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关键词:矿山地质 发展前景 专业目录 调整
中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)05(b)-0166-01
地质行业近年来发生了重大的变化,为适应这种变化,矿山地质专业的专业培养目标、专业核心能力、专业核心课程和实践教学环节等的修改势在必行。
1 首先介绍我校与“矿山地质”相关专业开设情况
辽宁省工程技术学校始建于1983年。目前开设地质勘查与找矿、宝玉石鉴定与加工、岩土工程、钻探工程技术、测量工程技术、化验分析与检验、地球物理探矿、采矿技术八个专业。我校虽未曾开设“矿山地质”但我校开设的八个专业中地质调查与找矿与采矿技术两个专业与“矿山地质”是相关专业,地质调查与找矿从2005―2012年每年招生人数分别为2005年100人,2006年162人,2007年89人,2008年54人,2009年52人,2010年34人,2011年22人,2012年14人,2013年25人。整体呈下滑趋势。从就业率来看,由于受事业单位招聘制度改变,地质中专学生在事业单位就业率逐年下滑。在企业单位就业学生中以合同制或临时聘用形式者居多,这说明地勘单位对中等职业学校地质专业学生仍有需求。我校采矿专业是2008年首次招生,当年招生规模为44人,2009年招生人数为19人,以后停止招生,这两届学生直接到内蒙森工集团上班。
2 对矿山地质专业发展及就业前景分析
虽然我校未开设矿山地质专业,但通过各种方式和渠道,对分配到矿山企业工作的我校毕业生进行调研,通过对学生信息反馈的分析及与矿山工程师的交流,认为矿山地质专业的前景是比较乐观的。主要原因如以下几点。
(1)矿山地质专业是专业性较强的专业,市场需求较为单一,主要集中在矿业方面,竞争力较小,且在矿业方面有较大需求,该专业毕业生就业较好。
(2)1995年后,地质人员出现断档情况,地质院校毕业生分配到地勘单位或矿山企业的人员较少,导致目前矿山地质人员紧缺,在这种环境下,该专业的毕业生就业前景较好。
(3)近几年,许多小规模的矿山企业和一些民营的矿山企业根本没有专门的矿山地质人员,他们急需一批既懂地质专业又懂采矿专业和测量专业的矿山地质人员,这为学生实习就业等创建了便捷条件。
3 矿山地质专业目录调整的建议
学校对人才的培养必须符合社会的需求,人才培养目标的准确定位、核心能力的确定、课程体系的调整应紧紧跟随矿山企业对矿山地质人才的需求而不断改革和调整。
(1)专业培养目标调整建议:矿山地质专业主要培养德智体全面发展,学生能够运用现代地质理论和先进科学手段,从事矿山地质职业领域地质技术管理工作,具有地质资料收集与整理、分析、制图、预测预报、编写地质说明书、地质报告编写、储量管理等矿山地质技术与管理的能力,能够胜任矿山地质、矿井水文地质、储量管理、矿井地质勘查的岗位的高端技能人才。
(2)专业学生核心能力培养的建议:矿山地质专业主要培养能够从事煤矿、固体矿山中有关地质技术及管理方面的工作。其核心职业能力是:培养学生固体(煤、金属、非金属)矿床设计、开采、生产的基本技能。因此学生核心能力的培养要从以下三个方面着手。
①矿山地质专业的毕业生需要在野外或井下进行实地的勘测,工作环境较差,条件比较艰苦,对于现在的学生是一种比较艰辛的工作,大部分毕业生毕业后不愿意从事本专业的工作。因此,首先让学生在思想上有从事艰苦行业的准备,培养学生吃苦耐劳的精神,让学生养成良好的地质品质。
②矿山地质专业新毕业的学生缺少实地勘测和在勘测过程中的一些生活等方面的经验,而许多公司或矿山都在招聘地质工作人员时更多看重的是工作经验,因此工作经验缺乏是学生面临的最大的难题。所以在学生核心能力的培养上应注重学生动手能力、思考能力和理论联系实际的能力的培养。在教学过程中应该聘请一些有野外工作经验的地质人员为给学生教学,这样以来,既能让学生懂得一些野外生活的经验,也会使比较枯燥的课堂教学变成充满乐趣的课堂,还能把一些野外比较实用的工作方法教给学生。另外,多组织学生到地质企业或矿山企业进行实习,而且要换一些不同的地方进行实习,要有针对性的实习,正所谓见多识广,只有见得多了,做的多了,自己的实际操作能力就具备了。
③在理论教学内容上应浅显易懂,接近实际,为此,学校应加强校企合作,与企业有实际经验人员共同开发既符合学校教学又能满足企业生产实际需要的校本教材。
(3)专业核心课程调整建议:在原有的专业目录中,《岩石矿物》、《古生物与地史》、《构造地质》是三大基础课程,辅助有力的基础地质训练、野外实习,增强学生的地质工作技能,这是切实可行的。可否考虑增加《煤田、矿床地质》和《矿产资源评价》,通过这两门课的学习,使学生增强对矿区的矿床的整体认识,并考虑矿产的综合利用。《岩体力学》和《工程力学》建议选修或减少课时。建议增加《矿山水文地质》和《矿井地质》,使学生对矿区的地下水情况有所了解和掌握,以减少矿山地质灾害;为学生对井下地质情况的处理打下基础。还建议增加《固体矿产勘查技术》使学生对矿产勘查的基本方法和工作手段有所了解;最后建议增设《Mapgis》课程,使学生们掌握现代化工作方法。
调整后的专业核心课程是:《普通地质学》、《矿物岩石学》、《古生物地史学》、《测量学》(矿山测量)、《构造地质学》、《煤田、矿床地质》、《矿产资源评价》、《采矿学》《矿井通风与安全》、《矿山环境工程》、《矿山水文地质学》、《矿井地质》、《固体矿产勘查技术》、《Mapgis》、《矿山企业管理与技术经济分析》。《岩体力学》与《工程力学》建议选修。
(4)主要实践教学环节调整建议。
加强实践教学环节,提高工程意识,注重能力培养,按照深入一点而兼顾全面的原则组织实习。新生入学后用一周时间组织他们去参观矿山,了解矿山工程系统,特别是一些管理工作特点,使学生初步意识到他们将来要做什么,现在需要学什么,使学生感悟到矿山基础地质等基础知识都是矿山工作所必须的。在矿山地质基础课之后,针对矿山实际基础地质工作内容,增设两周综合训练课。然后,安排适度的矿山基础地质实习,这就使矿山基础地质教学,在矿山地质系统教学中形成了一个相对独立的子系统。其有机的运作,有利的推动了整个矿山地质专业教学。
调整后的主要实践教学环节:地质认识、矿山认识实习;测量实习;地质填图实习;构造地质课程设计;矿井地质设计;采矿认识实习;生产实习;毕业实习。
摘要:矿山资源开发无论是过去还是现在都无法摆脱手工绘图设计的局限,因此,将日臻成熟的计算机技术合理地运用于矿区资源开发的规划设计中,并通过对矿山可视化、集成化模型的设计、仿真和建立,实现从规划、设计、绘图的全部数字化已经迫在眉睫。本文从实际出发,结合可视化、集成化的特点,从其CAD系统的组成、结构、功能实现等发面做出研究,以期提高矿山开采系统的设计效率、成本和适用性等。
关键字:可视化集成采矿CAD系统
中图分类号:TP391.72 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)03(a)-0000-00
三维模型与二维绘图显著的区别在于给人的视觉效果不同。二维图形缺乏立体感,只有经过专业训练的人才能看懂,而绝大多数人一眼就能看出三维图形所要表达的含义。通过三维模型不仅能很明白地表达设计人员的设计思想,方便与非专业人士进行交流,而且从三维模型中也能很容易的得到想要的二维图形。立体成型系统是AutoCAD建立三维模型的基础,是AutoCAD系统重要的组成部分。
1采矿系统的基本认识
作为一种重要手段和有力工具,采矿CAD系统的应用能够在解放生产力、提高工作效率的同时使设计水平和质量上个台阶,而且一个系统的广泛应用需要得到设计者和使用者的一致认可。因此,要合理、有效地实现采矿CAD系统的设计,就必须全面了解和掌握传统采矿设计的过程。
任何系统的设计都必须遵守一个规则:前期设计为后续设计奠定基础,后续设计则必须完全实现前期设计的目标。就像一棵树,由树干起源,开枝散叶,最终要结出果实。普遍而言,采矿CAD系统的设计需经历三个阶段:需求设计、深化设计和操作设计。需求设计一般是通过已有知识和设计经验构造大概框架,确定设计方向和原则、提出设计要求等;深化设计则是工程参数、负载、造价等的计算和布局、矿道、炮孔及施工等图纸的设计;操作设计则需要明确工程的开展顺序、时间和空间的组合以及安全等级的设计。因此,采矿CAD系统的设计需以此为基准,再结合自身特色和实际需求做适当改变才能适应生产的需要。
2采矿CAD系统结构设计
在了解了传统的采矿过程后,下面讨论基于CAD的采矿系统设计。系统结构不仅要结合实际行业特点,也要考虑行业发展方向和速度。目前应用较广泛的是一种分布式的采矿CAD系统,其具有独立性强,开发周期短、效率高等特点,但是由于独立性太强,各立门户、自定标准,致使各种不同的系统之间无法进行沟通,完全无法得到普及而且受AutoCAD版本的限制。本文所研究的可视化集成采矿CAD系统则克服了以上局限,具有很好地适应性,可以不受AutoCAD软件的版本限制而且拥有独立的知识版权,市场前景很好。
2.1采矿CAD系统的可视化
图形(或图像)是一种简单却能包含丰富信息的符号,特别适合储存和传递信息。采矿系统的图形化并不是指利用AutoCAD软件进行手工绘制各种图形,而是利用计算机高速、重复计算、低失误的特点,设计人员只需确保数据的正确输入,系统便能自动生成图形画面,高效精确。设计者既可以在图形上直接修改,也可以通过更改输入数据改变已有图形。简单说就是图形和数据间实现一一对应。虽然三维实体已经成功应用到实际的开发设计,但实践表明,二维平面设计更加符合工程师的实际开发和研究需求,有利于系统过渡,能够确保目标的短期实现。
2.2采矿CAD系统的集成化
集成化的采矿系统是区别于分布式采矿CAD系统而言的。它即依托于AutoCAD进行开发,又独立建立自己的数据库,从而确保各阶段设计均能得到来自图形数据库的支持。同时系统采用与AutoCAD软件相同的通信协议,以实现AutoCAD图形文件与本系统设计图之间的无错转换,这就大大增加了系统的通用性,增强了系统的应用范围和前景。也由于该系统在设计过程中没有与AutoCAD软件进行直接对话,从而不受其版本的限制,作为独立的软件产品拥有较高的开发价值和销售市场。
3可视化集成采矿CAD系统的实现方式
基于上述对系统功能的要求,本系统采用VC++进行开发以提高开发效率,缩短工期。在开发前需要熟悉文档类、框架类、视图类及应用类这几个概念。下面围绕文档与图形间的通信以及系统外部接口的设计两个方面予以简单介绍。
3.1文档与图形间的通信
文档与图形之间需要相互通行,就要求各自包含指向对方的指针。各自的类成员采用不同的方式来获取指向对方的指针。文档类的成员函数在返回指向图形对象的指针时,宏允许图形对象进行有效性测试,反之亦然。同时,当用户进行文档信息的编写时,通过每个图形对象的更新函数使得它们中的文档数据得到及时更新,从而实现多视图同步,无论是编辑、创建还是修改都方便快捷。实现了系统的可视化。
3.2系统外部接口的设计
为实现系统的集成化,就要求系统能够与大多数图形处理软件进行通信,也就是常说的数据交换。系统要想有更大的应用空间,则必须既能识别其他格式的图形文件,也能生成其他软件能够处理的数据格式,实现数据共享。因此可将系统的外部接口分为输入和输出(I/O)两种。Input-port的功能在于能够分析其他格式的文件并转化为自身系统能够识别的图形文件,而且要不断完善自己图形数据库所包含的类容,否则将不能对某些图形实现误差转换。Output-port的功能则相对简单些只用按照要求转换的格式完成数据的生成即可。
另外,可视化集成采矿CAD系统需要有其简洁、舒适易懂的图形界面的支持,这里就不赘述。
总之,采矿CAD系统的可视化和集成化将是今后该领域的主要研究方向。本文从生产实际出发,结合采矿CAD系统的开发和应用中出现的问题,试图运用多个学科的知识和理论对其进行完善。目前尚有许多问题没有解决,如对特殊模块的开发、系统的模糊化、智能化、专家化等方面还需要进行更多的研究。
参考文献
[1]李梅;毛善君;刘桥喜;;中国矿山地理信息系统软件研究进展[A];国际矿山测量协会(ISM)工作会议暨“数字矿业城市、数字矿山”建设信息技术学术研讨会论文集[C];2006年.
【关键词】煤矿;采矿技术;安全问题
0.前言
关于发展环境、构建绿色和谐社会的规划,再次成为国家规划的重要篇章。其中,落实好煤炭产业链发展,尤其是煤炭产业的产能转变,传统单一的煤矿采矿技术转化为多样化,是强化环境发展,落实科学发展观的重要体现。同时,我国煤炭产业不够完善,尤其是在产业转型,以及技术发展上,与实际的产能需求存在较大偏差,以至于采矿安全问题尤为突出。于是,在煤炭产业的现代化进程中,要落实好技术的发展,以及管理体制的完善,以形成安全作业的采煤体系。
1.煤矿采矿技术
在科技信息时代,传统的采矿技术,正朝着自动化和机械化发展,在一定程度上优化了产业机构,有助于煤炭产业在新时期的整体性发展。在该部分的论述中,主要基于主要的采矿技术而展开。
1.1深井采矿技术
深井采矿技术广泛运用于我国煤矿开采领域,具有难度大、危险系数高、出煤质量好、产量高的双重性特点。对于深井采煤技术而言,其技术的难点在于安全系数的控制,尤其是瓦斯爆炸、热害等的最小化。在进行深井采煤作业中,要强调矿井岩壁的稳定性,实时监测好矿井壁的下应力的分布状况。同时,做好安全防范措施,诸如地下水的有效引导、井下正常的通风等,都是深井采矿技术安全作业的重要因素。
1.2三下采煤技术
三下采煤是指建筑物下、水体下铁路下的采煤统称。三下采煤技术在实际的运用中,面临诸多的技术挑战,诸如:地面建筑结构的保护、井下作业的安全等,都是其技术的突破难点。随着科技技术的发展,该项技术也逐渐成熟,关于采矿过程中的地表和岩层移动规律研究,以及次生安全灾害的防范,都有了技术上的突破。目前,该项技术紧紧依托于计算机平台,对开采对象的各资源元素,进行系统的模拟,诸如岩层机构的移动研究、水体采煤设计等,以形成科学的采煤系统,进而控制采煤进程中的危险因素。
1.3煤炭转化开采技术
煤炭转化开采技术具有绿色环保的特点,在煤炭开采领域具有较好的发展前景。该项技术在运用中,注重化学方面的突出,其旨在基于热化学反应,将煤炭转化为气态或液态的燃料。于此,煤炭转换技术避免了传统作业模式下的环境污染,以及减小了后期工作的难度,适合于现阶段的经济发展。不过,该项技术还不够完善,在转化技术上的控制较欠缺,诸如:煤炭转化率、出煤质量等问题,都是该项技术不断发展的重要方面。
2.煤矿采矿安全问题分析
2.1煤矿采煤的安全问题
2.1.1采煤技术不完善,尤其是传统作业模式运用广泛
目前,我国煤炭作业的机械化和信息化程度不高,传统单一的作业模式仍广泛运用,以至于我国煤炭生产的高事故率。采矿技术不完善,尤其是机械化程度欠缺,增加了人工作业环境的危险系数,诸如:瓦斯爆炸、水淹等事故,在我国频频发生。并且,采矿中的防范技术落实不到位,采煤体系缺乏整体性,这是我国煤炭开采发展的重要内容。
2.1.2煤炭开采的安全管理不到位,尤其是监督管理力度的缺失
煤炭开采具有特殊性,其安全管理的有效性直接影响着产业发展的进程。目前,我国安全管理不到位,管理缺乏系统化,以至于管理模式僵化,具有浓重的形式化的色彩。而且,安全管理机构繁杂,管理职能交叉,关于责任到人的管理要求,在实际的管理工作中普遍欠缺。所以,煤炭安全管理力度缺失,对于违规作业,以及非法作业的行为,未能及时查处,以至于安全事故频发。
2.1.3矿工安全意识薄落,尤其是安全培训的缺失
我国矿工的专业性不强,在作业技术和安全意识上比较欠缺。矿工在作业中,违规操作的行为十分普遍,作业的随意性较大。同时,矿工技术不完善,安全系数大的作业行为,易引发安全事故。部分企业领导对于安全工作不重视,关于矿工的安全培训,尤其是安全教育,以及技术培训,是强化安全作业的重要方面。
2.2强化煤矿安全生产的若干措施
2.2.1完善采煤技术,尤其是机械化、信息化的多样化采煤技术
煤矿安全生产,在于采煤技术的完善,尤其是依托于科学技术,对于技术的工艺进行完善,以强化新技术的研发。在采煤技术的完善中,关于绿色转化采煤技术的完善,是强化采煤产业发展的重要方面,更是简化传统采煤模式,避免人工作业下的危险系数的重要技术。于是,在技术的完善中,要抓住社会发展的需求,突出技术的绿色与完善,以形成机械化、信息化的采煤技术体系。
2.2.2构建安全生产管理体系,尤其是管理制度的完善
我国煤矿生产缺乏管理的系统化,尤其是有效管理的缺失,“迷失”了安全管理的实施。在强化安全生产的工作中,关键在于安全管理体系的构建,对于安全管理进行优化,尤其是管理机构的精简、责任到人制的贯彻,在一定程度上保障了管理的力度。同时,强化管理的执行力度,对于矿工的违规或危险操作行为,进行及时的处理,把管理力度落到实处,以规范矿工的作业行为,规避安全事故。并形成安全防范体系,对各安全因素。
2.2.3强化安全教育工作,尤其是强化矿工的安全意识和作业技术
我国煤矿作业工人仍以农民工为主,在一定程度上缺乏系统的安全教育,安全意识比较薄落。在实际的开采作业中,要落实好安全教育工作,对矿工进行专业的安全教育,以及技术培训,以提高矿工的专业素养,这是矿工规避安全事故,最为直接有效的途径之一。而且,开采技术的提高,对于专业作业模式的开展起到重要的作用,也是构建系统作业模式的有效举措。
3.结语
基于上述,煤矿采矿是一项复杂而特殊的作业形式,机械化、信息化的多样化采矿技术,已成为我国煤炭产业发展的重要方面。同时,我国采矿事故频发,关于强化安全生产工作,也成为煤矿开采的前提因素。于是,在煤炭产业现代化的进程中,落实好技术发展,以及安全管理工作,是形成煤炭产业发展的直接影响因素,是构建完善的煤矿开采体系的基础。
【参考文献】
[1]樊红星.关于采矿技术标准与安全管理探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2012,(3):194-205.
传统的采矿工程在工程专业以及安全方面进行的教学,受到教学手段限制都没有达到预期的教学效果。本文对煤矿虚拟现实技术系统进行了研究,并对其开发应用进行了分析,事实证明对于采矿工程专业来说,虚拟现实技术的应用可以发挥重要的作用,值得我们推广。
关键词:
虚拟现实;采矿工程教学;开发应用
虚拟现实是一种人机界面技术,对自然环境中人的视、听、动等行为进行逼真模拟,通过对各类传感器、高性能计算机软件以及硬件的利用,创造出一个信息环境,让人有身临其境之感,从而对思维进行启发。矿井生产系统具有很强的复杂性,在传统教学模式中教师会用图片和模型相结合的方法进行讲解,学生很难理解,相比之下井下实习参观会取得更好的教学效果,但是太过耗时耗力,煤矿生产的特殊环境也为实习参观带来了一定的危险性。目前教学中一般会在完成了课程学习以后集中安排实习,而不是在课程学习的过程中,难以保证专业课的教学效果,所以务必要改进教学手段。
1系统设计和功能的实现
本文中从某煤矿的实际情况出发,使用专工具进行三维建模,包括采煤工作面、地面生产系统、巷道、井下机电设备以及工业广场,然后驱动合成了一个虚拟场景。在该虚拟场景中使用鼠标或键盘就可对虚拟人物进行控制,在每个场景中自由行走,还有语音介绍以及安全提示。其功能主要包括以下几点。
1.1对工业广场进行模拟
矿井的工业广场是一个综合性系统,包括生活和办公区域、机修厂、选煤厂、矿井、风井以及各种道路等,是为矿山生产提供服务的,体现矿区设施的规划和设计,我们为工业广场上的各个建筑物进行了三维空间场景模型的建立。
1.2对井下巷道进行模拟
井下的巷道和主要酮室包括中央变电所、区段运输巷、区段回风巷、师门、水泵房、车场等,进行这些模型的建立主要是为了将巷道的支护方式以及交叉位置、断面形状等展示出来,让学生有清晰的认识,同时也需要进行巷道空间布置系统三维模型的建立。
1.3对井下设备进行模拟
对井下各种采掘设备、辅助设备、提升设备和运输设备进行模拟,利用语音讲解的形式来告知学生这些设备的使用方法和注意事项。
1.4对采矿生产工艺以及环境进行模拟
在采煤机等生产系统开采矿井的时候,可以对其进行动态三维模拟,按照采煤工艺的要求进行模拟,展示采煤机是怎样移动的,其滚动是怎样转动的、摇臂具体是怎么反转的,以及对采煤机截煤、落煤过程的展示等。综采工作面上的液压支架是如何升、降、移、推的,整个操作过程也都可以利用虚拟现实显示技术看到。在计算机屏幕上会显示所有采矿作业的情况,每个场景都有与之配套的语音介绍以及安全提示。
1.5在井下巷道内漫游
虚拟现实系统中的虚拟人物从地面入井处进入,坐上罐笼下井到井底车场可以看到模拟的井底车场中央泵房和中央变电所,在井底车场自由行走可以对各种设备设施进行参观,同样在阶段大巷、综采工作面、运输巷一级采区上下山同样可以漫游参观。利用这种人机交互方式,操作人员进入虚拟的井下巷道一边行走一边四处观看,自然会有身临其境之感。
2系统的开发方法
2.1收集资料并进行整理,设计出总体结构
煤矿生产系统具有很强的复杂性,各个环节之间连接紧密,想要保证开发出来的系统能真正对生产过程进行再现,突出其中的重点环节,就必须先去收集必要的资料。可以选定一个实际的煤矿为依据来收集资料,具体包括各种设计图纸、生产图纸、设备的情况以及生产工艺和作业规程等。图片、视频、图纸以及数据等都是常见的资料形式,同时还要去现场进行实地调查。认真研究资料以后对其进行科学的简化和取舍,然后进行三维模型的建立,这样才能保证建造出的模拟场景与实际现场情况符合。
2.2建立系统实体三维场景模型
虚拟现实系统中场景模型是最直观的部分了,场景模拟的质量和软件的逼真程度有着直接关系,而且决定着软件运行的速度。模型粉伪静态和动态两种。静态模型包括工业广场、使用的设备、采煤工作面以及巷道和酮室,动态模型包括采煤工作面上运行的采煤工艺以及设备运作的过程。煤矿生产系统的场景是非常大的,需要对静态和动态模型分别进行建模,然后集中导入进来。建立静态模型的时候要进行几何建模,建立过程中不改变前景真实情况的前提下尽量简化线条,以多边形建模方法为主,对模型比例进行严格的控制。然后将进入形象建模过程,处理几何建模的纹理、颜色以及光照等,其中主要是纹理处理,可以有效提高虚拟场景的真实感。建立动态模型的时候主要依据设备的机械图纸来进行,适当进行简化,每个设备都要单独进行动态模型的建立。
作者:任丽君 单位:扎赉诺尔煤业有限责任公司职工教育培训中心
参考文献:
关键词:露天采矿;采矿技术;采矿工艺;
中图分类号: TD804 文献标识码: A 文章编号:
一、露天开采技术与装备
露天开采是人类开采矿物最早的方式,最开始是开采矿床的露头和浅部富矿,自从19世纪末使用动力挖掘机以来,露天开采技术就得到迅速发展,露天矿的规模逐渐增大。在最近几年出现了大型的剥离倒堆设备,索斗铲和机械铲的最大铲斗容积(斗容)已分别达到168m和3137.5m3,排土桥理论装运的能力高达25600m3/h。这些成就促进了露天采矿技术的发展。
目前国内的一些先进采矿技术已经达到国际水准,使得国家的矿产量得到了明显提高,因此拥有良好的露天采矿技术能够使得国家的采矿业得到更好的发展。
(一)高台阶开采
这种技术很少被使用,并且台阶的最大高度也不超过15m左右。由于大型设备的逐渐增多,高台阶开采技术也越来越受到企业的青睐。
(二)陡帮采矿
当下,我国的大型露天矿已进入深部进行开采,矿场作业逐渐不得力,设备也变得老化,为了改变当前的状况,需要新技术,新工艺来提高产矿率,提高企业的能力,使得企业能更好、更快的发展。陡帮开采技术基建工程周期短,并且基建工程量少。
(三)胶结充填采矿技术
利用胶结充填采矿这项技术,可以达到保护地球环境的目的,并且可以使资源更有效的被利用。但是如何使采矿技术和开采的条件有效的结合,限制了此采矿技术大范围应用。由于高分层充填采矿、分段充填采矿在技术上取得很大的进步,促进了充填采矿法的大范围应用。
(四)矿用电铲
国外电动铲为主要电铲。斗容以16.8、21、30、38、43m3为主。国内重点露天矿主要以电铲为主,斗容最大为16.8m3。
(五)钻机
冶金矿山穿孔设备是潜孔钻和共存牙轮钻是我国主要使用的设备,钻孔的直径大多为250、310mm,中型矿山主要为潜孔钻为,钻孔直径大多是200mm;国外大多采用牙轮钻,直径普遍为310mm~380mm,孔深可达73m。
(六)矿用电机车
原独联体的一些国家的露天采矿大多采用运用电机车运输矿石,这些国家深凹露天矿电机车大约是驱动直流电机的联动机组或交流电机,粘重大约在300t以上。国内电机车一般为直流电机驱动,粘重大致为150t左右。
(七)露天矿用汽车
交流驱动的电动轮汽车和液力机械传动的矿用汽车在我国应用广泛, 它的载重量大致在150t和320t。我国大型露天矿山汽车的最大载重量也达到170、120t。因此我国的矿用汽车的载重量还有待提高。
(八)大倾角运输
大倾角运输技术在露天采矿中具有很多优点。前苏联、美国、瑞典、英国等都在这方面有研究。前南斯拉夫麦依丹佩克铜矿使用了大陆公司的大倾角运输系统,让采场内的汽车使用用量减少,减少了运输成本。
二、露天开采工艺的分类
(一)穿孔工艺
穿孔的方法可以分为热力破碎穿孔和机械破碎穿孔两种方法,穿孔设备一般有钢绳式冲击钻、火钻、凿岩台车等。当前应用设备有牙轮钻、凿岩台车、潜孔钻等。
(二)爆破工艺
爆破是露天矿开采的第二个工艺环节,通过爆破作业,将整体矿岩进行破碎及松动,形成一定形状的爆堆,为后续采装作业提供工作条件。爆破成本约占15~20%。 爆破要有一定的工程储备量,使得挖掘机能够连续的工作。要使得一次的爆破产量能够供给5-10天的运输量。有合理的矿岩块度,以提高后续工序的作业效率,是开采总成本最低。并且爆堆堆积形态好,前冲量小,无上翻,无根底,无爆破危害。
1微差爆破
露天矿目前采用塑料导爆管非电起爆系统大区微差爆破技术。满足剥离和采矿的需要很简单,大区微差爆破大约只要1星期爆破1次,但作业条件的不同会影响到爆破的频次,平时搞小规模的爆破,只要满足1台电铲2~4天的采剥量就可以。
2二次破碎
二次破碎即是采用凿岩机进行打眼,采用岩石炸药进行爆破,为了提升矿的大块产出率,就要采用集中二次破碎的方式,利用电雷管进行瞬时的引爆。
(三)采装与运输
由于采装和运输的关系是密切相连的,两者相互制约,相互影响。当前来看采装运输工艺的发展方向主要表现在采装采和运输设备的大型化,运输与采装方面的连续化与一体化,以及计算机自动化。
(四)排岩工艺
排岩工艺就是在废石场把剥离下的废石进行排弃。为了加强排岩的强度,增高堆置的高度,因此露天排岩技术的发展方向是利用先进的的排岩设备和高效率的排岩工艺,也要保证及时的复垦。
(五) 采场防排水
采场防排水是确保采场正常生产和人安全的重要工作。其目的是防止地表水流进采场,为减少采场排水量,降低矿石的含水量,提高采矿效率,并且保证安全。可以通过河流改道,截水沟,防洪堤等将采场以外的汇水等拦截或者导出矿区。
三、露天采矿技术的发展前景
国内外的露天采矿技术发展的总趋势是开采规模扩大化、生产的连续化、装备的现代化。智能矿山的探索将成为露天采矿的主要目标,采矿技术正逐步向液压化、联动化、自动化的方向发展。
(一)选用大型高效耐用的采矿工艺设备
采矿的设备不但在向大型高效耐用的方向发展,更加注重节能,自动,程式化。黑色和有色金属矿山为提高开采强度,提高设备利用效率,一般采用连续工作制。采用大型化采矿设备不但可以提高采矿效率,还能够提高企业的竞争力。
(二)矿山生产不断溶入新科技
优化矿山生产,提高采矿工艺环节中高科技比重。应用电子信息技术、自动控制技术、网络技术等从总体上提高设备的技术功能,提高生产阶段自动化的综合水平,提高生产方面的信息化成都,实现连续生产过程自动化、控制智能化、管理信息化和系统化的目标。
(三)开采技术的综合化、高效化
随着露天开采高度集约化,露天开采范围趋于扩大,开采深度增加,境界内地质条件复杂多变,单一开采工艺方式往往不能与之相适应,开采成本高,效率低。多种开采工艺应用在同一露天矿产已成为大型露天采矿的新的工艺技术方式。俄罗斯、印度、美国等国家,在大型露天矿开采技术中都的用了这种方式。在一个露天矿的各个部位,按照不同的地质条件,利用不同的采矿工艺,获得最大的经济收益。
(四)注重科技攻关
在露天开采成就大的国家,露天开采设计和理论科研方面已经是完整的体系,促使了了露天矿工艺系统向高效、简单、效益好投入少的方向发展。像俄罗斯埃的基巴斯图兹露天矿区的迅速发展的主要原因是开发前进行了很多年大量的科研工作,所以我国在露天采矿的科技攻关上要下一番苦工。
(五)利用信息技术、数字技术建设管理矿山
由于计算机技术的飞速发展,全球卫星系统的技术的快速提高,露天采矿越来越信息化,自动化,节能化。数字矿床模型与计算机辅助设计系统,宽带高速双向通信系统,各项监控系统技术已成为露天矿开采的重要方式。
结语
随着地球浅部资源的消耗,矿床开采正逐步加深,高安全高效率的深井采矿技术就显得愈为重要,信息技术的高速发展将会采矿工艺和技术的发展带来新的突破智能的采矿装备将成为当今世纪提高竞争能力和劳动生产率所追求的目标。采矿导致的环境破坏已成为不容小视的严重问题,因此无废开采技术也已经纳入我国中长期科技发展规划。促进采矿技术的不断创新以及各方面的集成化配合,将成为我国矿产业的总体目标。
参考文献:
[1]梁雪勤.左秀峰.徐金海.张东升.张吉雄. 提高《采矿概论》课程教学质量探讨[J]煤炭高等教育1999年02期