时间：2023-03-08 14:53:42
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【关键词】地质工作、煤矿生产、重要性
中图分类号：X752文献标识码： A 文章编号：
一、前言
在煤矿生产活动中，地质工作是其关键的构成部分。地质工作的勘察、探讨、控制标准的程度都对煤矿的安全生产与快速发展具有十分巨大的影响力，可以说煤矿开发、使用一直到废弃的整个周期都有地质工作的参与。根据相关调查数据，在煤矿的很多意外事故中，冒顶、瓦斯爆炸、透水等意外事故大概占据了所有事故的六成到七成，而且在地方性私营煤矿事故所占比重还更大，然而这些严重的意外事故都和地质工作有很大的关系。因此，提升矿井地质工作的力度能够防止或者是杜绝这些意外事故的发生，可以有效控制煤矿的安全性，提升我国煤矿事业的抗灾害能力，对提高国民生产总值具有重要意义。
二、煤矿生产中地质灾害的种类
因为归类标准不一样，所以煤矿地质灾害事故的种类也不尽相同。根据地质灾害的空间布局可以分为岩土体变形灾害、水文灾害及煤矿内在原因导致的事故。以水文灾害为例，根据水源的不同可以划分为地下水、地表水、老窖水事故。地表水也就是煤矿冲水水源，包括江河、水库、鱼塘及自然降雨等。比如因为相邻煤矿地表的排水不畅所引起的煤矿透水事故，或者雨水渗入煤层缝隙进入矿井所导致的渗井事故这些都属于是地表水灾害类型。基岩裂隙水、松散层孔隙水及岩溶溶洞水等等都属于地下水，在煤矿开采中如果挖掘到或者是接近这些地下水就很容易引起透水灾害。在煤矿开采过程时会留下比较大的挖掘空间，这其中会贮存大量的水就形成了老窖水，在接下来的开采工作中会因为没有注意或者其他一些原因导致透水意外的发生。
三、煤矿生产中地质灾害事故的成因
我国的煤矿生产地质灾害种类比较多，因此事故的成因也比较复杂。这就给防治地质灾害工作带来了很多困难。但是根本原因还是可以看出是部分煤矿工作者没有对地质工作认真了解研究，勘探测试技术应用上存在很多缺点，煤矿的管理工作、监督工作没有做好才是引起煤矿地质灾害的最主要原因。一些小型私营煤矿对地质工作研究不够细致谨慎，了解的地质情况也有限，对引起煤矿各种地质灾害的原理还没有认识清楚，这在一定程度上导致了煤矿地质灾害事故的发生。在勘探技术层面上还包含较大的缺陷。再者一些煤矿由于接替采掘紧张，不能严格履行预防地质灾害规程要求，在一定程度上提升了煤矿灾害事故发生机率。
四、矿井地质工作在煤矿生产中的重要性
1、预防煤矿水文意外事故的发生
煤矿的水文意外事故具有突发性、危害比较严重的特点，水文事故在严重的时候能够在很短暂的时期里就对煤矿带来颠覆性的灾害，合理增设排水设施可以有效控制水文灾害的发生，除此之外更重要的是对煤矿的水文地质工作进行深入的研究。在对煤矿水文地质特征进行认真细致地勘察过程中，记录煤矿水文地质特征，再对其进行综合归类整理，形成一套完整的科学分析水文地质特征的流程，这样能够使得我们掌握特定的范围内的主要含水岩系及其水文特点，主要含水层呢过的含水性随季节、年度及降雨量的改变而变化的客观规律，这样能够使得煤矿工作人员能够把握煤矿的整体生产布局；与此同时可以在煤矿生产活动中对有可能会有意外事故发生的地区和地形复杂的老塘、旧巷等提前进行打钻排水，以“有疑问必须探明、先探明情况再进行挖掘”为开采准则，这样做才能够在宏观上控制水文地质灾害的发生，可以有效减小煤矿水文灾害的发生几率，降低其给人们带来的危害。
2、防止发生瓦斯泄露、爆炸事故。
矿井中的瓦斯泄露、瓦斯爆炸属于煤矿重大安全事故之一，瓦斯事故具有突发性极强、涉及面积广、损害程度及其恶劣的特征。抑制和消灭瓦斯事故在煤矿安全工作中起着决定和主导作用。我国在以前的煤矿安全生产防治过程中，往往会比较从通风、预防这些方面来开展工作，但是却忽略了对煤矿瓦斯地质工作的探索。这样做的最终效果只是使人们处于被动预防的位置，却缺少高效预见和提前计划，不能从根本上控制这类重大安全事故的发生。以双鸭山一座煤矿为例，在高度为-109的位置挖掘岩石平巷的时候，根据设计巷道是将自底板至顶板穿越A8 煤层以及一个落差达4m 的正断层F14。因为那时候对这一片地区的煤矿地质工作还没有进行更深入的研究，没有认识到煤与瓦斯突发和埋藏深度，结构之间的关系，在掘进中当巷道接近A8层顶板及F14 断层的预定位置，此时观察到大量的瓦斯进入，煤层构成混乱和其他一些状况的时候，没有受到相应的重视，只是采用加大通风量，降低放炮火药的含量的处理方式来控制瓦斯含量。在一次炮后20分钟后，突然发生煤与瓦斯突出事故，喷煤距离50米,有18米的巷道全断面被煤粉封严。突出煤量627吨，沼气大概1180立方米。幸运的是发生事故的时候正是交接班的时间，矿井内没有工人，没有产生更严重的后果。事故发生之后，煤矿安全生产工作人员研究了这次事故的原因，这才确定了安全工作的主要方向，从此之后对煤矿地质工作、尤其是瓦斯地质工作进行了深入研究探讨。经过理论与实践相结合，最后确定了煤与瓦斯突出和煤层的埋藏深度、构成及其它原因之间的紧密联系。
3、防止因为不合理的设计所带来的安全隐患
在煤矿开采过程中，开采人员一定要按照操作规程和规定来进行开采工作，而这些操作规程和规定的制定就是建立在煤矿地质工作所得到的资料和成绩的基础之上的。清楚掌握一个地区的煤层状态、结构、特征、深度及其横向变化、瓦斯状况、水文特点、火区及岩浆岩侵入等煤矿地质资料，煤矿安全生产人员才能够提出更加科学合理的建议。这种建议的科学合理性富含着非常多内涵，它可以确保煤矿生产安全、规范、高效地进行，其中安全生产是重中之重。煤矿地质资料的完整性、准确性、真实性是煤矿能否安全生产的关键。例如，井田范围内某一地区存在火成岩侵入及局部含水层，假如地质资料能够真实、完整、详尽地表达这一情况，就会做出避开这一地区的施工建议，应该能够预先做出有利的方式来防止意外事故的产生，促使整个开采工作能够有预见性和安全性；假如不是这样，煤矿地质工作没有认真完成，不能提供准确的、真实的地质资料，那么施工安全设计就成了无源之河流，无根之树木，不能够随着外界环境的改变而迅速做出应对，煤矿开采工作就会混乱、盲目。这样就非常容易引起透水事故的发生，同时也可能会引起一些间接意外的发生。间接事故的意思就是不是直接引起的煤矿意外事故，可是却是未来可能发生的意外事故的一个原因。地质资料不详尽是导致类似事故发生的主要原因。实际上，施工周期和工程量等原因与意外事故的发生几率是成正比的关系。尽最大可能地提升工程的利用率，降低工程量，减缩工程时间才是一个真正优质的施工设计。想要获得这样的效果，就应该提高设计工作者的整体素质，防止人为的原因产生，与此同时还需要加强煤矿地质工作研究，尽最大可能地提升煤矿地质资料的准确性，这是能够减少和防止各种意外事故发生的基本要求，同时也是从根源上确保安全开采的关键原因。
4、 防止发生顶板事故
煤矿开采过程中的另一种比较容易发生的是顶板事故。最近几年，我国煤矿开采技术和管理方法逐渐得到了提升，这种类型的意外事故的发生几率已经有所下降，可是在一些落后区域、小型私营煤矿企业中，顶板事故仍然是一个多发事故。引起这种事故的因素有很多种，例如开采工艺不先进，开采工序不适合煤矿的实际状况；开采工人没有统一培训、不能够全面了解开采技术，防范工作没有做好；煤矿的地质情况限制，地质结构影响等等。其中发生顶板事故的主要因素就是对地质条件与地质结构不够了解。假如是以准确、详细的地质资料作为参考，在进行开采工作之前施工人员是可以对开采位置的围岩特征，断层、褶曲及煤层产状掌握准确，这样能够根据实际情况，科学地建立不同区域的开采方式，尤其是掘进爆破工艺及支护方式。材料、设备及人员配置等生产要素能提前到位，这样就能够在管理和技术层面上确保有效预防顶板事故的发生，大幅度地降低和防止这类事故的发生。
五、结束语
地质工作对煤矿安全生产起到了重要的作用，做好煤矿地质工作对水文地质灾害、瓦斯泄露爆炸事故及顶板事故具有预见性的意义，从而确保煤矿开采工作顺利进行，有效提高煤矿的开采效率带来经济收益。进行煤矿开采的企业，必须要对煤矿地质工作的特征有全面的掌握才能够发展好煤矿企业。因此，煤矿地质工作不仅仅是一项勘察技术，更重要的是关系着煤矿的实际运行，在煤矿开采活动中起到着无可替代的作用。
参考文献
[1]刘洋.水文地质对煤矿防治水工作的重要性 [期刊论文] 《中州煤炭》-2005年06期
【关键词】矿山环境矿山治理环境治理 解决措施 对策
中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：
一．引言。
随着国家对环境保护的重视和人们对环境意识的加强，矿山开采时所产生的环境破坏因素也越来越被重视。矿山开采是对资源的合理利用，也是科学发展的辅助支撑，在矿山开采中，对地质环境因素的破坏不仅仅影响了生态环境，更关系到采矿地区地质环境整体。面对矿山开采后带来的环境破坏和影响，国家政府部门也制订了很多方案，同时相关部门也进行改善监督。但受到诸多因素影响，导致在矿山地质环境治理中还存在很多问题。
二．我国矿山地质环境治理的现状以及存在的问题。
1.矿山地质环境治理的现状。
矿山采矿易诱发地质灾害、影响大气环境，造成酸雨等，使土地和水均遭到破坏，产生“三废”污染等。为解决历史遗留问题，在对矿山治理中，受到国家的高度重视。在国家“十一五”建设中，矿山生态环境恢复治理被列入重点工程之中。近些年以来，国土资源管理部门通过对各省的矿山地质环境进行调查摸底，编制矿山地质环境保护与治理的规划，开展矿山公园的建设工作，保护矿业的遗迹，同时也加大了对矿山地质环境治理的力度，对矿山地质环境保护起到积极作用，推动了矿山地质环境治理的规章制度建设。
2.矿山地质环境治理工作中的问题。
2.1 矿山治理缺乏经验参考，缺乏技术指导。
我国开始矿山地质环境治理工作是在20世纪90年代末，对大型矿山的地质环境治理工程则是在近些年来才得以重视。我国矿山数量众多，由矿山开采带来的地质环境影响区域也多，对生态环境造成破坏的问题较严重。由此可以看出，矿山地质环境治理是一项艰巨而又复杂的长期战役。通过国土资源管理部门的规范和调控，在总体上看来，有所改善，但由于治理工作巨大，问题相对比较突出，这对矿山地质环境后期治理工作增加了压力。矿山地质环境治理作为一个新兴产业，治理中很难借鉴以往的经验，需要通过分析检讨，制定治理方案。由于无治理经验可以借鉴，在对矿山环境治理中导致缺乏技术性指导，不利于治理工作的开展。
2.2传统矿山环境治理方法存在一定局限性。
由于矿山地质环境治理体制不健全，其治理手段受到制约，在治理中缺乏可以借鉴的工作经验，导致在治理中存在“头痛医头，脚痛医脚”的现象，缺乏对环境治理的整体性控制。
矿山地质环境的治理一直以来是我国环境治理的重要组成部分，前人更是在治理方法上研究出了比较多的经验。譬如依据工程类型来决定其治理的主要内容，再通过合理的治理方式来达到矿山地质环境治理的目的。前人治理矿山地质环境的方法和措施主要有：加固工程、植物工程、护坡（主要依据矿山滑坡、崩塌来确定治理方案）、依据矿区塌陷所总结出来的方法主要是：地下加固工程、回填采空区工程等。
在目前的矿山环境治理中，地面塌陷、地裂缝处理、滑坡和崩塌以及泥石流处理和治理方式不合理。实际治理中，未结合矿山实际情况和地理环境因素进行综合考量，只单纯追求治理结果的表象，忽视了治理手段的可行性和可靠性。
三.矿山地质环境治理工作中问题的解决措施。
“留的方寸土，但与子孙耕”。在现代社会来讲，不仅仅是要保证以后有地耕、有田种，这更多的是对环境的保护，对资源的合理利用。由于矿山地质环境复杂多变，通过前期的治理工作取得了一定成效，但还需要从以下方面进行加强。
1.矿山地质环境治理方法要灵活变通，总结经验科学创新。
在矿山地质环境治理中，要建立健全矿山地质环境治理体系和治理监管机制。根据《矿山地质环境保护规定》要求，组织以省为单位对矿山地质环境进行摸底调查，开展矿山地质环境保护与治理规划编制工作。对矿山的地质环境进行监测、调查、评价和规划，对已造成环境破坏的矿山施工单位要进行机制建设，要开展引导恢复和环境治理工作。矿山地质环境治理要做到“预防为主，防治结合”，既要进行预防，又要进行治理，在治理的同时更要注意预防。
将环境治理法规和治理技术进行有机结合，在矿山地质环境治理中，要研究和探索一条新思路和新技术。要针对不同矿山类型，采取不同的治理措施，实施不同的治理技术。同时，可适当借鉴国外机构对矿山地质环境治理的成熟经验，在此基础上，结合实际情况进行改进和完善。
2. 矿山地质环境治理技术要提升，方法要改进。
矿山环境治理要从传统的“线性开发”转换为生态保护性的“循环经济保护开发”，通过治理模式的转换，实现矿山环境保护、恢复治理、资源开发和再利用的生态循环。
2.1露天开采矿山治理方法。
对新建的露天开采矿山，要求制定包含矿山环境治理的保护预案并列入开采方案中，对非矿岩土的转移、尾矿的排放、矿渣的堆放和剥离土层的存储都要进行规定。对正在开采的露天矿，要加强对噪声、粉尘的监控，同时要针对已经存在的矿山环境问题提出治理的方案，并根据能够预测的问题制定预防的措施。对有松散覆盖层的矿山，要对剥离表层土的堆放、存储和再利用等方案进行统筹规划，如果表层土中含有适合生产的植被，要单独存储，避免与废弃矿渣混合。对废弃的岩石、矿渣等废弃物，要注意对可利用成份的合理利用，并要分开存放，单独处理。对采矿场的梯级开拓，要加强对稳定的保护，必要时要对边坡进行再造，要根据开采场的地质条件，选择合理的坡角范围，避免出现滑坡、地裂缝和崩塌现象。
2.2.闭坑矿山治理措施。
在闭坑矿山环境治理中，要保证矿区内的人畜解决用水的基本问题，同时要致力于对耕地面积的恢复，其资源开发利用要达到利用方案的标准和要求。要保存好地下井巷采空区矿柱的设计资料，毕业时要进行填充说明，对采矿形成的地面塌陷或滑坡、地裂缝等要进行划定和治理。合理选择尾矿、渣石、剥离表层土等废弃物的堆放，条件许可的情况下要设置安全可靠的矿坝进行堆放，并清除可能引发泥石流的安全隐患。闭坑矿山的井巷要进行妥善封闭，对废弃的水井等地面设施要及时进行回填。
2.3井工开采矿山环境治理技术。
井工开采矿山治理主要是对尾矿、废水的处理。由于开采量大，产生大量的废弃尾矿和矿渣，需要占用较大面积土地进行堆放。在治理时，要根据尾矿的再利用进行开发，可采取填埋沟谷的方式，进行造田复垦。对泵送的地下矿井水要经过过滤，提供材料清洗用水和矿区生活中洁净度要求不高的用水。同时要保护地下矿区内的地下水，避免出现枯竭和水水环境恶化。开采中对有毒、有害的废水、废液要设置专用的贮存池和沉淀池，并做好防渗漏工作。
2.4矿山开采沉陷治理。
质量开采沉陷问题时，要考虑地裂缝和开采沉陷的关联性，采取防治结合的方式，进行综合整治。对地下坑硐已经废弃的采空区如出现地裂缝时，要采取地下废渣回填的方式，来缓解地面沉降速度和减少沉降区域，采取地面裂缝灌注水泥砂浆的方式来制止地面塌陷。对地面废渣回填时，要在中上部采用表土填充，并在表层土上设置绿化。对塌陷区内原来为耕地的，要进行回填造地，并在表层设置植被。
五．结束语
矿山地质环境存在较多的问题，对环境治理也带来了很大的压力。在进行环境治理时，既要改善又要预防，既要纠正又要控制。因地制宜，对造成环境破坏的因素经过分析评估后，结合实际进行治理。
参考文献：
[1] 刘慧芬; 危接文 我国矿山地质环境治理存在的问题和解决措施 [期刊论文]《科技风》, 2010年15期
[2] 邸克强 我国矿山地质环境治理存在的问题和解决措施 [期刊论文] 《西部资源》, 2012年06期
[3] 王永生 矿山地质环境治理存在问题及对策 [期刊论文] 《南方国土资源》, 2009年12期
[4] 尤孝才 我国矿山地质环境的问题与保护对策探讨 [期刊论文] 《地质技术经济管理》, 2002年04期
论文关键词:天然气开采技术 教学效果 多媒体教学
论文摘 要:天然气开采技术是石油工程专业、油气田开发工程学科一门重要和新兴的综合课程，通过丰富教学内容，改革教学方法，综合利用各种教学手段，理论结合实践，激发学生的学习兴趣，提高课程教学效果，为石油工业提供基础理论扎实、具有实践创新能力的专业人才。
近些年来，全球对更清洁能源天然气的需求增长强劲，天然气产业也因之发展迅猛[1～2]。当前我国经济发展处于关键阶段，经济结构优化对能源结构优化的要求十分迫切，天然气作为清洁能源，在今后中国能源消费中的地位将日益重要。我国的天然气消费长期以来一直维持在较低水平，提高天然气消费比例，加快发展天然气产业是今后能源结构调整的重要任务。我国天然气勘探开发理论和技术与国际先进水平有较大的差距[3～4]。我们需要进一步发展中国天然气地质理论，加快建立和发展适合中国地质特征的天然气勘探开发核心技术和技术系列。这对中国能源战略的安全及多样性发展具有重要意义。
1 天然气开采技术课程内容简介
天然气开采技术课程以油层物理、渗流力学等专业基础课为先修课的专业课。主要介绍天然气开采涉及的基本理论及其工艺技术。课程内容包括天然气的基本性质、烃类流体相态、气井产能分析及设计、气藏动态分析、排水采气、天然气水合物形成机理及其预防等内容，地质是基础，渗流力学是开发的理论基础，气藏数值模拟是必不可少的手段，优选的钻采工艺和地面建设工程技术是关键，目的是使学生掌握石油工程领域中广泛应用的工艺技术及其基本原理，从而为学生学习后续专业选修课及未来从事石油工程的设计计算、应用研究及工程管理提供必备的专业知识。
2 丰富教学内容，提高讲课趣味性
由于天然气产业的迅猛发展，以及世界范围内对天然气的需求不断增加，使得天然气开采技术也处于一种不断更新的状态，传统教材的内容常常落后于现场实际应用技术，为了让学生紧跟科技发展的脚步，能够培养适合当前石油行业需求的专业技术人才，教师应不断更新专业前沿的最新技术知识，不断丰富教学的内容，通过展示国际最新发展动态激发学生的好奇心，通过介绍新技术新方法的应用提高学生的学习兴趣，进而提高教学效果。
3 改革教学方法，提高学生综合能力
天然气开采技术课程涉及的先修课程较多，一般放在大四讲授，传统的讲授法通常是满堂灌的填鸭式，学生很难适应，所以教师首先应该坚持启发式教学，控制课堂节奏，把握教学重点，培养学生自主创新的能力。其次，在谈话法中多利用互动式教学，加强师生的沟通和交流，锻炼学生自我表达能力。最后，在讨论法中，采用案例式教学，设计新颖实际的例子对学生进行分组讨论，加强学生的实践应用能力。另外，还可以通过读书指导法，要求学生读期刊杂志写读书报告提高其自学和总结能力。 4 综合利用各种教学手段，提高教学效果
随着现代科技的飞速发展，当今教学手段呈现出多元化的趋势[5]。粉笔、黑板等传统教学手段具有灵活性强、可塑性大、师生互动效果好等优点。现代教学技术以其容量大、速度快、内容丰富多彩而在很多学科的教学色鲜明。教师应根据天然气开采技术课程的特点，将传统和现代教学手段有机结合在一起。天然气开采技术课程理论性较强，涉及诸多先修课程，同时实用性很大，在现场中实例颇多。教师一方面要坚持传统教学手段，侧重讲解天然气开采技术的原理和方法，另一方面要合理使用多媒体[6]，将文本、声音、图像、动画及视频投影在屏幕上，通过声、光、电的完美结合，用生动的形象、真实的画面、优美动人的语言和音乐来丰富学生的记忆效果，从而实现教学目标，达到教学目的，增强学生学习的兴趣，提高教学效果。
5 理论结合实践，推进素质教育
天然气开采技术是一门实践性很强的工科专业课，该课程除了要求学生掌握牢固的专业理论知识外，还要具备一定的实践经验和较强的动手能力。教师要结合课程理论设计切实可行的实验，提高学生的动手能力，通过到现场参观实习，增长学生见识，培养学生实践能力，利用课程设计增强学生的分析问题及解决问题的实际能力。理论与实践相结合，学生充分发挥主动性和创造性，刺激学生的学习兴趣，提高教学的效果，为学生将来工作打下良好的基础。
6 结语
天然气作为一种清洁优质的能源，在我国改善能源结构，以及中国石油大力推动低碳经济发展的过程中，获得了前所未有的大发展。科技创新是促进中国天然气勘探开发的重要推动力。天然气开采技术课程的教学改革需要教师在提高教学效果的前提下，依据实际生产和科研需求对教学内容、方法和手段进行改革，提高学生的理论素质和创新能力，为我国天然气工业的发展培养复合型人才。
参考文献
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[2] 李泓平.天然气资源评价[J].中外科技情报，2007(22):35.
[3] 徐枞巍.为天然气大发展助力[J].气体分离，2009(4):19～20.
[4] 邢云，刘淼儿.中国液化天然气产业现状及前景分析[J].天然气工业，2009(1):120～123，147～148.
关键词：“三下”采煤；充填采煤；绿色开采
1 概述
我国煤炭资源丰富，目前累计查明资源储量约1150亿吨，煤炭在我国一次能源消费结构中所占比重达到70%，未来以煤炭供给为主的能源格局短期内不会改变，实现煤炭的绿色开采和清洁高效利用是解决能源问题、环境问题、保障国家能源安全的最主要途径。
当前我国“三下”压煤量已达到140亿吨，占累计查明资源储量的12%。随着国民经济和国家建设的快速发展，“三下”压煤量还将持续增加，这不但造成了煤炭资源的巨大浪费，也严重制约着矿区的可持续发展。因地制宜的推广应用充填采煤技术成为解放“三下”压煤、保护煤炭资源、实现绿色开采、构建和谐矿区的重要措施。
2 我国“三下”采煤技术现状
目前，我国“三下”采煤技术主要有离层注浆、条带开采、充填开采。
离层注浆是将粉煤灰、水泥、胶结物等制备而成的浆料通过钻孔注入煤层上覆围岩的离层空间，浆料凝结后对上覆围岩特别是关键岩层起到支撑作用，从而减少采煤活动对地表的影响。我国20世纪80年代在抚顺老虎台煤矿、大屯徐庄煤矿、新汉华丰煤矿等地进行了离层注浆实验，取得了一定的效果和经验，但该技术尚不能非常有效的控制地表下沉。
条带开采是将采区或盘区划分成较为规则的条带，相邻条带间隔开采，上覆围岩的重量将由保留的条带煤柱进行支撑，从而使地表只产生较小的移动或变形。条带开采在我国东北、河南等地区得到了应用，该技术虽然便于实施，但是该技术本身必然会降低资源回收率，回采巷道每次仅能服务一个工作面使得吨煤掘进率高，另外在防治煤层瓦斯、煤层自燃等方面也会增加难度。
充填开采就是把充填物（如矸石、砂浆等物料）通过专用设备充填入工作面采空区来控制顶板的冒落，从而使地表仅产生微小的移动或变形。我国使用充填采煤技术起步较晚，20世纪70年代方在山东、河南等地区试验充填采煤技术，但由于性价比低、效率低、技术难度大等原因制约了这一方法的推广和应用。进入21世纪以来，国家、高校、企事业单位在充填采煤技术方面投入了大量人力物力，在理论研究和实践成果、充填设备和充填材料、降低成本和充填效果等方面取得了重大突破，该技术越来越被广泛应用。下文将对充填采煤技术进行着重介绍。
3 充填采煤技术
3.1 固体充填采煤技术
固体充填是将矸石、砾石等固体废弃物或混凝土、粉煤灰预制块运送到采空区进行堆放充填，在充填区与采煤面之间通常还应设置隔离网，以便把充填物料与采落的煤炭隔开，提高资源回收率。固体充填有效地利用了煤矿生产过程产生的垃圾和废物，可大幅降低充填成本，但充填物料无法由专用管道输送使得转运环节多、充填能力低，充填物料在一次充填后往往不够致密，需要二次夯实或注浆补强使得充填环节多、充填效果差，因而该技术逐渐被更加高效的水力充填或胶结充填等方式取代。
固体充填的关键是投料系统，这对于提高充填效率、改善充填效果起到至关重要的作用，对于产能低的采煤工作面可采用抛矸机，对于产能高的采煤工作面应选用充填支架。
3.2 水力充填采煤技术
水力充填是将水做为载体，将矸石、砾石等物料经专用管道输送到采空区后通过水流和重力的作用进行充填，排空水和泥沙后可以形成较为致密的充填体，从而减小地表的移动和变形。该技术的优点在于成本低、输送量大、充填效率高、生态破坏小，但该技术在控制地面沉陷、提高煤炭采出率等方面仍存在不尽人意之处。
水力充填的关键是输送工艺，充填浓度宜为60%～70%，可以实现自流输送，压力不足时辅以料泵输送，输送管路宜选用无缝钢管，管径要根据充填能力、充填压力、经济流速等参数计算选型。
3.3 胶结充填采煤技术
胶结充填有三个要素，一是矸石、砾石等惰性材料，二是水泥、粉煤灰等胶结材料，三是水。可以将三者在地面按一定比例混合制备成料浆沿专用管道充填进采空区后再脱去多余的水分，也可以先将惰性材料堆放进采空区，再把胶结材料与水混合制成的净浆由专用管路通过压注、喷淋的方式填满惰性材料之间的空隙，两种方法的结果都是形成具有整体性、独立性和较高强度的承载体，从而起到控制地表移动和变形的作用。
胶结充填的关键是胶结材料，胶结材料本身的属性以及与惰性材料的配合比将直接影响运送能力、充填时间、充填效果等关键指标。除了传统的水泥、粉煤灰等胶结材料外，我国也已研制出高水速凝充填材料，前者价格相对低廉但是输送线路长时容易堵管，后者比较昂贵而且耗水量大但是输送距离远、输送能力大、充填效果更好。目前，胶结充填已经因其施工速度快、充填效果好、环境影响小、适应性强等优点得到了矿山企业的重视，广泛应用于“三下”采煤及坚硬顶板管理等环节。
4 充填采煤技术设计步骤
收集设计资料。赴煤矿实地踏勘，收集地质报告、水文地质类型划分报告、隐蔽致灾因素普查报告、采掘工程平面图、井上下对照图等资料，测定下沉系数、水平移动系数、边界角、移动角等参数。
评价充填开采保护技术难度。计算当不使用充填开采时产生的地表下沉最大值、地表水平变形最大值、地表倾斜变形最大值、地表曲率变形最大值与它们相应的设防值之比，比值越大则保护技术难度越大，反之则越小。地表变形设防值可参考《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》选取。
设计充填开采技术方案。保护技术难度不大时，根据实际情况选用固体充填或水力充填或胶结充填，优化物料配比、输送工艺、充填工艺，保证支撑强度满足设计要求；保护技术难度大时，采取提高充填率、夯实充填体和离层注浆等补强措施；保护技术难度很大时，采取充填条带开采措施，采空的条带由充填体补充，使充填体和条带煤柱共同支撑上覆围岩的重量。
试验充填开采技术方案。结合煤矿开拓采区布置，选取无地面建构筑物压覆的区域试验设计的充填开采技术方案，验证过程中必须实时监控顶板和地表的移动变形量、试验用地面建构筑物变形和破坏情况，实时调整充填时间、充填率、充填浓度等参数，使得充填效果满足设防要求。
实施充填开采技术方案。经试验论证合理有效的充填开采设计方案报煤矿上级主管部门验收投产，生产过程中煤矿要严格按照方案施工，控制好原材料制备、充填物料输送、充填现场施工、充填效果检验等环节，加强对地表移动和变形的监测监控，制定突发事故应急预案并定期演练。煤矿在掌握了地表移动变形量与充填工艺的关系后，可适当调整充填参数，修改完善充填开采技术方案。
5 结束语
随着煤炭资源的逐渐减少，人类更加注重保护生态环境，国家和社会大力加强民生改善，煤矿充填开采技术将成为解放“三下”压煤的主要手段，是煤炭绿色开发的重要组成部分，对于保障民生、保护生态环境、提高资源利用率、促进矿区经济可持续发展具有重要意义。
参考文献
[1]胡炳南，祝琨.“三下”压煤充填开采技术与设计研讨[A].2012全国“三下”采煤学术会议论文集[C].2012：1-10.
关键词：煤矿；中层煤层；开采技术
1引言
对于社会的现实生产过程而言，能源资源作为一项最基本的物质保障。在我国社会经济长期持续稳定的发展需要能源资源的大力支撑，人们的日常生活同样也需要得到能源资源的保证。分析目前我国资源能源的使用效率，这已经滞后于世界上各个先进发达国家，甚至仍然无法达到一些发展中国家能源资源的使用状况。这种低效形式的能源浪费使用状况使得开资源的开采量不断增大。构建节能型社会有利于提升单位能源对社会经济发展的贡献程度，然而较快的经济发展速度、较大的经济实体对于能源资源开采技术需要维持较高的质量水平。基于这样的现实状况我国对于能源资源的实际需求就会变得十分迫切的。在分析地质层面上，我国的能源资源存在着一定的特殊性，目前阶段在消费与开采一次性能源资源的实施过程中，总比例已经占据了全部能源资源消费与开采的70%。其中一个占据主体地位的能源资源是煤炭，有关专家在预测未来的50年以内，这种根本性的能源资源特点是不会产生任何变化的，因此煤炭的开采技术对于我国的能源资源战略体现出十分重大的实际意义。在我国全部的煤炭资源产量与储量方面，高达45%的部分都属于厚煤层，这对于煤层开采技术而言，厚煤层的开采技术体现出十分重要的研究性与实践性价值[1]。
2中厚煤层开采技术的分类
我国现阶段厚煤层的开采技术一般可以分为三种类型，分别为分层、放顶煤与大采高三种具体的开采技术，通常情况下大采高开采技术是采高在3.5米高度以上的进行。传统方式的开采技术是分层开采，这种开采技术在我国已经存在着较长的实际应用时间，具备了相对比较成熟的成套开采方法。对于放顶煤开采技术的煤层开采方法，其引入到我国的时间大约在20世纪的80年代期间，由于这种方法在众多欧洲国家的使用十分广泛，从而引入到我国应用，之后被直接应用在各地厚煤层的实际开采过程当中[2]。
3中厚煤层开采技术的特点
3.1大采高开采的技术特点
在近期几年以来，在我国大采高开采技术的中层煤矿实际开采过程中的实用技术不断趋于完善发展，例如令人较为满意的其中一个主要成就即为采煤机器与液压支架在技术环节的发展与提升效果。尽管如此，大采高开采技术依然存在各方面的缺点与不足之处，例如在大采高开采的技术应用环节中，将会面临十分剧烈的来源于工作面的相应压力，相对严重的实际现象是煤壁片帮与出现局部冒顶情况。对于这种状况，在应用大采高技术达到煤层开采目标的过程中，应当采用一部分合理有效的技术方法，例如为了可以更好地降低可能出现的冒顶事故可能性，则应当对煤壁片帮实行有效的防治措施；为了可以让各方面的开采设备与开采技术获得良好的安装效果，应当对初采高度实行理想的有效控制；为了充分防止产生液压支架下滑以及倾倒现象，应当实施严格有效的具体防滑措施，另外对于液压支架需要进行锚固处于，对于采高同时也要进行严格的规范控制。
3.2放顶煤开采的技术特点
在中厚煤层开采过程中使用的放顶煤开采技术与方法可以做出进行的相关描述，在中煤层的其中一个厚度范围内或者沿着煤层自身的底板进行工作面的设计，通常情况下工作面的采高一般在2-3米之间，使用各种类型的机械化方式进行回采，通过整个矿山产生的压力，使其变为散体，借助于支架结构上面或者后面的“放煤窗口”将煤矿放出，通过刮板运输机把煤矿运输离开工作面[3]。
4中厚煤层开采技术的依据
中厚煤层相应的开采方法主要受到各种因素的实质性影响，各种不同的开采方法存在各自的具体优点，使用合适有效的科学开采方法在很大程度上能够提升煤层开采的使用效率，通常来说中厚煤层的开采一般会受到地质分布条件、开采技术设备、地形地理因素、季节变化因素等各个方面的实质性影响，对于各种不同地质条件能够选择各种不同的具体开采方法，对于目前阶段的开采技术条件，放顶煤在经济效益与适用范围环节存在较大的优越性，其主要适用的基础条件为：①100米以上的煤层埋深，高于300米的煤层埋深以及煤层自身存在的节理裂隙，同时不会发生再次发育现象。②最理想的煤层厚度一般在5-10米的范围以内。③直接顶主要表现出随顶煤下落的特点，整个冒落高度需要达到煤层厚度的1-1.2倍。④对于煤层来说，另外一个具体条件是在3以内的普氏系数值。适合使用大高采的条件通常包括以下五个方面：①煤层倾角维持在12-18度的范围之间。②煤层厚主要在3.5-6米范围之间，煤层普氏系数在工作面应当高于1.5。③工作面体现出简单的地质构造特点，不存在很大程度的断层与褶曲，水文地质自身也是十分简单的。④整个矿井具有很大的生产能力。⑤煤层顶板相对比较稳定。科学有效的开采方法不但可以确保煤矿开采的实际工作效率，同时可以在很大程度确保煤矿施工的安全程度，合理有效的煤矿开采方法不仅需要考虑追求经济利益的最大化，而是需要进行各个方面的充分考虑，同时需要对开采机器具备充分的熟悉了解，可以根据开采设备的实际情况正确的设计开采方案，对于各种不同的自然与人为因素进行正确有效的方法选择。
5结束语
对于中厚煤层的开采技术应当充分根据煤层条件与技术条件等各方面使用合理有效的开采方法。中厚煤层在我国是达到高产高效开采目标的主要煤层。伴随着社会经济的快速发展，开采技术不断进步，在我国中厚煤层的开采技术环节，不管是放顶煤开采技术，或者大高采技术，都可以获取到较大的进步，然而伴随着煤层厚度的增加与需要开采的煤层的强度的增强，会产生出现一系列的各种新问题，例如对于煤炭资源怎样可以提升回收率、怎样选择合理有效的支架、怎样防治瓦斯、怎样防治地表沉降等方面，在未来阶段的开采厚煤层环节中，这部分问题都需要加大重视程度。■
参考文献
[1]王家臣，仲淑姮.我国厚煤层开采技术现状及需要解决的关键问题[J].中国科技论文在线，2008，11（3）.
[2]张英，刘萌珲.我国厚煤层开采方法的选择原则与发展现状[J].煤炭科学技术，2009，37（1）.
[3]王家臣.我国综放开采技术及深层次发展问题探讨[J].煤炭科学技术，2005，33（1）.
第一作者：龚久长（1968-11），男，四川威远人，攀枝花市攀煤集团大宝顶矿，617017，采矿技术员，大专，研究方向：煤矿开采技术
第二作者：赵铁福
【关键词】低渗透油田 开发难点 对策
1 引言
在我国已探明的油藏中，低渗透油田占有很大的比例。初步统计表明，我国近年来新探明的石油储量中，低渗透油田大约占了三分之二的比例，且在最近新探明的石油储藏中，低渗透油田的比例不断攀升。由此可见，在今后很长一段时间内，低渗透油藏将成为油储上升的主要资源。
目前，对低渗透油田的划分并没有一个统一的标准，只是一个相对的概念。不同国家根据其自身在不同时期的石油状况以及技术条件等来划分油田，标准变化很大。我国按照油层的渗透率将低渗透油田分为了三个类别：第一类的油层渗透率为10-50×10-3μm，为一般性的低渗透油田。这类油田与正常的油田差不多，底层条件下的含水饱和度为25-50%，具有一般的工业自然产能，但是钻井以及完井过程中很容易造成污染，应当采取相应的保护措施；第二类的油层渗透率为1-10×10-3μm，为特低渗透油田。这类油田含水饱和度的变化比较大，一般达不到工业性的标准，需要压裂后投产；第三类的油层渗透压为0.1-1×10-3μm，为超低渗透油田。这类油田几乎没有自然产能，通过大型压裂改造后才可以投产。
2 低渗透油田开发的主要难点
2.1 油层孔喉细小、渗透率低、比表面积大
低渗透油层的喉道以小-微以及细-微孔隙为主，平均孔隙直径仅为26-43um，比比表面积为2-20m2/g，细小的喉孔以及大的比表面积是油层渗透率低的直接原因，也是低渗透油田一系列独特开采方法的根本原因。
2.2 渗流不规律
低渗透油田的渗流规律不遵循达西定律，具有非达西型渗流的特点，表面分子力与贾敏效应的作用很强烈，渗流直线的延长线与压力梯度轴相交，其交点为启动压力梯度，渗透率越低，启动压力梯度就越大。
2.3 弹性能量小，天然能量方式开采压力与产量下降很快
由于储层之间连通性差，且渗流阻力大，因此其弹性能量很小，除了少数高压油田外，一般的低渗透油田弹性阶段的采收率只有1-2%。采用消耗天然能量的开采方式，由于地层压力大幅度下降，油田的产量也会随之急剧减少，生产管理都陷入被动的境地。
2.4 油井见注水效果缓慢
低渗透油田一般都要经过压裂改造后方可投入生产，但是产能也不高，采油指数只有1-2t/（MPa・d），相当于中渗透油层和高渗透油层的几十分之一。低渗透油田注水井的吸水能力很低，启动压力高，在注水过程中，注水井附近地层的压力会很快上升，井口的压力甚至可以与泵压达到平衡，从而停止吸水。很多油田的注水井就是因为注入不了水而不得不关闭的。低渗透油田的渗流阻力大，导致大部分能力都消耗在注水井的周围，油井见注水效果差。250-300m的油井，一般要注水一年才见效。
2.5 油井见水后产油指数下降快
由于岩石的润湿性以及有谁粘度比等因素，当含水量为55%左右时，无因次产油指数最低，大约为0.4，无因次采油指数只有大约0.15。这对油井的提液以及稳产都带来极大困难。
2.6 地应力影响开发效果
低渗透油田通常采用压裂开发，而地应力的方向和大小对压裂裂缝的形状与延伸方向有着很大的影响。因此开发时必须注意地应力的影响。
3 对策分析
3.1 优选储量富集区
许多低渗透油田的含有面积虽然很大，但是单位面积的储量很少，且油层较厚，这样的油田开发成本高、难度大。因此应当优先选择储量富集的块区。首先利用三维地震以及钻探试油的资料，对油藏进行早期描述并预测岩石发育带以及油水变化的规律，优选岩石发育较好，储量丰富的区块进行开发，在取得一定的经济效益后再逐步扩大开发范围。
3.2 制定合理的井网部署方案
低渗透油田开发成功与否的基础就是井网的部署方案。在充分认识到开发难度的基础上，采用线状注水的方式，沿着平行裂缝方向布井，并按照井距加大、排距减小的原则合理缩小井距，加大井网的密度。
3.3 开发合理的层系组合
利用加密井进行细分层开发，将特征接近的油层组合在一起。在当前开采工艺水平的基础上，不易划分过细的开发层系，这样会增加建设的工作量，影响经济效益。划分好了开发层系后，应尽量把同一油藏相邻的油层组合起来，保证各个油层对井网排布和注水方式有共同的适应性，从而可以减少开采过程中的层间矛盾。另外还有确保层系之间不发生干扰与窜通。
3.4 选用总体压裂改造技术
低渗透油田最根本的开发工艺技术是总体压裂优化设计以及压裂改造，使得油藏裂缝与油水运动，油层分布与注采井网的分布合理化。低渗透油田在进行总体优化设计的基础上，还有进行单井的工程设计、施工参数的优化、施工过程的监控以及压裂效果的评估分析。优化总体压裂改造的目的是提高采油效率，获取工业油气流，从而获得持续的稳产高产，将敬酒效应最大化。
3.5 选用高效射孔与深抽工艺
高效射孔技术强度高、深穿透、采用油管运输，可以大大提高低渗透油井的生产能力。对于深层的低渗透油井，还起到降低地层破裂压力的效果。
当低渗透油田出现油井见水后产油指数大幅下降的情况时，只有不断加深抽油的深度，提高生产压差，才可以提高油井的产油量，缓解下降速度，保持一个稳定的产量。因此在低渗透油田开采过程中十分重视深抽工艺，不断加大抽油的深度。
3.6 改善注水技术
我国低渗透油田单井的产量普遍不高，且多数油田的弹性能量较小，初期对其注水井的要求不高，因而在开放初期可以适当减少一些注水井，以保持地层的压力。随着开发的进行，注水量的不断累积，低渗透油田的含水量不断上升，此时根据低渗透油藏的采油指数变化趋势，低渗透油田的注采井的数量比应当不断上升。
当油田不存在裂缝时，可以适当提高注采比。地层存在微裂缝的情况下注水，可以地层压力稳定在原始压力附近。而开发弹性能量大的油田时，可以利用天然的能量开采，当地层压力降低到饱和压力时再注水。
注入的水要经过防腐、除氧、杀菌以及精细过滤等一系列的措施，确保其质量符合规定。
4 结论
通过理论研究以及实践生产，对低渗透油田的开发已经形成了一定体系的认识与经验。合理推广这些经验，并不断开展相关的研究和实践，并将使我国低渗透油田的开展迈入一个新的高度。
参考文献
[1] 罗英俊.在全国低渗透油田开发技术座谈会上的总结讲话[J].西安石油学院学报（自然科学版），1994（01）
[2] 李道品，罗迪强.低渗透油田开发的特殊规律──低渗透油田开发系列论文之一[J].断块油气田，1994（04）
【论文摘要】谢木东沟铁矿矿床经多次勘查,提供的资料均达不到开采要求,2008年 9月再次对2号矿体的储量进行了勘查,经勘查本区具有可采价值,社会和经济效益较大,适合建设年产 10万吨铁精粉的矿山企业。
1.工程概况
该区隶属承德县三家乡谢木东沟村管辖。铁矿成因类 型可分为岩浆晚期分凝式和贯人式两种类 型。前者有经济意义 ,后者 目前尚未发现经济矿体。
赋矿岩石有三种:一为赋存于辉石角闪岩体 中的低品位的矾钛磁铁矿体 :另一种为赋存于紫苏辉长岩 中的矾钛磁铁矿体 ,第三种 为产于基性斜长岩体 中的矾钛磁铁矿体 ,规模小无意义。
二 十世纪七十年代 河北 省区调大队完成 1/20万 承德幅地质图 ,901航测大队完成 1/10万航磁测量。
2004年 6月河北省地质调查院完成 《承德县三家谢木东沟铁矿地质普查设计》。
2008年 4月华北质勘查局五一 四地质大 队完成 了 《河北省承德县谢木东沟铁矿普查地质报告》。
2008年 9月承德天意建设工程 勘察有限公 司对 2008年 4月由华北地质勘查局五一四地质大队提交的《河北省承德县谢木东沟铁矿普查地质报告》中 2号矿体的储量进行了钻探验证。全 区共完成槽探工程 745立方米 。施工 2个钻孔 ,总工作量 200.60m。
2.储量估算
2.1采用的工业指标
边界品位 mFet>6%:
工业品位 mFe~8%;
可采厚度t>4:
夹石剔除厚度>4m;
剥采 比不大于 0.5:1;
边坡角≤60。
2.2储量估算参数
2.2.1矿石体重平均值 :3.23dm
2.2.2矿体 面积 :通过计算机在剖面 图上测 量两次 ,误差小 于 2%时。取其平均值。
2.2.3矿体圈定 :按工业指标 ,其品位符合指标要求的圈定为矿体。沿走向边部工程外推到地表矿体尖灭点的距离为矿体的零点边界 。
2.2.4矿体的内推与外推:沿走 向端部工程外推 ,1/2尖推 。
2.2.5碎体下限 :本区矿体 自地表垂直下推 50m,但 不超 过本区的侵蚀基准面(550m),作为矿体底边界 ,并且 满足 60。边坡角时剥采比小于 0.5:1.所划定 的露天坑内为可采矿体 。
2.2.6储量的分类及块段的划分 :本区适合露天开采 ,露天坑 内划 为经济基础储量 122b,端边外推划为 333资源量。块段划分原则为:两相邻勘探线间和沿走向外推部分 ,分别划为不同的矿体。
2.3储量估算该矿床为低品位磁铁矿 ,全区探获经济基础储量(122b)108444千吨 ,全铁平均品位 14.39%,磁性铁平均 品位 7.36%,磁性铁平均占有率为 50.1%。其中 I号矿体全铁平均品位 15.5%,磁性铁品位一般为 7.19—12.83%,平均 8.93%,储量(122b)为 24225千 吨;I号矿体全铁品位一般 10—15%,最高为 17.48%,平均 13.25%,磁性平均占有率为 43%,储量(122b)为42636千吨;III号矿体全铁平均品位13.55%.磁性铁平均为 7.85%,磁性铁平均占有率为 57.93%,储量(122b)为 13323千吨;Ⅳ号矿体全铁品位一般为 17.O3—22.39%,平均18.44%,磁性铁平均为 8.93%,储量(122b)为 28260千吨;
3.开采技术条件
3.1水文地质条件本区地貌形态主要为中低山地形,地势起伏较大,沟谷发育.有利于大气降水的排泄。第四系孔隙含水层渗透性较好,富水性弱,水质良好。基岩裂隙含水层渗透性较好,但富水性弱,水质良好。矿区内目前尚未发现较大构造破碎带。矿体围岩为火成岩,裂隙水是矿床充水的主要因素,也是矿床充水的水源,但渗透性较小,对露天开采影响不大。
3.2工程地质条件本区矿石为含铁辉石角闪岩型及二辉岩型。
属半坚硬一坚硬岩石。为整体结构,区内矿石稳固性属中等,矿体完整性属中等,按矿石质量标准分级属中等。在矿区矿体附近没发现较大的断层.但存在小的裂隙,特别要注意选厂后沟二辉岩体与花岗斑岩的接触带 ,在开采过程中要做好边坡处理及必要的工程防护。
4.经济效益
4.1计算指标
选矿比 l:12,可采系数(122b)0.6、(333)0.5计算。
铁矿石采选总成本200元/吨(含税费),铁精粉售价 1000元,吨。
4.2效益指标(全采期 )
铁精粉总量=矿石量×可采系数X选矿 比=5422.2千吨
销售收入:铁精粉量X销售价=542220万元
生产成本=铁矿石可采量X单位成本=108444万元
总利润=总收入一生产成本(含税)=433776万元
4.3社会效益建设年产 10万吨铁精粉的矿山企业 ,安排劳动力200多人。同时带动了其它相关产业的发展。而且不会给周边造成环境污染.社会效益和企业内部效益都是很可观的。
5.结论
本区适合建设年产l0万吨铁精粉的矿山企业。
【参考文献】
[1]铁矿地质勘探规范,地质部和冶金工业部,北京地质出版杜,1991年.
关键词：开采；岩移；研究；应用
一、概述
建新煤矿地处黄陵县建庄林区，属陕北黄土高原南部的低中山丘陵，区内山峦起伏、沟壑纵横、地形复杂，属侵蚀构造地形，并呈堆积的山间河谷地貌特征。植被以灌木、松树等为主，覆盖密度大，为典型的低山林区，水系较发育。
矿区井田范围内分布有水库、村庄、工业设施等，大部分村庄民房建在沟壑切割形成的塬地或近沟壑边缘，随着井下大范围开采，涉及地表建筑的煤层开采及保护问题会越来越多。
因此，研究井下开采对地表造成的影响、存在规律、预防措施和
治理就成为当务之急。
二、4101工作面观测站方案设计
1. 主要目的、任务
1）根据矿井地形、地质、开采条件，设计并建立4101工作面开采的地表移动观测站，进行地表移动变形观测；
2）通过观测取得建新煤矿地形、地质、采矿条件下的采动地表变形规律与岩层移动参数，为矿区村庄、道路及其公共设施、水体下采煤和留设保护煤柱提供计算分析资料与依据，为矿区“三下”安全开采服务；
3）观测条件许可下，进行地表移动数据的动态跟踪分析，了解开采过程地表移动变形的规律与特征。
2. 作业依据
1. 中国统配煤矿总公司.煤矿测量规程、手册.煤炭工业出版社；
2. 中国矿业大学.开采沉陷学.中国矿业大学出版社；
3. 中华人民共和国煤炭工业部制定.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程.煤炭工业出版社；
4. 中华人民共和国测绘行业标准.全球定位系统（GPS）测量规范.GBT 18314-2001；国家三、四等水准测量规范.GB 12898-91。
3. 仪器设备
为完成研究任务，配备中海达GPS（静态）接收机4台，精度5mm+10ppm、拓普康2″全站仪一台，测距精度2mm+2ppm、索佳C32Ⅱ水准仪（S3型）一台，3米区格式木质水准尺及尺垫一副，计算机一台。
4. 设站地区地形、地质及采矿技术条件
矿区主采4-2煤层，4101工作面位于矿井41盘区，煤层厚度约3.2～8.9m，平均厚度5.6m，倾角1～3°，为近水平煤层；工作面走向长1163m，倾向长180m，总面积222053m2。采用综合机械化放顶煤采煤法，全部垮落法管理顶板。上方地形高低起伏，植被茂密，海拔1135～1500 m，平均采深550m。
5. 观测站设计
矿区地形条件差、起伏大，植被非常茂密，这给观测站的设计和观测工作带来极大不便。考虑到实际困难，我们主要分析研究开采影响的静态结果，这样观测站的设计可随地形的起伏和植被的分布做适当的调整，观测次数尽量减少，以满足参数计算和静态分析为目的。
1）观测线长度及平面位置确定
根据钻孔资料和煤层底板等高线，可以看出开采面内煤层呈盆地型分布，走向并不明显，故都设计为倾向线。设计沿倾向方向分别布置两条观测线，且两条观测线基本垂直（A、B）。根据采深与观测点间距的选取要求，测点间距控制在30m左右。
根据开采区地表的地形分析，在采动影响区域之外根据地表已有永久控制点确定每条观测线的控制点至少2～3个，并连测观测线上各观测点。观测点的外端点距控制点间距离及控制点与控制点间的距离以不小于50m进行布设。
2）所用参数选择
根据4101工作面开采影响观测范围的地质、地形及开采煤层条件分析，上覆岩层以砂岩为主，夹有少部分砾岩和泥岩，综合分析本区覆岩岩性与铜川、蒲白、澄合矿区属相近类型。根据有关研究表明：这些矿区松散层边界角φ=57.3，基岩走向边界角0=68.6，上山边界角0=73.9，下山边界角0=66.1，可作为4101工作面开采沉陷的设计参数。由于地形条件的限制，考虑将各移动角的修正值定为10，即取Δγ=Δδ=Δβ=10。
3）倾向与走向观测线位置确定
因开采面内煤层呈盆地型分布，走向不明显，故不设走向线，设计均为倾向线，根据地形条件设计倾向观测线，达到最大下沉即可。
4）观测线长度
A观测线长度，根据实际地形情况我们可以选择半盆地上山观测线。具体计算：
H0ctg63.9+ Hoctg58.6=269+335+30= 634 m
B观测线长度，考虑到测区为山地布点观测不方便，所以在布设观测站时参数的设计和观测线的长度会加以适当的调整，将观测线尽可能沿沟底布设或尽可能靠近沟底，便于观测。具体计算：
H0ctg63.9+L+ Hoctg56.1=269+180+369=818 m
三、观测
地表移动观测站观测时间及观测内容
1. 观测站与矿区控制网连测
在观测点埋设好10～15天、点位固结后，测站地区未被采动之前应完成连接测量工作。根据规范要求，连接测量需独立进行两次。由于地形复杂，采用静态GPS作E级平面控制和矿区进行连测；高程采用四等三角高程测量的方法即可。
2. 全面观测
全面观测必须独立进行两次，时间间隔不超过5天，包括各测点的平面位置和高程。
全面观测平面用全站仪按一级导线测量，高程按三等水准精度要求实施。两次观测同一点高程差≯10mm，点位坐标互差≯20mm，取平均值作为观测站的原始观测数据。
为确定移动稳定后各点的空间位置，须在地表稳定后进行一次全面观测（称为末次观测），地表移动稳定的标志是：连续6个月观测地表各点的累计下沉值均小于30 mm。如果需要增加全面观测，可根据情况或要求随时确定。
3. 日常观测
1）当开采工作面推进宽度达到采深的0.2～0.5倍后，每隔十天进行一次水准测量，监控地表是否开始移动；
2）在地表移动过程中，要进行日常观测工作，即每隔1～3个月观测一次。
3）在移动活跃阶段，还应在下沉较大的区段，增加水准观测次数。此阶段可按四等水准测量精度进行。
每次观测，要实测相应工作面位置、开采厚度、工作面推进速度及顶板陷落、煤层产状、地质构造、水文条件等。同时测量地表受采动影响后产生的裂缝位置和塌陷要素，特别是采区附近200m范围内的地物变形情况及其特征，并注明发现日期。每次观测结束后，要及时将有关开采要素（开采高度、深度，工作面推进速度，工作面位置、日期等）、地面损害特征（地表裂缝、塌陷坑、滑坡点，损坏的房屋及保护物等）要素标注到图纸上，以便分析。
四、变形分析
在对野外观测成果再次检查，进行各种改正数的计算和平差计算后，通过内业整理首先算出观测点平面坐标和高程，然后计算出各变形量和变形参数。
经过两年半的实际现场观测，各点高程变化值在2―10mm之间，考虑到此偏差由测量误差和外因条件对点位的影响，各点的高程变化应在正常范围。
选取倾向线与中心线的交点O，作点位下沉曲线图（如图）所示：
根据对实测数据处理及特征点点位变形曲线图分析得知，各监测点高程均未发生明显变化，且在对测区日常巡视中未发现地表裂缝、塌陷坑等地面损害特征，分析此种状况的原因，大致有以下几点：
1.4101工作面开采深度平均550m左右，煤层开采深度大，开采对地表沉陷影响明显减弱。
王国法，生于1960年，1985年东北大学研究生毕业，1995年破格晋升煤炭部首批研究员，2000年被正式聘为煤炭科学研究总院采矿工程专业博士生导师，现任中国煤炭科工集团首席科学家，天地科技开采装备技术研究所所长，中国矿业大学（北京）兼职教授。兼任中国煤炭工业技术委员会委员，煤矿支护设备标准化技术委员会副主任委员，中国煤炭工业协会支护专业委员会专家组成员。他一直致力于煤矿综采工作面支护和液压支架及配套技术研究，创立液压支架与综采配套技术理论体系，在开发特厚煤层综采放顶煤液压支架与配套关键技术、创新大采高高效集约化开采液压支架与成套技术、解决复杂煤层综采工作面支护与成套技术方面取得突破性成果，为我国煤炭科学技术事业发展做出重大贡献，1993年被国务院授予政府特殊津贴，1996年被煤炭工业部评为首批煤炭系统专业技术拔尖人才，1998年被评为国家级有突出贡献的中青年专家，2006年入选中央联系的高级专家。获得国家和省部级科技进步奖27项，其中国家奖3项，省部级特等奖和一等奖9项。
开拓先河引领发展
中国是世界第一大产煤国，煤炭产量已达世界煤炭产量的48%。煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料，但煤的开采却是一项十分艰苦和困难的工作，安全、高效开采是煤炭工业的发展方向，作为中国煤炭开采装备技术领域的学科带头人，王国法凭借着孜孜不倦的勤奋与过人的毅力，开创了行业的先河。
煤矿地下开采采场顶板及围岩是多层非连续介质不稳定力学结构，断层、构造和强烈矿压冲击等多种地质灾害对开采是极大的威胁，工作面支护是开采的首要条件，综采是安全生产的根本保证，液压支架要支得住，走得动，是综采系统的核心，其投资约占煤矿采掘装备的60％。上世纪七八十年代我国开始从国外引进液压支架等综采设备，试验综采，但是，国外对我国实行技术封锁，引进液压支架也多次出现因不适应煤层赋存条件而发生严重事故，导致综采失败。
液压支架受力状态取决于矿山压力和结构内外力相互作用关系及工艺系统等诸多复杂因素，其支架结构由复杂格子结构梁体铰接，力系超静定。国内外长期采用简化的平面力系和假设进行分析计算，误差很大。面对如何合理确定液压支架参数，保证其适应性、让缩性和可靠性不同于一般采掘设备的特殊难题,王国法结合综采研究实践，建立了液压支架与围岩相互作用的空间力学模型，构建了模拟顶板动压外载在支架复杂箱式结构体中的非线性传递函数。1998年，他的这项成果获得国家科技进步三等奖。
他首次提出以液压支架支撑合力与顶板压力最佳耦合、内力最小和质量最小的多目标的总体结构参数模糊聚类分析和围岩耦合三维动态优化设计方法，开发了动态优化设计软件，使液压支架寿命由5000次循环提高到50000次循环。
在此基础上王国法再接再厉，主持了煤矿支护设备标准体系的建设，获得了国家标准贡献奖，形成了较完整的液压支架技术理论体系，他为我国综采设备的出口做出了突出贡献。由他主持完成的“高端液压支架及其先进制造关键技术研究与产业化”项目攻克了高端液压支架可靠性关键技术，实现了高端液压支架的国产化和产业化，完全取代进口，结束了我国高端液压支架长期依赖进口的局面，取得巨大经济效益。
王国法在国内外学术会议和核心期刊上发表了大量相关论文，出版了《液压支架技术》等5部专著，他的论著被广泛引用，并应邀到美国，德国，澳大利亚，印度、俄罗斯和波兰等国家做学术报告和技术交流，受到外国专家的赞誉。他指导培养大批博士研究生，始终引领本领域的技术发展，成为我国煤矿开采和装备技术领域的领军人物。
创新进取屡挣第一
不日新者必日退，高举着中国煤炭大旗的王国法任重道远，他不断开拓进取，用许多“第一”成就了中国煤炭事业的领先地位。
王国法倡导和首创开发了新型高效低位放顶煤液压支架，在阳泉一矿试验成功，使顶煤效率和回采率显著提高，并迅速在全国推广新型低位放顶煤技术，促进了放顶煤技术的快速发展。
他通过深入研究全国综放开采中的问题，发现了四柱式放顶煤液压支架在大多中硬和软煤层条件下普遍存在前后立柱受力不均衡等缺陷，率先提出了两柱放顶煤液压支架及自动化放顶煤成套装备技术的构想。进行了自动化放顶煤关键技术与装备的创新研究，首次提出了自动化放顶煤配套和工艺模式,创新开发了世界首套电液控制放顶煤液压支架和基于神经网络的综放工作面自动化控制系统，实现了综采放顶煤工作面自动化生产。配合兖矿，王国法首次实现了我国综采放顶煤液压支架专利技术出口和把放顶煤技术引进澳大利亚，成功实施澳思达煤矿综放开采，被澳大利亚专家称为开创了澳洲煤炭开采的新纪元，总体技术世界领先，获得国家科技进步二等奖。
为解决10～20m特厚煤层高效开采难题，王国法率先提出大采高放顶煤开采技术方案，主持国家“十一五”科技支撑计划重大项目大采高综放成套装备中的核心装备――世界首套5.2m大采高放顶煤液压支架研制。
为解决西部矿区特大型矿井6~7m煤层安全高效高回收率开采问题，2006年他首次提出7m以上超大采高综采技术方案，获得国家发明专利。他主持了首套7.2m超大采高液压支架设计研制，发明了微隙准刚性四连杆机构、三级护帮和稳定性控制等技术，解决了7m超大采高条件下支架失稳和强矿压造成的片帮及移架速度和减重等系列重大技术难题。
近年来，他取得国家发明专利和实用新型专利几十项。一桩桩、一项项，王国法敢于做第一个“吃螃蟹”的人，为中国的煤炭事业注入了无限活力。
厚积薄发缔造辉煌
博观而约取，厚积而薄发，王国法教授在理论与实践相结合的科学探索中，为中国煤炭事业建功无数，书写了一个又一个神话。
“年产600万吨综采成套装备研制”是我国煤炭工业具有标志性的重大成果，他是本项目的主要完成人。大采高综采的最大技术难题是煤壁片帮控制和支架稳定性，王国法提出了片帮控制函数和稳定性结构模型，他主持了大采高电液控制液压支架的创新研制和系统集成配套，提出了厚煤层一次采全高重型高效综采成套装备配套模式，大采高强力开采工艺系统模式及优化参数，电液控制及工作面远程控制模式，开发研制成功首套国产年产600～800万吨生产能力的大采高综采成套装备，在昌汉沟煤矿实现年产1015万吨。他成功研制了系列高可靠性大采高液压支架，工作面年产纪录由上世纪80年代末的100万吨水平提高到1000万吨，实现了大采高技术的新突破，建立了大采高综采技术体系，填补国内高端综采成套装备的空白，完全替代进口。获得国家科技进步二等奖与行业特等奖和一等奖。
0.6~1.3m薄煤层开采由于工作面作业空间极其狭小，成为国内外机械化开采重大技术难题，为解决这一重大技术难题，王国法主持了“0.6~1.3m薄煤层综采自动化技术及成套装备的研发与应用”，他提出了薄煤层综采自动化配套模式，建立了薄煤层工作面综采设备参数神经网络设计模型和工艺系统分析模型，突破了薄煤层开采核心技术―“成套设备小尺寸、大能力、自动化”，集成研发了首套基于滚筒采煤机的0.6~1.3m薄煤层综采工作面内无人值守自动化控制系统，实现了工作面内无人自动化开采。创新研制单进回液口大伸缩比双伸缩立柱、支架板式梁梁叠位布置新结构，突破液压支架工作阻力与结构高度关系极限，研制成功最小高度0.45m系列薄煤层液压支架。研制成功世界首套最小截割高度0.8m并能适应0.6m煤层煤岩混采和截割硬夹矸的大功率滚筒采煤机综采自动化机组，在全国各矿区广泛推广应用，解决了解放层开采，提高了资源采出率，获得三项省部级科技进步一等奖。
为解决大倾角和急倾斜复杂难采煤层安全高效开采难题，王国法提出了解决大倾角煤层开采支护防倒防滑和安全防护的关键技术措施，他主持了45°―50°倾角煤层一次采全高综采和45°倾角特厚煤层综采放顶煤工作面总体配套设计和大倾角液压支架设计，在许多个矿区应用，取得良好效果，获得行业一等奖。
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