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金屬礦山開采探討:計算機信息技術中金屬礦山開采的應用
摘要:如何才能夠更好的使金屬礦山在開展的過程中實現科學化與信息化的管理,相關的計算機技術研究部門也在不斷的進行新的嘗試。本篇文章將重點放在了計算機信息技術與礦山開采相互結合的角度,通過細致研究采礦工程的性質以及特點,針對其相關環節可能出現的問題展開了全新意義的討論,并且對計算機信息技術在未來金屬礦山開采中的應用做了詳細了介紹。
關鍵詞:采礦;工程計算機技術;數值模擬;信息監管
1采礦工程技術問題
面對一些開采難度較大的項目,為了能夠更好的適應礦山周邊圍巖的受力情況,通過相關的技術進行有效的指導,就可以在開礦之前就能夠的預知整個礦體的結構與需要注意的問題。此外,采礦過程中,對于整個開礦過程中的各個環節都應該精準控制,將可能出現的風險信息及時的采集與處理,并且組織應急小組,一旦出現相應的安全事故能夠及時時間趕到現場。,在整個開礦的過程中,對于工程開展與實施的進度與財務狀況的管理同樣容易出現各種問題,如果不能夠及時地控制與處理,很容易影響到整個項目的后期進展與采礦質量。綜上所述,可見在采礦的過程中引進一些相關的計算機信息技術顯得至關重要。
2計算機信息技術在金屬礦山開采中的應用
2.1數值模擬技術
所謂數值模擬技術,一般來說主要在對礦山結構以及周圍巖土性質分析的過程中采用。通過計算機處理系統來幫助現實的巖土以及周圍情況進行數字化的轉換,最終形成數據的集合,以圖標或者其他方式來實現轉化,便于后期的整理與分析。能夠順利匹配這些方法的軟件有ANSYA,ADINA等,這些軟件完成整個數值模擬過程都是選擇特定的方法來進行后期的處理。①在選擇新工藝以及新技術進行采納的過程中,可以選用流體理論來對整個需要填充的過程進行后續的分析,同時也能夠保障后期數據的真實有效。②在開采過程中,可以通過這兩種軟件系統來進行開采周圍環境的熱力學以及動力學的細致分析,保障開采工作能夠順利平穩的推進。③采用數值模擬技術能夠對于可能出現的事故以及風險情況進行提前的預判,比如對于在開采過程中出現的瓦斯問題以及地下水滲漏等都能夠有效的預測,以降低可能出現大規模事故的風險[1]。除了上述兩種軟件的應用以外,FLAC和UDEC這兩者更容易作用于對周圍巖體結構的數值模擬過程,可以面向各種類型的巖體結構進行有效的數據解析與測定。
2.2虛擬現實技術
虛擬現實技術(VirtualReality)同樣也是以計算機信息系統為技術支持平臺來進行的,其在數字化技術展開的同時將其與實際的開礦信息相結合,能夠實現在后臺輕松控制開采的進度與質量。該種技術的突出特點在于其實現了一種三維立體動態的展示形式,能夠更加輕松直觀的將開礦的周圍環境以及整體結構進行展示,其技術的實現依托于MultiGen,Greator,Vega,VRMAP以及IMAGIS等這樣幾種軟件。總的來說,該種技術基本上是對影像、圖形、色彩的一種呈現形式,通過計算機信息技術手段,將實物形式轉換為數字化形式,并且最終按照2D或者3D的模式進行展現,這樣形成的最終影像不僅還原度比較高,并且還可以在平面與立體結構之間靈活地切換。此外也能夠利用CAD軟件先形成圖形的基本框架,然后再進行后期3D效果的轉化[2]。在一系列技術手段中VR技術可以說是虛擬現實技術中比較具有代表性的一類,一般在開礦的過程中對于可能出現的塌方、突水突泥等情況可以利用三維影像對現場情況進行還原,切實保障整個礦產開采項目能夠更加安全穩妥的開展。
2.3GIS信息監管系統
GIS又稱為地理信息系統,在金屬礦山開采的過程中通常發揮監督與控制管理的作用。一般來說該種系統在應用過程中需要結合有關的計算機網絡技術以及空間監管技術,與開礦工程同步展開監測流程,能夠在分析數據的過程中生成對礦山空間結構的分析模型。需要注意的是,GIS信息監管系統在實際的操作過程中其數據來源必須真實,換言之,所需要的數據必須是來自于所勘測的礦山,在后期的數據處理過程中通常是按照實際已有的GIS軟件來展開的,其中包括有地測采軟件EAM系統、OA系統以及GPS卡車調度系統等,這樣一來監測到的實際數據都能夠實現多渠道的相互融合,最終形成一個完整的GIS信息監管系統[3]。
2.4計算機采掘規劃
計算機采掘規劃,其主要是根據計算機處理技術來實現對開采工作的預先計劃與處理。具體來說其主要通過建模的形式來對后期工程展開統一的規劃與處理。為了提高最終的開采效率以及項目的綜合經濟效益,計算機與開采規劃的結合能夠通過建模的形式來使整個開采過程實現效率較大化以及靈活化。下圖為利用計算機來實現采掘規劃的基本流程圖。通過了長時間的研究與分析,最終確定可以利用計算機采掘進行前期規劃的途徑主要有這樣三種:及時,可以將單目線性規劃作為主要的參照理論,最終按照計算機技術進行后期執行,目的是滿足現實的動態規劃目標需要。第二,可以采取逼近理論來實現后續計算機建模要求,同樣可以滿足后期開采過程中的規劃目的。第三,采用模糊數學理論以及ES數字技術理論,這兩種方式都是比較具有創新性的手段,其最終的結果不但形成了具有科學可行的開采方向,同時還能夠在較大程度上開發與利用計算機的優勢,使最終的數據效果更加精準。
作者:高鴻斌 單位:蘭州資源環境職業技術學院
金屬礦山開采探討:新疆有色金屬礦山開采的技術狀況及發展方向
[摘 要]新疆有色金屬礦山還是比較豐富的,但是在開采的過程中,受開采技術條件的限制,還沒有更好地進行開采,所以本文進一步探討了新疆有色金屬礦山開采的技術狀況,并對其發展的方向進行了深入的分析,希望能夠為今后新疆有色金屬礦山的開采工作帶來參考和借鑒。
[關鍵詞]新疆;有色金屬礦山;開采技術;發展方向
前言
進一步明確新疆有色金屬礦山的開采工作,才能夠更好地利用該方面的資源,目前在技術的應用方面,還存在許多不足,所以明確這些不足的地方,采取更好的技術方法,明確它的發展方向,也是極為必要的工作。
1 我國有色金屬礦藏總況
我國的礦產資源豐富,在華夏大地上均能找到世界上已發現的礦產資源種類,已探明的礦種就有148種,大大小小共計一萬六千多處礦產地,是世界第三大礦產大國。相對于其他國家而言,我國的鉛、鋅、銻、鎳、錫、鎂、汞以及稀土等有色金屬在質量、產量上有相對優勢;部分有色金屬礦藏則處于劣勢,如銅鋁資源量不足、質不好,開采出的有色金屬不能滿足冶煉的需要,因此我國每年的有色金屬產品生產有四分之一需要依靠原材料的進口。
我國有色金屬礦山的分布不均衡,中小型居多、大型礦少;貧礦多、富礦少;邊遠山區多、沿海地區少;礦產資源共生礦多、單一礦產少,這些資源的分布特征使得我國的礦業開采難度大。
2 有色金屬礦產資源和勘查開發現狀
新疆國土面積166萬km2,約占全國陸地總面積的六分之一。與俄羅斯、哈薩克斯坦、蒙古等八個國家接壤,地跨中亞、特提斯兩大成礦域。與周邊國家對比分析,在32個成礦區帶中有16個延伸到新疆境內,成礦條件較為有利。自20世紀80年代以來,國家加大了對新疆礦產資源的勘查力度,在天山造山帶、準噶爾北緣等重點成礦區帶開展了成礦預測和找礦勘查工作,獲得了一批有重要價值的成礦遠景區、礦化點和物化探異常,在銅、鎳、金等有色金屬礦產找礦方面取得了一系列重大突破,先后發現并評價了喀拉通克銅鎳礦、阿舍勒銅鋅礦、可可塔勒鉛鋅礦、鐵木爾特銅多金屬礦等一批大中型礦床。
到2000年底,全區已發現有色金屬礦產13種,其中探明儲量的有銅、鉛、鋅、鋁、鎳、鈷、鉍、鉬、錫等,探明有儲量的礦產地80處。銅、鎳是新疆有色金屬礦產中的優勢礦產,其次是鉛、鋅、銻等。自20世紀80年代阿舍勒銅礦、喀拉通克及黃山銅鎳礦床發現后,新疆銅礦產地大大增加,已發現銅礦床、礦點和礦化點271處,包括大中型礦產地8處、小型礦床30處,探明銅儲量近500萬t,是我國北方銅保有儲量超過百萬噸的三個省區之一,阿舍勒銅礦是國內罕見的大型富銅礦。正在進行勘查的東天山土屋、延東等地銅礦床控制資源量在700萬t以上,預計全疆銅礦潛在資源量接近6000萬t,居全國及時。新疆已探明鎳礦儲量120萬t,僅次于甘肅,居全國第二位,已發現礦床8處,包括超大型礦床1處,大中型礦床4處。預計全疆鎳礦潛在資源量達1750ft。新疆鉛鋅礦自80年代中期相繼發現可可塔勒鉛鋅礦、阿舍勒銅鋅礦等一批大中型礦床后,目前已控制儲量600多萬t,主要集中分布在阿爾泰南緣、西南天山、西昆侖北緣3個成礦帶上。由于新疆鉛鋅礦地質工作程度低,資源潛力尚未查清,從已有資料分析,鉛鋅礦成礦條件好,有大的找礦遠景。新疆的銅、鎳、鉛、鋅等有色金屬礦產具有礦點多、分布廣、成礦條件好,成礦類型齊全的特點,已圈出了部分成礦帶和成礦遠景區,但目前探明儲量只要潛在資源量極少的一部分。礦產勘查和開發利用前景較為廣闊。
3 我國有色金屬礦產資源開采技術可持續發展對策和建議
3.1 提升裝備水平,加快信息化建設步伐
加大技術裝備研發投入,研發適合我國國情及資源賦存條件的采礦裝備、采礦過程控制設備、安全監控檢測裝備及信息化管理系統,淘汰一批落后的采礦裝備,使采礦裝備機械化、自動化和大型化,礦山規劃管理動態化、信息化、專業化,礦山安全監測監控智能化、日常化,進而提高礦山曠工勞動生產率。
3.2 實行分級分層次管理
針對我國有色礦山大型礦山少,小型礦山多的現狀,建議實行分層次管理,提出不同要求及政策。對大型礦山要盡快實行信息化、自動化建設,保障資源供給;對資源稟賦較好的中型礦山,要鼓勵其向信息化、自動化方向發展;對其他中小型礦山,要進一步推進整合重組步伐,實現集中化管理,同時鼓勵科研單位、礦業裝備研發機構,為這些礦山量身定制切實可行、投入較少的信息化、自動化整體解決方案。
3.3 建立完備的評價管控體系
為實現資源的有效利用,應制定相應的指標門檻。目前“三率”指標、能耗指標等標準體系正在建立,該工作非常重要,有必要進一步補充使其更加完善(如可補充貧化率、勞動生產率等指標),根據礦山規模、資源稟賦進行分級分層次管理,提出不同要求,同時應與環保、安全等其他指標相結合,進行綜合評判,融入到項目審批、建設、年審、后評價等全過程,實現對資源利用全過程、礦山壽命全周期的全程管控,同時建立與指標配套的獎懲機制。
3.4 進一步推動科研攻關工作
應進一步推動難采資源、特殊環境資源開采的技術裝備研究工作,鼓勵科研院所對殘礦資源、低品位資源、深井資源及高海拔高寒地區資源等進行深入研究,開發復雜環境下的高效安全開采技術與裝備,開發綠色、清潔的無廢害采礦工藝技術,提升技術裝備水平,擴大可利用資源量。
4 結束語
綜上所述,在明確了新疆有色金屬礦產開采的技術狀況之后,我們要進一步研究更好的技術方法,并對技術的研究狀況進行分析,才能夠為今后更好地發展有色金屬礦山的開采工作帶來參考和借鑒。
金屬礦山開采探討:有色金屬礦山資源狀況及其開采方法
【摘 要】我國有色金屬礦產資源分布不均,且因上世紀的不合理開采以及經濟的持續發展,礦山中有色金屬資源嚴重不足,因此,改變傳統的開采方法,轉變單一、浪費的開采模式,利用現代化設備及成熟的現代化手段綜合利用礦產資源,優化開采方法,達到有色金屬礦山資源開采經濟效益與社會效益的統一。
【關鍵詞】有色金屬 資源狀況 開采方法
我國有色金屬礦山貧礦多,富礦少;小礦多,大型、特大型礦少,礦產資源缺口嚴重,金屬礦開采技術的高低直接影響到我國國防安全和小康社會的建設[1]?,F階段我國部分礦山采掘設備實現了大型化、自動化和智能化,采礦工藝實現連續或半連續化,礦山生產與管理廣泛應用了計算機技術[2],有力地促進了金屬礦開采工業的發展。
1 我國有色金屬礦山狀況
1.1我國有色金屬礦藏總況
我國的礦產資源豐富,在華夏大地上均能找到世界上已發現的礦產資源種類,已探明的礦種就有148種,大大小小共計一萬六千多處礦產地,是世界第三大礦產大國。相對于其他國家而言,我國的鉛、鋅、銻、鎳、錫、鎂、汞以及稀土等有色金屬在質量、產量上有相對優勢;部分有色金屬礦藏則處于劣勢,如銅鋁資源量不足、質不好,開采出的有色金屬不能滿足冶煉的需要,因此我國每年的有色金屬產品生產有四分之一需要依靠原材料的進口。
我國有色金屬礦山的分布不均衡,中小型居多、大型礦少;貧礦多、富礦少;邊遠山區多、沿海地區少;礦產資源共生礦多、單一礦產少,這些資源的分布特征使得我國的礦業開采難度大。
1.2我國有色金屬礦產資源儲備現狀
我國的采礦業主要發展在上世紀五六十年代,由于當時技術水平有限,我國大部分有色金屬礦山在經過長達幾十年的開采之后,資源大幅度減少甚至枯竭?,F存的有色金屬礦山中,有大部分礦藏開采進入中、晚期成為末期礦山。近年來,我國有色金屬礦產品進口量逐年加大,而我國的工業化仍然處于迅速發展狀態,現代化經濟的發展伴隨著工業化的進一步發展,我國經濟對有色金屬的消費量仍然會大量的增加,本土礦產資源不足以維持經濟的發展。
其次,有色金屬礦山開采的品位下降,有些礦山經過幾十年的開采,資源品位下降迅速,加上上世紀五六十年代經濟體制的制約以及科技發展水平的限制,造成了以往礦山開采的資源浪費、規模小等問題。
1.3有色金屬礦山資源開采利用水平
國家在上世紀中后期對礦產資源消耗使用量大,由于我國礦產資源分布不均等情況,有的礦山因有色金屬采礦條件的惡化或受技術制約,開采者會采易棄難、采富棄貧,只采品質高的礦種而將其他礦產丟棄,加上礦區采礦準入要求不高,有些小企業或者集體,未經合理設計甚至沒有高水平的設備就進入礦區采礦,造成礦區管理失控、資源浪費以及有色金屬的采礦行業發展受限。
有色金屬的礦藏是不可再生資源,原來開采中造成的浪費以及開采之后深加工的利用率低等因素,不僅危害周邊的環境,帶來一系列的環境污染與破壞,也使得礦產開發利用水平未能提高。在已經開發的礦區中,由于技術水平受限,以及設備管理與工藝缺乏系統高效地研究,使得老礦區二次回采、多次回采水平亦較低。而有些有色金屬礦產需要在特定的環境或特定的工藝下才會分離開采出來,因而現有的科技水平下無法深度利用,對資源也是一種浪費。
1.4經濟效益低和污染破壞嚴重
由于礦山的投資周期長,礦山開采有時需要幾年甚至十幾年的時間,投資成本高,有色金屬開采的難度大,加上道路運輸成本費用的增加以及機器設備和人工成本,經濟效益低下。
在采礦生產中,固體廢棄物堆放不僅占用了大量的農田與耕地,也造成地表植被破壞,進而引發水土流失等后果。且空氣粉塵污染和酸性污水在有色金屬開采的整個過程中,會造成水資源與空氣的污染。以上因素危害到了當地居民的生產生活和農牧業的可持續發展。
2 有色金屬資源的開采方法
2.1 露天采礦
在我國的礦產資源開發過程中,露天采礦適用于有色金屬礦產資源地表埋藏淺的情形,也可以用于低品位的有色金屬礦產礦床和已經開采過的地下殘礦,依賴于礦床的基本賦存條件,通過物理爆破等方法來剝離地表巖土。露天采礦要求地質工作者做好地質勘探工作,設計優化方案,結合道路運輸體系,綜合考慮地表狀況進行開采工作。其中,最主要的應用技術是穿孔爆破,在露天礦區內,根據設計方案選取對應深度與直徑的定點進行定向爆破,再使用炸藥將附近巖壁破碎來達到剝離大量巖土的目的。
但是露天開采有色金屬礦產資源仍然存在著一系列的問題,更明顯的是表現在技術與管理的問題上,比如露天采礦境界的判定、邊坡結構穩定性、露天開采工藝、道路運輸系統管理以及資源的重復利用率和礦山區域土地復用問題。道路運輸系統的合理設計不僅能減少成本的投入,也可以提高采礦工作效率,縮短工期。綜合考慮礦區的地形地貌、開采時的氣候條件以及露天開采技術能力和圍巖的物理力學性質選擇經濟、合理的運輸方式。多通過鐵路、公路、輸送機將礦區的礦石及巖土分別運輸至不同的地方,并將設備及原材料運輸至礦區,在特殊的地形中也可能會用到水力或索道運輸。
露天開采會造成廢棄物堆放,因此排土工作顯得尤為重要。排土工作要將從礦床上剝離的表土與巖石配送到不同的場地,對礦石進行深加工,對廢土進行排棄工作。露天開采中盡量充分利用土地資源,提高資源的重復利用率,做好植被恢復工作,盡可能地還原生態平衡,減少因礦業開采帶來的環境破壞與污染,提高社會效益。
2.2地下開采
地下開采是我國有色金屬礦山開采的重要方法,占據較大的比重。這種方法是通過地下礦床的切割與回采工作采出礦石,但是地下開采工作量大,工作方法繁多,以下幾種方法使用較多。
2.2.1 采用自然支護的礦產采集方法
這種方法主要依賴于圍巖自身的穩固性和礦區礦柱的作用,通過支架作為臨時支護輔助來支撐在回采工作中造成的采空區?,F階段在我國有色金屬開采行業中使用普遍,但是要求礦區的圍巖與礦石相對穩固。這是一種結構比較單一的采礦方法,簡單的回采工藝,機械化程度較高,采礦過程中各項成本低,適用于穩定性較好的礦體。如果要開采較厚大的礦體時,需要留大量的礦柱,回采率較低,所以在此種情況下應用較少。以敞空方式存在的回采礦房,必須依靠礦柱與圍巖的強度來維護支撐,礦房作業完成后要及時處理好后續工作,將礦房填滿再回到采礦柱的區域。
2.2.2 物理崩落采礦法
崩落采礦法是通過物理作用來管理地壓的采礦方法,通過崩落的礦石來填充控制采礦區域,這種方法多用在圍巖易崩落、地表允許塌陷的礦山礦體。通常,有色金屬開采過程中,物理崩落這一采礦方法可以按回采方式劃分為:壁式崩落法、無底柱分段式崩落法、分層分區崩落法、有底柱分段式崩落法以及階段崩落法。
2.2.3 礦區開采人工支護法
人工支護法是將需要充填的原材料或其他可以支撐的物體用來維護采空區的穩定。這種方法以充填為主,在礦區采礦作業中根據回采面的推進,將碎石水泥等填充原材料運輸至采空區用于充填,從而控制地表移動,預防圍巖崩落,實現地壓管理。
支護法按照充填方式的不同,有不同的分類。較為單一的單層次采礦充填法,按充填方向劃分的上向與下向的分層充填法,以及分采充填法。按照不同的充填料以及輸出的方式,又可分劃成干式充填法、水力充填法和膠結充填法。該方法可控制礦區圍巖的崩落和礦房地表下沉,為礦區回采工作提供了安全保障,同時也可用于自燃礦石的火災預防。因其開采適應性強,礦區礦石的回采率高,礦區作業比較安全,能高效利用礦產資源以及保護地表植被等優勢而被重視,但工藝要求高、成本投入大使得使用率不是很高。
3 結語
隨著科學技術的不斷進步以及經濟發展的深入,對有色金屬的需求量只增不減,因此,要進一步提高礦產資源的利用率,克服因采礦技術有限造成的礦體開采浪費現象。同時,要在采礦系統完善、采礦作業安全、采礦效益提高的基礎上,注重對環境的保護,不能以環境為代價片面發展經濟,從而打造生態和諧的礦山資源開采系統。
金屬礦山開采探討:地下金屬礦山開采中連續開采關鍵技術的應用探討
摘 要:隨著世界經濟的發展,全球能源消耗量不斷加大。為了滿足工業制造業的能源基本需求,相關部門需要著力解決能源問題。地下金屬礦山開采規模的不斷擴大及開采深度的不斷增加,帶來了一系列的技術難題。為了解決這些技術難題,確保金屬礦山開采中礦洞穩定和開采人員的人身安全,需要技術人員展開攻關,確實提高礦業采場的綜合生產能力。本文根據地下金屬礦山開采中的相關細節展開討論,提出幾點有利于開采技術提高的可行性措施。
關鍵詞:金屬礦山;連續開采;關鍵技術;應用探討
0 前言
連續開采技術工程作業的效率比較高,成為了全世界礦工作業的技術。根據世界礦山開采工作的發展來看,礦山開采逐漸向開采深部化、規模大型化、設備機械化、操作自動化方向進行探索。
1 連續開采施工的前期安全控制
1.1 做好前期安全防護
采用礦體走向垂直的頂板平硐開拓法,技術人員可以先在礦體出打一個豎向的溜井,深度在60M-70M為宜。在溜井的中部,打上一個橫向的階段平硐,將階段的拓展濕度控制在主平硐長度的1/2水平。階段平硐與主平硐之間,可以建議一個輔助盲立井,保障地下金屬礦山施工活動中礦體結構的整體穩定性。技術人員在使用礦山連續技術時,需要對開口爆破的安全距離進行控制。一般來說,礦床開采邊界距離附近的主要建筑區域的爆破安全距離應該控制在300米以上。其中,開采邊界應該遠離鐵路、高壓線、居民區和其他主要的醫院、學校等人員密集區域。如果安全爆破距離與主要建筑物之間的距離小于300米時,工程項目負責人應該和住戶或者單位進行協調和溝通。在人員協調撤離中,可以采取投資補償的方法,在保障項目安全的情況之下,實現意見統一。
1.2 制定合理的施工計劃
作業人員應該對整體作業時間進行前期預估,防止作業過沉重出現人力資源不足的問題。還應該對工程總量進行考察和計算,把新增工項落實到施工計劃中去。除此之外,礦業工人在施工活動中,還應該適當考慮雨季施工、設備不足等問題,強化施工作業區的土場排水,進行合理的現場施工管制,強化安全設施運行正常,防止在工程開采的過程中出現各種意外情況。除了要控制開采的安全爆破距離之外,作業人員還應該對采場最終底盤的最小寬度進行控制。工程項目負責人在施工活動開展之前,需要指派專業的技術人員對作業環境進行前期勘測,使用水平儀、經緯儀等專業的地質設備進行底盤寬度的考量。在項目人力資源管理階段,土木工程項目負責人應該對項目材料進行分類,提前對市場價格的波動情況進行預判,對于鋼筋支架、混凝土等大宗建筑材料進行定量采買,防止突然的價格上漲對于前期資金投入的影響,防止由于流動資金不夠充足造成的施工活動暫停的現象產生。
2 開展地下金屬礦山連續開采的技術細節
2.1 創造與采礦連續工藝相適應的采礦方法
對于巖石狀礦藏來說,大型礦藏以及中型礦藏的采場最終底盤寬度,應該控制在不小于60M的標準。小型礦床的的采場最終底盤寬度應該控制在不小于40M的標準。對于一些礦壁直立性較差的松軟類礦藏來說,大中型礦藏的最終底盤寬度應該控制在不小于40M的標準。其他小型礦床的最小寬度控制在不小于20M的標準。為了方便工人日常性的進場和出場,技術人員應該對采場的最終邊坡角度進行控制。對于巖石狀礦區域,應該將最終坡腳控制在50°-60°的范圍內,比較松軟的礦藏控制在15°左右。對于金屬礦山的開采連續作業的厚度來說,石灰巖質地和白云巖質地的大中型礦床一般的開采深度為8M較適宜。小型礦藏的開采深度控制在4M之內較為適宜。對于黏土質地的礦藏原料群,或者是硅質地的原料層,來說,連續開采中巖石狀礦石一般控制在深度4M的范圍內,松軟狀的礦石層一般控制在1.5M-2M的范圍之內。其中,覆蓋層、山川脈層、巖石夾層、邊坡圍層的剝離總量與礦石的總量之比,一般來說不大于0.5m?:1m?。
2.2 落實安全施工政策,使用振動機組連續作業
在礦山地下連續開采的活動中,技術人員應該協調好一線的施工人員做好安全防護措施,建立科學的礦山開采前期人員、財產保護體系。根據連續開采的事故調查研究,我們發現,礦頂區域出現片幫和礦體坍塌這兩種事故對工人安全造成的損傷最為嚴重,分別為24.1%和20%。除此之外,“高處墜落”在施工活動中對工人人身安全帶來影響的比重也比較大,占到了事故發生總量的10.30%。
這些事故可以在施工活動中,可以采用一定的預防措施進行前期預防,因此,貫徹安全生產的意識,可以有效地減少不必要的人員損傷出現。在具體的項目管理工作中,工作人員需要對編制項目管理規劃大綱進行設計,對項目管理的具體實施規劃進行妥善安排。對礦井內部的照明系統進行周期性檢修,防止由于觸電事故和短路事故,造成的地下照明故障。為了保障作業區域的環境安全,應該及時地清理作業區的雜物,包括碎石和工業材料等等。將采場的夾石剔除厚度控制在2M-2.5M,質地比較松軟的礦石層控制在1M以下。采用二次破碎的平底式底部結構的振動機組,配合五臺(或以上)雙臺板組合式振動出礦機,形成效率較高的連續開采作業線,溜井下部用振動出礦機向礦車裝礦,運至主礦倉。
3 結束語
在項目進度控制階段,管理人員需要對各個參與建筑活動的項目隊伍進行會議整頓,強調“安全生產重于泰山”等一系列基礎性安全知識條件的建設工作,對員工在連續開采施工大型挖掘類機械基本性能進行講學,防止施工人員在操作過程中發生意外造成的人身傷害。有效避免礦洞結構中,出現的提升運輸傷害和機械類傷害。
金屬礦山開采探討:地下金屬礦山智能化開采綜合技術研究
摘 要:地下金屬礦山開采的智能化發展,可以實現現代礦山的高效、安全、低污染開采,有效提高礦山資源的綜合利用水平,對推動有色金屬行業的振興具有重要意義。本文基于地下金屬礦山開采的智能化技術結構的基礎上,探索智能化開采綜合技術的實施及其影響因素,為礦產資源的智能化綜合利用提供有效參考。
關鍵詞:地下金屬礦山;智能化開采;綜合技術
隨著我國對礦產資源的不斷開發,礦山開采逐步由淺地層開采轉為深部開采,傳統采礦方式面臨著成本高、生產作業危險性高等問題,新型智能化礦產資源開采綜合技術的探索,是現代社會發展資源結構逐步拓展與優化的必然性趨勢,結合現代地下金屬礦山智能化開采技術的概述,積極探索實現地下金屬礦山綠色、安全、可持續開采的有效途徑。
1 智能化開采綜合技術概述
1.1 智能化開采綜合結構概述
智能化開采綜合技術的拓展,是基于傳統采礦技術的基礎上,結合計算機自動化系統,綜合定位系統等多種現代智能管理系統,實現現代技術資源的綜合性整合應用,依據現代金屬礦山的采礦工藝,智能化開采綜合技術的結構主要包括:信息采集系統、信息交互管理系統以及智能化系統三部分[1]。信息采集與綜合通信系統在計算機虛擬平臺下實現礦山數字化管理,從而達到數字化與全部開采過程相關的信息資源綜合性收集整理;其次,綜合智能化開采技術的實現也借助GIS系統建立礦井綜合信息管理平臺,實現金屬礦山信息的信息化、集成化管理,通過GIS系統一方面建立以數據庫為中心和基礎的信息管理新平臺;另一方面,實現內外部信息、功能系統以及過程管理系統的有效集成;,人員追蹤定位、礦體模型更新、生產自動調度、自動采掘、自動運輸、生產環境地下監測與控制、設備監測與監控維護等都達到智能化管理,最終實現礦山多個開采環節的智能化應用[2]。
1.2 智能化開采綜合技術實施因素
結合以上對地下金屬礦山智能化開采綜合技術基本結構的概述,對影響地下金屬礦山智能化開采的影響因素總結,主要包括:其一,網絡計算機平臺的綜合性應用,計算機虛擬平臺和綜合資源的應用是實現智能化開采的必然基礎;其二,雙向性網絡通信技術和通訊渠道的建立,例如:金屬礦山資源的綜合運用必須具有良好的信息交互平臺,保障地下礦產資源開采的信息性,確保開采技術應用的實現;其三,地下金屬礦山智能化開采綜合技術資源的綜合性實現,必須配備有相應的智能裝備以及對應的自動控制技術,將收集的信息和技術人員的操作切實轉化為現實生產力。結合以上對地下金屬礦山智能化開采綜合技術的分析可知,快速的信息、穩定的通信網絡以及智能裝備在礦山的應用等因素缺一不可。
2 地下金屬礦山智能化開采綜合技術實施的原則
地下金屬礦山智能化開采必須以保障生產安全為及時原則,以提高生產效率、保障產品質量、改善勞動條件、提高經濟效益為目的,采用行之有效、質量的先進技術和設備。此外,在實施地下金屬礦山智能開采應同時遵循以下原則:(1)經濟實用性原則。在設計智能化開采系統的時候,要仔細分析礦山的各個采礦工段是否具備采用智能化方式進行開采的條件,要針對不同的采礦環境采用人工采礦或智能采礦的方式,在確保安全的情況下,尋找經濟效益的方案。(2)整體性原則。智能化開采是多個開采環節的有機結合,信息采集監控、信息交互、智能設備遠程控制等等組件單獨使用都不能有效發揮智能化開采的功能,必須保障智能化開采各個環節的能夠有效銜接,相互配合,整體聯動。(3)開放性原則。隨著現代智能化技術開發的發展與更新,軟件、通信手段、智能裝備等產品更新換代速度非???,在實施智能化開采時必須要考慮今后的改進擴充,要預留出接口進行擴充以幫助系統不斷的完善和進步。
3 地下金屬礦山智能化開采綜合技術的實施
3.1 金屬資源綜合評估
地下金屬礦山資源智能化C合評估技術的實施基礎,是基于現代采礦技術應用的基礎上,結合GIS技術,三維可視技術以及計算機輔助模型,對地下金屬礦產資源開采進行的信息掃描,并對地下資源進行的信息分析,新型智能化平臺的應用實現了地下礦井資源的綜合評估[3]。例如:GIS技術可以獲取礦山地質結構和礦石分布情況;三維可視技術和計算機輔助模型能夠建立地下礦井三維仿真虛擬模型,從而大大提升了地下金屬礦產資源開采的效率,減少礦產開采的前期投資和運輸損耗。
3.2 金屬礦山資源信息收集
金屬礦山資源信息收集也是智能化信息開采的主要分支,智能化開采系統可以將礦產開采的檢測、控制以及調度等分散的礦產開采步驟結合為一體,通過計算機網絡平臺的系統性操作,保障現代地下金屬開采的地上信息控制與地下同步。例如:金屬礦山開采的傳感器通過雷達,激光,熱傳導等技術將地下金屬礦山的開采情況進行綜合性分析,并實現金屬礦山開采信息的及時性傳達;同時建立金屬礦山數據監測網絡虛擬信息平臺,從而保障金屬礦山的開采信息傳輸收集的穩定性[4]。
3.3 金屬開采通信結構
地下金屬礦山開采的信息通訊是智能化綜合開采技術實現的重要部分,結合我國現代地下金屬礦山開采的技術結構主要包括綜合性信息傳輸、通信接收方案以及綜合通訊網絡結構。綜合性信息傳輸是地上人員獲得地下信息的重要途徑,主要包括地下金屬礦山中視頻、圖像等信息資源的傳輸;而通信接收方案主要通過現代通信的數字信號保障礦產開采中信息資源的交互,保障礦產開采過程中的信息的內部接收以及外部傳輸的穩定性,例如:地下金屬礦山開采中普遍采用普通有線通信信息傳輸以及無線信息傳輸的方式;綜合通訊網絡結構是基于現代網絡傳輸中以太網為基礎的信息交流平臺,主要包括建立信息管理系統,網絡服務器,終端接收網絡信息的傳輸平臺等。及時的信息交互系統在地下金屬礦山的建立,能夠及時地監測井下狀況,同時為地上操作人員提供操作依據,有效減少了盲目性開采,避免了安全生產事故的發生[5]。
3.4 智能化開采
地下金屬礦山智能化開采技術的最終目的是實現資源的合理性開采。一方面,智能化系統開采技術可以實現地下金屬礦山開采的人工管理和設備管理的智能化發展,例如:為了建立完善的地下金屬礦山開采信息系統,計算機系統對開采的人工信息和設備信息進行標號信息存儲,同時建立定位跟蹤系統,當人工進行地下金屬礦山進行采礦作業時,地上信息系統能夠的定位人員和設備的地理位置,較大限度的保障了地下金屬礦山開采人員的安全性;另一發面,地下金屬礦山開采智能化的實現需要智能裝備及其遠程控制技術,例如:采礦技術人員通過地面上的技術操作,控制地下井礦中的鑿巖車、鏟運車等裝備完成自動作業,自動化操作技術可以在地下金屬礦產開采難度較大的工段進行作業,提升了金屬礦產資源開采的效率,減少金屬開采中的損失,同時也保障了地下金屬礦山開采的安全性。
4 結語
地下金屬礦山智能化開采技術的發展,是現代資源高效綜合利用的開發趨勢,結合現代智能化開采技術,通過金屬礦山的信息采集,信息集成管理以及智能化開采,實現現代金屬礦山采礦技術的逐步創新升級發展。