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关键词:矿山机械;机械安全
1矿山机械的发展现状
经过几十年的努力,我国矿山机械行业得到大力发展,但与国外同行业产品的发展水平相比,有相当大的差距,尤其是在露天挖掘设备和井下运设备等方面差距尤其明显,对矿山机械产品而言,在制造质量、外观形状可靠性、寿命、设计水平和试验手段等方面与先进工业国家相比尚有一定的差距;我国加入WTO后,为了加快基础工业的发展,必须加快矿山机械的开发与研究速度。
近年来,我国矿山机械行业通过对产品和技术的引进,或者与国外著名厂商的合作、合资,加速了产品的更新换代,矿山机械行业有了长足的进步,传统产品的结构、性能和外观有了提高和改进,制造工艺技术水平有了提升。
但是随着社会的进步和科学技术的发展,生命的安全与财产安全问题越来越受到人们的重视,机械安全也逐渐形成了一门独立的学科,并得到了社会的认同。首先,处在重载、高速等环境下工作的矿山机械如果存在隐患而不能及时发现,就可能导致如绞车损坏、钢丝绳断裂、跑车、皮带机着火等恶性事故的发生;其次,随着采矿工业机械化程度的提高,特别是大型和重型机械进入采矿场所,安全隐患对其操作和周围人员伤害的可能性也在增大。
尤为重要的是,煤矿都不同程度地存在瓦斯、煤尘突出的危险,一旦遇到明火就会爆炸,引发重、特大安全事故,造成严重的人身伤害和财产损失,为了坚决消灭引爆火源,井下设备必须具有良好的防爆性能“每年由矿山机械设备隐患导致的安全事故都给煤炭企业造成巨大损失,也给煤炭从业人员的人身安全造成严重威胁,矿山机的安全问题越来越引起了人们的高度重视。
2矿山机械安全技术的现状
2.1矿山机械设备的装备水平参差不齐
我国矿山机械设备的装备水平参差不齐,现役煤炭生产矿井大体可以分为4类:老矿及改扩建矿;现代化矿井;大型(超大型)现代矿井;乡镇中小型矿井。
(1)老矿及改扩建矿多建于解放初期,有的甚至是解放前期,由于资金和企业观念上的问题,仍然保留着建井初期的装备,设备非常落后,安全设计欠缺,虽然进行过一些技术改造仍无法满足安全生产的要求;
(2)现代化矿井大多建于20世纪80年代中、后期,广泛采用了当时较为先进的综采机械,其中国产设备占了主导地位,完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现,机电一体化在矿山机械设备上逐步实现;
(3)大型、超大型矿井是近年来出现的,普遍引进了国外先进的综采设备;
(4)在我国现有的2.5万个煤矿中有2.3万个是乡镇中,小型矿井,几乎都由个人承包经营,生产条件简陋,生产方式原始,普遍没有综采机械。
2.2矿山机械的研发和生产能力不断增强
经过二十几年的研究、开发,我国的交流电牵引采煤机已逐步走向成熟,掘进机从轻型发展到了中、重型,切割对象从煤拓展到了岩石,长距离的带式输送机的质量也有了很大的提高,多数国产设备也已经有了在线检测和实时监控,安全性大为提高。
3存在的主要问题
3.1我国矿山机械的安全状况不容乐观
我国的现代化矿井装备水平虽然有了很大提高,但同发达国家相比还有相当大的差距;现代化的综采设备普及率还较低,有些矿井虽采用了引进的先进设备,但由于对其他国家技术的消化还不彻底,仍不能进行正常使用和维护,一些先进的功能没有充分发挥出来,更有甚者,由于盲目追求生产,忽视安全,把安全监测装置当成影响生产的累赘而拆除,造成很大安全隐患,设备故障不能及时发现和处理。为了追求利益的最大化,原有设备没有淘汰,到了设计寿命仍在超期服役,大部分设备超负荷运转,带来很多安全隐患。井下恶劣的工作环境也是造成设备安全性降低的重要因素,潮湿、粉尘、辐射等因素的影响,导致安全监测设备的可靠性下降;部分管理人员盲目追求生产,存在侥幸心理,致使出现故障的安全监测系统得不到及时维护和更换,也是造成设备安全性降低,也是安全事故屡发的原因之一。3.2矿山机械安全检测技术需要完善
矿山机械设备长期处于重载和交变载荷状态下工作,容易产生各种安全隐患,如果没有及时发现,设备仍然处在重载、高速等环境下工作,就有可能导致恶性事故的发生。虽然现代化的测试技术与设备在不断更新,但由于矿山机械设备本身的复杂性及其工作环境的复杂性和大量不可预测的偶发事件的存在,矿山机械安全检测技术仍然需要不断完善和提高,特别是在灵敏度和可靠性方面,许多复杂的难题有待进一步研究。
3.3机械安全设计方法不够成熟
虽然目前许多机械在安全设计方面已有比较成熟的理论与方法,但是对于有些大型、复杂的关键矿山机械设备,目前安全设计只有理论,还没有成熟的、理想的安全设计方法。如:迄今为止,我国的输送机动特性研究仅停留于理论分析阶段,急需相关的实验研究和验证;在掘进机的设计方面,现在还没有适合我国地质条件的完整的截割、装运及行走的载荷谱,这些都对安全设计产生了一定的制约。与国外的机械安全设计相比有较大的差距。
3.4矿山机械安全标准急需完善和严格执行
已经制定的矿山机械安全标准涉及矿用绞车、矿井提升机、矿用提升绞车、窄轨运输车辆、地下铲运机、矿用炮孔钻机、矿用人车、液压防爆提升机和液压防爆提升绞车等,为设计、制造和使用部门提供了一个总体框架和指导原则,并使产品在预定使用范围内得到安全保证。但矿山机械产品的品种达数百种,现有的标准仅涉及了矿山机械产品的一部分,远不能满足矿山机械产品的安全要求。虽然大家都知道安全质量标准化是煤矿安全的基本保证,但是在煤炭需求旺盛的情况下,人们容易对质量标准化工作产生松懈思想和厌倦情绪,加上不菲的投入,更会促使煤矿管理者在产量、进尺与质量标准化面前,忽视质量标准化,导致安全质量标准化的滑坡,埋下事故隐患。
3.5从业人员素质亟待提高
统计资料表明,80%以上的矿山伤亡事故是人为因素造成的,由于矿山工作的艰苦和危险性,矿山机械的从业人员的组成复杂,部分机械设备操作人员文化素质低,对设备的安全性能了解不够,自我保护意识淡薄,习惯性野蛮操作等是造成矿山机械安全事故的重要因素。必须通过培训、教育等手段,不断强化操作人员的责任心和安全意识,掌握设备的安全操作要领,才能提高驾驭设备的能力;必须严格按规程操作,杜绝麻痹心理,才能减少或杜绝设备伤害事故的发生。另外,煤炭企业的管理人员过多地强调产量,追求经济利益的最大化,安全观念不强,对从业人员的上岗培训不到位,致使部分操作人员不能很好地掌握先进设备的使用方法,导致现有的设备也不能发挥应有的技术优势。
4解决措施
4.1建立矿山机械安全设计体系
矿山机械和大多数现代机械的发展方向一样,趋向于大型、重载和高速化、智能化与微型化。由于涉及安全的问题很多,单一学科的理论与方法已经不能解决问题,要尽快建立一个适应我国国情的矿山机械安全设计体系,包括理论、原理和方法,为矿山机械安全设计提供方法论的指导;对矿山机械安全设计的共性、基础性问题进行研究,特别是针对井下可燃性气体的矿山机械本质安全性设计方面加大研究力度,并建立矿山机械安全行业数据库;建立低成本、适用性强的矿山机械安全设计体系,通过设计消除已判定的危害或减少有关的风险,提高本质安全水平。
4.2转变企业观念
由于矿山机械安全问题的依附性、隐性和安全事故致因的复杂性,需要企业技术和管理人员转变企业观念,共同承担安全责任,增强安全意识。
4.3加大安全资金投入,改善机械设备现状
针对目前在矿山机械安全方面欠账严重的状况,国家应该在政策方面加强引导,在法规方面加大控制力度,在资金方面积极扶持国有重点煤矿和地方煤矿进行安全技术改造,企业在利用国家政策技改资金的同时,自身也应下大力气,多方筹措资金,补足安全欠账缺口,下决心报废一切超期服役的设备,或进行必要的装备技术改造,从而切实改善矿山机械设备安全现状。
4.4进一步制定和完善矿山机械安全的法规和标准
我国矿山机械行业的标准化工作者应密切关注国际机械安全标准的发展动向,及时跟踪各先进工业化国家的重型矿山机械及相关行业的安全技术法规与安全标准情况,加大安全标准的制定力度,积极制定与国际接轨的安全标准,使安全标准能覆盖绝大多数矿山机械产品,监察机关也应加大执法力度,保证法规和标准的严格执行。
4.5加强对矿山机械安全技术人才的培养和从业人员培训
随着我国矿山机械设备和科学技术的不断改进和发展,由机械化向半自动化和自动化的方向迈进,对人的智力和技术水平的要求也更高、更严格。为了在生产工作中做到安全、高效,促进我国机械安全体系的建立和贯彻落实,就必须从现在起加快对从事设计、科研等工作的矿山机械安全技术人才的培养,加强对作业人员和技术工人的选择和培训,全面提高矿山机械从业人员的技术水平和安全意识,继续推进煤矿安全培训标准化建设,更好地提高安全意识和安全设计的技术水平。
参考文献
[1]煤炭工业部.煤炭工业设计规程[M].北京:煤炭工业出版社,1992.
[2]程居山.矿山机械[M].徐州:中国矿业大学出版社,1997.
[3]杨敬国,晋民杰.国外矿山机械的发展趋势[J].山西机械,2000,增刊,23-241.
[4]管荣根,张瑞宏,顾玲.论我国矿山机械的创新与发展[J].矿山机械,2004,(9):22-231.
[关键词]探矿 新技术 新方法 应用
[中图分类号] O741+.2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-113-1
0前言
在这机会和挑战面前,探矿工程的新技术和新方法显得非常重要,社会进步,经济的发展都离不开新技术新方法的应用这种趋势越来越彰显。人类进步的标志就是科技的进步,在国土资源大利用背景下,我们改如何去利用现有的技术去创新去开发新的方法手段获得高产工业油流。而现在在探矿业中的新方法新工艺到底有哪些呢?
1我国探矿技术现状分析
目前我国探矿技术及开采技术都相对比较落后且机械设备也完全落后于国外,生产效率低,设备技术水平落后,安全性差,存在事故隐患,大量采用进口或国产的现代化装备。 目前我国矿山生产使用的设备很多都是粗放型的,有些是模仿测绘国外产品,未掌握核心技术。采用设备比较落后如手风镐、架子钻、分体钻等低中档简易式钻机, 国内的矿山机械企业大部分还在生产传统的普通常用设备.在国内外市场供大于求。多数企业管理体制存在弊端,经营系统墨守成规,缺乏参与国际市场竞争的优秀人才和运作机制.致使我国矿山机械行业整体装备水平较低,重点企业布局分散,缺乏规模优势,成套设备供应能力弱,生产成本较高,产品质量较差,并且各自为战,相互恶性竞争,无法与国外先进产品抗衡。难以取得市场优势。 凿岩设备影响到国家产业安全问题。国家要长久发展,必须要先发展起自己的企业,以免受制于人,必须生产出高档凿岩设备。提高产品利润率。提高企业在国际上的竞争能力,首先做到技术水平不落后。
2探矿新技术应用情况
2.1钻探多介质反循环钻进技术
钻探技术自动化地质岩心钻机、 深部取心钻进技术、新型液动、气动潜孔锤及钻杆、多介质反循环钻进技术等钻探方面的一些先进技术都在国内外应用相当广泛了,气体钻井之所以一直得不到很好的发展是由于井口的频繁失效。由于钻柱的疲劳周期还没有得到很好的估测。为了找出其疲劳周期,我们做了一下直井钻柱研究,基于疲劳寿命预测的Forman模型,多方面的考虑了直径钻柱的受力分析和气体钻井过程由于机械反复摩擦产生的局部热对钻柱疲劳的影响。根据模型推理的除了近似的钻井疲劳寿命计算公式。根据大量的实力模型分析,分析结果表明,初始裂纹对气体钻井钻柱疲劳影响非常大,初始裂纹的大小直接影响钻柱寿命的长短;气体钻井疲劳寿命远低于液体钻井疲劳寿命。
2.2X荧光技术
X射线荧光分析技术基本满足了即使图像轻便快捷的野外探矿要求,X荧光技术在摊款行业中也受到了极大的关注,而且不负众望,在探矿工作共发挥了不可比拟的作用。X荧光技术是通过特定物质反射性成不同长度的波长,根据不同反射激光波长分析发现是否存在矿物质。技术实践表明这种技术很好的用于野外勘探,对于寻找各种金属矿物是非常合适的。它主要有以下几点优点:(1)可以较精准地指示出所探矿物所存位置;(2)能够探测出矿物所附结构;(3)能区分不同层次的岩层厚度及分界线位置。同时此技术也存在不少缺点:当矿体颗粒特性不均匀或是不平整时,x荧光分析结果将和可能存在误差甚至是错误的结果。所以,我们在使用过程中需要采取相应措施进行改进,从而提高x荧光技术的精确性,以免做太多无用功。
2.3甚低频电磁法
近年来找矿、勘探与开发生产工作进行的紧罗密布,对浅部矿和表露矿的探测技术已经完全攻破,然而正因为此技术完全攻破使得浅部矿和表露矿越来越少甚至没有的境地,着也就要求我们的探矿技术进一步发展,于是有人提出了甚低频电磁法,并通过大量实践证明甚低频电磁法确实实用有效,它拥有快速探测、简捷方便且比较精准,适合大深度探测。甚低频电磁法是一种浅层物探技术,这种技术是计算机通过对所测得的数据进行Fraser滤波、影音成像等技术处理,在通过对所探区域地质情况的研究结合经验分析发现矿物是否存在及所附岩层特性,通过掩盖矿物所在范围及其分布性状,并显示矿物体所依附体部位,从而确定矿物精准位置,这就是所谓的深层探矿,这个技术在矿物部分隐伏矿体情况中应用非常具有优势。这种方法的推广,不仅有利矿物探测还有利于地球每个地方信号的接收。虽然在深地层探矿中应用的很广泛, 甚低频电磁法任然还有很多技术难关需要客服:(1)电磁波接受能力在一天中日出日落信号最差,在测量时需要我们工作人员选定好时间,选择磁场比较好的时间段,一定要避开最不利时间段。(2)信号源的选择受到限制;
3新技术新方法在钻探应用中应重视的问题
综观国际上矿探技术发展趋势,结合我国国情,在探矿技术发展上,有以下几个方面值得重视:(1)深部探矿技术的研究。根据我国现状矿物分布情况,深部勘探技术的发展可能是目前增加国内矿物储量的唯一途径。而且浅部矿产的开发已经接近环境容忍界限范围了这也是资源保护的一种方式,与自然和谐共处的手段,因而深部勘探钻越来越受国内外钻探行业的重视。我国为了满足国名经济的持续发展需求,需要对深部探矿技术进行重视。这也是解决我国矿物储备紧缺的办法。与地表钻探相比,研究坑道内新的岩心钻探技术在钻探方面可以做到高效省时省费。一般现在的钻探深度已经超越100m界限。(2)应用各种技术设备时应注意其实用条件,根据其优缺点进行选择最恰当手段。进行择优选择,最终高效的完成探矿工作。(3)加强对设备材料的研究开发。设备原材料技术方面我国一直是薄弱环节,哟们应加以重视,比如钻探用管材、钻井液和超硬材料等材料的研发技术。(4)计算机在探矿工程中的开发应用。现代探矿技术的发展离不开计算机的应用,全面提高探矿技术,要对计算机进行系统开发。以此推动各方面的发展和进步。主要包括探矿自动化进程,探测仪器等的计算机辅助功能的应用。还需要建立一些远程专家研讨系统等方面的开发。
4结束语
综上所述,地质勘查技术对石油开采的发展起着非常重要的作用,也存在一定缺陷,作为国家经济领导性行业,国家应该加强政策支持和物力支持,推动石油业技术的发展,如矿业权、技术、资本、管理等要素。此外还需要培养专业人才并组织大型的研讨会,注重技术分享和创新。最终完成探矿新技术的新突破和创新,从而实现经济效益和缓解矿产资源短缺的现状。为我国可持续发展做出努力。
参考文献
[1] Halbouty M T.寻找隐蔽油气藏.北京:石油工业出版社,1988.