时间:2023-09-21 17:56:15
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篇采矿专业前景,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。
关键词:合同采矿;前景;技术需求;管理
1引 言
合同采矿是指矿山业主以合同方式委托采矿承包商进行采矿作业的新型采矿模式。成熟的采矿承包商一般自行配置作业设备,抑或沿用业主设备,承包费用大多以作业量计。随着市场经济的深化发展,为了提高采矿效率、降低生产成本以及充分利用社会资源开发矿山,削减采矿设备投资,降低矿山业主的投资风险,在西方和我国都出现了合同采矿的新模式。
在澳大利亚采矿业,以合同采矿方式进行采矿生产活动的范围越来越大,先是在金矿,后来在铁矿、煤矿中都盛行合同采矿。在西澳州,金属矿雇用承包商尤其普遍,该州矿石产量占全澳大利亚总产量的60%,其中合同采矿的职工数已占40%[1]。
我国合同采矿伴随着国际矿业承包的发展也已逐步兴起,首例合同采矿是华北冶建公司二公司在完成青海锡铁山铅锌矿基建工程后,又承包了矿山的采矿,至今已有20多年的历史。锡铁山铅锌矿实施合同采矿后,人均出矿量、吨矿成本和人均效益等指标在我国同类矿山达到领先水平。此后,南京栖霞山铅锌矿、阿希金矿、武山铜矿、鸡冠嘴金矿、紫金山铜金矿等都采用了采矿承包。进入21世纪后,阿舍勒铜锌矿、多宝山铜矿、东沟钼矿等一些新建矿山就直接按承包商带设备承包经营方式设计的。此外还有一些我国控股或参股的国外资源项目中也引入多种采矿承包模式[2]。
2合同采矿的类型及优势
(1)合同采矿的类型
按照矿床开采方式可以分为露天矿合同采矿和地下矿山合同采矿。根据承包商的设备投入水平,合同采矿可分为劳务合同采矿和投资合同采矿。
劳务合同采矿一般是指提供劳务服务并自备简单工具或常规运输车辆。技术管理和主要设备由业主提供,主要设备的操作、管理、保养和大中修都由业主负责。这种模式的合同采矿一般属于小承包商,主要承担采切掘进、出矿运输等单一采矿工序的任务。
投资合同采矿一般是指承包商除了提供劳务服务外,还将提供除固定设备以外的所有设备,比如:铲运机、自卸卡车、凿岩台车等。这种模式的合同采矿一般适应新建矿山,而且需要承包商具有雄厚的技术实力和资本实力。该模式也渐渐成为矿业开发的一种新的融资方式。
(2)合同采矿的优势
①减轻了业主的投资负担。合同采矿模式不必购买大量的钻孔、铲装、运输设备,可以减少建设初期人力、物力及财力的投人。项目融资的大部分责任都转移给承包商,减轻了业主借贷和还本付息的压力以及社会负担。
②劳动生产率大幅提高。合同采矿模式可以优化企业管理程序、简化管理职责,降低运营风险,生产组织高效,生产成本得以控制,劳动生产率和经济效益大幅度提高。
③达产稳产快。自己临时组建采矿队伍,经验不足,磨合期长,而引进专业队伍,采取合同采矿模式能更好地实现高效开采的目标,确保持续稳定的供矿能力。
④经营回报率明确,严格按照中标价实施,有利于提高项目的运作效率。由于业主和承包商融为一体,对加强管理,充分发挥资金效率,提高投资效果,提供了约束机制和有利的外部环境[3-4]。
3合同采矿的前景
近20~30年以来,合同采矿已异军突起,它使矿业开发的运营和投资等理念发生了巨大变化,为提高矿山效益和活力发挥了积极作用。
矿业是工业的基础,矿业的发展能带动许多相关产业的发展,因此,矿产品价格必将随着经济周期的变化而变化。当经济处于上升期时,随着投资的增加,需求量的上涨,产能的扩张,矿石价格也会上涨;经济处于下降期时,投资减弱,需求量下降,产能也缩小,矿产品价格下跌。矿石本身又是一种不可再生资源,它的价格也应当体现其本身的稀缺性价值。随着人们不断开采,其可用资源量在逐步减少、可采经济品位不断降低,开采难度也在加大。比如,上个世纪铁矿石边界品位一般为20%,工业品位一般为28%,虽然勘探规范没有调整,但目前品位在20%以下的铁矿也已成为比较抢手的资源。因此,从长远角度看,矿石价格应该随时间的推移而缓慢上扬。
我国的矿产开发行业在过去的几年里得到了长足发展。我国的工业化、城镇化步伐很快,所以目前仍然是资源利用强度很大的一个时期,相信我国的矿业仍然会更加繁荣,其发展前景很好。因此,合同采矿的发展前景也同样很好。
4合同采矿的技术需求
虽然近几年我国合同采矿发展很快,从业人员急剧增加,但该模式还处于发展中,组织生产、技术管理等还比较复杂、困难,特别是采矿工程技术人员欠缺,技术问题难以解决还比较突出,主要包括以下几点:
⑴矿山开采整体规划。由于矿山地质情况一般变化比较复杂,合同采矿承包单位仅凭矿山初步设计安排生产,为争取尽快回收前期投资,一般首采易采易出矿段,没有对矿山全局考虑、整体规划。这样将导致后期开采困难,生产成本大增,甚至产生大的安全隐患。合同采矿承包单位应该在签订合同前后,先详细研究矿山开采整体规划或委托科研单位进行专题研究规避风险。
⑵矿山安全技术。业主应该对重点、难点工程、关键设备及主要技术指标的控制要做到精细化管理,而不是以包代管。特别是边坡、采掘工程支护、放矿、通风、防治水等矿山安全的管理及研究,同时业主更应该杜绝承包商超强度、超负荷开采。
⑶采矿生产成本控制。目前大多数合同采矿承包单位都停留在以低成本劳动力为前提的利润上,随着国家工业化城镇化的推进及密切关注民生问题,而矿山多是地处偏远地区、工作环境恶劣,又属于高危行业,低成本劳动力将会逐渐改变。合同采矿承包单位要想提高企业利润,必然要依靠技术进步,控制采矿生产成本。因此,低成本、安全、高效的采矿工艺研究应该越来越受到重视。
5结 语
合同采矿对于矿山开采来说是一个大的趋势,如何更好的利用合同采矿的优越性,克服靠承包商实施具体采矿工作带来的问题,需要不断的摸索与完善,相信我国会在不久的将来形成可操作性强、管理先进、业主与承包商和谐发展的崭新合同采矿模式。
参考文献:
[1]姜有录.合同采矿模式在大顶铁矿的应用[J].矿业工程,2007,5(3):33-34.
[2]于润沧.采矿工程师手册[M].北京:冶金工业出版社,2009:629-641.
[3]李雪明.大红山铁矿采矿新模式管理初析[J].采矿技术,2008,8(4):146-147.
[4]陈国利,邵必林.论经山寺露天铁矿高强度合同采矿[J].金属矿山,2008(8):30-32.
关键词:井下采矿;采矿技术;施工安全;工程
中图分类号:TU714文献标识码: A
一、采矿工程的采矿技术特点
随着时代的发展,近年来,人们在开采矿产资源的过程中逐渐意识到有很多危险存在其中。因此,相关部门制订了一系列的制度和规范,严格执行采矿资源开发要求,保证矿产资源生产的安全性和可靠性,从而更好地推动矿产行业的经济发展。但是,通过调查研究发现,我国很多矿产企业在开采矿产资源的过程中还存有诸多局限性,导致有诸多不安全因素存在于井下采矿工作中。因此,在矿产行业发展的过程中,需要充分考虑矿产市场的实际情况,采取有针对性的开采技术。具体来讲,井下采矿技术的特点主要有以下几点。
1、井下采矿技术较多
目前,有很多种井下采矿技术,在不同的矿产开采中,不同采矿技术的应用方式和适用程度也不同。例如,长壁开采技术作为最常见的井下采矿技术,通常在采矿开采中应用,但在金属矿产开采中却没有较好的适用性,因为金属矿在储量和矿层厚度方面不同于采矿,这时就需要结合矿产的不同,采取差异化的采矿技术。
2、井下采矿工艺技术复杂程度较高
相比于露天采矿工艺技术来说,井下采矿技术在安全性和生产效率方面都存在很多差异。通常在应用井下采矿技术时,需要投入大量的资金,以保证开采的安全性;同时,由于受到诸多因素的限制,比如场地较小等,相比于露天采矿,井下采矿技术的工作效率较低。因此,在应用井下采矿技术时,需要做好准备工作,在保证安全的基础上,改善工艺技术,强化科学管理,使井下采矿的安全性和高效性得以有效提高。
3、井下采矿技术更新换代速度较快
随着市场经济体制的确立和完善,企业在发展过程中面临的竞争日趋激烈,要想获得更大的发展,就需要结合具体情况,加大投资成本,引进先进的工艺设备和专业化人才,增强自身竞争实力。
二、采矿技术的应用发展前景
1、采场围岩的控制技术
相关的技术研究人员需要充分结合采矿采场的具体情况,比如地质围岩结构压力等,对采场围岩控制方面的理论进行完善。对那些难采煤层进行有针对性的分析,比如不太稳定、倾斜度较高和地质构造复杂等。研究在较恶劣的环境中,支架围岩同放顶煤开采岩层之间的作用机理,对支护质量技术和顶板动态监测技术进行研发和完善。此外,还需要研发其他一些岩层控制技术,比如如何有效地预测和防治冲击地压等,提高采矿开采的效率,保证采矿开采的质量。
2、深矿井的开采技术发展前景
冲击矿压防治、煤层开采的矿压控制、井巷布置、瓦斯和热害处理等是深矿井中进行煤炭开采关键性技术的几个方面。针对深矿井开采的现状,目前急需大力研究和发展的有:深井作业场所的工作环境的变化;深井围岩状态和应力场分布状态;深井冲击矿压的监测、监控和防治技术;深井的高产高效开采的相关配套技术等。
三、采矿工程的施工安全管理
采矿工程施工主要是指采矿开采工作,因为工作环境的特殊性及条件不同,且事故发生率相对比较高,所以采矿开采是一项风险高、投入大的工作。因此,采矿工程的施工安全便成为了社会各界人员关注的问题。所以如何加强采矿施工安全的管理,确保采矿企业安全、科学与可持续发展,已成为采矿企业管理的重中之重,同时也成为当前相关企业管理人员必须深入研究分析的课题。
1、把握好安全与效益的关系
采矿工程安全生产管理是基础,企业的经济效益则是目的,两者缺一不可,而且两者是相辅相成的关系。也就是说只有企业在确保安全生产的前提下,才能提高企业经济效益。这也就要求采矿企业一定要将采矿施工安全与效益的关系协调稳妥,尽量避免因为安全事故而带来的一些经济损失。这就要求企业要竭尽全力做好各方面的相关工作,确保企业能安全生产,进而提升企业的经济效益及社会效益。
2、切实加强基层安全体系建设
目前,有些企业有重产量轻安全的现象,也有些企业有重速度轻质量轻安全的现象。对于这些现象,一定要加强监管。a)我们要进一步加强对基层班组进行相关安全生产知识的教育培训。在思想源头上消除安全隐患,要加强安全生产理念的宣传,强化员工的安全生产意识。而且还要把教育培训纳入到采矿采矿的整体规划当中去,不断提高全员的生产安全意识和质量意识;b)还要在基层班组内设置监督岗位,对安全生产进行全日制的监督,加强生产过程中的安全管理和标准控制。建立基层安全体系和考核奖惩制度,进而确保采矿安全管理有效落实。
3、提高安全科技水平
因为采矿生产的地质环境极其复杂,其对技术指标的要求比较高,因此在面对比较薄弱的技术环节时,一定要进行必要的技术培训,引进专业的技术人员。“科技是第一生产力”,因此要不断提高科学技术水平,这样才能提高采矿采矿安全工作水平,进而才能更安全高效地生产。所以要加强管理者对采矿安全生产的研究,积极推广使用与此相关的先进科技成果,从最初始杜绝采矿安全事故的发生。同时,为了更好地实现现代化生产的高产高效,还需要采矿企业增加对生产技术的投资和加大设备更新力度,进而使采矿企业安全管理能更好地实现安全化管理和高效化生产的目标。
4、加强安全检查制度
对相关事故的研究表明,很多事故发生都是由于作业前没有认真进行安全检查,只是为了应付了事才进行安全检查。所以相关企业必须加大安全检查的力度,把安全检查落实到位。这也就要求企业要加强安全检查制度建设,并给员工提供安全学习场所或信息资源服务,或者以身作则,用模范的学习行为来带动并激励员工,全员参与到相关安全工作中,提高全员的安全意识,真正把安全检查制度落实到位,进而做到加强采矿安全管理。
5、制定有利安全管理的目标责任制
煤炭企业要根据自身具体情况来制定安全目标责任制,严格安全考核,加大奖罚力度。使目标责任制、安全评级测评和商业保险形成有效的约束机制和管理模式,提高企业的安全生产责任意识,使企业在安全生产的前提下获得经济效益和社会效益。煤炭企业要在煤炭生产过程中绷紧安全生产这根弦,提高安全警惕性,在生产时不能有侥幸心理,当发现安全隐患的迹象时,必须及时采取控制措施进行整治,必要时要停产整治,直至把安全隐患消除。
6、避免因通风不畅而导致的窒息灾难
对矿区来讲,构建通风管理制度是非常必要的,有助于进一步完善通风系统。除了要强化通风管理外,还需要构建检测风量、风质和风速的台账,促使其与相关要求相符。此外,还需要落实基层班组建设,在班组建设中加入安全管理规划内容,不能只重视生产,还需要重视安全;构建班组考核等级制度,给班组提供一个更加规范和科学的平台,鼓励班组自查自纠,促使安全管理工作更好的开展;班组要做好安全监察工作,保证采矿工作中的各项法律法规和方针政策严格贯彻和落实;在煤矿采矿安全管理工作中,要以班组建设为核心内容,重视标准和考核,进行安全质量管理体系的构建工作。
结束语
采矿和安全管理是一项系统复杂和艰巨的工作,企业没有捷径可走,一定要充分重视采矿企业的安全管理问题,大力推进安全基础设备建设,并把教育和宣传结合起来,严格履行安全管理目标责任制,采用现代化的企业管理模式来对采矿企业的生产进行管理,以逐步与新时期安全管理与发展需要相适应,从而促进采矿开采与安全管理的可持续发展。
参考文献
[1]古德生.智能采矿触摸矿业的未来[J].矿业装备,2014,01:24-26.
[2]詹明忠.充填采矿技术实践分析[J].门窗,2014,01:332.
关键词:金属矿山采矿技术;现状;发展前景
中图分类号: TD43 文献标识码: A 文章编号:
1、我国金属矿山采矿的发展现状
近 20 ~30 年以来,采矿技术突飞猛进的发展,它使矿业开发的运营和投资等理念发生了巨大变化,为提高矿山效益和活力发挥了积极作用,但该模式受传统采矿模式的影响,在我国还处于发展中,加之我国矿产资源赋存一般比较复杂,组织生产、技术管理等还比较复杂、困难,特别是安全生产问题还比较突出。经过笔者调查研究,矿山采矿公司主要存在以下几方面问题:
( 1) 施工资质挂靠现象多,机械装备水平普遍较差。小型施工队伍基本都是挂靠,其工程施工技术无法到位,现场常有安全隐患,施工队老板仅就派遣监工管理现场民工,既无专业工程技术人员,也无法进行矿山专用设备资本投资,因而一般都缺乏企业管理方法、对资源综合利用与安全生产的考虑。
( 2) 企业安全生产主体责任落实不到位,现场采掘施工和井建作业安全管理混乱监管失控等问题。由于采矿作业是一个庞大的系统工程,其中包括的很多作业工序都必须协调和平衡,而矿山采矿生产组织作业工序之间的协调难度大,安全生产隐患多。
( 3) 采矿生产人员流动性大。矿山采矿单位尽管在用工制度上采用灵活的用工制度,如长期合同制、轮换制、短期合同制等,但有一定技能的操作工及工程技术人员流动频繁,大部分工人为附近或边远贫困地区的农民工,安全和职业健康防护意识差。
( 4) 地下采矿承包商大多缺乏核心竞争力。地下采矿承包难度相比露天开采大的多,矿山采矿承包商缺少工程技术人员、先进设备和现场管理创新,仅靠低成本人力资源来盈利将会越来越举步维艰。
( 5) 合同管理难度大。主要存在合同采矿的进场、日常考核、结算、合同变更及退场等细节问题,业主必须有专业工程团队来管理、指挥调度,实现。如果矿山管理机制、体制、制度不够健全,业务部门之间没有相互制约,合同管理将很是混乱,甚至导致行贿受贿等腐败现象发生。
( 6) 超强度、超负荷生产严重。由于矿山采矿是计量结算,井下工人超强度、超负荷生产是普遍存在现象,井下生产交叉影响大,人员、设备、作业点多,潜伏着诸多不安全因素。
2、金属矿山采矿技术发展前景
2.1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。
2.2 矿山的数字化、智能化
21 世纪是各种现代技术飞速发展的世纪,“数字化”“智能化”已成为知识经济的重要标志。信息、定位、通讯和自动化技术的迅速发展和应用,深刻地影响和改变着传统的采矿工业。
国际上,数字化矿山发展非常迅速,发达国家采矿的矿山信息化改造已迈出坚实的步伐,有的已制定了长远发展规划。加拿大从 20 世纪 90 年代初开始研究遥控采矿技术,目标是实现整个采矿过程的遥控操作,现已研制出样机系统,并在 NICO公司的几个地下镍矿试用,实现从地面对地下矿山进行控制。加拿大已制订出一项拟在 2050 年实现的规划,即加拿大北部边远地区的一个矿山实现为无人矿井,从萨得伯里通过卫星操纵矿山的所有设备实现机械自动破碎和自动切割采矿; 芬兰采矿工业也于 1992 年宣布了自己的智能采矿技术方案,涉及采矿实时过程控制、资源实时管理、矿山信息网建设、新机械应用和自动控制等 28 个专题。瑞典也制定了向矿山自动化进军的 Gofunteeknlk2000战略计划。
2.3 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。
2.4深部开采
随着浅部易采资源的开发利用,地下金属资源的开发逐步向纵深方向发展。与浅埋矿床相比,由于深部矿岩的地质构造、赋存条件以及地应力等均与浅部矿岩有所不同,其开采技术条件更加复杂,面临着更广泛、更复杂的技术难题,如地压、高温、提升、回采、充填、排水、通风、支护、环境保护等。对于“深部”的界定存在着不同的看法,更为广泛的认识是,以深度为依据,> 800 ~ 1 000 m 的为深部开采。
2.5采矿设备大型化、自动化和智能化
( 1) 采矿设备大型化。采矿设备发展的总趋势是采矿设备的愈加完善和更加可靠,生产率在不断提高。采矿装备的发展特征是设备成龙配套,机械化程度高; 装备无轨化、液压化、自动化程度高;装备技术成熟,已成功地引进了无人驾驶、机器人作业等新技术。采矿设备大型化趋势在露天开采中非常明显,地下矿与露天矿山相比虽然受到空间的限制,但还是向采用更大型的采矿设备方向发展。主要表现为: ①汽车的大型化不仅体现在汽车的载重量上,也体现在汽车的装机容量上。②为了与矿用汽车配套,挖掘机与装载机也在向大型化发展。
( 2) 遥控技术。国外许多公司积极地把遥控技术应用于金属矿山,如瑞典 LKAB 公司在其地下铁矿,采用先进的遥控技术,1 人可以同时遥控3 台铲运机作业; 加拿大的 INCO 公司利用地下通信、定位与导向以及过程监控技术,遥控采矿设备及工艺系统,已成功开发出钻孔、爆破起爆、铲运和喷射混凝土等各项遥控技术。随着遥测技术、数据通讯和数据处理以及机械手的巨大进步,遥控技术将成为未来采矿共同的特点。
( 3) 自动化技术。如果说过去 20 年的全球采矿技术发展方面,矿山机械化的发展促进了采矿工艺的变革,今后 20 年将由矿山自动化和信息技术对采矿工艺的变革起主导作用。自动化技术,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自动化技术。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自动化。自动化采矿技术,可用于解决各种恶劣条件下的采矿问题,如边坡不稳定,安全条件差,通风困难等,具有跨时代的意义。
2.6生产安全不断提高,采矿系统日趋完善
( 1) 开采监控手段现代化。信息、定位、通讯和自动化技术的迅速发展和应用,深刻地影响和改变着传统的采矿工业,通过对采场过程监控,可以实现对地下开采装备乃至整个矿山开采系统的遥控操作。遥控采矿、无人工作面甚至无人矿井等已在加拿大、瑞典、美国、澳大利亚等国成为现实。
( 2) 完善采场结构参数。根据采矿装备状况和开采技术条件,逐步扩大采场结构参数,提高采矿强度,降低单位采切工程量和矿石损失贫化指标,提高矿山的经济效益。
3、结 语
综上所述,我国金属矿山采矿正处于快速发展时期,机遇与挑战并存。采矿公司应该抓住可以大有作为的重要战略时期,查找制约快速发展的瓶颈和问题,加快战略转型升级,优化、改进运营管理模式,以期望对我国金属矿产资源的开发利用产生积极的推动作用。
参考文献:
[1] 刘炜.我国金属矿采矿技术回顾与展望J]. 金属矿山,2003( 10)
【关键词】采矿;技术;现状;研究
中图分类号: S611 文献标识码: A
一、前言
随着经济的不断发展,社会对于资源的需求量不断增加,为了更好地尽心给资源的开挖,我们需要对采矿技术进行研究、分析。
二、国内采矿技术的现状
在我国煤炭行业的长期发展中。已经积累了较为丰富的采矿技术。而且形成了具有中国特色的采矿技术体系。特别是国内的矿山企业、高等院校及相关科研机构在采矿技术的研究中投入了更大的精力,国内现阶段应用的很多采矿技术已经处于国际领先地位,有效促进煤矿开采效率、质量与安全性的提高。综合分析国内现阶段应用的采矿技术,主要为以下几类成套技术为代表:
1.以充填采矿技术为主线的成套技术。填充采矿技术在国内的矿山企业中得到了广泛的应用。其具有效率高、安全性强、经济性理想、技术成熟等优点。在国内现阶段的采矿技术研究工作中,以充填采矿技术为主线,对于相关的采矿技术也展开了深入的研究与实践。并已取得了较多的科研成果,对于提高我国的采矿技术水平具有积极的作用。
2.矿山废弃空间、废弃物处理与处置相结合的采矿成套技术。在我国早期的煤矿开采中,多数地区采取粗放式的开采方式,导致矿山中留下了大面积的采空区。而且在地表堆积了大量的废弃物,如果不能对现象问题进行有效的处理,将留下较大的安全隐患。因此,在国内现阶段的采矿技术应用中,借鉴各国的成功经验和先进技术,已经构建了矿山废弃空间、废弃物处理与处置相结合的采矿成套技术。在山西、河北、内蒙古、黑龙江等主要煤炭产区已经得到广泛的应用。
3.矿山地压监测、控制技术为主线的采矿成套技术。近年来,国内各地区频繁出现重大采矿安全事故。其根本因素是采矿技术不合理及安全管理措施不到位等,所以,国内在采矿技术的研究中更加注重地压监测与控制等先进技术的应用,并且取得了较多的科研成果,对于促进煤矿开采作业的安全性是十分重要的。
三、煤矿采矿技术应用过程当中存在的问题以及健全的措施方案
根据上文的详细阐述和分析,可以对现阶段主要的煤矿采矿技术的运用现状,有着全面的了解和细致的掌握。接下来,将针对煤矿采矿技术使用过程当中存在的缺陷和问题进行分析,并且以此为切入点,针对改进与健全的技术措施方案进行论述,力求更进一步的为有关工作做出积极的贡献。
1.煤矿行业的制度不够健全完善,技术没有得到充分的运用。这一点问题可以说是现阶段采矿行业当中的一个重点问题。由于我国的煤矿企业分布较广并且数量较多,从目前的制度,仅仅只能够从整体性的角度对其进行管理,但是在实际的过程当中,则会出现一些问题,导致管理上的混乱。另外,由于制度的不完善,而导致的采矿技术难以得到有效的运用,也是一个重点的问题,一些新型的技术,难以发挥出其最大的优势与应有的效应,不得不说是一种损失。针对此问题的改进健全措施,还需要从行业的制度规章完善这一层面做起,保证采矿技术运用得到规范化。针对采矿的基本工作目标以及工作的流程,进行明晰,并且使得煤矿企业的管理者以及职工人员对于自身的职责与任务有着全面的掌握,做到分工明确,将安全作为生产的首要内容,并且将规范化的技术运用到实践当中。保证工作的开展油田不问,每一名员工都可以发挥出自身最大的潜能。此外,还需要所有的人员密切的配合,在严格遵守工作规章制度的基础之上,加强工作的质量和效率。
2.对于新型的技术研发没有引起足够程度的重视。在一些企业当中,往往为了追求利益的最大化,而忽视了新型技术的研发以及使用,管理者仅仅追求的是短期之内的效益,但是对于长远的经济增长却造成了一定的阻碍。许多企业使用的是传统的技术,不愿意开发新型的技术,并且也不愿意花费资金去引进新技术以及研发新技术,在这样的模式之下,技术得不到发展,采矿的效率也难以进一步的提高。针对这样的现状,对于采矿企业而言,还需要将新技术的开发与运用作为工作的一个核心内容来开展,注重采矿技术的改进与完善,跟上时展的趋势,大力的使用和开发新技术、新设备,促进管理系统的集约化建设,进而全面的提高企业的经济效益。
3.专业性的技术人员比较缺乏,难以发挥出采矿技术的优势。采矿行业是一项专业性极强的行业,一些中小型的矿场当中,专业的人才非常缺乏,整个采矿团队的素质也不高,对于采矿的知识以及采矿的技术并不是十分的了解,进而难以保证采矿工作可以高效率、高质量的开展,尤其是在一些特殊的情况之下,如何保证采矿工作的安全,也是需要高素质、专业人才才能够进一步解决的问题。针对上述的现状,在现阶段的采矿工作当中,还需要定期的组织人员的技术培训,使得所有的工作人员都可以掌握新型的工作技术,及时的引进高技能的专业人才,提升员工的安全生产意识观念,使得员工对于设备以及技术工艺有着熟练的掌握,另外,还需要鼓励员工在工作之余,多多学习、多多掌握新的技术,进而为采矿工作安全性的提高奠定基础。
四、采矿技术发展趋势
科学技术的日益发展推进了我国采矿工业的发展。在大力发展采矿经济的同时,对于社会的责任也不容忽视.需要从技术、经济、环境和社会影响等方面综合考虑各个因素并加以控制,来适应社会的和谐进步发展。所以,采矿技术要着重从以下几个方面发展:
1.采矿设备的机械化、自动化、高效化
目前,虽然我国的采矿技术有一定的进步,但是,全盘地实现机械化还是极少数的,这样低水平的工艺制约了我国的高效率采矿。所以要加大研究大孔穿爆设备、中深孔全液压凿岩机具、井巷钻进机械、以及铲运机为主体的装运设备、振动出矿和连续采矿及与之配套的辅助机械等系列设备,实现无轨化、高效化和半自动化、自动化是矿山设备的发展趋势。
2.深井采矿技术
随着我国浅部资源的日益枯竭,需要不断地向深部挖掘,对于深井的采矿虽无明确的概念和定义,但是,一般把深度超过1000 m的矿山称为深井采矿。由于矿藏埋藏较深,地压增大,岩温增高,所以,在开采的过程中会遇到不曾遇到过的技术难题,比如矿山的提升、排水、支护、通风等诸多方面的困难都会随之增大,这样就要求采矿工艺技术和机械设备必须适应这种变化。只有不断地提高采掘技术和矿山机械设备性能,发展安全、高效、低耗采矿技术,才能开采越来越多的深矿资源。
3.发展绿色矿山
在采矿的过程中,不但造成了自然环境的破坏,也会遗留许多废气、废水、废渣。这些废物如果处理不好,将会给自然生态环境和社会经济生活带来了很大的负面影响。目前,国内外环保专家都呼吁对矿山环境采取综合的治理措施,寻找废物利用的方法。保证低环保费并强调建立无废料矿山和洁净矿山。最后就是将无废和少废采矿技术纳入国内外采矿技术发展规划,成为国内外金属采矿技术的一个重要发展方向。
4.发展数字化、智能化矿山
我们不得不承认信息技术为采矿工艺技术带来的革命性的突破,其在采矿工程设计、生产调度、系统监控及灾害预报等方面的应用潜力还有待深度的挖掘,得到长足发展。数字化矿山是对于整个矿山整体的数字化再现和认识,以矿山各个应用技术软件为工具,以高效、自动化的数据采集系统为手段,最终实现高度信息化、自动化、高效率,以至实现无人采矿和智能采矿。
五、结语
随着社会不断想可持续发展方向转变,进行矿产开挖的采矿行业在正在进行变革,通过对采矿技术的分析,有助于我们更好地进行采矿技术的提高。
参考文献
[1]孙利,陈怀东 我国金属矿山采矿技术的现状及发展前景论述 [J] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年21期-
[2]庄德昌 国内采矿技术的现状及发展趋势 [J] 《品牌》 -2012年2期-
关键词:东北大学;《采矿学》;本科专业;教材建设
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)10-0031-04
一、概述
当今世界综合国力的竞争,说到底就是人才的竞争,只有拥有了一流的人才,才有可能拥有未来。对于高等教育,培养造就富有创新精神和创新能力的卓越工程人才,既是历史赋予高校的重任,也是我国应对新一轮科学技术革命和知识经济挑战的必然选择。东北大学作为我国设立矿业工程学科最早的地矿类高校,在总结以往人才培养实践经验的基础上,围绕如何为社会培养具有全面创造性、技术性卓越工程人才这一问题,在开展教学体系改革的同时,积极开展《采矿学》教材建设与改革工作,努力探索和实践新的人才培养模式。本文根据采矿工程学科专业培养情况,就《采矿学》本科专业教材改革与实践进行探讨与总结。
进入二十一世纪,采矿技术发展十分迅速,发展主趋势从之前的以机械化和大型化为主,转向全面信息化、数字化、自动化,与采矿直接相关的理论和方法也随之发生了深刻的变化。在发达国家,地下铲运、凿岩等设备的自动导航和遥控操作、露天设备的无人驾驶和自动调度、全数字化优化设计等,已经在采矿实践中得到较广泛地应用。近年来出现的一个最新趋势,是高度重视采矿与生态环境的协调,尽量降低采矿对生态环境的冲击,尽快恢复采矿损毁区域的生态功能。我国大型矿山实现了机械化开采,也实现了一定程度地信息化和自动化,如露天矿运输系统自动调度、选矿流程自动监测和控制、采矿方案的CAD设计等。
上述采矿科学技术的发展,对采矿专业人才的知识结构提出了新的要求,对采矿专业课程的内容体系提出了新的要求,对相应教材的内容体系也提出了新的要求。采矿专业课程的教材不仅需要涵盖基本采矿方法和工艺,而且需要涵盖现代采矿科技要求的新理论和新方法,如矿山计算机建模理论和方法、开采方案和各种参数的优化理论和方法、矿山项目的经济评价方法、采矿对生态冲击的量化理论和方法以及生态恢复等。
采矿科学技术发展对相关专业知识的系统性也提出了更高的要求,采矿专业人才应是具有系统性专业技术知识的综合人才。过去以采矿工艺过程划分的课程与教材体系结构,难以实现各工艺环节知识的系统贯通。例如:爆破只讲述爆破相关知识,没有把什么样的爆破参数设计应用于什么采矿方式方法和工艺环节进行有机联系;巷道支护只讲述支护方式及其在给定载荷下的设计计算,没有把不同支护方式与它们所适用的那些采矿方法的具体巷道工程进行有机地联系等等。因此,采矿工程的专业教材在内容体系上,必须把相关专业知识以采矿方式方法和工艺过程为主线融会贯通,实现高度地知识系统性。
我国经济高速发展对矿产的巨大需求,需要利用越来越多的国外矿产资源。越来越多的矿业公司和采矿技术与管理人员走出国门,在国外从事矿产开采。而我国矿业在项目评价、设计、管理理念、方法和手段上与国外有较大的差别。这就需要采矿专业的知识结构能够兼顾国内的实用性和与国际的接轨,以便我国的采矿工程技术和管理人员在国外从事采矿时,能很快适应国际技术经济环境,促进国外资源的开发利用。因此,采矿工程的专业教材在内容体系上必须兼顾国内现实和与国际接轨。
东北大学《采矿学》教材针对上述需求并基于多年教学经验、多方反馈和大量调查研究编写而成,其内容体系在培养满足现代采矿科学技术要求的综合技术型和国际化专业人才中,正在发挥重要的作用。
二、教材改革与建设目标
《采矿学》教材总体建设目标:以教材为载体,推动教学内容体系的改革和完善,不断提高采矿专业人才的培养质量,使之适应采矿科学技术的发展要求。
在内容上,《采矿学》融入了过去教材中没有的、在国内外采矿实践中应用较成熟并在高效采矿上(高经济效益、高生产率、低生态冲击)发挥重要作用的理论和方法,如矿床数值模型的建立、边界品位的确定与优化、露天开采最终境界优化设计、生产计划整体优化、地下开采“三律”(矿岩移动规律、地压显现规律、岩体冒落规律)、露天矿GPS调度、技术经济评价、采矿生态压力和生态成本等。针对我国矿业公司越来越多地走出国门开发利用国外矿产资源的需要,在知识内容上兼顾国内应用和与国际的接轨。
在体系结构上,以采矿方式方法和工艺过程为主线,把相关知识和技术融会贯通,形成一个完整地体系。例如:在论述某一地下采矿方法的结构、采准工程布置以及爆破、落矿、出矿等工艺中,有机融合相关工程的参数设计、爆破设计、支护方式和适用设备选型等的相关理论和计算方法;在论述露天开采工艺中,有机融合各工艺的参数设计、设备选型配置、自动化调度等,并讲述相关的优化理论、模型和算法。
针对采矿工程机构和开采过程的时空性强、靠平面三视图难以建立完整的时空概念这一教学难点,《采矿学》教材配发了一套采矿工艺环节的三维动画短片,有效解决时空概念的建立问题。针对采矿工程教学有很强地实践性的特点,《采矿学》教材配发了“露天矿优化设计软件系统(教育版)”及实例数据库,学生可以用来巩固所学知识、提高知识运用能力,并可用于课程和毕业设计。
三、教材建设主要研究范围与实践内容
《采矿学》的编著者们长期从事采矿工程专业的教学工作,注重总结教学经验、收集反馈信息;注重掌握和跟踪国际、国内采矿领域的科学技术现状和发展趋势以及教学方法、课程设置和教学手段;注重研究总结采矿工程专业课程的教学难点和解决办法。
在采矿工程专业的课程内容体系方面,系统收集了美国、欧洲和我国一些大学的采矿工程专业课程所用教材,认真研究其知识体系结构设计。把所有课程依据内容归纳为几个知识板块,分析了这些学校采矿工程专业知识体系和教材的特点、优点。与美国南伊利诺大学采矿系教授、工程学院院长合作完成了论文“A REVIEW OF THE EVOLUTION OF MINING ENGINEERING CURRICULUM(采矿工程课程设置演化的回顾与评述)”,在2011年土耳其伊斯坦布尔召开的第22届世界采矿大会(22nd World Mining Congress)上发表,引起国际采矿界不小的反响。基于上述研究并针对我国采矿工业的特点和对人才的需求,形成了改革完善采矿工程专业课程体系的指导思想和结构框架:采矿方法、工艺技术等“硬技术”与经济技术评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”并重;强化应用数学和力学基础;国内实用与轨迹接轨兼顾。这一体系适应了现时和今后一个时期信息化、数字化、自动化、生态化采矿技术的发展对具有系统性现代专业技术知识的综合采矿专业人才的需求。
作为采矿工程专业课的主导教材,《采矿学》在内容体系设计上充分体现了上述指导思想和体系框架,做到采矿方法、工艺技术等“硬技术”与经济技术评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”并重。在硬技术方面系统全面地更新完善了典型采矿方法、工艺和技术、设备,充分体现国内外在相关领域应用较成熟的最新研发成果。在软科学方面,系统论述了为高效采矿服务的经济技术评价与决策、数字建模、参数和方案优化等理论、方法、模型和算法。在具体的设计和计划程序与方法方面,既论述我国矿山设计和生产中广泛应用的程序和方法,又介绍国际(主要是发达国家)广泛应用的与我国有明显区别的程序和方法。这样,使用该教材教学,培养的人才不仅具有满足我国现时和将来一个时期采矿业发展的需要,而且满足走出国门开发利用国外矿产资源的需要。
在教学方法和手段方面,《采矿学》的编著者们经过深入研究总结出采矿工程专业课的教学难点:
1.三维空间概念的建立。采矿中各种工程有很强的空间性,各种工程、巷道的布置及其相互之间的衔接,相关几何参数的设计计算,都要求学生能够建立起一个完整的空间三维概念。过去只能借助平面三视图凭想象来形成空间结构,教学时费时且效果不佳。
2.时序概念的建立。采矿不同于一般工厂的生产,后者的作业场地是固定的,而采矿中作业场所和对象是随时间以一定的顺序移动的。这就需要学生掌握采矿过程的时空发展程序,靠静态图解很难达到好的教学效果。
3.实践性强。课堂上讲采矿方法、工艺时,为了具有普遍性,用的大都是典型方案。而采矿的一大特点是地质条件千差万别,实践中的方案与典型方案有较大地差别。把学到的一般知识应用到实践能力必须通过亲自动手来培养,而这是难以在课堂上实现的。
针对头两个教学难点,《采矿学》的编著者们花费大量时间研发了一系列采矿工程结构、工艺环节的三维动画短片,作为教学辅助手段与《采矿学》教材一起发行。应用这些动画短片,可以在很短时间内使学生建立起三维空间概念和时序概念,而且学生需要时在课余可以反复演放。这些教学辅助手段大大拉近了教学与实践的距离,提高了教学效果。
针对第三个教学难点,《采矿学》的编著者们专门研发了“露天矿优化设计软件系统(教育版)”,配以真实矿山的实际地质数据库和使用说明书,与《采矿学》教材一起发行。使用这一软件,学生可以自己动手,应用课堂学到的知识,对露天矿山进行优化设计,做出设计、计划方案,既深化了对所学知识的理解,巩固了知识的掌握,又培养了应用所学知识解决实际问题的能力和独自确定参数、方案的技术决策能力。这一软件还可用于课程设计和毕业设计,在很有限的时间里提高设计水平,锻炼设计能力。
四、教材改革建设创新与特色
1.教材改革建设创新。
(1)理论与内容创新。《采矿学》在内容上实现了重大突破,体现了采矿工程专业的专业课教学理念和模式的创新。我国一直到上世纪末,采矿工程专业的专业课教学一直沿用以工艺技术为主导的模式,只注重把矿石采出来所需要的工艺技术知识。这一模式在计划经济以及向市场经济转变的过渡时期,发挥了重要作用,培养了国家急需的采矿技术人才。当市场经济占主导地位后,矿山企业面临的不仅仅是按照给定产量把矿石采出来的问题,生产经营的几乎所有方面都需要企业在国家和地方法律、法规下自主决策。是否投资于一个矿山项目、应规划多大的开采规模、什么样的生产计划能带来最大的经济效益等等,都需要工程技术和管理人员具有经济、技术决策和优化的知识。而且,进入二十一世纪,矿山企业不但需要关注经济效益和技术效率,同时需要关注生态效益和社会效益。《采矿学》在内容体系上实现了这一重要转变,创新了教学理念和模式,不仅更新完善了采矿方法和工艺技术等“硬技术”,而且把技术经济评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”放在同样重要的位置,并与硬技术有机融合,形成了一个适应时代需求的、新的采矿专业知识体系。
(2)结构创新。《采矿学》在上述知识体系的结构方面,以采矿方式方法和工艺过程为主线,把相关基础知识、技术和优化决策融会贯通。例如,在论述某一地下采矿方法的结构、采准工程布置以及爆破、落矿、出矿等工艺中,有机融合相关工程的结构参数设计、爆破设计、支护方式和适用设备选型等的相关理论和计算方法;在论述露天境界设计和采剥计划编制中,从传统的过程与方法逐步过渡到优化理论、模型和算法,在露天开采工序中有机融合各工序的参数设计与优化、设备选型配置、自动化调度等。这样,硬技术与软科学之间、仍然发挥作用的传统方法与应用较成熟的新成果之间、国内实用方法与国际的接轨之间,实现了融会贯通,形成了一个新的、完整的体系结构。
(3)实践创新。《采矿学》注重教学实践的创新。针对前述采矿工程专业课教学实践中的难点(即,三维空间概念和时序概念难以建立、实践性强),《采矿学》的编著者们研发了一系列采矿工程结构、工艺环节的三维动画短片,研发了“露天矿优化设计软件系统(教育版)”,并配有真实矿山的实际地质数据库。这些研发成果有效解决了采矿教学三大难点问题,大大提高了教学效率和效果,培养了学生应用所学知识解决实际问题的能力。
2.教材改革建设特色。《采矿学》在促进采矿工程专业课教育教学改革方面,尤其是内容体系的改革上,发挥了重要作用。其特色主要有以下三个方面:
(1)内容新,具有显著的时代特色。作为专业知识载体的教材,《采矿学》充分体现了采矿科技和社会发展对采矿专业人才的知识结构提出的时代性要求。如今的矿山企业不能单纯追求经济效益和技术效率的最大化,同时需要关注生态效益和社会效益。《采矿学》在内容体系上体现了这些时代性需求,把技术经济评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”放在同样重要的位置,并与硬技术相辅相成。
(2)系统性强,具有完整的体系特色。《采矿学》不是在过去教材的基础上加入新东西的简单堆砌,它是以采矿方式方法和工艺过程为主线,把相关知识、技术和方法融会贯通,形成一个完整的知识体系。例如,就爆破技术而言,除具有共性的基础知识外,在每一采矿工序中都阐述了针对该工序具体需要的爆破参数的设计计算、器材选择等。巷道掘进技术、地压控制技术、落矿出矿、优化与决策方法等也类似编排。这样,学生学习每一项单体技术和方法模型时,就掌握了其在采矿中的应用位置;在学到每一工艺、工序时,就掌握了需要用到的合适技术和理论方法。这一体系上的特色,大大提高了知识的连贯性和学生应用知识的能力。
(3)教学针对性强,具有很强的实践性特色。《采矿学》十分注重采矿工程专业课教学不同于其他课程的特点和难点,有针对性地研发了一系列采矿工程结构和工艺过程的三维动画短片,有效解决学生在建立三维空间和时序概念中的困难;开发了“露天矿优化设计软件系统(教育版)”并建立了真实矿山的实际地质数据库,用于培养学生的实际动手能力和知识运用能力。这些动画短片和软件系统是提高教学质量和人才培养质量的有力支撑。
五、教材改革建设综合水平与成效
1.教材综合水平。在知识结构体系上,《采矿学》不仅凝结了大量的教学实践经验和反馈意见,而且纳入了国内外采矿工程的专业课教材及相关课程的优点。在《采矿学》的形成过程中,系统收集了美国、欧洲和我国十多所在采矿专业领域典型大学的采矿工程专业课程设置和所用教材,认真研究其课程知识体系结构和教材的特点、优点,博采众长,形成了改革完善采矿工程专业课程知识体系的指导思想和结构框架。在此基础上,深入研究了国内外广泛应用的采矿技术的现状和发展趋势,抓住信息化、数字化、自动化、生态化开采这一采矿科学技术的时展主旋律,提出了一个完整的知识体系。《采矿学》的知识结构体系充分体现了采矿科技的新成果、新发展,实现了相关知识板块的融会贯通,既具中国特色又与国际接轨,达到了世界先进水平。
《采矿学》不仅仅是一本书,它所承载的是具有时代性、实践性和方向性的采矿工程专业科技的知识体系。《采矿学》的十几次的印刷、在全国的大量使用,本身就是这一教学成果水平的证明。
2.教材改革建设成效。
(1)与教材建设相对应的教学改革及课程建设成效。《采矿学》教材及其承载的采矿课程内容体系,是在过去约15年中不断地教学研究、实践和改革中形成的。《采矿学》第一版被列入教育部普通高等教育“九五”规划教材,得到学校的资助。2004年由该教材编著者主讲的采矿学课程被评为校级精品课程,在学校的资助下经过四年的建设,2008年该课程被评为国家精品课程,获得教育部和学校的资助,课程建设成果及其教学和课程体系改革成果于2009年获得辽宁省教学成果一等奖。在上述课程建设项目的支撑下,针对教学和课程体系改革需求以及教学实践与反馈,对《采矿学》实施再版,并列入教育部普通高等教育“十一五”规划教材,于2011年4月完成改版工作,出版发行。
(2)教材应用及推广成效。作为采矿工程专业课的主导教材,《采矿学》在内容结构体系上的时代性和系统系已经得到业界的广泛认可。这一教学成果在全国范围得到广泛应用。据冶金工业出版社不完全统计,使用《采矿学》教材的有东北大学、北京科技大学、中南大学、重庆大学、昆明理工大学、西安建筑科技大学、内蒙古科技大学、辽宁科技大学、河北理工大学、山东理工大学等高等院校,以及贵州、甘肃、福建、重庆、浙江等地的学校和企业。《采矿学》在方法和理念上注重与国际采矿实践接轨的特点,也适应了越来越多的矿业公司走出国门开发利用国外矿产资源需要,受到许多矿山企业管理者的青睐,把《采矿学》作为培训教材和参考书使用。
《采矿学》第一版被列入教育部普通高等教育“九五”规划教材,于2001年1月由冶金工业出版社出版发行,先后九次印刷,印数25000册,发行量之高在这一时期冶金类专业教材中是少见的。基于多年的教学实践和来自各方的反馈意见,并针对该书出版以来采矿技术的发展现状与趋势,2005年着手再版工作和相关教学辅助手段的研发,《采矿学》第二版被列入教育部普通高等教育“十一五”规划教材,于2011年4月出版发行。第二版的发行速度比第一版大大增加,在短短的一年半时间内,印刷了三次,总印数达12000册,已发行10430册,在冶金工业出版社2011和2012年度出版的所有书籍中发行量排名第一。这充分证明了《采矿学》的应用范围和应用程度。
在实施效果上,《采矿学》首先是更新完善了在信息时代、矿业全球化和可持续发展背景下需要的采矿工程专业知识体系,为培养符合时代要求的采矿工程专业人才提供了知识载体。其次,《采矿学》充分注意到采矿工程专业课教学的难点对教学效果的影响。一系列采矿工程结构、工艺环节的三维动画短片在教学中的应用,可以在很短时间内使学生建立起三维空间概念和时序概念,并大大拉近了教学与实践的距离,提高了教学效果。使用“露天矿优化设计软件系统(教育版)”及其真实矿山的实际地质数据库,学生可以自己动手,应用课堂学到的知识进行优化设计,做出设计、计划方案,既深化了对所学知识的理解,巩固了知识的掌握,又培养了应用所学知识解决实际问题的能力和独自确定参数、方案的技术经济决策能力,提高了教学效果和人才培养质量。
我国是矿业大国,在多种矿产的产量和需求量上都位居世界第一,但我国尚不是矿业强国。走向矿业强国需要掌握信息化、数字化、国际化、生态化矿产开发知识的大批专业人才。《采矿学》为适应这一需求而生,已经在全国范围的采矿专业人才培养中发挥重要作用,必将在走向矿业强国的道路上继续发挥作用。这一教学成果具有非常广泛的应用前景。
参考文献:
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1背景与目标
新疆工程学院采矿工程专业办学历史悠久,采矿工程专业课程体系中,特别是专业课程均有较高工程实践要求,对学生工程实践能力的培养是人才素质培养的重点。学院采矿工程专业人才培养始终坚持以现场工程实践需求作为人才培养的基础与目标,为实现这一目的推行以形成基于工程实践为主线的课程体系为目标,以专业教研组为活动平台,依托煤炭和中介企业的工程实践过程框架的课程内容,有机地把高等学校与企业这两个平行的“元”联系起来,清楚地显示出专业课程的内容与企业工程实践过程不同阶段的相互对应性,分阶段细化工程实践过程,在各个工程阶段的工程实践过程中载入理论知识与实践技能的教学,这样,工程实践过程框架下的课程内容和教学情境总是以能够适应生产体系和工作岗位的各种变革与灵活性为立足点,这无论对于教师还是学生都将具有极大的效用,对于用人单位更是一种极大的期盼。学院制定的采矿工程专业人才培养目标是培养适应经济社会发展需要的,有社会责任感和竞争能力的,自觉维护祖国统一、民族团结,具备支撑专业坚实的理论基础知识、较为广博的人文社科知识和较强的实践技能,富有创新精神、科学素养和实践能力,诚实守信,德才兼备,能在专业相关领域从事工作的应用型高级工程技术人才。根据人才培养目标确定与此目标相适应的采矿工程专业课程体系。针对应用型工程技术人才培养方案设计中“专与通”度的把握是一个难点。采矿工程专业人才培养大众化阶段对素质教育和“通才”培养的强化并不意味着对专业教育的冷落,对“专与通”的把握应根据学校的发展定位,通专结合,以通为基础,以专为延伸,将二者统一在对地区经济重点发展领域和行业企业科技发展实际水平的适应上,以采矿工程专业课程体系改革为突破口构建新的人才培养方案。根据学生就业(含择业、创业、升学、留学等)出口需要,强化学生的综合知识和职业能力为出发点,对课程内容进行优化,处理好基础课与专业课、理论课与实践课、主干课与一般课、必修课与选修课这几者之间的最佳比例,以解决多年高校培养的采矿工程专业毕业生在煤炭企业面对新技术、新工艺、新装备和信息化进程的再学习能力和创新能力不足的问题,建立起适应本科层次的人才基础宽厚,再学习和创新能力较强要求的不断更新、与时俱进的课程体系。
2校企合作模式下课程体系建设的总体方案
2.1基本要求以煤炭应用型工程技术人才培养的知识体系为基础,围绕行业企业对专业知识的实际需求合理设置课程和课程内容,既要保证扎实适用的专业知识和基础理论内容,又要注重专业背景和人文素质的培养。根据煤炭应用型工程技术人才培养的素质体系要求,既要培养煤炭行业特有的吃苦耐劳,扎实肯干精神,又要培养学生全面发展的综合素质。依据煤炭应用型工程技术人才的能力体系,以工程生产的实际需要为核心目标,在能力培养别突出对基本知识的熟练掌握和灵活应用,同时要培养科研开发能力和创新能力。同时改革和建立与新的培养目标和方案相适应的培养制度体系(如注重应用实践、应用创新在总学分中比重的学分制、能够积极引导师资不断提升实践及应用创新的教学科研能力的评价及分配制度)。
2.2校企合作模式下课程体系建设的具体措施①专业方向设置行业化专业设置面向行业,突出特色,培养市场急需的专业人才,从而使学生就业前景广阔。②课程设置系统化要以行业对人才知识能力素质的需求为出发点,按照构建与企业生产技术相适应的课程体系,理论知识、实践能力、素质培养要形成一套既符合学生认知规律又适应生产技术的科学完善的培养体系。课程内容要突出工程应用特点,既要有本课程必需的理论基础,又要包含当前行业企业的新型实用技术。③教学内容模块化教学内容采用模块化的组织方法,以知识单元为依据构建模块,使其具有相对的独立性,学生可根据需要从中选取教学内容。④教学组织多元化根据教学体系的课程设置,结合课程具体内容和教学目标的差异,充分利用学校、实验室、科研院所、行业企业的教学环境组织形式多样的多元化教学。⑤实践教学创新化摈弃单一的验证性实验和简单的参观劳动性实习,在实验室教学要鼓励学生自主开发实验项目,培养学生综合运用知识和创新思维能力;在生产现场实习以解决工程技术实际为目的,培养学生将知识转化为生产技术的能力。
2.3校企合作模式下课程体系基本框架根据校企合作模式下工程实践教学的总体要求,学院采矿工程专业课程体系设计了3+N+1的的应用型人才培养模式“,3”为三平台,即通识教育平台、学科基础平台和实践教育平台;“N”为多个专业方向模块;“1”为素质拓展模块,主要是创新能力培养。课程体系贯穿实践能力培养,在不同的学习阶段,安排不同要求和能力培养的实践课程。①通识教育平台通识教育课程平台,包括了公共基础和学科基础两个部分。注意交叉学科,提供宽口径的培养课程。通识教育课程整合各专业的教学要求,打通公共基础,拓宽学科平台,减少课程内容的交叉。②强调应用的专业特色以能力为本位出发,根据专业内涵和社会需求,精心设计教学内容,在教学中及时追踪学科前沿和实际应用,将理论教学与社会需求紧密结合。③突出实践能力的培养加大学生课程内实验教学的比重,增加设计型、综合型实验的比例;更加强调课程设计、认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等实践教学环节,充分利用校内实验实训平台、校外产学研实训基地等加强学生知识应用能力、行业适应能力的培养。探索实践3+0.5+0.5的校企联合培养模式。针对煤炭应用型工程类专业学生在本科教育四年标准学制内,实行在校学习与实践三年,另外半年与企业及科研合作单位开展应用型人才联合培养,最后在企业完成8周实习,10周毕业设计,毕业设计必须以解决企业某一工程实际问题开展真题设计。毕业课题所产生的实际效果和毕业答辩由企业工程技术人员和学校专业教师共同评判,毕业答辩委员会由企业工程技术人员和学校专业教师构成,人员各占半数,根据综合评判结果给出毕业设计成绩。对于行业要求特点明显,用人单位对毕业生需求数量相对集中的情况,采用订单式培养的模式。在校学习的三年中,专业基础学习内容按企业要求进行设计。④强调创新能力的培养教育部提出高等院校要培养具有创新精神的人才。创新能力的培养,是高校人才培养的重要目标之一,也是高校教育体系对社会、经济发展需求适应的一种重要形式。与研究型人才强调学术、科研创新能力不同,应用型本科人才主要是构建应用知识进行技术创新和技术二次开发的创新能力。因此,注重以学科竞赛、科创活动促进学生创新能力的培养。应用型本科人才培养应大力推广以竞赛促创新能力培养的形式,鼓励学生参加各级创新活动,点面结合,不但在点上有获奖的学生,更重要的是在参赛人数的面上铺开。同时,在人才培养方案中,纳入创新教育学分。
3结语
新疆工程学院定位于以工学为主要学科,以煤炭煤电煤化工人才培养为主,面向行业,突出矿业,服务新疆经济社会发展为定位的新建地方应用型本科院校。学校历经50多年的办学历史,培育了一支师德高尚、业务精湛的师资队伍,采矿工程专业作为教育部第三批卓越工程师建设专业,具体建设工作已启动,在作为自治区第一批重点产业紧缺人才专业建设中积累了校企合作的实践经验,通过课程体系的重组、整合、优化和实践,设计一套科学的校企合作模式下采矿工程专业课程体系,为培养基础适度、专业口径适当、适应能力强的应用型高级工程技术人才打下良好的基础。
作者:张俊敏张玉珍单位:新疆工程学院
【关键词】CAD;煤矿开采;应用
采矿CAD是一门实践性很强的技术,由于煤矿地下生产条件的复杂性等原因,CAD在国内煤炭行业特别是煤矿一线生产单位,应用程度还比较底,绝大部分煤矿还靠手工绘图。AutoCAD到目前已经发展到AutoCAD2000版,在建筑、电子、机械制造等其它行业已经得到广泛应用,其图形处理功能日趋完善,并提供了比较完备的二次开发手段。如自带的AutoLISP、VisualLISP表处理语言,VC、VB应用程序接口等。由于采矿行业和其他行业相比有着自己的鲜明特点,不容易标准化,规定种类繁多,实际变化大。这些都为AutoCAD在采矿领域内的二次开发带来相当大的困难。下面是在这方面的一些尝试,希望能取得一些效果。
绘图环境:Windows95(及其以上)操作系统,AutoCADR15(及其以上版本),AutoLISP语言,HP绘图机,数字化仪。
1 设计思路及模块功能
煤矿技术管理主要是各种图纸的设计、绘图和修改与补充,以前都是由人工绘制,不但浪费人力物力,而且由于煤矿生产的特殊性,图纸需要经常修改和补充,给技术管理工作带来很大的难度和不便。为此,在AutoCAD平台上进行图纸处理,编制一系列应用程序进行管理,并把这些程序功能进行有效集成,形成两个功能模块,这些程序模块基本上能满足我们平时的工作应用。
1.1 图元符号库的建立
图元符号库即按照采矿图例,对标准符号进行分类管理,并绘出图形,存成图块,以备程序调用或其他用途。每一类作为一个图元库,分为地质测量符号库(构造、测点、等高线、钻孔、井筒等)、机电设备图元库(变电所、电机、防爆开关等)、一通三防图元库(风门、密闭、风机等)及其它土元库。
1.2 规则矿图
规则矿图是指那些比较规范、用程序语言能够容易实现的图形。如巷道断面、交叉点、车场、水仓、泵房、绞车房、变电所等常用的施工图,这类图形的特点是比较规范,用编程语言能比较简单地实现自动化设计及绘图。
根据煤矿设计规范及国家颁布的制图标准,应用AutoLISP、C++语言对巷道、水仓、变电所、绞车房、交叉点等多种采矿常用工程设计编制了相对应的应用程序模块,通过人机对话交互的方式,录入各种设计依据及参数,同时调用图元库中的已经定义的各种符号,实现设计、绘图的自动化。每个功能模块完成相应的工程设计并绘出相应的施工图纸。所有这些模块都有序集成在AutoCAD系统界面的规则矿图菜单下,形成一个小的设计专家系统。
1.3 不规则矿图
不规则矿图指那些受现场条件影响大,布置复杂,随时都有可能根据现场条件变化而修改的图纸。如矿井开拓平面图、采区布置图、采掘工程平面图等这类图形的特点是极其复杂,信息量大且不规则,很难用编程语言写出相应的软件。我们在AutoCAD平台下采取一系列的图形编辑技术并辅以图层、图元符号库来实现矿图的自动生成。具体图层分为大地坐标网、煤层、构造、采掘工程(包括岩巷、煤巷)、边界、钻孔、采空区、机电、通风、避灾线路、运输等图层。通过分层组织管理,可以方便地根据需要调用含所需信息的各个图层,形成各种专业用纸,并在其上调用程序或手工插入所要的信息,即可形成一张完整的专业用图。
2 采矿图数据库的管理
整个绘图数据库管理分前期录入和实时管理2个步骤。
前期录入又分为基础数据准备、图元符号库建立、应用程序录入3个部分:
(1)基础数据准备即是由各职能部门提供的资料形成FOXBASE或ACCESS数据库的形式,这一部分工作量较大。
(2)把常用的机电、地质、采矿等符号形成不同的AutoCAD图块存于图元库中,以备应用程序调用。
(3)由于采矿图的数据量大,第一次形成数据库的数据录入工作十分繁重。因此,根据实测导线的数据结构,设计了文件录入方式。并应用AutoCAD内置的LISP语言编制了应用程序,对以FOXBASE数据库或ACCESS建立起来的导线资料、断层、钻孔、水仓、井筒、边界等资料库进行了批量录入,加快了数据录入工作。
3 系统集成
为便于同事们使用,把自己编制的所有应用程序集成到AutoCAD环境下,形成系统下拉菜单、边菜单、绘图工具箱,使用者可方便地通过下拉菜单、边菜单及工具箱,通过人机对话完成录入、查询、修改、输出等工作。
4 应用效果及应用前景
采矿CAD投入使用前,设计人员跑现场、查资料、计算、绘图,工作十分繁重。应用CAD完成采矿图,并在工程设计工作中应用。结合编制的规则矿图设计程序,图纸数据库覆盖范围内基本可以甩掉绘图板工作。大大减轻了设计人员的劳动强度,避免了工作中的人为误差,提高了工作效率。同时,由于集中了各部门汇总过来的大量的数据资料,因此,CAD数据库中的资料齐全、详实,查询方便快捷,有效地避免了资料的丢失、残缺不全等情况的出现,对日常技术管理工作的提高起到了很大的作用,同时对现场施工具有很大的意义。
随着计算机应用的进一步普及,网络走进了我们的日常工作,下一步我们可以把AutoCAD同因特网结合起来,实现网上数据传输,根据网上实时传过来的数据,及时地修改工作图纸及数据,真正实现与施工现场的同步管理。
5 体会
随着社会经济的发展,人们对计算机的应用要求越来越高,虽然我们已使用计算机进行设计,但在面临设计任务较多、对各项目完成的时间加以限制的情况下,如果灵活巧用计算机,便能提高工作效率,减少不必要的重复工作。这样,煤矿绘图人员就能轻轻松松地完成要做的工作了。
目前市面上的软件品种较多,它们的功能各异,虽具有各自的优势,但由于各煤矿的不同,图例也相应的不同,在使用现有的软件时,总会出现这样或那样不尽人意的地方。因此煤矿设计人员在采用计算机绘图时,必须选用一种适合自己要求的软件,这才是采用计算机的关键。为了提高绘图速度及出图效率,采用现有的煤矿软件绘图时,可在原有软件功能的基础上完善各种功能;也可选用AutoCAD作为煤矿绘图的支撑软件,并在其原有软件功能的基础上加以扩展,使其成为适合自己的一个软件。
参考文献:
[1]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州:中国矿业大学出版,1999.
关键词:矿产发展;找矿手段;实例分析
早在几年前,中国某大学就以湖南地区的矿产做了专题的研讨,本次研讨的结论在以后的矿产研究中发挥了非常巨大的作用,也产生了非常积极的影响,并且在一定程度上使矿区的作业过程有了非常明显的规律性,大大的提高了矿产作业的效率与价值。在勘测技术研究之外,还有相关的单位对矿床进行过一定的研究,在此基础上与找矿技术相结合,直到上个世纪80年代我国的找矿技术就在温度测定方面有了显著的提升,我国的几所知名大学就做过有关于矿区的金矿成因的实验,并把实验的结果作为专题供给大家去学习。在20实际初期,相关学者就专门的研究了成矿因素等想干问题,并编写了有关于此的若干著作。
1 我国目前的矿业发展--以黄金洞金矿为例
1.1探矿工作效率有待提高
虽然目前我国的矿产行业已经趋于饱和,但矿业发展依旧存在着一定的问题,其中最为主要的问题就是探矿工作的质量,我国的黄金矿洞的探矿工作就有严重的缺陷,下面就来仔细的说说这个问题。我国的矿山数量在现在看来还是非常够用的,但这只是矿业发展的一个很小的因素,目前的矿山作业问题层出不穷,这对矿山来说就是一种非常巨大的浪费,探矿工作进行的效率已经严重的影响了矿业的发展前景,造成矿产保有储存量严重不足的局面。如果这样的发展下去,各大矿业公司的过度采矿、选矿以及冶矿的态势将会彻底的失败,因为公司在这几个方面的野心是非常大的,探矿工作的种种问题会成为公司发展的最大障碍。此外,各矿业公司在发展目标上的建立会受到严重的影响与阻碍,对公司的长期稳定发展极为不利,因此,为了确保矿业公司的健康稳定发展一定要在探矿工作上有所突破,对探矿手段方面来所要采用多手段结合的方式进行,以达到提高探矿工作效率的目的,最终可以有利于我国矿产资源被充分的利用起来,提高公司的盈利效率。此外,与地勘局的合作也是一种很好的提高探矿效率的方式,因为地勘局对国家的矿山信息的掌握是最全面的,对相关信息的解读也是非常权威的,要相信在一段时间的合作之后企业一定会在探矿的效率上有所提高。为了让探矿工作得到根本性地提高,要制定相关的计划,该计划要以年度为主要的时间段,并针对相应的目标制定明确的任务,做好矿山的脉深以及其他信息的收集工作,提高普查工作的目的性,只有做好该工作才可以对矿山中已经存在的资源进行重组,增加资源的保有量。
1.2 矿脉之间的差异较大
我国矿山的主要矿区已经有了很明确的分布特征,在这些区域中,总是会存在几个主要的矿脉,对于黄金洞金矿来说已经开采了的矿脉有5个,其中一个最早被开采的矿脉位于金塘矿区域内部,简称为1号矿脉,该矿脉的长度是三千多米,该矿区的矿体结构不是非常的稳定,其中有很多断裂的位置,且由于该矿区的方向是西北方向,所以在受力上的稳定程度不是非常的好,由于气候的影响脉体已经有了明显的倾斜,且该脉区最主要的特点就是呈透镜状态,形状类似扁豆,具有容易膨胀和收缩的特点,很容易形成不稳定的脉尖,对采矿工作带来巨大的困难。有的矿区存在着一个或者两个的规模很大的矿脉,且这些矿脉的成矿质量是非常高的,产生这一结果的主要原因就是矿体在厚度以及位置等方面的水平是不均匀的,这种具有良好成矿条件的地区一定是大家所青睐的,所以形成了一个良好的循环状态,最终导致了矿区之间的差异。有的矿脉在被发现以后就会在很长一段时间出现被挖空的情况,因为大家比较习惯于在该地点进行采矿工作,但是这样不利于矿山整体发展,对整个矿区规划造成了很大的负面影响,这种见矿采矿的行为是不可取的,这也是形成很多矿脉差别的最主要原因之一。
2 提高采矿效率的方法
2.1 善于总结地质探测的失败经验
虽然探矿工作存在着很多的漏洞,但只要善于总结失败的经验这种局面还是可以挽回的,因为探矿工作的不足主要来自于对矿区脉深掌握的不够,导致在勘探进行时对时间以及其他要素的控制存在很多的误区,最终造成采矿工作的失败。此外,在进行矿脉的信息收集工作时要了解其走向,确定哪一个方向是最利于开采的,因为不同的脉区存在不同的角度与走向,并且这些指标会由于矿脉之间的距离而有所改变,在有些情况下还会存在两个矿脉相交的情况,所以,如果前期的信息收集工作做不好就会导致后续工作的异常繁杂,因此,总结失败的经验是非常重要的一种解决问题的方式。此外,由于不同矿床之间的特点不尽相同,采矿人员需要根据矿床的规律去开展采矿工作,这是减少失误的一个有效方法,同时也为今后的勘察工作与评价标准提供了依据与基础,从而有利于对新理论的证明、对新方法的顺利使用,为日后的勘探工作发挥应有的作用,以便于寻找更加优秀的矿区去采矿。对失败经验的总结不仅可以减轻采矿人员的工作难度,更能够稳定矿产的价格,有利于市场稳定体系的建立,进而有利于各企业的生存与发展,对矿山的利用应该以资源效益的最大化为主要目标,保证对矿山进行及时的清理工作因为这是保证矿山生产能力的一个最主要的基础,这样还可以减少工作的盲目性。
2.2 提高地质监测人员的专业知识素养,加强其业务处理能力
一个优秀完整的探矿工程队的组成是多方面的,在很多因素之中,业务处理能力是尤为重要的,相关人员对地质规程的熟悉对工作的成功是非常重要的,这也是提高工作人员对自身认识的必要条件,可以从根本上知道什么事情可以做,什么事情不可以做,为工作效率提供了良好的基础。一个优秀的探矿人员也要具有活到老学到老的精神,在学习与工作的过程中对相关的书籍要足够的熟读并熟悉,这也是符合矿井地质工作要求的。此外,为了工作人员对与矿井相关工作更加的熟悉,就要工作人员对资料给予足够的熟悉,并以此为基础开展一切与采矿相关的其他工作,以便于更好的解决煤矿生产与建设的相关问题,让该产业更加适应社会对矿产的需求,实现对探矿工作的足够专业与实力。
小结:
综上所述,我国地质找矿手段的发展在国际上还是处于领先地位的,因为我国有着矿产悠久的历史,在找矿时应该对矿区有一定的分析与处理工作,使矿产资料更加正确,进而有利于采矿工作分析与研究。选择一个合理的探矿与采矿方法是减少矿业行业工作量的有效方法之一,通过对矿山条件与地质条件的充分了解,就可以很清楚的对探矿与采矿工作进行安排。
参考文献:
[关键词]采矿掘进 煤炭生产 问题 防治
[中图分类号] F407.21 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-12-278-2
1前言
我国社会在不断的发展,社会工业化的程度也随之不断的提升,对于煤炭的开采和利用也持续的深入,再加上我国是世界上比较大的煤炭消耗国,因此对于煤炭的需求量仍然在逐年的提升。但是煤炭作为一项非常重要的资源,采矿掘进的过程则成为一项重大的挑战。为了促进我国工业化的不断进步,我们应该提高现在的地下煤炭矿井开采技术,最大限度的减少出现的问题,以便于更好的促进煤炭产业的集约化应用。
2我国采矿掘进生产的发展现状
2.1采矿掘进生产的发展情况
我国的煤矿井下开采技术虽然与以前相比有很大的进步,但是与很多的发达国家相比仍然存在很大的差距。我国煤炭开采走的是集约化道路,我们应该贯彻落实新型的工业化道路,从集约化向资源的合理配置的道路,通过长期的调查研究和科学实验,为我国煤炭井下开采开辟崭新的技术层面。我国现在有很多大规模的企业已经逐步到达了技术的突破层面,使我国在很大程度上摆脱了对外国技术的过分依赖,是我国技术史上的一次重大的飞跃。目前,我国煤炭矿井下的煤炭钻孔技术已经创造了我国创新史上的重大新发现。
虽然煤炭采矿的技术正在日渐趋于成熟,但是最近几年仍然出现了不少的安全事故,比如经常性的出现采矿掘进过程中的冒顶事故,这便需要我们必须想方设法的加大采矿掘进过程的管理力度,切实的针对事故发生的原因进行分析,只有这样才能提高采矿掘进生产的安全度。
2.2采矿掘进生产出现问题的影响因素
首先,是采矿的操作方式存在失误。从事煤炭行业的相关技术人员除了要有必须的高质量、高水平技术之外,同时也要具备高度的岗位责任感,对整个工程质量和安全负责。而在实际的煤炭开挖过程中,很多的工作人员并没有认真的对需要开挖和掘进的矿井进行勘察,或者是仅仅将检查停留在表面上,对一些存在问题的煤矿没有进行及时的处理和研究,这样就会导致工程开始的前期的安全性下降,无法有效保证后期施工的过程中顶板很好的保护施工人员的安全,最终引发安全事故。
其次,是支护保护不到位所造成的危险。一般来讲,在煤炭矿井的开挖过程进行之前,必须要对相关的施工地点进行防护措施的加固,比如说对顶板进行加固或者是其他的临时支护措施等,这样才能保证在施工时对施工人员起到应有的保护作用。一旦出现其他的紧急情况,比如在高空作业中摔落或者是出现意外,这些支护措施均能最大程度的减少伤害。
第三,支护的措施安排不合理。支护的措施安排对于我们煤矿井下施工的安全性能否得到保障是至关重要的,但是我国现在很多的煤矿在进行掘进之前的支护安排都不尽相同,存在相当多的安全隐患。一些施工现场的天棚和巷道的支架中的阻力较小,因而造成了其伸缩量受到限制,同时支护的密度也受到了一定的限制。这样的支护工程本身就存在了一些缺陷,一旦发生事故,顶板就会脱落,导致这些支护的措施无法真正的发挥作用。
除此之外,地质的改变造成了施工事故。煤矿的施工地点不是固定的,随着施工工程的深入,顶板的暴露面积也在增加,在施工的时候遇到了不同的地质情况则应该及时的改变施工的策略和方法,才能适合当时的地质情况,减少因施工造成的冒顶等不良情况的出现。
最后一点,则是爆破的失误导致崩倒支架。煤矿的掘进过程中会经常的使用爆破等技术,这不仅需要较高的专业技能,同时也要求支护的安全性必须有保障。但是在现在的很多施工现场,爆破的一些人员并不专业,导致了爆破的位置出现偏移等情况,最终导致爆破崩倒支架而出现掘进事故。
3采矿掘进生产中的注意事项
3.1凿岩掘进和爆破的事项
针对采矿掘进的生产过程来看,其中必不可少的就是凿岩和爆破,这两项工程属于采矿事项中最为关键的环节,我们必须提起高度的重视。
首先,我们只有对岩石的性质有充分的了解且具备扎实的基础知识之后,才能对这块岩石所在地进行矿产开采,而对岩石的了解主要包括岩石的特性以及物理结构等方面,这些资料对于选择凿岩的方案确定具有重大意义。从一些有经验的人员得出的结论看,岩石的抗压强度与其抗剪强度是依次减弱的,其中抗拉强度最小。在采矿掘进的过程中,根据这种特性我们能够了解,对坚硬岩石的爆破会造成拉伸破坏,但是挤压破坏对此造成的破坏度更强大,针对这种施工的爆破情况,我们就可以用不同的爆破技术对这些岩石进行加工,严格的控制它的破碎情况。不仅如此,在安放爆破工具的过程中,能够利用本身的岩石面作为爆破的平面,将爆破的压力充发挥,最终就可以达到岩石的拉应力破坏效果,提升了爆炸的成功率,并且减小了破坏的效果影响范围。
其次,我们应该关注爆破掘进的过程中的炮孔掏槽情况,因为这对于最终的爆破情况具有决定性的影响。不同的岩石种类应该确定不同的炮孔掏槽位置。例如说玄武岩,本身具有的强度较大,因此我们可以将这个的炮孔掏槽位置的确定方法定为渐开线式七星掏槽等方式。这个方式的好处比较多,可以在确定的过程中预留中心空眼,可以将这些岩石的自由面确定下来,提升岩石的爆破效率和爆破效果。
3.2采矿掘进过程中的技术支持
要想提高采矿技术的水平,首先要做的是加大科研的投入力度,促进技术人员的研究,才能从根本上提高水平。在有了技术层面的支持上,我们要实现开采的高产量和高效率, 就要从设备的监控和分析上入手。我国目前所应用的技术,应该加强高压注水的强度以及顶板的坚固度,同时可以结合一些国外的先进技术,将化学加固的技术也应用到矿井开采中来,这样可以解决因成本问题而带来的技术难题。
除了在开采矿井时给予有力的技术支持外,还应该加强开采过程中的动态监测,这样可以保证开采质量的提高,也可以及时的发现相应的问题,减少因安全问题而发生事故的概率。这项工作的完成不仅需要大量的人力投入,也需要完善物力支持,因而在进行动态监督时,有些是人力可以完成的,而一些高难度的地区仍然需要借助工具来实现完全的监测。通过发展智能的自动监测系统,来提高监测的直观性和反映问题的时效性。与此同时,我们也要发展新型的矿井开采设备,完善顶板的耐用程度,开发完善的配套设施,促进地下矿井开采的发展。
近些年以来,国家对矿井开采的安全越来越重视,但是矿井事故仍然频繁发生,因此国家采取了各项措施来保证矿井的开采安全。除了国家实施了新举措来查处关闭不合格的开矿企业之外,还淘汰了一些不符合国家安全标准的生产技术和设备,以提高地下矿井的安全度,最大限度的减少矿难事的发生。
4小结
总之,由世界的工业化发展情况来看,我国的矿产资源和矿产的储量是处于前列的,而且拥有丰富的矿产种类,虽然矿井的井下作业技术和发达国家相比存在一定的差距,但是在本行业中仍然有很大的发展前景,而且还可以有效的促进矿井开采行业技术的不断发展及进步。本篇文章着重分析了我国现在矿产产业的开采方法、当前发展的情况及问题,希望有助于我国开采的安全度提升,并且充分确保人民的生命财产安全。希望有关部门和相关产业可以从现在的开采行业的实际发展情况出发,尽快制定出安全方面的技术条例,从而推动企业的不断进步及蓬勃发展。
参考文献
[1]张国旗.铜镍矿掘进生产中应注意的几个问题[J]. 新疆有色金属. 2010(05).
关键词:露天矿;采矿方法设计;三维可视化;采剥计划编制
中图分类号:F40 文献标识码:A
云南思茅山水铜业有限公司是由玉溪矿业有限公司、(香港)励晶金属有限公司、云南鼎泰投资有限公司和云南易门经一工贸有限责任公司共同投资重组的一家中外合资公司,目前拥有大平掌铜矿采矿权和大平掌铜多金属普查、大凹子铜多金属普查、景谷中合铜多金属普查三个探矿权,是集探、采、选为一体,以铜、锌为主的矿产资源开发企业。
2006年以前,大平掌铜矿的采矿设计采用传统的手工制图和借助于CAD等作图软件形成施工图形,这些图形大多局限于二维平面图形,图形不够直观,信息表达不够充分,工程量大,需要的专业人数多,而且往往只有少数专业采矿人员才能够快速清晰地理解。2009年2月份,玉溪矿业公司全面接管云南思茅山水铜业有限公司大平掌铜矿的生产经营权以后,玉溪矿业公司矿山研究院引入MicroMine三维矿业软件对大平掌铜多金属矿床进行管理和开采。
MicroMine采用真三维采矿方法设计,生成三维采矿单体实体模型。在三维采矿单体模型的基础之上,透过矿块表面直接观察内部采剥工程布置方式和顺序,进行任意剖面图的剖切,观察内部构造、局部信息,并自动生成用于生产的二维剖面图,这种三维可视化方法的实现可以给设计人员提供大量、精确、直观的图形数据,从而降低设计人员的劳动强度,提高设计人员的工作效率。MicroMine可在三维实体模型的基础上计算出采剥工程量、采剥比、矿石量、损失和贫化率、炸药及爆破器材消耗量等一系列参数,这些资料为后期采剥计划的编制和生产过程控制提供了可靠的依据。
利用Micromine三维矿业软件对大平掌铜矿管理规范及流程具体分测、地、采三个部分,第一部分矿山工程测量数据采集、数据处理,第二部分矿山地质模型的更新,第三部分露天矿山采矿设计。
1工程概况
大平掌铜矿是一座以铜为主,并伴生锌、金、银,铁等多种金属元素的中大型露采矿山。采区出露地层主要为上泥盆统-下石炭统大凹子组(DCd)的第一段(DCd1)顶部和第二段(DCd2)。大凹子组第一段顶部为块状硫化物及放射虫硅质岩、硅质凝灰岩,是矿区v1矿体的产出层位,其下部被次火山岩流纹斑岩侵入,矿区V2矿体即产于流纹斑岩。大凹子组第二段出露于矿区中部,岩性为灰绿色英安岩。矿区总体为一北西走向的背斜构造,由于受断裂、斜长花岗斑岩及流纹斑岩侵入破坏,背斜形态不完整。采区出露断层较多,但多为小断层,对矿体影响不大。只有2-12线之间发育较好的纵段断层和4-6线处发育横断层对V1矿体有一定影响,但错距都不大只有20米。大平掌铜多金属矿产于大凹子组凝灰岩和流纹岩中,矿区圈出两个矿体,两者的地质特征有明显差异。V1矿体由块状硫化物矿石组成,呈不规则的透镜状或构造块体,分布在V2矿体及流纹岩之上,与下伏V2矿体不完全重叠,与顶板英安岩之间常见凝灰岩,接触面呈波状。V2矿体由细脉状和浸染状矿石组成,产于流纹斑岩顶部流纹岩中,连续分布,中部厚边部薄,饼状透镜状。两个矿体分布于19至20勘探线间,走向北西,向北东波状缓倾斜,倾角10°-25°,局部大于35°。矿体总体长2000米,宽100-670米,埋深从地表到280米标高,矿体厚度2-50米。V1矿体主要由7个矿体构成,V2矿体主要由4个矿体构成。本研究中采矿设计的单于0-10线1095m标高以上的矿体。
2三维可视化采矿模型建立
2.1数据收集及准备工作
2.1.1数据收集
设计前,主要应收集的资料有测量人员审定后提供最新的采场现状图;地质人员审定后提供的0-10线范围1095m以上各标高矿置及V1、V2矿体的矿量与品位。
2.1.2准备工作
设计资料的准备工作是一个十分重要的过程,它是进行采矿单体设计的基础,包括建立采剥工程实体模型和需要计算储量部分的块段模型,另外还要根据矿体的形态和围岩的性质确定出采矿方法和各个技术参数。根据矿体的实际情况,本设计范围内采用的采矿方法及开采方式为露天台阶式采矿。
2.2地表模型的更新
地表模型是建立三维地质实体模型的重要组成部分,建立好地表模型,可以在宏观上对矿区所在位置在宏观上有个完整的认识。
大平掌铜矿的地表模型一般每个月更新一次。根据测量人员提供的测量数据,在AutoCAD中连成地形线,然后导人Micromine软件中进行高程赋值,把与上一个月地表重复的部分替代,再用创建DTM指令生成最新的数字地表模型(如图1)。地表模型一般由若干地形线和散点生成,在Micromine中,系统根据每个点的坐标值,将所有点(线亦由散点组成)联成若干相邻的三角面,然后形成一个随着地面起伏变化的单层模型。
图1更新后的地表模型
2.3矿块模型的更新
创建一个线框,把所有矿体包含于其中,用更新后的地质模型与新创建的线框进行布尔运算(表面下的实体),再通过线框赋值即可得到新的矿块模型(如图2)。
图2更新后的矿块模型
2.4露天坑模型的建立
根据玉溪矿业矿山研究院提供的《大平掌矿露天开采境界优化及露天开采设计》及矿体地质特征和开采的经济技术条件确定本设计中主要设计参数为:(1)工作台阶高度10m;(2)工作平台宽度12.5m;(3)安全清扫平台宽度30m;(4)运输线路宽度为15m,坡度为8%;(5)运输公路的最小转弯半径为15m;(6)台阶坡面角75°。依据思茅山水铜业有限公司当期的生产经营目标,结合生产作业设备的实际情况,确定当期生产露天坑的最小底宽,按照上述的参数设置,然后在三维图形环境下生成露天坑模型(如图3)。
图3露天坑模型
露天坑模型建立以后,通过布尔运算(表面上的实体)再用线框赋值即可得到露天坑内当期计划开采的矿体。
2.5爆破设计
采矿设计中,爆破设计是十分重要的组成部分,三维可视化设计可以为爆破施工提供最直接的设计图纸和技术文件,露天矿爆破设计主要分为矿岩爆破设计和围岩爆破设计。钻孔主要分浅孔、中深孔和深孔3类。爆破设计中需要的炮孔设计参数包括钻机类型和爆破范围、作业高度,最小孔底距,炸药种类、装药方法,装药密度、炮孔间距和排距等,炮孔的布置形式主要有矩形布孔和菱形布孔2大类型。大平掌矿山主要布孔方式为菱形布孔。
根据矿山以往的经验和矿体地质特征确定各爆破参数后,在Micromine三维软件露天爆破设计中对各台阶进行布孔,计算装药量。
2.6设计结果输出
设计结果包括各台阶围岩量、矿石量、各种金属的品位、剥采比、矿石的损失贫化、炸药和爆破器材的消耗量等(如表1、表2)。
2.7采剥计划的编制
编制露天矿采剥计划是当前采矿工程中不可或缺的环节。以Micromine三维矿业软件为平台,依据原始地质资料建立矿山的矿体、地表模型,结合该矿当前生产的实际数据,进行露采坑设计,并在此基础上系统能够对采剥顺序计划自动优化,同时在技术人员的参与下手工编制采剥计划,运用三维可视化技术可得到较满意的露天境界壳,并且有效的指导露天矿山分期开采或中长期采剥计划的编制,为采剥生产计划优化工作提供了切实可行的新途径,提高了矿山生产效率,达到迅速开展工作的目的。
Micromine三维矿业软件,可以从时间上再现露天矿的过去、现在与将来。生产的过程是不断改变三维实体现状模型图的过程,如果把每次采剥作业的实体台账进行保留,就可以查看过去任意时刻的采场状态,同样也可以将编好的计划运用到模型中,三维表现每年的采出量及采出后的模型状态。在计算方面不再采用各种几何公式,而是依赖实体的布尔运算,从而更精确和更方便。
大平掌铜矿现所有的采剥作业都在山坡进行,因此快速准确的验收计算成为首要的问题,引进Micromine以后,在实体模型的基础上通过各种布尔运算,使验收计量变得非常方便和准确,同时更直观的反应了采剥状态,为生产作业计划提供了有利的保证。Micromine带来了测量验收与采剥计划作业形式的变化,所有计算结果都是三维状态下的三维实体,无论是速度和效果,都是原有基础上一次质的飞跃。比如在模型图上编制十二五采剥计划,可以直观反映五年后的采场规划图和真实再现每年的变化效果,结果非常直观。
2.8剖面查看及图纸输出
建立在真三维模型基础之上的采矿设计内部工程任意方位察看,与传统设计相比更加直观化、形象化、真实化,对从本质上了解各个采剥工程的空间结构、采准顺序,起到了不可替代的作用。根据真三维矿块及内部实体工程模型,截取任意位置、方向、比例的平面图和剖面图,与传统图纸进行成功转化,形成平面图,在此基础上进行施工指导、生产进度计划编制,为矿山的可行性研究和初步设计提供工具和优化方案的选择,同时为矿山的生产调度及其控制提供空间定位和基础模型,并最终服务于整个生产过程。
3Micromine露天境界优化功能
确定最优露天开采境界是露天矿设计的一个重要步骤,它的目标是实现矿山生产利润最大化。传统的人工境界优化方法是通过逐渐增大境界尺寸来计算平均剥采比和境界剥采比,当境界剥采比等于经济合理剥采比且平均剥采比小于经济合理剥采比时,即认为该境界为最优境界。可以看出,这种方法确定一个境界需要耗费大量的人力和时间,而且很难找到真正意义上的最优境界。同时,最终境界的设计往往是在矿山投产前完成,而最终境界的形成是在矿山开采十几年或几十年后,并且由于技术进步和市场行情、矿山生产成本和产品销售价格影响,矿山的开采寿命也相应地发生很大的变化,因此必须每隔几年应用当时的经济技术参数对最终境界进行重新优化。随着科学的发展和技术的进步,国内外大中型露天矿已将边坡与开采境界的优化方法由过去的传统手工方法变为借助计算机的动态优化方法,实现了三维可视化矿床模拟技术和露天境界优化方法的结合,使这一问题得到了很好的解决。
大平掌铜矿露天境界优化是委托玉溪矿业公司矿山研究院进行设计的,在当期的生产过程中还没对原有境界进行再优化。故本次工程实例只着重介绍了Micromine的露天开采设计及编制进度计划功能。对于它的露天境界优化功能及品味控制功能不再详细介绍。
Micromine三维矿业软件系统以其先进的三维可视化技术建立大平掌铜矿露天矿山工程的三维可视化模型,另外还提供储量计算、品位估值等功能,大平掌铜矿安排生产计划、实时调度监控等工作提供了一个新的技术支持。新技术的广泛应用,不仅可提高矿山管理者、设计者的能力,而且还可节约资源,加速产业在国际市场的竞争力,促进国内矿山产业更好与国际接轨。
Micromine三维矿业软件在大平掌铜矿的运用,是大平掌铜矿走向“数字化矿山”标志。采矿设计三维实体模型是“数字矿山”的基础,也是它的核心内容之一。三维开采设计可视化对大平掌矿山的计划编制和生产具有非常巨大的意义,同时。三维采矿设计建摸技术可以使矿山的管理、技术人员和工人能够对采用的采矿方法、采矿过程等获得更加深入的认识和理解,并便于预先发现问题、制措施。同时,Micromine三维矿业软件的引入,为大平掌铜矿实现数字化建设的目标奠定了坚实的基础。
参考文献
[1]章林,李家泉,代碧波,等.三维实体建摸技术在露天矿设计中的应用[J].中国矿业,2008(17):163—164.
[2]龚元祥,王李管,贾明涛,等.金川矿区复杂地质体三维可视化[Z].
【关键词】煤矿机械液压传动技术设计应用
1前言
煤炭行业是我国重要的经济支柱,是国家能源的主要来源,随着我国经济的发展,工业上对煤炭的需求量越来越大。然而,我国大多数煤炭企业仍应用传统的开采方式,地下开采空间狭小,开采环境治理工作做得不够,煤炭开采设备受到开采环境的限制,发挥不了更大的作用。应用煤炭机械液压传动技术是有效促进煤炭开采的方法之一,它可以让液压泵随着电动机的转动而传动,排出其中的液压油,将机械能转化为液压能,经过油马达和液动机又将液压能转化为机械能,从而促进机械设备高速运作,同时确保机械设备的安全稳定,提高开采质量。
2煤矿机械液压传动技术的应用前景
在我国煤炭行业中,液压技术早已被广泛使用,在煤炭开采行业有极好的应用和发展前景,最常见的是液压的元件和高压大流量液压系统。高压大流量液压系统主要使用柱塞式斜轴式和斜盘式的柱塞油泵,柱塞式斜轴式油泵结构较好,目前我国煤矿产业常用的双滚筒型采矿机械就是应用这个系统,变量机构较为完善[1]。柱塞式斜轴式和斜盘式的柱塞油泵相比,前者的油泵、油马达尺寸不够大,若在重型机械环境中则难以发挥功效,而斜盘式的柱塞油泵则更为适宜。随着我国技术水平的不断提升,液压传动技术系统的回路组成变得越来越简易,只需联系好控制阀和油马达即可,安装、保养和维修都比较方便,而在以往技术比较落后时期,一个液压传统系统就需要多达上千的液压元件,如今液压传动技术系统的回路设置仍在不断简化中。此外,为了防止加工过程中出现问题,避免烧盘和脱履,需要采取措施对液压元件的精确度进行进一步提升,使用先进的技术和设备,研究出体积小、污染小以及使用寿命长的高性能液压元件,让煤矿开采更加安全可靠,保证煤矿行业稳定发展。
3煤矿机械液压传动技术的主要类型
3.1开式煤矿机械液压传动技术
开式煤矿机械液压传动系统主要特征是其回路系统的不封闭性,在其运行的过程中,油泵会吸收经过回油管的液压油和最终流入油箱的液压油。采矿机械的油箱自身就可以保存、冷却和沉淀液压油,管道少且散热快,工作运行简单,安全和维修都比较方便。当然这种类型的压传动系统也存在着一些缺陷,例如大容积油箱的使用容易吸入空气造成管路振动,影响工作进度,因此开式煤矿机械液压传动系统在煤矿开采中使用较少[2]。
3.2闭式煤矿机械液压传动技术
闭式煤矿机械液压传动系统是一个封闭的回路系统,为防止液压油过快发热,油液不通过油箱就可以吸入油泵,然后进行冷热交换。闭式煤矿机械液压传动系统可以弥补开式煤矿机械液压传动系统的缺点,其需要的油箱体积较小且结构紧凑,具有防止油污染和空气吸入的作用。煤炭开采机械的功率一般较高,通常会因阻力和空间狭小等原因导致散热过差,而闭式煤矿机械液压传动系统能够在进行冷热交换的同时补充一定的油量,因此被广泛使用于煤炭开采作业中。
4煤矿机械液压传动系统的调速和控制设计
4.1煤矿机械液压传动技术系统的调速设计
煤矿机械液压传动系统的调速设计需要结合实际情况,例如摇臂调高液压系统只需一定数量的马达或油泵就能运作,只需保持速度不变,类似这种设备就不需要调速。而部分煤炭采购设备的牵引部分需要不同的流量及容量,类似这种设备就需要进行调速设计。对系统的流量进行调节,目的是为了改变节流阀门的流通面积,从而根据节流阀安装的位置调节流入液动机中的油量大小,将可调节流阀安装在过压关闭阀中的控制油路上,可调节进口节流开关活塞动作的快慢,完成对煤炭开采系统的调速设计。这种设计广泛用于功率较小的定量泵或油马达液压系统中。对系统的容量进行调节,主要是通过直接调节油泵流量及油马达排量进行调速,可分为恒转矩调速和马达调度两种[3]。恒转矩调速是煤矿机械液压传动调速中使用最多的容积调速,只能适用于低速段中,可根据实际情况对调速范围进行调节,调速范围能扩大到40左右,而马达调度在高速段中使用较为适宜。
4.2煤矿机械液压传动技术系统的控制设计
煤矿机械液压传动系统的控制设计主要有手动控制和自动控制两种方式,均可以通过变量油缸调节油泵的流量。手动控制和自动控制两种方式的工作原理相同,将两条通路连接在变量油缸两边腔中,一条与主要的油路相连接,剩下一条与油箱连接,通过伺服阀位置进行控制[4]。调速控制的时候若相关参数出现误差,则可以立即进行修复,引起系统的振荡越小越好,保证机械设备正常运行,以控制机械震荡的速度来控制液压传动系统准确度。
5煤矿机械液压传动系统应用相关问题
煤矿机械液压传动技术在实际应用中会出现一些问题,例如环境恶劣造成液压元件损坏,载荷过大造成元件堵塞通道出现事故,因此要特别注意元件设计参数和安全保护问题。在应用中,要对元件进行密封,一般采用有间隙密封和原件密封两种方法,有效减少元件的泄露时间。元件的参数检测可以安装监测装置,构建实时监测系统,在对液压支架顶板进行有效控制的同时降低移架的速度,维持元件使用寿命[5]。通常液压传动工作范围下视野不够清晰,在液压元件中额定工作流量和压力是选择设计参数时的重点项目,需要结合实际工作环境、满足合理压力条件进行选择,才能保证设备工作的可靠性与寿命。
6结语
总之,我国的煤矿行业正在不断的发展当中,煤矿机械液压传动系统必须进一步完善。煤矿相关企业要以考虑煤矿特殊技术和工作可靠性与安全性为基础,培养专业人才,投入先进的液压传动技术,维持采矿设备的稳定性,减少污染,促进煤矿企业可持续发展。
参考文献:
[1]冯丽.煤矿采掘机械中纯水液压传动技术的应用探讨[J].内蒙古煤炭经济,2016,16(24):36~37.
[2]杨帅楠.纯水液压传动技术在煤矿采掘机械中的应用[J].机械管理开发,2016,31(09):78~79,126.
[3]王思威.浅谈煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用[J].机械管理开发,2016,16(11):127~128.
[4]陈宗涛,熊巍,吴昊.浅谈工业设计及机械设计制造技术的应用[J].科教导刊(中旬刊),2014,14(02):213,216.
【关键词】三维地震;高产高效矿井;地质构造;地质勘测
引言
现代采矿业逐渐向矿产资源高利用化、生产高机械自动化、采矿工艺高技术化发展,矿井随着采掘的进行不断沿矿脉拓展,相应的配套基础建设也不断进行。但苦于矿区地质构造复杂的影响,常出现大型工程机械设备无法使用、配套基础建设施工受阻的现象,给矿井的高产高效化生产带来巨大的影响,因此,在生产建设初期,对矿区地质构造的科学勘测成为高产高效矿井可持续生产的重要技术基础。
1 矿井地质构造对高产高效矿井生产的影响
现代矿井采矿生产一般高机械化、高技术含量操作所采用设备较为庞大且复杂,如大型采掘设备凿岩机、钻机等,运输设备传送带、提升罐笼、斗车等,在复杂的地质条件下无法进入矿井或者在矿井内无法得到充分使用;采用采矿工艺受地质条件影响较大,如金属非金属矿井的采掘放炮,需要考虑作业面附近是否有地下活水等;地下矿井采矿作业前需要进行大量的矿井基础设施施工,如提升系统、通风系统、防排水系统、通信报警系统、避灾硐室等,这些配套设施施工进度和施工质量受地质构造影响较大;地下矿脉在复杂地质条件下不容易被探测到,或者矿产实际储量与探测结果出现偏差等,造成矿产资源的浪费。由此,如果矿井在进行采矿作业之前没有对矿区的地质构造进行科学详尽的勘测,或者勘测数据不够精确,极可能在生产作业过程中困于复杂地质构造而无法高产高效生产,从而影响矿井生产效益。
2 三维地震法勘探技术
人们在长期的研究实践中摸索出了很多行之有效的地质勘测方法,如钻探、直流电勘探、数学地质法等,而其中在二维地震法基础上通过新技术和新设备的引用而逐渐形成并发展起来的三维地震勘探法在实际地质勘探中表现较好,现已经得到广泛的研究和利用。
三维地震勘探法是在二维地震勘探法基础上发展出来的新型地下地质构造勘测方法。它不同于二维地震法只是单纯的利用在平面上布置多条测线,沿各条测线进行地震勘探施工以采集地下地层反射回的地震波信息,通过信息处理得到地层剖面图的方式,而是在地面上同时布置规则或者不规则的多条测线,测线收集返回的地震波信息时,会根据不同测线返回数据的关联性(同一地层返回地震数据具有一定的连续性)绘制相关联地层构造,由于其在进行返回数据的计算中引入立体模型概念,这就使得三维地震法测得的地震波数据能够在计算机上描绘出更加清晰的立体地质构造图像,使地质构造勘探的准确性和全面性得到提升,能够尽可能真实的描绘出真实的地下地质构造环境。
总体来讲,三维地震勘探法主要步骤为:
(1)在一定面积内布置多条规则或不规则的测线利用地震波反射信息组合成地震面。一般来讲,测线越多、越不规则测得数据越精确。
(2)利用数学计算和地理地质构造知识对反馈信息和地震面进行组合,确定地层构造及各地层间相对位置关系。尤其要注意地表水文信息、地下水文信息、石油天然气等地底流动对地震波反射信息的干扰和影响。
(3)合并各地层数据得到完整的地质构造立体结构示意图。
3 三维地震法勘探技术在矿井地质探测中的应用
在对矿井地质进行探测中,灵活运用三维地震勘探技术能够起到事半功倍的效果。目前三维地震勘探技术在矿井地质探测中的应用主要集中在以下几个方面:
3.1 搜集矿井矿产地层地质构造信息,绘制地下地质构造结构图
尤其在平原煤矿矿井生产中,常需要利用三维地震法勘探技术对煤层地质结构进行信息收集,绘制即时的地下地质结构示意图。尤其在地表水、地下水含量相对充足的地区,即时的地质构造结构图能够指导矿井生产的安全工作,防止地下矿井采掘作业中误打通地下水源,造成透水事故。与此同时,地下地质构造结构示意图也能够给矿井的进一步生产采掘提供准确的地质构造信息,生产人员可以根据地质构造进行矿洞走向、方位、标高的及时调整,方便机械设备的进入和矿石的采出,提高生产效率。
3.2 准确定位矿脉走向,计算矿产资源储量
矿脉走向及矿产资源储量是矿井地质勘探中的重要工作内容,利用三维地震勘探技术可以准确的确定矿产矿脉的走向,标高、储量及周边地质环境。给矿井生产提供完善的基础数据准备,使得矿井生产可以从容地根据地下矿产资源信息进行生产工艺的调整、生产机械设备的安装与调整、生产班组的调配等,协助矿 井生产的正常有序进行。
3.3 对采空区、地质断裂层区域实行安全监控
三维地震勘探法能够准确的表述出地下地质构造信息,可以很好地对矿井采空区、地质断裂层地区等地质不稳定区域进行及时地安全监控,避免采空区、地质断裂层等区域在恶劣自然条件下(主要指地下水流动、洪涝灾害)产生的塌方、地层移位等地质灾害影响矿井生产的正常进行。
但在实际的运用中,我们发现三维地震勘探技术在矿井地质构造勘测中存在着一些不足,主要集中在:
(1)三维地震勘探技术对专业知识要求较高,工作人员不仅需要熟练掌握地理地质知识,还要有一定的三维计算与立体图形修改功底,能够胜任该工作的技术人员较匮乏。
(2)三维地震勘探技术需要与全球三维地震研究相结合,很多研究人员缺乏对地震分辨率和国内外三维地震研究现状的了解与认识。
(3)三维地震勘探技术水平较高,所涉及的技术参数较多,工作人员对于该技术诸多技术参数的运用相对较少。
鉴于以上几点不足,目前三维地震勘探技术在矿井地质构造勘测工作中实际应用效果并不完美,该技术尚需要研究工作人员共同努力不断进行优化和推广应用。
4 三维地震法在矿井地质探测中的发展
三维地震法在地质构造勘探中具有探测范围广、探测精度高、技术相对成熟、安全可靠性较强、探测结果直观易懂的优势,在未来的矿井地质探测中具有强大的生命力和广阔的应用前景。具体为:
(1)使用范围的进一步增大
主要指山区矿井、金属非金属矿井等对地震波信号产生干扰的区域,通过地质构造学和数学等相关学科的发展和新技术的引进,逐渐消减或排除环境干扰。
(2)矿产资源储量计算精度的提高
具体体现在矿脉厚度、标高的准确计算,从而为矿井的生产提供相关技术参数。
(3)三维成像质量的提高
指的是三维地震成像能够更加精确,可以根据实时的需要对某一区域的即时地质信息进行表述和分析,排除危险干扰以协助矿井生产的正常进行。
5 总结
三维地震勘探技术在高产高效矿井生产中扮演着重要的技术支持角色,在未来也会得到更加广泛的应用。随着地理学、地质构造学、数学、地球地理学等相关学科的发展和新技术的不断引用,三维地震勘探技术必定会得到更广阔的发展。
参考文献