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采礦專業前景

時間:2023-09-21 17:56:15

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇采礦專業前景,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

采礦專業前景

第1篇

關鍵詞:合同采礦;前景;技術需求;管理

1引 言

合同采礦是指礦山業主以合同方式委托采礦承包商進行采礦作業的新型采礦模式。成熟的采礦承包商一般自行配置作業設備,抑或沿用業主設備,承包費用大多以作業量計。隨著市場經濟的深化發展,為了提高采礦效率、降低生產成本以及充分利用社會資源開發礦山,削減采礦設備投資,降低礦山業主的投資風險,在西方和我國都出現了合同采礦的新模式。

在澳大利亞采礦業,以合同采礦方式進行采礦生產活動的范圍越來越大,先是在金礦,后來在鐵礦、煤礦中都盛行合同采礦。在西澳州,金屬礦雇用承包商尤其普遍,該州礦石產量占全澳大利亞總產量的60%,其中合同采礦的職工數已占40%[1]。

我國合同采礦伴隨著國際礦業承包的發展也已逐步興起,首例合同采礦是華北冶建公司二公司在完成青海錫鐵山鉛鋅礦基建工程后,又承包了礦山的采礦,至今已有20多年的歷史。錫鐵山鉛鋅礦實施合同采礦后,人均出礦量、噸礦成本和人均效益等指標在我國同類礦山達到領先水平。此后,南京棲霞山鉛鋅礦、阿希金礦、武山銅礦、雞冠嘴金礦、紫金山銅金礦等都采用了采礦承包。進入21世紀后,阿舍勒銅鋅礦、多寶山銅礦、東溝鉬礦等一些新建礦山就直接按承包商帶設備承包經營方式設計的。此外還有一些我國控股或參股的國外資源項目中也引入多種采礦承包模式[2]。

2合同采礦的類型及優勢

(1)合同采礦的類型

按照礦床開采方式可以分為露天礦合同采礦和地下礦山合同采礦。根據承包商的設備投入水平,合同采礦可分為勞務合同采礦和投資合同采礦。

勞務合同采礦一般是指提供勞務服務并自備簡單工具或常規運輸車輛。技術管理和主要設備由業主提供,主要設備的操作、管理、保養和大中修都由業主負責。這種模式的合同采礦一般屬于小承包商,主要承擔采切掘進、出礦運輸等單一采礦工序的任務。

投資合同采礦一般是指承包商除了提供勞務服務外,還將提供除固定設備以外的所有設備,比如:鏟運機、自卸卡車、鑿巖臺車等。這種模式的合同采礦一般適應新建礦山,而且需要承包商具有雄厚的技術實力和資本實力。該模式也漸漸成為礦業開發的一種新的融資方式。

(2)合同采礦的優勢

①減輕了業主的投資負擔。合同采礦模式不必購買大量的鉆孔、鏟裝、運輸設備,可以減少建設初期人力、物力及財力的投人。項目融資的大部分責任都轉移給承包商,減輕了業主借貸和還本付息的壓力以及社會負擔。

②勞動生產率大幅提高。合同采礦模式可以優化企業管理程序、簡化管理職責,降低運營風險,生產組織高效,生產成本得以控制,勞動生產率和經濟效益大幅度提高。

③達產穩產快。自己臨時組建采礦隊伍,經驗不足,磨合期長,而引進專業隊伍,采取合同采礦模式能更好地實現高效開采的目標,確保持續穩定的供礦能力。

④經營回報率明確,嚴格按照中標價實施,有利于提高項目的運作效率。由于業主和承包商融為一體,對加強管理,充分發揮資金效率,提高投資效果,提供了約束機制和有利的外部環境[3-4]。

3合同采礦的前景

近20~30年以來,合同采礦已異軍突起,它使礦業開發的運營和投資等理念發生了巨大變化,為提高礦山效益和活力發揮了積極作用。

礦業是工業的基礎,礦業的發展能帶動許多相關產業的發展,因此,礦產品價格必將隨著經濟周期的變化而變化。當經濟處于上升期時,隨著投資的增加,需求量的上漲,產能的擴張,礦石價格也會上漲;經濟處于下降期時,投資減弱,需求量下降,產能也縮小,礦產品價格下跌。礦石本身又是一種不可再生資源,它的價格也應當體現其本身的稀缺性價值。隨著人們不斷開采,其可用資源量在逐步減少、可采經濟品位不斷降低,開采難度也在加大。比如,上個世紀鐵礦石邊界品位一般為20%,工業品位一般為28%,雖然勘探規范沒有調整,但目前品位在20%以下的鐵礦也已成為比較搶手的資源。因此,從長遠角度看,礦石價格應該隨時間的推移而緩慢上揚。

我國的礦產開發行業在過去的幾年里得到了長足發展。我國的工業化、城鎮化步伐很快,所以目前仍然是資源利用強度很大的一個時期,相信我國的礦業仍然會更加繁榮,其發展前景很好。因此,合同采礦的發展前景也同樣很好。

4合同采礦的技術需求

雖然近幾年我國合同采礦發展很快,從業人員急劇增加,但該模式還處于發展中,組織生產、技術管理等還比較復雜、困難,特別是采礦工程技術人員欠缺,技術問題難以解決還比較突出,主要包括以下幾點:

⑴礦山開采整體規劃。由于礦山地質情況一般變化比較復雜,合同采礦承包單位僅憑礦山初步設計安排生產,為爭取盡快回收前期投資,一般首采易采易出礦段,沒有對礦山全局考慮、整體規劃。這樣將導致后期開采困難,生產成本大增,甚至產生大的安全隱患。合同采礦承包單位應該在簽訂合同前后,先詳細研究礦山開采整體規劃或委托科研單位進行專題研究規避風險。

⑵礦山安全技術。業主應該對重點、難點工程、關鍵設備及主要技術指標的控制要做到精細化管理,而不是以包代管。特別是邊坡、采掘工程支護、放礦、通風、防治水等礦山安全的管理及研究,同時業主更應該杜絕承包商超強度、超負荷開采。

⑶采礦生產成本控制。目前大多數合同采礦承包單位都停留在以低成本勞動力為前提的利潤上,隨著國家工業化城鎮化的推進及密切關注民生問題,而礦山多是地處偏遠地區、工作環境惡劣,又屬于高危行業,低成本勞動力將會逐漸改變。合同采礦承包單位要想提高企業利潤,必然要依靠技術進步,控制采礦生產成本。因此,低成本、安全、高效的采礦工藝研究應該越來越受到重視。

5結 語

合同采礦對于礦山開采來說是一個大的趨勢,如何更好的利用合同采礦的優越性,克服靠承包商實施具體采礦工作帶來的問題,需要不斷的摸索與完善,相信我國會在不久的將來形成可操作性強、管理先進、業主與承包商和諧發展的嶄新合同采礦模式。

參考文獻:

[1]姜有錄.合同采礦模式在大頂鐵礦的應用[J].礦業工程,2007,5(3):33-34.

[2]于潤滄.采礦工程師手冊[M].北京:冶金工業出版社,2009:629-641.

[3]李雪明.大紅山鐵礦采礦新模式管理初析[J].采礦技術,2008,8(4):146-147.

[4]陳國利,邵必林.論經山寺露天鐵礦高強度合同采礦[J].金屬礦山,2008(8):30-32.

第2篇

關鍵詞:井下采礦;采礦技術;施工安全;工程

中圖分類號:TU714文獻標識碼: A

一、采礦工程的采礦技術特點

隨著時代的發展,近年來,人們在開采礦產資源的過程中逐漸意識到有很多危險存在其中。因此,相關部門制訂了一系列的制度和規范,嚴格執行采礦資源開發要求,保證礦產資源生產的安全性和可靠性,從而更好地推動礦產行業的經濟發展。但是,通過調查研究發現,我國很多礦產企業在開采礦產資源的過程中還存有諸多局限性,導致有諸多不安全因素存在于井下采礦工作中。因此,在礦產行業發展的過程中,需要充分考慮礦產市場的實際情況,采取有針對性的開采技術。具體來講,井下采礦技術的特點主要有以下幾點。

1、井下采礦技術較多

目前,有很多種井下采礦技術,在不同的礦產開采中,不同采礦技術的應用方式和適用程度也不同。例如,長壁開采技術作為最常見的井下采礦技術,通常在采礦開采中應用,但在金屬礦產開采中卻沒有較好的適用性,因為金屬礦在儲量和礦層厚度方面不同于采礦,這時就需要結合礦產的不同,采取差異化的采礦技術。

2、井下采礦工藝技術復雜程度較高

相比于露天采礦工藝技術來說,井下采礦技術在安全性和生產效率方面都存在很多差異。通常在應用井下采礦技術時,需要投入大量的資金,以保證開采的安全性;同時,由于受到諸多因素的限制,比如場地較小等,相比于露天采礦,井下采礦技術的工作效率較低。因此,在應用井下采礦技術時,需要做好準備工作,在保證安全的基礎上,改善工藝技術,強化科學管理,使井下采礦的安全性和高效性得以有效提高。

3、井下采礦技術更新換代速度較快

隨著市場經濟體制的確立和完善,企業在發展過程中面臨的競爭日趨激烈,要想獲得更大的發展,就需要結合具體情況,加大投資成本,引進先進的工藝設備和專業化人才,增強自身競爭實力。

二、采礦技術的應用發展前景

1、采場圍巖的控制技術

相關的技術研究人員需要充分結合采礦采場的具體情況,比如地質圍巖結構壓力等,對采場圍巖控制方面的理論進行完善。對那些難采煤層進行有針對性的分析,比如不太穩定、傾斜度較高和地質構造復雜等。研究在較惡劣的環境中,支架圍巖同放頂煤開采巖層之間的作用機理,對支護質量技術和頂板動態監測技術進行研發和完善。此外,還需要研發其他一些巖層控制技術,比如如何有效地預測和防治沖擊地壓等,提高采礦開采的效率,保證采礦開采的質量。

2、深礦井的開采技術發展前景

沖擊礦壓防治、煤層開采的礦壓控制、井巷布置、瓦斯和熱害處理等是深礦井中進行煤炭開采關鍵性技術的幾個方面。針對深礦井開采的現狀,目前急需大力研究和發展的有:深井作業場所的工作環境的變化;深井圍巖狀態和應力場分布狀態;深井沖擊礦壓的監測、監控和防治技術;深井的高產高效開采的相關配套技術等。

三、采礦工程的施工安全管理

采礦工程施工主要是指采礦開采工作,因為工作環境的特殊性及條件不同,且事故發生率相對比較高,所以采礦開采是一項風險高、投入大的工作。因此,采礦工程的施工安全便成為了社會各界人員關注的問題。所以如何加強采礦施工安全的管理,確保采礦企業安全、科學與可持續發展,已成為采礦企業管理的重中之重,同時也成為當前相關企業管理人員必須深入研究分析的課題。

1、把握好安全與效益的關系

采礦工程安全生產管理是基礎,企業的經濟效益則是目的,兩者缺一不可,而且兩者是相輔相成的關系。也就是說只有企業在確保安全生產的前提下,才能提高企業經濟效益。這也就要求采礦企業一定要將采礦施工安全與效益的關系協調穩妥,盡量避免因為安全事故而帶來的一些經濟損失。這就要求企業要竭盡全力做好各方面的相關工作,確保企業能安全生產,進而提升企業的經濟效益及社會效益。

2、切實加強基層安全體系建設

目前,有些企業有重產量輕安全的現象,也有些企業有重速度輕質量輕安全的現象。對于這些現象,一定要加強監管。a)我們要進一步加強對基層班組進行相關安全生產知識的教育培訓。在思想源頭上消除安全隱患,要加強安全生產理念的宣傳,強化員工的安全生產意識。而且還要把教育培訓納入到采礦采礦的整體規劃當中去,不斷提高全員的生產安全意識和質量意識;b)還要在基層班組內設置監督崗位,對安全生產進行全日制的監督,加強生產過程中的安全管理和標準控制。建立基層安全體系和考核獎懲制度,進而確保采礦安全管理有效落實。

3、提高安全科技水平

因為采礦生產的地質環境極其復雜,其對技術指標的要求比較高,因此在面對比較薄弱的技術環節時,一定要進行必要的技術培訓,引進專業的技術人員。“科技是第一生產力”,因此要不斷提高科學技術水平,這樣才能提高采礦采礦安全工作水平,進而才能更安全高效地生產。所以要加強管理者對采礦安全生產的研究,積極推廣使用與此相關的先進科技成果,從最初始杜絕采礦安全事故的發生。同時,為了更好地實現現代化生產的高產高效,還需要采礦企業增加對生產技術的投資和加大設備更新力度,進而使采礦企業安全管理能更好地實現安全化管理和高效化生產的目標。

4、加強安全檢查制度

對相關事故的研究表明,很多事故發生都是由于作業前沒有認真進行安全檢查,只是為了應付了事才進行安全檢查。所以相關企業必須加大安全檢查的力度,把安全檢查落實到位。這也就要求企業要加強安全檢查制度建設,并給員工提供安全學習場所或信息資源服務,或者以身作則,用模范的學習行為來帶動并激勵員工,全員參與到相關安全工作中,提高全員的安全意識,真正把安全檢查制度落實到位,進而做到加強采礦安全管理。

5、制定有利安全管理的目標責任制

煤炭企業要根據自身具體情況來制定安全目標責任制,嚴格安全考核,加大獎罰力度。使目標責任制、安全評級測評和商業保險形成有效的約束機制和管理模式,提高企業的安全生產責任意識,使企業在安全生產的前提下獲得經濟效益和社會效益。煤炭企業要在煤炭生產過程中繃緊安全生產這根弦,提高安全警惕性,在生產時不能有僥幸心理,當發現安全隱患的跡象時,必須及時采取控制措施進行整治,必要時要停產整治,直至把安全隱患消除。

6、避免因通風不暢而導致的窒息災難

對礦區來講,構建通風管理制度是非常必要的,有助于進一步完善通風系統。除了要強化通風管理外,還需要構建檢測風量、風質和風速的臺賬,促使其與相關要求相符。此外,還需要落實基層班組建設,在班組建設中加入安全管理規劃內容,不能只重視生產,還需要重視安全;構建班組考核等級制度,給班組提供一個更加規范和科學的平臺,鼓勵班組自查自糾,促使安全管理工作更好的開展;班組要做好安全監察工作,保證采礦工作中的各項法律法規和方針政策嚴格貫徹和落實;在煤礦采礦安全管理工作中,要以班組建設為核心內容,重視標準和考核,進行安全質量管理體系的構建工作。

結束語

采礦和安全管理是一項系統復雜和艱巨的工作,企業沒有捷徑可走,一定要充分重視采礦企業的安全管理問題,大力推進安全基礎設備建設,并把教育和宣傳結合起來,嚴格履行安全管理目標責任制,采用現代化的企業管理模式來對采礦企業的生產進行管理,以逐步與新時期安全管理與發展需要相適應,從而促進采礦開采與安全管理的可持續發展。

參考文獻

[1]古德生.智能采礦觸摸礦業的未來[J].礦業裝備,2014,01:24-26.

[2]詹明忠.充填采礦技術實踐分析[J].門窗,2014,01:332.

第3篇

關鍵詞:金屬礦山采礦技術;現狀;發展前景

中圖分類號: TD43 文獻標識碼: A 文章編號:

1、我國金屬礦山采礦的發展現狀

近 20 ~30 年以來,采礦技術突飛猛進的發展,它使礦業開發的運營和投資等理念發生了巨大變化,為提高礦山效益和活力發揮了積極作用,但該模式受傳統采礦模式的影響,在我國還處于發展中,加之我國礦產資源賦存一般比較復雜,組織生產、技術管理等還比較復雜、困難,特別是安全生產問題還比較突出。經過筆者調查研究,礦山采礦公司主要存在以下幾方面問題:

( 1) 施工資質掛靠現象多,機械裝備水平普遍較差。小型施工隊伍基本都是掛靠,其工程施工技術無法到位,現場常有安全隱患,施工隊老板僅就派遣監工管理現場民工,既無專業工程技術人員,也無法進行礦山專用設備資本投資,因而一般都缺乏企業管理方法、對資源綜合利用與安全生產的考慮。

( 2) 企業安全生產主體責任落實不到位,現場采掘施工和井建作業安全管理混亂監管失控等問題。由于采礦作業是一個龐大的系統工程,其中包括的很多作業工序都必須協調和平衡,而礦山采礦生產組織作業工序之間的協調難度大,安全生產隱患多。

( 3) 采礦生產人員流動性大。礦山采礦單位盡管在用工制度上采用靈活的用工制度,如長期合同制、輪換制、短期合同制等,但有一定技能的操作工及工程技術人員流動頻繁,大部分工人為附近或邊遠貧困地區的農民工,安全和職業健康防護意識差。

( 4) 地下采礦承包商大多缺乏核心競爭力。地下采礦承包難度相比露天開采大的多,礦山采礦承包商缺少工程技術人員、先進設備和現場管理創新,僅靠低成本人力資源來盈利將會越來越舉步維艱。

( 5) 合同管理難度大。主要存在合同采礦的進場、日常考核、結算、合同變更及退場等細節問題,業主必須有專業工程團隊來管理、指揮調度,實現。如果礦山管理機制、體制、制度不夠健全,業務部門之間沒有相互制約,合同管理將很是混亂,甚至導致行賄受賄等腐敗現象發生。

( 6) 超強度、超負荷生產嚴重。由于礦山采礦是計量結算,井下工人超強度、超負荷生產是普遍存在現象,井下生產交叉影響大,人員、設備、作業點多,潛伏著諸多不安全因素。

2、金屬礦山采礦技術發展前景

2.1無人化采礦技術

無人化采礦技術,就目前金屬礦山而言,可以說是正在形成的技術,雖然已經在選礦得到了廣泛應用,但是大多數礦山一直沒有認識到它的優點和潛在的效益。目前,仍把注意力放在半自動化和輔助操作控制上,以此作為一種中間緩沖技術。如露天和地下礦鉆機的鉆頭定位、鉆進速度、壓力和孔深控制; 電鏟、輪式裝載機和鏟運機的挖掘控制等領域已成功地應用了無人化技術。由于 GPS、無線電通信以及激光技術的實用化,使得露天礦的測量和鉆孔作業也實現了無人化化。

2.2 礦山的數字化、智能化

21 世紀是各種現代技術飛速發展的世紀,“數字化”“智能化”已成為知識經濟的重要標志。信息、定位、通訊和自動化技術的迅速發展和應用,深刻地影響和改變著傳統的采礦工業。

國際上,數字化礦山發展非常迅速,發達國家采礦的礦山信息化改造已邁出堅實的步伐,有的已制定了長遠發展規劃。加拿大從 20 世紀 90 年代初開始研究遙控采礦技術,目標是實現整個采礦過程的遙控操作,現已研制出樣機系統,并在 NICO公司的幾個地下鎳礦試用,實現從地面對地下礦山進行控制。加拿大已制訂出一項擬在 2050 年實現的規劃,即加拿大北部邊遠地區的一個礦山實現為無人礦井,從薩得伯里通過衛星操縱礦山的所有設備實現機械自動破碎和自動切割采礦; 芬蘭采礦工業也于 1992 年宣布了自己的智能采礦技術方案,涉及采礦實時過程控制、資源實時管理、礦山信息網建設、新機械應用和自動控制等 28 個專題。瑞典也制定了向礦山自動化進軍的 Gofunteeknlk2000戰略計劃。

2.3 無廢害采礦(清潔采礦)

雖然無廢采礦已經取得了一定的進展,但是從長遠來看,無論是在我國還是全世界,無廢害采礦仍然是 21 世紀礦業可持續發展的重要課題之一。

2.4深部開采

隨著淺部易采資源的開發利用,地下金屬資源的開發逐步向縱深方向發展。與淺埋礦床相比,由于深部礦巖的地質構造、賦存條件以及地應力等均與淺部礦巖有所不同,其開采技術條件更加復雜,面臨著更廣泛、更復雜的技術難題,如地壓、高溫、提升、回采、充填、排水、通風、支護、環境保護等。對于“深部”的界定存在著不同的看法,更為廣泛的認識是,以深度為依據,> 800 ~ 1 000 m 的為深部開采。

2.5采礦設備大型化、自動化和智能化

( 1) 采礦設備大型化。采礦設備發展的總趨勢是采礦設備的愈加完善和更加可靠,生產率在不斷提高。采礦裝備的發展特征是設備成龍配套,機械化程度高; 裝備無軌化、液壓化、自動化程度高;裝備技術成熟,已成功地引進了無人駕駛、機器人作業等新技術。采礦設備大型化趨勢在露天開采中非常明顯,地下礦與露天礦山相比雖然受到空間的限制,但還是向采用更大型的采礦設備方向發展。主要表現為: ①汽車的大型化不僅體現在汽車的載重量上,也體現在汽車的裝機容量上。②為了與礦用汽車配套,挖掘機與裝載機也在向大型化發展。

( 2) 遙控技術。國外許多公司積極地把遙控技術應用于金屬礦山,如瑞典 LKAB 公司在其地下鐵礦,采用先進的遙控技術,1 人可以同時遙控3 臺鏟運機作業; 加拿大的 INCO 公司利用地下通信、定位與導向以及過程監控技術,遙控采礦設備及工藝系統,已成功開發出鉆孔、爆破起爆、鏟運和噴射混凝土等各項遙控技術。隨著遙測技術、數據通訊和數據處理以及機械手的巨大進步,遙控技術將成為未來采礦共同的特點。

( 3) 自動化技術。如果說過去 20 年的全球采礦技術發展方面,礦山機械化的發展促進了采礦工藝的變革,今后 20 年將由礦山自動化和信息技術對采礦工藝的變革起主導作用。自動化技術,雖然已經在選礦得到了廣泛應用,但是大多數礦山一直沒有認識到它的優點和潛在的效益。目前,仍把注意力放在半自動化和輔助操作控制上,以此作為一種中間緩沖技術。如露天和地下礦鉆機的鉆頭定位、鉆進速度、壓力和孔深控制; 電鏟、輪式裝載機和鏟運機的挖掘控制等領域已成功地應用了自動化技術。由于 GPS、無線電通信以及激光技術的實用化,使得露天礦的測量和鉆孔作業也實現了自動化。自動化采礦技術,可用于解決各種惡劣條件下的采礦問題,如邊坡不穩定,安全條件差,通風困難等,具有跨時代的意義。

2.6生產安全不斷提高,采礦系統日趨完善

( 1) 開采監控手段現代化。信息、定位、通訊和自動化技術的迅速發展和應用,深刻地影響和改變著傳統的采礦工業,通過對采場過程監控,可以實現對地下開采裝備乃至整個礦山開采系統的遙控操作。遙控采礦、無人工作面甚至無人礦井等已在加拿大、瑞典、美國、澳大利亞等國成為現實。

( 2) 完善采場結構參數。根據采礦裝備狀況和開采技術條件,逐步擴大采場結構參數,提高采礦強度,降低單位采切工程量和礦石損失貧化指標,提高礦山的經濟效益。

3、結 語

綜上所述,我國金屬礦山采礦正處于快速發展時期,機遇與挑戰并存。采礦公司應該抓住可以大有作為的重要戰略時期,查找制約快速發展的瓶頸和問題,加快戰略轉型升級,優化、改進運營管理模式,以期望對我國金屬礦產資源的開發利用產生積極的推動作用。

參考文獻:

[1] 劉煒.我國金屬礦采礦技術回顧與展望J]. 金屬礦山,2003( 10)

第4篇

【關鍵詞】采礦;技術;現狀;研究

中圖分類號: S611 文獻標識碼: A

一、前言

隨著經濟的不斷發展,社會對于資源的需求量不斷增加,為了更好地盡心給資源的開挖,我們需要對采礦技術進行研究、分析。

二、國內采礦技術的現狀

在我國煤炭行業的長期發展中。已經積累了較為豐富的采礦技術。而且形成了具有中國特色的采礦技術體系。特別是國內的礦山企業、高等院校及相關科研機構在采礦技術的研究中投入了更大的精力,國內現階段應用的很多采礦技術已經處于國際領先地位,有效促進煤礦開采效率、質量與安全性的提高。綜合分析國內現階段應用的采礦技術,主要為以下幾類成套技術為代表:

1.以充填采礦技術為主線的成套技術。填充采礦技術在國內的礦山企業中得到了廣泛的應用。其具有效率高、安全性強、經濟性理想、技術成熟等優點。在國內現階段的采礦技術研究工作中,以充填采礦技術為主線,對于相關的采礦技術也展開了深入的研究與實踐。并已取得了較多的科研成果,對于提高我國的采礦技術水平具有積極的作用。

2.礦山廢棄空間、廢棄物處理與處置相結合的采礦成套技術。在我國早期的煤礦開采中,多數地區采取粗放式的開采方式,導致礦山中留下了大面積的采空區。而且在地表堆積了大量的廢棄物,如果不能對現象問題進行有效的處理,將留下較大的安全隱患。因此,在國內現階段的采礦技術應用中,借鑒各國的成功經驗和先進技術,已經構建了礦山廢棄空間、廢棄物處理與處置相結合的采礦成套技術。在山西、河北、內蒙古、黑龍江等主要煤炭產區已經得到廣泛的應用。

3.礦山地壓監測、控制技術為主線的采礦成套技術。近年來,國內各地區頻繁出現重大采礦安全事故。其根本因素是采礦技術不合理及安全管理措施不到位等,所以,國內在采礦技術的研究中更加注重地壓監測與控制等先進技術的應用,并且取得了較多的科研成果,對于促進煤礦開采作業的安全性是十分重要的。

三、煤礦采礦技術應用過程當中存在的問題以及健全的措施方案

根據上文的詳細闡述和分析,可以對現階段主要的煤礦采礦技術的運用現狀,有著全面的了解和細致的掌握。接下來,將針對煤礦采礦技術使用過程當中存在的缺陷和問題進行分析,并且以此為切入點,針對改進與健全的技術措施方案進行論述,力求更進一步的為有關工作做出積極的貢獻。

1.煤礦行業的制度不夠健全完善,技術沒有得到充分的運用。這一點問題可以說是現階段采礦行業當中的一個重點問題。由于我國的煤礦企業分布較廣并且數量較多,從目前的制度,僅僅只能夠從整體性的角度對其進行管理,但是在實際的過程當中,則會出現一些問題,導致管理上的混亂。另外,由于制度的不完善,而導致的采礦技術難以得到有效的運用,也是一個重點的問題,一些新型的技術,難以發揮出其最大的優勢與應有的效應,不得不說是一種損失。針對此問題的改進健全措施,還需要從行業的制度規章完善這一層面做起,保證采礦技術運用得到規范化。針對采礦的基本工作目標以及工作的流程,進行明晰,并且使得煤礦企業的管理者以及職工人員對于自身的職責與任務有著全面的掌握,做到分工明確,將安全作為生產的首要內容,并且將規范化的技術運用到實踐當中。保證工作的開展油田不問,每一名員工都可以發揮出自身最大的潛能。此外,還需要所有的人員密切的配合,在嚴格遵守工作規章制度的基礎之上,加強工作的質量和效率。

2.對于新型的技術研發沒有引起足夠程度的重視。在一些企業當中,往往為了追求利益的最大化,而忽視了新型技術的研發以及使用,管理者僅僅追求的是短期之內的效益,但是對于長遠的經濟增長卻造成了一定的阻礙。許多企業使用的是傳統的技術,不愿意開發新型的技術,并且也不愿意花費資金去引進新技術以及研發新技術,在這樣的模式之下,技術得不到發展,采礦的效率也難以進一步的提高。針對這樣的現狀,對于采礦企業而言,還需要將新技術的開發與運用作為工作的一個核心內容來開展,注重采礦技術的改進與完善,跟上時展的趨勢,大力的使用和開發新技術、新設備,促進管理系統的集約化建設,進而全面的提高企業的經濟效益。

3.專業性的技術人員比較缺乏,難以發揮出采礦技術的優勢。采礦行業是一項專業性極強的行業,一些中小型的礦場當中,專業的人才非常缺乏,整個采礦團隊的素質也不高,對于采礦的知識以及采礦的技術并不是十分的了解,進而難以保證采礦工作可以高效率、高質量的開展,尤其是在一些特殊的情況之下,如何保證采礦工作的安全,也是需要高素質、專業人才才能夠進一步解決的問題。針對上述的現狀,在現階段的采礦工作當中,還需要定期的組織人員的技術培訓,使得所有的工作人員都可以掌握新型的工作技術,及時的引進高技能的專業人才,提升員工的安全生產意識觀念,使得員工對于設備以及技術工藝有著熟練的掌握,另外,還需要鼓勵員工在工作之余,多多學習、多多掌握新的技術,進而為采礦工作安全性的提高奠定基礎。

四、采礦技術發展趨勢

科學技術的日益發展推進了我國采礦工業的發展。在大力發展采礦經濟的同時,對于社會的責任也不容忽視.需要從技術、經濟、環境和社會影響等方面綜合考慮各個因素并加以控制,來適應社會的和諧進步發展。所以,采礦技術要著重從以下幾個方面發展:

1.采礦設備的機械化、自動化、高效化

目前,雖然我國的采礦技術有一定的進步,但是,全盤地實現機械化還是極少數的,這樣低水平的工藝制約了我國的高效率采礦。所以要加大研究大孔穿爆設備、中深孔全液壓鑿巖機具、井巷鉆進機械、以及鏟運機為主體的裝運設備、振動出礦和連續采礦及與之配套的輔助機械等系列設備,實現無軌化、高效化和半自動化、自動化是礦山設備的發展趨勢。

2.深井采礦技術

隨著我國淺部資源的日益枯竭,需要不斷地向深部挖掘,對于深井的采礦雖無明確的概念和定義,但是,一般把深度超過1000 m的礦山稱為深井采礦。由于礦藏埋藏較深,地壓增大,巖溫增高,所以,在開采的過程中會遇到不曾遇到過的技術難題,比如礦山的提升、排水、支護、通風等諸多方面的困難都會隨之增大,這樣就要求采礦工藝技術和機械設備必須適應這種變化。只有不斷地提高采掘技術和礦山機械設備性能,發展安全、高效、低耗采礦技術,才能開采越來越多的深礦資源。

3.發展綠色礦山

在采礦的過程中,不但造成了自然環境的破壞,也會遺留許多廢氣、廢水、廢渣。這些廢物如果處理不好,將會給自然生態環境和社會經濟生活帶來了很大的負面影響。目前,國內外環保專家都呼吁對礦山環境采取綜合的治理措施,尋找廢物利用的方法。保證低環保費并強調建立無廢料礦山和潔凈礦山。最后就是將無廢和少廢采礦技術納入國內外采礦技術發展規劃,成為國內外金屬采礦技術的一個重要發展方向。

4.發展數字化、智能化礦山

我們不得不承認信息技術為采礦工藝技術帶來的革命性的突破,其在采礦工程設計、生產調度、系統監控及災害預報等方面的應用潛力還有待深度的挖掘,得到長足發展。數字化礦山是對于整個礦山整體的數字化再現和認識,以礦山各個應用技術軟件為工具,以高效、自動化的數據采集系統為手段,最終實現高度信息化、自動化、高效率,以至實現無人采礦和智能采礦。

五、結語

隨著社會不斷想可持續發展方向轉變,進行礦產開挖的采礦行業在正在進行變革,通過對采礦技術的分析,有助于我們更好地進行采礦技術的提高。

參考文獻

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[2]莊德昌 國內采礦技術的現狀及發展趨勢 [J] 《品牌》 -2012年2期-

第5篇

關鍵詞:東北大學;《采礦學》;本科專業;教材建設

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)10-0031-04

一、概述

當今世界綜合國力的競爭,說到底就是人才的競爭,只有擁有了一流的人才,才有可能擁有未來。對于高等教育,培養造就富有創新精神和創新能力的卓越工程人才,既是歷史賦予高校的重任,也是我國應對新一輪科學技術革命和知識經濟挑戰的必然選擇。東北大學作為我國設立礦業工程學科最早的地礦類高校,在總結以往人才培養實踐經驗的基礎上,圍繞如何為社會培養具有全面創造性、技術性卓越工程人才這一問題,在開展教學體系改革的同時,積極開展《采礦學》教材建設與改革工作,努力探索和實踐新的人才培養模式。本文根據采礦工程學科專業培養情況,就《采礦學》本科專業教材改革與實踐進行探討與總結。

進入二十一世紀,采礦技術發展十分迅速,發展主趨勢從之前的以機械化和大型化為主,轉向全面信息化、數字化、自動化,與采礦直接相關的理論和方法也隨之發生了深刻的變化。在發達國家,地下鏟運、鑿巖等設備的自動導航和遙控操作、露天設備的無人駕駛和自動調度、全數字化優化設計等,已經在采礦實踐中得到較廣泛地應用。近年來出現的一個最新趨勢,是高度重視采礦與生態環境的協調,盡量降低采礦對生態環境的沖擊,盡快恢復采礦損毀區域的生態功能。我國大型礦山實現了機械化開采,也實現了一定程度地信息化和自動化,如露天礦運輸系統自動調度、選礦流程自動監測和控制、采礦方案的CAD設計等。

上述采礦科學技術的發展,對采礦專業人才的知識結構提出了新的要求,對采礦專業課程的內容體系提出了新的要求,對相應教材的內容體系也提出了新的要求。采礦專業課程的教材不僅需要涵蓋基本采礦方法和工藝,而且需要涵蓋現代采礦科技要求的新理論和新方法,如礦山計算機建模理論和方法、開采方案和各種參數的優化理論和方法、礦山項目的經濟評價方法、采礦對生態沖擊的量化理論和方法以及生態恢復等。

采礦科學技術發展對相關專業知識的系統性也提出了更高的要求,采礦專業人才應是具有系統性專業技術知識的綜合人才。過去以采礦工藝過程劃分的課程與教材體系結構,難以實現各工藝環節知識的系統貫通。例如:爆破只講述爆破相關知識,沒有把什么樣的爆破參數設計應用于什么采礦方式方法和工藝環節進行有機聯系;巷道支護只講述支護方式及其在給定載荷下的設計計算,沒有把不同支護方式與它們所適用的那些采礦方法的具體巷道工程進行有機地聯系等等。因此,采礦工程的專業教材在內容體系上,必須把相關專業知識以采礦方式方法和工藝過程為主線融會貫通,實現高度地知識系統性。

我國經濟高速發展對礦產的巨大需求,需要利用越來越多的國外礦產資源。越來越多的礦業公司和采礦技術與管理人員走出國門,在國外從事礦產開采。而我國礦業在項目評價、設計、管理理念、方法和手段上與國外有較大的差別。這就需要采礦專業的知識結構能夠兼顧國內的實用性和與國際的接軌,以便我國的采礦工程技術和管理人員在國外從事采礦時,能很快適應國際技術經濟環境,促進國外資源的開發利用。因此,采礦工程的專業教材在內容體系上必須兼顧國內現實和與國際接軌。

東北大學《采礦學》教材針對上述需求并基于多年教學經驗、多方反饋和大量調查研究編寫而成,其內容體系在培養滿足現代采礦科學技術要求的綜合技術型和國際化專業人才中,正在發揮重要的作用。

二、教材改革與建設目標

《采礦學》教材總體建設目標:以教材為載體,推動教學內容體系的改革和完善,不斷提高采礦專業人才的培養質量,使之適應采礦科學技術的發展要求。

在內容上,《采礦學》融入了過去教材中沒有的、在國內外采礦實踐中應用較成熟并在高效采礦上(高經濟效益、高生產率、低生態沖擊)發揮重要作用的理論和方法,如礦床數值模型的建立、邊界品位的確定與優化、露天開采最終境界優化設計、生產計劃整體優化、地下開采“三律”(礦巖移動規律、地壓顯現規律、巖體冒落規律)、露天礦GPS調度、技術經濟評價、采礦生態壓力和生態成本等。針對我國礦業公司越來越多地走出國門開發利用國外礦產資源的需要,在知識內容上兼顧國內應用和與國際的接軌。

在體系結構上,以采礦方式方法和工藝過程為主線,把相關知識和技術融會貫通,形成一個完整地體系。例如:在論述某一地下采礦方法的結構、采準工程布置以及爆破、落礦、出礦等工藝中,有機融合相關工程的參數設計、爆破設計、支護方式和適用設備選型等的相關理論和計算方法;在論述露天開采工藝中,有機融合各工藝的參數設計、設備選型配置、自動化調度等,并講述相關的優化理論、模型和算法。

針對采礦工程機構和開采過程的時空性強、靠平面三視圖難以建立完整的時空概念這一教學難點,《采礦學》教材配發了一套采礦工藝環節的三維動畫短片,有效解決時空概念的建立問題。針對采礦工程教學有很強地實踐性的特點,《采礦學》教材配發了“露天礦優化設計軟件系統(教育版)”及實例數據庫,學生可以用來鞏固所學知識、提高知識運用能力,并可用于課程和畢業設計。

三、教材建設主要研究范圍與實踐內容

《采礦學》的編著者們長期從事采礦工程專業的教學工作,注重總結教學經驗、收集反饋信息;注重掌握和跟蹤國際、國內采礦領域的科學技術現狀和發展趨勢以及教學方法、課程設置和教學手段;注重研究總結采礦工程專業課程的教學難點和解決辦法。

在采礦工程專業的課程內容體系方面,系統收集了美國、歐洲和我國一些大學的采礦工程專業課程所用教材,認真研究其知識體系結構設計。把所有課程依據內容歸納為幾個知識板塊,分析了這些學校采礦工程專業知識體系和教材的特點、優點。與美國南伊利諾大學采礦系教授、工程學院院長合作完成了論文“A REVIEW OF THE EVOLUTION OF MINING ENGINEERING CURRICULUM(采礦工程課程設置演化的回顧與評述)”,在2011年土耳其伊斯坦布爾召開的第22屆世界采礦大會(22nd World Mining Congress)上發表,引起國際采礦界不小的反響。基于上述研究并針對我國采礦工業的特點和對人才的需求,形成了改革完善采礦工程專業課程體系的指導思想和結構框架:采礦方法、工藝技術等“硬技術”與經濟技術評價、決策和優化、生態化開采等“軟科學”并重;強化應用數學和力學基礎;國內實用與軌跡接軌兼顧。這一體系適應了現時和今后一個時期信息化、數字化、自動化、生態化采礦技術的發展對具有系統性現代專業技術知識的綜合采礦專業人才的需求。

作為采礦工程專業課的主導教材,《采礦學》在內容體系設計上充分體現了上述指導思想和體系框架,做到采礦方法、工藝技術等“硬技術”與經濟技術評價、決策和優化、生態化開采等“軟科學”并重。在硬技術方面系統全面地更新完善了典型采礦方法、工藝和技術、設備,充分體現國內外在相關領域應用較成熟的最新研發成果。在軟科學方面,系統論述了為高效采礦服務的經濟技術評價與決策、數字建模、參數和方案優化等理論、方法、模型和算法。在具體的設計和計劃程序與方法方面,既論述我國礦山設計和生產中廣泛應用的程序和方法,又介紹國際(主要是發達國家)廣泛應用的與我國有明顯區別的程序和方法。這樣,使用該教材教學,培養的人才不僅具有滿足我國現時和將來一個時期采礦業發展的需要,而且滿足走出國門開發利用國外礦產資源的需要。

在教學方法和手段方面,《采礦學》的編著者們經過深入研究總結出采礦工程專業課的教學難點:

1.三維空間概念的建立。采礦中各種工程有很強的空間性,各種工程、巷道的布置及其相互之間的銜接,相關幾何參數的設計計算,都要求學生能夠建立起一個完整的空間三維概念。過去只能借助平面三視圖憑想象來形成空間結構,教學時費時且效果不佳。

2.時序概念的建立。采礦不同于一般工廠的生產,后者的作業場地是固定的,而采礦中作業場所和對象是隨時間以一定的順序移動的。這就需要學生掌握采礦過程的時空發展程序,靠靜態圖解很難達到好的教學效果。

3.實踐性強。課堂上講采礦方法、工藝時,為了具有普遍性,用的大都是典型方案。而采礦的一大特點是地質條件千差萬別,實踐中的方案與典型方案有較大地差別。把學到的一般知識應用到實踐能力必須通過親自動手來培養,而這是難以在課堂上實現的。

針對頭兩個教學難點,《采礦學》的編著者們花費大量時間研發了一系列采礦工程結構、工藝環節的三維動畫短片,作為教學輔助手段與《采礦學》教材一起發行。應用這些動畫短片,可以在很短時間內使學生建立起三維空間概念和時序概念,而且學生需要時在課余可以反復演放。這些教學輔助手段大大拉近了教學與實踐的距離,提高了教學效果。

針對第三個教學難點,《采礦學》的編著者們專門研發了“露天礦優化設計軟件系統(教育版)”,配以真實礦山的實際地質數據庫和使用說明書,與《采礦學》教材一起發行。使用這一軟件,學生可以自己動手,應用課堂學到的知識,對露天礦山進行優化設計,做出設計、計劃方案,既深化了對所學知識的理解,鞏固了知識的掌握,又培養了應用所學知識解決實際問題的能力和獨自確定參數、方案的技術決策能力。這一軟件還可用于課程設計和畢業設計,在很有限的時間里提高設計水平,鍛煉設計能力。

四、教材改革建設創新與特色

1.教材改革建設創新。

(1)理論與內容創新。《采礦學》在內容上實現了重大突破,體現了采礦工程專業的專業課教學理念和模式的創新。我國一直到上世紀末,采礦工程專業的專業課教學一直沿用以工藝技術為主導的模式,只注重把礦石采出來所需要的工藝技術知識。這一模式在計劃經濟以及向市場經濟轉變的過渡時期,發揮了重要作用,培養了國家急需的采礦技術人才。當市場經濟占主導地位后,礦山企業面臨的不僅僅是按照給定產量把礦石采出來的問題,生產經營的幾乎所有方面都需要企業在國家和地方法律、法規下自主決策。是否投資于一個礦山項目、應規劃多大的開采規模、什么樣的生產計劃能帶來最大的經濟效益等等,都需要工程技術和管理人員具有經濟、技術決策和優化的知識。而且,進入二十一世紀,礦山企業不但需要關注經濟效益和技術效率,同時需要關注生態效益和社會效益。《采礦學》在內容體系上實現了這一重要轉變,創新了教學理念和模式,不僅更新完善了采礦方法和工藝技術等“硬技術”,而且把技術經濟評價、決策和優化、生態化開采等“軟科學”放在同樣重要的位置,并與硬技術有機融合,形成了一個適應時代需求的、新的采礦專業知識體系。

(2)結構創新。《采礦學》在上述知識體系的結構方面,以采礦方式方法和工藝過程為主線,把相關基礎知識、技術和優化決策融會貫通。例如,在論述某一地下采礦方法的結構、采準工程布置以及爆破、落礦、出礦等工藝中,有機融合相關工程的結構參數設計、爆破設計、支護方式和適用設備選型等的相關理論和計算方法;在論述露天境界設計和采剝計劃編制中,從傳統的過程與方法逐步過渡到優化理論、模型和算法,在露天開采工序中有機融合各工序的參數設計與優化、設備選型配置、自動化調度等。這樣,硬技術與軟科學之間、仍然發揮作用的傳統方法與應用較成熟的新成果之間、國內實用方法與國際的接軌之間,實現了融會貫通,形成了一個新的、完整的體系結構。

(3)實踐創新。《采礦學》注重教學實踐的創新。針對前述采礦工程專業課教學實踐中的難點(即,三維空間概念和時序概念難以建立、實踐性強),《采礦學》的編著者們研發了一系列采礦工程結構、工藝環節的三維動畫短片,研發了“露天礦優化設計軟件系統(教育版)”,并配有真實礦山的實際地質數據庫。這些研發成果有效解決了采礦教學三大難點問題,大大提高了教學效率和效果,培養了學生應用所學知識解決實際問題的能力。

2.教材改革建設特色。《采礦學》在促進采礦工程專業課教育教學改革方面,尤其是內容體系的改革上,發揮了重要作用。其特色主要有以下三個方面:

(1)內容新,具有顯著的時代特色。作為專業知識載體的教材,《采礦學》充分體現了采礦科技和社會發展對采礦專業人才的知識結構提出的時代性要求。如今的礦山企業不能單純追求經濟效益和技術效率的最大化,同時需要關注生態效益和社會效益。《采礦學》在內容體系上體現了這些時代性需求,把技術經濟評價、決策和優化、生態化開采等“軟科學”放在同樣重要的位置,并與硬技術相輔相成。

(2)系統性強,具有完整的體系特色。《采礦學》不是在過去教材的基礎上加入新東西的簡單堆砌,它是以采礦方式方法和工藝過程為主線,把相關知識、技術和方法融會貫通,形成一個完整的知識體系。例如,就爆破技術而言,除具有共性的基礎知識外,在每一采礦工序中都闡述了針對該工序具體需要的爆破參數的設計計算、器材選擇等。巷道掘進技術、地壓控制技術、落礦出礦、優化與決策方法等也類似編排。這樣,學生學習每一項單體技術和方法模型時,就掌握了其在采礦中的應用位置;在學到每一工藝、工序時,就掌握了需要用到的合適技術和理論方法。這一體系上的特色,大大提高了知識的連貫性和學生應用知識的能力。

(3)教學針對性強,具有很強的實踐性特色。《采礦學》十分注重采礦工程專業課教學不同于其他課程的特點和難點,有針對性地研發了一系列采礦工程結構和工藝過程的三維動畫短片,有效解決學生在建立三維空間和時序概念中的困難;開發了“露天礦優化設計軟件系統(教育版)”并建立了真實礦山的實際地質數據庫,用于培養學生的實際動手能力和知識運用能力。這些動畫短片和軟件系統是提高教學質量和人才培養質量的有力支撐。

五、教材改革建設綜合水平與成效

1.教材綜合水平。在知識結構體系上,《采礦學》不僅凝結了大量的教學實踐經驗和反饋意見,而且納入了國內外采礦工程的專業課教材及相關課程的優點。在《采礦學》的形成過程中,系統收集了美國、歐洲和我國十多所在采礦專業領域典型大學的采礦工程專業課程設置和所用教材,認真研究其課程知識體系結構和教材的特點、優點,博采眾長,形成了改革完善采礦工程專業課程知識體系的指導思想和結構框架。在此基礎上,深入研究了國內外廣泛應用的采礦技術的現狀和發展趨勢,抓住信息化、數字化、自動化、生態化開采這一采礦科學技術的時展主旋律,提出了一個完整的知識體系。《采礦學》的知識結構體系充分體現了采礦科技的新成果、新發展,實現了相關知識板塊的融會貫通,既具中國特色又與國際接軌,達到了世界先進水平。

《采礦學》不僅僅是一本書,它所承載的是具有時代性、實踐性和方向性的采礦工程專業科技的知識體系。《采礦學》的十幾次的印刷、在全國的大量使用,本身就是這一教學成果水平的證明。

2.教材改革建設成效。

(1)與教材建設相對應的教學改革及課程建設成效。《采礦學》教材及其承載的采礦課程內容體系,是在過去約15年中不斷地教學研究、實踐和改革中形成的。《采礦學》第一版被列入教育部普通高等教育“九五”規劃教材,得到學校的資助。2004年由該教材編著者主講的采礦學課程被評為校級精品課程,在學校的資助下經過四年的建設,2008年該課程被評為國家精品課程,獲得教育部和學校的資助,課程建設成果及其教學和課程體系改革成果于2009年獲得遼寧省教學成果一等獎。在上述課程建設項目的支撐下,針對教學和課程體系改革需求以及教學實踐與反饋,對《采礦學》實施再版,并列入教育部普通高等教育“十一五”規劃教材,于2011年4月完成改版工作,出版發行。

(2)教材應用及推廣成效。作為采礦工程專業課的主導教材,《采礦學》在內容結構體系上的時代性和系統系已經得到業界的廣泛認可。這一教學成果在全國范圍得到廣泛應用。據冶金工業出版社不完全統計,使用《采礦學》教材的有東北大學、北京科技大學、中南大學、重慶大學、昆明理工大學、西安建筑科技大學、內蒙古科技大學、遼寧科技大學、河北理工大學、山東理工大學等高等院校,以及貴州、甘肅、福建、重慶、浙江等地的學校和企業。《采礦學》在方法和理念上注重與國際采礦實踐接軌的特點,也適應了越來越多的礦業公司走出國門開發利用國外礦產資源需要,受到許多礦山企業管理者的青睞,把《采礦學》作為培訓教材和參考書使用。

《采礦學》第一版被列入教育部普通高等教育“九五”規劃教材,于2001年1月由冶金工業出版社出版發行,先后九次印刷,印數25000冊,發行量之高在這一時期冶金類專業教材中是少見的。基于多年的教學實踐和來自各方的反饋意見,并針對該書出版以來采礦技術的發展現狀與趨勢,2005年著手再版工作和相關教學輔助手段的研發,《采礦學》第二版被列入教育部普通高等教育“十一五”規劃教材,于2011年4月出版發行。第二版的發行速度比第一版大大增加,在短短的一年半時間內,印刷了三次,總印數達12000冊,已發行10430冊,在冶金工業出版社2011和2012年度出版的所有書籍中發行量排名第一。這充分證明了《采礦學》的應用范圍和應用程度。

在實施效果上,《采礦學》首先是更新完善了在信息時代、礦業全球化和可持續發展背景下需要的采礦工程專業知識體系,為培養符合時代要求的采礦工程專業人才提供了知識載體。其次,《采礦學》充分注意到采礦工程專業課教學的難點對教學效果的影響。一系列采礦工程結構、工藝環節的三維動畫短片在教學中的應用,可以在很短時間內使學生建立起三維空間概念和時序概念,并大大拉近了教學與實踐的距離,提高了教學效果。使用“露天礦優化設計軟件系統(教育版)”及其真實礦山的實際地質數據庫,學生可以自己動手,應用課堂學到的知識進行優化設計,做出設計、計劃方案,既深化了對所學知識的理解,鞏固了知識的掌握,又培養了應用所學知識解決實際問題的能力和獨自確定參數、方案的技術經濟決策能力,提高了教學效果和人才培養質量。

我國是礦業大國,在多種礦產的產量和需求量上都位居世界第一,但我國尚不是礦業強國。走向礦業強國需要掌握信息化、數字化、國際化、生態化礦產開發知識的大批專業人才。《采礦學》為適應這一需求而生,已經在全國范圍的采礦專業人才培養中發揮重要作用,必將在走向礦業強國的道路上繼續發揮作用。這一教學成果具有非常廣泛的應用前景。

參考文獻:

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第6篇

1背景與目標

新疆工程學院采礦工程專業辦學歷史悠久,采礦工程專業課程體系中,特別是專業課程均有較高工程實踐要求,對學生工程實踐能力的培養是人才素質培養的重點。學院采礦工程專業人才培養始終堅持以現場工程實踐需求作為人才培養的基礎與目標,為實現這一目的推行以形成基于工程實踐為主線的課程體系為目標,以專業教研組為活動平臺,依托煤炭和中介企業的工程實踐過程框架的課程內容,有機地把高等學校與企業這兩個平行的“元”聯系起來,清楚地顯示出專業課程的內容與企業工程實踐過程不同階段的相互對應性,分階段細化工程實踐過程,在各個工程階段的工程實踐過程中載入理論知識與實踐技能的教學,這樣,工程實踐過程框架下的課程內容和教學情境總是以能夠適應生產體系和工作崗位的各種變革與靈活性為立足點,這無論對于教師還是學生都將具有極大的效用,對于用人單位更是一種極大的期盼。學院制定的采礦工程專業人才培養目標是培養適應經濟社會發展需要的,有社會責任感和競爭能力的,自覺維護祖國統一、民族團結,具備支撐專業堅實的理論基礎知識、較為廣博的人文社科知識和較強的實踐技能,富有創新精神、科學素養和實踐能力,誠實守信,德才兼備,能在專業相關領域從事工作的應用型高級工程技術人才。根據人才培養目標確定與此目標相適應的采礦工程專業課程體系。針對應用型工程技術人才培養方案設計中“專與通”度的把握是一個難點。采礦工程專業人才培養大眾化階段對素質教育和“通才”培養的強化并不意味著對專業教育的冷落,對“專與通”的把握應根據學校的發展定位,通專結合,以通為基礎,以專為延伸,將二者統一在對地區經濟重點發展領域和行業企業科技發展實際水平的適應上,以采礦工程專業課程體系改革為突破口構建新的人才培養方案。根據學生就業(含擇業、創業、升學、留學等)出口需要,強化學生的綜合知識和職業能力為出發點,對課程內容進行優化,處理好基礎課與專業課、理論課與實踐課、主干課與一般課、必修課與選修課這幾者之間的最佳比例,以解決多年高校培養的采礦工程專業畢業生在煤炭企業面對新技術、新工藝、新裝備和信息化進程的再學習能力和創新能力不足的問題,建立起適應本科層次的人才基礎寬厚,再學習和創新能力較強要求的不斷更新、與時俱進的課程體系。

2校企合作模式下課程體系建設的總體方案

2.1基本要求以煤炭應用型工程技術人才培養的知識體系為基礎,圍繞行業企業對專業知識的實際需求合理設置課程和課程內容,既要保證扎實適用的專業知識和基礎理論內容,又要注重專業背景和人文素質的培養。根據煤炭應用型工程技術人才培養的素質體系要求,既要培養煤炭行業特有的吃苦耐勞,扎實肯干精神,又要培養學生全面發展的綜合素質。依據煤炭應用型工程技術人才的能力體系,以工程生產的實際需要為核心目標,在能力培養別突出對基本知識的熟練掌握和靈活應用,同時要培養科研開發能力和創新能力。同時改革和建立與新的培養目標和方案相適應的培養制度體系(如注重應用實踐、應用創新在總學分中比重的學分制、能夠積極引導師資不斷提升實踐及應用創新的教學科研能力的評價及分配制度)。

2.2校企合作模式下課程體系建設的具體措施①專業方向設置行業化專業設置面向行業,突出特色,培養市場急需的專業人才,從而使學生就業前景廣闊。②課程設置系統化要以行業對人才知識能力素質的需求為出發點,按照構建與企業生產技術相適應的課程體系,理論知識、實踐能力、素質培養要形成一套既符合學生認知規律又適應生產技術的科學完善的培養體系。課程內容要突出工程應用特點,既要有本課程必需的理論基礎,又要包含當前行業企業的新型實用技術。③教學內容模塊化教學內容采用模塊化的組織方法,以知識單元為依據構建模塊,使其具有相對的獨立性,學生可根據需要從中選取教學內容。④教學組織多元化根據教學體系的課程設置,結合課程具體內容和教學目標的差異,充分利用學校、實驗室、科研院所、行業企業的教學環境組織形式多樣的多元化教學。⑤實踐教學創新化擯棄單一的驗證性實驗和簡單的參觀勞動性實習,在實驗室教學要鼓勵學生自主開發實驗項目,培養學生綜合運用知識和創新思維能力;在生產現場實習以解決工程技術實際為目的,培養學生將知識轉化為生產技術的能力。

2.3校企合作模式下課程體系基本框架根據校企合作模式下工程實踐教學的總體要求,學院采礦工程專業課程體系設計了3+N+1的的應用型人才培養模式“,3”為三平臺,即通識教育平臺、學科基礎平臺和實踐教育平臺;“N”為多個專業方向模塊;“1”為素質拓展模塊,主要是創新能力培養。課程體系貫穿實踐能力培養,在不同的學習階段,安排不同要求和能力培養的實踐課程。①通識教育平臺通識教育課程平臺,包括了公共基礎和學科基礎兩個部分。注意交叉學科,提供寬口徑的培養課程。通識教育課程整合各專業的教學要求,打通公共基礎,拓寬學科平臺,減少課程內容的交叉。②強調應用的專業特色以能力為本位出發,根據專業內涵和社會需求,精心設計教學內容,在教學中及時追蹤學科前沿和實際應用,將理論教學與社會需求緊密結合。③突出實踐能力的培養加大學生課程內實驗教學的比重,增加設計型、綜合型實驗的比例;更加強調課程設計、認識實習、生產實習、畢業實習、畢業設計等實踐教學環節,充分利用校內實驗實訓平臺、校外產學研實訓基地等加強學生知識應用能力、行業適應能力的培養。探索實踐3+0.5+0.5的校企聯合培養模式。針對煤炭應用型工程類專業學生在本科教育四年標準學制內,實行在校學習與實踐三年,另外半年與企業及科研合作單位開展應用型人才聯合培養,最后在企業完成8周實習,10周畢業設計,畢業設計必須以解決企業某一工程實際問題開展真題設計。畢業課題所產生的實際效果和畢業答辯由企業工程技術人員和學校專業教師共同評判,畢業答辯委員會由企業工程技術人員和學校專業教師構成,人員各占半數,根據綜合評判結果給出畢業設計成績。對于行業要求特點明顯,用人單位對畢業生需求數量相對集中的情況,采用訂單式培養的模式。在校學習的三年中,專業基礎學習內容按企業要求進行設計。④強調創新能力的培養教育部提出高等院校要培養具有創新精神的人才。創新能力的培養,是高校人才培養的重要目標之一,也是高校教育體系對社會、經濟發展需求適應的一種重要形式。與研究型人才強調學術、科研創新能力不同,應用型本科人才主要是構建應用知識進行技術創新和技術二次開發的創新能力。因此,注重以學科競賽、科創活動促進學生創新能力的培養。應用型本科人才培養應大力推廣以競賽促創新能力培養的形式,鼓勵學生參加各級創新活動,點面結合,不但在點上有獲獎的學生,更重要的是在參賽人數的面上鋪開。同時,在人才培養方案中,納入創新教育學分。

3結語

新疆工程學院定位于以工學為主要學科,以煤炭煤電煤化工人才培養為主,面向行業,突出礦業,服務新疆經濟社會發展為定位的新建地方應用型本科院校。學校歷經50多年的辦學歷史,培育了一支師德高尚、業務精湛的師資隊伍,采礦工程專業作為教育部第三批卓越工程師建設專業,具體建設工作已啟動,在作為自治區第一批重點產業緊缺人才專業建設中積累了校企合作的實踐經驗,通過課程體系的重組、整合、優化和實踐,設計一套科學的校企合作模式下采礦工程專業課程體系,為培養基礎適度、專業口徑適當、適應能力強的應用型高級工程技術人才打下良好的基礎。

作者:張俊敏張玉珍單位:新疆工程學院

第7篇

【關鍵詞】CAD;煤礦開采;應用

采礦CAD是一門實踐性很強的技術,由于煤礦地下生產條件的復雜性等原因,CAD在國內煤炭行業特別是煤礦一線生產單位,應用程度還比較底,絕大部分煤礦還靠手工繪圖。AutoCAD到目前已經發展到AutoCAD2000版,在建筑、電子、機械制造等其它行業已經得到廣泛應用,其圖形處理功能日趨完善,并提供了比較完備的二次開發手段。如自帶的AutoLISP、VisualLISP表處理語言,VC、VB應用程序接口等。由于采礦行業和其他行業相比有著自己的鮮明特點,不容易標準化,規定種類繁多,實際變化大。這些都為AutoCAD在采礦領域內的二次開發帶來相當大的困難。下面是在這方面的一些嘗試,希望能取得一些效果。

繪圖環境:Windows95(及其以上)操作系統,AutoCADR15(及其以上版本),AutoLISP語言,HP繪圖機,數字化儀。

1 設計思路及模塊功能

煤礦技術管理主要是各種圖紙的設計、繪圖和修改與補充,以前都是由人工繪制,不但浪費人力物力,而且由于煤礦生產的特殊性,圖紙需要經常修改和補充,給技術管理工作帶來很大的難度和不便。為此,在AutoCAD平臺上進行圖紙處理,編制一系列應用程序進行管理,并把這些程序功能進行有效集成,形成兩個功能模塊,這些程序模塊基本上能滿足我們平時的工作應用。

1.1 圖元符號庫的建立

圖元符號庫即按照采礦圖例,對標準符號進行分類管理,并繪出圖形,存成圖塊,以備程序調用或其他用途。每一類作為一個圖元庫,分為地質測量符號庫(構造、測點、等高線、鉆孔、井筒等)、機電設備圖元庫(變電所、電機、防爆開關等)、一通三防圖元庫(風門、密閉、風機等)及其它土元庫。

1.2 規則礦圖

規則礦圖是指那些比較規范、用程序語言能夠容易實現的圖形。如巷道斷面、交叉點、車場、水倉、泵房、絞車房、變電所等常用的施工圖,這類圖形的特點是比較規范,用編程語言能比較簡單地實現自動化設計及繪圖。

根據煤礦設計規范及國家頒布的制圖標準,應用AutoLISP、C++語言對巷道、水倉、變電所、絞車房、交叉點等多種采礦常用工程設計編制了相對應的應用程序模塊,通過人機對話交互的方式,錄入各種設計依據及參數,同時調用圖元庫中的已經定義的各種符號,實現設計、繪圖的自動化。每個功能模塊完成相應的工程設計并繪出相應的施工圖紙。所有這些模塊都有序集成在AutoCAD系統界面的規則礦圖菜單下,形成一個小的設計專家系統。

1.3 不規則礦圖

不規則礦圖指那些受現場條件影響大,布置復雜,隨時都有可能根據現場條件變化而修改的圖紙。如礦井開拓平面圖、采區布置圖、采掘工程平面圖等這類圖形的特點是極其復雜,信息量大且不規則,很難用編程語言寫出相應的軟件。我們在AutoCAD平臺下采取一系列的圖形編輯技術并輔以圖層、圖元符號庫來實現礦圖的自動生成。具體圖層分為大地坐標網、煤層、構造、采掘工程(包括巖巷、煤巷)、邊界、鉆孔、采空區、機電、通風、避災線路、運輸等圖層。通過分層組織管理,可以方便地根據需要調用含所需信息的各個圖層,形成各種專業用紙,并在其上調用程序或手工插入所要的信息,即可形成一張完整的專業用圖。

2 采礦圖數據庫的管理

整個繪圖數據庫管理分前期錄入和實時管理2個步驟。

前期錄入又分為基礎數據準備、圖元符號庫建立、應用程序錄入3個部分:

(1)基礎數據準備即是由各職能部門提供的資料形成FOXBASE或ACCESS數據庫的形式,這一部分工作量較大。

(2)把常用的機電、地質、采礦等符號形成不同的AutoCAD圖塊存于圖元庫中,以備應用程序調用。

(3)由于采礦圖的數據量大,第一次形成數據庫的數據錄入工作十分繁重。因此,根據實測導線的數據結構,設計了文件錄入方式。并應用AutoCAD內置的LISP語言編制了應用程序,對以FOXBASE數據庫或ACCESS建立起來的導線資料、斷層、鉆孔、水倉、井筒、邊界等資料庫進行了批量錄入,加快了數據錄入工作。

3 系統集成

為便于同事們使用,把自己編制的所有應用程序集成到AutoCAD環境下,形成系統下拉菜單、邊菜單、繪圖工具箱,使用者可方便地通過下拉菜單、邊菜單及工具箱,通過人機對話完成錄入、查詢、修改、輸出等工作。

4 應用效果及應用前景

采礦CAD投入使用前,設計人員跑現場、查資料、計算、繪圖,工作十分繁重。應用CAD完成采礦圖,并在工程設計工作中應用。結合編制的規則礦圖設計程序,圖紙數據庫覆蓋范圍內基本可以甩掉繪圖板工作。大大減輕了設計人員的勞動強度,避免了工作中的人為誤差,提高了工作效率。同時,由于集中了各部門匯總過來的大量的數據資料,因此,CAD數據庫中的資料齊全、詳實,查詢方便快捷,有效地避免了資料的丟失、殘缺不全等情況的出現,對日常技術管理工作的提高起到了很大的作用,同時對現場施工具有很大的意義。

隨著計算機應用的進一步普及,網絡走進了我們的日常工作,下一步我們可以把AutoCAD同因特網結合起來,實現網上數據傳輸,根據網上實時傳過來的數據,及時地修改工作圖紙及數據,真正實現與施工現場的同步管理。

5 體會

隨著社會經濟的發展,人們對計算機的應用要求越來越高,雖然我們已使用計算機進行設計,但在面臨設計任務較多、對各項目完成的時間加以限制的情況下,如果靈活巧用計算機,便能提高工作效率,減少不必要的重復工作。這樣,煤礦繪圖人員就能輕輕松松地完成要做的工作了。

目前市面上的軟件品種較多,它們的功能各異,雖具有各自的優勢,但由于各煤礦的不同,圖例也相應的不同,在使用現有的軟件時,總會出現這樣或那樣不盡人意的地方。因此煤礦設計人員在采用計算機繪圖時,必須選用一種適合自己要求的軟件,這才是采用計算機的關鍵。為了提高繪圖速度及出圖效率,采用現有的煤礦軟件繪圖時,可在原有軟件功能的基礎上完善各種功能;也可選用AutoCAD作為煤礦繪圖的支撐軟件,并在其原有軟件功能的基礎上加以擴展,使其成為適合自己的一個軟件。

參考文獻:

[1]徐永圻.煤礦開采學[M].徐州:中國礦業大學出版,1999.

第8篇

關鍵詞:礦產發展;找礦手段;實例分析

早在幾年前,中國某大學就以湖南地區的礦產做了專題的研討,本次研討的結論在以后的礦產研究中發揮了非常巨大的作用,也產生了非常積極的影響,并且在一定程度上使礦區的作業過程有了非常明顯的規律性,大大的提高了礦產作業的效率與價值。在勘測技術研究之外,還有相關的單位對礦床進行過一定的研究,在此基礎上與找礦技術相結合,直到上個世紀80年代我國的找礦技術就在溫度測定方面有了顯著的提升,我國的幾所知名大學就做過有關于礦區的金礦成因的實驗,并把實驗的結果作為專題供給大家去學習。在20實際初期,相關學者就專門的研究了成礦因素等想干問題,并編寫了有關于此的若干著作。

1 我國目前的礦業發展--以黃金洞金礦為例

1.1探礦工作效率有待提高

雖然目前我國的礦產行業已經趨于飽和,但礦業發展依舊存在著一定的問題,其中最為主要的問題就是探礦工作的質量,我國的黃金礦洞的探礦工作就有嚴重的缺陷,下面就來仔細的說說這個問題。我國的礦山數量在現在看來還是非常夠用的,但這只是礦業發展的一個很小的因素,目前的礦山作業問題層出不窮,這對礦山來說就是一種非常巨大的浪費,探礦工作進行的效率已經嚴重的影響了礦業的發展前景,造成礦產保有儲存量嚴重不足的局面。如果這樣的發展下去,各大礦業公司的過度采礦、選礦以及冶礦的態勢將會徹底的失敗,因為公司在這幾個方面的野心是非常大的,探礦工作的種種問題會成為公司發展的最大障礙。此外,各礦業公司在發展目標上的建立會受到嚴重的影響與阻礙,對公司的長期穩定發展極為不利,因此,為了確保礦業公司的健康穩定發展一定要在探礦工作上有所突破,對探礦手段方面來所要采用多手段結合的方式進行,以達到提高探礦工作效率的目的,最終可以有利于我國礦產資源被充分的利用起來,提高公司的盈利效率。此外,與地勘局的合作也是一種很好的提高探礦效率的方式,因為地勘局對國家的礦山信息的掌握是最全面的,對相關信息的解讀也是非常權威的,要相信在一段時間的合作之后企業一定會在探礦的效率上有所提高。為了讓探礦工作得到根本性地提高,要制定相關的計劃,該計劃要以年度為主要的時間段,并針對相應的目標制定明確的任務,做好礦山的脈深以及其他信息的收集工作,提高普查工作的目的性,只有做好該工作才可以對礦山中已經存在的資源進行重組,增加資源的保有量。

1.2 礦脈之間的差異較大

我國礦山的主要礦區已經有了很明確的分布特征,在這些區域中,總是會存在幾個主要的礦脈,對于黃金洞金礦來說已經開采了的礦脈有5個,其中一個最早被開采的礦脈位于金塘礦區域內部,簡稱為1號礦脈,該礦脈的長度是三千多米,該礦區的礦體結構不是非常的穩定,其中有很多斷裂的位置,且由于該礦區的方向是西北方向,所以在受力上的穩定程度不是非常的好,由于氣候的影響脈體已經有了明顯的傾斜,且該脈區最主要的特點就是呈透鏡狀態,形狀類似扁豆,具有容易膨脹和收縮的特點,很容易形成不穩定的脈尖,對采礦工作帶來巨大的困難。有的礦區存在著一個或者兩個的規模很大的礦脈,且這些礦脈的成礦質量是非常高的,產生這一結果的主要原因就是礦體在厚度以及位置等方面的水平是不均勻的,這種具有良好成礦條件的地區一定是大家所青睞的,所以形成了一個良好的循環狀態,最終導致了礦區之間的差異。有的礦脈在被發現以后就會在很長一段時間出現被挖空的情況,因為大家比較習慣于在該地點進行采礦工作,但是這樣不利于礦山整體發展,對整個礦區規劃造成了很大的負面影響,這種見礦采礦的行為是不可取的,這也是形成很多礦脈差別的最主要原因之一。

2 提高采礦效率的方法

2.1 善于總結地質探測的失敗經驗

雖然探礦工作存在著很多的漏洞,但只要善于總結失敗的經驗這種局面還是可以挽回的,因為探礦工作的不足主要來自于對礦區脈深掌握的不夠,導致在勘探進行時對時間以及其他要素的控制存在很多的誤區,最終造成采礦工作的失敗。此外,在進行礦脈的信息收集工作時要了解其走向,確定哪一個方向是最利于開采的,因為不同的脈區存在不同的角度與走向,并且這些指標會由于礦脈之間的距離而有所改變,在有些情況下還會存在兩個礦脈相交的情況,所以,如果前期的信息收集工作做不好就會導致后續工作的異常繁雜,因此,總結失敗的經驗是非常重要的一種解決問題的方式。此外,由于不同礦床之間的特點不盡相同,采礦人員需要根據礦床的規律去開展采礦工作,這是減少失誤的一個有效方法,同時也為今后的勘察工作與評價標準提供了依據與基礎,從而有利于對新理論的證明、對新方法的順利使用,為日后的勘探工作發揮應有的作用,以便于尋找更加優秀的礦區去采礦。對失敗經驗的總結不僅可以減輕采礦人員的工作難度,更能夠穩定礦產的價格,有利于市場穩定體系的建立,進而有利于各企業的生存與發展,對礦山的利用應該以資源效益的最大化為主要目標,保證對礦山進行及時的清理工作因為這是保證礦山生產能力的一個最主要的基礎,這樣還可以減少工作的盲目性。

2.2 提高地質監測人員的專業知識素養,加強其業務處理能力

一個優秀完整的探礦工程隊的組成是多方面的,在很多因素之中,業務處理能力是尤為重要的,相關人員對地質規程的熟悉對工作的成功是非常重要的,這也是提高工作人員對自身認識的必要條件,可以從根本上知道什么事情可以做,什么事情不可以做,為工作效率提供了良好的基礎。一個優秀的探礦人員也要具有活到老學到老的精神,在學習與工作的過程中對相關的書籍要足夠的熟讀并熟悉,這也是符合礦井地質工作要求的。此外,為了工作人員對與礦井相關工作更加的熟悉,就要工作人員對資料給予足夠的熟悉,并以此為基礎開展一切與采礦相關的其他工作,以便于更好的解決煤礦生產與建設的相關問題,讓該產業更加適應社會對礦產的需求,實現對探礦工作的足夠專業與實力。

小結:

綜上所述,我國地質找礦手段的發展在國際上還是處于領先地位的,因為我國有著礦產悠久的歷史,在找礦時應該對礦區有一定的分析與處理工作,使礦產資料更加正確,進而有利于采礦工作分析與研究。選擇一個合理的探礦與采礦方法是減少礦業行業工作量的有效方法之一,通過對礦山條件與地質條件的充分了解,就可以很清楚的對探礦與采礦工作進行安排。

參考文獻:

第9篇

[關鍵詞]采礦掘進 煤炭生產 問題 防治

[中圖分類號] F407.21 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-12-278-2

1前言

我國社會在不斷的發展,社會工業化的程度也隨之不斷的提升,對于煤炭的開采和利用也持續的深入,再加上我國是世界上比較大的煤炭消耗國,因此對于煤炭的需求量仍然在逐年的提升。但是煤炭作為一項非常重要的資源,采礦掘進的過程則成為一項重大的挑戰。為了促進我國工業化的不斷進步,我們應該提高現在的地下煤炭礦井開采技術,最大限度的減少出現的問題,以便于更好的促進煤炭產業的集約化應用。

2我國采礦掘進生產的發展現狀

2.1采礦掘進生產的發展情況

我國的煤礦井下開采技術雖然與以前相比有很大的進步,但是與很多的發達國家相比仍然存在很大的差距。我國煤炭開采走的是集約化道路,我們應該貫徹落實新型的工業化道路,從集約化向資源的合理配置的道路,通過長期的調查研究和科學實驗,為我國煤炭井下開采開辟嶄新的技術層面。我國現在有很多大規模的企業已經逐步到達了技術的突破層面,使我國在很大程度上擺脫了對外國技術的過分依賴,是我國技術史上的一次重大的飛躍。目前,我國煤炭礦井下的煤炭鉆孔技術已經創造了我國創新史上的重大新發現。

雖然煤炭采礦的技術正在日漸趨于成熟,但是最近幾年仍然出現了不少的安全事故,比如經常性的出現采礦掘進過程中的冒頂事故,這便需要我們必須想方設法的加大采礦掘進過程的管理力度,切實的針對事故發生的原因進行分析,只有這樣才能提高采礦掘進生產的安全度。

2.2采礦掘進生產出現問題的影響因素

首先,是采礦的操作方式存在失誤。從事煤炭行業的相關技術人員除了要有必須的高質量、高水平技術之外,同時也要具備高度的崗位責任感,對整個工程質量和安全負責。而在實際的煤炭開挖過程中,很多的工作人員并沒有認真的對需要開挖和掘進的礦井進行勘察,或者是僅僅將檢查停留在表面上,對一些存在問題的煤礦沒有進行及時的處理和研究,這樣就會導致工程開始的前期的安全性下降,無法有效保證后期施工的過程中頂板很好的保護施工人員的安全,最終引發安全事故。

其次,是支護保護不到位所造成的危險。一般來講,在煤炭礦井的開挖過程進行之前,必須要對相關的施工地點進行防護措施的加固,比如說對頂板進行加固或者是其他的臨時支護措施等,這樣才能保證在施工時對施工人員起到應有的保護作用。一旦出現其他的緊急情況,比如在高空作業中摔落或者是出現意外,這些支護措施均能最大程度的減少傷害。

第三,支護的措施安排不合理。支護的措施安排對于我們煤礦井下施工的安全性能否得到保障是至關重要的,但是我國現在很多的煤礦在進行掘進之前的支護安排都不盡相同,存在相當多的安全隱患。一些施工現場的天棚和巷道的支架中的阻力較小,因而造成了其伸縮量受到限制,同時支護的密度也受到了一定的限制。這樣的支護工程本身就存在了一些缺陷,一旦發生事故,頂板就會脫落,導致這些支護的措施無法真正的發揮作用。

除此之外,地質的改變造成了施工事故。煤礦的施工地點不是固定的,隨著施工工程的深入,頂板的暴露面積也在增加,在施工的時候遇到了不同的地質情況則應該及時的改變施工的策略和方法,才能適合當時的地質情況,減少因施工造成的冒頂等不良情況的出現。

最后一點,則是爆破的失誤導致崩倒支架。煤礦的掘進過程中會經常的使用爆破等技術,這不僅需要較高的專業技能,同時也要求支護的安全性必須有保障。但是在現在的很多施工現場,爆破的一些人員并不專業,導致了爆破的位置出現偏移等情況,最終導致爆破崩倒支架而出現掘進事故。

3采礦掘進生產中的注意事項

3.1鑿巖掘進和爆破的事項

針對采礦掘進的生產過程來看,其中必不可少的就是鑿巖和爆破,這兩項工程屬于采礦事項中最為關鍵的環節,我們必須提起高度的重視。

首先,我們只有對巖石的性質有充分的了解且具備扎實的基礎知識之后,才能對這塊巖石所在地進行礦產開采,而對巖石的了解主要包括巖石的特性以及物理結構等方面,這些資料對于選擇鑿巖的方案確定具有重大意義。從一些有經驗的人員得出的結論看,巖石的抗壓強度與其抗剪強度是依次減弱的,其中抗拉強度最小。在采礦掘進的過程中,根據這種特性我們能夠了解,對堅硬巖石的爆破會造成拉伸破壞,但是擠壓破壞對此造成的破壞度更強大,針對這種施工的爆破情況,我們就可以用不同的爆破技術對這些巖石進行加工,嚴格的控制它的破碎情況。不僅如此,在安放爆破工具的過程中,能夠利用本身的巖石面作為爆破的平面,將爆破的壓力充發揮,最終就可以達到巖石的拉應力破壞效果,提升了爆炸的成功率,并且減小了破壞的效果影響范圍。

其次,我們應該關注爆破掘進的過程中的炮孔掏槽情況,因為這對于最終的爆破情況具有決定性的影響。不同的巖石種類應該確定不同的炮孔掏槽位置。例如說玄武巖,本身具有的強度較大,因此我們可以將這個的炮孔掏槽位置的確定方法定為漸開線式七星掏槽等方式。這個方式的好處比較多,可以在確定的過程中預留中心空眼,可以將這些巖石的自由面確定下來,提升巖石的爆破效率和爆破效果。

3.2采礦掘進過程中的技術支持

要想提高采礦技術的水平,首先要做的是加大科研的投入力度,促進技術人員的研究,才能從根本上提高水平。在有了技術層面的支持上,我們要實現開采的高產量和高效率, 就要從設備的監控和分析上入手。我國目前所應用的技術,應該加強高壓注水的強度以及頂板的堅固度,同時可以結合一些國外的先進技術,將化學加固的技術也應用到礦井開采中來,這樣可以解決因成本問題而帶來的技術難題。

除了在開采礦井時給予有力的技術支持外,還應該加強開采過程中的動態監測,這樣可以保證開采質量的提高,也可以及時的發現相應的問題,減少因安全問題而發生事故的概率。這項工作的完成不僅需要大量的人力投入,也需要完善物力支持,因而在進行動態監督時,有些是人力可以完成的,而一些高難度的地區仍然需要借助工具來實現完全的監測。通過發展智能的自動監測系統,來提高監測的直觀性和反映問題的時效性。與此同時,我們也要發展新型的礦井開采設備,完善頂板的耐用程度,開發完善的配套設施,促進地下礦井開采的發展。

近些年以來,國家對礦井開采的安全越來越重視,但是礦井事故仍然頻繁發生,因此國家采取了各項措施來保證礦井的開采安全。除了國家實施了新舉措來查處關閉不合格的開礦企業之外,還淘汰了一些不符合國家安全標準的生產技術和設備,以提高地下礦井的安全度,最大限度的減少礦難事的發生。

4小結

總之,由世界的工業化發展情況來看,我國的礦產資源和礦產的儲量是處于前列的,而且擁有豐富的礦產種類,雖然礦井的井下作業技術和發達國家相比存在一定的差距,但是在本行業中仍然有很大的發展前景,而且還可以有效的促進礦井開采行業技術的不斷發展及進步。本篇文章著重分析了我國現在礦產產業的開采方法、當前發展的情況及問題,希望有助于我國開采的安全度提升,并且充分確保人民的生命財產安全。希望有關部門和相關產業可以從現在的開采行業的實際發展情況出發,盡快制定出安全方面的技術條例,從而推動企業的不斷進步及蓬勃發展。

參考文獻

[1]張國旗.銅鎳礦掘進生產中應注意的幾個問題[J]. 新疆有色金屬. 2010(05).

第10篇

關鍵詞:露天礦;采礦方法設計;三維可視化;采剝計劃編制

中圖分類號:F40 文獻標識碼:A

云南思茅山水銅業有限公司是由玉溪礦業有限公司、(香港)勵晶金屬有限公司、云南鼎泰投資有限公司和云南易門經一工貿有限責任公司共同投資重組的一家中外合資公司,目前擁有大平掌銅礦采礦權和大平掌銅多金屬普查、大凹子銅多金屬普查、景谷中合銅多金屬普查三個探礦權,是集探、采、選為一體,以銅、鋅為主的礦產資源開發企業。

2006年以前,大平掌銅礦的采礦設計采用傳統的手工制圖和借助于CAD等作圖軟件形成施工圖形,這些圖形大多局限于二維平面圖形,圖形不夠直觀,信息表達不夠充分,工程量大,需要的專業人數多,而且往往只有少數專業采礦人員才能夠快速清晰地理解。2009年2月份,玉溪礦業公司全面接管云南思茅山水銅業有限公司大平掌銅礦的生產經營權以后,玉溪礦業公司礦山研究院引入MicroMine三維礦業軟件對大平掌銅多金屬礦床進行管理和開采。

MicroMine采用真三維采礦方法設計,生成三維采礦單體實體模型。在三維采礦單體模型的基礎之上,透過礦塊表面直接觀察內部采剝工程布置方式和順序,進行任意剖面圖的剖切,觀察內部構造、局部信息,并自動生成用于生產的二維剖面圖,這種三維可視化方法的實現可以給設計人員提供大量、精確、直觀的圖形數據,從而降低設計人員的勞動強度,提高設計人員的工作效率。MicroMine可在三維實體模型的基礎上計算出采剝工程量、采剝比、礦石量、損失和貧化率、炸藥及爆破器材消耗量等一系列參數,這些資料為后期采剝計劃的編制和生產過程控制提供了可靠的依據。

利用Micromine三維礦業軟件對大平掌銅礦管理規范及流程具體分測、地、采三個部分,第一部分礦山工程測量數據采集、數據處理,第二部分礦山地質模型的更新,第三部分露天礦山采礦設計。

1工程概況

大平掌銅礦是一座以銅為主,并伴生鋅、金、銀,鐵等多種金屬元素的中大型露采礦山。采區出露地層主要為上泥盆統-下石炭統大凹子組(DCd)的第一段(DCd1)頂部和第二段(DCd2)。大凹子組第一段頂部為塊狀硫化物及放射蟲硅質巖、硅質凝灰巖,是礦區v1礦體的產出層位,其下部被次火山巖流紋斑巖侵入,礦區V2礦體即產于流紋斑巖。大凹子組第二段出露于礦區中部,巖性為灰綠色英安巖。礦區總體為一北西走向的背斜構造,由于受斷裂、斜長花崗斑巖及流紋斑巖侵入破壞,背斜形態不完整。采區出露斷層較多,但多為小斷層,對礦體影響不大。只有2-12線之間發育較好的縱段斷層和4-6線處發育橫斷層對V1礦體有一定影響,但錯距都不大只有20米。大平掌銅多金屬礦產于大凹子組凝灰巖和流紋巖中,礦區圈出兩個礦體,兩者的地質特征有明顯差異。V1礦體由塊狀硫化物礦石組成,呈不規則的透鏡狀或構造塊體,分布在V2礦體及流紋巖之上,與下伏V2礦體不完全重疊,與頂板英安巖之間常見凝灰巖,接觸面呈波狀。V2礦體由細脈狀和浸染狀礦石組成,產于流紋斑巖頂部流紋巖中,連續分布,中部厚邊部薄,餅狀透鏡狀。兩個礦體分布于19至20勘探線間,走向北西,向北東波狀緩傾斜,傾角10°-25°,局部大于35°。礦體總體長2000米,寬100-670米,埋深從地表到280米標高,礦體厚度2-50米。V1礦體主要由7個礦體構成,V2礦體主要由4個礦體構成。本研究中采礦設計的單于0-10線1095m標高以上的礦體。

2三維可視化采礦模型建立

2.1數據收集及準備工作

2.1.1數據收集

設計前,主要應收集的資料有測量人員審定后提供最新的采場現狀圖;地質人員審定后提供的0-10線范圍1095m以上各標高礦置及V1、V2礦體的礦量與品位。

2.1.2準備工作

設計資料的準備工作是一個十分重要的過程,它是進行采礦單體設計的基礎,包括建立采剝工程實體模型和需要計算儲量部分的塊段模型,另外還要根據礦體的形態和圍巖的性質確定出采礦方法和各個技術參數。根據礦體的實際情況,本設計范圍內采用的采礦方法及開采方式為露天臺階式采礦。

2.2地表模型的更新

地表模型是建立三維地質實體模型的重要組成部分,建立好地表模型,可以在宏觀上對礦區所在位置在宏觀上有個完整的認識。

大平掌銅礦的地表模型一般每個月更新一次。根據測量人員提供的測量數據,在AutoCAD中連成地形線,然后導人Micromine軟件中進行高程賦值,把與上一個月地表重復的部分替代,再用創建DTM指令生成最新的數字地表模型(如圖1)。地表模型一般由若干地形線和散點生成,在Micromine中,系統根據每個點的坐標值,將所有點(線亦由散點組成)聯成若干相鄰的三角面,然后形成一個隨著地面起伏變化的單層模型。

圖1更新后的地表模型

2.3礦塊模型的更新

創建一個線框,把所有礦體包含于其中,用更新后的地質模型與新創建的線框進行布爾運算(表面下的實體),再通過線框賦值即可得到新的礦塊模型(如圖2)。

圖2更新后的礦塊模型

2.4露天坑模型的建立

根據玉溪礦業礦山研究院提供的《大平掌礦露天開采境界優化及露天開采設計》及礦體地質特征和開采的經濟技術條件確定本設計中主要設計參數為:(1)工作臺階高度10m;(2)工作平臺寬度12.5m;(3)安全清掃平臺寬度30m;(4)運輸線路寬度為15m,坡度為8%;(5)運輸公路的最小轉彎半徑為15m;(6)臺階坡面角75°。依據思茅山水銅業有限公司當期的生產經營目標,結合生產作業設備的實際情況,確定當期生產露天坑的最小底寬,按照上述的參數設置,然后在三維圖形環境下生成露天坑模型(如圖3)。

圖3露天坑模型

露天坑模型建立以后,通過布爾運算(表面上的實體)再用線框賦值即可得到露天坑內當期計劃開采的礦體。

2.5爆破設計

采礦設計中,爆破設計是十分重要的組成部分,三維可視化設計可以為爆破施工提供最直接的設計圖紙和技術文件,露天礦爆破設計主要分為礦巖爆破設計和圍巖爆破設計。鉆孔主要分淺孔、中深孔和深孔3類。爆破設計中需要的炮孔設計參數包括鉆機類型和爆破范圍、作業高度,最小孔底距,炸藥種類、裝藥方法,裝藥密度、炮孔間距和排距等,炮孔的布置形式主要有矩形布孔和菱形布孔2大類型。大平掌礦山主要布孔方式為菱形布孔。

根據礦山以往的經驗和礦體地質特征確定各爆破參數后,在Micromine三維軟件露天爆破設計中對各臺階進行布孔,計算裝藥量。

2.6設計結果輸出

設計結果包括各臺階圍巖量、礦石量、各種金屬的品位、剝采比、礦石的損失貧化、炸藥和爆破器材的消耗量等(如表1、表2)。

2.7采剝計劃的編制

編制露天礦采剝計劃是當前采礦工程中不可或缺的環節。以Micromine三維礦業軟件為平臺,依據原始地質資料建立礦山的礦體、地表模型,結合該礦當前生產的實際數據,進行露采坑設計,并在此基礎上系統能夠對采剝順序計劃自動優化,同時在技術人員的參與下手工編制采剝計劃,運用三維可視化技術可得到較滿意的露天境界殼,并且有效的指導露天礦山分期開采或中長期采剝計劃的編制,為采剝生產計劃優化工作提供了切實可行的新途徑,提高了礦山生產效率,達到迅速開展工作的目的。

Micromine三維礦業軟件,可以從時間上再現露天礦的過去、現在與將來。生產的過程是不斷改變三維實體現狀模型圖的過程,如果把每次采剝作業的實體臺賬進行保留,就可以查看過去任意時刻的采場狀態,同樣也可以將編好的計劃運用到模型中,三維表現每年的采出量及采出后的模型狀態。在計算方面不再采用各種幾何公式,而是依賴實體的布爾運算,從而更精確和更方便。

大平掌銅礦現所有的采剝作業都在山坡進行,因此快速準確的驗收計算成為首要的問題,引進Micromine以后,在實體模型的基礎上通過各種布爾運算,使驗收計量變得非常方便和準確,同時更直觀的反應了采剝狀態,為生產作業計劃提供了有利的保證。Micromine帶來了測量驗收與采剝計劃作業形式的變化,所有計算結果都是三維狀態下的三維實體,無論是速度和效果,都是原有基礎上一次質的飛躍。比如在模型圖上編制十二五采剝計劃,可以直觀反映五年后的采場規劃圖和真實再現每年的變化效果,結果非常直觀。

2.8剖面查看及圖紙輸出

建立在真三維模型基礎之上的采礦設計內部工程任意方位察看,與傳統設計相比更加直觀化、形象化、真實化,對從本質上了解各個采剝工程的空間結構、采準順序,起到了不可替代的作用。根據真三維礦塊及內部實體工程模型,截取任意位置、方向、比例的平面圖和剖面圖,與傳統圖紙進行成功轉化,形成平面圖,在此基礎上進行施工指導、生產進度計劃編制,為礦山的可行性研究和初步設計提供工具和優化方案的選擇,同時為礦山的生產調度及其控制提供空間定位和基礎模型,并最終服務于整個生產過程。

3Micromine露天境界優化功能

確定最優露天開采境界是露天礦設計的一個重要步驟,它的目標是實現礦山生產利潤最大化。傳統的人工境界優化方法是通過逐漸增大境界尺寸來計算平均剝采比和境界剝采比,當境界剝采比等于經濟合理剝采比且平均剝采比小于經濟合理剝采比時,即認為該境界為最優境界。可以看出,這種方法確定一個境界需要耗費大量的人力和時間,而且很難找到真正意義上的最優境界。同時,最終境界的設計往往是在礦山投產前完成,而最終境界的形成是在礦山開采十幾年或幾十年后,并且由于技術進步和市場行情、礦山生產成本和產品銷售價格影響,礦山的開采壽命也相應地發生很大的變化,因此必須每隔幾年應用當時的經濟技術參數對最終境界進行重新優化。隨著科學的發展和技術的進步,國內外大中型露天礦已將邊坡與開采境界的優化方法由過去的傳統手工方法變為借助計算機的動態優化方法,實現了三維可視化礦床模擬技術和露天境界優化方法的結合,使這一問題得到了很好的解決。

大平掌銅礦露天境界優化是委托玉溪礦業公司礦山研究院進行設計的,在當期的生產過程中還沒對原有境界進行再優化。故本次工程實例只著重介紹了Micromine的露天開采設計及編制進度計劃功能。對于它的露天境界優化功能及品味控制功能不再詳細介紹。

Micromine三維礦業軟件系統以其先進的三維可視化技術建立大平掌銅礦露天礦山工程的三維可視化模型,另外還提供儲量計算、品位估值等功能,大平掌銅礦安排生產計劃、實時調度監控等工作提供了一個新的技術支持。新技術的廣泛應用,不僅可提高礦山管理者、設計者的能力,而且還可節約資源,加速產業在國際市場的競爭力,促進國內礦山產業更好與國際接軌。

Micromine三維礦業軟件在大平掌銅礦的運用,是大平掌銅礦走向“數字化礦山”標志。采礦設計三維實體模型是“數字礦山”的基礎,也是它的核心內容之一。三維開采設計可視化對大平掌礦山的計劃編制和生產具有非常巨大的意義,同時。三維采礦設計建摸技術可以使礦山的管理、技術人員和工人能夠對采用的采礦方法、采礦過程等獲得更加深入的認識和理解,并便于預先發現問題、制措施。同時,Micromine三維礦業軟件的引入,為大平掌銅礦實現數字化建設的目標奠定了堅實的基礎。

參考文獻

[1]章林,李家泉,代碧波,等.三維實體建摸技術在露天礦設計中的應用[J].中國礦業,2008(17):163—164.

[2]龔元祥,王李管,賈明濤,等.金川礦區復雜地質體三維可視化[Z].

第11篇

【關鍵詞】煤礦;機械液壓傳動技術;設計;應用

1前言

煤炭行業是我國重要的經濟支柱,是國家能源的主要來源,隨著我國經濟的發展,工業上對煤炭的需求量越來越大。然而,我國大多數煤炭企業仍應用傳統的開采方式,地下開采空間狹小,開采環境治理工作做得不夠,煤炭開采設備受到開采環境的限制,發揮不了更大的作用。應用煤炭機械液壓傳動技術是有效促進煤炭開采的方法之一,它可以讓液壓泵隨著電動機的轉動而傳動,排出其中的液壓油,將機械能轉化為液壓能,經過油馬達和液動機又將液壓能轉化為機械能,從而促進機械設備高速運作,同時確保機械設備的安全穩定,提高開采質量。

2煤礦機械液壓傳動技術的應用前景

在我國煤炭行業中,液壓技術早已被廣泛使用,在煤炭開采行業有極好的應用和發展前景,最常見的是液壓的元件和高壓大流量液壓系統。高壓大流量液壓系統主要使用柱塞式斜軸式和斜盤式的柱塞油泵,柱塞式斜軸式油泵結構較好,目前我國煤礦產業常用的雙滾筒型采礦機械就是應用這個系統,變量機構較為完善[1]。柱塞式斜軸式和斜盤式的柱塞油泵相比,前者的油泵、油馬達尺寸不夠大,若在重型機械環境中則難以發揮功效,而斜盤式的柱塞油泵則更為適宜。隨著我國技術水平的不斷提升,液壓傳動技術系統的回路組成變得越來越簡易,只需聯系好控制閥和油馬達即可,安裝、保養和維修都比較方便,而在以往技術比較落后時期,一個液壓傳統系統就需要多達上千的液壓元件,如今液壓傳動技術系統的回路設置仍在不斷簡化中。此外,為了防止加工過程中出現問題,避免燒盤和脫履,需要采取措施對液壓元件的精確度進行進一步提升,使用先進的技術和設備,研究出體積小、污染小以及使用壽命長的高性能液壓元件,讓煤礦開采更加安全可靠,保證煤礦行業穩定發展。

3煤礦機械液壓傳動技術的主要類型

3.1開式煤礦機械液壓傳動技術

開式煤礦機械液壓傳動系統主要特征是其回路系統的不封閉性,在其運行的過程中,油泵會吸收經過回油管的液壓油和最終流入油箱的液壓油。采礦機械的油箱自身就可以保存、冷卻和沉淀液壓油,管道少且散熱快,工作運行簡單,安全和維修都比較方便。當然這種類型的壓傳動系統也存在著一些缺陷,例如大容積油箱的使用容易吸入空氣造成管路振動,影響工作進度,因此開式煤礦機械液壓傳動系統在煤礦開采中使用較少[2]。

3.2閉式煤礦機械液壓傳動技術

h閉式煤礦機械液壓傳動系統是一個封閉的回路系統,為防止液壓油過快發熱,油液不通過油箱就可以吸入油泵,然后進行冷熱交換。閉式煤礦機械液壓傳動系統可以彌補開式煤礦機械液壓傳動系統的缺點,其需要的油箱體積較小且結構緊湊,具有防止油污染和空氣吸入的作用。煤炭開采機械的功率一般較高,通常會因阻力和空間狹小等原因導致散熱過差,而閉式煤礦機械液壓傳動系統能夠在進行冷熱交換的同時補充一定的油量,因此被廣泛使用于煤炭開采作業中。

4煤礦機械液壓傳動系統的調速和控制設計

4.1煤礦機械液壓傳動技術系統的調速設計

煤礦機械液壓傳動系統的調速設計需要結合實際情況,例如搖臂調高液壓系統只需一定數量的馬達或油泵就能運作,只需保持速度不變,類似這種設備就不需要調速。而部分煤炭采購設備的牽引部分需要不同的流量及容量,類似這種設備就需要進行調速設計。對系統的流量進行調節,目的是為了改變節流閥門的流通面積,從而根據節流閥安裝的位置調節流入液動機中的油量大小,將可調節流閥安裝在過壓關閉閥中的控制油路上,可調節進口節流開關活塞動作的快慢,完成對煤炭開采系統的調速設計。這種設計廣泛用于功率較小的定量泵或油馬達液壓系統中。對系統的容量進行調節,主要是通過直接調節油泵流量及油馬達排量進行調速,可分為恒轉矩調速和馬達調度兩種[3]。恒轉矩調速是煤礦機械液壓傳動調速中使用最多的容積調速,只能適用于低速段中,可根據實際情況對調速范圍進行調節,調速范圍能擴大到40左右,而馬達調度在高速段中使用較為適宜。

4.2煤礦機械液壓傳動技術系統的控制設計

煤礦機械液壓傳動系統的控制設計主要有手動控制和自動控制兩種方式,均可以通過變量油缸調節油泵的流量。手動控制和自動控制兩種方式的工作原理相同,將兩條通路連接在變量油缸兩邊腔中,一條與主要的油路相連接,剩下一條與油箱連接,通過伺服閥位置進行控制[4]。調速控制的時候若相關參數出現誤差,則可以立即進行修復,引起系統的振蕩越小越好,保證機械設備正常運行,以控制機械震蕩的速度來控制液壓傳動系統準確度。

5煤礦機械液壓傳動系統應用相關問題

煤礦機械液壓傳動技術在實際應用中會出現一些問題,例如環境惡劣造成液壓元件損壞,載荷過大造成元件堵塞通道出現事故,因此要特別注意元件設計參數和安全保護問題。在應用中,要對元件進行密封,一般采用有間隙密封和原件密封兩種方法,有效減少元件的泄露時間。元件的參數檢測可以安裝監測裝置,構建實時監測系統,在對液壓支架頂板進行有效控制的同時降低移架的速度,維持元件使用壽命[5]。通常液壓傳動工作范圍下視野不夠清晰,在液壓元件中額定工作流量和壓力是選擇設計參數時的重點項目,需要結合實際工作環境、滿足合理壓力條件進行選擇,才能保證設備工作的可靠性與壽命。

6結語

總之,我國的煤礦行業正在不斷的發展當中,煤礦機械液壓傳動系統必須進一步完善。煤礦相關企業要以考慮煤礦特殊技術和工作可靠性與安全性為基礎,培養專業人才,投入先進的液壓傳動技術,維持采礦設備的穩定性,減少污染,促進煤礦企業可持續發展。

參考文獻:

[1]馮麗.煤礦采掘機械中純水液壓傳動技術的應用探討[J].內蒙古煤炭經濟,2016,16(24):36~37.

[2]楊帥楠.純水液壓傳動技術在煤礦采掘機械中的應用[J].機械管理開發,2016,31(09):78~79,126.

[3]王思威.淺談煤礦機械電氣設備自動化調試技術的應用[J].機械管理開發,2016,16(11):127~128.

[4]陳宗濤,熊巍,吳昊.淺談工業設計及機械設計制造技術的應用[J].科教導刊(中旬刊),2014,14(02):213,216.

第12篇

【關鍵詞】三維地震;高產高效礦井;地質構造;地質勘測

引言

現代采礦業逐漸向礦產資源高利用化、生產高機械自動化、采礦工藝高技術化發展,礦井隨著采掘的進行不斷沿礦脈拓展,相應的配套基礎建設也不斷進行。但苦于礦區地質構造復雜的影響,常出現大型工程機械設備無法使用、配套基礎建設施工受阻的現象,給礦井的高產高效化生產帶來巨大的影響,因此,在生產建設初期,對礦區地質構造的科學勘測成為高產高效礦井可持續生產的重要技術基礎。

1 礦井地質構造對高產高效礦井生產的影響

現代礦井采礦生產一般高機械化、高技術含量操作所采用設備較為龐大且復雜,如大型采掘設備鑿巖機、鉆機等,運輸設備傳送帶、提升罐籠、斗車等,在復雜的地質條件下無法進入礦井或者在礦井內無法得到充分使用;采用采礦工藝受地質條件影響較大,如金屬非金屬礦井的采掘放炮,需要考慮作業面附近是否有地下活水等;地下礦井采礦作業前需要進行大量的礦井基礎設施施工,如提升系統、通風系統、防排水系統、通信報警系統、避災硐室等,這些配套設施施工進度和施工質量受地質構造影響較大;地下礦脈在復雜地質條件下不容易被探測到,或者礦產實際儲量與探測結果出現偏差等,造成礦產資源的浪費。由此,如果礦井在進行采礦作業之前沒有對礦區的地質構造進行科學詳盡的勘測,或者勘測數據不夠精確,極可能在生產作業過程中困于復雜地質構造而無法高產高效生產,從而影響礦井生產效益。

2 三維地震法勘探技術

人們在長期的研究實踐中摸索出了很多行之有效的地質勘測方法,如鉆探、直流電勘探、數學地質法等,而其中在二維地震法基礎上通過新技術和新設備的引用而逐漸形成并發展起來的三維地震勘探法在實際地質勘探中表現較好,現已經得到廣泛的研究和利用。

三維地震勘探法是在二維地震勘探法基礎上發展出來的新型地下地質構造勘測方法。它不同于二維地震法只是單純的利用在平面上布置多條測線,沿各條測線進行地震勘探施工以采集地下地層反射回的地震波信息,通過信息處理得到地層剖面圖的方式,而是在地面上同時布置規則或者不規則的多條測線,測線收集返回的地震波信息時,會根據不同測線返回數據的關聯性(同一地層返回地震數據具有一定的連續性)繪制相關聯地層構造,由于其在進行返回數據的計算中引入立體模型概念,這就使得三維地震法測得的地震波數據能夠在計算機上描繪出更加清晰的立體地質構造圖像,使地質構造勘探的準確性和全面性得到提升,能夠盡可能真實的描繪出真實的地下地質構造環境。

總體來講,三維地震勘探法主要步驟為:

(1)在一定面積內布置多條規則或不規則的測線利用地震波反射信息組合成地震面。一般來講,測線越多、越不規則測得數據越精確。

(2)利用數學計算和地理地質構造知識對反饋信息和地震面進行組合,確定地層構造及各地層間相對位置關系。尤其要注意地表水文信息、地下水文信息、石油天然氣等地底流動對地震波反射信息的干擾和影響。

(3)合并各地層數據得到完整的地質構造立體結構示意圖。

3 三維地震法勘探技術在礦井地質探測中的應用

在對礦井地質進行探測中,靈活運用三維地震勘探技術能夠起到事半功倍的效果。目前三維地震勘探技術在礦井地質探測中的應用主要集中在以下幾個方面:

3.1 搜集礦井礦產地層地質構造信息,繪制地下地質構造結構圖

尤其在平原煤礦礦井生產中,常需要利用三維地震法勘探技術對煤層地質結構進行信息收集,繪制即時的地下地質結構示意圖。尤其在地表水、地下水含量相對充足的地區,即時的地質構造結構圖能夠指導礦井生產的安全工作,防止地下礦井采掘作業中誤打通地下水源,造成透水事故。與此同時,地下地質構造結構示意圖也能夠給礦井的進一步生產采掘提供準確的地質構造信息,生產人員可以根據地質構造進行礦洞走向、方位、標高的及時調整,方便機械設備的進入和礦石的采出,提高生產效率。

3.2 準確定位礦脈走向,計算礦產資源儲量

礦脈走向及礦產資源儲量是礦井地質勘探中的重要工作內容,利用三維地震勘探技術可以準確的確定礦產礦脈的走向,標高、儲量及周邊地質環境。給礦井生產提供完善的基礎數據準備,使得礦井生產可以從容地根據地下礦產資源信息進行生產工藝的調整、生產機械設備的安裝與調整、生產班組的調配等,協助礦 井生產的正常有序進行。

3.3 對采空區、地質斷裂層區域實行安全監控

三維地震勘探法能夠準確的表述出地下地質構造信息,可以很好地對礦井采空區、地質斷裂層地區等地質不穩定區域進行及時地安全監控,避免采空區、地質斷裂層等區域在惡劣自然條件下(主要指地下水流動、洪澇災害)產生的塌方、地層移位等地質災害影響礦井生產的正常進行。

但在實際的運用中,我們發現三維地震勘探技術在礦井地質構造勘測中存在著一些不足,主要集中在:

(1)三維地震勘探技術對專業知識要求較高,工作人員不僅需要熟練掌握地理地質知識,還要有一定的三維計算與立體圖形修改功底,能夠勝任該工作的技術人員較匱乏。

(2)三維地震勘探技術需要與全球三維地震研究相結合,很多研究人員缺乏對地震分辨率和國內外三維地震研究現狀的了解與認識。

(3)三維地震勘探技術水平較高,所涉及的技術參數較多,工作人員對于該技術諸多技術參數的運用相對較少。

鑒于以上幾點不足,目前三維地震勘探技術在礦井地質構造勘測工作中實際應用效果并不完美,該技術尚需要研究工作人員共同努力不斷進行優化和推廣應用。

4 三維地震法在礦井地質探測中的發展

三維地震法在地質構造勘探中具有探測范圍廣、探測精度高、技術相對成熟、安全可靠性較強、探測結果直觀易懂的優勢,在未來的礦井地質探測中具有強大的生命力和廣闊的應用前景。具體為:

(1)使用范圍的進一步增大

主要指山區礦井、金屬非金屬礦井等對地震波信號產生干擾的區域,通過地質構造學和數學等相關學科的發展和新技術的引進,逐漸消減或排除環境干擾。

(2)礦產資源儲量計算精度的提高

具體體現在礦脈厚度、標高的準確計算,從而為礦井的生產提供相關技術參數。

(3)三維成像質量的提高

指的是三維地震成像能夠更加精確,可以根據實時的需要對某一區域的即時地質信息進行表述和分析,排除危險干擾以協助礦井生產的正常進行。

5 總結

三維地震勘探技術在高產高效礦井生產中扮演著重要的技術支持角色,在未來也會得到更加廣泛的應用。隨著地理學、地質構造學、數學、地球地理學等相關學科的發展和新技術的不斷引用,三維地震勘探技術必定會得到更廣闊的發展。

參考文獻