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前言:矿山测量是研究和处理矿山地质勘探建设和采矿过程中由矿体到围岩,从井下到地面在表态和动态下各种空间几何问题的一门科学它是由测绘采矿地质等学科交叉而成的边缘性学科学科的综合性内容的实践性和生产的应用性是其最主要的特点矿山工程测量是矿山工程建设中一项必不可少的技术工作,测量成果不但要为矿山采掘 地质等专业提供基础型数据,服务于生产建设,也要为矿山安全如地质灾害边坡监测掘进工程提供准确稳定
的信息,为决策者提供矿山工程项目规模技术论证基本建设安全风险等的基础资料矿山测量在矿山工程中的应用已成为矿山建设和生产时期的重要一环,它为矿山开发建设和生产管理提供与地理位置有关的各种综合性的基础信息随着测绘技术的迅速发展,矿山工程测量也在不断创新和发展矿山测量对矿山发展过程中的环境监测矿山交通水利重大灾害监测预报等矿山工程项目中的安全保证起着重要的作用
一.矿山测绘新发展
矿山测量学科的发展是与社会的需求和科学技术的发展密切相关的并且显示出不同的时代
特点和内涵。随着计算机的发展与广泛应用,测量学科有了革命性的发展.地理信息系统( GIS ) 遥感 (S R)、全球卫星定位系统 GP(S) 的发展,带动了矿山测量学科的发展全球卫星定位系统(GSP ) 技术被厂’泛应用于矿区控制及地面测量还被集中应用在矿山变形监测、卜车调度等方面。我国一些大型金属矿山和露天煤矿运用无线通信和GSP 技术调度系统,较好地解决了车铲设备的最佳配合和设备中途出故障后的动态重组等问题,提高了设备的台时效率,实现了爆破孔的自动定位。在矿料场的体积测量与重量计算工作中,有关单位针对f 程测区范围大、矿料种类多、分布广等特点,采用GSP 实时动态差分测量技术,多快好省地完成了这项工作。
遥感( RS) 近年来已发展成为矿区生态环境受采矿影响的监测、调查与分析的重要手段。中国与荷兰合作项目“中国北方煤田自嫩环境监测”应用遥感技术首次全面系统地掌握了中国北方煤田自嫩灾害分布、区划、等级及危害程度,提出了煤田火区遥感技术探侧方法和工作程序,建立了中国北方煤田火区计算信息系统,并将图像处理技术和地理信息系统技术有机地结合起来,为各级政府对煤火的防治决策、灭火工程设计施工、监测提供了现代方法和手段。“矿产资源开发遥感动态监侧”项目利用不同分辨率卫星数据对试验区矿产资源开发及其引发的生态环境问题进行了深入细致的研究,取得了成功,使我国延续多年的矿产资源开发利用状况逐级统计上报制度逐步被遥感动态监测所替代
地理信息系统( GI )S 在矿业界出现了应用推广与理论研究并重的局面。应用研究涉及矿山地测信息系统、矿山安全、工况监侧及生产调度指挥系统等专业信息系统的开发研制。墓于Gis 的矿区资源评价、开采沉陷环境影响评价、土地复垦规划、煤岩煤质资料分析、矿井地质构造及煤矿底板突水预测、煤矿通风网络表达、矿体实体模型建立等方面,已有一些专业性的矿山地理信息系统投入应用,带动了矿山地测信息数字化管理、矿图自动维护与网络共享、矿山开采损害可视化评估等技术的发展.
21世纪将是科学技术的世纪,是信息社会的世纪。测绘科学技术涉及的领域不断增加,测绘仪器的应用领域迅速扩大,正朝着综合化的方向发展。不仅它本身的几个学科相互渗透和交叉,同时也在向外延伸,同他相互融合;在解决生产中遇到问题时,势必出现大t 能减轻人的劳动强度,提高工作效率的专用测绘仪器或仪器系统、致力于数字测绘化的现代侧绘技术,都已为或为侧绘数字化打下坚实的基础.数字侧绘提供的是整体解决方案,数字成图,数字管线,数字控制。他们分别为测图、管线测量、导线、水准等常规化工程任务提供完整解决方案,大力促进侧t 技术和手段的更新换代.积极推动新技术的推广应用,是测绘技术向电子化、自动化、数字化方向迈进.
矿山测量技术的创新及应用
现代高新空间技术信息技术和计算机技术等先进技术的发展也影响着测绘技术的发展,并不断赋予矿山测量专业新的内涵;各种新型测量仪器 测量手段的出现及服务对象的变化,也对传统测绘技术形成了巨大冲击这些都对测绘工程专业技术人员提出了更高的要求因此,矿山测绘工作中,要不断学习更新信息技术,了解技术发展的最新动态,矿山测量是一门发展的科学,其应用领域随社会发展矿山生产的发展而处在动态的变化之中,矿山测量既要巩固传统的应用领域,又要不断开拓新的 有潜力的应用领域,这就要求在其应用领域 应用体系应用模式上进行创新只有通过不断创新,矿山测量才能处在不断的发展与进步之中
譬如,在矿山测量中,利用GPSRTK测量技术加强对地下资源开采的监督和积极开展矿区环境监测和土地复垦研究;在测量方法 仪器等开发与应用研究方面推广摄影测量技术尤其是大比例尺图的绘制缩短成图周期加快矿图更新实现矿图绘制自动化;已开展于井下的矿用轻便经纬仪和自动跟踪数字显示的防爆陀螺经纬仪等研究
在矿山现状与地形测量 现在采用RTK ,在一般的地形地势下,设站一次即可测完10km 为半径的测区,大大减少传统测量所需的控制点数量和测量仪器的搬站次数,仅需一个操作,在地形地貌碎部点上待 1-2小时,可以得到该点的三维坐标值 同时输入地物编码,在测量过程中实时知道点位精度,这样使作业速度加快,节省了外业费用,也提高了劳动效率 RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级,并且误差没有累加,数据安全可靠,当一个测区测完后回到室内,由成图软件通过接口,就可以绘制输出所需求的地形图
针对钻孔征地边界境界线等工程放样,把设计好的点位在实地标定出来,采用 RTK技术放样时,放样效率会大大提高,一个人仅需把设计好的点位坐标输入到电子手薄中,手薄动态直观显示会自动提醒你走到要放样的位置,既迅速又方便,它可以设置给出两点不通视的放样线上的点不足之处是不能像全站仪在现场就能给定角度和方向
针对土方工程量验收测量 ,利用GPS 配合成图软件形成管理一体化数据链,减少数据转抄 输入等中间环节并实现 CAD化 月底采集碎部点位超过5000测点 采用传统的方法,现有人员采用测量仪器是无法实现大型露天矿月工程量的验收
结束语
随着数字化测绘技术的提高测绘新技术的不断成熟测绘技术也在各行各业中得到广泛应用现代矿山工程测量必将朝着测量数字工程化的方向发展开展数字化矿山建设已成为矿山企业提升自身竞争实力和创造经济效益的重要手段
在这种时代背景下,矿山测绘工作者除了具备矿山测量专业知识外,还需要具备地质 采矿及环保等学科的知识
1)全方面掌握测量方面的基本知识的 如地形图测绘矿区控制测量及 卫星定位技术测量
误差及平差矿山测量及矿图绘制大地测量仪器学摄影测量等
(2)掌握地质基本理论及矿井地质 矿体几何等知识,以便研究矿体的形状性质及斌存规律和计算储量损失贫化及确定合理的回采率等
3)了解采矿知识 主要是通过学习采矿方法来了解采矿的全过程,以便更好地参加采矿计划的编制并进行监督检查和研究岩层与地表移动等问题
(4)了解遥感与地理信息系统和矿区土地复耕知识,以便对采矿引起的环境问题进行监测,对开采沉陷造成的生态环境问题进行综合治理在人才培养上,注重加强基础理论拓宽专业知
识面,培养开拓型人才
关键词:Surpac软件;矿山设计;地质勘查
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.120
1 引言
Surpac软件是GEMCOM国际矿业软件公司研制的一款采矿工程应用软件,被广泛应用于许多国家的矿山勘测与开采中[1]。不同于以往普通功能单一的矿业测量软件或绘图软件,Surpac为矿山开采提供了一整套的服务软件包,全面集成了地质勘探信息管理、矿体资源模型建立、矿山生产规划及设计、矿山测量及工程量验算、生产进度计划编制等功能。
当前,我国大部分矿产企业的生产管理信息化水平不高,突出表现在资料和数据种类繁多、格式复杂,完整性、连续性、继承性差,不方便查询与利用,数据资料综合分析能力与运用能力不高等方面。因此,引入和推广诸如Surpac的先进专业矿山工程软件,对提高矿产企业的生产效率和管理水平,具有十分重要的意义。
2 Surpac软件简介
2.1 软件主要功能
Surpac软件的应用领域广泛,主要包括有勘探和地质模型、地表和地下采矿设计、矿山工程测量、生产计划和开采进度计划、尾矿和复垦设计、钻孔编录等。其主要功能模块有:
a.三维图形系统:用于地质勘察数据和矿体资源模型三维显示和编辑;
b.地质数据库:用于存储和操作地质信息,兼容各种主流商业数据库软件,可操作多种数据类型;
c.测量数据库:包括地下和地面测量模块,集成有测链和支距测量功能、破面测链功能等;
d.块模型:用于对块属性进行量化和描述,方便记录和统计各类地质或生产信息;
e.露天规划:通过境界优化,进行露天采矿设计;
f.地下采矿设计:充分利用三维设计工具,对井下采矿断面进行测量、设计井下巷道等;可根据块体模型中的地质信息,快速生成最优生产计划;
2.2 软件主要特点
Surpac软件拥有强大的技术优势,具有易用性、专业性、开放性、灵活性等特点:
(1)易用性:Surpac软件根据采矿和勘探技术人员的工作流程和工作习惯,设计了友好的人机交互界面,功能结构层次分明,专业人员经过简单培训或通过自学,即可掌握该软件的的使用;
(2)专业性:Surpac软件针对用户实际需要,结合专业特点,由矿业专家和计算机专家共同开发而成,功能模块针对性强,具备强大的专业分析和数据处理功能;
(3)开放性:Surpac软件具有多种数据接口,可以直接导入或输出多种格式的数据文件,可连接目前市场上常见的各种数据库软件,兼容性强。此外,Surpac还具备多种测量仪器接口,可以将测量仪器测得的数据直接导入Surpac的测量数据库中;
(4)灵活性:Surpac软件提供了简单易学、功能强大的二次开发工具,使得用户可以针对其自身的特殊需求,自行开发功能或模块,具有很强的灵活性,最大限度满足用户需求。
3 基于Surpac软件的采矿设计与管理
3.1 建立地质数据库
地质数据库的建立是利用Surpac进行矿山开采设计和管理的基础工作。数据库由“表”和“字段”两个基本要素构成。一个数据库包含有若干个“表”,每个表又由若干个字段组成,其中每个字段的数据格式事先已定义好。由于Surpac开放性强的特点,Surpac可与Access、Oracle、SQL Server等主流商业数据库软件直接连接,因此可以通过这些软件储存和整理所收集到的地质数据资料,然后导入到Surpac软件中。同时,Surpac软件可快速查询和编辑这些数据信息。
3.2 构建三维模型
利用Surpac软件的实体模型与块模型功能,用户可以方便快捷地构建三维模型,直观反映矿山的三维空间关系。其中实体模型又称为外框图,它是定义底层带、矿体和采场的通用技术方法[2]。Surpac向用户提供了三种实体模型的构建方法,分别为剖面线法、合并法以及相连断法[3]。而在块模型构建中,用户在实体模型的基础上,对每一个块各自的属性进行设置,这些属性可以是矿的品位、开采成本、废料比重等生产信息,也可以是岩性、断层、风化层等地质信息。
3.3 进行采矿设计
在三维模型的基础上,用户可以直观方便地进行采矿设计,整个设计过程都是交互式的,包括自下而上和自上而下两种设计顺序。Surpac软件可进行露天采矿设计和地下采矿设计。
3.4 开展矿产储量动态管理
掌握矿产资源储量是矿山企业进行有效管理和经营的基本前提条件。由于矿山企业特别是大型矿山企业的生产要素复杂、生产条件多变,用手工的方式无法及时处理这些快速动态变化条件下矿山可采资源的动态状况。
3.5 提供采矿安全预警
安全生产一直以来都是矿山企业非常重视的问题。Surpac软件向用户提供了采矿安全预警服务。Surpac应用该功能时,需与矿山的地压监测系统对接,将监测系统所监测到的数据输入Surpac软件中,Surpac综合分析开采活动与地压变化之间的关系,在此基础上预测可能发生的地质灾害,并告知灾害发生的区域及其危险程度,为企业安全生产提供保证。
4 结论
矿山数字化和信息化是矿山企业发展的必然趋势[4],Surpac作为一套国际领先的大型矿山工程应用软件,具备有强大的三维可视化实体工具和超强的数据分析工具,易学易用,为采矿设计工程技术人员和矿山生产管理人员提供了直观方便的分析工具,适合在矿山企业、矿山设计与研究院所以及地质勘查单位中推广应用。
参考文献:
关键词:矿山工程;测量;绘图;技术
前言:矿山工程测量为重要的矿山专业技术之一,但在测量的时候受很多因素制约,进而影响测量的精确度,比如:施工条件、测量的时候所处的环境等。对此本文介绍了几种能解决矿山测量常见问题,减少测量误差,提高其测量的精确度、工作效率,所采用的新测绘技术、测量方法。其次,矿山测量中的绘图新技术也发挥了重要的作用,不但提高测量的精确度和效率而且可以进行矿山开采辅助设计,保障矿山安全的生产。针对绘图技术讲述一些新的方法及新软件的应用。
1针对测量方法的研究
1.1测量工作的重要性
作为一项专业性较强,并且需要不止一个人来完成的测量工作,一个小的细节问题都可能导致整个测量工作的失败。其需要一个严谨的测量过程,要与设计,施工等紧密相连。是矿井开拓生产的主要组成部分,贯穿矿山工程的始终。
1.2矿山测量过程包括以下六个方面::
(1)在矿山区建立一个可以作为矿区地形测绘,矿区各项勘察工程测量基础的测量控制网——地面控制网的建立。
(2)在建立测量控制网之后,可进行矿区地形图的测量。为工程勘察设计,地质地形图等提供所需资料——1:500~1:5000地形图的测绘。
(3)根据各级控制点,进行矿区地面与井下各种工程的施工测量和竣工验收测量;
(4)测绘和编制井上下对照图、采掘工程平面图及各种矿体几何图;
(5)进行岩层与地表移动的观测及研究——地表移动沉降观测;为留设保护矿柱和安全开采提供资料;
(6)参加采矿计划的编制,并对资源利用及生产情况进行检查和监督
矿山测量是所有矿山工程项目能够进行的基础,包括:中、腰线的给定、地面之上的土建工程测量,施工测量,井下的控制测量,竖井的联系测量及贯通测量等。
1.3测量的创新技术
矿山工程的测绘技术深受现代高新技术、仪器设备、先进的计算机技术和信息技术等的影响,其也被赋予了新的内涵。与此同时随着新型的仪器,测量方法的出台,服务对象的不断变化,对于专业测绘工程技术人员的要求来说有了很大的提高。因此专业技术人员应该不断的提升自己,在测量方法上也要不断的创新。接下来我们将探讨几种针对不同情况下应该采取的测量方法。
矿山的全站仪三角高程测量新方法代替水准测量的应用研究:
由于以前采用经纬仪进行三角高程测量,其精度不能满足重要矿山工程的需要,如以前贯通工程高程测量一般只采用水准测量。但水准测量是与平面控制测量分开进行的,且受倾角限制,而三角高程测量可与导线测量同时进行,具有灵活性和简便性,不受巷道倾角的限制。
《规程》要求三角高程测量闭合限差不得大于±100mm(L为闭合线路的长度,单位为km),生产中对高程测量要求最高的应是贯通工程,通常情况下,为满足生产需要,主要贯通中腰线偏差应小于200mm,要满足贯通的高程闭合差小于200mm, 即100mm
随着全站仪在矿山测量中广泛应用,边长、角度的观测值精度得以很大提高,加上采用全站仪三角高程测量的中间观测法和对向观测法等新方法,通过减弱大气折光影响、消除觇标高、仪器高测量误差,三角高程测量的精度已得到很大提高。经验证跟踪杆配合全站仪三角高程测量新方法可以代替传统的水准测量进行四等高程控制测量或贯通路线长度4km以上的贯通工程高程测量。
对此已有许多测绘工作者已对采用全站仪三角高程测量新方法测量的三角高程精度进行了分析研究,如张智韬 等著的《全站仪三角高程测量方法及精度分析》一文已作了分析论述,本文不再赘述。
(2)GPS定位系统测量方法
GPS导航由美国国防部陆海空三军联手研制的定位系统,由三部分组成:空间部分的卫星人,地面部分的地面控制系统,用户设置部分的接收机。GPS定位系统已经被广泛应用在世界各地,多个行业。我国先后交付了国家A级和B级高精度GPS大地控制网分别由30和800个点构成。GPS定位分静态定位、动态定位。
实时动态定位系统RTK由三个部分组成:卫星信号接收系统;数据传输系统;软件解算系统。GPS RTK系统的软件解算系统决定了实时动态测量结果的精确度和可靠性。RTK测量是工程的控制测量非常有效的新技术。
随着GPS测量技术的发展,工程测量的作业方法更是发生了历史性的变革,GPS具有操作简便、测站无须通视、观测时间短、定位精度高、可随时随地全天候作业等优点,在大地测量、工程测量、地形测量以及矿山控制测量等多方面中已得到广泛应用。
目前定远县双龙矿业有限公司正在利用GPS静态相对定位技术、GPS-RTK技术用于矿区地面形变测量,实时监测观测点的下沉和位移。按照《煤矿测量规程》的规定,平面精度按点位精度
2工程测量中的绘图技术的探讨:
矿山工程绘图技术越来越多样,在此主要简单探讨一下AutoCAD技术和数字制图技术
2.1AutoCAD技术在绘图中的应用
AutoCAD是当今应用最广泛的一个通用辅助绘制软件,其具有完全开放的结构,用户可以对其进行二次开发,以满足其特殊需要,可以广泛应用到绘制各种矿图以及数据处理中。
(1)矿山辅助设计:AutoCAD具有强大的图形编辑功能,广泛应用于矿山的基建、开采辅助设计,使矿山图纸设计变得便捷、精确、美观,且图纸完全电子化也便于长期保存、查阅。
(2)地质方面的应用:对各种地质勘探,各种资料数据的处理,对各种地质图件的绘制,还有建立矿山地质模型。可用AutoCAD自定义出各种地质岩性的填充图案。
(3)矿图标准符号库开发与应用:可以利用AutoCAD的形文件,严格按照《煤矿测量图例》,二次开发出煤矿矿图标准符号库、测量线型等。
(4)Autolisp语言编程应用:可以利用AutoCAD的内嵌的Autolisp语言,进行测量程序的编程,实现其特定的测量应用功能。如:利用Autolisp编程实现导线自动平差、导线图自动绘制、等高线自动绘制、地质剖面图自动绘制等。
2.2数字制图技术在测绘中的应用
数字制图技术为测绘技术与计算机技术还有信息技术三者结合的产物。
a:数字化成图的过程:数据的采集;对数据的处理;图形编辑;图形输出。
b:数字制图的优点包括:方便快捷;精度高;测站覆盖范围大,计算机成图可以相对减少人为误差;其劳动的强度比较小,工作效率较高;便于存储应用。
c:数字化测图充分利用计算机辅助制图软件及一些新仪器优点,如南方CASS7·0地籍地形测量成图软件可自动批量展绘高程点、等高线自动生成、软件中的点状、线状、面状地物的符号库、线型完全符合规范的地形图图示的要求、可以查询各种地物的实体编码等地籍属性,可以和全站仪进行数据通讯,为数字化测图应用广泛的软件之一。新仪器如南方NTS962全站仪等的应用。
2010年10月定远县双龙矿业有限公司测量队采用南方NTS962全站仪与CASS7·0地籍测量成图软件配合,采用内外业一体化的方法仅用不到1个月的时间,1个作业组(3个人)完成了该公司寿陈矿区2 km2的1/1000比例尺数字化测图任务。由于南方NTS962全站仪内置有测图精灵软件,加之与CASS7·0配合,经实践证明,其具有测图方便、操作简单、速度快、点位精度高、测绘图形比较直观等优点。
3 结语
面对高科技技术的不断引进,测量仪器的不断更新进步,工程测量需要专业人员不断地提升自身的业务水平,研究测绘新技术,改进测量方法,推进测绘技术进步。而测量绘图技术是工程的关健环节,因而测绘专业人士也应对其要进行深入探讨。
参考文献:
[1]俞光辉. GPS-PTK 在图片根控制测量工作中的应用[J]. 内江科技,2011(7)
[2]谢刚生. 数字化成图原理与实践[M]. 西安:地图出版社,2000.
【关键词】矿山;机电设备;故障诊断技术;安全生产
1矿山机电设备维修中运用故障诊断技术的意义
1.1运用故障诊断技术能够有效延长机电设备的使用寿命
通常情况下,故障诊断技术包括两个方面,事前诊断预测与时候检测维修。不论故障前后,采用该技术都能够有效延长机电设备的使用寿命,特别是在故障之前的预测,能够及时解决机电设备的故障隐患,避免机电设备带故障运转而产生更大的问题。
1.2运用故障诊断技术能够提升矿山作业的效益
矿山生产是一项系统工程,是多种机电设备协调运转的生产过程。采用故障诊断技术,对机电设备进行轮流检查,既不影响设备生产的需求,同时也能够及时发现故障,确保整个生产线的顺利进行,提升矿山生产效率。另外,矿山生产是以盈利为目的的,通过故障诊断技术能够有效发展机电设备的故障,降低机电设备的运营风险,同时降低生产成本,提升工作效率,间接的提升矿山企业的效益。
2现阶段故障诊断技术运用存在的问题
通常情况下,矿山机电设备发生故障主要有以下几方面的原因:(1)机电设备超负荷运转或运转时间过长,某些设备零部件达到年限而导致的故障;(2)在矿山作业中由于人为操作不当而产生的故障;(3)由于外部环境问题而引发的故障,如温差过大、气温过高的长期运转而产生的故障。
2.1对事前检测缺乏重视
矿山机电设备的故障维修主要包括两个方面,事前诊断预测和时候检查维修,而通常情况下,很多矿山企业对于设备的检测不够重视,大多是在设备出险故障之后进行维修。在这种情况下,很难发挥出故障诊断技术在机电设备的事前检测方面的作用。
2.2缺乏科学的诊断流程体系
矿山企业在开采工程中都有着既定的工作流程,机电设备也同样有着一定的工作流程体系,这样能够提高生产效率。在这种情况下,故障诊断技术在设备维修中的运用也需要建立科学有效的检测流程,这样就能够提升故障诊断的科学性,提升效率,但大多矿山企业都未构建科学的体系,不能有效发挥故障诊断技术的作用。
2.3故障诊断技术的更新滞后
随着现代科学技术的快速发展,矿山工程中的机电设备也在不断更新,在极大程度上提升了矿山开采的效率。但与此同时,故障诊断技术也是在不断更新换代的,各种先进的技术开始逐渐融合进来,只有采用最先进的设备和技术,才能形成矿山企业的竞争力。而目前国内很多矿山企业对于技术的更新不够重视,为了节约成本而不能及时更新故障诊断技术,当设备出现故障的情况下,很难及时有效的解决问题,致使工作效率低下。
2.4缺乏故障诊断问题评价体系
在矿山工程作业中,机电设备的问题都是有规律可循的,在长期的生产中需要不断总结归纳,经过实践与反思,才能够发现一些共性问题,节约故障诊断维修的成本和时间,提高生产效率。因此,矿山企业应该建立故障诊断问题评价体系,要及时对发现的问题进行归纳总结,对问题的共性进行评价,通过开会讨论和交流,善于发现问题,在今后出险类似的问题就能够快速的解决。但就目前来看,绝大多数矿山企业的故障诊断缺乏评价体系,故障诊断未能形成有效的工作体系。
3矿山机电设备维修中故障诊断技术的运用
3.1建立与健全矿山机电设备管理制度
通常情况下,人们只将故障诊断技术作为一种技术手段,但这种认知是片面的。随着近年来的不断发展和完善,故障诊断技术已经不仅仅局限于技术方面,同时还包括了管理制度,如定期检查制度、检查步骤和方法等,这些都需要相应的工作系统和流程。这就需要矿山相关部门加强机电设备的监管力度,结合自身的实际需求,建立与故障诊断相应的机电设备管理制度。
3.2善于运用故障诊断技术的五项基本技术
一般而言,故障诊断技术的应用包括五个阶段,在不同阶段需要合理运用五项基本技术,即数学模型建立、信息采集、信息处理、分析识别以及预测技术。基于这种情况,我们需要合理安排故障诊断技术的工作流程,善于运用五项基本技术,从每个阶段的细节入手,注重基础基础,才能从根本上提升矿山机电设备的检测维修质量与效率,从而提升矿山生产的效率。
3.3加快故障诊断技术的更新
随着科学技术的快速发展,各种技术产品的更新十分迅速,故障诊断技术也在不断的发展个更新换代,矿山企业需要不断更新故障诊断技术,及时引进先进的故障诊断方法。目前,基于Internet的远程协作诊断技术、基于传感器的监测仪器、人工智能专家系统等的运用较为广泛,尤其是随互联网的快速发展,故障诊断技术与科学技术相融合是一个大的趋势。矿山企业应该遵循这种趋势,引进国内外先进的技术和方法,加强矿山机电设备的诊断维修。
3.4构建科学的故障诊断技术的评价体系
目前,很多矿山企业多是针对出现的问题进行诊断和维修,而不能灵活应变,当设备的故障问题积累较多时,检修就较为困难了。因此,需要结合实际情况建立相应的评价体系,针对特定的故障和特定的设备加以归类和总结,对各种故障问题做出合理、完善的评价。当以后出险同类问题时,就能够灵活应变,这样有利于矿山企业机电设备检修的效率提升。当然,不同的企业有着较大差异,评价体系的建立应该由公司结合自身实际情况制定。
4结束语
总而言之,故障诊断技术在矿山机电设备的维修中能够发挥极大的作用,我们应该充分运用故障诊断的五项基本技术,建立和完善矿山机电设备管理制度和故障诊断问题评价体系,重视故障诊断技术的更新,从而更科学有效的使用设备、管理设备和检修设备,提升矿山企业的工作效率。
参考文献
[1]王璟珵.矿山机电设备故障诊断技术分析探讨[J].科技创新导报,2016,13(23):38+40.
[2]王亚蓓.关于运用故障诊断技术进行矿山机电设备维修[J].科技展望,2016,26(19):51+53.
【关键词】水文地质;矿山;勘查;防治措施
1 矿山水文地质勘查的目的
在坑采和井工开采的矿山矿产资源开发的过程中,始终处于重要位置的基础工作就是矿山水文地质勘查工作。该类矿山开采的关键影响因素是地下水,在开采期间,矿山进行疏干排水作业很有可能会导致矿山地质条件发生改变,甚至可能会影响到矿山周边工农业生产和居民的生活。由于不同矿山的的地质条件和开采的内容互不相同,导致矿山水文地质工作随之发生一些相应的改变。但矿山水文地质工作的目的是一致的,其都是为了矿山建立有效的监测和防治措施,达到矿山安全生产的目的。
矿山水文地质勘查工作的目的是:主要是查明与矿山相关的水文地质条件和水文参数,为合理开发矿产、防治地下水患和解决环境地质问题提供水文地质资料。由此可见,矿山水文地质设计工作处在一个首当其冲的重要位置。在矿山建设的初期,矿山水文地质是矿山开采设计工作的基础依据;在矿山生产建设时期,矿山水文地质是矿山顺利进行开采的安全保障,起到指导和规范性的作用。
2 矿山水文地质勘查工作的重要性
对矿山的水文地质进行勘查在整个矿山工程中占有很重要的地位,矿山水文地质勘查工作不仅存在于矿山的基础设施建设时期,还存在于矿山的生产建设时期。对任何一个矿山项目进行开发,所做的第一件事就是要对矿山当地的地质条件进行勘查,对矿山的建设中存在的难度和复杂程度进行分析比较。从某种程度上来说,对矿山水文地质勘查工作是矿山工程建设的基础,也是矿山安全生产的前提,进而起到基础性保障作用。
同时,在矿山建设和开发过程中,水文地质勘查工作对于地下水的防治和综合利用也起到非常重要的作用。水文地质勘查工作结束后,要根据各种数据对开采范围深度、采矿方法和技术要求进行设计,对矿床充水的因素、矿坑涌水量和各项计算参数等进行查明、核对,以便设计防治和综合利用地下水的方案,在保障矿山安全生产的基础上,还要保证当地居民用水的质量,不能因为对矿山的开采而影响到当地居民的水质,对地下水资源进行综合利用。
3 矿山水文地质勘查的主要任务
在对矿产资源进行开发的时候,水文地质勘查工作是很重要的。在矿山水文地质勘查阶段,我们要基本查明矿区的水文地质、工程地质和环境地质条件,主要工作内容包括以下四方面:
查明矿山所在水文地质单元的边界,含水层(岩组)内部结构条件和有关水文地质参数,地下水流场,地下水补给、径流、排泄条件和动态特征等水文地质条件。
查明矿区含水层、隔水层、构造破碎带和地下水评价有关的水文地质参数,预测评价采矿活动的矿坑正常涌水量、最大涌水量,地下水流场的变化,确定地下水降落漏斗范围,对可能造成矿区及周围主要含水层破坏,影响矿区及周围居民生产生活供水情况进行评价,提出防治建议。
查明采矿活动因排水可能引发的矿坑突水、地下水污染等与地下水有关的地质灾害,对矿山开采可能给矿区及周围居民带来的危害和影响进行评估,提出防治建议。
查明矿山主要充水含水层与地表水体的关系,接触方式,预测分析地表水体对采矿的影响,特别是矿坑突水的影响,地表水渠漏失的影响,提出防治建议。
4 矿山不同阶段水文地质勘查需要研究的问题以及相应的解决措施
矿山生产过程分为勘查阶段、建设阶段和生产阶段,在对矿山不同的阶段,对水文地质的勘查其重点和需要研究解决的问题也不相同。
4.1 在矿山勘察阶段
对矿山水文地质进行勘查工作分为三个步骤,矿山的勘察阶段是第一步骤,此阶段是对该矿山的水文地质条件进行最基本认识阶段,之后经过各种勘察活动,对矿山的水文地质条件进行准确的把握,在矿山设计时提出具体应对的方案和措施。在对矿山进行勘察的过程之中,水文地质勘查工作要基本查明矿山水文地质条件、水文地质参数,预测水文地质问题,完善对矿山的开采设计工作。
4.2 在矿山建设阶段
矿山的建设阶段是矿山从勘察设计到矿山实施开采的一个过渡性阶段,这个阶段更是极为重要的,在矿山建设的开始阶段要对上一阶段所提供的水文地质信息进行验证,矿山建设过程中要实时把握矿山实际的水文地质条件,预测可能出现的水文地质问题,把其中发现的问题及时给予解决。此阶段要对前期预测存在的矿山水文地质问题进行预防,特别是地下水的防治,在查明矿山水文地质条件下,采用各种先进的地下水治理策略,比如使用帷幕堵水的方法、疏干排水的方式、天然隔水层等,依据不同的矿山地质的特点与地下水的变化规律相结合,采用最佳的治水方式。使用帷幕堵水的方式虽然前期投入和工程量都很大,但是能够保证矿山施工的安全性,效果是很长久的,而疏干排水的方式只能在一些地质条件简单的矿山进行适用,不能在地质复杂或者涌水量大、地下水补给好的矿山中使用,这种方式的投资低并且也很安全。一般的矿山都使用天然隔水层的方式,这种方式不会对环境造成破坏,还能对地下水进行有效的治理。
4.3 在矿山生产阶段
通过对矿山水文地质条件的分析,施工人员对矿山进行建设,保证了施工人员的人身安全,在矿山进行生产的过程中还要对水文地质情况进行监测和测绘,及时了解坑道等的涌水量、涌水来源,掌握不同开采深度地下水疏干的影响范围,设计出相对应的治水措施,还要对矿山的断层破碎带的各种变化进行掌握,保障矿山生产工作的安全性。
4.4 矿山生产管理
凡回采工作面在24小时内,按质按量、安全地完成作业规程中循环图表所规定的全部工序和工作量,并周而复始地完成规定的循环次数。正规循环标准:①全矿井正规采掘工作面都组织正规循环作业,其中达到规定标准的采掘工作面各占70%以上;②全面完成国家计划的产量、进尺、煤质、效率等8项指标;③采掘工作面的工程质量合格,机电设备维修达到质量要求,搞好井上、下环境卫生;④遵守国家技术政策和安全规程,围绕采掘工作面循环图表,编制和执行矿井运输、机电维修、采掘接续图表,建立正常的生产秩序;⑤做到安全生产,消灭重大恶性事故和重大事故隐患。
5 结语
矿山进行开采是件复杂的工作,在矿山开采前及开采过程中要做好矿山的水文地质勘查工作,为之后矿山进行设计、建立基础设施、矿山工程的投入生产提供了基础根据,查明矿山生产中需要解决的水文地质和环境地质问题,并提出防治建议。总之,要想保证对矿山的良性开采和低事故率的发生,就要重视及做好矿山的水文地质勘查工作。
参考文献:
[1]李长生.基于做好矿山水文地质设计工作的分析[J].黑龙江水利科技,2012(10).
[2]肖敬光.水文地质设计工作思路分析[J].科技资讯,2012(31).
关键词:水土 保持 监测 措施 遥感 频次
中图分类号:TQ172 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(a)-0101-03
水泥是国民经济的基础原材料,我国水泥工业发展取得了很大成绩,产量已多年位居世界第一,保障了国民经济发展的需要。但是,当前我国水泥工业结构性矛盾仍十分突出,主要表现是经营粗放,生产集中度和劳动生产率均比较低,资源和能源消耗高,环境污染比较严重,特别是立窑、湿法窑、干法中空窑等落后技术装备还占相当比重,可持续发展面临严峻挑战。地方各级人民政府要依法关停并转规模小于20万 t环保或水泥质量不达标的企业。同时鼓励地方和企业以淘汰落后生产能力方式发展新型干法水泥,重点支持在有资源的地区建设日产4000 t及以上规模新型干法水泥项目,鼓励企业实施改善品种、提高质量、节能降耗、环境保护等方面的技术改造。
该文结合了国内、外水土保持的控制技术,针对山东彼那尼荣安水泥有限公司二期扩建熟料生产线项目的复杂情况,结合多种水土保持技术,深入分析研究,制定了水土保持方案。该方案的成功应用,可为水泥厂改扩建项目的水土保持提供参考依据,丰富了工程施工技术。
1 工程概况
山东彼那尼荣安水泥有限公司二期扩建熟料生产线项目位于山东省日照市莒县,拟建厂址距离东莞镇政府驻地约3 km左右,西50 m处有一条县级公路,与206国道相连,交通方便。
生产线项目采用新型干法预分解生产工艺,建设一条4000 t/d水泥熟料生产线,年产水泥124万 t,配套建设低温余热发电设施,余热工程装机12 MW,年发电量约7848万 kwh,年供电量约7298.6万 kwh。工程总投资82900万元,其中土建投资18238万元。本项目工程特性表见表1。
2 水土流失状况
根据文献[1]并结合现场调查,厂区和皮带输送区所在地处于轻度侵蚀范围,年均土壤侵蚀模数为1700 t/km2.a,施工期间土壤侵蚀模数为5760 t/km2・a;矿山工业场地区、矿山开采区属于中度侵蚀范围,年均土壤侵蚀模数为4600 t/km2.a,施工期间土壤侵蚀模数为7200 t/km2・a。根据文献[2]规定,项目区水土流失容许值为200 t/km2.a。项目区土壤侵蚀类型及强度分布见图1。
3 水土保持工程设计措施
工程建设期间,主体工程设计必须保证安全,并采取具有水土保持功能的防护措施,同时将施工组织设计的水土保持措施并入本案,共同做到水土保持的效果。水土保持设计措施主要针对以下几方面。
3.1 厂区
工程措施主要包括厂区的挡土墙工程、排水工程、防洪沟工程,排水顺接工程、集雨池工程、植草砖工程、整地工程;植物措施为新增的厂区绿化措施、植草砖穴播种草;临时措施为临时拦挡、临时道路和临时排水沟措施、临时覆盖等措施。
雨季是水土保持防洪的重要时期,本工程针对厂区防洪沟工程进行了重点设计。在厂区围墙西侧和南侧新建防洪沟,雨水经汇集后,最终排至厂外冲沟。防洪沟总长度为960 m,断面为梯形,浆砌石砌筑,厚20 cm,底宽1.5 m,深1.5 m,边坡1∶0.5,安全超高0.2 m,沟底比降1/1000,糙率0.025。并采用明渠均匀流公式复核截洪沟的过水能力:
该防洪沟汇水面积F=0.5 km2,径流系数k=0.30,其20年一遇,24h清水洪峰流量Qb=0.278kiF=0.278×0.30×58.96×0.5 =2.45 m3/s。设计防洪沟输水能力大于20年一遇排水流量,能够满足要求。
3.2 矿山工业场地区
工程措施主要有排水工程、排水顺接工程、整地工程;植物措施为场地绿化措施;临时措施为临时拦挡措施、临时覆盖措施。
3.3 矿山开采区
工程措施主要有截排水工程;临时措施为修建临时排水沟措施、临时挡土埂措施和临时覆盖措施。
3.4 皮带输送区
工程措施为整地工程;植物措施为绿化措施;临时措施为临时挡土埂措施。
4 水土保持监测及效果
水土保持监测包括工程建设期水土流失状况及危害,同时在运行期进行同步监测。主要内容包括影响水土流失主要因子监测、水土流失状况监测、水土流失灾害监测和水土保持工程效益监测。
监测要紧密结合6项指标进行,主要监测内容包括扰动地表面积、占压损坏的水土保持设施面积、造成水土流失的面积、水土保持措施防治面积、扰动前后及治理后的土壤侵蚀模数、土石方开挖回填量和弃土弃渣量、林草植被布设面积、恢复植被措施总面积等。矿山开采区监测的重点内容为:包括监测区内的降雨量、风、地形地貌、地面组成物质、植被类型及覆盖度、水土保持设施数量和质量等;运行期的土壤侵蚀类型、强度、程度、分布和土壤侵蚀总量,以及地表径流变化等;运行期对周边地区的影响等;各项水土流失防治措施控制水土流失的效果、改善生态环境的效果等。
4.1 水土保持监测的重点区域
本项目水土保持监测时段集中于建设期,监测的重点区域为厂区、矿山开采区等区域,同时对本方案实施至设计水平年期间的水土流失状况进行调查分析。
4.2 水土保持监测的主要方法
目前,国内开发建设项目普遍采取的水土保持监测方法主要包括地面监测方法和调查监测方法两种。地面监测法包括小区观测法、典型样地调查、控制站观测法、简易观测场法等;调查监测法包括询问法、资料收集法、典型调查法、重点调查法、普查法和抽样调查法等。根据文献[3]及本项目特点,本项目后期监测主要采用地面监测法和调查监测法相结合的监测方法。本方案前期的监测数据采用高精度遥感图像对比分析法进行。
4.2.1 高精度遥感图像对比分析法
本方案由于已经施工,前期的监测数据采用高精度遥感图像对比分析法进行分析,主要是通过购买08年~10年的高精度遥感图像分析得出监测数据。
4.2.2 地面监测方法
本项目后期监测主要采取的地面监测方法包括简易水土流失观测场法和沉沙池观测法。
(1)简易水土流失观测场法:在土石方开挖、填筑、临时剥离表土等不同土(石)质类型、不同坡度等坡面上设简易观测场,在场内将直径0.5~1.0 cm,长50~150 cm的钢钎按“品”字形间隔一定距离(视坡面面积而定),分上坡、中坡、下坡,左侧、居中、右侧纵横各三排(共九条)沿铅垂方向打入地下,钉帽与地面齐平,并在钉帽上涂上红漆,编号登记上册。坡面面积较大时,为提高精度,可将钢钎密度加大。观测频率以每10 d观测一次为准,24 h降雨量超过50 mm或风速大于10.8 m/s的大风日加测。观测钉帽出露地面的高度变化,计算土壤侵蚀深度和土壤侵蚀量,计算公式如下:
A=ZS/1000cosθ
式中:A―― 土壤侵蚀量,m3;
Z―― 侵蚀厚度;
S―― 水平投影面积,m2;
θ―― 斜坡坡度,度。
(2)沉沙池观测法:在路基排水边沟处修建沉沙池,安装自计水位计、水样采集、分析设备和烘干设备。主要观测项目有雨量、水位和流量、泥沙含量等。通过测量沉沙池的输沙量和淤积量,推算汇流面积的施工期土壤侵蚀模数。
4.2.3 调查监测方法
地面调查主要用于项目施工期的扰动地表面积、破坏林草植被面积、损坏水土保持设施情况及水土保持设施的运行情况;自然恢复期水土保持措施保存、运行情况及水土流失危害监测。调查监测是指定期采取全区域调查的方式,通过现场实地勘测,采用GPS定位仪结合1∶5000地形图、全站仪、照相机、标杆、尺子等工具,按不同工程扰动类型分类测定扰动面积。填表记录每个分项工程区的基本特征(特别是开挖面坡长、坡度、岩石类型等)及水土保持措施(工程措施、植物措施、临时措施等)实施效果情况。主要有抽样调查法和巡查法。对于项目区水土流失影响因子,建议和当地气象、水利部门合作,以资料收集为主。在项目建设过程中,还要采用询问法对周边群众咨询,掌握本项目对当地及周边地区的影响和危害情况。监测要紧密结合六项指标进行,各指标的监测方法、内容及点位设计均应符合规范要求。
4.3 水土保持监测的时间和频次
由于各监测时段内容的重点、监测因子的特点互不相同,因此,各监测点的监测频次也略有不同,一般来说,正式实施的水土保持措施建设情况至少每10 d监测记录一次,扰动地表面积、水土保持工程措施拦挡效果至少每1个月监测记录一次,主体工程建设进度、水土流失影响因子、水土保持植物措施生长情况等至少每3个月监测记录一次。遇暴雨、大风等情况应及时加测。水土流失灾害事件发生后1周内完成监测。
在监测时间上,建设期监测时间从现在(编制水保方案时间)开始至设计水平年(2012年)结束,当地土壤侵蚀类型主要为水力侵蚀,监测频次必须达到文献[4]的要求。运行期监测时段为首采区的服务年限即两年,监测的重点区域为矿山开采区,监测的方法采用巡查法。
4.4 水土保持监测点的设置
本项目后期水土保持监测共设5个固定监测点,其中,厂区2个、矿山工业场地区1个、矿山开采区1个、皮带输送区1个。
厂区的水土流失量、水土流失灾害及水土保持效果监测点设在沉砂池和简易径流场,并对厂区内的植被恢复状况进行样地调查;矿山开采区监测点选择流域汇水出水口处,并对植被状况采取样地调查。
5 水土保持监测成果及效果
水土保持监测成果应包括水土保持监测报告、监测表格及相关的监测土建等。
通过本方案进行的水土保持监测,在施工建设过程中的水土流失进行实时监测和监控,掌握建设生产过程中水土流失发生的时段、强度等情况,反映项目建设过程中引起的水土流失危害,正确分析评价水土流失综合防治措施实施的效果,并依据监测结果和标准,及时补充和完善相应的水土流失防治措施,最大限度地减少水土流失。
6 结语
本方案结合主体工程已经开始施工的特点,从分析主体工程组成入手,通过对项目区内的水土流失因素分析、水土流失量调查及预测,明确项目建设造成水土流失的重点区域和重点时段,结合主体工程设计及施工组织设计中的水土流失防治措施设计情况,新增部分水土流失防治措施,构建了水土流失综合防治体系,并根据防治措施的工程量进行投资概算和效益分析。方案还就后期水土流失的重点区域和重点时段设计了可行的水土流失监测方案,提出了方案实施的保证保障措施等。
本方案根据项目目前的设计情况,从水土保持角度分析,不存在绝对限制性因素,并且主体工程建设用地的选取也满足尽量少占水土保持设施的要求,项目的建设具有可行性。
本方案实施后,建设期和运行期水土流失将得到有效控制,设计水平年时项目建设区域扰动土地整治率达到99.74%,水土流失总治理度达到99.13%,拦渣率达到98.36%,土壤流失控制比达到1.0,植被恢复指数达到99.13%,林草覆盖率达到29.98%。水土流失防治各项效果均达到或超过了水土流失防治目标值,有效地遏制了区域内生态环境的恶化,生态效益显著。综上所述,从水土保持角度评价和实施效果分析,本项目建设是可行的,可为以后类似工程借鉴提供参考依据。
参考文献
[1] 莒县人民政府.莒县水土保持生态环境建设规划.1999.
[2] 中华人民共和国水利部.SL190―2007土壤侵蚀分类分级标准[S].北京:水利水电出版社,2008.
关键词:GPS技术;控制测量;具体应用
中图分类号:TD2 ;文献标识码:A ;文章编号:
随着社会经济的不断发展,通信信息技术也在不断的更新,而GPS技术是通信信息技术应用方面最为广泛的,同时在地形和土地测量以及各种工程、变形、地表沉陷监测中已经得到了广泛应用,而在精度、效率、成本等方面显示出了巨大的优越性,下面本文就详细阐述一下GPS-RTK技术在矿山控制测量中的应用研究:
一、GPS 测量技术概述
(一)GPS 测量技术特点
1、一个以上已知控制点即可工作,这在矿区周围已知控制点破坏严重、资料不好收集的情况下不致影响工作;
2、直观快捷,可以实时观测、记录、使用测量数据,无须再进行复杂的平差计算;
3、精度高,其测量成果远远高于导航型手持机的测量精度、可以达到厘米级,完全可以达到除高等级控制测量外的所有测量工作的需要;
(二)GPS技术在地质勘探中的作用
1、 矿区控制测量
矿区控制测量一般都是根据矿区作业面积在国家等级控制点之上做首级控制,在矿区作业面积不太大的情况下,一、二级小三角点或导线点即可满足要求。根据GPSRTK的厘米级精度指标 ,它完全可以满足一般矿区的控制测量需要。吉林省国家控制点分布比较密集均匀,我们在使用GPSRTK测量过程中 ,有相当一部分工作是在国家等级控制点上架设基准站,直接进行各种工程测量,在矿区国家等级控制点不能满足需要时,利用GPS RTK发展布设矿区控制点即可满足各种地质工程测量的需要。实践证明各项精度指标完全符合有关规范的要求。
2、地形测量
在地质找矿所需要的大比例尺地形测图的工作中,在地形条件较好的情况下(主要指相对高差较小、坡度不陡,接收卫星信号好无线连接无死角),可直接利用GPSRTK采集测量数据。否则,在地形条件较差的情况下,可利用RTK GPS配合全站仪等其他测量仪器采集测量数据。无论那种方法,与传统测量方法相比,都大大提高了工作效率和测图精度。
3、 工程点布设
在工程点布设精度要求较高、导航型手持GPS不能满足需要的情况下,只有GPSRTK能担此重任。我们把设计工程点坐标输人到掌上机上,然后利用GPS RTK的放样功能,把点位布设到实地。其他如GPS的静态测量、后差分测量都无此功能,无法完成工程点布设任务。
4、 勘探线剖面测量
在所有的GPS测量中,只有GPSR TK能 完 成 勘 探 线 剖 面 测 量 任 务 。一 是 GPSRTK的线放样功能可确保观测点在设计剖面线上不偏移;二是可保证观测地形点的高程精度。而静态和后差分无法直接确定剖面线位置,导航型手持GPS高程测量又木准确。
5、 地质工程点定位测量
使用GPS RTK进行地质工程点定位测量非常方便,只要在离工区十数公里以内找到国家控制点(这在吉林省是不难办到的)即可开始工作,如果控制点离工区较远,利用RTK测量方法发展一到二级将控制点引到工区也是很容易的事情。工作时选择有利地形架设好基准站,移动站既可对各地质工程点进行逐一测量。
6、 物化探测量
物化探工作,一般都是先在测区内运用测量的方法,沿直线方向布设一系列等距离或者按一定规律分布的物化探观测点或取样点,即布设物化探网。利用GPSRTK的线放样功能是很容易办到的 ,首先把设计好的基线或测线点输人到GPS RTK掌上机,然后利用GPS线放样方法将设计点位布设到实地。
二、GPS技术在矿山控制测量中的优点
1、传统的外业测量很容易受到地质因素的影响(如地形、季节等),使其作业的速度和测量的精度都受到了大小不一的限制,而作业时在其能见度很低和通视条件很差的情况下是无法进行作业的,通过运用GPS技术我们很快就解决了这方面的问题。在一般的地形地势情况下,GPS高质量设站可以一次性的测量完半径为5km的测量区域,从而减少了传统测量中需要多台测量仪器和搬站次数。
2、GPS技术在作业中定位的精度高,有安全可靠的数据,不会出现过多的误差积累。在没有已知基准点或已知基准点破坏、控制点不足,且在地形复杂、地面有障碍物、作业时出现通视不足的情况下,GPS技术都可以高精度和快速的给予定位。
3、GPS技术在矿山控制测量中其综合测绘的能力比较强,作业时的集成度比较高,很容易实现自动化的控制,GPS技术还可以胜任各种各样的内外作业的测量。GPS技术的基准站可以给不同的用户们提供更多的信息输出,而流动站是根据内置软件的控制系统,在作业时不需要人工的干预就可以进行一个星期的未知数动态的初始化解算,使辅助的测量工作都尽可能地减少,作业的精度也可以自动的控制和记录,这样自动化作业指挥系统的成立就可以成为现实。
三、 当前GPS技术在矿山控制测量中的缺点
1、GPS技术的各观测值都是独立观测到的,而作业时仪器是否处于工作状态,观测到的数据是否可靠,同时在开始观测前、观测结束前、仪器失锁以及观测一段时间后都要和联测已知点上进行比对,以确定基准站和流动站的各参数是否设置的正确,还有数据链的通讯是否正常等方面都存在一定的缺陷。
2、GPS技术在作业时受到高程异常值问题的影响,使其作业时要求高程的转换精度必须准确,而我国现有的高程异常图在很多地区,尤其是在山区中会存在着很大误差,而且在一些地区还是空白的,这就使GPS大地高程转换到海拔高程的工作会很困难,精度上也会出现不均匀,影响到GPS高程测量的精度值。
3、GPS技术在矿山控制测量中有时会出现在某个时间段或是某个区域内进行解算的时间较长,有时还甚至无法获得固定的双差值,而这时我们可以适当的提高一下高度截止角来获取。
四、 GPS-RTK技术在矿山控制测量中的应用
在当今社会的矿山建设时期,在各项建设工作中,矿区的测绘工作离不开图纸测绘及矿区地形测绘,但是由于社会的不断地发展,对矿山的资源需求在不断的增长,矿山的建设步伐也在不断地加快,这样就会导致矿山区域的变化在日益更新,同时也要给决策者提供大量的准确信息,这就决定了对测量图纸的现实性具有较高的要求。因此,矿区的测量工作者必须不断的对矿山的区域地形进行修测及补测,并且还需要大量的规划地形图和专用的地籍图,而GPS-RTK技术的特点给矿山的测绘工作者的工作带来了很多的便捷,GPS-RTK技术与传统的测量手段相比较,这项技术大大的给工作减少了工作量,而且还提高了工作效率。
1、 GPS-RTK技术在矿区地面中的测量应用 一般情况下,在同一时段内测定其地面点上的水平位置和高程,并根据其数据与测前的数据进行比较分析可知地面点的水平位移和下沉值,给变性分析和预测等方面提供了科学的依据,这就是GPS-RTK技术在矿区地面测量的目的。一般常规的测量方法首先在矿区的地面上布设出其基准点和变形观测的点一起来组成变形监测的控制网。同时还要用全站仪来测定监测网的边长和角度,用水准仪来测量各个测点之间的高差,通过比较计算出监测网内各点水平位置和高程。
2、 GPS-RTK技术在矿山工程测量控制中的应用 矿山的工程测量是非常重要的工作内容之一,常规的工程测量需要投入大量的人员和仪器,因此快捷准确的工程测量也是困扰矿山发展的难题。因为观测的区域大部分是山区和丘陵,其森林的覆盖率较高,控制网的密度也是很少,而且通视的效果不佳。因此常规的测量方法在精度和效率上就很难满足矿山工程测量的要求,而GPS-RTK技术就可以应用于矿山很多工程测量,还能弥补常规测量中无法满足矿山工程测量的需求,在矿山区域内GPS-RTK技术可用于测绘矿区地形地貌图、钻孔的放样以及纵横断面图的测量等等方面
五、结束语
综上所述,在GPS技术与传统的观测技术进行比较之后,GPS技术在精度、效率、成本等方面显示出其自身的特点,虽然GPS技术存在一定的缺点和不足,但能够适应很多矿山中地形变形、地表沉陷、山丘过多等恶劣的地质条件进行测量,因此,GPS技术在具有控制网灵活、不受通视条件限制以及观测精度较高等特点的情况下,GPS技术可以极大地提高工作效率,在矿山测量上有着巨大的发展前景。
参考文献:
[1]叶尔兰别克.探析测绘新技术的发展及其在矿山测量中的应用[J].新疆有色金属,2010,(S2).
关键词:矿山生产;结构优化;矿山岩石力学;特征分析
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.100
由于矿山生产技术的差异性,在其矿山结构资源优化的背景下也就产生了其自身独特性的资源优势。针对矿山产业特征,分析了矿山生产特点、矿山岩石力学特征等要素,通过对矿山诸多力学因素的分析确定,可以优化矿山生产的基本结构,为矿山资源的开发利用提供良好支持。同时,鉴于国内多数矿山对岩石力学在矿山生产中的指导作用、地位认识不清,重视不够的现状亟待改变,也是撰写本论文的出发点之一。
1 矿山生产特点
(1)矿山的生产年限相对较短。对于矿山生产的基本条件而言,其年限相对较短是矿山岩石力学分析中所需要考虑的重要因素,通常情况下,矿山的生产年限在十几到几十年之间,这种现象与其他产业的状况存在着一定的差异。因此,在矿山岩石力学研究中,需要通过对其有限时间的分析,进行安全、稳定工作项目的设计,为岩石力学的合理运用提供保证,从而使矿山企业在经济效益与安全稳定运行之间取得平衡;同时也需要在矿山项目生产之中,运用岩石力学原理,进行岩石稳定结构与时间关系的对比分析,从而为矿山企业节约支护成本,优化结构资源提供依据[1]。
(2)矿山中各类巷道的作用。在对矿山巷道作用分析的过程中,其类型不同导致其重要性发生了一定的转变,因此,其结构的稳定性也会存在着一定的不同。在对一些巷道的分析与设计中,需要兼顾其结构设计的当前性及空间的足够性,通过对岩石稳定性工程项目的合理分析,对岩体应力及强度进行系统调节,在这种状态下,之后进行细微的处理,就可以完成正常的工程项目设计内容。同时,在工程项目实践的背景下,巷道围岩在力学中存在着不稳定的现象,比如发生巷道跨冒等问题,则需要作进一步的分析论证,调整工程项目设计内容,以充分实现巷道作用功能和稳定运行。
(3)矿山巷道更新速度快。对于矿山巷道工程项目的内容而言,矿山巷道不但数量庞大,而且处于不断的更新之中,主要是由于在矿山生产中,伴随着新巷道的挖掘,旧巷道也就会随之销毁。致使在矿山正常生产的过程中,对巷道支付的维持费用过高,成为制约矿山经济效益的重要因素。因此,在矿山岩石力学分析的背景下,需要通过对矿山生产特点、矿山基本需求的分析,通过降低成本方法的运用,构建经济化的矿山运行模式及维持方案,有效缓解矿山岩石力学的限制性因素,为矿山结构的资源优化及矿山工程项目的展开提供有力支持。
2 矿山岩石力学特征
(1)矿山安全生产的隐患。在矿业开发的过程中地下开采矿石所占的比例相对较大,而且今后会越来越大,如果在工程项目设计题的构建中,忽视了对岩石力学知识的专业性原理分析,以及运用岩石力学理论指导矿山生产,会为安全生产造成一定的隐患。因此,在该种背景下,就需要通过对现阶段矿山岩石力学特征进行分析,通过对操作规程、劳动纪律等问题的分析,通过对现场生产状况的分析,构建安全性的工程项目生产原则,并在矿山生产中及时地检查、监督和落实,充分发挥出岩石力学的生产及指导作用,杜绝和避免安全事故的发生,全面提升矿山经济发展的基本效益[2]。
(2)运用岩石力学进行的矿山生产。对于岩石力学基础知识而言,其贯穿于矿山基础项目建设、矿石生产的全过程。因此,在矿山安全生产的基础上,如何有效运用岩石力学专业性的指导作用,达到安全生产的目的逐渐成为矿山岩石力学特征分析中较为重要的因素。例如,在凿岩爆破工程设计中,为了提高工程项目的施工效率和经济效益,需要通过对岩石类型的分析,进行炸药消耗量的确定;通过对岩石力学性质的分析,确定岩石的掏槽方式及炮眼抵抗线大小;通过对岩层状况的分析,合理布置炮眼形式及炮眼数目,从而为爆破方法以及起爆顺序的优化提供支持。
(3)矿山岩石力学知识的生产成效。第一,通过对岩石力学知识的运用,可以优化凿岩爆破设计工作,提高爆破的效率和爆破质量,改善爆堆形状和减少大块率,进而提高矿岩运输效率,加快井巷掘进速度;确定井巷支护条件,合理选择支护方式和支架类型,大大节约支护成本;分析采场地压及其应力分布特点,指导地压控制与管理工作;开展岩体工程分类工作,为工程设计与施工提供必要的参数;进行边坡稳定性分析与监测,合理边坡加固方案,及时消除安全隐患问题,从而为工程项目的结构优化和矿山岩石力学结构的合理优化提供充分保证。第二,针对矿山岩石力学特征,充分结合开采的具体情况,进行规范性、合理性的工程项目操作设计与指导,优化开采顺序提高矿石回采率,保持采矿、剥岩之间正常的超前关系或者开拓、采准、开采之间的有序顺行,从而为工程项目管理策略的优化和资源优化提供良好支持。第三,应用岩石力学知识,完善工程项目施工方案,合理制定作业循环图表,提高施工组织水平;优化施工标准,提高工程检验、监测技术水平,避免工程隐患问题的发生,为工程质量检测方法以及工程验收标准的结构优化提供有效支持[3]。
3 结束语
总而言之,在现阶段矿山特点以及矿山岩石力学分析的过程中,需要通过对其基本内容的分析,通过岩石结构、岩石力学性能以及岩石种类的分析,通过专业技术人员岗位职能的优化,并根据目标项目内容的构建要求,制定详细的经济管理责任体系,提出相关企业人员奋斗目标,创新施工组织与管理模式,从而为矿山岩石力学结构的优化提供有效支持。
参考文献:
[1]刘溪鸽,朱万成,魏炯等.岩石力学数值模拟方法用于采矿工程的技术经济探讨与教学实践 [J].中国矿业,2016(01):155-160.
【关键词】:矿山;测绘体系;技术应用;发展
[ Abstract ]: Application of mine surveying is opening up, such as mine, mine planning and design of control surveying, topographic measurements and other aspects, this paper introduces the basic structure of mine surveying and mapping system, developing and perfecting this system will promote the mine to a great extent, to adapt to the future development of the digital mine surveying and Mapping Science and technology.
[ keyword ]: mine surveying and mapping system; technology; application; development
引言
作为矿产勘查开发的基础技术支撑,矿山测绘有着举足轻重的作用,应用领域也日渐拓宽,如:矿山控制测量、矿山规划设计、地形图测绘、采掘工程平面图测绘、矿山开拓工程放样、土方测量计算、岩层及地表边坡移动沉降监测等等。内外业测绘成果的质量直接影响了矿山规划、开拓设计、生产建设、施工安全及各类矿山报告的编制等。因此,建立有效的矿山测绘体系、组建专业矿山测绘技术队伍、引进先进矿山测绘仪器是当前发展矿山测绘、建设矿山的先决条件。
一、矿山测绘的现状及简介
1.矿山测绘是矿产资源勘查开发过程中的一项重要的基础性技术工作,其在矿山勘查、设计、建设和安全生产等方面提供了重要的参考信息。矿山测绘作为一个独立的技术分支,在我国各地矿局、地勘单位均设有相关机构,各个矿山企业也拥有自己的测量队伍,但技术水平参差不齐。一些矿山使用测量仪器较落后,测量技术人员现抓现用,测量成果质量低劣,直接影响了矿山开发及生产建设。类似问题在开展全国范围的矿业权实地核查的过程中已有体现,寻根溯源均归结于矿山测绘基础数据的质量。
2.作为测绘科学与技术所属二级学科——大地测量学与测量工程的一个重要分支和发展—— 矿山测量,其任务是:研究矿山勘探与开发建设过程中各阶段在进行矿区控制测量,矿区地形测绘,矿山施工放样,矿井定向,矿井贯通测量,采掘延伸测量,岩层与地表移动与变形测量,矿山生产安全监测和矿区生态环境监测与治理时的理论与技术;是测绘学在矿产资源勘探,矿井建设,矿山生产与环境恢复全过程中的直接应用;是地质、采矿、测绘、环境、数理及信息科学等的交叉;是一门工程性和实践性极强的边沿学科。
以3S 技术为核心的数字矿山已提上矿山科技发展日程,是传统矿山企业改造和创新发展的战略方向。随着科学技术的迅猛发展,人类向自然界索取矿产资源的步伐已从地球浅表迈向地球深部、从陆地迈向海洋、从地球迈向外星球。矿山测量必须突破以传统方式为陆地矿山服务的狭隘概念,要面向数字矿山、海洋与外星球采矿发展新型矿山测绘科学与技术。
二、矿山测绘体系基本架构
所谓数字化矿山,即采用现代信息技术、数据库技术、传感器网络技术和过程智能化控制技术等,在矿山企业生产活动的三维尺度范围内,对矿山生产、经营与管理的各个环节、各生产要素进行网络化、数字化、模型化、可视化、集成化和科学化管理。根据实际应用需求,建立矿山规划设计、矿山安全生产管理、矿山应急救援指挥、矿山经营管理、矿山办公自动化等应用系统,从而保障矿山企业的安全生产与经营管理,并实现业务流程数字化,同时加工成新的信息资源,迅速准确地提供给各层次的管理者,以便动态掌握信息, 特别是矿山安全生产过程中的实时信息监测、收集、分析、预警,进而作出正确决策,实现资源的合理配置。
1.矿山测绘基础设施
矿山测绘的基础设施是保障各项测量工作得以开展的前提条件。引进先进的适合矿山生产建设的设备,如全站仪,GPS卫星接收机、移动变形监测等测量仪器,实现外业仪器数字化、自动化和智能化。除此之外,还要收集整理矿山现有的各类资料,进而转化为建设数字矿山和矿山测绘系统所需的数字化基础信息,在此基础上,建立与其匹配的软、硬件平台。
2.数据采集与获取
数据采集与获取是矿山测绘工作的关键所在。矿山测量主要通过矿山地面和地下三维空间的测量、定位与制图、矿体几何、储量管理、开采监督、开采沉陷观测及开采损害防护等方面的工作实现数据的采集与获取。
矿山测绘数据采集获取基本任务是:
①建立矿区测量控制基础, 主要采用大比例尺地形图和地籍图测绘的方式;
②对矿区地面和井下各工程建设进行施工测量、验收测量;
③通过摄影测量,对矿山生产建设中的重要环节及重要事件的影像资料进行采集记录;
④对矿产、土地等资源的开发和利用状况进行检测和监督;
⑤对岩层与地表移动观测进行研究, 对露天矿边坡、尾矿坝、排土场等矿山工程进行变形监测。在数据采集的过程中,矿山测绘队伍的完善、测绘技术的更新、测绘成果的质量显得尤为重要。为了保证该项工作的顺利进展,需对测绘成果数据建立严格的监督、审查和验收制度,从而为矿山企业提供优质可靠的基础数据。
3.数据加工处理
数据加工主要包括数据编辑、信息提取、数据综合处理等环节。将获取的图形、图像、文本等基础数据加工成生产成品数据,以满足具体应用需要。主要表现在如下方面:
①编辑、输出各种地形地质图、采掘工程图、矿山专用图、矿产形态图、矿产信息图等多种图件;
②利用获取的基础数据制作矿山专题;
③对矿山灾害点及重要工程监测数据进行分析评价,为留设保护矿(煤) 柱和安全开采提供资料;
④制定和实施矿山生产计划、规划设计等。
随着数字矿山随着矿山动态监测和数据的实时更新,空间数据库也将逐步完善、通过各种测量数据与GIS系统的对接处理,数字矿山的建设也将初具雏形,它将为矿山提供专业模拟、系统分析和应用服务等功能。
4.应用服务
矿山测绘成果数据经加工处理后将最终服务于矿山。结合成果图件和数据,达到灾害预警、矿区环境监测、土地复垦、环境治理与保护的目的。为矿山生产建设和决策提供基础信息支持,应用拓扑关联实现信息的空间查询、分析和输出,在开放接口的同时施以数据访问控制,服务于生产调度和指挥管理。
三、我国未来矿山测绘体系的发展
1、传统矿山测量的任务
矿山测量是矿山建设和生产的重要环节与基础保障,俗称“地质为先锋,测量是尖兵”。由于矿山测量工作涉及地面和井下,不但要为矿山生产建设服务,也要为矿山安全生产提供信息保障,以供决策者对矿山安全生产做出正确决策。长期以来,矿山测量的主要任务是:(1)建立矿区地面控制网和测绘1:500 ~1:5000 的地形图和矿图;(2)进行矿区地面与井下各种工程的施工测量和竣工验收测量;
(3)测绘和编制各种采掘工程图及矿体几何图;
(4)进行开采引起的岩层与地表移动观测和研究,为留设保护矿柱和安全开采提供资料;
(5)参加采矿计划的编制,并对资源利用及生产情况进行检查和监督。由此可见,传统的矿山测量是测绘、地质和采矿三门学科的边缘学科,矿区地面和井下测量、岩层移动及矿体几何是它的三大支柱。简而言之,传统矿山测量的核心任务就是测量和制图。
2、矿山测绘的内涵发展
二十世纪人类最伟大的科技成就之一是微处理器的发明,它引起了微电子技术及其应用的根本变化。今天,微电子技术、计算机技术、通信网络技术以及软件技术的综合发展(统称信息技术或信息通信技术)成为现代技术革命中最活跃、影响最广泛的领域,并带动了地球空间信息科学的形成与发展。现代矿山测量的任务不仅包括传统的矿山测量及制图,还包含了矿区可持续发展研究、资源与环境规划、矿山安全生产监测、数字化与可视化决策支持等。这些任务贯穿于矿山勘察、设计、开发、生产、环境恢复全过程。通过对矿区地面和地下的空间、资源(以矿产、土地资源为主)和环境信息进行采集、存储、处理、表达、显示和利用,为合理、有效地开发和保护矿山资源并治理、保护矿区环境服务,支持矿区持续发展。
3、数字矿山测绘
信息、定位、通讯和自动化技术的飞速发展,深刻影响和改变着传统的采矿工业。遥控采矿、无人工作面甚至无人矿井等已在加拿大、美国、澳大利亚等国成为现实。以“遥控采矿”为例:加拿大INCO公司通过地下通讯;地下定位与导航;信息快速处理及过程监控系统实现了对地下镍矿开采装备乃至整个矿山开采系统的遥控操作。
结束语
矿山数字测绘体系为空间数据的获取提供系统的技术支持,基础数据来源渠道广,获取手段日益先进。GPS、GIS、遥感等测绘学科的核心技术,在矿山测量领域不可或缺。这些先进技术的飞速发展与应用,促使矿山测量取得了长足的进步,其理论研究和实际应用的不断发展和完善,必将为矿山发展做出重大贡献。
参考文献:
[1] 王进选.数字矿山建设中的矿山测量[J]. 技术与创新管理,第30卷,第5期.