷道之间的矿山压力的影响。多数工程技术人员在分析过程中，面对的是采掘工程平面图，靠想象来确定其之间的空间位置关系。这种方法费时、费力，效率低。在分析研究采矿问题的过程中应要求首先学会三维知识，让研究人员先把研究涉及巷道的三维空间关系绘制出来。这样，工程技术人员在分析研究问题过程中，面对三维图分析，会得到高效分析的效果。应鼓励技术人员应用软件的三维建模技术绘制三维立体矿并系统模型，把其所研究矿并的三维模型绘制出来。

(1)可以在绘制三维模型的过程中，更加深刻地了解矿并的三维空间结构，可能对所研究的问题有创新的想法。

1采矿井巷施工中的不安全技术因素及解决策略

采矿工程是一项大工程，其涉及到的环节非常多，每一个环节都有需要注意的事项，其中有三个环节最为重要，一是井巷采矿，二是开拓巷道；三是采掘工作面。这三个环节的技术水平直接关系到整个采矿工程的进度，但是目前我国在采矿期间这三个环节都存在着不安全技术因素，如果没有预先采取解决对策，很有可能会危及到采矿工作人员的生命，而且也会影响到采矿的效率与质量，从而影响我国采矿行业的发展。在此，首先对采矿井巷施工中存在的不安全技术因素以及相应的解决对策进行分析，其主要涉及到如下要点：首先，弯道井巷施工期间，施工人员所选择使用的曲率半径存在着不安全因素，一般而言，弯道井巷施工人员会选择使用12m，也有可能会选择使用15m来作为巷道的曲率半径，这两种选择都比较适合应用在自粘式电动车运输中，但是如果运输方式发生了变化，这两个数值都需要相应的发生改变。通常实践分析，选择使用9m最为适合，但是很多施工人员所选取的数值却没有达到这一标准要求，通常情况下，都选择使用的是6m曲率半径，其导致的直接后果就是巷道拐弯的地方明显增大，不仅会出现断绳伤人的事故，而且也不方便运输，因此，如果是弯道作业必须保证其曲率半径合乎要求，最小9m，如果有特殊情况，也可以选择12m。其次，中部车场所选择使用的单道起坡存在着不安全因素，采矿区中部的车场是采矿工程中涉及到一个重点环节，在对其进行式设计时，应该多方面进行考虑，尤其是巷道起坡轨有所差异，该差异的不同也会影响设计方案的选择，通常情况下，主要两种起坡方式，一种是单道，另有一种是双道。通常而言，单道与双道相比，无论是设计，还是施工都相对要简单一些，因为双道起坡方式既需要设计固定道岔，也需要设计弹簧道岔，由此可见，如果没有必要，一般都会选择使用单道起坡方式，因为这种方式在节约成本的同时，也降低了工作人员的工作量，不过，如果打钩人员稍不注意，助推不当，则非常容易造成生命危险，因此要求设计人员在进行中部车场设计时，应该选择使用双道起坡方式，这样能够有效的保证空重车以及材料车能够安全通过，同时也不会威胁到相关人员的生命安全。最后，将车场设计到弯道巷道中存在着一定的不安全因素，一般而言，设计人员设计车场，不仅需要掌握采取上山方位，还需要掌握运输大巷的具体位置，很多设计人员通过了解调查通常会在弯道巷道的位置上来设计下部车场，这种设计产生的直接的危害就是司机视线受阻，影响司机与其他工作人员的交流，进而引发安全事故，由此设计人员应该将车场设计到直线的位置上，从而防止事故出现。

2开拓巷道工程施工过程中存在的不安全技术因素及对策分析

首先，下部车场轨道间的安全间隙过小，在巷道施工的过程中，设计下部车场时，通常把1.3m作为车场双规间的安全间隙，然而在实际施工过程中，很多矿井的安全间隙通常只有1.2m，这就导致当车场的运输任务比较紧张，尤其是运输车变形或材料车过宽时，车场双规之间极易发生挤碰而对工作人员的生命安全构成威胁。所以，在施工时还要充分考虑到超宽运输车可能通过的情况，尽量把安全间隙设置在1.4m左右，以此来确保施工工作的正常进行。其次，设计巷道时出现高度过低的情况，进行巷道开拓工作时，半圆拱形断面是首选的掘进方式，一般墙高都被控制在1.2m左右。但是在实际的施工过程中，为数不少的矿区并没有严格按照这一标准进行巷道的建设，很多大断面积的巷道的墙高仅有1.1m，这就直接导致了在巷道里架线时，达不到架线的安全高度和施工的安全标准，极大的提高了触电事故的发生率。所以，在设计巷道墙高时必须结合当地的实际情况详细分析。最后，设定巷道的腰线时存在不合理的情况，中线和腰线是井下巷道进行施工时用以完成施工控制的，中线的主要作用是能够对巷道的掘进方向进行指导，一般来说，需要在巷道的顶板位置或是棚梁上设置3到4个中线点，以正中或偏中线的形式展示，采用激光光束等方法检查掘进迎头的尺寸是否合理。所谓腰线其实是一种标示线，用以对巷道的标高和坡度进行合理的控制，可以用水平尺等施工工具延伸到掘进迎头的位置来探测腰线所在的位置是否合理。

3采掘工作面施工过程中存在的不安全技术因素及解决策略

3.1切眼和分斜坡在开口过程中出现的问题。

对采掘工作面的实际作业过程中，技术人员在设计切眼时，开口的方向并没有沿煤层的正倾斜方向，还有很多开口即使沿正倾斜方向，但是设计长度明显不合理，这就造成三角带煤柱容易发生跨帮问题。所以在施工过程中一定要严格按照设计标准进行切眼开口的设计，尽量避免出现质量问题。

1明确相关技术的管理任务

第一，建立健全采矿中的安全生产责任制及各项法律法规，并将其深入到采矿工人的思想中，认真贯彻与落实；第二，增设与完善采矿企业安全技术管理部门，严格控制管理人员的准入标准，选用专业性强、高素质的安全技术管理员对采矿工程中的各项安全问题，进行严格检查与审核；第三，建立安全生产及技术管理资料档案，对有关安全技术管理的各项资料进行整理、分析与保存；第四，按时组织相关人员学习安全生产的相关法律法规，及企业制定的安全生产政策与规章；第五，制定相关措施保障安全技术的落实与实施，提高生产环境的整体水平，引进先进设备与技术，从而更好的保障企业经济效益的提升。

2加强采矿安全技术管理的实施

面对当今采矿工程中频发的各种安全事故，做好安全技术管理是保障采矿安全及采矿工作顺利开展的重要的内容，对于采矿企业经济效益的提升具有重要作用，在具体的实施中，应注意以下几点：

首先，树立采矿安全责任意识。各方面人员应当高度重视安全管理责任意识的培养，上至领导，下到基层工作人员都要认清自己的工作职责，在自己的职责范围内办事，并在安全责任意识的指引下完成工作。因此，树立树立采矿安全职责意识，健全采矿安全责任制度，对于保障采矿工作的顺利进行具有重要意义。采矿安全技术管理以责任到人为原则，以完善的采矿安全职责为基础，高度重视采矿安全，提高采矿安全技术管理水平，提升采矿企业经营效益。

其次，做好安全检查相关工作。采矿企业安全检查的主要目的就是及时对采矿工作中的各种安全因素进行检查，尽量消除或较少安全事故的发生，从而有效保证采矿安全。安全检查通常都会采取有领导、有组织的检查方式，并如实记录检查情况，并将检查结果及采矿安全中的各种问题公布于众，同时还要做到“四不推”，班组不推给工区，工区不推给矿部，矿部不推给主管部门，主管部门不推给当地政府，扎实做好采矿安全技术检查与管理工作。关于安全检查工作的具体内容，主要包含以下几五点：一是要认真检查安全技术管理的各项规章制度及法规的执行情况；二是要检查对上级的安全生产政策、方针及决定的执行情况；三是要检查采矿环境的安全情况，如井下巷道的支护状况，空顶情况等；四是检查采矿工具、设备及相关防护装置与安全设施等是否符合安全技术管理的相关标准，检查安全技术措施是否按照原计划有效的落实；五是检查预防自然灾害的各项措施的执行情况，只有在采矿安全检查过程中做好以上五点工作，才能保障采矿安全技术管理工作的切实有效。

第三，积极开展安全技术管理的培训工作。从目前多起采矿安全事故的分析研究中我们发现，最根本的原因就是领导及员工都未接受过采矿安全技术上的相关培训，不具备专业性的采矿安全理论与实践基础，从而会导致违章、违法等操作出现，因此，如何在采矿企安全技术管理过程中，做好技术和安全方面的教育培训是实现采矿安全的重要途径。培训的主要内容应紧紧围绕采矿企业安全、技术部门安全意识的提升来开展，经过专业的培训之后，采矿技术人员及安全部门负责人应当树立起较强的安全操作意识，并以榜样的形象激励基层员工遵守各项安全生产政策，从而通过“以点带面”的方式增强全体采矿人员的安全意识。

一、井下无线电定位系统

（一）概述

由于井下采矿具有作业人员在井下流动性大、地面人员难以及时掌握井下人员分布和作业进展情况以及下井后就无法确切地知道他们所处位置等特点，矿井一旦发生透水、火灾等事故时地面工作人员因不能实时了解井下情况，会给抢险救灾工作带来极大的困难。特别是在突发冒顶和人员被埋的紧急情况下，由于人工描述不清或不能及时精确、自动探测被埋人员的准确位置，在低效率的管理模式下丧失宝贵生命的有效抢救时间。井下定位系统的核心识别设备采用具有国际先进水平的SUPER-RFID技术，它能够及时、准确地将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿工的运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时，救援人员也可根据井下人员及设备定位系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。

（二）无线射频识别（RFID）技术

无线射频识别（RFID）技术，是一种电子标签或者无线标签，利用无线射频通信实现的非接触式自动识别技术。RFID已经在日常生活中得到广泛的应用，RFID的发展得益于芯片技术、无线技术、无线通信技术、数据交换与编码技术、信息化处理技术和计算机技术等关键技术的综合发展。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。成本的节约和效率的提升，促使RFID技术成为各个行业实现信息化的重要切入点。近年来，随着在物流、制造、公共信息服务等行业的广泛应用，RFID技术自身的产业化也在稳步发展之中，在行业中的应用也日益广泛和深入。同时，RFID技术开始与通信技术以及互联网技术融合，朝着构建一个实现全球物品、人员信息实时共享的物联网目标迈进，而这也正是RFID产业长远发展的动力所在。

（三）将RFID应用在矿井中的优势

随着科技的不断发展，将先进的科学技术应用到井下作业中，既能够有效地避免重大事故的发生或者将损失减小到最低，又能够提高生产效率。我国现已有多家矿山企业开始尝试RFID技术，来实现井下作业管理，这就是在RFID射频识别技术的基础上搭建的一条地面上下沟通的桥梁，使地面人员能够及时动态地了解井下人员、车辆、设备的身份、分布以及作业情况，一方面可以应用于井下安全管理，一旦有事故发生，地面人员可以准确、及时、快速地进行抢险救灾、安全救护等等；另一方面还可以改善井下的生产调度，通过动态地获取无轨运输设备的方位信息等，同时，该系统还具备人员考勤功能，亦可对进出矿场的人员及车辆进行身份识别，以保障矿场的生产安全和财产安全。

1采区井巷工程施工不安全技术因素

1.1单道起坡不安全技术因素

针对采区中部车场进行设计时，必须要以满足工程实际生产需求为基础，选择不同的措施来建设不同巷道的起坡轨，主要包括弹道与双道两种起坡方式。两种方式相比较来说，单道起坡方式要相对简单，并且工程量比较少，而双道起坡的建设要求则比较严格，需要设置一定固定的道岔以及弹簧道岔等。就现在采矿井巷工程施工，单道起坡方式为首选，因为其具备需要资金少、工作量低等特点。在建设单道起坡时下放空重车与材料车时，为了能够有效解决空重车在通过简易岔道易倒掉进入中部车场的问题，需要打钩人员在道岔位置给予一定的助推。但是如果选择此种方式，会加大对挂钩人员的安全威胁。为了能够更好的解决这一技术问题，在对采区中部车场进行设计时，可以选择用双道起坡的方式，可以提高空重车与材料车运行的有效性与安全性，减少对工作人员造成的威胁。

1.2弯道井巷采取曲率半径

对与采矿井巷的施工，对于巷道曲率半径一般会采用12m或者是15m，其能够更好的满足井下七吨架线式防爆电机车运输的数值。但是如果选择的是其他运输方式，还是设计此为曲率半径的话就不能满足工程施工的需求，而是应该选择9m曲率半径。在工程实际施工过程中，大部分的采矿井巷都是采取的6m曲率半径，这样设计的结果就会导致巷道拐弯处变大，在生产过程中就会容易出现使耙矸机钢丝因为磨损加剧而断裂伤人的事故。并且，如果井巷曲率半径设计的过大，在进行爆破处理后落下的矸石耙不到底，会增加巷道的坡度，增加了工程的运输难度。因此，在设计采矿井巷曲率半径时，应该以满足工程施工实际情况为基础，将其确定为9m或者是12m为佳。

1.3车场设计在弯道巷道中

在对车场进行设计时，一般情况下技术人员只会对采区上山方位以及运输大巷方位进行研究分析，将下部车场设计在采矿区的弯道巷道内部，而这种设计则直接会增大电机车司机的视野盲区，对于前方以及周边的警示信号等不能及时发现，很大程度上影响了司机与信号挂钩人员之间的信息交流，经常会因为交流不及时而出现一系列的安全事故。为了避免此类情况的发生，在设计下部车场时，应该尽量将其设计在直线部位，以免设计不合理减小司机的视野范围而造成安全事故。

一、构建良好的通风网络

（1）构建良好的通风布局。

在开采地下矿山时会受到地理位置的极大影响，在我国大部分矿体的矿产资源都埋藏较浅，而且各个矿区并不集中，这种问题会影响矿山通风，这就需要重视通风的布局，要构建风区式的通风系统，这样才能有效缓解经济上的巨大压力，不断提高技术水平。

（2）构建良好的通风网络。

现在大部分矿山企业在地下矿产开采过程中通常运用的是网络模式的通风系统，这种方式可以有效提高工作效率。通过优化通风网络，就可以有效降低通风网络的消耗。一般在实际工作中应用到的通风网络有三种，即自然风网络、控制型通风网络以及一般型通风网络。这几种通风网络可以通过了解各分支的已知风量和各风机在工作时的风压，采取非线性规划的方式来处理。这种方式就可以了解风机和设施的位置，平衡回路风压。

（3）合理设计风道。

工作人员在设计风道时必须要全面考察，要合理规划风道的半径、断面以及风阻之间的关系，合理规划风道。在设计主干道过程中首先要考虑好风道断面，要将其设计为圆形。之所以要选择圆形的断面是由于圆形相对半径比较大，比较适合矿山发展。在设计风道时要采取相应的措施在表面进行衬砌，这样才可以有效减少风道表面存在的摩擦力。但是在修建专用风道时要采取其他的方式，要考虑其他因素，主要包括以下几个：一是拉格朗日乘数法。这种方式是通过寻找一种或者多个变量和限制条件来控制多元函数的极值。这种方法在计算时可以不考虑通风电费；二是平松良雄法。在应用这种方式时并没有将巷道维护的费用考虑进去，所以这类方式更适合在修建单一井巷的断面过程中；三是动态分析法。在这种方法下考察的是动态信息，要将不同时期风道的因素指数值进行全面的比较，并且计算出比率，并且通过对比得到相关的变化因素，此外在应用这种方式时还应该考虑风道的服务年限以及资金的时间价值；四是通路法。这类方式在应用过程中考虑了通风网络中各种风路存在的阻力，通过这种方式可以有效提高工作效率，还可以合理控制经济投入的费用，可以将工作成本控制到最低。

摘要：为了解国内采矿工程安全研究的整体概况并促进该领域的进一步发展，以2007—2020年间收录于CNKI的503篇以采矿工程安全为主题的核心文献为基础数据，以文献计量学和统计学方法为基础，对论文产出、作者特征和机构进行了分析，并指出了该领域的研究热点和趋势。

关键词：采矿工程；安全；知识图谱；可视化分析；研究热点

当今是经济飞速发展的时代，由于城市规划、人类生产生活等的需求，采矿工程在各国的发展尤为迅速，采矿业年产量、年产值呈现逐年增长趋势[1]。由此可知，采矿工程的发展对于国家发展而言极其重要，但由于采矿工程属于高危行业，采矿安全事故在全球各地区仍持续发生，特别是重大事故时有发生，安全成为该行业面临的巨大挑战[2]。因此，为了减少和避免安全事故的发生，国家在给予采矿工程安全方面极大重视的同时，还提供了大量的资助，因而采矿工程安全形势一片好转。为了使采矿工程有更好的发展前景，国内外许多学者逐渐对采矿工程安全领域展开科学研究，并提出了一系列可行、有效的与安全相关的方法和建议，并以文献的方式进行发表，达到业界成果共享的目的，从而促进该领域的发展。这些研究文献中包含的理论、信息能较为有效地从侧面折射出采矿工程安全方面的状态。但到目前为止，国内还少有学者对采矿工程安全研究领域进行系统而全面的分析，尤其缺乏对采矿工程安全领域热点和趋势分析方面的研究。自2012年5月以来，Google首次将知识图谱应用到其搜索引擎。随后，国内各行业先后兴起运用科学知识图谱方法来分析本行业学科研究前沿和知识发展动态的浪潮，并且先后取得了一定成果。在知识图谱构建过程中需首要解决的是知识的建模及知识的表示方法。刘峤等[3]对当前知识图谱构建技术面临的重大挑战和关键问题进行了总结，李秀玲等[4]提出了一种基于工艺知识图谱的异构CAM（计算机辅助制造）模型的结构化建模方法，孙小兵等[5]提出一种基于知识图谱对bug问题进行探索性搜索的方法，王琪[6]利用知识图谱将国内外大数据领域的研究情况进行可视化分析，对比国际和国内大数据研究热点与趋势上的异同。基于以上总结分析，本文将采用文献计量学的统计分析方法，借助知识图谱分析工具，分析中国2007—2020年间收录在CNKI（中国知网）上有关“采矿工程安全”主题的核心文献。通过对研究领域的时间、作者、机构、关键词等方面进行分析，可视化地展现这15a采矿工程安全研究领域的知识结构和研究现状，并探讨了该领域的发展趋势、研究热点和发展方向，以期为中国采矿工程安全领域的发展提供更直观、清晰、可见的发展局势图，为相关学者后续的深入创新研究提供参考。

1数据来源和研究方法

1.1数据来源

研究选用CNKI为基础数据源，以“采矿工程安全”为主题，对2007—2020年间的数据库文献进行了检索。选取期刊来源均为SCI（美国《科学引文索引》）、EI（美国工程索引）和核心，将数据整理后共得到实用文献503篇。该次文献获取方式均为人工剔除不符合条件的新闻、会议记录、学术报告等形式后得到文献数据，从而使获得的数据更具有代表性、实用性和权威性。

1.2研究方法