时间：2022-05-28 22:21:00
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在矿井开采煤炭中，为了提高煤矿的生产效率，就需要对高度集约化的开采技术给应用过来，同时，将各种具有较高性能的采煤工艺和装备等引入进来；选择的开采技术属于高度集约化，同时应用的采煤工艺和设备具有较高的性能，煤矿井下采矿作业的安全性就可以得到实现，以便顺利开展煤矿生产工作。如果开采的煤矿埋深较浅，还具有较硬的煤层和顶板，那么就需要将埋深浅控制技术、硬顶板控制技术和硬煤层处理技术给应用过来，以便有一套完善的现代化采煤技术形成，实现高产高效的目标。在对缓倾斜长壁薄煤层进行开采时，选择的薄煤层采煤机或者刨煤机需要具备较高的可靠性和较大的功率，并且具有较小的体积。为了将采煤机的作用给充分发挥出来，需要利用采煤机来进行加固，保证足够的稳定，在对开采技术选择时，需要将采煤机和薄煤层实际情况给纳入考虑范围。为了促使采矿的高产高效目标得到实现，就需要对煤矿开采的机械化程度进行提升，将一系列高产高效设备给应用过来，这样方有良好的保障系统形成。结合具体情况，对支架设备合理选择，以便对矿井围岩进行加固，保证足够的稳定，将相应的监控设备应用过来，监控支架的支护质量和围岩状态等；之后，结合监控信息，对采煤机和矿井的运行情况进行分析和诊断，支架的操纵和改善利用电液控制阀组来完成，对信息自动采集系统进行完善，以便及时掌握液压信息、支护质量信息等。实践中福建地方小型矿井依然采用炮采采煤方法，也即是爆破采煤法。炮采工艺流程包括有破煤、装煤、运煤、顶板支护、回柱放顶等。
2煤矿井下的采煤生产技术
在煤矿井下生产实践中，我们需要从技术角度上来强化采矿方法，应用这些开采技术：
2.1深矿井开采技术
在深矿井开采技术的应用中，有诸多的环节都需要引起人们的重视，如严格控制开采矿压，科学布置井巷，防治冲击地压以及防治瓦斯和火灾等等。在具体实践中，我们发现深矿井开采技术还不够成熟，有诸多的问题出现，需要进一步研究，涉及到很多方面的内容，如深井作业环境变化、巷道支护技术以及掘进技术等等。
2.2巷道布置开采技术
在煤矿井下生产中，非常重要的一个环节就是巷道布置，巷道布置情况将会对煤矿井下的生产产生直接影响，同时，煤矿井下巷道布置也关系到了煤矿开采成本，因此，就需要对其产生足够的重视。煤矿企业需要结合自身具体情况，对煤矿井下深入考察，并且将选择的采煤方式和采煤技术给充分纳入考虑范围，对煤矿井下巷道科学合理的布置。为了促使煤矿生产效益得到提高，还需要优化煤矿巷道布置；深入研究煤矿巷道布置技术，保证其能够有机结合其他方面的因素，如煤矿开采技术、煤矿井下作业条件等，这样矸石运输方面花费的时间和成本都可以得到减少。结合优化之后的巷道布置，来对开采技术合理应用，边挖掘边开采能够实现，采矿效率得到了较大程度的提升。
2.3采场围岩控制技术
要严格控制采场围岩，如果采场围岩稳定性不够，那么就会在较大程度上威胁到采矿作业人员的生命财产安全；依据相关的开采经验，有机结合现代化的理论以及先进的计算机测量技术，可以将地质构造情况给准确探测出来，这样可以更加顺利的进行煤矿开采，还可以全方面掌握煤矿采场的岩层情况。对于煤矿井下顶板，一般可以将其划分为两种类型，分别是坚硬岩层顶板和破碎岩层顶板，对于岩层控制技术的选择，需要充分依据煤矿井下顶板情况来进行，这样方可以获得较好的成效，并且降低生产成本。在处理岩层顶板时，过去通常将高压注水处理技术、深孔预裂爆理技术等应用过来，这些技术比较的复杂，并且需要较高的成本，在时代飞速发展的今天，这些技术逐渐暴露出来了诸多的问题，那么就需要对岩层顶板处理技术不断的研发和创新。将优化后的开采技术给应用过来，可以促使生产效率得到显著提升。同时，还需要深入研究高产高效的矿井，以便能够全方位的优化矿井内部的巷道和开拓等各个方面。
3结语
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。
3.2急倾斜煤层的主斜坡坡度过小。
在实际的施工过程中，需要设计好急倾斜煤层的主斜坡的坡度，然而即便有明确的倾斜角度作为参考，施工过程中也难免会出现一些问题，使得主斜坡的坡度不符合施工标准，即使受到自身重力的作用煤炭也不能自溜下降，降低了工作效率。
3.3改造眼的反眼坡度。
在设计改造眼时，相当多的矿区会把经济效益放在第一位，所以在设计改造眼时并不会综合考虑各方面的条件，有的甚至把改造眼的坡度设置到30度以上，并且有太多拐弯，给施工安全留下隐患。
4结语
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。
2开拓井巷工程施工不安全技术因素
开拓井巷的设计施工中，经常会存在下部车场轨道安全间隙过小等不安全因素，如果不能掌握巷道的所有信息，就会导致在巷道设计过程中出现高度过低的情况，并且在对巷道的腰线进行设定时也存在很明显的不安全因素。只要是其中有一个环节存在不安全因素，就会影响整个采矿工程的正常进行。
2.1下部车场轨道间安全间隙过小对于下部车场的设计，车场间隙一般确定为1.3m，但是在实际施工中很多矿井的安全间隙仅有1.3m。在这种施工的情况下，一旦车场运输任务重，并且运输车变形或者材料车过宽的情况下，很容易因为双轨之间的挤碰而威胁到工作人员的人身安全[3]。因此，在对下部车场进行设计时，必须要充分考虑超宽运输车可能通过的情况，增大间隙到1.4m左右，确保运输工作能够正常进行。
2.2巷道高度过低巷道掘进施工一般都是采用砌碹支护开拓作业的方式，半圆拱形断面首先的也是掘进方式，一般情况下会将墙的高度控制在1.2m上下。就采矿井巷实际施工情况来看，存在少数的矿区没有采取规定的方式来对巷道进行开拓，很多大断面积的巷道墙高为1.1m左右，这样在巷道进行架线时，高度不能达到架线以及施工的安全标准，在后期的施工过程中很容易就出现触电安全事故。因此，在对巷道进行开拓施工时，必须要严格结合当地实际情况来进行综合分析，确定最终的巷道墙高，保证其能够满足工程施工的安全需求。
2.3巷道腰线设计不合理中线与腰线主要对井下巷道进行施工控制的，其中中线的主要是对巷道的掘进方向进行指导，一般情况下应在巷道顶板位置或者是棚梁上设置3~4个中线点，选择用正中或者偏中线的形式来表示，而设备可以选择激光光束的方式来确定掘进迎头的尺寸是否合理。而腰线的作用主要是完成对标高与坡度的控制，以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位置是否合理[4]。在实际施工过程中，一般都是在间隔30~50cm的位置用测量一起设置一个中腰线。并且针对煤层较厚的区域，为保证掘进的正确性，还需要对巷道进行分层，在开采难度降低的情况下，巷道的压力也会增加，而支架承受压力过大发生变形后就会对设置的中线点造成影响，使其不能够完全保证在同一水平线上，进而会造成巷道施工质量减低。并且，在实际的巷道施工过程中，受地质地形等因素影响比较大，往往会造成施工方位的变化，为了保证工程施工质量，需要将拐弯处的曲线巷道半径以及转角等转化为切线或者弦线。
3采掘面不安全技术因素
采矿工程采掘面的工程施工，也会存在一定的不安全技术因素，例如急倾斜煤层主斜坡设计中存在的坡度过小不安全技术因素，以及存在切眼与分斜坡开口的施工问题，还有改造眼拐弯处过多以及反眼坡度设计过大等问题等，都会对工程的安全施工造成不良影响。
3.1急倾斜煤层主斜坡坡度过小为满足工程安全施工的要求，在对采矿井巷采掘面进行设计时，必须要通过全面分析后做好对急倾斜每层主斜坡坡度的控制。但是在实际施工过程中，即便是有明确的倾斜角度作为参考，也会出现各种各样的施工问题，最终导致主斜坡坡度不能够满足工程建设要求，导致煤炭在受到自身重力影响后也不会出现下降，很大程度上影响了工作效率。
3.2切眼口及分斜坡开口矿井采掘面进行切眼开口设计时，如果没有按照每层正倾斜的方向进行设计，或者是沿着要求的方向设计但是最终确定的长度不够，形成的三角带切眼，很容易就会出现煤柱垮塌的现象。因此，在对采掘面切眼口进行时设计时，必须要严格按照相关要求来进行，以免因为设计不合理而出现各种质量问题。
3.3反眼双向施工从布置在巷道底层的煤层底板来看，如果采用反眼双向施工的方式，经常会因为放炮震动而对反眼头煤柱造成影响，甚至会因为空顶过大的原因，最终导致垮帮问题的出现，无法进行正常的维护工作。在对采掘面进行此项施工后，往往会在本区段回采完成后，无法保住煤柱，在二段回采过程中将会出现窜矸问题，进而会对工程的正常开采造成负面影响。因此，为保证工程的顺利施工，确保煤柱不会受到损伤，在反眼头施工时，应该选择单向施工的方式，以此种方式来保证回采与正规推采都能够顺利进行。
4提高采矿工程安全性改进策略
4.1井巷工程施工安全策略对于井巷工程施工时，在设计中部车场时应该选择单道起坡的施工的方式，可以确保采矿井巷工程中部车场设计与施工工作的顺利进行，并且可以降低施工成本，重要的可以避免空车在道岔行驶过程中发生倒掉，保证挂钩工作人员的生命安全。为保证采矿工程的安全施工，要求设计人员必须要对矿井进行全面分析，将巷道曲率半径控制在12m左右。并且下部车场的谁及应该尽量避免将其设计在弯曲巷道中，将其设计在直线巷道中，避免对电机车司机的视野造成影响而发生安全事故。
4.2开拓巷道施工安全策略在对下部车场轨道进行施工时，应加强对之间安全间隙的控制，为避免受运输车重量过大或者是运料车过宽等因素影响，造成挤压而产生安全事故，应该将间隙控制在1.3m以上，大概1.4m左右为佳。另外，采矿巷道施工一项的安全措施就是保证用电安全，为了确保线路的架设高度达到安全标准，必须要确保巷道墙高能够满足施工要求。另外，应该加强对中线以及腰线的控制，保证掘进工作面的正常。
4.3采矿工作面安全策略采矿工作面的安全技术策略，需要结合存在的不安全因素进行分析，在全面了解矿井工程实际情况后，以满足工程正常施工为根本目的，采取最有效的施工技术。例如针对三角带煤柱垮帮事故，在施工时应该严格按照规定对切眼的开口进行操作，保证施工中切眼开口长度、方向以及各项参数都能够符合施工要求。
5结束语
（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。
（四）井下定位系统构成及工作原理
1.系统构成
井下定位系统设备主要包括：中心站主机、数据通信服务器、人员定位系统、无线射频单元识别读卡分站以及识别卡、矿用人员管理系统软件、信息传输接口、通讯电缆、矿用隔爆兼直流稳压电源等组成。目前国内井下人员定位系统组成网络结构大部分是采用的RS485远传网络，它具有接线简单、传输距离远和可靠性高等特点。
2.工作原理
井下人员定位系统是根据现场实际情况和要实现的功能，在矿灯收发处、矿井出入口、各个巷道分叉口和作业人员可能经过的通道中安放若干个无线标识读卡分站（每一台具有不同的ID号），将它们通过网络连线与地面控制中心的计算机联网。每个井下作业人员携带的矿灯上安装一个具有唯一标示号的无线标签（标示号与标签携带人的身份、矿名、作业大队和班组在计算机数据库里唯一对应），当作业人员出入井下时只要通过或接近安装在通道内任何一个标识读卡分站，基站即会自动识别到路过人的标示号并立即上传到地面控制中心的计算机。计算机程序将无线标签的标示号（对应到个人）、无线标识读卡分站的ID号（对应井下的具置）、该基站返回的强度信号和确切时间等信息实时记录到数据库里，数据库管理程序可以对库里存放的信息很方便地进行查询、统计和生成报表等操作。如某个人目前所处位置的查询、某区域的人员情况统计并在基于地形图的背景上显示出来、地面人员对井下人员呼叫、井下人员向地面人员报警、利用统计和报表生成功能构成矿山考勤系统。除日常管理之外，最重要的是井下人员定位系统对现场紧急辅助救援工作具有不可替代的作用，万一井下发生事故或灾难，可在电脑上立刻查出事故地点的人员数量和事发后人员的动态分布情况，考虑现场环境等多种因素，为及时组织救援在极短的时间提供准确和科学可靠的决策依据。从而避免了传统人工方式传递信息的低效率、不准确、救援的盲目性和冒险性，为有效地组织救援赢得宝贵的生命时间，使灾难的危害降到最小提供非常重要的不可替代的决策支持。
二、井下定位系统功能
井下人员定位系统可以实现的基本功能如下：
（一）通过矿区图形信息作为用户界面可以实时显示和查询井下情况。
（二）任何时间段（计算机由记录的）井下全部或某个识别读卡分站范围有多少人。
（三）每个人在井下任一时间用表格方式表示的活动轨迹。
（四）查询一个人当前的实际位置，查询一组人当前的实际位置。
（五）地面人员对井下人员呼叫或井下人员向地面人员报警，方便调度中心快速电话联系该人员和出现紧急情况时及时组织救援。
（六）井下人员在井下超过工作和升井时间自动向地面值班人员报警，便于管理者及时查明原因和组织搜救。
（七）查询相关人员在任一识别读卡分站的到/离时间和工作时间等信息，用于督促和落实重要巡查人员按时准点到位进行各项数据的测试处理，从制度和技术手段上杜绝人为因素而造成的相关事故隐患。
（八）井下人员总人数在巷道中的实时动态分布图，计算机程序管理背景是根据井下的实际现场情况制作的矿区巷道地理图，井下人员分布情况可生动形象地显示在屏幕上。
（九）数据库操作管理界面采用具有权限管理的基于局域网模式，可实现多点共享供多个用户同时在不同地点查看。
（十）自动统计算出各类人员井下的各类报表（月报、周报和日报，如果需要的话可以随时生成），如生产作业人员出入井时间表、出勤报表、加班报表、统计管理人员的巡查情况报表、请假和缺勤报表等，若有必要还可与工资报表系统提供软件接口。
（十一）参观访问人员所处位置实时监测，是否按要求到达指定区域或已进入危险地带。
（十二）一旦发生事故，能及时查出有多少人遇险，遇险人员在哪里和确定他们的身份。
（十三）抢险救援时采用手持移动搜救器，快速准确地识别遇险人员被埋人员具体地点、深度和方位，及时抢救有生还可能的人员，明显提高抢险效率和救援效果。
（十四）可实现井下设备管理包括井下车辆和其他重要移动设备的实时位置识别等。
三、井下定位系统的技术特点
（一）使用全球开放的ISM频段，无须申请和付费。
（二）多功能：实现了井下人员实时跟踪定位、辅助考勤、轨迹查询等重要安全管理功能。
（三）高容量：在井下可容纳数百个矿用型读卡器，以及大型矿业数万员工同时使用标识卡。
（四）无线标签与读卡分站之间可实现双向高速数据交换，透明/加密传送数据和信息，即应用灵活又保证了数据安全，为在人员定位网上扩展移动数据采集、地面井下双向信息交换和移动瓦斯监测系统提供了平台支持。
（五）多种技术集成：系统集成了RFID技术、无线数据传输、总线传输等。
（六）定位系统可以向目标发出呼叫信息，如一般呼叫、紧急呼叫、撤离呼叫等信息；可以呼叫一个特定目标，也可以呼叫多个目标（群呼）；信息可以在第一时刻立即传达到每一个人，实现实时信息传递。紧急情况下，井下人员还可以通过便携式卡向系统发出呼救信号，从而得到其他人员的及时救助。
（七）通过系统采集井下人员的分布情况，支持事故后准确地判断人员所处位置，为实施应急救援创造有利条件。
四、井下定位系统作为辅助救援必要性
众所周知，国内矿山企业事故时有发生，如何加强安全生产和安全监督工作力度，当灾难降临后如何提高救援和搜救工作效率，这类问题涉及国家、企业和个人的切身利益，涉及建立和谐社会维护安定团结局面的大事。因此，国家各级主管部门和企业领导应该尽一切可能将这类问题解决好。井下人员定位系统对现场紧急辅助救援工作具有不可替代的作用，万一井下发生事故或灾难，可在电脑上立刻查出事故地点的人员数量和事发后人员的动态分布情况，考虑现场环境等多种因素，为及时组织救援在极短的时间提供准确和科学可靠的决策依据。从而避免了传统人工方式传递信息的低效率、不准确、救援的盲目性和冒险性，为有效地组织救援赢得宝贵的生命时间，使灾难的危害降到最小提供非常重要的不可替代的决策支持。井下人员定位系统是整个矿山行业安全生产和稳定发展的需求，它可以提高安全生产和现代化管理水平，在灾害辅助救援时发挥重要作用。尽管目前井下人员定位系统还不像瓦斯监测系统那样已成行业的强制标准，但科学技术进步是矿山行业安全生产发展的必由之路，相信在不远的将来，它的技术会不断发展而其应用会得到进一步普及。
五、结论
本课程教学团队中承担主讲教学工作的有5人，承担辅助教学工作的有2人，所有教师均参与本课程的教材建设、教学改革、实验教学、网络资源建设等工作。多年来，教学团队努力加强梯队建设，支持、鼓励青年教师攻读博士学位(有2人博士在读)，并且针对青年教师在教学工作中存在的问题，积极开展教学研讨，交流教学经验，帮助他们尽快提高教学、科研水平。目前，团队所有成员坚持在教学、实验、科研和教学改革四个层面全方位开展工作，始终把本科生教育放在首位，并同研究生培养、科研课题紧密结合，已形成一支结构合理、综合素质高、教学效果好、积极致力于教学改革的课程教学团队。表1为教学队伍的学历结构、职称结构和年龄结构。
2教学方法与手段
在长期的《表面改性技术》教学过程中，我们一直致力于教学方法的改革，以求达到最佳的教学效果。当今的本科教学强调素质教育，其教学结构是学教并重，即"主导－主体"教学模式。这种教学模式的核心在于既要发挥教师的指导作用，又要充分体现学生的主体作用。据此，我们对《表面改性技术》课程教学方法及手段进行了多方面的改革:
2．1采取“研究性教学和研究性学习”的教学方法
从研究问题入手，将“原理－设备－工艺－工程”的知识构建过程展现出来，同时提出新的问题，组织学生展开思考和研讨，引导学生把所学知识与煤矿设备工程实际紧密结合，变单向传输式教学为双向互动式教学，变以强调理论内容为主的灌输式讲授为探究理论研究过程为主的引导式讲授，实现真正意义上的“双主”教学。
2．2积极组织学生开展研讨活动
例如在学习有关热喷涂的内容时，以井下带式输送机底托架热喷涂铝加封孔剂处理可大幅提高使用寿命为例，让学生进行讨论，帮助、引导学生从材料的选择、涂层的结构以及喷涂工艺流程、实施过程等各个方面进行考虑、分析，并提出解决的方法。这样，通过启发式教学，不仅可以巩固所学知识，而且可以帮助学生学会从多方位、多角度去思考问题，去了解煤矿机械的使用情况，有利于调动学生的学习积极性。
2．3理论结合实际，加强校外实践基地建设
《表面改性技术》课程是一门理论性与实践性相结合的课程，学生在学习过程中往往对煤矿机械表面处理工艺的理解不深入。为此，我们通过学生参加实践，组织现场教学，把理论与生产实际相结合，极大地提高了教学效果。例如，我们在江苏中矿大正表面工程技术有限公司以及郑州煤矿机械集团股份有限公司建立了校外实践基地，从而使学生的实践活动常态化。江苏中矿大正表面工程技术有限公司是国内表面工程领域的龙头企业，主要从事钢结构长效防腐涂装、缆索涂装工程、电厂特种表面处理、机械零件表面修复等，是国内热喷涂领域首家通过ISO9001质量体系认证的企业。郑州煤矿机械集团股份有限公司是中国领先的煤炭综采综掘设备制造商，是国内最大的液压支架制造商。企业被科学技术部、国务院国资委和中华全国总工会授予“国家创新型企业”称号，同时被国家五部委共同认定为国家级的企业技术中心。
2．4利用多媒体技术、结合英文教材，开展双语教学
采用现代化教学手段可以节省时间，而且生动、直观、动态地展示各种表面技术的原理、工艺流程等，化抽象知识为具体知识。我们在教学媒体现代化建设中坚持走立体化建设之路，形成以教材、电子教案、多媒体CAI课件及网络学习系统为一体的立体化教学体系，为课程的教学提供了内容丰富、高质量的教学媒体资源。除PPT外，还利用动画、视频等进行辅助教学。如我们依靠自身力量开发了等离子喷涂法原理、电弧喷涂原理、化学气相沉积、粉末火焰喷涂、离子束沉积、真空镀膜、金属蒸镀等25套动画模拟示意图，这些辅助教学手段生动、直观、动态地展示了各种技术的原理、工艺流程，化抽象知识为具体知识，极大地激发了学生的学习热情。2011年，教学团队建立了《表面改性技术》课程网站，并已将教学大纲、实验教学大纲、实验指导书、英文教材、教学课件、教学录像、视频、动画等资料上传至网站供学生参考，网站还开辟有“答疑园地”栏目，团队的全体教师通过这一栏目答疑、批改作业、安排和指导实验。经运行使用，学生普遍反映良好。另外，从2004年开始，我们致力于英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》的编写及双语课件的开发，并适时地开展了双语教学，形成了自己的特色。
2．5设置实验环节，提高能力培养
《表面改性技术》课程涉及的表面处理工艺种类多，主要有热渗镀技术、热喷涂技术、堆焊技术、化学转化膜技术、气相沉积技术、“三束改性”等。每一种表面技术都有其特点，而且相互独立。根据我院实验室的条件，我们开设了热喷涂、热喷涂涂层性能表征、等离子化学气相沉积DLC膜、等离子化学气相沉积DLC膜的表征、离子注入改性等实验，力求做到使学生对相关工艺与设备有深入了解，并能进行操作，为今后从事相关工作打下良好基础。总之，经过长期不断的教学改革和实践，《表面改性技术》课程教学安排更趋合理，内容不断深化，学生学习兴趣浓厚，能够将课堂上所学理论知识应用到科研与生产实际中，学生的动手能力及创新意识明显提高，教学效果显著。
3教材建设
本课程是重要的技术基础课，又是培养发展创新能力的一门举足轻重的课程，是材料科学与工程专业学生进行综合工程素质教育和现代技术教育的重要阵地。结合煤矿机械行业背景及材料专业特点，教学团队编著并出版了教材《材料表面工程技术》，编印了英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》以及实验教材《材料改性实验》，同时自编课程讲义和教案。目前，《材料表面工程技术》作为高等教育(矿业)“十二五”规划教材已编写完成，并将于近期出版。此外，我们对教材内容在以下方面进行了调整。
(1)着重介绍每章要点，便于学生预习和复习。注意和后续课程教学内容的分工、衔接和配合。增加英文专业名词，为今后学习外文资料奠定基础。
(2)部分章节设立课堂讨论环节，列举大量实例，增加与学生的互动，便于学生理解掌握知识点。例如:对掘进机、采煤机中的矿用截齿，在使用过程中承受高的压应力、剪切应力、冲击载荷以及温度变化，因而极易磨损。通常采用热喷涂、等离子熔覆、激光熔覆、堆焊耐磨焊条、等离子束表面冶金、钎焊－热处理一体化等表面改性技术提高其耐磨性。对煤矿综采工作面的液压支架而言，由于矿井特殊的环境，因而对支架立柱、千斤顶表面、油缸、活塞等产生强烈的腐蚀，最终导致支架失效。常采用的表面处理技术有:化学热处理，如渗铝、渗铬、渗硼、硼铝共渗等，电镀锌、铜、铬、镍，化学镀镍、磷化，堆焊以及热喷涂锌铝合金层等。对于煤矿罐道，一般采用普通碳钢制造，其传统的表面处理方法包括:涂料防腐、热浸镀锌、热喷涂锌+涂料防腐等。
(3)针对近几年发展起来的新的煤矿机械表面处理技术如达克罗表面处理、Q－P－Q盐浴复合处理技术，阴极氧化法等进行简明扼要地讲解，以扩大学生的知识面。
4教学管理
为保证材料表面工程技术课程的教学质量，我们在教学管理上采取了以下几点措施:
(1)集中讨论本课程教学体系、教学内容等改革方案;
(2)根据各位教师的特点和专业，合理分工;
(3)每学期组织一次课程建设教学队伍成员及前、后继课相关教师的座谈会，讨论相互知识的衔接及如何在教学中融合表面改性技术的前沿知识，对教学内容加以整合、优化;
(4)每学期进行一次学生座谈，了解教、学情况，对存在问题加以改进，以提高教学质量;
(5)每学期组织2～3次课程教学成员教学经验交流会，以改进教学方法和调整、优化教学内容;
当前我国煤矿企业专业技术人才总量不足，生产经营管理人员所占比重较大，煤电铝、煤化工和资本运作方面的人才则比较缺乏，阻碍了新兴产业的发展；企业缺乏高层次的复合型人才，企业的次主业与辅业经营管理层主要是主业人员转岗担任，存在专业不匹配和经验不足的问题；随着煤矿企业生产规模的不断增大和产业范围的逐步矿大，企业的人才培养与引进速度却没有跟上，对一线技术人才的培养力度不够，使企业的生产一线后备力量不足。
二、强化煤矿企业专业技术人才管理的对策
针对当前我国煤矿企业专业技术人才管理中存在的上述问题，笔者认为应当从以下几个方面出发，不断优化企业的人才管理机制和提高人员的职业化素养，从而实现企业的可持续化发展。
1.提高专业技术人才的职业化素养
一方面，煤矿企业建立全面、长效的人才培养机制和学习激励计划，对人才的教育培训工作要从关注人才的数量向注重人才的素质提高转变，要加大对人力资源开发的投入，强化对专业技术人才岗位培训的力度与深度，从而满足煤矿企业新兴产业发展所需要的高素质、高技术的复合型人才。另一方面，煤矿企业要依据自身发展的要求编制科学性、战略性的人才引进规划，采用市场化、社会化与网络化的引进方法，保持引进人才结构上的合理性与多元化。
2.实行专业技术人才的科学化管理
市场经济条件下，专业技术人才资源是企业增强自身核心竞争力和实现可持续发展的重要因素。煤矿企业在坚持“精干、综合、效能”的组织机构设置原则下，要建立宏观战略控制的分层次人力资源管理体系；单位的各级领导要充分意识到人力资源部门的重要性，不断提升人力资源部门的战略地位，使其走在企业经营管理的前台；要不断强化对人力资源部门员工的政策、知识的培训和思想教育工作，树立服务理念，把维护公司利益和专业技术人才的利益放在重要位置；在专业技术人才选拔方面，企业要坚持民主推荐制度，实行公开选拔、竞争上岗和末位淘汰机制。
3.营造良好的专业技术人才管理环境
首先，煤矿企业要实行人才的科学分类管理。人才有层次与类别之分，各个煤矿企业对不同层次的人才需求也是有差异的，因此，企业要明确各类人才的工作性质，进行科学的分类管理，从而有效调动员工的积极性与创造性。其次，煤矿企业要打破传统的单一人才观念。社会性是人才的主要特征，人才必须具备解决实际问题的能力，煤矿企业要打破传统的单一人才观念，提倡重学历而不唯学历，始终坚持唯才是举。最后，煤矿企业要建立科学的领导干部用人、育人责任追究机制。煤矿企业的领导是主宰专业技术人才职业生涯的关键，因此，企业要建立科学的领导干部用人、育人责任追究机制，对因用人失察或失误造成不良后果的，要追究相关部门和人员的责任，不断强化领导干部用人、育人的责任心。
三、结语
根据岩矿石电磁特征的普遍规律和工作区的地质条件，区内存在用音频电磁测深法和五极纵轴激电测深法探测采空区的物性前提，主要体现为以下4个方面:
(1)测区地层为浅部的铁矿体和深部的层状铜、铅、锌、硫多金属矿体，为低电阻率地层，而无水采空区电阻率高。
(2)无水采空区具有一定的规模，会在测线电阻率断面图中显示电阻率曲线呈圆形和椭圆形分布，且电阻率值较高。区内各地层中存在的短暂性(探测期间)充水空区具有较低的电阻率，相对较低的极化率，与围岩存在物性差异。
(3)区内存在的黄铁矿(化)体及硫化矿物等，其电阻率值较低，但其极化率较高，且在该矿区分布范围广，产状平缓。
(4)常年积水的老空区，电阻率很低，同时因硫酸根离子含量高，极化率高，其物性参数与围岩差异不大，所以很难从电性参数及极化率参数加以区别。音频电磁测深探测是利用天然的电磁场穿过非均质的大地介质时产生的与天然电磁场同频率的感应电磁场，电磁场在大地传播时，会引起电场的梯度变化，同时又引起磁场的垂直分量变化，其振幅衰减与穿过的地层深度存在关系，衰减速度与穿过的地层电阻率以及天然的频率亦有关联。地下构造、岩溶、矿体以及采空区的探测运用这一原理来实施，多年的实践证实，在无干扰或干扰很小的情况下，探测效果非常理想。该方法的主要缺点为高压线干扰严重，有高压线区域几乎无法接收有用信息。本矿矿体围岩黄铁矿化、硫铁矿化严重，呈现出低阻高极化特征，而无水空区呈现高阻低极化特征，常年性积水空区因含硫酸根离子高，也呈现低阻高极化特征，与矿体物性参数接近，短暂性积水空区呈现低阻低极化特征。虽然音频电磁测深在无干扰的条件下，效果很好，但它只能采集到视电阻率数据，无法区别异常性质，即在本矿无法区别积水空区和矿体(或矿化岩体)。而地面五极纵轴激电测深，可探测视电阻率和极化率两个参数，从理论上分析，它可区别短暂性积水空区和矿体。
2物探试验设计布置
物探试验设计在北采区672m标高平台布置8条探测线，点距为10m。主要目的是探测测区地面标高以下50m深度内存在的采空区规模和位置。物探试验在所有音频测深点布置了地面五极纵轴激电测深。但地面五极纵轴激电测深探测深度有限，加上地面五极纵轴激电测深野外工作装置较复杂，须在3个方向布极或测量，探测工作困难。该矿为露采，工作场所复杂，无法按规范准确布极和测量。
3物探试验推断与解释
由于测线较多，这里只做位于1X(1线)的音频电磁测深断面推断解译和地面五极纵轴激电测深断面综合推断解释。1X(1线)音频电磁测深断面推断解译1X线布置在指定试验区的西北面的最外侧，长100m，11个测点，测线沿北东向布置。从1X线的视电阻率异常及推断解释看出，整体来说，地表附近的电阻率曲线变化平缓，中、深部变化过渡较剧烈，地表附近可能因连续降雨或黄铁矿化或含矿丰富，表现为电阻率很低，浅部低阻出现在+665m标高上下，岩层受大气降水或矿化的影响，含水性较好，表现出电阻率低的特性。局部相对高阻为空区、巷道的反映。
4综合分析解释
从现场探测采集图来看，音频电磁测深大部分点探测顺利，数据采集速度较快，干扰因素少，探测数据真实可靠。但由于本矿是露天开采，陡坎边坡密集，地面五极纵轴激电测深方法无法按规范要求实施。
4．1试验区异常综合分析解释
由于探测试验区不大，为获得最佳物探效果，根据试验区形状特点设计探测线方向为北东向，达到各探测线的测点相对其他方向测点最多，物探数据相对更可靠。本次是在同一试验区采用音频电磁测深和五极纵轴激电测深两种方法探测，根据两种方法探测断面的成果推断采空区位置，再比较与实际采空区位置的接近程度来判断探测方法的有效性以及哪种方法的准确率更高。推断解释完全是根据实际探测断面成果图并结合地层及经验，因此，推测的采空区大小和位置与实际采空区大小存在一定误差，综合分析可以得出以下几点。
(1)从各条音频电磁测深反演后的断面视电阻率等值线来看，试验区分布较多采空区和巷道。主要分布在试验区测线的中部、6～8号测线的大号点以及1～5号测线的0～4号点。
(2)由于探测断面图是根据物探仪器采集曲线或数据，采用物探软件自动生成的连续等值线图，而物探异常是相对值，是物探处理人员根据物探软件生成的连续等值线断面图结合个人经验和试验区地质资料人为圈定的，圈出的异常大小往往受人为经验和对矿区各种资料了解程度的影响。因此，圈出的异常大小和位置与实际采空区或巷道的大小和位置存在一定误差，估计本次误差在10m左右。
(3)从音频电磁测深探测成果图分析，试验区主要存在5个高程段的高阻异常，推测为采空区或巷道，分别为:第一高程段，位于浅部的640～660m标高，埋深12～35m左右，推测以采空区为主，但不同高程存在巷道;第二高程段，位于中、浅部的620～640m标高，埋深30～52m左右，1～8线不同部位都有存在，有两个比较明显的区域，一是1线的0～4号测点封闭区域，二是2～5线的5～8号测点以及6号测线的4～6号测点，投影推断以采空区为主;第三高程段，585～640m标高，埋深30～35m，位于6～8线的大号点端部，分别是6线的3．5～7．5号点，7线的3．5号点以北和8线的4号点以北，从6～8线大号点的异常形态看，异常未封闭，推测该异常为采空区的反映，该采空区规模较大，异常区仅为采空区的一部分，测线未到采空区边界，采空区往东南及东方向延伸，推测该区为一个未到边界的大型采空区;第四高程段，570～600m标高，位于2～5号线的6～9号点和6～8号线的3．5号线以北，推测该区以巷道为主，有采空区存在，推测6～8号线的3．5号线以北主要为采空区;第五高程段，490～540m标高，位于1线的0～4号点以及2～5号测线的6～10号之间，推测以巷道为主，但有采空区存在。
(4)对比各探测线的音频电磁测深和地面五极纵轴激电测深断面图，发现2种方法的异常位置不完全吻合。造成这种结果的原因是受露天边坡的影响，地面五极纵轴激电测深无法按规范准确布极，导致测量电极距误差，部分测线探测深度也未达到50m埋深。
(5)由于物探存在边界效应，边界异常往往可靠性大大降低，要达到比较理想的效果，其测线长度与探测深度必须达到一个合理的比例，一般要求测线长度是探测深度的2倍，由于现场条件限制，难以实现。从而导致测线两端的异常分析存在误差。
(6)从各条音频电磁测深断面图可以看出，浅部高阻异常不多，分析有两种可能:一是该区浅部实际采空区不多，二是本次音频电磁测深未采用人工发射源，因部分频段缺失，导致部分浅部采空区未被测到。
(7)由于采空区大小相对矿层或矿化岩体，规模较小，测区岩体或矿层普遍高极化，五极测深的不连续数据采集使细小采空区和巷道的低极化反应不明显，所以，无法从地面五极纵轴激电测深的极化率参数判断采空区和巷道的存在。
(8)从各探测线视电阻率等值线断面图看，各测线中部不同程度的出现近似垂直的条带状相对高阻，分析可能是平面位置大致相同，不同高程都存在巷道;或者存在上下连通的采空区、斜井、竖井、采矿溜槽等无水空间;或者上下空区之间岩体相对较松动。
4．2探测成果与实际空区(巷道)大小误差分析
探测结果有以下规律:
(1)圈出的异常范围和大小与实际采空区和巷道位置基本吻合，圈出的异常范围和大小比实际采空区略小;
(2)浅部密集的小型空区或巷道在探测断面图上反映为连续的异常区，推测可能是因为点距和线距(10m)太大造成;
(3)圈出的中部异常范围和大小与中部实际采空区位置和大小吻合良好;
(4)综合分析估计误差在10m左右。
5结论
(1)本次探测成果仅限于试验区探测范围内(1X－8X)672m标高以下的区域。
(2)从音频测深的断面成果图可以看出，高阻异常明显，认为音频电磁测深法在大宝山矿区探测采空区有效，可为本矿的采空区治理提供较可靠的依据。建议应用时增加人工发射源，弥补天然电磁场缺失的部分高频段，以便更详细的查明浅部采空区分布情况。
(3)由于地形、地层及地面五极纵轴激电测深工作原理限制，高密度的边坡陡坎无法准确的布置测量电极。从地面五极纵轴激电测深的视极化率和视电阻率等值线断面图可以看出，出现相对高电阻率的对应区域并未出现低极化，因此，本矿露采区不宜采用地面五极纵轴激电测深。
关键词：煤矿开采技术；存在问题；分析
中图分类号：TD82 文献标识码：A
1 煤矿开采技术存在的问题
1.1 煤矿开采技术中存在的安全问题
安全不但与生产有着密切的联系，同时它与效益之间的联系也非常紧密，所以煤矿企业才不断强调安全的重要性，并将安全视为生产与效率的有力保障。经实践证明，也确实只有确保了企业的安全，才能使企业最终实现效益最大化。因为一旦由于安全工作不到位而引发了事故，企业与个人势必都将受到一定的损失，这样必然会对煤矿的整体效益造成严重的影响，所以，煤矿开采企业要想实现高产高效的目标，就必须将安全工作落到实处。目前我国煤矿发生的安全事故大多是由于生产技术落后、安全管理监督制度缺乏、科学技术投入跟不上、经营管理不善等客观原因所造成的；与此同时，因煤炭的开采使得上覆岩层的移动破坏，导致地下含水层的原始径流通道和瓦斯的流动，从而产生很多工程地质灾害，诸如：崩塌、矿震、冲击地压、煤与瓦斯突出等，这些问题都将给煤矿开采企业带来极大的安全隐患。
1.2 煤矿开采技术中存在的环境问题
由于煤炭行业在开采过程中一些不合理的开采和建设活动队矿区周边的土地，土质，大气等造成了不同程度的损毁。具体表现为土地塌陷、水土流失、土地沙化及有害气体排放等，其中最为显著的就是土地塌陷使得矿区农耕用地逐年减少的情况。以某煤矿区的实际情况为例，在去年的时候，该煤矿因开采不当导致的土地塌陷面积达到了5200hm2，随之而来的是该矿区的农村人均耕地面积呈现出急剧减少的趋势，当前已经有14个村庄其人均耕地面积不足0.02hm2，该形势可以说已经非常严峻；此外，水土流失、土地沙化与有害气体排放等问题，也对矿区附近的居民生活及工农业生产，造成了极大的危害，长此以往必然会走入恶性循环的怪圈。
2 煤矿安全开采的具体措施
2.1 对煤矿环境进行科学合理规化
对于矿区而言，其本身就具有环境复杂及施工频率高等特点，因此，我们在对矿区环境进行建设之前，就必须充分考虑它的科学性与合理性。同时，在对煤矿进行开发的过程中，也应该将环境因素考虑进去，不能走先污染后治理的老路，要将矿区的生活环境设施及人民的生命财产安全放在首位。因此根据矿区的环境质量，环境特点建立相应的法规体系和技术标准体系，使得一切有法可依，有理可循，让煤矿产业能够实现社会、经济、环境的协调发展。
2.2 建立健全行业制度，有效提高从业人员专业素养
随着社会的发展科技的进步，根据新的情势完善相关法律法规，明确工作目标与操作流程，让企业的每一位成员上至管理者下至普通的矿工，都能对自己的工作任务和工作方式有充分的了解。并且，煤矿开采企业还必须不断增强企业员工的综合素质，定期对其进行相应的技能培训，以便每一位员工都能及时掌握最新的专业技术。在这样一套行之有效的规章制度下，一群训练有素的专业人员才能在自己的岗位上有效的，安全的从事自己的技术活，最终使得生产率和质量都得到提升，并且实现煤矿安全生产，降低矿难的发生率。
2.3 运用科学的开采技术，促进煤炭业的可持续发展
2.3.1 保水开采技术
所谓保水开采技术，其实就是在不影响煤炭开采效率的同时，在最大程度上确保地下水资源有的含水结构不受到影响，并且尽量使地下水位不出现大幅度下降，当然地下水位若能不下降是最佳状态，这样便不会对泉流量或是环境造成过多的影响。2013年1月国务院颁布的《国家能源发展十二五规划》，已经将保水采煤技术列为重点推广的新技术。
2.3.2 充填开采技术
当前我国正处于经济与科技的高速发展阶段，在这种形势的推动下，煤矿企业在开采技术上均有了较大的提高。众所周知，煤矿企业在进行煤炭开采的过程中，时常都会出现许多影响矿区环境的问题，这些问题主要包括采空区瓦斯问题、地面沉降问题及矸石山问题，它们的存在不但会对矿区环境造成影响，同时也会对矿区人员的人身及财产安全带来极大的安全隐患，因此必须给予充分重视。而充填开采技术不仅能够控制地表下沉，还能消耗固体废弃物，建筑垃圾等，有效的降低因开采带来的环境污染问题。真正做到了绿色可持续发展的方针政策。在实际使用过程中常用的充填开采技术大致有以下三种，即固体物质充填技术、膏体物质充填技术与超高水材料充填技术。
2.3.3 煤巷支护与矸石处理技术
为了在采煤过程中减少矸石量，提高煤矿的产煤量，煤巷支护与矸石处理技术在其中发挥了重要的作用。在采煤过程中用煤巷代替岩巷，并且随着采煤深度的不断增加，以高应力，快速成巷和软弱破碎围岩为特征动压巷道支护将成为研究的热点，就需要对煤巷的支护技术提出了更高的要求。在具体的煤矿挖掘工作中，开掘岩巷是不可避免的程序，在这个过程中就需要矸石的井下处理系统，进而实现无煤柱开采，最终实现绿色清洁的煤矿开采。
结语
随着我国国民经济的快速发展，对煤炭资源的需求越来越大，而在煤炭开采过程中所造成的安全及生态环境损害问题日益严重，因此，分析煤矿区生态环境损害的原因、途径和程度，对生态环境进行修复治理工作具有重要现实意义。同时加强对相关从业人员的职业素养，职业道德，专业技能，实现绿色可持续发展的煤炭开采技术就成了当务之急。
参考文献
[1]石才所.探究煤矿开采技术存在问题及解决措施[J].内蒙古煤炭经济，2013，07.
关键词：采矿工程；安全；知识图谱；可视化分析；关键词；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
主要借助知识图谱分析工具———CiteSpaceV对采矿工程安全领域的核心文献进行可视化分析。该软件适用于分析多元、分时、动态的复杂网络，是新一代的信息可视化技术[6]，也是当今大数据时代高效、有效分析信息最具特色和影响力的软件之一。常用于分析某研究领域的科学知识结构和研究热点等信息。因此，可通过分析文献关键词直观反映关键词之间的内在关联，从而达到研究采矿工程安全领域发展趋势的目的。
2国内采矿工程安全研究的可视化分析
2.1论文产出分析
论文产出是衡量一个学科或研究领域发展状况的重要指标之一，也是该领域知识积累量和成熟程度的标志[7]。图1是2007—2020年采矿工程安全领域研究论文的整体产出图。根据图1中曲线趋势，可将煤矿安全生产研究划分为3个阶段：初步萌芽阶段（2007—2011年）、初步发展阶段（2011—2013年）、快速发展阶段（2013—2020年）。初步萌芽阶段每年论文数量为个位数，该阶段论文年产出总数为19篇。初步发展阶段，采矿工程安全领域的研究热度开始摆脱低迷的困境，持续升温，发文数量明显上升，采矿工程安全逐渐成为安全领域内的关键问题之一。快速发展阶段，采矿工程安全领域的关注度逐年升高，发文量不断增加，采矿工程安全领域的问题受到各高校和研究机构的广泛关注。
2.2作者特征分析
通过对文献作者的分析，可清楚了解所研究领域的开创者，再研究这些作者所写文献里提及的最新成果，不难得到具有代表性的数据[8]。同时，这些作者发表文献的数量在一定程度上可代表一个作者在该领域所研究的深度与广度，因此统计高产作者对于研究这一领域的焦点和发展前景有着非同寻常的意义[9]。根据普莱斯定律，通过计算可知，在2篇的就可以算是高产作者。据统计，2007—2019年高产作者有23位，占作者总数的1.72%，累计46篇，占论文总数的4.57%，远低于50%。因此，中国矿山工程安全领域尚未形成核心作者群。现将2007—2019年发文量为2篇的高产作者统计如表1所示。分析表1可知，最早开始发文的作者是吴超，初始发文年为2007年。高产作者发文量所占比例都偏低，作者数量较多，整体上研究该领域的作者发文量都非常少。因此，中国应加强对采矿工程安全领域的重视程度，加大研究力度，引领各高校、研究机构对该领域进行研究，形成以政府为指引、各高校和研究机构共同研究发展的新体系。通过分析可知，高产作者文献中引用频率最高的是陈文伟2015年发表的《采矿工程施工工程中不安全技术因素和对策解析》，在一定程度上反映了矿山工程发展最主要的障碍是技术因素，如何将这些对策应用于采矿工程安全领域的研究越来越受到相关学者的关注。
2.3机构分析
机构分析可以使矿业工程安全研究领域主要科研力量的分布及其相互之间的合作关系清晰可见，明确得出该领域内具有较高学术影响力的科研机构，从而方便该行业的学术交流[10]。以2007—2020年的论文为基础，以1a为1个时间点，对整理收集的数据进行机构分析。对2007—2020年采矿工程安全领域发文量排名前十的机构进行整理得到表2。分析表2可得，该领域已形成了以安徽理工大学、中国矿业大学、西安科技大学为代表的较为稳定的科研机构，这些机构在一定程度上促进并引领了该领域的研究和发展。此外，山西、陕西、贵州等省份的建设监理方面工作也不断为采矿工程安全生产研究注入新元素。这些研究机构广泛分布于华北、华东地区，说明中国矿山工程安全研究领域受到地理位置的制约，其分布散乱，在研究进展方面，没有充分的合作和交流，同时也能说明采矿工程安全领域相关研究成果和进度与当地经济发展程度有一定的联系。
3研究热点及趋势分析
3.1研究热点分析
关键词可直观展现文献研究内容，是文献计量研究中最重要的一环。对采矿工程安全领域的关键词进行整理分析，可进一步把握该领域的研究热点和发展方向。国内采矿工程安全领域中出现了15个主要关键词，这些关键词所反映的都是采矿工程安全领域的研究热点。根据这些关键词可以将该领域的研究热点主要分为以下三方面：a)生产安全因素研究。关键词中的不安全技术因素、采矿技术、巷道掘进、问题等都是以生产安全因素为主题进行分析研究，说明在采矿工程中安全技术是备受关注的话题。b)安全管理研究。安全管理、施工安全等反映出要提高采矿工程的安全性必定离不开安全管理的配合，要做好安全工作，就必须要高度重视、发挥管理的作用，提高、完善管理系统可减少或避免不安全事故的发生。c)生产技术研究。关键词中出现的数字模拟、绿色开采，说明随着采矿工程的发展，将数字模拟技术应用到该领域的研究方法中将成为越来越重要的研究手段，并且绿色开采的研发将逐渐成为该领域研究者共同关注的焦点话题。
3.2研究趋势分析
为了进一步展现各突变词的变化趋势，统计2007—2020年突变词每年出现的频次，整理出排名前15位的突变词，如表3所示。分析表3可知，根据频次及突变持续时间可将这15个突变词分为以下5种类型：a)突现型。例如数字模拟、矿产资源，虽然频次不高，但在最近3年突然出现并保持一定的数量，对相关的研究具有一定的引导作用，说明在未来一段时间内，结合数字模拟对矿产资源进行新型的规划和研究将成为一个新的发展趋势。b)上升型。例如安全管理，不仅频次高，而且出现以后总体呈上升趋势，说明现有的安全管理系统尚不完善，有待提高。c)稳定型。例如，采矿技术、施工安全、巷道掘进在该领域的研究中基本保持着一定的频率，持续时间较长，属于该领域中持续受到关注的话题。d)下降型。例如对策，频次从出现后的一段时间内持续下降或呈现先增长后下降的趋势，表明这类主题研究的热度正在逐渐减弱或相对成熟。e)消亡型。例如新模式，在2013年首次被提及，却在短时间内消亡，但并不表明新模式不被学者关注。由表3可知，绿色开采其实是新模式开发的最新成果，新模式的研究只是暂时被绿色开采的新理念所覆盖，并没有淡出该领域的学术视野，是专业术语与研究方向的术语转换替代而已。综上所述，未来利用数字模拟、绿色开采等科学技术发展，完善采矿工程安全领域并结合开发新模式的思想潮流将成为新时代的研究趋势。同时，采矿技术、安全管理、巷道掘进等将成为该领域持续关注的重点。结合时展需要，在绿色开采等新概念提出后，如何更好地将新工艺、新模式有效运用到采矿工程安全实践中，将成为更多学者共同研究探讨的新课题。
4结语
