基于穿层抽采钻孔的隐伏断层预测.pdf

第 4 1 卷 第 1期 2 01 5年 1月 工矿 自 动化 I n dus t r y a nd M i ne Aut oma t i on Vo l _ 4 1 NO ． 1 J a n ． 2 0 1 5 0⋯’ 。 ’⋯ i经验 交 流 _． ． ． ．◆ ◆ 文 章编 号 1 6 7 1 2 5 l X 2 0 1 5 0 1 0 0 9 7 0 5 DO I 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 - 2 5 l x ． 2 0 1 5 ． 0 1 ． 0 2 4 杜安平． 基于穿层抽采钻孔的隐伏断层预测[ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 5 ， 4 1 1 9 7 一 1 0 1 ． 基于穿层抽采钻孔的隐伏断层预测 杜 安 平 ’ 。 1 ． 中煤科 工集 团常 州研 究 院有 限公 司 ，江苏 常 州 2 1 3 0 1 5 ； 2 ． 天地 常州 自动化 股份 有 限公 司 ，江苏 常州 2 1 3 O 1 5 摘要 针对传统断层超前预报方法存在信息读取不方便 、 钻探工程量大等局限性， 提 出了一种基于穿层 抽 采 钻孔 的 隐伏 断 层 预 测 方 法 ， 依 据 断 层 特 征 论 述 了该 方 法 的 基 本 原 理 ， 阐述 了利 用 最 小 二 乘 原 理 和 Ma t l a b绘 图功 能进 行 断层 判 断的方 法和 步骤 ， 并 用 实例 验 证 了该 方 法 的 可行 性 ， 为煤 矿 超前 地 质 预报 工作 提 供 了一种 新 的思路 和 方法 。 关键 词 隐伏 断层 ；穿层 抽 采钻孔 ；超前 预报 ；最 小二 乘 中图分 类号 T D7 1 3 ． 3 文献 标 志码 A 网络 出版 时 间 2 0 1 5 0 1 0 5 1 6 4 4 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 5 0 1 0 5 ． 1 6 4 4 ． 0 2 4 ． h t ml Pr e d i c t i o n o f bl i nd f a u l t b a s e d o n c r o s s s t r a t a dr a i n a g e bo r e h o l e s DU An pi n g ， 。 1． CCTEG Cha ng z h ou Re s e a r c h I n s t i t ut e ，Cha ng z h ou 2 1 3 01 5，Chi n a； 2． Ti a nd i Ch a ng z h ouAut o ma t i o n Co．，Lt d． ，Cha n gz ho u 21 3 01 5，Chi na Ab s t r a c t I n v i e w of l i mi t a t i on s o f i nc on ve ni e n t i n f o r m a t i o n r e a d a n d b i g dr i l l i ng e n gi ne e r i ng qu a nt i t y e xi s t e d i n t r a di t i on a l a d v a nc e d pr e di c t i o n m e t ho d f o r b l i nd f a u l t ，a p r e di c t i on m e t ho d of bl i n d f a ul t b a s e d on c r os s s t r a t a d r a i na g e bo r e ho l e s wa s put f or wa r d，t he ba s i c pr i n c i p l e of t he m e t ho d wa s di s c u s s e d b a s e d on t he f a ul t c ha r a c t e r i s t i c s，f a u l t di a gn os i s m e t ho ds a nd s t e ps we r e e xp o und e d by us e o f t h e l e a s t s qu a r e pr i nc i pl e a nd M a t l a b dr a wi n g f u nc t i o n， a nd t he f e a s i bi l i t y o f t he pr o po s e d me t h od wa s ve r i f i e d by a n e xa mpl e．The pa pe r pr o vi de s a ne w t h ou gh t a n d m e t ho d f o r mi n e a dv a n c e d g e o l o gi c a l f o r e c a s t ． Ke y wo r d s bl i nd f a ul t ；c r o s s s t r a t a dr a i n a g e b or e ho l e s；a d va n c e d pr e d i c t i o n；l e a s t s q u a r e s 0 引 言 我 国煤 矿地 质条 件 复 杂 ， 落 差 在 5 m 以下 的 小 断层 普 遍存 在 。巷 道 掘 进 或 工 作 面 回采 工作 中 ， 一 旦 突遇 这类 隐伏 断层 ， 常会 引 发 突水 、 冲 击 地压 、 煤 与 瓦斯 突 出等 地 质 灾 害 。尤 其 近 几 年 ， 随 着 煤 矿 开 采 深度 不 断增 加 ， 煤 层 赋存 的地 质 条 件 变 得 更 为 复 杂 ， 准 确 的断层 超 前 预 报对 防 治矿 井 地 质 灾 害 就 显 得 尤 为重 要 。 目前 ， 我 国煤 矿 普遍 采 用 的 断层 超 前 预报 方 法有超 前 地质钻 探 法 、 探 地雷 达法 、 电磁 辐射 法 、 地震 弹 性 波 法 、 无 线 电波 透 视 法 等 地 球 物 理 方 法 ] 。然 而 ， 这些 方 法 需要 专业 的技 术 人 员 利 用 专 门的探测设备读取设计、 施工的地质信息， 且钻探工 程 量大 ， 在 煤 矿 地 质 探 测 工 作 中 的 应 用 受 到 限 制 。 按 照 防治 煤与 瓦斯 突 出规 定 要 求 ， 突 出危 险 区 的 煤 层在 不具 备 开采 保 护 层 条 件 的情 况 下 ， 应 优 先 采 用 穿层 钻孔 预抽 煤层 瓦斯 进 行 区域 防突 。在 煤矿 防 突工作 中 ， 采掘 工 作 面前 方 常 施 工 有 成百 上 千 个 穿 收稿 日期 2 0 1 4 - l 1 2 0 ； 修回 日期 2 0 1 4 1 2 0 8 ； 责任编辑 张强 。 作者简 介 杜安平 1 9 5 9 一 ， 男 ， 四川绵 阳人 ， 高级工程师 ， 长期从事煤矿 自动化技术研究_T作 ， E ma i l d a l； c a r 1 ． c o rn． c r l 。 9 8 工矿 自动化 2 0 1 5年 第 4 1卷 层 钻孔 ， 这些 大 面积 、 密 集 、 均 匀 分 布 的工程 钻 孔 为 隐伏断层的预测提供 了客观条件 。然而， 在理论研 究和生产实践中， 却 尚未见有开展利用穿层钻孔 预 测隐伏断层的研究。针对传统探测方法存在的局限 性 ， 本 文提 出 了利用 穿 层 抽 采 钻孔 预 测 隐伏 断层 的 方法 ， 为煤 矿超 前地 质 预 报 工作 提 供 了一 种新 的 思 路和 方法 。 1 隐伏 断层 勘查 的必 要性 按 照综合 作用 假说 ， 煤与 瓦斯 突 出是 地应 力 、 瓦 斯和煤的物理力学性质综合作用的结果 。断层附近 往往 由于地应力异常、 瓦斯分布不均衡 、 煤体强度低 而成 为 发生煤 与瓦 斯 突 出 的重 灾 区 。据 统 计 ， 焦 作 矿 区截 至 2 0 0 9年 底 ， 有 2 6 9次瓦 斯 突出发 生在 断层 影 响带 内 ， 占到 瓦 斯 突 出事 故 总 数 的 7 3 l 2 ； 北 票 煤 田发 生在 断层 附 近 的 瓦斯 突 出共 3 9 J次 ， 约 占瓦 斯 突 出总次数 的 3 6 ． 1 3 9 ／ 6 ； 淮 南 矿 区 8 5 以上 的 动 力灾 害与 以 断层为 主 的构 造 有关 _ 4 ] ， 其 中近 7 2 的煤 、 岩巷 突 出 点发 生 在小 断层 附近_ 5 ] 。在 煤 矿 生 产实践 中， 相比落差较大的断层 ， 小型断层具有更强 的隐蔽 性 ， 更 易 造 成煤 与瓦 斯 突 出 。这 是 因 为落 差 较 大 的断 层如 果是 开 放性 的 ， 断层 两 侧 煤 层 中的 瓦 斯通过断裂带逸散 ， 反而不易造成煤 与瓦斯突 出。 而且 ， 依靠 目前 的常规 探 测 方 法 足 以准 确 查 明 这类 断层 的位 置 、 产 状 和规 模 ， 提前 做 好 防 治 工作 ， 也 能 够消 除 突出危 险 。然 而 ， 煤 矿 井 下小 型 断层 错 综 复 杂 ， 容 易形 成 瓦斯积 聚带 ， 并且 依靠 常规 的地 质探测 技术 和方 法 ， 不 易查 明 。在 没 有 提 前做 好 防突 工 作 的情 况下 ， 一 旦 遇 到 这 类 断 层 ， 常 会 发 生 煤 与 瓦 斯 突 出 。 在断层形成过程 中， 断层带内的煤层会受到断 层两盘相对运动产生 的强烈剪切作用形成糜棱煤 ， 由于糜棱 煤裂 隙连 通性 差 、 渗透率 低[ 7 ] ， 在断 层两 盘 之 间会形 成一 个不 渗透 带 ， 在 抽采 不均 衡 的情况 下 ， 两 盘煤 层形成 高 瓦斯 含 量 差 和 高 瓦斯 压 力 差 ， 当工 作 面靠 近糜棱 煤 区 ， 工 作 面前方卸 压 带变 窄 ， 地 应力 梯 度升 高 ， 最 终 造 成 煤 与 瓦 斯 突 出 图 1 。如 果 能 够 提前 探测 出断 层存 在 的位置 、 产状 和规模 ， 通 过对 断层两盘煤层瓦斯实施均衡抽采 ， 提前消除应力集 中 ， 就 可 以消除 突 出危 险 性 。 2利 用 穿层钻 孔预 测 隐伏 断层 的原理 和方 法 2 ． 1 原 理 在 构造 应力 作用 下 ， 断层 两盘 发生 运动 ， 使 煤层 瓦斯 a 正 常 应 力 和 瓦斯 压 力 分 布 梯 度 随着糜棱区与工作面之 间的安全煤柱变窄， 应 力 ． ． 毛 黯 力 升 高 ’ 、渗 透 性 刚 万 、_ 瓦斯压力 曲线 煤层顶板 糜 棱 ] 二二 煤层底板 b 集中应力和瓦斯 压力梯度 安全煤 柱突然破裂 ， 导致 ．摩力曲 线 地应力释放， 瓦斯迅速解吸 瓦 斯 压 力 三 三 三 三 二 、 一 _几 ⋯⋯ 煤 层 顶 板 0 煤层底板 c 突出开始 阶段状况 图 1糜棱煤造成的煤与瓦斯突 出 偏 离 了原始 层位 ， 导 致 断 面 两侧 煤 层 与原 始 煤 层 产 生落 差 ， 通 过计算 断 裂前 、 后煤 层底 板 的高度 差可 判 断断 层 的存 在 。 假设某一巷道掘进工作面前方煤层 内存在一条 隐伏逆断层 F， 如图 2所示 。 图 2断 层 不 意 按 照施 工设计 图 ， 第 i 个钻 孔见 煤 点孔深 为 L ， 距基准面 0的设计高度应 为 Z 式 1 ； 钻孔施工之 后 ， 依 据现场 实测 数据 资料 ， 第 i 个钻 孔 见 煤点 孔 深 为 L ， 距 基准 面 0 的实 际高 度 为 Z 式 2 。从 理 论 上 来 讲 ， 在 断 层 F影 响 范 围 之外 ， 煤 层 处 于 原 始 状态 ， 有 Z 一Z ； 而断 层带 内， 钻 孔见 煤点 的实 际高 度 z 与设 计 高 度 z 存 在差 值 d ， 计 算 公 式 见 式 3 。显然 ， 式 3 中 的 d 值 与 断 层 落 差 大 小 有 关 ， 落差 越大 ， d 值 越大 。 Z 一 L s i n a 1 式中 a 为第 i 个钻孔见煤点的仰角。 Z L i s i n 口 2 d 一 Z 一 Z 3 如果 在掘进 工 作 面前 方 有 一 条 断 层 ， 而 且 断 层 两盘煤 层 的落差 由断面 向两侧 倾斜 方 向上 和沿 断层 2 0 1 5年 第 1期 杜 安 平 基 于 穿层抽 采钻 孔 的 隐伏 断层 预 测 9 9 两端延展方向上均渐近至零 。假设穿层钻孑 L 施工中 有 个钻孔落在断层带 内， 通过计算可得到 个非 零 的 d 值 ， 将 这 些 值 按 照 钻 孔 在 煤 层 中 的地 理 坐标 反 映到 三维 坐 标 系 中 ， 便 能 得 到 一个 反 映 断层 产状 的立 体 图 。 2 ． 2方法 和步骤 依 据 上述 原 理 ， 利 用 穿 层 钻孔 预测 隐伏 断 层 的 方法 和 步骤 如下 所述 。 2 ． 2 ． 1 计算数据准备 为 了确保 数 据 的可 靠 性 ， 应该 使 用 最 新 的 矿井 地质 资料 ， 并 且要 保 证 钻 孔 施 工 质 量 和 施 工 数 据精 确 。钻 孔每 施工 一 定 距 离 ， 数 据 处 理 人 员 应及 时依 据式 1 一 式 3 计 算 出每个 钻孔 见煤 点 的实 际高 度 与设 计 高度 的差 值 ， 并 按 照 钻 孔 第 ／ l行 第 列 钻孑 L 在 煤 层 中的地 理 坐标 以矩 阵 D 的形 式 记 录 。 D dl l d2 2 d z 1 计1 d 1 2 4 由于 地质 条件 、 钻 孔 技 术 和人 员 操 作 等 因素 的 影 响 ， 钻孔 轨 迹可 能会 发生 偏 斜 ， 使 孑 L 位 偏离 设计 位 置 ， 相 比设 计 钻 孔 ， 实 测 孔 深 增 加 、 仰 角 偏 小 或 偏 大 ， 按照 式 2 计 算 得 到 的 Z 偏 小 或 偏 大 ， 因 此 ， 必 须对 矩 阵 D进 行误 差 纠正 。 假设 经 过一 段 钻 孔施 工 ， 获 取 了 一 系 列 的 L ， L ， a 值 ， 并未发现隐伏断层 ， 则钻孔偏斜产生的孔 深误 差 z 一L 一L 。在 施 工 条 件相 似 的情 况 下 ， 钻 孔孔 深 误 差 主 要 受设 计 孔 深 L 以及 钻 孔 与 岩层 法 线夹 角 口 的影 响 ， 即 Z 一 f L ， 5 令 S L i ， 屉一 a o L ， 届 a L i ， 届 ⋯ 以 L ， 一∑n b 为式 5 的 拟 合函 数， 其中 假 J 0 设 o L i ， ， L ， p i ， ⋯ ， L i ， 是 已 给 定 的 函 数。 由 最 小 二 乘 原 理，要 使 I1 一 ∑ [ s L ， 一f L ， ] 。 mn 最小， 有 Ol 2 [ 唧 ， L ， 一f L ， 盘 L ， 一 0 6 式中 一 ∑ E S L ， 一f L ， ] 。 ， 是关于 I a o ， a 1 ， ⋯ ， n 的函数 。 由式 5 得 到方 程 组 aJ Oa1 aI 8a， 2 ∑ [ 口 ， ， L ， 一f L ， ] L ， 一 0 2 ∑ [ 口 L ， p 1 一f L 。 ] 2 L。 ， 一 0 7 ； OI 一 2妻 i 0 [ L ， 一厂 L ] L ， 一 0 解 方 程 组 7 ， 得 到 a 一a 愚 一 1 ， 2 ， ⋯ ， 。 从 而得 到最 小二 乘解 为 S 一口 o L ， a l L ， ⋯ 口 L ， 岛 8 第 i 个 钻 孔 由于孔 深误 差导 致 的误差 d 为 d 一 l s i n口 9 根据孔深和钻孔仰角， 按照式 8 和式 9 得到 与 矩 阵 D 相 对 应 的 钻 孔 偏 斜 矩 阵 D 。 最 后 ， 由 式 9 得到 断层 预测 矩 阵 。 一 D D 1 0 D 一 一 l d 2 ● z ● d 『1 ￡ H d 1 2 d d u -- 1 l ．厂1 计2 1 2 2 ． 2 ． 2 隐伏 断层 的判 断 Ma t l a b是 一种 广 泛应 用 于 工 程 计 算 及 数 值 分 析领 域 的新 型交互 式 软 件 系统 ， 具 有 强 大 的 矩 阵计 算 以及仿 真 能力 ， 它本 身带 有许 多绘 图 的库 函数 ， 可 以很 轻 松 地 绘 制 出 各 种 复 杂 的 三 维 图 形 。 通 过 Ma t l a b可 以将 预 测 矩 阵 转 换 成 三 维 图形 ， 清 晰 直观地反映出断层的位置和产状 。具体步骤如下 1 在煤 层平 面 图 中 ， 沿 巷 道 掘 进 的平 行 和 垂 直 方 向建立 平 面直 角 坐 标 系 ， 将 钻 孔 i的地 理 位 置 表 示成 坐标 1z ， 。 2 令 矩 阵 x z ， 。 ， ⋯ ， ， 矩 阵 y一 ， ， ⋯ ， ， 矩 阵 Z一 ， 。 ， ⋯ ， 。其 中 z ， Y ， d H 均 为钻孔 i 的参 数 。 3 应 用 Ma t l a b中 自带 的 me s h 函数 按 矩 阵 ；， ， ； 1 O O 工矿 自动化 2 0 1 5年 第 4 1卷 x， l ， ， z绘 制成 三维 曲 面 图 ， 曲面 图 中指 示 断层 存 在 的位 置 具有沿 着某 一 剖 面 向两 侧倾 向相 同 、 延 展 连 续 的倾伏 面特 征 。 3实 例分 析 某 矿 一新 设 计 采 区具 有 瓦 斯 突 出危 险 ， 采 区煤 层倾 角 为 1 0 ～ 1 5 。 ， 走 向长 为 6 5 0 m， 倾 向长为 1 4 0 ～ 1 6 0 m。由于 具 备 底 板 岩 巷 的条 件 ， 在 巷 道 掘 进 之 前 实施 穿层 钻孔 预抽煤 巷 条带煤 层 瓦斯来 消 除突 出 危 险性 。底 抽巷 与机 巷法 向距 离为 3 2 ～4 3 m， 水平 距 离平 均 为 3 0 m， 底 抽 巷 内每 隔 2 0 m 开 挖 一 个 3 m3 m 的钻 场 ， 每个钻 场 施 工 5组 8排 钻 孔 ， 控 制到设计巷道轮廓线外 1 5 m， 终孑 L 间距 为 5 m， 具 体 布置 如 图 3 所 示 。 底抽巷 钻场 { } { { } { { { }1 机巷 图 3钻 孔钻 场 布 置 巷 道 实 施 边 抽 边 掘 ， 抽 采 钻 孔 超 前 于 工 作 面 4 0 m， 每 施 工完一 个 钻场 对 钻 孔设 计 和 施 工 参数 进 行一 次数 据 处 理 ， 并 根 据 预 测 矩 阵 预 判 隐 伏 断 层 。 穿层 钻 孔 自开 切 眼施 工 到掘 进 2 3 0 m 以前 ， 未 发现 有隐伏 断层 ， 根据钻孔设计和施工参数 表 1 ， 运用 Ma t l a b中的 r e g r e s s 函数 对 钻 孔 数 据 进 行 最小 二 乘拟 合 ， 建立 了孔 深偏 差 z 关 于钻 孔 与煤 层 法 线 夹 角 和孔深 L 的函数 ， 即 l i 一 1 ． 0 4 6 7 0 ． O 1 1 2 Li 一 2 ． 5 2 2 L ,fl , 1 ． 4 1 3 o p i 1 3 依 据 式 5 、 式 9 和 式 1 0 ， 得 到 距 开 切 眼 2 3 0 2 7 0 m 内巷 道 两 侧 煤 层 的预 测 矩 阵 D ， 并 运 用 Ma t l a b中的 me s h 函数 功 能将 D 反 映 到 三 维 图 中 ， 得 到 图 4 。 从 图4 中 可 以 看 到 ， 在 工 作 面 前 方 表 1 抽采钻孔数据 图 4预 测 断 层 三 维 图 大约2 0 m 的地 方有一 条 疑似 断层 带 ， 经过 详 细探 测 之后 确 定 了该 位 置 为 与 巷 道 呈 6 0 。 斜 交 、 落 差 在 2 ． 5 m 左 右 的逆断层 。 4 结语 在煤矿 防突工作 中， 基于穿层抽采钻孔的隐伏 断层预测方法可以提前预报工作面前方隐伏断层的 位 置和 特征 ， 为矿 井 灾 害 防治 工作 提 供 精 确 的地 质 信 息 ， 指 导 防护措 施 的设 计 、 实 施 ， 避 免 地 质 灾 害 事 故 发生 。但 由于 数 据计 算 偏 差 ， 落 差 较 小 的 断 层 会 被 淹没 ， 无法 在预 测矩 阵 中显现 出来 ， 该 方法 有可 能 造 成漏 判 。因此 ， 要 不断 改进 和完 善钻孔 施 工 、 资料 收集 、 数 据 处 理 和 断 层 判 断 等 工 作 ， 提 高 预 测 的 准确度 。 M ； 跎 ∞ L O 5 0 0 3 7 2 6 2 3 蚰 5 3 2 3 5 蛾 儿 _。 卯 卯 的 弱 ∞ 蛾 ； 眠 6 4 2 3 8 7 8 l 5 9 2 1 8 8 2 9 ． ； L 龄 lv K “ 丛 引 “ 9 8 0 7 3 5 4 O 6 1 5 7 7 4 8 9 乱 L L ； L L 4 5 5 5 5 6 6 6 4 5 4 4 5 5 5 5 ， O 1 2 3 4 5 0 0 0 0 K 弘 弘 _。 第 4 l卷 第 1 期 2 01 5年 1月 工矿 自 动 化 I nd us t r y a n d M i n e Aut oma t i on Vo 1 ． 41 NO ． 1 J a n．2 O 1 5 文章 编 号 1 6 7 1 杜楠 ． 基 于物 联 25 1 X 2 01 5 01 0 1 01 ～0 4 DOI 1 0 ． 网技术 的井下物资跟踪管理系统E J ] ． 工矿 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 X ． 2 0 1 5 ． 0 1 ． 0 2 5 自动化 ， 2 0 1 5 ， 4 1 1 1 0 1 1 0 4 ． 基于物联网技术的井下物资跟踪管理系统 杜 楠 中 国矿业 大学 北 京 管 理学 院 ，北京 1 0 0 0 8 3 摘 要 针 对煤 矿企 业物 资使 用过 程 缺乏控 制 、 容 易造 成 物 资浪 费和 流失 等 问题 ， 提 出了一 种基 于物 联 网 技 术 的 井下物 资跟 踪 管理 系统 ， 给 出了该 系统 的感知 层 、 网络 层 、 应 用层 3 层 架构 ， 分别介 绍 了各层 的 功能设 计及技 术实现方案 。该 系统采用射频识别技术和手持智能终端实现井下物资的全生命周期跟踪管理， 可减 少物 资浪 费和流 失 。 关键 词 物联 网 ； 物 资跟 踪 管理 ； 射 频 识别 ；手持 智能 终端 中 图分类 号 T D6 7 文献 标 志码 A 网络 出版 时 间 2 0 1 5 - 0 1 0 5 1 6 4 5 网络 出版 地址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 5 0 1 0 5 ． 1 6 4 5 ． 0 2 5 ． h t ml Tr a c k i ng ma na ge me n t s y s t e m o f u n de r g r o u nd ma t e r i a l s ba s e d o n I n t e r n e t o f Thi n gs DU Na n S c h o o l o f Ma n a g e me n t ，Ch i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d Te c h n o l o g y B e i j i n g ，Be i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，Ch i n a Abs t r a c t I n or d e r t o s o l v e pr o bl e m s o f wa s t e a nd l OS S 0{m a t e r i a l s c a us e d by l a c k 0 f e f f e c t i v e c o nt r o l i n c o a l e nt e r p r i s e s ，a t r a c ki n g ma na g e me nt s ys t e m o f und e r g r ou nd ma t e r i a l s ba s e d on I nt e r ne t o f Thi ng s was pr o po s e d．Thr e e l a ye r s s t r u c t u r e o f t h e s y s t e m wa s g i v e n i n c l ud i n g pe r c e p t i o n l a y e r ，a p pl i c a t i on l a ye r a n d ne t wor k l a ye r ． Sc he m e s o f f u nc t i o n d e s i gn a n d t e c hni c a l r e a l i z a t i o n of e a c h l a y e r we r e i n t r o duc e d． Th e s y s t e m us e s r a d i o f r e qu e nc y i d e nt i f i c a t i o n t e c hn ol o gy a nd ha n dl e d s m a r t t e r m i na l t o r e a l i z e t r a c ki ng ma n a ge m e n t o f un de r g r ou nd ma t e r i a l s d ur i n g f ul l l i f e c y c l e ，S O a s t o r e d uc e m a t e r i a l wa s t e a nd l o s s ． Ke y wo r ds I nt e r ne t o f Thi ngs；ma t e r i a l t r a c ki n g ma na g e me n t；r a d i o f r e qu e n c y i de n t i f i c a t i o n；ha n dl e d s ma r t t e r mj na 】 收稿 日期 2 0 1 4 0 6 1 6 ； 修 回 日期 2 0 1 4 1 1 2 0 ； 责任编辑 李明 。 作者简介 杜楠 1 9 8 1 一 ， 男 ， 辽宁鞍 山人 ， 博士研究生 ， 研究方 向为管理科学与工程 、 管理信息系统 ， E ma i l d n 2 0 0 0 c n s i n a ． c o rn。 参 考文献 E l i E z ； E 3 ] [ 4 3 张子敏． 瓦斯地质学[ M] ． 徐州 中 国矿 业大学 出版社 ， 2 009 ． 魏 国营， 姚念岗． 断层带煤体瓦斯地质特征与 瓦斯 突出 的关联 [ J ] ．辽 宁 工 程 技 术 大 学 学 报 自然 科 学 版 ， 2 o 1 2 ， 3 1 5 6 0 4 6 0 8 ． 刘成 卫 ， 曹运兴． 正断层两盘 的瓦斯 突出分布特征 及其 地质成因浅析[ J ] ． 煤炭学报 ， 2 0 0 0 ， 2 5 6 5 7 1 5 7 5 ． 张永将． 淮南 矿 区煤 与瓦斯 动力 灾害特 征及规 律分 析 [ 5 ] E 6 ] [ 7 ] [ J ] ． 矿业安全与环保 ， 2 0 1 1 ， 3 8 2 6 0 6 2 ． 张 国成 ， 熊明富 ， 郭卫 星 ， 等． 淮 南矿区井 田小构造对 煤 与瓦斯 突出的控 制作 用[ J ] ． 焦 作工 学 院学报 自然 科 学版 ， 2 0 0 3 ， 2 2 5 3 2 9 3 3 3 ． 董钢锋 ， 明川 ， 孙 东玲 ． 打通 二矿 一次 打钻引起 的重 大 煤与瓦斯 突出事故的分析[ J ] ． 矿业安全 与环保 ， 2 0 0 2 ， 2 9 增 刊 1 3 7 3 9 ． 姜波 ， 琚宜文． 构 造煤 结构及其储层物性 特征I- j ] ． 天然 气 工 业 ， 2 0 0 4， 2 4 5 2 7 2 9 ．