مهم‌ترين روش استخراج زغال‌سنگ روش استخراج جبهه‌كار طولاني مكانيزه است كه ازلحاظ توليد و هزينه با روش‌هاي سطحي قابل‌مقايسه است.يكي از خطرهايي كه ميزان آن در معادن زغال‌سنگ جهان نه ‌تنها كاهش محسوسي نيافته بلكه، به ‌ويژه دركشورهاي درحال‌توسعه، نيز افزايش‌ يافته است انفجارناشي از گاز متان وگرد زغال است. فروپاشي ناگهاني زغال‌سنگ و پرتاب لايه زغال بدون تعمد اوليه و همراه با انتشار بسيار زياد گاز را انتشار ناگهاني گاز گويند. در اين پديده ميزان گازبر پرتاب زغال شكسته شده در فاصله قابل‌توجهي مؤثر است. فرايند انتشار آني گاز زغال به دليل تأثير مستقيم بر حفظ ايمني محيط استخراجي ازطريق كاهش تنش‌ها و نيزحفظ پيوستگي عمليات و نيز وابستگي مسائل متعددي به كيفيت آن، بايد درمرحله طراحي با دقت مورد بررسي قرارگيرد. بنابراين پيش‌بيني پديده انتشار آني گاز مرحله ‌اي اساسي و بنيادي درطراحي و پس ‌از آن در پيشروي و استخراج است. هدف از ساخت و ابداع اين وسيله جديد كه بررسي و پيش بيني پديده انتشار آني گاز در معادن زغال‌سنگ جبهه‌كار طولاني مكانيزه و ارائه راهكار براي زه كشي گاز متان است. (سند به شماره 003888 الف/92 در تاريخ 1398/10/03 صادر شد)

امروزه عمليات حفاري و انفجار در معادن و صنايع عمراني كشور بخصوص راه سازي كاربرد زيادي دارد. عمليات حفاري و انفجار از جمله مهمترين فرآيندهاي استخراج معادن روباز هستند كه گاهي اوقات باعث بوجود آمدن مشكلاتي مي‌شوند كه از جمله آن‌ها مي‌توان به پديده‌هاي لرزش زمين، پرتاب و شكست بيش از حد سنگ اشاره كرد كه بايد به دقت مورد تحليل و بررسي قرار گيرد تا از خسارت‌هاي جاني و مالي ناشي از آن جلوگيري به عمل آيد. تاكنون در روش‌هاي آتشباري كنترل شده بيشتر به منظور پايداري پله‌هاي معدن كاري و ترانشه‌ها بوده است. در اثر انفجار ماده منفجره گازهاي پر فشار در داخل چال بوجود آمده و در نتيجه فشار انفجار به توده سنگ وارد مي شود كه باعث خرد شدن سنگ‌هاي اطراف چال مي‌گردد. پرتاب سنگ پديده حركت كنترل نشده قطعات خرد شده سنگ مي‌باشد كه در عمليات انفجار توليد مي‌شوند و يكي از منابع اصلي آسيب ديدن سازه‌ها و تجهيزات و صدمه ديدن افراد را تشكيل مي دهد. پارامترها و شرايط خاصي در بوجود آمدن اين پديده موثر مي باشند. هدف از ساخت و ابداع اين وسيله جديد كه درون چال‌هاي انفجاري قرار مي‌گيرد، جلوگيري (كاهش) از پرتاب سنگ و لرزش حاصل از انفجار است. قطعه طراحي و ساخته شده در ته چال قرار مي‌گيرد و عمليات خرج گذاري و گل گذاري بر روي آن صورت مي‌گيرد. در اين روش فرآيند خرج گذاري تغيير يافته و ميزان خرج در هر چال به صورت بهينه قرار مي‌گيرد.

در تونلسازي در زمين نرم كه عمدتا در نواحي شهري با استفاده از ماشين حفار صورت مي گيرد. نشست زمين از مسائل اجتناب ناپذير در حفاري و ساخت تونل ها و فضاهاي زيرزميني در نزديكي سطح زمين است. در محيط هاي شهري اين جابجايي ها مي تواند بر سازه هاي زيرسطحي و سطحي زمين تاثير گذار باشد. از سال 1931 دانشمندان متعددي به مدل سازي فيزيكي فرايند حفاري پرداخته اند. آزمايش بر مبناي مدل فيزيكي در بسياري از سال ها و در بسياري از رشته هاي تحقيقاتي براي كشف و درك رفتار و مشخصات فيزيكي سيستم ها انجام شده است. ضرورت پيروي سيستم مدل سازي شده و مدل اصلي از قوانين فيزكي مشابه، از جمله ويژگي هاي اصلي است كه اساس مدل فيزيكي بر آن بنا شده است. علاوه بر آن مدل فيزيكي بايد كليه ويژگي ها و قسمت هاي هندسي مدل اصلي را مجسم سازد. تقريبا در تمام مطالعات صورت گرفته به بررسي فشار سينه كار و فشار تزريق و تاثير آن بر نشست سطح و ديگر پارامترها در تونلسازي با ماشين حفار مكانيزه پرداخته نشده است. در اين ايده نو با توجه به قوانين تغيير مقياس طراحي مدل فيزيكي ماشين حفار مكانيزه فشار تعادلي زمين در مقياس آمايشگاهي به منظور آزمايش پارامترهاي تاثير گذار ماشين از جمله فشار سينه كار، فشار تزريق، سيستم بهسازي و نشست انجام شده است. ماشين طراحي شده از سه قسمت اصلي تشكيل شده است و هر قسمت نيز به بخش هاي مختلفي تقسيم مي شود. قسمت اول شامل شاسي و قسمت محرك، قسمت دوم شامل طراحي سپر و قسمت سوم شامل محفظه مدرج و متعلقات آن است. با استفاده از سنسورهاي نصب شده در محل هاي مورد نظر در ر قسمت به ثبت اطلاعات از جمله فشارها و جابجايي ها پراخته مي شود كه نهايتا در تمام روند حفاري به آناليز حساسيت پرداخته شده و نتايج آن بررسي مي شود. از مزاياي اين طرح كه براي اولين بار در ايران انجام مي شود مي توان به اجرايي بودن طرح، آزمايش شرايط مختلف و پيچيده و مواردي كه نياز به مطالعه بيشتر دارد، آناليز حساسيت پارامترهاي مختلف ماشين، تحقيق و توسعه به منظور توليد علم اشاره نمود.