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地下矿山采矿方法

时间:2023-09-19 18:49:21

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地下矿山采矿方法,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

地下矿山采矿方法

第1篇

【关键词】:地下矿山;开采技术;空场采矿;崩落法;发展

中图分类号:TD853 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)04(a)-0000-00

1引言

随着科学技术的不断进步和社会经济的飞速发展,我国地下矿山开采技术也在飞速发展,矿山开采技术的提高主要是提高矿山开采的效率以及矿山开采的质量,提升矿山的生产能力从而提升企业的经济效益。本文主要对当下常用的开采技术进行了一系列的分析,希望本文的分析可以为开采技术的提升提供一定的帮助。

2矿山开采技术

2.1空场采矿法

20世纪80年代, VCR采矿方法在铅锌矿试验成功,之后我国便将这一方法成功运用到铜矿、金矿等矿山的开采,由于该种采矿方法开采效率较高,所以依次在我国的安庆铜矿、金长峪金矿以及狮子山铜矿等矿山公司得到了广泛应用。

1980年到1985年之间,我国又进行了阶段台阶采矿方法的试验,该方法主要是将露天矿的采矿技术运用到了地下矿山的开采之中。具体开采的方法是:1)在矿山开采区的表面进行割槽,之后将这一割槽作为补偿空间和自由面;2)利用大直径深孔的爆破技术进行全阶段或台阶崩落;3)最后在采矿场的下部将崩落的矿石运出即可。

提高矿山开采产量的一大关键因素就是实现地下矿山的连续开采。地下矿山的连续开采指的是所有的矿山开采工艺都能实现连续化,主要的连续化开采工艺包括三个方面,一是做到矿床的不间断开采,二是实现矿石的不间断运输,三是矿房可进行连续回采。为此,我国在“六五”和“八五”期间就对连续开采工艺方面做了大量的技术研究,并针对研究的连续开采工艺作了大量的现场试验,并将这些开采工艺成功运用到了我国许多矿山中,且这些运用都取得较好的结果,开采产量都得到了不同程度的增长。

2.2崩落采矿技术

2.2.1无底柱崩落采矿法

无底柱崩落采矿法在近几年才开始在我国流行运用起来。目前,无底柱崩落采矿法的推广应用面临着两大主要问题,一是怎么加大断面的问题,二是怎么优化结构布置参数的问题。优化结构参数就是为了使进路间距增加,以此来使采掘工程量极大的降低,优化结构参数来加大进路间距的操作性较强,易于实现。当前,在我国的许多矿山中都运用了优化结构参数技术,如:桃冲、程潮、板石沟以及北铭河等矿山,该技术的使用使得这些地区的矿山开采环境得到了极大的改善。尤其是针对一些低贫化放矿或无贫化放矿工序,通常为了保证矿岩的纯度以及维系矿石截面的完整性,一般的操作工序是:在放矿过程中一旦矿岩界面正常到达出矿口时就停止操作,这样可以在极大程度上提高矿岩的纯度,减少矿岩的混杂性。目前,伴随无底柱分段崩落技术的推广和运用,不仅极大地减少岩石混入,降低贫化,还提高了有关企业的经济利益。

2.2.2自然崩落法

自然崩落法与无底柱崩落采矿法技术不同。自然崩落法已在我国地下矿山采矿中得到了广泛的运用。自然崩落法的应用原理主要是:破坏地下矿山的矿块内的应力平衡,导致矿块大面积拉低,从而会造成应力集中或应力分布不均匀,最后起到矿山开采的作用。自然崩落法的优点是运作成本降低,开采速度快、采矿产量大等。这种方法主要适合于一些矿体厚大、矿化均匀且易于自然崩落的低品位的矿床。

2.3充填采矿法

运用充填采矿法的两大要素是机械设备的大型化以及机械化。在我国曾一次运用过水泥碎石胶结充填、干式胶结充填、分级胶结充填、尾矿胶结充填等充填技术和工艺。目前,我国又研究出了更为先进的充填开采工艺,如:粗粒级水砂充填新工艺、高水全尾砂速凝固化胶结充填新工艺、膏体泵送充填工艺、高浓度全尾砂自流输送及泵压输送充填新工艺等,这些工艺在世界都具有领先地位。在充填技术方面,最具有领先地位的就是胶结性充填,从开始运用的尾砂胶结充填工艺发展到了高浓度胶结物充填技术以及目前比较流行的不收缩、不脱水的沙胶充填技术。同时,矿石的回采工艺以及阶段全高开采工艺也得到了很大的进步,从开始的分层开采、分段开采,已经发展大了如今的了大孔落矿开采,改良采场的布置参数,通过对充填系统实行自动化控制来对采区进行机械化充填开采。特别是最新研究的泵送胶结膏体充填工艺,不仅开采的工作效率得到了大幅度的提升,同时充填开采工艺也实现了高效开采。

2.4地下无废开采法

地下无废开采法在推出不久就得到了各大矿山的广泛的应用。地下无废开采技术可以充分的运用矿产资源,从而为企业赢得最高的经济效益,并能有效的防止对自然环境造成破坏和污染,这正是目前我国矿山产业的发展方向,同时这也成为是我国矿山开采首选的技术方法。地下无废开采法主要包含:全尾矿充填技术以及高浓度尾矿料的制备与输送等,这些技术目前已经在美国、德国、俄罗斯等发达国家已经得到了广泛的推广和应用。

3地下矿山开采的趋势

3.1矿山设备的机械化、自动化、高效化

随着科学技术的不断进步以及能源需求的不断增加,矿山开采技术也在进行不断的进步和发展。目前来看,矿山设备的机械化、自动化、高效化、智能化将是未来矿山开采技术发展的大趋势。当前对于井巷钻进机械、大孔穿爆设备、连续采矿、振动出矿及与之相配的辅助机械、中深孔全液压凿岩机具以及铲运机为主体的装运设备等的研究也在积极进行着。

3.2矿山开采深井化

随着矿山开采力度的不断增加,矿山开采的深度也在逐渐增加。通常深度超过千米的矿井称为深井矿,在这些深井矿中进行矿石开采,难度较大,经常会出现技术难题。随着开采深度的增加,岩层温度与岩层地压也在不断的升高和增加,矿山的支护与排水也遇到了较大的困难,这些现象和难题都要求我们要不断改进地下矿山开采设备与开采工艺。

3.3矿山的环境治理

矿山开采技术的高速发展,也给我们带来了很多环境方面的问题。矿山开采带来的废水、粉尘、矸石等都会对自然环境造成很大的危害,所以在矿山进行开采后一定要进行绿化处理,如:针对废石山、尾矿要进行覆盖,在覆盖层上面再种植绿色植物。在外来发展中要争取做到无废物矿山和无矸石矿山,并对一些品位差、治理成本过高的矿山进行标准管理。

3.4地下残留矿工艺

地下矿山开采中,采矿效率和采矿质量是提升采矿工艺的两大要素。随着采矿行业的不断发展,无序开采的现象在不断的增加,不仅占用了国家资源也造成了很大程度的资源浪费。所以在以后的发展中,将着重研究地下残留矿体工艺,来提高矿产开采效率,充分回收有限的矿产资源对日后的矿山开采行业具有重要的意义。

4结束语

随着科学技术水平和国民经济水平的不断提升,人们对能源需求在不断的增加,同时也使得矿山开采行不断的发展和壮大,其中地下矿山开采技术得到了飞速发展。矿山开采技术的提升主要是为了提升矿山开采效率、矿山开采的质量以及提升矿山开采的生产能力。本文主要介绍了近几年来的矿山开采技术的现状,并且对未来矿山开采的趋势进行了一系列的探讨,希望本文的研究可以为矿山开采行业的发展提供一定的帮助。

参考文献:

[1]李红零,吴仲雄.我国金属矿开采技术发展趋势[J]有色金属(矿山部分),2009(01).

[2]刘同有.国际采矿技术发展的趋势[J].中国矿山工程,2005,34(1)

[3]]刘春渡,孙光华.李富平l我国地下矿山采矿技术发展及趋势[J].河北理工大

第2篇

关键词 地下;采矿;工业;技术;条件;方案;设计;

中图分类号:X753文献标识码: A 文章编号:

Abstract: with the development and progress of society, pay attention to underground metal mine non-pillar continuous mining method for real life has important significance. This paper mainly introduces the underground metal mine non-pillar continuous mining method study of the relevant content.

Key word:Underground; mining; industry; technology; conditions; design scheme;

引言

随着地下矿山开采规模的不断扩大、开采深度的不断增加,会带来一系列的技术难题。连续开采技术工艺是解决这些难题的有效途径之一。它可以改善井下工人的作业环境和工作条件;可以实现矿山机械化连续作业,提高采场的综合生产能力;可以缩短采场的回采周期,有利于深部低压的控制和管理;可以实现大规模、高强度的集中强化开采,降低矿石的开采成本,提高开采的经济效益等。因此,自20世纪80年代以来,国际矿业界对实现连续强化开采问题予以极大关注,把它视为发展矿山生产,提高经济效益最直接有效的途径。随着高效率采、装、运设备的出现和大量落矿采矿技术的发展,井下生产正趋向于大型化、连续化,采矿方法向高阶段和一步骤回采的方向发展。因此,连续开采技术对实现21世纪矿山向开采纵深化、规模大型化、设备机械化、操作自动化、生产连续化、管理现代化发展具有重大意义。

一、地下矿山连续开采的概念

随着采矿技术的发展,地下矿山连续开采的概念逐渐清晰。由于矿岩软硬程度的不同,出现了两种形式的连续开采方式。一是采掘工艺全过程(含切割、落矿、装载、运搬)同时平行连续进行,如综合机械化采煤工艺。这种连续开采方式主要是适用于开采矿岩硬度不大的矿体,如煤矿、钾盐矿等;另一种是指采装运机组与一步骤回采配套的连续采矿,这是基于爆破破岩的一种广义连续采矿概念。它是一步骤回采的采矿方法和高效率的采、装、运设备组成的采矿系统。它不追求严格意义上的连续并行作业,而是以规模化采矿为目标,通过创新采矿方法、工艺和设备,将各采矿工序和设备有机组合起来,成为广义的连续采矿系统。这种连续开采方式主要适用于矿岩硬度较大的矿山。

二、试验矿段采矿技术条件与回采方案设计

本研究课题从提高矿床开采强度,降低矿石损失、贫化指标,改善井下工人劳动条件,提高劳动生产能力和降低生产成本为目标,对研究提出的具有中国特色的地下金属矿无间柱连续采矿法及其工艺技术进行了全面的研究。

2.1连续采矿工艺系统

连续采矿工艺系统的建立,使不少孤立的出矿和运输的设备配置,达到了采用连续采矿工艺的调剂及经济上的合理。每个矿山企业都有其具体的开采条件,因此就可能有各种不同的实施方案,形成的作业系统可能是全面连续作业或间断一连续作业。其基本模式可用框图1表示。

图1连续采矿系统甚本模式框圈

由图1可以看出,采场工作面的出矿设备由振动出矿机、连续装载机和铲运机三种,可以分别与振动运输机、特殊胶带运输机配套,或将矿石直接卸人溜井,再在后面组成各种连续或间断一连续的采矿系统间。

2.2试验矿段的采矿技术条件

某矿井下开采正延伸至-360m水平,中段设计产量为800t/d。本次工业试验在-360m中段的Ⅱ号矿体进行。Ⅱ号矿体沿走向为弯曲的透镜似板状,长500~650m,厚5~60m,平均厚度为20~25m,矿体倾角75°~85°。-360m水平37线有一破碎带切割破坏矿体,矿体在-240m水平有分枝复合现象。矿石坚硬稳固,但水平节理较发育,局部矿段比较破碎,稳固性有所降低。矿体上盘为花岗闪长岩,易风化,属中等稳固,下盘为灰岩,较稳固。

2.3无间柱连续采矿法试验方案

2.3.1无间柱连续采矿的总体技术思路。

实现无间柱连续采矿的总体技术思路是:将矿体划分阶段,再将阶段划分一个个矿段;以矿段为回采单元,矿段间不留间柱;采切、回采、充填三大工序,分别在相邻三个矿段中平行进行;矿段回采采用采场连续工艺,矿段回采结束后,随即转入快速充填;三大矿段的作业互相衔接,阶段采矿工作连续推进,故称之“连续采矿”。由于连续采矿是以矿段为回采单元,矿段间不留矿柱为主要特征,故又称“无间柱连续采矿”。第一矿段回采结束,即可转入第二矿段回采。

2.3.2试验矿段回采方案。根据上述技术思路,结合现场原有矿块划分及已有工程的布置情况,设计无间柱连续采矿方案。试验矿段沿走向长45m,高48m,宽为矿体厚度,平均为14m,矿体倾角75°以上,矿石体重3.6t/m3,松散系数1. 6。设计采矿量为11.5万t。

试验矿段在回采工艺上分为两个宽度不等的作业区,均采用大直径(165mm)深孔崩矿。第一分区(15m)设计采用漏斗式底部结构,T4G出矿,一分区崩矿出矿完成后,采用自行研制成功的复合型高水速凝材料与尾砂胶凝跟随快速充填;第二分区(30m)设计采用振动出矿的平底式底部结构,用改进完善的振动连续作业机组出矿。为降低充填成本,二分区采后用全尾砂充填。根据凤矿井下已形成的开拓系统,试验采场凿岩硐室布置在-300m,出矿巷道布置在-348m,试验采场一分区由2号溜井出矿;二分区由1号溜井出矿,采场作业人员由设在一分区一侧的人行天井上下。从试验采场结构可见,突出的特点表现在以下三方面:

(1)在试验矿段内实行分区回采。其优点是:可以适当加大试验矿段长度,减少回采作业循环,加快回采速度;第一分区采后随即进行充填,这就为试验矿段回采结束后尽快转入第二矿段作业创造了必要条件;可根据矿体产状的变化,灵活布置采切工程。

(2)在分区之间预留临时矿壁。所谓“临时矿壁”是在分区之间暂留打好孔的5m左右宽的矿壁,它要待二分区崩矿、出矿结束前,最后一次崩落放出。这种预留临时矿壁的主要作用是隔离一分区内的充填体,并使充填体免受二分区大量崩矿的冲击破坏。也就是说,在二分区大量崩矿出矿过程中,一分区充填体能保持自立不垮落,为二分区创造了安全作业条件,并为降低回采过程的矿石损失、贫化指标创造了有利条件。

(3)采用结构简单的底部结构。作为对比,试验采场二分区设计采用振动出矿的平底式底部结构形式,这种底部结构简单,工程量小,开掘容易,采切比只有常用的漏斗底部结构的1/2。并且底柱高度低,矿石损失少,没有专用二次破碎巷道,工作面都有贯通风流,作业安全,劳动条件好。

第3篇

关键词:金属矿山,地下采矿,技术,应用

中图分类号:X703 文献标识码:A

引言:我国金属矿产资源丰富,地下金属矿山在我国矿山资源中占有重要地位。随着科学技术的发展,国内地下采矿技术发展很快,很多采矿新技术、新工艺在地下矿山得到了应用。国内一些矿山和一批先进的采矿工艺技术,己步入世界先进水平的行列。国内地下金属矿山采矿技术的发展,主要表现在采用各种采矿方法的比重和回采工艺技术有了很大的变化,均沿着高效率、高回采率和机械化、半自动化的方向发展,采场生产能力和劳动生产率有了较大的提高,损失、贫化指标大幅度降低。

1、地下金属矿山采矿工艺技术及应用

1.1 空场采矿法

空场采矿法将矿块划分为矿房和矿柱进行回采,顺序是先开采矿房后开采矿柱,在矿柱和围岩的支撑下对矿房进行回采,开采时,既不崩落围岩也不充填采空区,待矿房开采后及时对矿柱进行回采并对采空区进行处理。比较典型的为:(1)大直径深孔采矿法,20世纪80年代,大直径深孔采矿法首先在我国凡口铅锌矿实验成功。随后,这一高效率的采矿方法先后在金川有色金属公司、安庆铜矿、金厂峪金矿和狮子山铜矿等矿山得到推广应用。1980一1985年间,在凡口铅锌矿又试验成功了另一种具有代表性的大直径深孔采矿方案,即阶段深孔崩落采矿法。该采矿方法的实质是:将露天矿的台阶崩矿技术应用到地下采矿中,即在采矿的局部面积上,先形成切割槽,然后以这一切割槽为自由面和补偿空间采用大直径深孔装药进行全阶段高或台阶状崩矿,崩落的矿石由场下部的出矿系统运出。(2)地下金属矿山采矿连续化。地下金属矿山连续开采主要包括:矿房的连续回采、矿体(床)的连续开采、矿石的连续运送及全工艺过程的连续化。即在开采过程中一步化;回采过程中落矿、出矿、矿石运搬工艺的连续作业化;井下矿石的转载、运输、提升等环节矿石的连续化;掘进、落矿、出矿、运搬、运输等全工艺过程的连续化。我国在狮子山铜矿、凤凰山铜矿、安庆铜矿地下金属矿山连续开采技术的研究中取得了一些成果。

1.2 崩落采矿法

崩落采矿法是我国金属矿山地下采矿常用的方法,崩落采矿法随回采工作面的推进,崩落围岩,在覆盖岩块下出矿,崩落采矿法在我国矿山应用很广,采出的矿石量占地下采出矿石总量的35%。崩落采矿法常用的方法有:(1)无底柱分段崩落法。无底柱分段崩落法于20世纪60年代末由瑞典引进,并在大庙铁矿实验成功。我国无底柱分段崩落法面临着一个如何加大和优化结构参数的问题。结构参数优化的主要方向是增大进路间距。增大进路间距将大幅度地减少采掘工程量,仅梅山铁矿将15mx巧m结构改为巧mx20m结构参数,将减少采掘工作量25%,同时增大了一次崩矿量,提高采矿强度,降低矿石成本,提高矿一山的经济效益。由于增大进路间距具有较强的可操作性,易于推广应用,目前程潮、桃冲、板石沟、北铭河等矿山都应用了该技术,具有重要的实践意义。(2)自然崩落法。自然崩落法是一种利用岩石自然应力落矿的方法,具有生产能力大、采矿成本低的优点,特别适用于矿体厚大、矿化均匀易于自然崩落的低品位矿床开采。其应用原理是在矿块大面积拉底后,破坏了矿块内矿体的应力平衡,引起应力重新分布,必然形成新的自然平衡拱,拱内矿石因受重力作用而周期性脱落。铜矿峪矿自1993年应用此法获得成功后,在矿石含铜品位仅在0.67%的条件下,使矿山结束了长期亏损的局面,并于1999年达到400万口a的生产规模,是建矿以来的5-6倍。

1.3充填采矿法与支柱采矿法

充填采矿法是随着回采工作面的推进,逐步充填采空区的采矿方法,按矿块结构和工作面推进方向的不同,可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法;根据充填料的来源!种类和充填方式等的不同,又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法、选别充填采矿法和支柱充填采矿法等;充填采矿法是地下开采中矿石损失与贫化最低的采矿方法,充填体能控制采场地压与围岩崩落,防止地表下沉,并为回采工作创造安全和方便的条件,有时还用来预防矿石的自燃,充填法主要应用于围岩不稳固或围岩与矿体均不稳固的有色金属富矿或贵金属、稀有金属矿床,随着无轨设备,高分层落矿及充填系统自动化等技术的应用,逐步降低采矿成本和提高生产能力,使充填采矿法具有了广阔的应用前景。我国先后采用干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等新工艺与新技术。最近,我国成功地试验了一批具有世界先进技术水平的充填采矿工艺。具有代表性的是:高水全尾砂速凝固化胶结充填新工艺、高浓度全尾砂自流输送及泵压输送充填新工艺、粗粒级水砂充填新工艺。膏体泵送充填工艺与技术等。其中1994年在金川镍矿建成了我国第1个膏体泵送充填系统,1999年又在铜绿山矿建成了第2个膏体泵送充填系统。

2、地下金属矿山采矿技术研究方向

2.1采用更大和更可靠的采矿设备提高生产率

在过去的30-40年间,采矿技术是遵循着进化而非改革的途径发展起来的。除此之外,在上个世纪60年代的后期,在地下矿山开始推行了无轨采矿技术,新近的趋势是发展了采矿设备的自动化和遥控技术。

2.2监控、自动化和遥控

当前采矿方法日益成熟,长壁法采矿的实例就在某种程度上很好的说明了在线设备监控的重要性,然而,这只是监控系统在矿业中应用的一例。在矿业中其它已得到广泛应用的监控系统有环境监控系统和地震监控系统,这些监控系统的应用己成为许多深部开采的矿山所具有的标准特点。迄今为止,采矿系统仍是以要求保证矿工在完成各种地下开挖工程中作业安全为基础,这种要求对采矿系统起着重要的制约作用。

2.3数字矿业化

数字矿业是数字地球在矿业中的应用。数字矿业一方面是矿山的信息化,它涉及到矿山信息化工作的方方面面;另一方面数字矿山是以空间信息为基础的矿山信息系统体系。矿山信息系统体系是指相互联系的大量矿山信息系统和空间信息系统,虚拟现实系统等的有机结合体。

2.4地下开采露天化

毫无疑问,露天开采的优势远大于地下开采。在进行露天开采矿山中,将原属于地下开采的部分转为露天开采,其意义不言而喻。欲实现之,不外乎是安全和经营成本,如采用可降低生产成本的运输方式,采用能实现安全生产的遥控设备。

2.5开采智能自动化

在目前我国金属矿山地下采矿技术的发展来看,要实现全面采矿的自动化,目前尚有较大的困难。但局部装备实现遥控系统,进行遥控开采,将是易事。遥控开采系统投资少、技术含量高。其实质即将以上设备的执行机构做一些改装,把原模拟量变为数字量,以便能用计算机进行控制。其次,每台设备上安装摄像头,能全方位地了解设备周围的生产环境,以便能使控制者在远距离的屏幕上进行操作控制。执行机构的数字化能保证用人的遥控操作来代替原作业者的手动操作,而可视化数据将使遥控操作者有身临其境的感觉。

结语

安全高效的地下采矿技术的重要性日显突出,金属矿开采技术的高低直接影响到我国国防安全,金属矿开采技术的迅速发展,将会大大促进国民经济的健康发展,推动我国全面小康社会的建设。

参考文献:

[1]周爱民.我国有色金属采矿技术回顾与展望[J].中国有色金属学报,1996.

[2]周爱民.21世纪初我国金属采矿五大对策[J].中国科协第14次青年科学家论坛报告文集,1996.

第4篇

关键词:铝土矿 地下开采 房柱法 削壁法 损失率 贫化率

中图分类号:TN33 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)02(a)-0107-02

1 铝土矿赋存的总体状况

我国山西省境内铝土矿赋存的主要特点为以下几点。

(1)矿体呈层状、似层状产出,矿体受下伏岩层侵蚀面的控制,矿体较薄,一般2~3 m左右。倾角平缓,大致在5°~15°(如表1)。

(2)铝土矿层本身稳固性较好,顶、底板岩石的稳固性较差(如表2)。

(3)铝土矿石品位中等。

铝土矿以中等品位(A/S 4-6)矿石为主,A/S大于7的富矿只占总资源储量的12.89%,矿石类型以一水硬铝石铝土矿为主(如表3)。

(4)开采技术条件较好。

矿区水文地质条件简单,无富水性强的含水层直接影响矿体的开采,大多可露天开采。也有因埋藏较深必须考虑采用地下开采。

2 铝土矿资源的总体利用情况

(1)资源利用水平低。

因为铝土矿目前在山西还没有大规模地下开采矿山,而地方民采小型矿山为了降低成本,追求利润,普遍存在采富弃贫,浪费资源的现象。

(2)对共伴生矿产的综合利用程度不高

铝土矿的共生矿产有耐火粘土、铁矾土、硫铁矿和山西式铁矿等,除对铁矿部分进行利用外,其它矿产的利用程度较低。

(3)可供开发的铝土矿基础储量不足。

铝土矿资源地质勘查程度偏低,大部分为332+333级别,331很少(如表4)。

(4)铝土矿区附近有村庄、道路等需要留矿柱予以保护,资源利用率大大降低(如表5)。

(5)矿山的贫化率和损失率较高。如山西孝义露天开采贫化率7.31%,损失率为10.96%。

3 铝土矿资源的总体开采情况

国家发改委于2007年10月29日制定了《铝行业准入条件》,强调“铝土矿采矿损失率地下开采不超过12%、露天开采不超过8%;采矿贫化率地下开采不超过10%、露天开采不超过8%。”

由于目前山西铝土矿开采主要以露天开采为主,采矿损失率、贫化率均可以控制在7%左右。但随着露天开采的剥采比越来越大,矿山采用露天开采排出的废石占地问题成为露天开采最为头痛的事情,露天开采的审批程序也越来越严格,越来越困难。在这种情况下,铝土矿地下开采逐步提上议事日程。而我国铝土矿地下开采矿山不多,尚处于试验阶段,设计的采矿方法各不相同,陕西保德铝土矿采用房柱法和长壁式崩落法,贵州猫场采用长壁式崩落法,河南段村、山西贺家圪台和奥家湾均采用房柱法。铝土矿地下开采的真正适用哪一种采矿方法,回采的实际指标如何,还有待于生产实际的验证。

4 铝土矿地下开采的采矿方法选择

在铝土矿地下开采的采矿方法选择上,有如下几个问题需要考虑。

(1)铁铝岩作为直接顶底板,一般条件下整体性好,但在构造部位稳定性变差,遇水后有使岩体整体性随埋深的不同产生不同程度的破坏的可能。因此需要对顶板进行处理,在矿体回采时要留一定厚度的护顶矿,一是降低贫化,二是便于采场维护。再根据矿岩具体条件对采场顶板采用锚杆、锚网、锚喷网等支护措施确保安全。

(2)矿石价值不高,且是缓倾斜近似水平矿体,不可能用充填法开采。

(3)铝土矿的围岩混入会使A/S比大大降低,无法满足氧化铝厂的生产使用,因此不建议采用崩落法,推荐采用空场法对矿石进行回采,特别是经过近期对铝土矿进行设计的基础上推荐采用比较成熟的采矿工艺,如房柱采矿法等,但是采矿回收率和贫化率的控制是采矿方法中应予以重点考虑的事情。

5 山西吕梁地区某铝土矿采矿方法分析

山西吕梁地区某铝土矿体产状平缓,倾角一般5°~10°左右,个别地段可达15°。矿层平均厚度3.38 m,平均埋深67.05 m。经过综合比较,推荐采用地下开采方式,采矿方法以房柱采矿法(厚度≥2 m)为主,以削壁采矿法(厚度

(1)采矿方法参数。

中段高20 m,沿矿体走向每隔50 m布置一个采场。采场之间留连续间柱,宽3 m,采场内矿房宽度为10 m。沿矿体倾向布置凿岩上山,间隔矿柱3 m×3 m。采场沿倾向长77~180 m,根据长度确定是否布置上、下两个采场,采场中间留3 m宽连续矿柱,中段之间留连续分段矿柱,宽各3 m。矿厚大于3m的地段矿体顶板下留0.3~0.4 m厚的护顶矿层。生产中尽量少切顶板,以便降低贫化。

(2)采切工程。

采切工程主要包括:沿脉运输平巷、通风上山、人行联巷、人行材料井、联络巷、聚矿巷、放矿漏斗、溜井;切割工程主要为切割平巷和切割井。

中段沿脉运输巷沿矿体走向布置,沿矿体底板脉外施工沿脉运输巷,根据矿体倾角大小确定是否需要施工第二沿脉运输巷。采准施工时每个盘区离矿体底板较近矿块每隔10 m施工一个放矿漏斗,第二沿脉运输巷按顺序施工放矿溜井、聚矿巷及放矿漏斗。同时每隔50 m掘人行材料井。靠矿体底板施工人行联巷、切割平巷和凿岩上山。

(3)回采工艺。

回采工作从下部切割平巷开始,自下而上推进,回采工作面采用浅孔凿岩,浅孔落矿。落矿和运搬交替进行,若矿厚在2 m以下,一次全厚开采;矿厚大于2 m时,实行分层回采。矿厚大于3 m的地段矿体顶板下留0.3 m~0.4 m厚的护顶矿层。矿厚大于5m时,采用留矿堆的办法进行凿岩。浅孔落矿,先采下部2 m,然后采剩余部分。炮孔交错布置,孔深2.4 m,排距0.8~1.0 m,孔间距0.8~1 m,采用电耙出矿。

(4)采矿方法主要技术经济指标。

(5)矿柱回采。

对所留矿柱结合采矿方法采用混凝土或片石砌筑人工矿柱置换永久矿柱,尽量减少资源损失。经过计算,置换这些矿柱可以增加回收率4.72%,即矿块总的损失率降为13.73%。

(6)主要技术经济指标(如表6)。

6 结语

就国内地下矿山开采来讲,房柱法的采矿工艺简单、技术成熟可靠。但是与露天开采相比,地下开采的损失率和贫化率还是比较高。某铝土矿为了降低贫化率采用的是在矿体顶板下留0.3 m~0.4 m厚的护顶矿层,生产中尽量少切顶板。这样虽然贫化率有所降低(降至8.91%),但是加大了铝土矿石的损失。为了提高矿石的回收率,对采场矿柱进行综合回收,虽然损失率有所降低(降至13.73%),但是还没有达到《铝行业准入条件》的规定标准(12%)。加上实际矿山生产的过程中的多种其它因素,可能损失率比计算损失率更大,这需要在实际生产时对采矿方法进行专项研究。

第5篇

关键词:金属矿山;采矿技术;发展

中图分类号:C35文献标识码: A

引言

目前,我国正处于经济发展的转型期,经济的发展模式正在由单一追求经济发展的时期向绿色环保可持续发展的模式进行转变,这就要求我国一些传统的资源产业要进行技术的转型及更新,以适应当前社会发展的趋势。而金属资源作为经济发展的基础条件之一,对于金属矿山采矿技术的转型就势在必行,本文就对其进行简要论述,为未来金属矿山采矿技术的发展提供一下参考。

一、金属矿山开采遇到的问题

在我国矿产资源中贫矿占绝大多数,富矿相对较少;小型矿较多,大型矿较少。特别是有些开发商为了获取眼前的利润,弃贫择富,导致了更多资源的消耗和浪费。

1、采矿技术发展不均衡

我国地大物博,全国各地的经济状况存在很大差异,矿业发展建设也不例外。发达地区采矿技术相对成熟,甚至达到了国际先进水平;但偏远贫穷地区,采矿技术相对传统落后,开采的成本高、效率低、利益少。

2、资源综合利用率及回收率低

现在人们对有用矿物的回收加工越来越看重,但对于我国来说,资源综合利用率及回收率低与国外先进水平相比还有相当大的差距。

3、采矿带来的环境破坏突出

地下开采导致地层塌陷、地形损坏、资源浪费等各种问题。环境容量是有限度的,矿山开采若不遵循可持续发展的规则,将不能适应新时代的社会经济发展需求。

二、我国主要的采矿技术及特点

1、陡帮的开采

这种开采技术在初期时的剥离量比较小,基建的工程量也比较少,最终边坡的暴露时间以及建设周期都十分短。所以,很早以前我国就将陡帮的开采纳入到国家科技攻关项目中,在露天矿中进行了大规模工业试验的开展,这给大中型露天矿技术的新建、改造以及扩建提供了相关的实践经验。

2、地下金属矿山无废开采技术

矿山开采对环境发展的问题有很大的影响, 其中主要包括无废料开采技术、尾矿深海排放、利用露天采坑排放尾矿等几种尾矿处置方式,这些方式不仅在资源的充分利用上以及经济效益上有很大的优势, 而且在保护环境方面有其突出的表现,避免了废弃物对环境造成的污染和对人体的危害,同时也符合国家对矿山开采的要求。 这项技术是近几年才开发出来的新的成果。 该项技术还包括全尾矿充填技术、采矿方法与工艺以及高浓度尾矿料的制备与输送技术等方面。

3、无底柱的分段崩落方法

我国当前的无底柱分段崩落采矿技术面临着如何对结构参数进行加大和优

化的问题。优化结构参数的主要方向为使得进路间距不断增大。通过进路间距的增大能够实现采掘工程量的大幅减少,此外还能使得一次崩矿量增大,从而使得采矿强度得以增加,降低矿石的成本,大大提高矿山经济和社会效益。

4、地下金属矿山地压监测与控制技术

我国从事矿山科研的研究院、高等学院等在不断学习外国先进的科学技术的同时,也在根据我国开采的实际情况进行总结和不断创新,开展了以矿山地压监测与控制技术为主线的矿山安全开采方法的研究。研究的方向主要有以下几个方面:矿山开采地压监测与控制、地下工程加固、地表岩层稳定性监测与控制、矿山水害治理等。以井下采矿监测数据、矿山原始数据为信息源,建立了地下矿山采空区灾害管理详细系统,该系统主要通过系统分析、综合分析以及依据现场的地理环境、地质信息等条件等进行储存和处理,最终实现信息的动态反馈和进一步调整,实现了对采空区突发事故的及时有效处理。

5、地下金属采矿的连续化

连续开采地下金属矿山主要是指:连续回采矿房、连续开采矿体(床)、连

续运送矿石以及连续的全工艺过程。也就是说在开采的过程中实现一步到位;在回采的过程中实现出矿、落矿、搬运矿石工艺的连续性作业;实现井下矿石的运输、转载、提升等环节的连续化;落矿、掘进、运搬、出矿、运输等工艺过程连续化。

6、地下金属矿山联合采矿技术

我国的地下金属采矿业出现的较早,随着社会的发展和不断进步,尤其在崩落、空场和充填三大类上,有了很大程度的发展和改善,在发展中逐渐形成了多样化的适合我国不同地况的金属矿床开采的组合采矿方法,各种方法都有其相对的优点,之后发展的联合采矿方法积聚了各种采矿方法的优点,所以在条件的适应上有了较大的改善,为地下金属矿山的开采安全、高效提供了更多的保障。

三、国内金属矿山采矿技术的发展方向

结合全世界的矿山开采技术的发展状况以及我国的矿山开采的现状和今后的发展趋势,总结了以下几个矿山采矿技术的发展趋势。

1、探索并解决复杂条件矿床开采技术难题。需要根据现状以及实际存在的问题,采用综合的研究方法和手段,探索出不同条件矿床开采过程中存在的难题和安全问题,最终制定出符合开采实际的采矿工艺方法和相应的工程治理措施,得到最佳的经济开采模型。

2、无人化采矿技术

无人化采矿技术,就目前金属矿山而言,可以说是正在形成的技术,虽然已经在选矿得到了广泛应用,但是大多数矿山一直没有认识到它的优点和潜在的效益。目前,仍把注意力放在半自动化和辅助操作控制上,以此作为一种中间缓冲技术。如露天和地下矿钻机的钻头定位、钻进速度、压力和孔深控制; 电铲、轮式装载机和铲运机的挖掘控制等领域已成功地应用了无人化技术。由于 GPS、无线电通信以及激光技术的实用化,使得露天矿的测量和钻孔作业也实现了无人化化。

3、深部矿床综合开采技术

深部开采是将来矿山开采的一个必然方向,但是现阶段还有很多问题有待解决,所以制定出一整套完整的方案尤为关键。

4、无废害采矿(清洁采矿)

虽然无废采矿已经取得了一定的进展,但是从长远来看,无论是在我国还是全世界,无废害采矿仍然是 21 世纪矿业可持续发展的重要课题之一。

随着我国综合经济的不断发展,基础设施及国民经济都有了很大程度的提高,当然矿山业也有了很大程度的提高,需求量也有了很大的增长。现在国家对矿产资源的利用越来越多,开采条件好的以及品位高的矿山基本上都投入到了开采,品位低的、环境条件差的或者运输条件受到限制的等也都得到了国家的重视。不过在一些情况下我国技术还不允许开采,切莫乱开乱采,这样既达不到应有的经济效益,还会污染环境并且会有很多安全的隐患,所以不断提高技术水平是非常重要的。

结束语

综上所述,近些年,我国的矿山开采技术有了很大的发展,人们对矿山产品的使用在不断提高,所以不断发展金属采矿技术,同时也要不断学习外国的先进科学技术,才能不断充实矿山开采。随着矿山开采数量的增多,环境问题成为采矿中一个很重要的问题所在,所以今后的金属矿山的技术进步要以发展循环经济为主线,从矿产资源的高效开发和合理利用方面取得更大发展。

参考文献:

[1]荣.浅谈我国金属矿山采矿技术现状及发展方向[J]. 《河南科技》,2013,(14).

[2]贺媛.浅谈我国金属矿山采矿技术现状及发展方向[J]. 《科技信息》,2012,(33).

第6篇

【关键词】采矿;工艺技术;改造

1.对采矿业的分析

在当前经济形势不断发展的今天,采矿业的发展也愈发的重要。随着科学技术的不断发展,采矿工艺向着科学化的方向发展也才成了当前的潮流趋势。采矿主要是将地壳内以及地表上进行矿产资源开发的一门技术和科学,它对于当前人们的生产、生活也有着极其重要的影响。

采矿主要包括了矿藏以及石油等的开采。采矿工业它是一种非常重要的原材料工业,冶炼工业的主要原料就是金属矿石。采矿主要是进行采准和切割,并为回采时准备生产条件。将矿石崩落和破碎,装入运输容器。地下回采分为落矿和出矿作业;露天回采分为穿孔、爆破及采装作业,将装进运输容器的各种矿石运到选矿厂或矿仓。在矿石运输的过程中,经过矿仓和堆栈,将矿石混匀,同时保证生产矿石的质量稳定。并把巷道掘进、剥离产出的废石等排弃至废石场。由于矿床的地质条件以及矿山技术条件不尽不同,采矿方法的种类也繁多,不同的方法采矿,其工艺流程、机械设备、采区巷道的布置和开采的顺序也不相同。若采矿的方法选择不当,将会长期影响矿山的生产技术指标及经济效益。各主要的生产过程都必须选用正确合适的机械设备,才能获取最大的经济效益。

采矿所独具的生产环境和过程和其他工业相比具有很大的差异性,其主要表现在以下几个方面:

(1)采掘加工的原料主要是自然存在的矿体。矿址是不能自由选择的,矿床的工业储量也不能输入,不可再生。

(2)采矿人员及设备常常要随着采矿的进程同加工对象一起转移,基本上没有固定用来加工的车间。同时开拓、采准以及回采工作要互相协调,才能够保证矿山的正常生产。相反就会造成采剥或采掘失调,迫使矿山减产,增加损失。

(3)对于开采工作来说,它总的趋势是采掘条件越来越差,采出来的矿石品位逐渐降低,成本也有可能随之增高。因为岩石的混入会使得矿石贫化,降低质量,还有部分矿石难以采出,而被迫损失于地下。

(4)矿体的赋存条件、形状复杂,品位也分布不均。工业储量在整个开采的过程中可能存在较大的变化,使采矿的设计工作很难标准化,加上建矿周期长,基建投资相对较大,所以投资的风险性也会随之增大。

(5)采矿工作一般是在露天或者地下采场。劳动量相当大,工作条件比较差,安全性难以得到有效保障,同时对于综合机械化及自动化很难实现,因此需要特别的重视对工人劳动条件和工作环境的改善。

(6)更为关键的一点在于:整个矿山所实现的经济效益并非完全取决于矿山管理水平的高低,其在很大程度上与采矿石市场价值高低及供求问题是密切相关的。

2.采矿运用的技术方法

几千年来,我国就一直致力于矿产的开发,其方法大多是依靠人力,基本上没有什么技术含量。现如今,随着科学技术的不断发展,采矿方法也得到不断的更新。而采矿方法的选择往往并不是从现有的方法中选取出一种相对较好的方法。有时还需要结合矿床地质条件及要求,而创造性地应用当前已有采矿方法工艺和结构知识,提出更能符合大众要求的新方法。采矿的方法大致有以下几种:

(1)普通机械化的开采方式。我们常常看见的大多数矿床都是用普通机械化方法开采。机械化开采又常常分为露天及地下开采两个大类。露天开采是将矿体上覆着的岩层剥离,然后自上而下进行开采作业。

(2)特殊采矿法。特殊采矿法分为地下物理化学和海洋采矿。物理化学采矿法是浸取、溶解或者熔融有用的成分,把溶液或者熔融体从地下举升到地面进行提取。这类方法的好处主要是“投资省、见效快、工作条件好”,但它只适用于铜、铀和一些金属的矿物和盐、碱及自然硫等。海洋采矿主要是对滨海大陆架及洋底蕴藏的大量有用矿藏的开采,而洋底的锰结核还尚处于试开采阶段。

(3)空场法和填充法。这两种方法主要是为了提高对矿床的地质资料的准确性和完整性的要求,它的特点是在回采的过程中,采空区主要是靠暂留或者永久残留的矿柱去进行支撑,整个过程采空区始终都是空着的。

3.采矿工艺技术改造

现代科技的迅猛发展,人们对于采矿工艺的改造也愈发看重。当前,我国现有的采矿工艺其主要是依据各不相同的矿石条件选取采矿,而工艺对于坚硬的矿石,大多数都是用凿岩爆破的方式来进行开采;而对于松软的矿层,则可以采用机械切割或者挖掘的方式来进行开采;相对于松软的砂矿床,更多是采用水力进行冲采;对于裂隙发育较好的矿体,则可以采用自然崩落的方法进行开采。“矿床开拓、掘沟工程、穿孔、爆破、采装、运输、排土”是露天矿山的主要开采工艺;相较于露天开采,地下矿山的开采就相对复杂一些,它主要包含了“矿床开拓、井巷掘进和支护、矿块采准和切割、回采工作面凿岩爆破、矿石运搬、采场支护和地压管理、矿柱回采和空区处理等等”。

如今,随着科学技术的不断提升和采矿工艺的不断改进,而且在爆破的方法上也进行了一些探索。比如运用“增大炮孔临近系数”与“药壶爆破等爆破”法,在地质条件较为复杂的环境下,取得了较好的效果,经济效益也随之明显提高。特别是刨煤机装置能实现3m/s以上的切割速度且切割功率达到了2×400kW以上。这也就是是说,刨煤机的每刀切深提高到了250mm,这对于煤炭开采工作效率的提升而言是极为关键的。其次,改变开采过程中的不合理的部分,尽量最大程度的进行露天开采,从而提高经济效益。再次,进行排土方式的改进,采用更为经济有效的排土方式。再次,对供电系统进行改进,合理布局,减少电路损耗。最后,进行采掘设备的改进,让整体设备向数字化、智能化转变,对露天操作设备,井下电机车,和井下照明设备等等进行改进提升。同时还应注意的是,井下安全作业的改进,提高安全作业率。

【参考文献】

第7篇

劳动防护用品是在生产过程中,为作业人员免遭或减轻事故伤害及职业危害所配备的防护性装备。劳动防护用品通过采取阻隔、封闭、吸收、分散、悬浮等措施,保护作业人员身体的局部或全部免受外来侵害的影响。在某些特定条件下,使用劳动防护用品是作业人员可采用的主要安全防护措施。

目前,越来越多的金属矿山企业由露天采矿转为地下采矿,然而一些刚转型的矿山企业并未认识到,井下作业人员的劳动防护用品的安全要求与露天作业人员的不同,依然按照露天作业劳动防护用品的配备和管理规定为井下作业人员发放,可能会给企业员工的职业健康造成一些不必要的伤害。

由于露天开采与地下开采属于两种不同的采矿方法,作业条件、环境不同,所以对采矿人员的劳动防护用品的配备和使用也有不同的安全要求和管理规定。地下采矿作业环境相比露天采矿环境有很大不同,如空间狭窄、潮湿高温、照明较差、地质条件复杂多变,极易产生安全事故隐患。因此,井下作业人员对劳防用品的安全防护性能要求更高。

安全帽

露天采矿作业人员因工作中遇到的危险情况相对较少,对安全帽的重视程度一般不高,作业中可能会佩戴各式各样的安全帽,有时佩戴还不规范。但是,井下作业人员却应该把安全帽看作是保障安全的重要“盾牌”。

安全帽是用于保护头部免受撞击、挤压伤害的护具,由于井下作业条件复杂,如果安全帽没有正确佩戴和使用,就起不到充分的保护作用。安全帽一般要按照下列要求佩戴。

戴安全帽前,应将帽后调整带按照自己头型调整到合适的位置,然后将帽内弹性带系牢。缓冲衬垫的松紧由带子调节,人的头顶和帽体内顶部空间的垂直距离一般在25mm~50mm,以不小于32mm为好。这样才能在遭受冲击时,保证帽体有足够的空间提供缓冲,降低伤害。平时,这个距离也有利于头部和帽体间的通风。

安全帽的下颏带必须扣在下颌并系牢,松紧要适度。这样,安全帽不至于被大风吹掉或被其他障碍物碰掉,也避免工作中由于头的前后摆动,使安全帽脱落。

平常使用安全帽时,应注意保持其整洁,不接触火源,不任意涂刷油漆,不对安全帽进行随意钻孔等加工处理。井下作业人员的安全帽颜色以黄色或橘红色为佳,最好带反光标志,便于在黑暗中被发现。在安全休息硐室以外的人员,不能将安全帽摘下,搁置一旁,或当坐垫使用。也不能歪戴安全帽,或把帽沿戴在脑后方,因为这样会降低安全帽对冲击的防护作用。

由于安全帽在使用过程中会逐渐损坏,所以要定期检查安全帽有没有开裂、下凹和磨损等情况,发现异常要立即更换,不能继续使用。GB2811-2007《安全帽》中规定,安全帽材料的耐老化性能要不低于产品标识明示的日期,如ABS树脂塑料安全帽的使用期限,从制造完成日算起,一般为2.5年,到期后要及时更新。

防尘眼镜

井下作业人员在掘进打钻、铲矿和放矿时,会产生较多的矿石屑和粉尘,容易伤到眼睛,应配备防尘眼镜。

目前大部分地下矿山企业的防尘眼镜配备都不到位,作业人员眼睛受到伤害的生产安全事故常有发生。虽然也有的企业给井下作业人员配备了防尘眼镜,但防尘眼镜不符合劳动保护的要求,容易发生二次伤害事故。所以,井下作业人员的防尘眼镜的防冲击强度、透明性和密封性要符合GB14866-2006《个人用眼护具技术要求》中的规定,并且要维护简单,便于作业人员长时间佩戴。

防尘口罩

目前许多矿山企业为井下作业人员只配发了普通的纱布口罩,但是普通纱布口罩对井下风流中的大量粉尘起不到很好的防护作用,长期在井下工作容易患上尘肺病,影响职工的身体健康。所以,地下开采的矿山企业应为井下作业人员配备符合国家要求的防尘口罩。

根据生产环境中粉尘的多少,不同岗位的人员可配发不同的防尘口罩。掘进工人应配发过滤式防尘口罩;岗位粉尘含量较少的作业人员,可配发一般性防尘口罩。现在井下使用柴油做燃料的机械设备较多,排放的尾气中含有较多的有害气体,防尘口罩里还应含有活性炭物质,能对有害气体起到过滤作用。

防尘口罩在选择上,首先要看口罩的阻尘效率;第二是口罩与人脸形状的密合程度;第三是佩戴舒适性。

防噪声耳塞

防噪声耳塞是为了保护人耳,减少噪声对听觉的伤害的护具。井下掘进工的作业环境噪声较重,一般防噪声耳塞使用起来不舒服,掘进工因此不愿意佩戴,导致部分掘进工的听力受到噪声伤害。建议矿山企业可根据井下现场作业的特点,给作业人员配发具备隔音功能的安全帽盔。

防护手套

防护手套是保护手部,防止有害物质或能量伤害手臂部的护具。露天作业人员常使用棉纱手套和帆布手套,而井下作业环境较潮湿,作业人员在工作中应佩戴防水手套。但由于防水手套表面比较光滑,再加上井下环境中水汽的作用,工作中易因滑手而发生安全事故。因此,企业可为井下作业人员配发防滑、耐磨、轻便的防水手套;凿岩工还应配发具有减震功能的防护手套。

安全防护鞋

安全防护鞋包括防水鞋、防砸鞋、绝缘鞋等,是保护足部和人体免受伤害的个人防护用品。井下采矿巷道地面泥泞不平整,撒落有许多小块矿石,足部极易受到伤害。因此,井下作业人员的安全防护鞋要轻便、耐磨、耐砸、防刺、防滑,胶鞋内应有棉衬套,起到保护脚趾的作用。

防护服

防护服用于保护作业人员免受工作环境中的物理、化学等因素的伤害。防护服分为特殊防护服和一般作业服两类。井下作业人员的防护服除工作服外,还包括雨衣、防尘围裙等。

井下防护服必须要有反光标志,面料和颜色以棉质橘红色为主,耐磨强度和透气性要好,还要具有一定的防水功能。井下作业空间狭窄,工作服容易弄脏,面料最好要便于清洗。

露天作业人员在冬季一般不配发棉背心,但冬天井下较湿冷,企业应给井下作业人员发放防寒皮背心或棉背心。经常淋水的工作面还应配发轻质而又结实的雨衣;工作服也可以把上下服改为连体服,便于穿着和工作。

个人照明灯

第8篇

煤矿井下除煤炭运输以外的人员、材料、设备和矸石等各种运输统称为辅助运输。煤矿井下辅助运输分为有轨运输和无轨运输两种。其中无轨运输是在地下巷道或采场内用胶轮式或履带式自装自卸运输设备运输矿岩的作业,它主要采用防爆柴油机、蓄电池等为牵引力动源。由于无轨运输集经济、机动、多能、灵活等优点于一身,所以它有助于开采条件适宜的各种地下矿山,一方面,无轨运输提高了地下矿山的劳动生产率和产量,另一方面,它改变了矿山的回采工艺、采矿方法和掘进运输系统,促进地下矿山向无轨开采的综合机械化方向发展。所以,煤矿井下无轨运输作为辅助运输的得力助手,其安全性至关重要,有关法规也很有必要为管理者所熟知。

1.中国煤矿井下无轨运输发展历程及现状

20世纪80年代以来,无轨胶轮车已经形成系列化的产品,能够全范围解决煤矿无轨运输,给矿井机械化辅助运输及工作面搬家带来巨大的方便和可观的收益。20世纪90年代,作为一项新兴的技术和产业,无轨辅助运输在煤矿井下辅助运输中享有很高的名声,为煤矿井下开采提供了很好的交通运输方式,大大方便了井下辅助运输,直至今日,煤矿无轨运输成为当前煤矿井下辅助运输的最先进运输方式之一。

2.煤矿井下无轨运输存在的安全问题

尽管无轨运输具有机动性强,运输能力大等特点,但是它也存在一些缺点。虽然国内也在研究无轨辅助运输系统,但是,相对一些发达国家来说,中国的无轨辅助系统处于落后状态。国内大多煤矿还在沿用无极绳、小绞车等多段分散落后的传统辅助运输方式,配套以庞大的辅助运输队伍,严重阻碍了煤矿的发展。例如,在综采工作面搬家方面,国内煤矿传统方式需要五十天左右,用工至少高达五千;用时是国外发达国家的十倍,用工又比国外的高出了十倍以上。再者,除了顶板事故以外,辅助运输造成的伤亡事故约占井下事故的30%,且此比例逐年增长。

3.如何落实煤矿井下运输安全性

3.1.设备选型

目前用于采掘煤矿的主要高效辅助运输设备有齿轨车、卡轨车、单轨吊和无轨胶轮车等。其中单轨吊轨道需要专用起吊锚杆固定,这在作业时带来了一定的麻烦。卡轨车只适用于固定型的多段运输,必须经过车场或转载站来到达另一终点由于它具有承载力大、爬坡能力强,运行速度快等优点,所以它一般用于坡度较大的斜巷运输。然而,在另一方面,它也有占用设备多和劳动强度大等缺点。基于国内的煤矿实际情况,以上两种辅助运输设备并不适用于中国多数煤矿产业,相反,齿轮车和无轨胶轮车对中国的煤矿产业发挥的作用更大。因此,主要对齿轮车和胶轮车作详细分析。

3.1.1.无轨胶轮车

无轨胶轮车机动灵活,易于调整,适用于井下矿产运输,它可以直接搬迁材料、设备等到安装目的地,这不但提高了工作效率,而且减轻了工人的劳动负担。由于它集多功能和重型支架的优点于一身,因此,使用者能根据实际需要来合理配置机动车辆。如此一来,无轨胶轮车不但节约了资源和人力物力,而且当发生事故时,它能大大减少了事故的扩散,能一车载十个工人不等,快速逃离事故现场。但是,作为新兴的科学技术产物,无轨胶轮车难免存在一些漏洞。其一,在井下作业中,它不能实现从地面直接到工作面的相关连接运输,从而延长了在此方面的作业时间,给这方面的工作带来不可忽视的阻碍;其二,防爆柴油机排出尾气,有风流污染的可能性。

3.1.2.齿轮车

齿轮车机型已在国内研制得较为理想,技术尚未很成熟,需提高技术的熟练程度。再者,齿轮车在底坡度的牵引力较大,又能实现从地面直接到工作面的连接,弥补了无轨胶轮车在这方面的不足。但是,它的运输速度却远远比不上无轨胶轮车的速度,齿轮车对轨面的摩擦系数要求较高,若轨面稍微平滑就极有可能使齿轮车不进顺槽。而且,它不能按需分配,这不利于节约能源。

综上所述,不同的煤矿要根据实际情况来选择适合自身的无轨运输设备,而对于目前国内的大多数煤矿来说,选择无轨胶轮车是一个较明智的选择,这样会大大降低事故发生的频率,使安全落实得较全。

3.2.选择适合的井底材料

由于无轨胶轮车在煤矿井下开采中起到的作用很大,为大煤矿厂所应用,而硐石适合各种型号的无轨胶轮车,所以,井底车场附近设置换装站,以实现材料、设备从轨道、平板车至胶轮车的换装。

4.煤矿运输法规

4.1.每台设备必须有废气净化装置,净化后的废气中有害物质的浓度应符合TJ36―79《工业企业设计卫生标准》的有关规定。

4.2.运输设备应定期进行维护保养,司机必须进行培训考核,持证上岗。

4.3.采用汽车运输时,汽车顶部至巷道顶板的距离应不小于0.6m。

4.4.斜坡道长度每隔300―400m应设坡度不大于3%的缓坡段。

4.5.严禁在斜坡道上熄火下滑;在斜坡道上停车时,应用三角木块挡车。

4.6.每台设备必须配备灭火装置。

4.7.入井防爆无轨胶轮车应取得矿用产品安全标志。入井车辆尾气中一氧化碳、氮氧化物等有害气体的浓度不得高于800PPm1000PPm。入井车辆排气温度不得超过70℃,发动机表面温度不得超过150℃。

4.8.每次车辆入井前,车辆驾驶员必须仔细检查车辆制动、灯光、转向、喇叭、轮胎、车厢、车门等部位,确保车辆车况完好方可入井作业。

4.9.每辆入井车辆必须配备不小于8kg的合格灭火器和两个故障指示牌

5.结束语

总的来说,无轨运输在煤矿的发展是可观的,但是,作为危险性极高的煤矿产业必须要重视工人的安全问题,选择适合的无轨运输辅助设备来促进生产的同时,更要把安全放在第一位,作为新兴产品之一的无轨胶轮车尚未发展成熟,有关管理者要重视其潜在的危险性,不能为了商业利益而无视工人的宝贵生命。为了增强管理者的危险意识,管理者必须要认真了解有关法规,结合有关法规来合法作业。

参考文献:

[1]张良库,姚少武.我国煤矿无轨胶轮车的现状及发展方向[J].科技情报开发与经济.2011 09 25

第9篇

[关键词]黄金矿;软岩介质;开采技术

中图分类号:TD863 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)06-0391-01

1 关键技术与工艺

1.1安全开采“梁柱结合”整体框架结构建造技术

为了充分保障大范围充填体或断裂带下低品位残矿的安全回收,本项目以矿床赋存条件作建筑基础,积极主动地改善矿体软破介质开采的不利环境,通过留设原岩壁柱、盘区间柱和浇筑人工假顶底柱的方式建造“梁柱结合”的整体框架结构,隔绝上部大范围隐患区的恶劣环境,并且为下部残矿开采提供整体框架掩护下的安全作业空间,以实现安全高效采矿。该整体框架结构的建筑材料为原岩“梁柱”,由于原岩强度大,是高配比充填体(1:4充填体仅为3~4MPa)强度的十几倍,而且原岩在初始地质条件下本来就以同一整体的状态赋存,因此,相对于人造框架结构,本项目利用自然存在构筑的“梁柱结合”整体框架结构更能为下部残矿开采提供高强度、高稳定性的掩护支撑,采矿安全系数大大增加。

1.2 大规模软破介质超前注浆整体框架结构重建技术

赋存于主断裂区下盘的低品位矿体主要岩性为碎裂状黄铁绢英岩质碎裂岩和碎裂状的黄铁绢英岩化花岗岩,由于靠近断层,属于低品位破碎难采矿体。该类型矿体品位一般较高,如果预留壁柱作为保安矿柱,矿石损失率大,因此,为了隔绝主断裂的不利开采条件、营造下盘矿体的安全开采环境,本项目采用超前注浆对主断裂附近矿岩进行加固以形成整体框架结构,有效保证残矿的安全作业。

2 软破介质环境下残矿分类及开采技术条件

2.1残矿软破介质环境

地下矿山开采所形成的残矿,一般有以下几种情形:①由于探矿、采准工程未控制到的矿体边角部及零星小矿体;②由于矿体赋存条件变化、采矿方法选择不当或技术方面原因而留下的矿柱;③以前没有开采价值但现今由于金属价格上升或技术水平提高具有开采价值的表外矿、贫矿、矿化围岩与氧化矿等;④以前当成废石充填采空区但现在具有工业开采价值的含矿围岩和尾矿;⑤以前开采时采富留贫所剩下的贫矿部分。

新城金矿残矿形成原因,主要是第二和第三种情形。具体来说可归结为以下三种情况:①由于以往开采技术限制,矿山浅部充填体(典型的软破介质)内散布多个矿石残柱,上盘靠近主断层区段亦存留大量高品位矿体;②矿山主要采用上向水平胶结充填采矿法,开采完毕后遗留当时特定条件下的一些高品位顶底柱极破碎难采矿体;③主断裂下盘或1#矿体充填体下盘存在大量低品位矿体,随着黄金销售价格高涨,该大范围隐患区下低品位资源经济价值诱人,具有二次开采的广阔的前景。

“软破介质环境”下残矿矿岩软破,节理裂隙发育,是典型的复杂难采矿体。由于矿体松软破碎,极不稳固,采场允许的暴露面积很小,通常只能采用生产效率低、生产环境差、作业成本高的下向分层进路回采胶结充填采矿方法。随着优势开采资源的消耗殆尽,诸如此类复杂难采矿体的开采已提上日程,因此,改变传统思维,进行采矿方法创新势在必行。

残矿的赋存环境因素主要为充填体、断裂带和地应力,它们对岩体形变破坏和岩体力学性质,具有重要的控制作用。在技术经济允许的情况下,相比被动接受“软破介质环境”的客观存在,积极主动改造矿体赋存条件、重建人性化的矿体开采有利环境更加经济合理。因此,本论文残矿开采技术思想可概括为:以矿床赋存环境做建筑环境,通过一定的技术手段,改造矿床赋存的地质环境,改善矿床开采的技术条件,以实现安全高效采矿。

2.2 软破介质环境下残矿分类及开采技术条件

根据残矿形成原因、开采技术条件及下步回采方式,新城金矿残矿具体可分为以下三种类型:充填体或断层下盘低品位残矿、充填体下极破碎顶底柱和充填体包裹下极破碎点柱。其中,充填体或断层下盘低品位残矿类型为本论文主要研究对象,故予以重点分析与论述。

由于以往市场的低迷,新城金矿矿床原有工业指标较高。在多年矿山开采过程中,Ⅰ号、Ⅴ号矿体两翼和下盘存在大量低品位矿体,该部分矿体品位低,但储量大。矿产资源具有稀缺性,伴随目前市场行情及开采技术条件的好转,近年来低品位矿产资源具有利用的可能性。因此,矿山迫切需要对低品位矿体进行探边扫盲工作,并采用当前边界品位指标在原始地质资料基础上对贫矿进行圈定。经过基于级差品位的低品位资源动态评估,低品位矿体资源量共计792.74万吨,金属量12706.82kg,潜在市场价值巨大。

该低品位矿于大范围软破介质开采环境下,赋存于主断裂区下盘或已采矿体充填体的下盘。赋存充填体下盘的低品位矿体,其上盘和顶部已回采,且顶板为无人工假底的充填体,安全条件差;赋存于主断裂区下盘的低品位矿体,由于靠近断层,矿岩极破碎,开采技术难度大。随着黄金销售价格一直在高位运行,且该低品位矿体原有开拓与采准工程尚存,该大范围软破介质环境下低品位资源开采成本低,经济价值诱人,具有二次开采的广阔的前景。

3 结论

大范围软破介质环境下残矿的安全回采涉及到充填体、主断裂矿岩及上下盘采准工程的稳定性问题,残矿上盘围岩的极不稳固或充填体强度较低且无人工假底使得该区域低品位矿体的开采面临极大的安全隐患。在回采过程中是否存在由于小的回采扰动发生灾变的可能性,即充填体或矿柱本身突然失稳,是关系到整个矿体的全局性问题,因此不仅要在生产过程中善于观察井下各种地压显现现象,更为重要的是获取现场围岩以及充填体变化的数据,利用现代信息技术处理和模拟手段,判断其稳定性,为合理的回采方案提供依据。针对实际开采中可能会出现的安全问题,例如垮塌、冒落、贯通等,矿山工作人员应预先制定有力的安全隐患排查、预警及应对措施。

第10篇

【关键词】数字矿山;研究现状;建设

0.引言

随着信息技术、计算机技术、通信技术、自动控制技术、3S(GIS,GPS,RS)技术、网络技术的发展,矿山信息化、数字化的实现也成为可能。在1999年召开的首届国际数字地球大会上,再次提出了数字矿山的概念。启用先进的数字化手段对矿产资源的开采进行合理设计规划、科学并有效的控制是空间技术、信息技术发展的必然结果,使其在矿业中发挥出越来越大的作用, 是当代矿业发展的目标和方向。数字矿山是把真实矿山用数字化的形式再现出来,是在统一的空间坐标下,用科学合理的方法将各类矿山、地质信息组织在一起,将海量异质的矿山信息和资料进行全面、高效、有序的管理和整合。

1.数字矿山建设的意义

数字矿山建设在实现资源的可持续发展方面发挥出巨大的作用。数字矿山可以将矿产资源的存储情况和开采情况系统化、数字化地表现出来。数字化矿山的研究和建设对于现代矿山企业的发展具有十分重要的意义,表现在如下几个方面:

1.1简化管理

矿山是一种特殊的地理区域,现代矿山一般规模大,占地广,地质条件参差不齐,开采方式复杂。数字矿山利用计算机技术把地质资料汇总管理,不但保证了地质数据资料管理工作的高效及正确性,也提高了管理人员的工作效率,减少了工作量。

1.2利于开发和发现资源

数字矿山信息系统可以综合分析矿山多年开采和补充勘探的大量的地质资料,以三维立体的方式将这些资料表达出来,作为矿床地质信息的定量描述,对矿体分布规律进行进一步分析,从而能够对矿床边缘及深部成矿进行有效的预测。对矿床图形进行分析研究,还可以合理的确定矿山的开拓计划、优选采矿方法,从而大大提高工程设计、分析的能力。

1.3为地质灾害的预防提供依据

矿山是一个多介质的复杂结构空间体,发生地质灾害的情况随时可能遇到。一旦决策失误或措施不及时,都将会导致重大事故。数字矿山信息系统可以利用勘测资料和生产过程中提供的监测数据,对可能出现的地质灾害进行预测分析,为灾害的预防提供了可靠的依据。

2.数字矿山研究现状

2.1国外研究现状

目前,实现远程遥控和自动化采矿是矿业发达的国家建设数字矿山的重点。国际著名矿山企业加拿大国际镍业公司从20世纪90年代初,就开始在数字化矿山的基础上研究遥控采矿技术,其目的是实现整个采矿过程的远程遥控操作。现在,国际镍业公司已研制出远程遥控样机系统,并在加拿大安大略省的萨德泊里盆地的几家地下镍矿试用,实现了在地面对地下矿山机械进行控制,甚至可以从400km以外的多伦多对地下镍矿的采、掘、运等活动进行远程控制。澳大利亚联邦科学与工业研究组织在2001年的项目“勘探和采矿数据四维可视化”中,用VRML和Java实现了一个四维可视化、交互的平台,该平台主要目的是集成测量、地质、钻孔、三维地震、重力、地球物理等真三维数据,高效、快速和便捷地显示在网络上,为用户提供一个交互、易理解的煤矿虚拟环境,并实现了对三维数据的解释、验证和认知。

2.2国内研究现状

我国目前可用于数字化矿山方面的软件相对比较少,水平和发达国家相比也有很大差距,但也取得了一定的成绩。2002年春天,以“数字矿山战略及未来发展”为主题的中国科协第86界青年科学家论坛胜利召开。我国第一座数字矿山山东新汶矿业集团泰山能源股份有限公司翟镇煤矿,它与北京大学遥感与地理信息系统研究所合作,是国内第一家应用数字化矿井技术矿山。北京华油吉澳科技开发有限责任公司投资成功开发了面向石油地质专家和油藏工程师的专业应用软件系统GEOTOOLS3.0系统。煤炭科学研究总院西安分院开发的矿井三维地质模型软件,具有光照模型显示、储量自动计算、三维多层地质建模、任意地质剖面剖切功能及矿井巷道系统三维模型显示和成图等功能。北京理正软件设计研究院开发的LeadingGIS也比较好的实现了地质体的三维可视化,武汉中地信息工程有限公司的MAPGIS、北京超图的SUPERMAP等都带有二维可视化的模块。还有首钢矿业公司的GIS-MES-ERP-OA 集成系统和山东招金集团的三维地测采生产辅助决策系统。

3.存在的问题与不足

随着信息技术飞速的发展,数字矿山也已经开始从理论分析阶段逐步走向实际应用阶段。虽然我国对数字矿山技术研究取得了一定的成就,但是矿山数字化整体水平还比较低,在矿山数字化建设过程中还存在着一系列问题,与国际先进水平存在一定差距。目前很多大中专院校都开设了数字化矿山的相关专业,我国现阶段既熟悉矿山的业务又了解信息系统整体规划的综合性人才依然缺乏。

我国很多矿山的经营理者和专业技术人员, 对建设数字矿山的重要性认识不足,加之需投入大量的人财物,导致他们积极性不高。另外还有一些企业没有把建设数字矿山作为矿山发展的战略任务来对待, 缺少长远的发展规划, 从而也影响了数字矿山建设的进程。

目前,我国适用于矿山应用的数据集成软件非常缺乏,专业研发团队相对薄弱。所以,进行数据集成软件的研发是当前建设数字化矿山的一个迫切任务。

4.数字矿山建设建议

为提高矿山的竞争力,实现矿山的安全高效、绿色环保、科技文明发展,建设数字矿山是十分紧迫的。根据目前现状,需要培养人才、引进人才、留住人才。矿山主管部门及企业高层领导要亲自牵头,确保有足够的资金投入,制定详细的规划和具体的实施步骤,循环渐进,逐步实施,并加强高级管理人员的信息化培训工作。数字矿山建设应该按从简单到复杂、从小规模到大规模的原则有序进行,并在国家空间数据基础设施(NSDI)的统一框架下,按照行业、企业数字化建设的要求和惯例,建立矿山数据仓库,逐步实现矿山地、测、采专业的数字化,矿山安全管理数字化,矿产资源管理数字化。

5.结束语

数字矿山是现代化矿山的发展方向,也将是资源开发可持续发展的重要方向。矿山企业应结合自身实际情况,整体规划,有重点、分步骤、有序地实施数字化建设。数字矿山的功能性及重要性将会在今后的应用中逐步显现出来。数字矿山的发展前景非常广阔,但同时也充满了挑战。

【参考文献】

[1]魏建现.数字矿山建设的探讨[J].现代矿业,2010(7).

[2]吴立新.中国数字矿山进展[J].地理信息世界,2008(10):6-13.

[3]王青,吴惠城,牛京考.数字矿山的功能内涵及系统构成[J].中国矿业,2004,13(1):7-10.

第11篇

[关键词]北沼河铁矿;生产组织;工序化设置

中图分类号:TD-O 文献标识码:A 文章编号:1006-0278(2013)05-059-01

北沼河铁矿是“九五”期间国家批准建设的唯一一座大型地下黑色冶金矿山,建设总投资6.97亿元。1997年4月8日开工建设,2005年10月,设计年产铁精矿99.21万吨的选厂正式投产,标志着北洺河铁矿成为一个集采选于一体的现代化大型地下矿山。

北沼河铁矿在初期不断探索生产单元组织机构设置的新模式,结合矿体赋存条件大胆引入生产流水线的管理理念,形成了按采矿生产工艺设置生产组织机构。一改传统矿山生产单元的小而全为大而专,由传统的横向分片管理变为纵向垂直管理,适应了北洺河铁矿的特点,有利于生产组织及大型采掘设备的应用,提高了生产效率,为实现“国内一流,世界知名”的企业目标创造了条件。

一、传统矿山生产组织机构的设置

传统矿山生产组织机构设置常常采用将矿体分片管理的模式,将矿体划分为若干片区,对应每个片区分别设立对应的采矿工区,这些工区内部包含采矿生产的所有工序,一个工区形成一个完整的作业单元,各工区之间相对独立,横向或纵向联系少。传统矿山生产组织机构具有以下特点:

1.有利于业绩考核方案制定。由于各工区作业方式、工艺内容、最终产品基本一致,使得各工区考核指标的选取和确定趋于同质化,便于业绩考核方案的制定。

2.有利于形成生产竞争氛围。由于各工区相对独立,生产成本、产量、产品质量容易进行横向比较,有利于各工区之间比、学、赶、超氛围的形成。

3.有利于生产目标的完成。企业的整体生产目标可以较好的分解到各工区,各工区可以将工区生产目标进行再分解,这种目标的层层分解落实,为企业整体生产目标的完成提供了保障。

然而,传统矿山生产组织机构也有其局限性,主要表现在以下方面:

1.对管理者要求高。小而全的管理模式,不仅要求工区管理者拥有较强的专业能力,更需要具备组织、指挥、协调、控制的综合能力。

2.容易形成“小团体”思想。各工区自成体系,往往不重视工作中的横向信息沟通,加上狭窄的隧道视野和注重局部利益的本位主义思想,可能引起组织中的各种矛盾和不协调现象,对企业生产经营和管理效率造成不利的影响。

3.可能产生骄横情绪。如果工区被授予的权力过大过宽,则容易干扰直线指挥命令系统的运行,造成有令不行、有禁不止。

二、北洺河铁矿生产组织工序化的形成

北沼河铁矿采用按采矿生产工艺设置生产组织机构,实现流水线式的作业模式。北沼河铁矿按采矿生产工艺进行生产组织机构设置是与该矿矿石赋存条件、企业目标等主客观因素和环境分不开的。

1.矿石赋存条件为生产组织工序化设置提供了客观条件

北沼河铁矿为一接触交代矽卡岩型磁铁矿床,主矿体最大厚度为68.5m,平均厚度16.7m,矿体属于集中且厚大。矿体的赋存条件使得采用大型采掘设备进行无底柱分段崩落法成为了可能,为了更好的适应这种采矿方法,由基建转生产时期,基本确立了以采矿生产工艺进行生产组织机构设置的原则。

2.适应“稳产、高产、低成本、高效益”的生产组织管理需要

2001年7月在《北沼河铁矿劳动组织机构设置与用工制度》中明确提出了“按照精简、高效的组织原则,实行专业化生产,科学化管理。基层单位按生产工序为组织单元建立车间,不设立各类技术服务小组”,“形成分工协作,调度统一指挥,管理科学的劳动组织新模式”。

三、生产组织工序化在实际运用中应注意的问题

(一)生产组织工序化的优缺点

1.生产组织工序化的优点

(1)提高生产单元效率。分工程度决定工作效率。各个工序内只需做好本道工序的工作,可以更好的实现专业化分工,有利于发现和处理本道工序内的短板。

(2)降低成本。生产效率的提高,产量的提高,使得生产成本得以降低。同时,生产基础设施的统一设计规划,可以避免传统矿山各自为政,重复投入的弊端。

(3)有利于信息沟通。工序化生产使得生产横向沟通减少,纵向沟通加大,确保了工序间信息的传达。

2.存在的不足

(1)生产单元间不易协调。生产上下游工序之间在工作计划、任务完成时间等方面相互牵制,在作业区域划分、职权划定等不明确的情况下,容易出现推诿扯皮现象,产生纷争,给生产带来不利影响。

(2)不利于综合性人才培养。分工的细化,专业化程度的提高,一方面提高了工作效率,但也在一定程度上使得工作内容单一,思考问题的角度变窄,不利于员工综合能力的提高。

(二)针对存在的不足采取的应对措施

对于生产组织工序化在实际运行中存在的问题,有针对性的采取了相应的应对措施加以克服。

1.成立调度中心,统一调度指挥。针对各生产单元间不易协调的问题,成立了调度中心,统一全矿的调度指挥。每天召开调度例会,听取各生产单元计划完成情况,生产中遇到的问题和困难,统一加以协调解决。并在生产中倡导“准时化”生产,确保各工序间的有效衔接。

2.强化“三项指令”。采取“矿长指令”、“计划指令”、“调度指令”对各工序间进行有力协调。

3.强调计划的可行性。生产技术计划科作为全矿生产计划的编制部门,在计划编制时,充分考虑各种可能存在的影响计划完成的因素,提高计划编制质量,确保整个工序的高效运行。

第12篇

关键词:地下金属矿山、 地质灾害、境岩土工程

一、矿山地质灾害类型:

矿山地质灾害是指由于自然地质作用和人为地质作用使矿山生态地质环境恶化,并造成人类生命财产损失或人类赖以生存的资源、环境严重破坏的灾害事件。有人认为矿山地质灾害是由于人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。国土资源部按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分,将地质灾害分为12类、48种,矿山地质灾害为地质灾害的一个分支。目前我国矿山存在种类多,分布广,影响大,潜在灾害隐患突出等特点,并且存在上升的趋势,给人民生命财产安全带来很大的威胁。矿山开采引起的主要地质灾害类型包括:崩塌滑坡、深部岩爆等其他地质灾害。

⑴、崩塌、滑坡

崩塌、滑坡是露天矿山最常见的工程地质灾害。它也是发生频度最高、对露天矿山安全影响最大的灾害。崩塌、滑坡主要分为几个方面:①为采空区山体滑坡,主要是由于超量开采而引起;②为露天采矿场边坡失稳;③为排土场、堆渣场边坡失稳,或者尾矿坝垮塌。2009年5月在重庆地质灾害大排查活动中,重庆永川煤矿矸石山被列为地质灾害隐患点,必须限期予以排除,该矸石山高约430 m,通过降低矸石山高度,削坡减荷,同时在矸石山周围建立3个大型砖厂,对矸石山予以消耗,最终隐患得以排除。湖南柿竹园多金属矿的尾矿库倒塌,形成矿渣碎石流,使沿途3乡2镇的94个村民小组受灾,冲毁房屋39栋,计17810m2;淹没房屋27栋,计8100m2;冲垮3座桥梁。矿区内49人死亡,矿区直接经济损失达1300万元。

⑵、深部岩爆

岩爆是一种与地应力有关的地质灾害,据悉,矿山进入1000m以下进行深部开采时,由于高地应力,硬岩层往往发生岩爆。岩爆就其破裂机制而言,是一种开挖卸荷条件下岩石自身弹性应变能突然释放所造成的脆性破裂或爆裂;红透山铜矿开采达1337m,在采深1100m左右,大片采区花岗岩柱及上下盘发生多次大的岩爆,地表响声如雷,井巷工程遭到严重破坏,给生产带来危害归。

⑶、其他地质灾害

其他地质灾害主要有矿震、地热、地质环境污染、瓦斯突出、矿山泥石流、水土流失等,同样对矿山地质环境带来比较大的威胁。地热一般出现深度在800 m以下。地质环境污染是目前矿山普遍的灾害,主要通过物理法、化学法、生物法进行治理。

二、矿山地质灾害特点及诱因分析:

总体而言,我国目前矿山地质灾害具有以下特点:

(1)种类多,分布广,影响大。据初步统计,全国因采矿引起的塌陷有180多处,塌陷坑1600个,塌陷面积1150km2。全国发生采矿塌陷灾害的城市近40个,造成严重破坏的25个。因露天采矿、开挖和各类废渣、废石、尾矿堆置等直接破坏与侵占的土地已达1.4~2.0万km2,并以每年200km2 的速度增加。

(2)灾害类型与矿山规模、开采方式、矿产类型及所处地域相关。一般来说,露天矿山灾害类型多为水土流失、排土场(山体)滑坡、泥石流、边坡坍塌等。地下开采受采空区影响,灾害类型多为地面塌陷、地裂缝、冒顶、岩爆、突水、瓦斯、地表水土污染、尾矿泥石流以及矿井抽排水导致的近地表水源枯竭等。

矿山地质灾害诱发因素各不相同。有些是开采过程中难以避免的,如开采深度的增加,使得地应力相应增大引起冒顶、片帮、脱盘甚至岩爆的严重地压灾害;有的是开采中忽视预防或开采不规范、管理不科学导致的,如采空区不及时充填、废渣废水随意排放、水文地质及构造不了解、巷道偏离、盲目指挥、违章作业、私挖乱采等,非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害;曾一度泛滥的民采风潮掠夺式的开采活动也对部分国有大中型矿山造成严重干扰和资源、环境破坏,如我公司孝义铝矿就因民采破坏,被迫缩小克俄矿区境界,浪费储量达230万T。

三、矿山地质灾害的防治对策:

现阶段,我国矿山地质灾害的发生几率、频度、强度及灾害损失均呈显著上升态势,对灾害的全面预防和彻底治理已是刻不容缓。愈演愈烈的矿山灾害、大量潜伏的灾害隐患、日渐恶化的矿山环境说明矿山地质灾害的防治必须上升到政府监管的高度,纳入国家防灾减灾工作范畴。注重矿山地质灾害的防治研究,将其列入矿业领域的基础性研究,把矿山灾害、环保、安全生产统一起来。灾害研究要充分依靠科技进步,采用高新技术,研究灾害的发生机制,建立灾害的监测、预报和评估信息系统。我国煤炭矿山正着手建立GIS系统的地质灾害信息库,涉及灾害的时空分布、强度与频度、数据分析、灾害预报及灾情评估等,为灾害防治提供有效服务。矿产资源开发对矿区生态环境的破坏,相当一部分是排放“三废”造成的。通过贫矿尾矿的资源化利用、固体废弃物填沟造地覆土绿化、“废水”闭路循环运用和零排放、有害固体废弃物的安全填埋技术等措施,可缓解资源供给与需求压力,防止地质灾害,减轻环境污染,达到改善矿区生态环境的目的,实现矿业的可持续发展。

⑴、治理规划及分区:

1、进行区内环境影响评价和生态环境评价,编制斋堂地区矿山环境治理总体规划方案,制定预期目标和相应的治理措施。

2、将治理规划区分为重点治理区和一般治理区。包括主要道路两侧,风景区、自然保护区范围内,清水河保护范围内,市区镇主要规划区内,矿山环境强烈影响区,对人民生命财产安全有较大影响或潜在不安全因素的地区。一般治理区为目前矿山地质环境破坏较小但环境地质背景较脆弱,可适当延后恢复治理的区域。

⑵、主要预防措施:

1、对煤矿矿区的居民区下不明采空区进行勘查:老空区勘查工作的进行可以减轻当地居民的心理压力,各级政府部门可以据此科学的决策预防方案、治理措施或迁村计划,以避免减灾行动的盲目性和无谓损失,以最少的经济投入获取最大的社会、经济效益。

2、加强塌陷危险区的管理:严格制定遵守有关规定。本区违反塌陷危险区有关管理制度的情况屡有发生,造成严重后果,其教训应予以汲取。建议今后对塌陷危险区的管理,除以国营矿山名义发文警告外,更需政府部门制定法规,特别注意新建、改建问题,不应再人为地增加新的灾害点。严禁滥采乱挖,落实依法采矿不乱采、不越界。对于治理工作应本着“先急后缓、以防为主、防治结合”的原则进行,从本区面临的减灾局势,应采取以下措施,并在具体实施前进行充分的效益论证工作。

3、加强新建、改建建筑工程的选址论证工作:新建、改建的建筑工程,都要事先预防建立在老采空分布区上。特别是本区平地面积很少,改建、迁建建筑工程(包括村庄)的选址余地不大的情况下,此项工作尤显重要。若在建设前先进行地下采空区的地表普查探测工作,搞清采空区的分布现状,采取相应的减灾、防灾措施(如搬迁、充填老空、加固房基等),就可以避免或减少经济损失。

四、矿山安全防治新技术的应用与发展:

过去矿工仅凭经验来预测事故征兆,其中敲帮问顶就是最常用的方法!随着科学技术的不断进步,预测事故征兆的手段也不断得到改进,预测水平越来越高。事故征兆预测由经验法向科学预测技术发展。近几年,国内外矿山积极采用新的预警技术,有效控制了矿山事故的发生或减少了人员伤亡和财产损失。

以微电子技术和信息技术为先导的世界新技术革命的成果,正迅速渗透到矿山领域。例如:美国、加拿大、澳大利亚等国的采矿生产工艺正向遥控和自动化发展。采矿工业正由劳动密集向资本密集和技术密集转化,矿山生产高度机械化和计算机化。这一切变革也促使一些国家的矿山工人在结构和素质上发生重大变化,技术的巨大变化促使矿工更年轻。技术更熟练、效率更高,同时工作条件变得更安全卫生。实践表明:只有高素质的矿工,才能适应现代化矿井生产的需要。安全生产是一项系统工程,必须依靠完善法律、社会、经济、行政等各方面手段。经过长期的努力来实现,增加安全投资并完善投资的实际效果,无疑是一项尽快控制和扭转事故多发的重要措施,而依靠技术进步,可促进生产效率的提高和安全状况的改善。

1、预测预警仪器:

1)、地震层析X射线摄影机!地震层析X射线摄影机对测定地下矿山深部矿柱的相对应力是一种很有效的工具。如测得高应力区,则可在掘进前去除应力或避开这些高应力区进行掘进,通过连轩地震测量,便知应力是否降低到可安全掘进的状态。用地震层析X射线摄影机识别高应力区具有技术可靠、成本低、效率高等优点。

2)、携带式热应力监测计。澳大利亚芒特艾萨铅锌矿。原岩温度达600C。因此,监测岩石温度对矿工所产生的热应力影响成为等待解决的问题。同时,还可测量湿球/干球温度、空气冷却量、平均辐射热温度、风速和相对湿度,以及接收有关着装、工作负荷和工作强度方面的输入数据。

2、岩土工程治理技术:

环境岩土工程治理技术主要是运用岩土工程的概念进行环境保护的技术,主要侧重于一些具体的地质灾害的防治措施。目前岩爆主要针对岩爆的发生机理方面进行防治,对岩爆可能发生部位的地应力进行判定,分析岩爆发生的可能性及岩爆的发生等级,在治理方面主要防止应力集中,目前很多矿山企业引入有限元方法分析采场的应力分布,从而对应力集中的部位采取释放措施。很多矿山利用尾矿对塌陷区进行充填,从而增加尾矿库的容量,效果很好。若在采空塌陷区或者岩溶塌陷区修筑建筑物则需要对塌陷的稳定程度和建筑地基的稳定性进行分析,尽量不要在塌陷未达到稳定的塌陷区内修筑建筑物,若在复垦过程中需要修建房屋等设施,对于井下突水灾害,除了上述运用物理探测方法外,主要有注浆封堵、帷幕注浆截流等措施,目前预测方法主要有统计学方法、突变论方法和现场试验等。对于崩塌、滑坡,主要有控制超采滥挖现象,对出现的危岩及时清除,做好排水工作,减轻地表水、地下水对滑坡的诱导作用。