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关键词:井下采矿;采矿技术;施工安全;工程
引 言:矿井的共性是构造复杂、多变,特别是目前许多矿井正处于进一步的老化中,主采煤层局部块段经常会发生储量断失的现象。因此,积极寻找包括伴生煤层在内的薄煤层作为配采煤层是势在必行的,同时具有经济、施工和技术上的可行性,这是缓和接替、延长矿井服务年限,确保资源不丢失的重要途径。
1 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。
1.1 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,通常在煤矿开采中应用,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煤矿,这时就需要结合矿产的不同,采取差异化的采矿技术。
1.2 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。
1.3 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。
2 采矿技术的应用发展前景
2.1 采场围岩的控制技术
相关的技术研究人员需要充分结合煤矿采场的具体情况,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,提高煤矿开采的效率,保证煤矿开采的质量。
2.2 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。
3 采矿工程施工安全措施
首先,要构建科学的井下生产责任制度,明确规定各个工种岗位的操作流程,以便顺利实施安全生产管理制度。具体来说,就是要分层、分解井下安全生产目标,将责任严格落实到具体的人员和工作上,促使每一个人都有义务和责任保证生产的安全。强化安全工作,还需要加大检查力度和处罚力度,并坚持和落实每周的安全例会制度。
其次,要大力检查安全责任,及时消除井下采矿中可能存在的安全隐患,并综合应用多种方法,例如日常监测、专业检测和大规模检测等。如果有重大的安全隐患存在检查过程中,需要责令相关责任人在规定的时间内完成整改任务,并以书面的形式向上级汇报,避免出现问题。
再次,要结合矿山的具体情况,在科学地制订灾害应急方案时,要将灾难事故作为重点考虑的内容;提高采矿人员的自救、互救能力,培养紧急情况下处置事情的意识,并完善和健全灾难应对体制;强化救助演练,结合具体情况,对灾难逃生和救援方案进行科学的制订;应用高科技的救援和检测设备,以保证矿区的生产安全,使人们的生命财产安全得到有效的保护。
最后,为了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。
4 结束语
井下采矿生产是一项非常复杂的系统工程,需要综合考虑诸多方面的因素,在提高工作效率的同时,还需要保证井下采矿生产的安全。因此,对于现代矿产企业而言,需要采取一系列的措施,以提升自身井下采矿技术水平;同时,结合时展要求,积极引进先进技术和专业化人才,增强自身综合竞争力,在提升企业经济效益的基础上,促进我国矿山事业的更好发展。
参考文献:
(安徽理工大学能源与安全学院,安徽 淮南 232001)
【摘要】采矿专业大学生就业去向以艰苦行业为主,就业形势总体较为平衡,专业对口率较高。采矿专业近年需求较旺但区域不平衡,就业区域相对比较集中。指导采矿专业大学生成为综合能力强、专业技术高的复合型人才,要求针对采矿专业具体情况创新就业指导形式,实现毕业生充分和高质量就业。本文结合我校采矿专业就业具体情况进行分析并初步探讨提出对策。
关键词 安徽理工大学;采矿专业;就业特征;就业指导与服务
近年来,随着普通高校招生规模的不断扩大,高等教育逐渐从“精英教育”转向“大众教育”。高校毕业生人数倍增,导致面临就业和待就业的大学生群体不断膨胀,大学生就业问题成为全社会普遍关注的问题。
煤炭主体专业近年需求较旺但区域不平衡,就业存在扎堆现象。从总体来看,毕业生竞争力不强,结构性、摩擦性失业并存,就业矛盾比较突出[1]。采矿专业大学生在思维态度、素质特征等方面有别于其他学科的大学生,从而形成独有的特色,因此有必要建立一套适合采矿专业大学生就业特征的就业指导与服务模式, 以提高大学生就业指导科学化水平。以安徽理工大学能源与安全学院采矿系近两年就业情况为基础,对采矿专业大学生就业指导与服务的研究,为实现高校毕业生更加充分和更高质量的就业提供了一个新的思路。
1 采矿专业大学生就业特征
1.1 就业去向以艰苦行业为主,专业对口率高
根据世界能源国际组织和能源专家的预测,21世纪煤炭作为主要基础能源的地位不会改变[2]。采矿专业学生承担推进采矿技术的发展,提升采矿工程质量水平等重要职责。
当代大学生多为独生子女,很少有机会经历艰苦生活的磨炼,选择工作时更倾向于追求安逸,而采矿专业毕业生需要到采煤一线工作,井下工作环境恶劣,从事的行业比较艰苦,甚至比较危险。相比2012年,2013年采矿专业学生毕业后选择艰苦行业就业的比例有下降的趋势,但仍然是采矿专业毕业生最主要的流向。
20世纪90年代煤炭工业低谷时期,煤炭高校煤炭主体专业发展受阻,纷纷减少招生或转变专业方向,采矿专业毕业生少,进入煤炭行业的更少,再加上行业人才流失等,煤炭行业人才短缺,采矿专业毕业生一直是各煤炭企业的香饽饽,供求比不断增加,就业率普遍较高。我院2013年和2013年采矿专业毕业生就业率分别为100%和95.36%,专业对口率分别为99.16%和98.73,高于全国平均值77%,高于全国“985”和“211”工程院校平均值69%[3]。
1.2 就业区域集中,就业去向以地级市为主
采矿专业毕业生就业就业区域相对比较集中,主要分布在安徽省内和煤炭资源丰富的山西、河南、山东、宁夏几个省份。安徽省内以淮南市和淮北市为主,具体主要集中在大型煤矿企业,如淮南矿业集团,国投新集能源股份有限公司和淮北矿业(集团)有限责任公司等。
采矿专业2012届、2013届毕业生就业主要集中在我国的地级市,占毕业生的比例都在70%以上,在省会城市就业的,占毕业生的比例分别为8.86%和13.27%,在县级市就业的,占毕业生的比例分别为18.99%和13.72%。
2 就业指导与服务
近年来煤炭行业供需关系与长远战略发展的矛盾凸显,加之煤炭行业在工作环境特殊、经济基础薄弱和众多安全因素影响下,已然影响采矿专业毕业生就业。
采矿专业的学生由于其专业的特殊性,在就业中往往还面临着其他特殊的问题,比如:工作环境艰苦,对本专业忠诚度不高;人云亦云,盲目跟风考研;过分低估自己,信心不足等。针对采矿专业学生状况,除通用的一些就业促进措施外,笔者认为还应着力从以下几个方面加强工作,更好做好采矿专业就业指导与服务。
2.1 加强就业价值观教育,增强采矿专业学生为采矿事业奋斗的决心
结合采矿专业及煤炭行业特点,做好入学教育,加强专业思想教育,通过就业指导课、形势报告会、经验交流会等途径,让大学生转变就业观念,认清行业发展前景,引导他们及早做好适合自己的职业生涯规划,及时调整就业心态和期望值,树立“先就业,后择业”的观念[4-5]。同时,要使他们了解我国煤炭行业快速发展与人才短缺的现象,帮助学生树立信心,使他们具有学习热情,坚定选择采矿行业就业的决心。
2.2 加强采矿专业大学生实践能力培养
通过对我校采矿专业毕业生跟踪调查发现,社会用人单位普遍反映目前采矿专业毕业生具备较好的基础理论知识和专业知识,但动手能力差,实践能力薄弱,难以较快适应矿山工作的需要,毕业年后仍不能独立胜任矿山生产技术和管理工作。针对这一状况,在教学过程中优化专业培养方案,改善硬件环境,增加实践性教学学时,具体从课程设计、实习、实验、科研创新、社会实践、毕业设计环节建立完备的实践教学体系[6]。提升采矿专业学生能力、素质、创新意识和初步创新能力,缩短采矿专业学生独立胜任矿山生产技术和管理工作的周期。
2.3 有效拓宽实习、就业渠道,实现“走出去”战略
有关就业部门积极主动联系或实地考察毕业生实习单位,在各类实习实践环节,带学生深入煤炭企业一线,尤其是省外的煤炭企业,假期多进行进煤炭企业社会实践等;大力开拓就业市场,进一步加强同煤炭勘探、建设、生产、设计、煤机等煤炭行业单位合作,邀请其来校招聘,同时,利用好校友资源,创造条件,拓宽就业渠道,充分挖掘煤炭行业就业潜力;加大与非煤矿企业、建筑、铁路等行业联系,开拓就业市场;鼓励、引导学生考研深造不仅可以培养煤炭行业更高级的专业技术人才,同时也一定程度缓解就业压力;引导学生结合自身情况考公务员和事业单位、自主创业、应征入伍拓宽就业途径。
2.4 增强学生人文素质教育,提升大学生就业能力
基本工作能力、专业技能、求职技能构成了大学生就业的核心能力[7],从就业能力的角度,采矿专业学生由于其专业特殊性,普遍知识面较窄,与人沟通交流机会相对较少,第二课堂参与度不高,表现在就业能力上主要为表达能力差、组织管理和人际沟通能力差、综合知识能力差,除此之外,还有自我推销能力、发展能力等方面优势不足。以上的不足与缺陷可以通过增强学生人文素质来提升就业能力[7],具体通过开设人文素质教育必修和选修课程、丰富第二课堂等方式提高学生综合素质。增强采矿专业学生人文素质教育,改变单一、唯专业论的就业能力机制,培养学生成为综合能力强,专业技术高的复合型人才。
2.5 认清国内矿山企业的实际情况,引导学生合理流向
毕业生就业受经济动因、社会动因和毕业生价值取向等影响较大[8]。学生在安徽度过四年大学时光,老师授课大多以两淮煤田为例,实习基地和就业资源也多建于两淮地区,从我校毕业生就业情况看,2012年我校采矿专业毕业生毕业后选择在安徽工作的比例为54.21%,2013年为48.53%。
我国煤炭分布呈“西多东少”的格局,全国煤炭行业需要人才,而安徽两淮地区煤炭企业人才基本饱和,西部一些省市急缺人才。要让学生改变传统观念,引导学生了解西部煤炭企业,鼓励学生到西部去,到祖国最需要的地方去建功立业。
参考文献
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关键词:露天采矿;技术和设备;发展前景
从某种意义上来讲,能源在开采的过程中将会出现各种各样的问题导致资源的浪费,其人类在开采过程中也是经历了一段相对比较漫长的探索时期,并且各个阶段所呈现出来的开采工艺也是有着较大的差别,随着人类社会的不断进步,人们在开采过程中为了适应时代社会发展的需要,不断总结其创新方法和施工工艺,相关设备也在不断更新与完善,下面文章就以露天采矿技术及设备的现状为例进行分析。
1 露天采矿技术
露天采矿技术是为了更好地适应时代社会发展的需要,而出现的一种采矿技术。但就目前发展阶段而言,于我国还处于理论与实践相结合的研究阶段,并没有完全应用于实际生产生活中,常见的几种露天采矿技术如下:
1.1 间断开采技术
间断开采技术顾名思义,就是利用大型机械设备对其进行煤矿生产。通常情况下是由卡车进行运输,但是此种作业模式由于功率较大,油耗较高,因为在维护成本方面就会大大增加,而且卡车在运输途中会造成一定程度上的环境污染。所以为了改善此种情况带来的种种问题,尤其是近年来降低油耗,减少污染等方面做了大量的研究与试验。比较常用的是卡车辅助架线技术,这种技术主要是利用供电的方式使得发动机处于怠速状态,这样就能减少大量的耗油以及尾气的排出,同时也会采取节能耗油燃料如柴油或是液化天然气,同样能够起到降低耗油的目的。
1.2 半连续及连续开采技术
这种技术是目前比较常见的一种开采技术,尤其是针对近年来提出的低碳理念、绿色能源发展,这种开采技术一定程度上实现了对环境污染小,运输成本低的作业要求,但是它对于工作环境及地质要求都比较高,在一些难度施工作业比较大的地质环境下,半连续及连续作业的爆破技术很难达到理想的效果,这就一定程度上增加了作业成本。对于所使用的机械设备而言,也提出了较高的要求,通常情况下必须选择与施工作业相符的自动式破碎剥离仪器,将岩土碎石运输至排土场中,这种技术其优点是成本低,效率高。
2 露天采矿设备
2.1 露天采矿设备的特征
2.1.1 大型化设备为主
露天采矿设备逐渐向大型化发展,无论是在开采、运输还是工程应用机械方面,都呈现这一发展趋势。就我国目前而言,大部分露天煤矿采用的自卸卡车载重量都在200吨级,但是随着机械化的进程不断加快,承载力300吨级的自卸卡车也逐渐投入应用,如某公司的930E卡车。从采剥设备来看,使用的一般是电铲,斗容量在25m3~60m3之间。如PH4100XPC电铲,斗容60m3。穿孔设备一般采用孔径为150mm~300ram的牙轮钻机,如阿特拉斯的CDM75E钻机。工程机械如履带推土机,发动机达到900马力。
2.1.2 设备日益专业化
设备的日趋专业化对于露天采矿技术而言是极其重要的,尤其是就目前的开采结构及作业特征对于设备的使用也提出了较高的要求。在开采过程中,使用先进的技术仪器可以大大提高开采效率,降低成本。其运输过程中对于设备的使用也有着特殊的要求,所以针对设备的使用情况必须依据实际施工作业要求选择合理的施工设备,从而提高工作效率。
2.1.3 设备移动性强
受开采作业的特殊环境要求,在整个作业实施过程中对于设备的移动有着较强的技术要求,所以在实际开采过程中要根据开采情况适时调整设备,确保设备在使用过程中可以随时移动,如在半连续作业的情况下通常都是采取自移式的设备来实现对煤矿的开采。
2.2 露天采矿设备的发展趋势
2.2.1 向大型化发展
近年来国内装备制造业也不断制造出了各类大型露天采矿设备,部分设备性能比肩国际品牌。如某公司生产的WK-55电铲,斗容已达55m3。某公司生产的NTE型卡车,载重量已达300吨级,制造的900马力履带推土机,在实际生产中都有良好表现。设备的大型化实现了高产高效,为企业带来了良好的经济效益,而且大型设备相对配置的人员较少,降低了管理风险。同样生产能力的设备,单台套能力越大,经济效益越好。但在生产过程中也存在相关问题。近年来,随着国家对小煤矿的整合,部分露天煤矿在开采过程中经常遇到采空区。而大型设备由于自重较重,如地面下有采空区,及易发生压塌地面的情形,对设备及人员造成极大隐患。这也为设备的大型化提出了挑战。也是今后设备大型化过程中不得不考虑的问题。
2.2.2 向智能化发展
智能化技术的出现是为了更好地适应时代社会的发展需要,尤其是近年来各种信息技术的层出不穷,很大程度上推动了相关行业的建设与发展。露天开采技术相关设备的使用在实际中也获得了较好的成效。尤其是讲智能化技术应用于开采技术设备中,使得开采效率大大提高,并随时能够针对开采进程进行合理的实施监控,依据存在的不足可以准确判断出存在的一系列问题,并提出有效的解决方案,这是传统开采技术所无法比拟的。目前,大部分的采矿设备都配有车载监视系统,在无线电技术的帮助下可实现对设备的实时监控,提高设备的使用效率和使用周期。如在钻机上安装GPS定位系统用于钻孔的精确定位,以提升爆破质量。
2.2.3 向人性化发展
露天采矿设备在设计阶段就开始注重人性化问题,全面、合理的考虑到设备使用的安全性和舒适性,不断地进行优化设计,做到“以人为本”。同时,采矿设备的安全性提高也可以减少安全事故的发生,保障施工人员的生命安全。如卡特彼勒的789卡车,驾驶室地板及平台较厚,以防止前轮爆胎对驾驶室的冲击和伤害。采矿设备舒适性的提高则有助于缓解操作人员的疲劳问题,提高工作效率。
目前在国外很多大型制造上为了更好地提升产品的竞争力都在产品设计上及技术要求上有了较大的创新与改革,将相关设备融入人性化理念,减少设备作业过程中所产生的各种噪音问题,为其人员提供更加舒适的作业环境,不仅如此,还大大提高了工作效率。
3 结束语
通过上文的分析得知,我国露天采矿技术虽然在一定程度上获得了较好的发展,但是与国外发达国家相比仍存在着许多的不足需要完善。作为一名开采者要不断提升自身对于专业知识的认知与开采技术的创新与发展,要借鉴国外先进的管理理念与开采技术,并将其与我国的实际情况相结合,从而建立一套符合我国煤矿开采的技术理念,不断加以新,从根本上推动我国露天采矿技术的发展,进而造福于社会。
参考文献
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关键词:采矿工程;现代化;采矿工艺;技术应用
当下,由于人类的需求日益增长,矿产资源的开采量也随之越来越大,进而促进了采矿工程的发展步伐,因科技水平的不断进步,落后的技术与设备已不满足于当下发展要求,为迎合当下对采矿工程的需求,必须对采矿工艺技术进行改良。因此,务必使用现代化的采矿工艺技术,结合自身的发展特点,合理利用先进的技术,以在采矿工艺中发挥有效机制。
1.采矿作业的特点
(1)开采困难。由于采矿作业活动大多数是在地下的矿井中进行,所以产生的风险就相对较高。井下作业很难实现完全机械化与自动化,而且所产生的危险性更高。(2)矿产资源固定。因矿产资源在地球上的存在相对固定,可再生性较小,自然界中对矿产进行开采的地点比较固定,在选择矿址方面需要慎重。(3)采矿人员流动大。我国中小型煤矿较多,由于企业生产规模不大,不具备较强的生产力,同时,矿区环境较差,而且作业人员的薪资较低,造成了煤矿企业流动性较大的情况。
2.采矿工程中的常见技术问题
(1)采矿技术层面煤矿开采过程和井下施工情况,全面体现了采矿技术的整体性以及先进性,采矿业要想实现快速发展,就要对安全问题和开采效率进行高度的关注。现如今,采矿工程中使用的采矿工艺技术都存在着一定的弊端,如果这些问题得不到及时的处理,就会给矿山开采工作造成严重的影响,还会给井下工作人员的人身安全带来严重的影响。在对煤矿资源进行定位和储量探测时,所使用的技术存在着很多的不足之处,例如探测误差较大、探测效率不高、覆盖范围较小以及使用的探测技术比较落后等,这就导致实际获得的信息不具有较强的使用价值,使矿产资源的开采率受到一定程度影响,同时也会给后续的开采施工带来一定的阻碍。在井下开采施工的过程中,机械化的施工程度比较低,有些偏远地区的小型煤矿在开采时,依然使用着人工作业的模式。由于采矿企业的管理方式未能实现与时俱进,这就给现代化工艺技术的有效利用造成严重的影响。此外,废弃矿坑无法实现二次开采,这也使得大量的可利用资源被闲置浪费。(2)安全问题现代企业在生产经营的时候,一定要将安全问题放在首要位置,安全生产是国家对企业经营管理采取的强制措施,同时也是确保企业高效、平稳运行的保障。采矿工程的安全问题主要表现为以下两种情况:第一,采矿企业在开展采矿作业时,绝大多数的施工都是在地下进行的,人员和矿产资源都需要借助矿井和矿道来完成运输,因此最为常见的安全问题就是坍塌或者是渗水问题。第二,矿产资源在开采的时候,施工环境比较恶劣,缺氧的情况时有发生,矿井火灾和瓦斯爆炸事件发生的概率也比较高。
3.采矿工程中使用的现代化工艺技术
(1)露天采矿最近几年来,露天采矿技术得到了广泛的利用,我国露天采矿总量占地下矿山开采总量一半以上。通过调查发现,露天开采矿石量与传统开采矿石量的比例可以达到8:2,究其原因,主要是因为地下煤矿开采受施工技术的影响非常明显,且地下施工环境比较复杂,这也给施工作业造成了一定严重的影响。然而在使用露天采矿技术以后,使地下采矿氧气不足、地下施工空间狭小等问题得到了及时的解决,从而使矿产资源的开采效率得到不断地提高。然而,在露天煤矿开采的过程中,会给浅表层矿产资源和地表植被造成了一定程度的破坏,给后续的浅表层矿产资源开采和环境保护带来了巨大的压力。从可持续发展的角度进行分析,需要对地下矿产资源开采与露天矿产资源开采进行统筹安排,使所有的资源实现均衡发展和有效利用。(2)崩落采矿通过使用崩落采矿技术,可以使采矿作业的安全性得到有效提升,确保采矿作业得到顺利的进行。在对危险围岩进行崩落处理时,通过使用先进的崩落采矿技术设备,在确保危险围岩的稳定性得到保证的前提下,不断地加快矿产资源的开采速度,使企业的经济效益得到不断地提高。危险类围岩开采的过程中,使用崩落采矿技术以后,可以使开采作业的危险系数得到有效的降低,使作业环境的安全性得到了不断地提高。伴随着社会的不断发展和进步,崩落采矿技术也得到了快速的发展,崩落采矿技术被详细的划分为有底柱分段崩落技术和无底柱分段能落技术两类。无底柱分段崩落技术,需要投入的人力比较少,但是该技术对机械设备的要求非常高,对机械设备产生了过度的依赖。有底柱分段崩落技术的施工人员需要深入到施工现场进行作业,需要科学的检测底柱的间距和横截面尺寸,从而确保所得数据有效、准确。围岩去除使用崩落技术以后,一定要确保矿区结构不会受到严重的影响,使其满足采矿工程所有的施工标准。(3)填充采矿采矿工程施工的过程中,会出现采空区域,因此需要积极采取有效措施对采空区域进行科学管理,经常使用的处理方法为回填法,使地表下沉问题得到有效的避免,为后续采矿工程的顺利施工奠定坚实的基础。填充采矿技术在实际应用时,对于填充面来说,矿产资源被开采以后,其所承受的压力会急剧增加,需要采取一定的措施进行处理。支架架设时,需要使用填充物对地下压力进行一定程度的缓解,从而使地表沉降问题得到有效的处理,使围岩崩落而导致的危险事故发生的几率得到降低,使安全生产得到真正的实现。在填充采矿技术得到科学合理的使用以后,安全采矿的目的得到了真正的实现,填充采矿技术使用早期,所有的填充物全部都是就地取材,使用矿产资源开采后的废弃物来进行回填,使废弃物处理的成本得到有效的节约,但是这种方法的安全性不高,质量也得不到保证。随着科学技术的不断发展和进步,胶状填充物应运而生,使得回填的安全性和稳定性得到了显著的提高。(4)溶浸采矿溶浸采矿技术主要是通过矿产资源与化学物质之间发生的化学反应得以实现的,矿产资源的处理主要是借助特定的化学物质来完成的,使矿产资源从固体转化成为了液体,从而使矿产资源的开发得到了高效的实现。在使用溶浸采矿技术以前,需要对整个作业区域进行仔细的勘查,对作业区的底层情况进行全面的掌握,对矿产资源的分布情况和底层结构有清晰的了解。将事先准备好的化学物质灌入到地层中,矿产资源与灌入的化学物质发生化学反应以后,矿产资源被转化成为液体资源,从而使矿产资源得到充分的开采。与其他采矿技术进行比较,溶浸采矿技术具有较强的优势,它的安全性和稳定性比较高,使矿产资源开采的效率和质量得到保证,同时不会给环境造成恶劣的影响,值得在采矿行业中大范围的推广。(5)岩体加固采矿在采矿工程作业时,会受到很多外在因素的制约,采矿区四周的岩石在受到撞击以后会出现松动的情况,使岩体的稳定性受到影响,因此为了使开采作业得到顺利的进行,需要使用专业的锚索工具进行施工。锚索工具可以使采矿区域顶部位置得到加固处理,这就是采矿企业经常使用的岩体加固技术。岩体加固技术可以与填充法进行配合使用,从而使采矿作业的安全性得到有效的提升。支护法和注浆法也是岩体加固经常使用到的方法,对破碎岩体和流砂起到了较好的加固作用,使采矿工程施工环境的安全性得到保证。
4.现代化采矿工艺技术的发展前景
(1)无废开采技术在进行采矿的时候,需要科学的处理爆破方式和搬运情况,从而其经济收益得到不断地提高,同时投入的财力和物力也会随着增加,给整体工作效率造成严重的影响。废石处理受到了人们的普遍关注,从安全的角度出发,通过对采掘工序的合理设置,使地下矿山无废开采技术得到优化和升级。科学的设置工艺技术流程,使所有的废弃物得到及时的处理,同时做好环境保护工作。(2)采矿场地的安全与稳定要想使开采过程的安全性得到保证,就要对采空区进行及时的回填,从而使工作效率得到不断地提高。借助先进的检测技术和仪器,实现对施工区域地质环境的科学监测,对潜在的风险进行清晰的了解,使用高精尖的科学技术,实现对矿体的修正和固定,从而使矿山场地的安全性和稳定性得到有效的提高。(3)地面沉降塌陷灾害预警现代化信息技术在采矿工艺中得到了广泛的运用,使用遥感技术、地理信息系统和全球定位系统对矿区地表的复杂情况进行了全面的掌握,实现了对地质环境的科学监测,使用先进的分析系统科学的评价了矿区的安全生产环境,使安全事故的发生几率得到有效的降低,从而使施工人员的人身安全和生命财产安全得到保障。
关键词:煤矿;采矿工程;采矿工艺;技术分析
1煤矿采矿作业的特点
采矿作业具有一定的危险性,为了有效避免事故的发生,工作人员必须充分了解采矿作业的主要特点:①矿产资源的固定性,采矿作业的工作对象为矿产资源,它们是自然界存在的固定矿体,且具备一定的不可再生性,因此,矿址是无法随意选择的;②采矿人员的流动性,我国分布着很多中小型矿产企业,但这些企业的规模较小,生产力较低,加之工作环境恶劣、工人报酬低等因素,采矿工作中难免存在人员流动问题;③矿资的不可再生性,随着矿产资源的快速开发,矿资逐渐呈现枯竭趋势,为了保证矿资的原量供应,就需要进行深层开发,这不但增加了开采难度还降低了生产效率,甚至造成贫矿的出现;④矿产资源质量不稳定性,作为一项收益高、风险高的项目,矿产开发需要投入大量资金,加之其开采周期较长、开采条件复杂等因素,标准化开采简直遥不可及,极易影响矿资质量;⑤开采难度较大,采矿作业具有很大风险且多数在井下进行,实现自动化与机械化具备很大难度。
2煤矿工程采矿技术分析
(1)缓倾斜薄煤层开采技术。缓倾斜薄煤层开采技术所用的刨煤机,具有体积小、功率大、开采效率高及安全可靠等特点。但为了能更好地保证煤矿开采工作安全顺利进行,还需研制一套与薄煤层开发相匹配的煤机综采液压支架及其它配套技术。(2)缓倾斜厚煤层开采技术。对缓倾斜厚煤层的开采需使用一次性开采技术,这项技术特别注重加强支架结构强度,因为只有达到一定强度,才能防止出现滑倒等现象。同时,也能避免顶梁焊缝出现开裂或四连杆变形等现象的发生,另外一次性开采技术还保护了千斤顶可以安全工作,进而提高开采工作的安全可靠性。(3)深层井开采技术。在煤层开采过程中,深层井开采技术的重点工作包括控制矿压、防治冲击地压、瓦斯和热害及深井通风和井巷布置等。该项技术主要应用在地热危害性很大、冲地压较低和煤层岩石抗压力低的地段,为了更安全地开展开采工作,在进行开采前,需重点研究深井围岩状态及其应力场的分布特点和深井场地的环境变化情况。(4)填充开采技术。填充采矿工艺技术指的是在回采工作前进期间,选择合适的填充材料对于采空区进行补足,通过一定的支撑强度达到安全生产的目的。面对特殊开采环境的情况下,在填充材料的基础上还可以联合支架支撑,确保采空区一年的支撑强度。该工艺技术的应用,能够显著改善回采工作的安全性,减少事故的发生、提高企业的生产效率和经济效益。(5)溶浸采矿工艺技术。溶浸采矿工艺技术属于化学开采方式,在开采前期对当地的地质环境进行勘探,结合矿产资源的化学与物理特性深入分析,选择合适的溶浸液灌注到矿层中,与目标对象发生一系列的化学反应,把将要开采的矿产资源固体转化为液体,能够很好地实现对矿产资源的开发。溶浸采矿工艺技术的安全系数高、对矿产资源的开采和利用率高,同时能够满足节能环保理念,是非常具有应用前景的工艺技术。
3煤矿采矿工艺技术的改进策略
(1)完善政策制度。没有规矩不成方圆,煤矿企业的管理与发展离不开完善的政策制度,企业管理者不应只看眼前利益,要重视科技创新的应用。当地政府可以通过制定政府补贴等政策鼓励倡导煤矿企业技术创新,对于不愿意进行技术创新的企业,政府也可以制定强制与鼓励措施,实现奖罚并重,提升企业对先进工艺技术的认识度。除此之外,国家还应制定完善的工作制度,明确煤矿行业的工作目标、开采流程,并严格划分管理者的岗位职责,制定各种管理办法,使工作人员可以有法可依、有章可参,工作中各司其职,避免违法操作,实现采矿技术的规范化,进而提高企业的生产效率。(2)工艺技术智能生态化。当前社会是知识经济的时代,各类先进的信息技术被广泛应用,煤矿行业也不例外,只有将自动高新的技术手段不断应用于煤矿开采作业,才可以真正实现煤矿开采技术的智能化发展。相较传统的煤矿开采技术,无人开采将是主要的智能化发展方向,它不但可以节约人工成本,还可以确保工人安全,为煤矿企业创造更高的经济效益。除此之外,生态化也是煤矿开采技术的发展方向,煤矿开采过程中难免会产生大量的废气、废物,给矿区周围的环境造成了极为严重的污染。为此,煤矿开采技术不但要实现智能化,还要在降低污染的基础上实现生态化发展,保护人们的生存环境。(3)建立塌陷预警系统。煤矿开采工作的安全系数极低,企业亟需借鉴全球定位系统与地理信息系统的优势组成先进的地理位置信息主体,建立煤矿塌陷的预警系统。比如,在采矿过程中,企业可以采用3s技术综合分析方法,全面监控矿区表面的塌陷区域,并根据遥感图像分析判断,在分析采矿资料的基础上建立井下矿区的灭害管理系统,以保证工作人员监测、记录、管理井下的煤矿数据信息,在储存分析的基础上实现信息的动态反馈,从而有效预防煤矿事故,做到安全生产。经过长期的技术研究,我国在借鉴国外先进经验的基础上,已经初步形成了一套完善的煤矿开采技术系统,例如,以填充为导向的成套技术,以废石处理为导向的整套技术资源等。采矿工艺技术的高低,直接影响着企业的经济效益,只有不断开发研究开采技术,才可以确保煤矿行业不断发展,并取得明显进步。(4)提高采矿人员素质。煤矿开采技术的应用,离不开专业技术人员的支持,影响企业效益的首要因素便是工作人员的综合素质。由于煤矿开采工作的独特性,工作人员从事的工作大都繁琐复杂、重复性高,需要工作人员具备较高的技术素质。因此,煤矿企业应定期开展各种技术培训活动,一方面,应教授采矿人员熟悉使用各种设备,了解采矿中的技术知识,使每一位工作人员对采矿有一个大致的了解;另一方面,还应着重培养工作人员的安全意识与责任意识,注意采矿中的细节问题,尽力避免意外事故的发生。
4结束论
总之,现代化采矿工艺技术在采矿工程中具有较大的应用优势,能够显著改善工作的安全性,提高开采效率和质量,推动矿业的稳定与持续化发展。在新的时代背景下,矿山采矿工作应当结合安全与环保理念,积极开发绿色开采技术,在提高矿产开采经济效益的同时,提高采矿带来的环境与社会效益。
参考文献:
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关键词:采矿工程;采矿技术;施工安全
井下的环境复杂多变,因此会发生很多突况,目前在我国有很多小的矿井依旧采用非常落后的炮采工艺,这样的生产方法非常容易引发安全生产的问题。在我国“黄金十年”期间,煤炭行业得到了大力的发展,很多煤矿产业开始进行与发展相关的基础设施建设。但是随着2011年之后,随着煤炭行业的黄金十年越走越远,这一行业的效益也逐渐走向低迷,但是其生产技术还是有着很大的进步,在全面提升产能、释放生产潜力的时候,也造成了一些生产过剩的情况,同时也遗留了一部分问题。下面本文就针对煤矿开采中的采矿技术和施工安全问题,对于相关的管理方法和技术发展进行分析说明。
1采矿工程以及采矿技术的特点
1.1井下生产的多变环境在我国地域辽阔,在很久之前就有了开采的历史,并且多数在进行开采,其中很多都是已经开采的深层煤炭,所以开采出来的煤质量非常高,技术的要求就更加高了,所以还需要在生产技术中进行改进。因为煤层不同,所以需要用不同的技术在井下进行挖掘。在我国煤炭开采具有几个主要特点:首先就是开采方式的多样化,主要以主井、副井井筒的不同划分,采用立井、斜井、综合、平硐四种开采的方式。其次就是根据不同大小井口的形状和漏填开采的方式并存的状态。还有就是需要结合当地的地形特点和煤层特点采取不同的开采形式,最终形成当地独具特色的开采工艺[1]。
1.2井下采矿的复杂工艺
井下的环境比较复杂,所以在开采的过程中不仅需要应对瓦斯爆炸的情况,还需要避免煤层自燃、井下水患的情况。同时还需要应对各种错综复杂环境中出现的问题,避免使开采技术变得复杂。
1.3井下开采技术管理的精细化
如上所述,随着我国市场经济的不断发展,井下开采的技术也需要不断的更新换代,迎合市场经济的情况,才能够持续发展。自从2013年我国煤炭经济的不断下滑,不少煤炭行业的经济状态处于亏损的情况[2]。虽然目前情况下,我国煤炭市场的情况略有好转,但是前景依旧非常艰巨,还需要在煤炭开采的技术管理上逐渐精细化,降低开采的成本,才能够提高最终的价值,顺应市场的发展情况。
2采矿工程中采矿技术的类型和发展情况
2.1采矿的具体类型
煤矿的开采具有很多种类型,其中根据煤矿的深浅情况还分为两类。第一类就是露天开采:这种情况主要就是征地埋深浅的煤层,在剥离了地表的岩层之后,就可以进行开采可,其开采状态主要就是以挖掘为主,所以开采的速度快,经济效益高。不够因为埋深比较浅,所以煤炭的质量比较低,一般这种方式开采出来的煤炭都用在电煤的处理。还有一种就是井工开采:这也是我国煤炭的主要开采形式,根据各个地方的地质结构不同,所以开采的方式也不尽相同,需要采用综合机械化采煤、炮采,以及普通机械化采煤等等。并且在开采煤炭的过程中,还需要使用地下瓦斯,其中的有毒气体也导致很多安全事故的出现,所以需要特别注意[3]。
2.2采矿技术的不断发展
随着我国科学技术的不断发展,煤矿产业也实现了数字化发展,很多国家规范的煤矿已经实现了数字化生产的采煤方法,只是在特殊的地质和维护工作上进行定期的管理,只有这样才能保证稳定的生产工作。
3采矿工程的施工安全管理
3.1据实际状况进行安全生产规划
煤矿的生产主要就是以安全、科学和发展促进生产。通过对先进技术的引进,需要在提高矿井安全性的前提之下提高煤矿安全生产的技术。同时还需要吸取以往矿难的惨痛教训,意识到不安全生产过程中产生的重大危害。在矿产的安全培训工作中,一定要给予每一位员工贯彻安全生产的意识,时时强调,力求唤起员工在井下工作的安全意识。并且在安全培训的过程中,拟定安全求生的路线和求生演练,通过日常的模拟保证在井下发生事故之后,有序的进行急救处理。
3.2构建合理的矿井安全责任制度
在井下施工管理的过程中,需要针对其中工种和岗位的具体操作流程,在管理制度上进行安全施工,根据具体的应用曹氏实现分层的管理,并且通过对于井下监控措施,实现对井下工作24小时的监控[4]。针对工作人员在工作中的操作,还有是否规范化,实施全面的责任制度,使井下工作能够安全有序的进行下去。
3.3加大安全力度
在井下煤矿开采的实施过程中,需要对安全隐患尽心彻底检查,合理的使用专业检测实现大规模的检测管理,并且通过最终安全隐患的检测管理实现员工在井下工作的安全责任认证。这样才能够保证在井下开采的过程中,员工分工明确,把责任分布到每一位员工身上,保证在出现安全事故的时候,能够有人员积极组织大家逃生,减少不必要的伤亡几率。
3.4加强通风管理方式
矿井下进行开采时通风是井下生产中最重要的一部分,良好的通风系统主要就是为了保证矿井中能够安全生产。建立一个合理的矿井通风管理制度,为每一位员工普及安全知识,才能够保证安全生产。在构建井下通风制度的时候,还需要根据井下具体条件进行分析,按照相关的要求,进行人员的配置,最终拟定岗位。只有重视安全通风的环境,才能保证员工生产的安全。
4结论
综上所述,随着我国煤炭开采技术的不断发展,越来越多的人们致力于发展煤矿井下开采工作,所以只有不断的提高生产的技术,提高井下生产的效率,保证安全生产措施,才能够保证煤矿企业安全合理的发展。通过对安全技术的管理,保证井下的安全生产情况,才能够为了广大工作人员和井下财产安全提供最切合实际的保障措施。
参考文献
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关键词:充填采矿;技术优势;工艺流程;实际应用
引言
我国拥有丰富的矿产资源,但人均矿产资源量却远低于世界水平,而且我国矿产资源分布不平均,探测和开采更为复杂。随着能源危机的不断蔓延,我国的矿产开采技术受到了多方的重视。近年来,虽然矿产开采技术已有了很大的进步,但是采矿效率和环境保护仍不能达到国际标准,这就为充填采矿技术的发展打下了基础。
1 充填采矿的定义及特点
在实际作业中,矿产资源在被采掘之后会留有深深的空洞,在采矿专业中称为采空区。这种空洞若不能及时补救就会给矿区的整体稳定性带来危害,影响整个矿区的安全,这也是为何我国采矿行业事故频发的原因。而使用充填采矿法可以在采掘过程中弥补空洞,将充填材料直接运送到采掘空洞,对采空区起到良好的充填、保护的作用,以此减少采空区对矿区结构的危害。
充填采矿法是人们不断探索得到的、较为环保科学的方法。笔者认为,根据充填采矿法的特点,其更适于矿井结构大而深的矿山。胶结充填适用于品位较高,矿石赋存形态复杂多样的矿山。依据近些年的实际操作,充填采矿法不仅能够起到保护矿井整体结构的作用,保证员工的生产安全,同时还能降低贫化率和损失率。但是,充填采矿还存在一定的缺点:充填采矿在实际操作中需要较为复杂的操作流程;使用充填采矿会加大初期的投入成本,同时还需要大量的物力支持。
2 充填采矿技术的优势
充填采矿法的应用已经远远超过了其实际意义,这种先进的采矿方法能够减少环境污染,起到保护环境的作用。目前,全球利用充填采矿法施工的矿山,已经出现了无废料排放的矿山。例如,德国的格隆德铅锌矿山利用全尾砂和重选碎石制备膏体作为充填材料,采用这种方法之后,就再无尾矿乱排放的现象。
采用充填采矿法能够迅速地填补采空区,这样就能及时防止采空区出现塌方的现象,从而为采空区的岩石提供强有力的支持和保护的作用,防止岩石出现较大的位移。该方法能够从根本上保护地下和地表结构不被破坏,对当地的生态平衡有着积极的作用。
充填采矿法与传统的采矿方法相比,其最大的优势是低贫损的开采功能和对资源的保护功能。充填采矿法能够适应各种复杂的地质结构,降低平滑率和损失率,充分利用矿产资源,以达到对资源的保护功能。
3 有关充填采矿技术的工艺流程与实际应用
3.1 工艺流程
康家湾矿区使用的充填采矿原料主要包含:水泥、尾砂、粉煤灰和水四种物质。尾砂仓为半堑沟式卧式砂仓,容积200m3,水泥仓则是圆柱圆锥型立式仓,可容纳48t的水泥,充填的主要工艺流程(见图1):卧式砂仓内的尾砂通过电耙和G×φ400mm螺旋输送机转运至直径2000mm的搅拌桶中;粉煤灰及炉渣经处理后通过电耙绞车进入缓冲漏斗,再由螺旋输送机送入搅拌桶内;水泥则由水泥仓下口通过螺旋机输送至搅拌桶,按照灰1:5、1:10或1:15的比例制成砂浆,粉煤灰的添加比例为12%,最后通过聚丙烯塑料软管运送至采空区进行充填工作。
3.2 实际应用
充填采矿法在实际应用中依据不同的充填材料可以分为以下三种方法:干式充填法、水砂充填法和胶结充填法。传统的干式充填法利用不含胶结剂的碎石进行充填,再进化到利用水淬渣进行充填,再到胶结剂充填。通过实际充填过程不难发现,随着充填材料的胶结性不断增强,采空区的支撑结构也就越强。作者认为,采空区往往是庞大的结构,在充填材料中加入胶结剂,能够让充填材料和地下结构快速融合,形成一个牢固的新结构。
3.2.1 干式充填法
干式充填法是将井下其他工作面的废石作为充填材料通过充填天井输送到采空区,但这种方法最致命的缺点是需要消耗过多的人力和物力、作业的时间较长、充填的速率较低。且当充填区域周围有矿时,必须留永久保护矿柱。随着我国工业技术的不断发展,越来越多的企业抛弃了这种传统的作业方法。
3.2.2 水砂充填法
水砂充填法主要使用碎石渣、尾砂和炉渣作为充填的主料,利用机械设备将这些主料运送到采空区,即可实现充填工序。这种方法相对干式充填法来说较为快捷、完善,但是水砂充填法的施工工序较为复杂,需要技术性人员进行操作;同时,水砂充填法的排水量较高,过大的用水量是对水资源的浪费,不利于环保。由于充填体强度低,当充填区域周边有矿时,也必须留永久保护矿柱。随着技术的不断改进,水砂充填法也逐渐被企业所摒弃。
3.2.3 胶结充填法
胶结充填法是以块石、碎石、河砂和尾砂作为主料,将主料、水泥、水及活性添加剂进行混合形成胶结性较高的膏体,再使用机械设备或者重力运送到采空区。该方法中的膏体填料具有更强的粘结性,能和岩石结构快速胶结,形成坚固的整体。该方法充填速率快,充填体强度高,在目前国家安全环保要求逐步提高,尾矿坝建设审批日趋严格的是形势下,具有良好的发展前景。
在20世纪六、七十年代,分级尾砂作为胶结充填骨料充填采空区的技术国内得到广泛运用,管道水力输送技术的快速发展又进一步推动了这一进程,但实践表明,尾砂分级脱泥的全尾砂利用率比较低(仅有50%),且不能合理有效处理细粒级尾砂。
康家湾矿采用的是全尾砂充填,添加粉煤灰、水淬碴活性物质,有效地解决了尾砂地表堆积可能引发的事故、降低充填成本,提高充填体强度等问题。粉煤灰、水淬炉渣全尾砂胶结充填的混合料制备工艺,如图1所示,初期投资比较低,考虑到能高效率(100%)的利用尾砂,可节省掉尾矿库筑坝费,很大程度上提高了经济效益。
4 对充填采矿技术用于采矿的问题的几点思考
4.1 填充材料相对落后
新技术的不断提高,采矿业取得了迅速发展。人们对该行业的要求也不断增多,以往的填充材料无法满足现代采矿业的需求,同时,为了使现代采矿新技术得到高效率深层次的运用,在进行深部采矿作业时,必须对填充材料进行更新换代。
4.2 充填设备技术具有滞后性
与现代采矿充填技术相比,充填设备却具有相对滞后性,随着新技术的不断应用,其用于充填的设备已不能满足开采需求。目前,很多矿山采用的充填设备稳定性较差,自动化控制水平难以达到填充要求,充填设备与充填技术的不协调将直接影响矿山的未来发展,这在一定程度上对采矿企业的生产总值产生不利影响。充填不当也会对资源的合理利用造成很大伤害,将不利于可持续发展战略和环境友好型社会的建设。
4.3 开采方法有待规范
目前对资源开发的过程中,充填技术并未得到全部应用。有些矿区滥采滥挖,有充填设计,但不充填,或充填欠账太多,只重视经济利益,不重视生态平衡,这对矿区、自然环境都造成了及其严重的威胁。采矿行业要取得长远发展,上述问题必须得到有效解决。要使保护环境、节约资源的概念深入人心,政府应积极采取有效措施,对绿色开采企业进行奖励政策。企业应从长远角度考虑,加大对技术研究的投资,及时更新设备,改进技术,提高开采技术水平,减少安全事故,同时为环境友好型社会的建设贡献力量。
4.4 采场顶板管理存在较大难度
在开采地段不稳定的情况下,其地质条件就会相对复杂,不利于工作面顶板的管理。在岩石构造和结构条件相同的情况下,工作面顶板的暴露时间越长,出现冒落事故的概率就会越大。因此,为防止冒落事故的发生,降低安全风险,就要尽量缩小工作面顶板的暴露时间,也就意味着减少采场作业的循环周期,及时充填,这样也有利于顶板围岩的稳固。另外,在进行填充作业前,增加2-3个点柱也可起到加固作用。
4.5 胶结面强度的控制
上向胶结充填时,最上面胶结面的强度必须要高一些,以缩短凝结时间,提高采矿效率,同时可以避免将胶结面的尾砂作为矿石出窿,降低贫化率。可通过提高充填料的水泥含量来控制。
4.6 胶结充填接顶
当有特殊要求时,需要充填接顶,考虑到胶结充填接顶情况与充填体的质量以及井下作业人员的人身安全息息相关,倘若不能有效接顶,将会造成严重的安全事故,然而在实际工程中,充填接顶仍有许多亟待解决的问题,笔者结合自己的工作经验,认为应该从充填料浆浓度、下料充填方式等角度入手,并开展有效的充填接顶监测工作,规范充填管理制度,搞好充填接顶工作。
5 充填采矿法的未来发展
随着我国可持续发展战略的提出和环境友好型社会的建设,采矿行业也迅速兴起了绿色采矿,提倡在对资源开采的同时,注意环境保护和资源的利用率。绿色开采对开采技术提出了更高层次的要求,开采技术不仅要扩大开采量,还要注意对环境的伤害降到最低。总的来讲,矿山应继续坚持绿色开采的理念,加大对充填采矿法的技术升级,提高充填采矿法的技术含量。
6 结束语
文章针对目前采矿行业的充填技术中存在的问题,从资源保护和矿区长远发展的角度,进行了六个方面的探讨:填充材料相对落后、充填设备技术具有滞后性、开采方法有待规范等。从而得出以下结论:
(1)充填采矿技术与传统的采矿方法相比有着自身独特的优势,符合当下可持续发展的要求,有利于环境保护型、资源节约型社会的建设。
(2)但矿区在采用充填采矿法时不能盲目选择。首先充填采矿技术的选择要根据各个矿区自身的特点,因地制宜、实事求是;其次充填技术要考虑到经济成本和可持续发展,矿区应继续坚持以绿色开采为理念,从长远利益考虑,提高充填的技术含量;最后,加强对充填采矿技术的研发,争取在现有优势的基础上,继续降低采矿对环境造成的污染,减少开采成本。
参考文献
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[4]于润仓.我国充填工艺创新成就与尚需深入研究的课题[J].采矿技术.2011(3).
关键词:采矿系统;新兴科学;基本原理;技术
分类号】:TD822
1 前言
1.1 系统工程研究的目的
系统工程是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统的工程技术。根据总体协调的需要,综合应用自然科学和社会科学中的有关思想、理论和方法,利用电子计算机作为工具,对系统的结构、要素、信息和反馈进行分析,以达到最优规划、最优设计、最优管理和最优控制的目的。
1.2 系统工程研究的对象
系统工程研究的对象往往是复杂的大系统乃至巨系统。系统的复杂性体现在:A、构成系统的要素本身往往就是一个系统或子系统,从而体现了系统的多层次性;B、系统涉及的因素往往是多维的(时间维、逻辑维、知识维);C、系统是由不同质的要素集合而成的;D、系统可以是包含人在内的人―机系统。[1]
2 采矿系统工程
采矿系统工程是根据采矿工程内在规律和基本原理,以系统论和现代数学方法研究和解决采矿工程综合优化问题。[1]把具有先进科学技术含量的系统工程学与传统的单一的采矿工程学相结合,形成采矿系统工程学,这是近些年来采矿工作者潜心研究形成的一门新兴学科。
2.1 采矿系统工程能够迅速得到重视和应用的原因
2.1.1 整体性
采矿工程涉及面广、作业点分散、影响因素多,需要从总体上进行全面协调,而这正是系统工程的特长。以往的采矿工程,往往侧重于单个作业或环节,运用系统工程,使人们科学地从总体上整合采矿问题,在矿山规划、设计和评估中表现尤为突出。
2.1.2 边缘性
采矿工程涉及许多学科, 过去有脱节的现象。通过系统工程,人们研究学科之间的相互渗透和交叉,出现安全系统工程、边坡系统工程、地质统计学、系统模拟技术、人工智能技术、虚拟现实技术等
边缘学科。
2.1.3 先进性
采矿工程是一门古老的技术,常常依赖于经验判断而不是精密计算。通过采矿系统工程引入各种现代数理统计数据、管理信息系统以及计算机技术,可以将许多定性分析转化为定量决策,大大提高了采矿工程的科学性。
2.2 采矿系统工程具有的特点
采矿系统工程在处理问题时,要考虑采矿工业受外界影响因素多的特点。因此,多目标决策、模糊决策、人工智能、计算机辅助设计等系统工程技术在矿业界的应用就显得十分重要。
2.3 采矿系统工程的应用范围
目前国内外用系统工程方法研究采矿工程问题,已涉及相当广泛的领域,从矿床估值与评价,到采矿生产过程的优化管理与控制,都有可观的研究成果出现。
(1)矿床赋存条件的分析与评价:如矿床模型的建立,矿床资源条件评价等。
(2)矿山开采设计规划:如矿山开采方法,开采工艺及设备选型, 矿井及露天矿开采境界的圈定,矿山生产能力及边界品位的优化, 矿井及采区设计,露天矿长远设计,矿山短期生产计划,矿区发展规划等。
(3)矿山建设及项目评价:如新建或改扩建矿山投资项目的评价,矿井或露天矿建设过程的优化等。
(4)矿山生产工艺系统:如采矿工作面生产状况分析,矿山采运系统分析,露天矿卡车运输调度系统,矿井通风排水系统,矿山生产系统可靠性,矿山生产监控系统等。
(5)矿山压力及边坡稳定:如采场矿压及其控制,回采巷道布置与支护,露天矿边坡稳定分析等。
(6)其它方面:如爆破工程,疏干排水工程,矿区环境工程研究等,属近年开拓的研究领域。
3 采矿系统工程在采区设计方案优化中的应用
3.1 采区方案设计
采区设计通常分为二个阶段进行,即确定采区主要技术特征的采区方案设计和根据批准的方案设计而进行的采区单位工程施工图设计。采区方案设计除了需要阐述采区范围、地质条件、煤层赋存情况、采区生产能力、采区储量及服务年限等基本情况外,应着重论证和确定以下问题:采准巷道的布置方式及生产系统、采煤方法选择、采掘工作面的工艺装备、采区参数、采区机电设备的选型与布置、安全技术措施等。
3.2 方案优化
采矿工程专业毕业设计中所要进行的矿井采区设计, 采用采矿系统工程理论与技术来进行,克服以往人工方案比较的局限性。人工进行采区设计方案比较一般只有2~3个方案, 最多5~6个方案,且依赖少数专家经验判断进行决策,而采用采矿系统工程理论与技术方法来进行方案比较,由于采用了技术经济数学模型和电子计算机运算,所提出的设计方案经过数理组合可以达到十多个,甚至几十个,从而使选优的范围更加广泛,计算更加精确,方案优化更加科学性,摆脱了经验判断的局限性。
采用采矿系统工程理论与技术方法来进行方案比较,最大的特点:A:能根据给定的优化原则在诸多可行方案中选取出最优方案, 且运行速度快,经济、合理、可靠。B:改经验判断为精密计算来进行方案比较,通过采矿系统工程引入各种现代数学模型和计算机运算,可以将许多定性分析转化为定量决策,大大提高了采矿工程的科学性。采区设计方案优化的目的:就是在各种可供选择的定性方案和定量参数中选取最优方案和参数。
3.3 优化内容
采区优化设计内容包括两个方面:一是选择采煤方法、采区机械设备;二是确定采区巷道布置系统及其主要参数。巷道布置系统一经确定,并进行施工投入生产后,在采区整个生产期间内基本上不能改变,它是采区设计优劣的主要标志。利用采矿系统工程进行采区优化设计的重点是解决采区巷道布置方案及其主要参数的选择。
3.4 优化方法
优化所采用的主要方法有:线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、图论及网络分析、决策论、对策论、系统模拟、人工智能学、计算机辅助设计等。
3.5 优化参数
采区优化设计的主要参数:采区类型、采准巷道的数目和位置、联络巷道形式、采区走向和倾斜长度、采煤工作面长度和区段数目、同时生产的工作面数目和采区生产能力等。
3.6 优化思路
采区优化设计的思路:根据给定的采区煤层赋存条件、费用单价指标和优化内容,在多种技术上可行的巷道布置方案中选取最优方案。对某一种采区巷道布置方案选取一组最佳参数,同时选取采区巷道布置及其参数组合中的最优方案。
3.7 优化步骤
采区优化设计的步骤: ①确定优化准则,采用单指标或多指标。②编制技术经济数学模型。③确定技术上可行的方案,或根据煤层条件在可供选择的方案集合中初选技术上可行的方案。④确定进行优化的主要参数和各项参数取值的上下限、间隔数值。⑤搜集基础数据。⑥上机运行输出优化结果。⑦对优化结果进行检查和加工整理。[1]
4 结束语
采矿系统是一个复杂的动态系统,采矿系统是一个多目标、多因素、多变量的、随机性因素影响很强的、生产对象和作业环境变化很大的、多种技术互相作用下的复杂的动态系统。对于如此复杂的动态系统,运用采矿系统工程中的优化理论和技术方法,来进行采区设计优化,能收到十分明显的效果,为采区设计优化开拓了广阔的前景, 摒弃了人工经验判断进行方案选择的局限性,进而使用电子计算机在多达几十个待选可行方案中进行优化,更加科学化、规范化、系统化、现代化。
参考文献:
[1]张幼蒂,王玉浚. 采矿系统工程[M]. 徐州:中国矿业大学出版社,2000.
关键词:煤矿机电设备;状态管理;应用前景
随着人们对能源的需求量增大,煤矿企业的规模也相应的增加,对机电设备的要求更是有所提高,这就要求在煤炭开采过程中,需加强对机电设备的管理,使之在开采作业中发挥更高的效率。近年来,随着经济的发展,企业设备高度自动化、连续化及规模化,并且功能不断增多、精度不断提高,同时设备结构高度复杂,对维护人员的要求也不断的提高,在此基础上,发展形成了设备状态管理。设备状态管理是设备基础管理的重要组成成分,能够对对设备运行中出现的问题进行及时的掌控及处理,并对故障原因进行调查跟踪,确保了设备的稳定运行,从而提高了工作效率。基于状态管理的优越性,本文就煤矿机电设备管理中状态管理的应用前景进行解析。
1 煤矿机电设备管理中出现的问题
1.1 机电设备管理不完善
许多煤矿企业疏于设备管理,设备的维护工作只靠电工管理,煤矿负责人对机电设备管理的认识不足,没有完整的管理组织,并且机电设备都没有按照专业设计进行,仅凭借工作人员的操作经验。此外,对机电设备的性能也没有进行阶段性的测试,导致机电设施在使用中常出现种种故障。
1.2 机电管理人员的管理素质较低
在从事机电管理的技术人员中,正真科班出身的没有几个,导致机电的技术管理和生产不能有效结合,并且,已有的机电管理人员也对管理知识较为欠缺,再加上经验有限,无法应对日益增加的设备故障。
1.3 机电设备存在的隐患较多
很多煤矿企业,机电设备呈现老、旧、带病运转、保护装置不全面等,距离《煤矿安全规程》的要求差距较大。此外,有些煤矿企业的作业环境恶劣,如粉尘大、湿度高、腐蚀性气体浓度大。还有,电控系统及制动系统保护措施不全面,井筒设备腐蚀严重,未更换的非阻燃胶带及老主扇数量较多等。
2 设备状态管理的功能
根据管理的内容不同,设备状态管理可以分为“设备运行状态信息管理”和“设备故障管理”两部分。详述如下:
2.1 设备运行状态信息管理
设备运行状态信息管理是状态管理的一项重要内容,主要包括设备运行信息的采集及汇总,是设备信息的基础来源。而这些信息的采集得依靠完整的数据传输系统和联络体系。该体系构建,首先应建立应急呼叫联络体系和运行保障体系,同时应用信息化手段,将设备日常运行中的信息登录到信息管理系统中。从而实现信息的共享。具体构建如下:
(1)设备运行信息管理流程。设备管制中心,作为设备运行信息管制的最高机构,通过设备信息系统等渠道对设备运行状态进行有效监控,并按照“WHO、WHAT、WHEN、WHERE、WHY、HOW”六要素对设备运行信息进行追踪和检修,在此基础上,对信息进行分类汇总、核对、确认,最终给设备运行信息管制。
(2)应急呼叫联络体系。为了设备运行信息渠道的通畅,必须建立完善的呼叫联络体系,通过层层分级延伸到各台设备的相关负责人,并要求相关人员将信息登录到信息设备系统中,以确保信息获取的准确性及完整性。
(3)运动保障体系。为了应对设备运行中的突发事件,也为了抢修的高效进行,应当建立设备运行保障体系。该设备可以根据事故的严重程度,及时管制命令,使抢修组进行及时抢修。
2.2 设备故障管理
(1)设备故障管理的内容:
1)故障信息的收集与处理。为了对故障进行很好的分析,就必须收集大量的故障资料。当设备运行出现问题时,工作人员应当及时汇报到设备管制中心。故障处理结束后,将故障信息登录到信息系统,并给予汇总及统计。
2)故障时间信息收集。设备运行出现故障后,要对停机时间、维修时间、检修完成时间进行详细的记录。
3)故障现象信息收集。设备出现故障后,应对故障出现时的征兆、数据、图像及现象进行详细记录,为以后的故障分析提供基础信息。
4)故障发生时,对故障部位的记录也很重要,以此,可以了解设备各部分的设计、安装质量和使用性能等。
5)故障原因及性质分析。故障原因很多,对不同原因进行合理的分析,找到主要原因及次要原因。另外,对故障进行硬件故障和软件故障分类,并分清故障责任,划分到具体负责人。
(2)故障的统计分析,主要表现在两个方面:
1)故障出现后,根据表现出来的特征及现象,找出相应的性质和类型,根据这些查询出故障的根本原因。
2)对多次出现的故障进行统计分析,找出故障出现的规律和趋势,从中获得有用的信息,为以后避免故障出现起到参考价值。故障统计分析是故障管理中的重要环节,通过对多次故障进行统计分析,找到其出现规律,为故障管理目标值和管理层提供了重要的科学依据。
(3)故障管理的对策:
1)对于仪器操作不恰当的操作,要及时给予纠正,并对使用人员讲述有关仪器操作中的注意事项,以免同样的错误出现。此外,加强监督及考核,并制订仪器管理规章制度。
2)对于事故多发的仪器设备,要对故障原因尽心更全面的分析,并记录分析结果,以供随时查用。此外,根据故障记录情况,对于那些容易损坏的仪器,应当提出更换申请,以减少仪器停机的时间。另外,对于重复出现的故障,应当采用改善性维修;对于那些老旧的仪器设备,不应当继续花费资金维修,应当采用新技术,对其进行更换。
3)由于科技的不断发展,新设备不断会涌现,一些企业通常会不断的引进国内外的先进设备,这时就得提高仪器管理人员的专业素质,以提高仪器的使用效率及寿命。此外,培养新型的维修人员,以确保仪器出现故障后能第一时间的维修。
4)针对仪器故障出现的问题及反映出来的情况,操作人员和仪器管理人员应当避免或减少故障发生的共同目标,共同查找管理上的不足,做到标本兼治。
2.3 设备状态管理信息系统的应用
(下转第196页)
(上接第194页)
设备状态管理信息系统按照管理流程进行设计,并遵循“简化流程、提高效率”的原则,最大程度的应用信息化手段提高设备的运行管理水平。首先,其及时掌控设备运行的状态信息及故障信息,通过分析而制订运维方案。其次,通过作业线开关机的信息登录、设备故障信息登录及故障维修措施制订、落实及验证信息的登录,形成“PDCA”闭环管理。再次,利用信息平台庞大数据库,为设备运行故障的有效分析提供了有利条件,如企业要对各厂的故障进行综合分析,就可以利用信息系统中的故障信息,进行分类汇总,从而提高了工作效率,也为企业下一步制订对策奠定基础。
3 结语
综上所述,现阶段我国煤矿机电设备管理人较为落后,对机电设备的管理不重视,造成运行设备陈旧,设备出现故障后不进行及时维修,以及对设备运行中的信息不能给予及时记录等,造成了煤矿作业中效率低下,事故频发。目前,这种管理方式已经不适应经济市场化及人们对能源的性要求,注定被淘汰,被适合于现阶段的设备状态管理模式所替代。
参考文献: