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采矿技术论文:不安全技术采矿工程论文
1采矿井巷施工中的不安全技术因素及解决策略
采矿工程是一项大工程,其涉及到的环节非常多,每一个环节都有需要注意的事项,其中有三个环节最为重要,一是井巷采矿,二是开拓巷道;三是采掘工作面。这三个环节的技术水平直接关系到整个采矿工程的进度,但是目前我国在采矿期间这三个环节都存在着不安全技术因素,如果没有预先采取解决对策,很有可能会危及到采矿工作人员的生命,而且也会影响到采矿的效率与质量,从而影响我国采矿行业的发展。在此,首先对采矿井巷施工中存在的不安全技术因素以及相应的解决对策进行分析,其主要涉及到如下要点:首先,弯道井巷施工期间,施工人员所选择使用的曲率半径存在着不安全因素,一般而言,弯道井巷施工人员会选择使用12m,也有可能会选择使用15m来作为巷道的曲率半径,这两种选择都比较适合应用在自粘式电动车运输中,但是如果运输方式发生了变化,这两个数值都需要相应的发生改变。通常实践分析,选择使用9m最为适合,但是很多施工人员所选取的数值却没有达到这一标准要求,通常情况下,都选择使用的是6m曲率半径,其导致的直接后果就是巷道拐弯的地方明显增大,不仅会出现断绳伤人的事故,而且也不方便运输,因此,如果是弯道作业必须保障其曲率半径合乎要求,最小9m,如果有特殊情况,也可以选择12m。其次,中部车场所选择使用的单道起坡存在着不安全因素,采矿区中部的车场是采矿工程中涉及到一个重点环节,在对其进行式设计时,应该多方面进行考虑,尤其是巷道起坡轨有所差异,该差异的不同也会影响设计方案的选择,通常情况下,主要两种起坡方式,一种是单道,另有一种是双道。通常而言,单道与双道相比,无论是设计,还是施工都相对要简单一些,因为双道起坡方式既需要设计固定道岔,也需要设计弹簧道岔,由此可见,如果没有必要,一般都会选择使用单道起坡方式,因为这种方式在节约成本的同时,也降低了工作人员的工作量,不过,如果打钩人员稍不注意,助推不当,则非常容易造成生命危险,因此要求设计人员在进行中部车场设计时,应该选择使用双道起坡方式,这样能够有效的保障空重车以及材料车能够安全通过,同时也不会威胁到相关人员的生命安全。,将车场设计到弯道巷道中存在着一定的不安全因素,一般而言,设计人员设计车场,不仅需要掌握采取上山方位,还需要掌握运输大巷的具体位置,很多设计人员通过了解调查通常会在弯道巷道的位置上来设计下部车场,这种设计产生的直接的危害就是司机视线受阻,影响司机与其他工作人员的交流,进而引发安全事故,由此设计人员应该将车场设计到直线的位置上,从而防止事故出现。
2开拓巷道工程施工过程中存在的不安全技术因素及对策分析
首先,下部车场轨道间的安全间隙过小,在巷道施工的过程中,设计下部车场时,通常把1.3m作为车场双规间的安全间隙,然而在实际施工过程中,很多矿井的安全间隙通常只有1.2m,这就导致当车场的运输任务比较紧张,尤其是运输车变形或材料车过宽时,车场双规之间极易发生挤碰而对工作人员的生命安全构成威胁。所以,在施工时还要充分考虑到超宽运输车可能通过的情况,尽量把安全间隙设置在1.4m左右,以此来确保施工工作的正常进行。其次,设计巷道时出现高度过低的情况,进行巷道开拓工作时,半圆拱形断面是的掘进方式,一般墙高都被控制在1.2m左右。但是在实际的施工过程中,为数不少的矿区并没有严格按照这一标准进行巷道的建设,很多大断面积的巷道的墙高仅有1.1m,这就直接导致了在巷道里架线时,达不到架线的安全高度和施工的安全标准,极大的提高了触电事故的发生率。所以,在设计巷道墙高时必须结合当地的实际情况详细分析。,设定巷道的腰线时存在不合理的情况,中线和腰线是井下巷道进行施工时用以完成施工控制的,中线的主要作用是能够对巷道的掘进方向进行指导,一般来说,需要在巷道的顶板位置或是棚梁上设置3到4个中线点,以正中或偏中线的形式展示,采用激光光束等方法检查掘进迎头的尺寸是否合理。所谓腰线其实是一种标示线,用以对巷道的标高和坡度进行合理的控制,可以用水平尺等施工工具延伸到掘进迎头的位置来探测腰线所在的位置是否合理。
3采掘工作面施工过程中存在的不安全技术因素及解决策略
3.1切眼和分斜坡在开口过程中出现的问题。
对采掘工作面的实际作业过程中,技术人员在设计切眼时,开口的方向并没有沿煤层的正倾斜方向,还有很多开口即使沿正倾斜方向,但是设计长度明显不合理,这就造成三角带煤柱容易发生跨帮问题。所以在施工过程中一定要严格按照设计标准进行切眼开口的设计,尽量避免出现质量问题。
3.2急倾斜煤层的主斜坡坡度过小。
在实际的施工过程中,需要设计好急倾斜煤层的主斜坡的坡度,然而即便有明确的倾斜角度作为参考,施工过程中也难免会出现一些问题,使得主斜坡的坡度不符合施工标准,即使受到自身重力的作用煤炭也不能自溜下降,降低了工作效率。
3.3改造眼的反眼坡度。
在设计改造眼时,相当多的矿区会把经济效益放在及时位,所以在设计改造眼时并不会综合考虑各方面的条件,有的甚至把改造眼的坡度设置到30度以上,并且有太多拐弯,给施工安全留下隐患。
4结语
综上所述,可知我国采矿工程施工期间,的确存在着比较多的不安全技术因素,比如曲率半径选择不够合理或者起坡方式选择不正确等,这些虽然都是细节问题,但是细节决定整体的成败,如果不加以重视,将会影响整个采矿工程的进展,出现重大安全事故,由此可见解决采矿工程中不安全技术因素的重要性。
作者:李维民 李春生 单位:宝清县煤炭生产安全管理局
采矿技术论文:开采矿山通风网络节能技术论文
一、构建良好的通风网络
(1)构建良好的通风布局。
在开采地下矿山时会受到地理位置的极大影响,在我国大部分矿体的矿产资源都埋藏较浅,而且各个矿区并不集中,这种问题会影响矿山通风,这就需要重视通风的布局,要构建风区式的通风系统,这样才能有效缓解经济上的巨大压力,不断提高技术水平。
(2)构建良好的通风网络。
现在大部分矿山企业在地下矿产开采过程中通常运用的是网络模式的通风系统,这种方式可以有效提高工作效率。通过优化通风网络,就可以有效降低通风网络的消耗。一般在实际工作中应用到的通风网络有三种,即自然风网络、控制型通风网络以及一般型通风网络。这几种通风网络可以通过了解各分支的已知风量和各风机在工作时的风压,采取非线性规划的方式来处理。这种方式就可以了解风机和设施的位置,平衡回路风压。
(3)合理设计风道。
工作人员在设计风道时必须要考察,要合理规划风道的半径、断面以及风阻之间的关系,合理规划风道。在设计主干道过程中首先要考虑好风道断面,要将其设计为圆形。之所以要选择圆形的断面是由于圆形相对半径比较大,比较适合矿山发展。在设计风道时要采取相应的措施在表面进行衬砌,这样才可以有效减少风道表面存在的摩擦力。但是在修建专用风道时要采取其他的方式,要考虑其他因素,主要包括以下几个:一是拉格朗日乘数法。这种方式是通过寻找一种或者多个变量和限制条件来控制多元函数的极值。这种方法在计算时可以不考虑通风电费;二是平松良雄法。在应用这种方式时并没有将巷道维护的费用考虑进去,所以这类方式更适合在修建单一井巷的断面过程中;三是动态分析法。在这种方法下考察的是动态信息,要将不同时期风道的因素指数值进行的比较,并且计算出比率,并且通过对比得到相关的变化因素,此外在应用这种方式时还应该考虑风道的服务年限以及资金的时间价值;四是通路法。这类方式在应用过程中考虑了通风网络中各种风路存在的阻力,通过这种方式可以有效提高工作效率,还可以合理控制经济投入的费用,可以将工作成本控制到低。
二、有效挑选风机的方式
在矿山建设过程中矿井主扇占有重要地位,是矿山的“肺脏”。但是在整个矿山的通风系统中主扇的能耗量较大,占有90%以上。在我国,从50年代以来就一直使用仿苏70B2型风机来进行地下开采矿山。这种机器的风机轮毂相对比较大,而且气动性比较差,和现实使用的通风网络不符合。所以,这种机器的工作效率比较低,消耗的能量大。为了进一步满足矿山建设需要,各工矿企业不断改善这种风机,改善风机性能,有效的提高了良好的节能效果,达到节能目标。尤其在国家明令该风机为淘汰产品以后,加大了研制开发新型替代产品的力度,在不长的时间里,研制出了K系列、FZ系列和FS系列等适合于地下开采矿山的通风设备。这种新型的风机可以有效改善叶型参数,这种风机的气动性比较好,风量也比较大,风压相对比较低,效率比较高,另外,这种风机的噪音比较小,能够消除传统风机的驼峰现象。所以,这种风机的结构与其他相比更加简单,在安装上也比较简单。这种风机的优点很多,所以很快就取代了老式的风机。这些风机不仅与地下开采矿山网络特性相匹配,而且节能效果十分明显,创造了很好的经济效益和环境效益。因此,改进、更新陈旧过时的通风设备是改善矿井通风的重要途径。风机挑选是从各种型号的风机中选出与通风网络相匹配的风机,使其满足工作面供风要求,且能耗最小。使用计算机挑选风机可使该项工作更为快捷有效。多级机站通风方法是一种在通风系统内由多台风机并联组成的各级机站再串联的通风方法。
三、采用适合的通用构筑物
在构建通风系统时可以通过合理选择构筑物的方式,这种构筑物可以有效调节和控制风流,合理减少通风能源的消耗。特别是在使用压入式通风方法时,很容易出现主风道风门损坏的现象,这就破坏了风流的稳定性,破坏了通风系统的平衡,所以,在实际操作过程中尽可能要制定完善的设计方案,要注重设计工作,选择适当的风门。所以在工作过程中要重视通风部门的维护和维修工作,这样才能够保障通风系统的稳定性。另外在实际应用过程中也会选择抽出式通风系统,在应用过程中必须要采取相应的方式来避免出风井口被损坏,这样才能够杜绝可能出现的安全问题。
四、结语
随着我国改革开放步伐的不断加快,我国经济发展速度也在不断上升,人民物质文化水平得到了极大地提高,这也对矿产资源提出了更多需要,为了进一步满足经济发展需要,矿产企业也面临了全新的机遇。所以在开采矿产时除了要扩大规模以外,还要注重矿山安全问题,特别是通风问题。要不断采取适当的措施提高通风能力,通过提高通风技术和管理水平,优化矿山的通风能力,减少矿山的事故数量,这样才能进一步为我国经济建设提供帮助。
作者:赵禹宏 单位:吉林通钢板石矿业公司火工处
采矿技术论文:不安全技术因素中采矿工程论文
1采区井巷工程施工不安全技术因素
1.1单道起坡不安全技术因素
针对采区中部车场进行设计时,必须要以满足工程实际生产需求为基础,选择不同的措施来建设不同巷道的起坡轨,主要包括弹道与双道两种起坡方式。两种方式相比较来说,单道起坡方式要相对简单,并且工程量比较少,而双道起坡的建设要求则比较严格,需要设置一定固定的道岔以及弹簧道岔等。就现在采矿井巷工程施工,单道起坡方式为,因为其具备需要资金少、工作量低等特点。在建设单道起坡时下放空重车与材料车时,为了能够有效解决空重车在通过简易岔道易倒掉进入中部车场的问题,需要打钩人员在道岔位置给予一定的助推。但是如果选择此种方式,会加大对挂钩人员的安全威胁。为了能够更好的解决这一技术问题,在对采区中部车场进行设计时,可以选择用双道起坡的方式,可以提高空重车与材料车运行的有效性与安全性,减少对工作人员造成的威胁。
1.2弯道井巷采取曲率半径
对与采矿井巷的施工,对于巷道曲率半径一般会采用12m或者是15m,其能够更好的满足井下七吨架线式防爆电机车运输的数值。但是如果选择的是其他运输方式,还是设计此为曲率半径的话就不能满足工程施工的需求,而是应该选择9m曲率半径。在工程实际施工过程中,大部分的采矿井巷都是采取的6m曲率半径,这样设计的结果就会导致巷道拐弯处变大,在生产过程中就会容易出现使耙矸机钢丝因为磨损加剧而断裂伤人的事故。并且,如果井巷曲率半径设计的过大,在进行爆破处理后落下的矸石耙不到底,会增加巷道的坡度,增加了工程的运输难度。因此,在设计采矿井巷曲率半径时,应该以满足工程施工实际情况为基础,将其确定为9m或者是12m为佳。
1.3车场设计在弯道巷道中
在对车场进行设计时,一般情况下技术人员只会对采区上山方位以及运输大巷方位进行研究分析,将下部车场设计在采矿区的弯道巷道内部,而这种设计则直接会增大电机车司机的视野盲区,对于前方以及周边的警示信号等不能及时发现,很大程度上影响了司机与信号挂钩人员之间的信息交流,经常会因为交流不及时而出现一系列的安全事故。为了避免此类情况的发生,在设计下部车场时,应该尽量将其设计在直线部位,以免设计不合理减小司机的视野范围而造成安全事故。
2开拓井巷工程施工不安全技术因素
开拓井巷的设计施工中,经常会存在下部车场轨道安全间隙过小等不安全因素,如果不能掌握巷道的所有信息,就会导致在巷道设计过程中出现高度过低的情况,并且在对巷道的腰线进行设定时也存在很明显的不安全因素。只要是其中有一个环节存在不安全因素,就会影响整个采矿工程的正常进行。
2.1下部车场轨道间安全间隙过小
对于下部车场的设计,车场双规间隙一般确定为1.3m,但是在实际施工中很多矿井的安全间隙仅有1.3m。在这种施工的情况下,一旦车场运输任务重,并且运输车变形或者材料车过宽的情况下,很容易因为双轨之间的挤碰而威胁到工作人员的人身安全。因此,在对下部车场进行设计时,必须要充分考虑超宽运输车可能通过的情况,增大双规间隙到1.4m左右,确保运输工作能够正常进行。
2.2巷道高度过低
巷道掘进施工一般都是采用砌碹支护开拓作业的方式,半圆拱形断面首先的也是掘进方式,一般情况下会将墙的高度控制在1.2m上下。就采矿井巷实际施工情况来看,存在少数的矿区没有采取规定的方式来对巷道进行开拓,很多大断面积的巷道墙高为1.1m左右,这样在巷道进行架线时,高度不能达到架线以及施工的安全标准,在后期的施工过程中很容易就出现触电安全事故。因此,在对巷道进行开拓施工时,必须要严格结合当地实际情况来进行综合分析,确定最终的巷道墙高,保障其能够满足工程施工的安全需求。
2.3巷道腰线设计不合理
中线与腰线主要对井下巷道进行施工控制的,其中中线的主要是对巷道的掘进方向进行指导,一般情况下应在巷道顶板位置或者是棚梁上设置3~4个中线点,选择用正中或者偏中线的形式来表示,而设备可以选择激光光束的方式来确定掘进迎头的尺寸是否合理。而腰线的作用主要是完成对标高与坡度的控制,以水平尺等施工工具延伸到掘进迎头的位置来探测腰线所在位置是否合理。在实际施工过程中,一般都是在间隔30~50cm的位置用测量一起设置一个中腰线。并且针对煤层较厚的区域,为保障掘进的正确性,还需要对巷道进行分层,在开采难度降低的情况下,巷道的压力也会增加,而支架承受压力过大发生变形后就会对设置的中线点造成影响,使其不能够保障在同一水平线上,进而会造成巷道施工质量减低。并且,在实际的巷道施工过程中,受地质地形等因素影响比较大,往往会造成施工方位的变化,为了保障工程施工质量,需要将拐弯处的曲线巷道半径以及转角等转化为切线或者弦线。
3采掘面不安全技术因素
采矿工程采掘面的工程施工,也会存在一定的不安全技术因素,例如急倾斜煤层主斜坡设计中存在的坡度过小不安全技术因素,以及存在切眼与分斜坡开口的施工问题,还有改造眼拐弯处过多以及反眼坡度设计过大等问题等,都会对工程的安全施工造成不良影响。
3.1急倾斜煤层主斜坡坡度过小
为满足工程安全施工的要求,在对采矿井巷采掘面进行设计时,必须要通过分析后做好对急倾斜每层主斜坡坡度的控制。但是在实际施工过程中,即便是有明确的倾斜角度作为参考,也会出现各种各样的施工问题,最终导致主斜坡坡度不能够满足工程建设要求,导致煤炭在受到自身重力影响后也不会出现下降,很大程度上影响了工作效率。
3.2切眼口及分斜坡开口
矿井采掘面进行切眼开口设计时,如果没有按照每层正倾斜的方向进行设计,或者是沿着要求的方向设计但是最终确定的长度不够,形成的三角带切眼,很容易就会出现煤柱垮塌的现象。因此,在对采掘面切眼口进行时设计时,必须要严格按照相关要求来进行,以免因为设计不合理而出现各种质量问题。
3.3反眼双向施工
从布置在巷道底层的煤层底板来看,如果采用反眼双向施工的方式,经常会因为放炮震动而对反眼头煤柱造成影响,甚至会因为空顶过大的原因,最终导致垮帮问题的出现,无法进行正常的维护工作。在对采掘面进行此项施工后,往往会在本区段回采完成后,无法保住煤柱,在二段回采过程中将会出现窜矸问题,进而会对工程的正常开采造成负面影响。因此,为保障工程的顺利施工,确保煤柱不会受到损伤,在反眼头施工时,应该选择单向施工的方式,以此种方式来保障回采与正规推采都能够顺利进行。
4提高采矿工程安全性改进策略
4.1井巷工程施工安全策略
对于井巷工程施工时,在设计中部车场时应该选择单道起坡的施工的方式,可以确保采矿井巷工程中部车场设计与施工工作的顺利进行,并且可以降低施工成本,重要的可以避免空车在道岔行驶过程中发生倒掉,保障挂钩工作人员的生命安全。为保障采矿工程的安全施工,要求设计人员必须要对矿井进行分析,将巷道曲率半径控制在12m左右。并且下部车场的谁及应该尽量避免将其设计在弯曲巷道中,将其设计在直线巷道中,避免对电机车司机的视野造成影响而发生安全事故。
4.2开拓巷道施工安全策略
在对下部车场轨道进行施工时,应加强对双规之间安全间隙的控制,为避免受运输车重量过大或者是运料车过宽等因素影响,造成双规挤压而产生安全事故,应该将双规间隙控制在1.3m以上,大概1.4m左右为佳。另外,采矿巷道施工一项的安全措施就是保障用电安全,为了确保线路的架设高度达到安全标准,必须要确保巷道墙高能够满足施工要求。另外,应该加强对中线以及腰线的控制,保障掘进工作面的正常。
4.3采矿工作面安全策略
采矿工作面的安全技术策略,需要结合存在的不安全因素进行分析,在了解矿井工程实际情况后,以满足工程正常施工为根本目的,采取最有效的施工技术。例如针对三角带煤柱垮帮事故,在施工时应该严格按照规定对切眼的开口进行操作,保障施工中切眼开口长度、方向以及各项参数都能够符合施工要求。
5结束语
受煤矿施工环境的特殊性影响,经常会因为不安全技术因素而导致工程无法正常施工,为保障工程的顺利施工,必须要加强对采矿工程中存在的不安全技术因素进行分析,并结合工程实际情况确定最有效的施工技术方式,将不符合生产规范的工程进行规范化管理,确保煤矿生产的安全性与有效性。
作者:侯利强 单位:山西焦煤霍州煤电回坡底煤矿
采矿技术论文:采矿生产中的无线电通信技术论文
一、井下无线电定位系统
(一)概述
由于井下采矿具有作业人员在井下流动性大、地面人员难以及时掌握井下人员分布和作业进展情况以及下井后就无法确切地知道他们所处位置等特点,矿井一旦发生透水、火灾等事故时地面工作人员因不能实时了解井下情况,会给抢险救灾工作带来极大的困难。特别是在突发冒顶和人员被埋的紧急情况下,由于人工描述不清或不能及时、自动探测被埋人员的位置,在低效率的管理模式下丧失宝贵生命的有效抢救时间。井下定位系统的核心识别设备采用具有国际先进水平的SUPER-RFID技术,它能够及时、地将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统,使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿工的运动轨迹,以便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时,救援人员也可根据井下人员及设备定位系统所提供的数据、图形,迅速了解有关人员的位置情况,及时采取相应的救援措施,提高应急救援工作的效率。
(二)无线射频识别(RFID)技术
无线射频识别(RFID)技术,是一种电子标签或者无线标签,利用无线射频通信实现的非接触式自动识别技术。RFID已经在日常生活中得到广泛的应用,RFID的发展得益于芯片技术、无线技术、无线通信技术、数据交换与编码技术、信息化处理技术和计算机技术等关键技术的综合发展。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点,可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。成本的节约和效率的提升,促使RFID技术成为各个行业实现信息化的重要切入点。近年来,随着在物流、制造、公共信息服务等行业的广泛应用,RFID技术自身的产业化也在稳步发展之中,在行业中的应用也日益广泛和深入。同时,RFID技术开始与通信技术以及互联网技术融合,朝着构建一个实现全球物品、人员信息实时共享的物联网目标迈进,而这也正是RFID产业长远发展的动力所在。
(三)将RFID应用在矿井中的优势
随着科技的不断发展,将先进的科学技术应用到井下作业中,既能够有效地避免重大事故的发生或者将损失减小到低,又能够提高生产效率。我国现已有多家矿山企业开始尝试RFID技术,来实现井下作业管理,这就是在RFID射频识别技术的基础上搭建的一条地面上下沟通的桥梁,使地面人员能够及时动态地了解井下人员、车辆、设备的身份、分布以及作业情况,一方面可以应用于井下安全管理,一旦有事故发生,地面人员可以、及时、快速地进行抢险救灾、安全救护等等;另一方面还可以改善井下的生产调度,通过动态地获取无轨运输设备的方位信息等,同时,该系统还具备人员考勤功能,亦可对进出矿场的人员及车辆进行身份识别,以保障矿场的生产安全和财产安全。
(四)井下定位系统构成及工作原理
1.系统构成
井下定位系统设备主要包括:中心站主机、数据通信服务器、人员定位系统、无线射频单元识别读卡分站以及识别卡、矿用人员管理系统软件、信息传输接口、通讯电缆、矿用隔爆兼直流稳压电源等组成。目前国内井下人员定位系统组成网络结构大部分是采用的RS485远传网络,它具有接线简单、传输距离远和性高等特点。
2.工作原理
井下人员定位系统是根据现场实际情况和要实现的功能,在矿灯收发处、矿井出入口、各个巷道分叉口和作业人员可能经过的通道中安放若干个无线标识读卡分站(每一台具有不同的ID号),将它们通过网络连线与地面控制中心的计算机联网。每个井下作业人员携带的矿灯上安装一个具有标示号的无线标签(标示号与标签携带人的身份、矿名、作业大队和班组在计算机数据库里对应),当作业人员出入井下时只要通过或接近安装在通道内任何一个标识读卡分站,基站即会自动识别到路过人的标示号并立即上传到地面控制中心的计算机。计算机程序将无线标签的标示号(对应到个人)、无线标识读卡分站的ID号(对应井下的具体位置)、该基站返回的强度信号和确切时间等信息实时记录到数据库里,数据库管理程序可以对库里存放的信息很方便地进行查询、统计和生成报表等操作。如某个人目前所处位置的查询、某区域的人员情况统计并在基于地形图的背景上显示出来、地面人员对井下人员呼叫、井下人员向地面人员报警、利用统计和报表生成功能构成矿山考勤系统。除日常管理之外,最重要的是井下人员定位系统对现场紧急辅助救援工作具有不可替代的作用,万一井下发生事故或灾难,可在电脑上立刻查出事故地点的人员数量和事发后人员的动态分布情况,考虑现场环境等多种因素,为及时组织救援在极短的时间提供和科学的决策依据。从而避免了传统人工方式传递信息的低效率、不、救援的盲目性和冒险性,为有效地组织救援赢得宝贵的生命时间,使灾难的危害降到最小提供非常重要的不可替代的决策支持。
二、井下定位系统功能
井下人员定位系统可以实现的基本功能如下:
(一)通过矿区图形信息作为用户界面可以实时显示和查询井下情况。
(二)任何时间段(计算机由记录的)井下全部或某个识别读卡分站范围有多少人。
(三)每个人在井下任一时间用表格方式表示的活动轨迹。
(四)查询一个人当前的实际位置,查询一组人当前的实际位置。
(五)地面人员对井下人员呼叫或井下人员向地面人员报警,方便调度中心快速电话联系该人员和出现紧急情况时及时组织救援。
(六)井下人员在井下超过工作和升井时间自动向地面值班人员报警,便于管理者及时查明原因和组织搜救。
(七)查询相关人员在任一识别读卡分站的到/离时间和工作时间等信息,用于督促和落实重要巡查人员按时准点到位进行各项数据的测试处理,从制度和技术手段上杜绝人为因素而造成的相关事故隐患。
(八)井下人员总人数在巷道中的实时动态分布图,计算机程序管理背景是根据井下的实际现场情况制作的矿区巷道地理图,井下人员分布情况可生动形象地显示在屏幕上。
(九)数据库操作管理界面采用具有权限管理的基于局域网模式,可实现多点共享供多个用户同时在不同地点查看。
(十)自动统计算出各类人员井下的各类报表(月报、周报和日报,如果需要的话可以随时生成),如生产作业人员出入井时间表、出勤报表、加班报表、统计管理人员的巡查情况报表、请假和缺勤报表等,若有必要还可与工资报表系统提供软件接口。
(十一)参观访问人员所处位置实时监测,是否按要求到达指定区域或已进入危险地带。
(十二)一旦发生事故,能及时查出有多少人遇险,遇险人员在哪里和确定他们的身份。
(十三)抢险救援时采用手持移动搜救器,快速地识别遇险人员被埋人员具体地点、深度和方位,及时抢救有生还可能的人员,明显提高抢险效率和救援效果。
(十四)可实现井下设备管理包括井下车辆和其他重要移动设备的实时位置识别等。
三、井下定位系统的技术特点
(一)使用全球开放的ISM频段,无须申请和付费。
(二)多功能:实现了井下人员实时跟踪定位、辅助考勤、轨迹查询等重要安全管理功能。
(三)高容量:在井下可容纳数百个矿用型读卡器,以及大型矿业数万员工同时使用标识卡。
(四)无线标签与读卡分站之间可实现双向高速数据交换,透明/加密传送数据和信息,即应用灵活又保障了数据安全,为在人员定位网上扩展移动数据采集、地面井下双向信息交换和移动瓦斯监测系统提供了平台支持。
(五)多种技术集成:系统集成了RFID技术、无线数据传输、总线传输等。
(六)定位系统可以向目标发出呼叫信息,如一般呼叫、紧急呼叫、撤离呼叫等信息;可以呼叫一个特定目标,也可以呼叫多个目标(群呼);信息可以在及时时刻立即传达到每一个人,实现实时信息传递。紧急情况下,井下人员还可以通过便携式卡向系统发出呼救信号,从而得到其他人员的及时救助。
(七)通过系统采集井下人员的分布情况,支持事故后地判断人员所处位置,为实施应急救援创造有利条件。
四、井下定位系统作为辅助救援必要性
众所周知,国内矿山企业事故时有发生,如何加强安全生产和安全监督工作力度,当灾难降临后如何提高救援和搜救工作效率,这类问题涉及国家、企业和个人的切身利益,涉及建立和谐社会维护安定团结局面的大事。因此,国家各级主管部门和企业领导应该尽一切可能将这类问题解决好。井下人员定位系统对现场紧急辅助救援工作具有不可替代的作用,万一井下发生事故或灾难,可在电脑上立刻查出事故地点的人员数量和事发后人员的动态分布情况,考虑现场环境等多种因素,为及时组织救援在极短的时间提供和科学的决策依据。从而避免了传统人工方式传递信息的低效率、不、救援的盲目性和冒险性,为有效地组织救援赢得宝贵的生命时间,使灾难的危害降到最小提供非常重要的不可替代的决策支持。井下人员定位系统是整个矿山行业安全生产和稳定发展的需求,它可以提高安全生产和现代化管理水平,在灾害辅助救援时发挥重要作用。尽管目前井下人员定位系统还不像瓦斯监测系统那样已成行业的强制标准,但科学技术进步是矿山行业安全生产发展的必由之路,相信在不远的将来,它的技术会不断发展而其应用会得到进一步普及。
五、结论
树立正确的安全文化对于矿山企业极为重要,矿山企业积极运用井下定位系统是体现为每一个群体对安全的态度、思维程度及采取的行为方式,其核心价值就是坚持以人为本,实现人的价值文化,并在企业的安全管理中发挥着重要导向和规范作用。未来运营良好的矿山企业一定要把建立安全文化作为企业管理的首要任务。
作者:张雯 单位:甘肃省无线电管理委员会办公室
采矿技术论文:关于爆破技术的采矿工程论文
1对爆破技术的认识
我国当今的爆破技术采用的多是硝化甘油、硝铵、水胶等爆炸方式,在引爆方面,运用的器材有导爆索、雷管等类型的起爆器。这些技术可以使爆炸物在瞬间产生大量的爆破力,使矿石的开采更为便利。但我国的技术水平尚处于发展阶段,工程中一旦控制失误,就容易引发一系列的事故,所以采矿业必须规范爆破技术的运用,提高爆破的效率和安全性。
2采矿工程中先进爆破技术的应用
在国际上,采矿工程已经运用了大量的新型爆破技术,而我国在这些先进技术的应用上还处在落后阶段,笔者对国内外的许多先进爆破技术做了一定的研究,总结了一些先进有效的爆破手段。
2.1等离子技术在爆破中的应用
传统的爆破技术多是火药类的爆破,对环境产生的影响很大,随着绿色理念的深入人心,这种传统的火药爆破方式已经不能适应时代的发展,而火药的爆炸规模和爆破力度难以控制。笔者发现,在以往的采矿工程爆破中,这种爆破方式很容易对工程中的其他岩体造成破坏,影响开采工程的进程。针对这种情况,国际上已经有了等离子的爆破技术,这种技术运用了电力爆炸的原理,将大量的电能通过可控的设备集中在一个点上,远程控制其爆破的能量和时间。经研究发现,等离子爆破方式产生的爆破力高达200MPa,是不逊于火药威力的,而且等离子爆破方式的可控性也弥补了火药爆破的不足,是值得采用的一种方式。
2.2妙用中深孔爆破技术
在采矿业当中,有很多工程是开展在小型基地或矿山之上的,对这种小型矿山的爆破,往往会浪费大量的爆破材料,而且对爆破范围和爆破点的把握也很不到位,而为采矿工程的顺利开展,我们也不能不使用爆破手段,因而我们在这种小型工程的开展上,必须改变爆破方式。笔者对一些先进的采矿企业进行研究,发现他们对小型矿山一般采取深孔爆破技术。这种深孔爆破方式是在一个相对小的平台上安放爆炸物,并设置后方的爆炸力度小于前方,这样就使得爆炸物的需求量更少,而爆炸造成的纵深也更大,对外侧岩体的伤害较小,从而也在一定程度上保障了工程的顺利开展。
2.3工程中探索爆破的手段
上文中已经提到过,我国的爆破技术与发达国家还存在有一定的差距,爆破中容易伤及附近的岩体,为工程的顺利开展构成障碍,这就要求采矿工程人员在实际中探索爆破的手段。笔者通过查阅资料和实际采访发现,多次爆破是爆破的有效手段。首先,爆破者要先用深孔爆破等方式将需破岩体和附近分开,然后再对需破岩体进行爆破,避免了爆破对附近岩体的伤害,从而保障了爆破的性。另外爆破人员还可以通过计算机预先判定爆炸物的威力,根据需要爆破的面积来控制爆炸物的数量,以保护工程内的其他岩体。采矿是一个具有一定安全隐患的产业,而爆破就更增加了采矿的危险性,爆破能够在一定程度上控制爆破的威力和范围,是提高采矿业安全系数的一个可行的手段。
2.4光学引爆的应用
光学引爆是利用激光和机器发出的光纤来引爆的,这种方式可以远程操控,而且不受周围磁场、电波以及噪音的影响,性强;另外激光设备可以重复使用,不会增加成本,其安全性也相对更高,在采矿业的爆破环节中是值得推广的一种引爆方式;,这种利用激光进行引爆的方式,其效果与雷管引爆并没有什么不同,而激光的度和可控性甚至还高于雷管,因而在推广中无须担心在技术方面存在的问题,从这一层面来说,光学的引爆方式也应该被我们所认同和采用。
3采矿工程中爆破应用的建议
我国矿藏丰富,但分布不均,对于不同的地区和矿藏情况,要采取不同的爆破方法,以达到效果。另外爆破本身就是一件具有危险性的工作,所以无论运用何种爆破方式,都要根据其特点来设置相关的安全措施,做到安全生产,比如爆破中所产生的飞石,一般会由爆破点向四周扩散,这就要求我们对爆破点的四周进行安全布置,防止意外发生。,笔者建议采矿工作和研究人员在爆破中多观察、多总结,努力发现和发明更的爆破方式。
4结语
时代在发展,科技在进步,采矿业中的爆破技术运用率越来越高,我国虽然已经在采矿业中应用了爆破技术,但我们的爆破手段与发达国家之间还存在着较大的差距,笔者做了大量的走访和研究,提出了关于爆破技术的一系列问题,希望能促进爆破技术的发展,促进采矿工程中爆破技术的应用和革新,以期为我国采矿业的发展提供一定的帮助。
作者:马智林 单位:贵州浙商矿业集团有限公司
采矿技术论文:采矿安全技术管理论文
1明确相关技术的管理任务
及时,建立健全采矿中的安全生产责任制及各项法律法规,并将其深入到采矿工人的思想中,认真贯彻与落实;第二,增设与完善采矿企业安全技术管理部门,严格控制管理人员的准入标准,选用专业性强、高素质的安全技术管理员对采矿工程中的各项安全问题,进行严格检查与审核;第三,建立安全生产及技术管理资料档案,对有关安全技术管理的各项资料进行整理、分析与保存;第四,按时组织相关人员学习安全生产的相关法律法规,及企业制定的安全生产政策与规章;第五,制定相关措施保障安全技术的落实与实施,提高生产环境的整体水平,引进先进设备与技术,从而更好的保障企业经济效益的提升。
2加强采矿安全技术管理的实施
面对当今采矿工程中频发的各种安全事故,做好安全技术管理是保障采矿安全及采矿工作顺利开展的重要的内容,对于采矿企业经济效益的提升具有重要作用,在具体的实施中,应注意以下几点:
首先,树立采矿安全责任意识。各方面人员应当高度重视安全管理责任意识的培养,上至领导,下到基层工作人员都要认清自己的工作职责,在自己的职责范围内办事,并在安全责任意识的指引下完成工作。因此,树立树立采矿安全职责意识,健全采矿安全责任制度,对于保障采矿工作的顺利进行具有重要意义。采矿安全技术管理以责任到人为原则,以完善的采矿安全职责为基础,高度重视采矿安全,提高采矿安全技术管理水平,提升采矿企业经营效益。
其次,做好安全检查相关工作。采矿企业安全检查的主要目的就是及时对采矿工作中的各种安全因素进行检查,尽量消除或较少安全事故的发生,从而有效保障采矿安全。安全检查通常都会采取有领导、有组织的检查方式,并如实记录检查情况,并将检查结果及采矿安全中的各种问题公布于众,同时还要做到“四不推”,班组不推给工区,工区不推给矿部,矿部不推给主管部门,主管部门不推给当地政府,扎实做好采矿安全技术检查与管理工作。关于安全检查工作的具体内容,主要包含以下几五点:一是要认真检查安全技术管理的各项规章制度及法规的执行情况;二是要检查对上级的安全生产政策、方针及决定的执行情况;三是要检查采矿环境的安全情况,如井下巷道的支护状况,空顶情况等;四是检查采矿工具、设备及相关防护装置与安全设施等是否符合安全技术管理的相关标准,检查安全技术措施是否按照原计划有效的落实;五是检查预防自然灾害的各项措施的执行情况,只有在采矿安全检查过程中做好以上五点工作,才能保障采矿安全技术管理工作的切实有效。
第三,积极开展安全技术管理的培训工作。从目前多起采矿安全事故的分析研究中我们发现,最根本的原因就是领导及员工都未接受过采矿安全技术上的相关培训,不具备专业性的采矿安全理论与实践基础,从而会导致违章、违法等操作出现,因此,如何在采矿企安全技术管理过程中,做好技术和安全方面的教育培训是实现采矿安全的重要途径。培训的主要内容应紧紧围绕采矿企业安全、技术部门安全意识的提升来开展,经过专业的培训之后,采矿技术人员及安全部门负责人应当树立起较强的安全操作意识,并以榜样的形象激励基层员工遵守各项安全生产政策,从而通过“以点带面”的方式增强全体采矿人员的安全意识。
,严格按照规范流程操作。具体是指各工种安全技术操作规程和采掘作业规程。前者主要包括严格按照工具的使用方法及操作程序进行使用,同时要注意相关的注意事项,尽量避免由于工具操作的不正确导致安全事故的发生。此外还要考虑岗位与工种的差别,在操作流程及规定上也要进行相应的区分,并要求操作人员严格遵守执行;后者主要包括采掘作业范围内的地质概况、安全技术措施及生产工艺等都有严格按照规范流程操作,从而有效的指导采矿安全生产,对于保障采矿工作的顺利进行具有重要意义。若在采掘作业过程中有异常情况出现,需要按照安全措施,结合实际情况,对异常进行及时分析与处理,确保采掘工作的顺利进行。
3结论
综上所述,采矿作业在位人们的生产生活提供能源资源的同时,采矿安全事故也为国家经济带来了重大损失,为采矿人员的生命安全带来威胁,采矿安全问题不容忽视,采矿企业及领导管理层应当加大力度重视采矿安全技术管理,保障采矿事业的安全,尽量避免或者是减少采矿安全事故的发生,以及由此给国家、社会带来的经济损失,对于保护人们和国家的财产安全具有重要意义,因此,本文对采矿安全技术管理工作进行了较为详细的分析,望能够为日后的采矿安全提供借鉴。
作者:刘文武 单位:开滦集团蔚州矿业公司北阳庄矿
采矿技术论文:采矿勘探技术论文
一、我国采矿技术的发展现状
我国采矿技术取得了显著的进步建国以来,我国的采矿技术取得了长足的进步,机械化设备得到了越来越多的使用,但是,我国当前的矿井中全盘实现机械化的仍是极少数,较低水平的采矿工艺极大的制约了我国采矿也的效率。面对这种形势,我国已加大了对大孔穿爆设备、井巷钻深机械、中深孔全液压凿岩机具、运矿设备、连续采矿设备、振动出矿设备的研究,以早日实现矿山设备的高效化、自动化和无轨化,采矿技术和勘探技术的的发展,还应注意生态环,当前,我国的采矿技术正在逐步朝着生态化的方向发展,环保材料与设备已正在研发并初步推行使用,社会资源的整合与配置也得到了一定程度的优化,污染和能耗较为严重的技术与设备虽未能全部优化升级,但已有了较大的进步。
在我国规范采矿业相关标准的指导下,我国采矿单位、政府部门以及广大群众间已初步形成了行政、市场和社会机制,在采矿技术的发展与勘探技术的进步中初步起到了一定的推动作用,整个采矿业正朝着规范化的方向发展。在快速发展的同时,我国的采矿业仍面临着一定的问题,主要集中在以下几个方面:随着矿井开采深度的增加,矿井中的地质条件也日益复杂,总体而言,我国当前的矿井地质保障技术还不够完善和成熟,对地质环境的探测精度也没有达到生产要求。
首先,影响矿井生产的小构造问题没有得到根本解决,高分辨率地震勘探技术作为当前地址保障系统的主要技术,对落差在5米以内的断层的解释精度较低,对于落差在3米以内的断层更是难以令人满意,其他的井下探测手段大多因种种原因难以进行定位探测。
其次,不少矿井企业在进行地质探测时采用的探测手段较为单一,没有深入分析和对比各种探测技术适应的地质条件,尚未形成综合配套的技术优势,缺乏对矿井地质规律的深入分析和综合评价,探测精度有待提高。
第三,探测仪器在结构和稳定性方面存在不少缺陷,部分关键一起主要依靠进口,与我国复杂的矿井条件的适应性还需继续研究。,矿井地质信息的综合利用与管理水平较低,不少矿井企业的计算机应用仅限于文字处理、数据库和图件的绘制,缺乏对矿井地质数据的动态管理与综合分析,在矿井开采条件预测与综合评价方面存在明显的不足,三维地震数据信息尚未得到有效利用,造成资源浪费。
二、采矿技术中的勘探措施
1.判断地质构造矿石与围岩的稳固性是关系采矿安全的重要措施,探明地质构造,对矿石与围岩的稳定性进行分级是控制地压的首要步骤,由于大部分采矿方式是根据矿石和围岩的稳固性确定的,因此,弄清矿区地质构造,划分好矿井岩层,为采矿设计提供高质量的数据是提高采矿技术的重要措施。
2.竖井的布置竖井不应布置于矿体上,更不应将竖井作为直接探矿手段,而是作为进入矿井的通道。直接穿透矿体虽然能够较快的收集矿化资料,但却会给继续揭露深部矿体造成困难,从而影响下部各段的掘金,还会对矿井排水、通风和运输带来不利影响。竖井是进出矿井的通道,其下部是重要的井下交通枢纽,因此,保障竖井安全十分重要,竖井周围的矿体应保留,不能回采。
3.斜井的布置勘探时的斜井不应布置于矿体中。为避免矿体丢失,掘进时不应沿视倾角掘进,而是沿真倾角掘进,或在矿体下盘掘进。斜井可布置于距下盘边界20厘米左右的矿体下盘岩中,及时矿体倾角发生改变,斜井穿脉中段巷道仍可穿至矿体,使沿脉平巷仍可在矿层中掘进。且斜井位于矿体下盘,即使上部矿床采空也不会影响到斜井的安全,使斜井能够长期使用。
4.坑口的布置坑口不应布置于谷底,而应设在高于洪峰处,坑口附近应尽量开阔,以便于布置其他地面设施,上下坑口的位置应错开,尤其是陡坡地,避免上部滚石坠下造成意外伤亡,坑口水平错开不仅利于安全,也利于扩大对流区域,促进矿井通风。
三、总结
总而言之,在矿井项目的建设过程中,加强对采矿技术与勘探措施的合理化管理是十分重要的,应注意的是,采矿企业在对采矿技术与勘探技术的管理应把握好相关技术标准,以市场为导向,以适应市场发展的动态需求。要想实现采矿业的持续发展,浸膏管理是远远不够的,采矿企业还应与时俱进,更新自身采矿技术与勘探技术,提高技术人员的专业素质,建立完善的人才引进与管理机制,改善技术人员的待遇,从技术上、管理上加强对采矿技术和勘探技术措施的控制和提高,以不断适应社会发展和国民经济对采矿行业的要求。
作者:苏美玉单位:叶城县兴祚矿业开发有限责任公司
采矿技术论文:发展采矿技术的煤矿安全管理论文
1煤矿采矿技术应用工作中的问题
1.1规章制度不完善规章制度是保障煤矿安全生产
的前提条件,我国的煤矿企业众多,分布广泛,其规模与大小都存在着较大的差异,目前的规章制度只能够把握整个煤矿行业,漏洞严重。由于相关规章制度的缺乏,很多煤矿企业的管理工作混乱,违规操作严重,这也是导致安全事故频发的主要原因。此外,部分煤矿在采矿管理方面尚有诸多问题亟待整改。比如,企业安全生产管理机构尚未健全、安全管理人员数量不足;岗位责任制未得到有效落实;生产矿井证照不全或过期;部分矿井存在私挖滥采现象、超层越界开采、以探代采、超核准范围和核定人员组织生产建设等非法违法违规行为;更有甚者将矿井非法挂靠、层层转包,一矿多井等现象依然存在;有的矿井为偷税漏税,存在“两套图、两本账”等弄虚作假,蓄意逃避监管等行为。这些问题若不及时整改,很有可能引发更大的管理漏洞。
1.2缺乏专业技术人才
煤矿开采对于开采人员的综合技术水平要求很高,就现阶段来看,我国很多煤矿企业,尤其是中小型煤矿企业都存在着专业技术人才缺乏的问题,矿工综合素质水平普遍不高,知识水平扎实的技术人才不仅能够保障煤矿开采进程的正常进行,也能够降低安全风险的发生率。但是由于缺乏专业性技术人才,就导致很多采矿技术无法得到科学的使用。
1.3管理人员只看中眼前利益,影响了新技术的推广
今年以来,受全国煤炭产量过剩,供需矛盾加大和煤炭价格大幅下滑的影响,煤矿生存压力越来越大,部分煤矿减少安全设施投入,消减安全管理人员,安全设备,运转不正常,对安全生产埋下了隐患。煤矿生产者的根本目的就是为了获取到经济效益,煤矿行业属于典型的高危行业,不仅安全事故发生率高,还需要投入大量的资金,经过长时间后才能够收回成本,如果企业资金投入不足,资金量就很容易出现断裂。在这种因素的影响下,很多煤矿经营者不愿意冒风险引进新技术,依然使用现在的技术,他们只看重眼前利益,不愿意花费资金来研发新技术,这就在一定程度上影响着新技术的推广,采矿效率一直难以得到提升。
2促进煤矿安全与采矿技术发展的对策
2.1完善规章制度,促进采矿技术的规范化发展
在未来阶段下,需要根据煤矿资源的开采要求建立好科学完善的规章制度,明确企业的工作目标与工作流程,让管理人员与工作人员可以的了解自己的工作任务与工作方式。在确定好任务与方式之后,即可将责任落实到每一个人身上,只有实施该种制度,才能够促进新型技术的规范化使用。只有做到这一点,大家共同配合才能够在保障工作效率的同时促进采矿技术的规范性发展。
2.2加强培训,提升矿工的综合素质
综合素质过硬的人才是保障企业可持续发展的重要保障,煤矿安全与采矿技术的应用发展与技术人才有着密切的关系,基于此,煤矿企业必须要定期对技术人员开展培训工作,提升他们的技术水平与责任意识。还要注意到,矿工是煤矿开采工作的实施者,他们从事的工作重复、繁琐,虽然他们对自己的工作熟练,但是其工作都是体力活,为了激发出他们工作的积极性与主动性,企业需要加强对矿工的培训,将理论与实践进行有机结合,让矿工能够不断的掌握新知识与新技术,从而不断的提升企业生产效率。只有打造一支综合水平过硬的队伍,才能够为煤矿企业的高效生产奠定好坚实的基础。
2.3加强创新,不断研发新技术
为了避免煤矿管理者只注重短期利益导致煤矿安全与采矿技术受到限制的问题,政府可以制定好一系列的鼓励措施,让他们可以积极的去创新,引导他们发展新型安全与采矿技术。煤矿企业与其他行业一样,科学技术是及时生产力,虽然新技术的研发复杂、艰难,也会耗费大量的人力、物力和财力,可是,一旦新技术在生产工作中得到使用,就可以为企业带来很好的价值。在传统模式下,政府主要采用技术产权保护、研发补贴等方式来鼓励企业开展技术创新,这对于促进新技术的发展起到了很好的效果,但是,这些政策主要针对一些新型企业,并未制定与煤矿企业相关的法律,这也是制约煤矿安全与采矿新技术发展的重要原因,为了解决这一问题,政府需要根据煤矿企业的生产经营特征制定出相应的鼓励措施,这样,煤矿企业既能够研究新技术,也可以享受到政府的优惠政策,这对于企业的安全生产与长远发展都是十分有益的,而对新技术的产权保护工作不仅是政府对于企业技术上的认可,也是对煤矿企业劳动成果的保障。
3开展煤矿安全生产大检查
安全生产大检查的各项工作均采取“不发通知、不打招呼、不听汇报、不用陪同和接待,直奔基层、直插现场”的“四不两直”方式进行,并按照“企业自查、市县重点督查、省级同步突查”的交叉方式组织开展。检点为各县区煤炭行业管理部门、各主体企业对“不放心煤矿”挂牌管理制度的贯彻落实情况;以瓦斯、水患、火灾防治为重点的煤矿隐蔽致灾因素普查及治理工作情况;防治水、防汛、瓦斯等专项检查查出的隐患和问题的整改落实情况;安全生产应急预案编制、修订、备案、演练情况以及汛期安全生产工作安排部署情况、领导带班和应急值班情况等。
4结语
总而言之,在社会的发展与科技水平的进步之下,煤矿采矿技术也呈现出一种多元化的发展趋势,在煤矿采矿技术应用时,由于各种因素的影响,管理不科学、人才水平参差不齐、制度不完善的问题在很大程度上制约着煤矿安全与采矿技术的发展,为了解决这些问题,政府必须要根据煤矿企业的生产经营情况制定好科学合理的管控措施,发展技术创新,加强新技术的开发,这不仅可以提升煤矿企业的综合效益,还能够促进国民经济的可持续发展。
作者:李小明 单位:河南能源化工集团焦煤公司方庄一矿
采矿技术论文:煤与瓦斯共采技术采矿工程论文
一、我国煤与瓦斯的基本特征
我国的煤炭资源较丰富,目前的保有储量1100多亿t,且有48%的煤层属于高瓦斯和突出煤层,因此瓦斯储量丰富。埋深2000m以浅已探明煤层气资源约为31万亿m³,位列世界第三。但我国大规模的商业化瓦斯开采尚处于起步阶段,国家的相关产业政策出台较晚,或尚不明朗。这里有认识和技术问题,更有我国煤层的透气性差,抽放困难等原因。我国70%以上的煤层渗透率小于0.001μm²,属于低透气性煤层,其透气性比美国和澳大利亚低2--3个数量级,钻孔有效排放半径和钻孔瓦斯流量小,衰减快,透气性好的抚顺煤层井下水平钻孔与美国同类条件相比,钻孔影响范围仅30--50m,而美国可达到100m以上。煤层气体压力也对瓦斯的抽放起着重要作用,有关资料表明,我国煤层压力普遍偏低,这对抽放瓦斯极为不利。中国的含煤地层一般都经历了成煤后的强烈构造运动,煤层内生裂隙系统遭到破坏,成为低透气性的高延性结构。目前,我国瓦斯勘探和开发的主要煤阶是中阶煤和高阶煤,具有很强的非均质性,导致井网的井间干扰效应降低,相互间不能形成有效的联系,水力压裂增产效果也不明显。
二、煤与瓦斯共采技术的理论基础
限制我国高瓦斯矿井井下瓦斯抽放的原因,主要是煤层的低渗透率和高可塑性,使得沿煤层打钻孔困难,煤层采前预抽效果较差。由于我国含煤地层一般都经历了成煤后的强烈构造运动,煤层内生裂隙系统遭到破坏,塑变性大大增强,因而成为低透气性的高可塑性结构,这使得地面钻孔完井后采气效果差,水力压裂增产效果不明显。而且煤层普遍具低渗透率,一般在0.0000001×0.000001μm²范围内,水城、丰城、霍岗、开滦、柳林等渗透率较好的矿区也仅为0.1×10ˉ³--1.8×10ˉ³μm²,这一特点决定了我国地面开发煤层气的难度很大。鉴于此,我国煤层气开发生产的重点应放在井下,利用井下的采掘巷道,并尽量利用煤层采动影响,通过打钻孔和其它各种有效技术强化煤层的瓦斯抽放。同时,应进一步研究和不断完善提高煤层渗透率的技术和钻孔技术,研究提高气体质量的技术,研究井下煤炭与瓦斯的协调开采配套技术以及煤矿瓦斯利用技术,使之与井下煤层气开发产业配套,实现煤与瓦斯的安全共采。现场测定和实验研究表明,不论原始渗透系数怎样低的煤层,在采动影响煤层卸压后,其渗透系数会急剧增加,煤层内瓦斯渗流速度大增,瓦斯涌出量也随之剧增。因此,只要合理布置钻孔位置和其它相关参数,能够高效地实现瓦斯抽放。
三、煤与瓦斯共采技术的研究现状
我国的煤层甲烷研究开始于50年代煤矿井下的瓦斯抽放,其中抚顺、阳泉是抽放量较大的矿区。目前,我国已有123个矿井建立了井下瓦斯抽放系统,年抽放量达6亿m³,抽放瓦斯利用率达80%,但井下瓦斯的抽放率很低,只有20%左右.60年代到70年代,一些高瓦斯矿区抽放的瓦斯气体即可投入民用和小规模的工业利用。70年代末期开始了矿井地面瓦斯抽放工作,主要集中于抚顺龙凤矿、阳泉矿、焦作中马村矿、湖南里王庙矿,并进行了压裂实验,但是效果不佳。80年代初期,国内开始进行煤层甲烷相关资源研究。“六五”期间,煤炭、石油以及地质等行业通过国家重点科技攻关项目对国内煤成气资源进行区域性评价和基础理论研究。随后,国家“七五”科技攻关项目设立了“我国煤层甲烷的富集条件及资源评价”专题,取得了对中国煤层气资源状况的初步认识。华北石油地质局1986年在唐山地区开展了煤层甲烷勘探开发实验和工艺技术研究,并进行了“煤层甲烷评价与开发利用状况”调研。1989年,及时次“开发煤层气研讨会”在沈阳召开,标志着煤层甲烷从“瓦斯灾害”到“品质能源”的认识转变、从“井下抽放”到“地面开发”的技术转移。“八五”期间,国家科技攻关项目设立了“有利区块煤层吸附气开发研究”专题。此后,煤层甲烷的研究重点转移到了开发工艺攻关上。1992年,联合国开发计划署通过全球环境基金资助我国开展了“中国煤层气资源开发”项目,1993年又资助了“中国深层煤层气勘探”项目,对中国煤层气的勘探开发起到了巨大的推动作用。1996年,一批有影响的研究项目和规划相继完成,如原煤炭部计划项目“全国煤层气资源评价”、国家计委Ⅰ类资源勘查项目“中国煤层气资源评价”、国土资源部地质调查项目“全国煤层气综合规划研究”、原石油天然气总公司“九五”科技攻关项目“煤层气选区评价与配套工艺技术”、国家“九五”科技攻关项目“新集浅层煤层气示范开发成套工艺技术及专用装备研究”等。到目前为止,对全国范围内的煤层气资源、分布、储层特征取得了基础性认识,基本明确了煤层气开发的有利地区。但是由于我国的煤层地质现状(地质条件复杂,构造煤发育,瓦斯含量高,瓦斯压力低,渗透率低等),煤层气的地面开发并不能很好解决井下瓦斯问题。现阶段,井下瓦斯抽放方法很多,例如,掘前预抽、边掘边抽、采后抽取、卸压瓦斯钻孔抽取、以及开采层、邻近层、采空区瓦斯抽取等等。因此,如何将井下瓦斯抽放与地面煤层气开发协调地结合起来,更好地实现煤与瓦斯共采,就成为一个值得深思的问题。总之,我国煤与瓦斯共采的研究开发取得了很大进步,但也存在许多有待于进一步研究和解决的问题。
四、煤与瓦斯共采需要解决的关键问题
(一)深入的理论研究
利用采动卸压场与裂隙场增加煤层瓦斯的解吸速度与煤岩的透气性,实现矿井煤与瓦斯双能源开采的思想提出来已经有几年了,按照这一技术思路,我国相关大学和企业进行了必要的研究和工程实践,取得了一定的成果,但是总体上,理论研究有落后于工程实践的趋势,今后在理论上需要解决的主要理论问题有:
1、采动裂隙场的透气规律研究
经过多年采矿学者和技术人员的研究,目前对于采动卸压场和裂隙场的范围已经有了相对成熟的成果和研究手段,研究的技术思路上也相对成熟,有经验的学者已经能够估算出采动卸压场和裂隙场的范围以及随采动影响的变化规律,这对于裂隙场卸压抽放瓦斯具有重要的指导作用。但是对于裂隙场内岩体的破裂情况及破裂分布尚没有相对成熟的研究成果,对于瓦斯气体在裂隙场内的解吸、扩散、渗流等规律以及裂隙场内的透气性等还有待进一步研究。
2、瓦斯浓度分布规律研究
进行煤与瓦斯抽放时的一个重要问题就是要掌握高浓度瓦斯的分布规律,为抽放工程设计提供理论指导。目前需要深入研究的有卸压带、采空区、上覆岩层裂隙场内等不同瓦斯浓度的分布规律,以及它们随着工作面推进以及风量变化等的动态变化规律。
3、瓦斯抽放时的流动规律
主要研究采空区和裂隙场内进行不同压力抽放时瓦斯流动规律、瓦斯气体与裂隙岩体的耦合相互作用规律,研究原始煤体、卸压带与裂隙带内瓦斯抽放过程中固体煤岩物理力学性质的变化,尤其是抽放过程中透气性变化规律等,这些工作需要大量的室内试验和研制专用的试验设备及大量的现场观测与试验研究。
(二)增加和稳定抽放的瓦斯浓度
在原始煤体中进行预抽放的瓦斯体积分数可以达到30%以上,但是由于原始煤岩的透气性低,抽放难度较大,且一般只能抽出煤层瓦斯的20%--30%,煤体中还残留大量瓦斯。在高位裂隙带内抽放的瓦斯体积分数可以达到20%以上,这两部分抽出的瓦斯浓度相对较高,具有利用的前景和可行性,而且目前大部分也进行了利用。在煤层卸压带内和采空区抽出的瓦斯体积分数一般均低于20%,大部分为13%--15%,这主要是由于卸压带内煤岩破裂、空气渗入,采空区顶板垮落,大量空气混入等原因,对于这些相对浓度较低的瓦斯输送、利用和安全保障技术等还需要进一步研究。
(三)低浓度瓦斯利用与提纯
除了原始煤层中预抽和高位裂隙带内抽出的瓦斯浓度相对较高外,采空区、卸压带内抽出的瓦斯浓度相对较低,巷道风排的瓦斯浓度更低,但是这些低浓度的瓦斯量很大,一般会占瓦斯总量的50%以上,如何安全利用这些低浓度瓦斯,一直是瓦斯作为能源开采时的较大障碍之一。目前,在这些方面进行了许多探讨和研究,但是核心问题,如输送与使用的安全问题、提纯的高成本问题等,依然没有解决。
五、煤与瓦斯共采技术原理
煤层的采动会引起其周围岩层产生“卸压增透”效应,即引起周围岩层地应力封闭的破坏(地应力降低-卸压、孔隙与裂缝增生张开)、层间岩层封闭的破坏(上覆煤岩层垮落、破裂、下沉、下位煤岩层破裂、上鼓)以及地质构造封闭的破坏(封闭的地质构造因采动而开放、松弛),3者综合导致围岩及其煤层的透气性系数大幅度增加,为卸压瓦斯高产高效抽采创造前提条件。煤层卸压瓦斯的流动是一个连续的两步过程:第1步,以扩散的形式,瓦斯从没有裂隙的煤体流到周围的裂隙中去;第2步,以渗流的形式,瓦斯沿裂隙流到抽采钻孔处。卸压瓦斯的运移与岩层移动及采动裂隙的动态分布特征有着紧密的关系。
(一)高抽钻孔组抽采技术原理
煤层开采将引起岩层移动与破断,并在岩层中形成采动裂隙。按采动裂隙性质可分为两类:一类为离层裂隙,是随岩层下沉在不同岩性地层之间出现的沿层裂隙,它可使煤层产生膨胀变形而使瓦斯卸压,并使卸压瓦斯沿离层裂隙流动;另一类为竖向破断裂隙,是随岩层下沉破断形成的穿层裂隙,它构成上下层间的瓦斯通道。当采空区顶板充分垮落后,采空区中部岩层和下方的矸石紧密接触,从而使得采空区中部顶板岩层裂隙基本被压实,结合采场空间特点,采空区四周形成了一个环形的采动裂隙发育区,文献称之为“O”形圈。在“O”形圈上方或者下方受采动影响的煤层瓦斯在含量梯度和压力梯度作用下以扩散和渗流的形式向“O”形圈内运移,使得“O”形圈成为卸压煤层瓦斯聚集和运移的主要通道。卸压瓦斯“O”形圈抽采理论表明,卸压瓦斯抽采钻孔的合理位置应打到离层裂隙的“O”形圈内。高抽钻孔组就是在沿工作面倾斜方向靠近回风巷侧布置一组千米大直径抽采钻孔,利用采动裂隙“O”形圈作为运移通道来抽采采空区瓦斯。高抽钻孔组布置靠近在“O”形圈的回风侧,改变了采空区瓦斯流场,有效解决上隅角瓦斯超限问题,且“O”形圈长期存在,抽采钻孔能够长时间、稳定的抽采出高含量瓦斯。
(二)顶板裂隙钻孔组抽采技术原理
采用全部垮落法管理顶板时,上覆岩层下沉稳定后,在采动区沿垂直方向由上至下形成了冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。研究表明,在回采过程中,靠近工作面一定范围内的采空区中部上覆岩层离层裂隙发育,结合采动裂隙“O”形圈,在采空区竖直方向上,形成了一个“∩”形拱采动裂隙区采空区不同瓦斯涌出源的瓦斯在浮力作用下沿采动裂隙带裂隙通道上升,上升中不断掺入周围气体,使涌出源瓦斯与环境气体的密度差逐渐减小直到密度差为零,混合气体则会聚集在裂隙带上部的离层裂隙内。涌入采空区的瓦斯,在其含量梯度作用下引起普通扩散,由于空气的重力产生方向向下的压强梯度,则其产生的扩散流方向,与压强梯度反向,即瓦斯气体具有向上扩散的趋势。因此,在瓦斯浮力、含量梯度及通风负压的作用下“∩”形拱采动裂隙区成为瓦斯聚集区,为采动裂隙带内钻孔抽采、巷道排放等治理瓦斯技术提供依据。由于沙曲矿近距离高瓦斯煤层群的赋存特性瓦斯涌出量大,仅靠高抽钻孔组不能解决沙曲矿的瓦斯治理难题,因此,基于上述理论分析,在采空区顶板裂隙区布置顶板裂隙抽采钻孔组,。顶板裂隙钻孔组加强了采空区瓦斯抽采,直接对上邻近层卸压瓦斯进行抽采,减弱了采空区瓦斯涌出强度,从根本上解决瓦斯超限难题。
(三)构建煤与瓦斯共采技术体系
依据以上分析研究,结合本煤层预抽法,构建沙曲矿近距离高瓦斯煤层群“煤与瓦斯共采”技术体系。
六、煤与瓦斯共采的研究方向
(一)煤与瓦斯共采是煤矿绿色开采的重要分点将煤层气开采出来将是煤与瓦斯共采的一条重要途径。在井下因采动影响地层压力发生变化,由于开采卸压,煤层中的瓦斯压力升高,煤中原来的孔裂隙系统的毛细管力反而降低,极易被瓦斯突破形成更大的孔裂隙系统,结果瓦斯解吸运移过程加剧。因此,合理利用采动矿山压力引起的岩层活动规律,有效地进行井下瓦斯抽放和地面煤层气开发,是煤与瓦斯共采的关键技术问题。岩层运动中的关键层理论、煤与瓦斯突出的流变机理和球壳失稳理论等对煤与瓦斯共采技术的应用发展有着重要参考价值。
(二)在进行煤与瓦斯共采技术的研究过程中,应该具体情况具体对待,多提出一些有针对性的瓦斯抽取新技术,如松藻打通一矿的采煤工作面特异型瓦斯涌出及抽放研究,打通二矿的综合瓦斯抽放技术提高工作面瓦斯抽放率研究等。同时应该注重将井下瓦斯抽取与地面煤层气开采有机地结合起来,形成一整套属于煤与瓦斯共采的基础理论和技术体系,从而在煤矿区真正实现煤与瓦斯共采,更好地为煤矿绿色开采服务。
采矿技术论文:矿山采矿安全技术管理论文
一、矿山采矿安全技术管理的实施
矿山采矿的安全一直以来都是一个热点话题,想要真正地做到矿山采矿的安全技术管理可谓是一个艰难的历程。要实施矿山安全采矿,至少要做到以下几点:
1.矿场各部门要按照矿场下发的政策各司其职矿山采矿工作是一个大工程,需要有不同的部门分工来完成采矿工作。这就要求所有的工作人员必须熟悉自己的工作要求,无论发生什么,或者是在任何情况下,工作人员都要尽职尽责。不要因为一点私利,从中投机取巧谋得小利润,而影响其他部门的工作,甚至威胁到直接进行采矿工作的员工安全。此外,采矿工作也需要有程序性,不要因为一个部门的员工因工作不认真而影响整个矿场的采矿工作。
2.增强采矿工作人员安全采矿意识矿场对于采矿人员的安全一定要重视起来。一定要对采矿人员定期地进行采矿安全教育,让采矿人员自己清楚自己是否处于安全的状态。现在有些矿厂老板根本不懂采矿所需要的安全技术,就乱指导员工在不安全的情况下进行采矿工作。所以为了员工的安全,也为了矿场的经济效益,希望采矿的所有人员,包括领导和员工要有足够的安全意识。
3.做好采矿前安全检查为了给工人提供安全的采矿环境,在采矿前要做好所有的准备工作。首先,矿场的领导在采矿所需要的设施选择上要上心,要很严格地选取合格的机械设备。在采矿之前也要有技术人员对设施进行检查。其次,矿场在采矿矿山选择上,一定要选择有安全保障的,不要选择哪种看着就好像快要坍塌的矿山,不能保障矿工安全。矿场也要在场地里准备可能出现一些小意外时需要的急需物品。比如,一些消炎水、创可贴、绷带等,如果条件许可,矿场可以请一些医生以备应急。
4.严格选择技术人员,并定期进行技术培训矿山采矿并不是一个简单的工作,所以,矿场老板在对技术人员的选择上需要谨慎。要选择态度认真,对工作负责的人,最重要的是人品。在矿场工作利润很大,如果员工心术不正,为了自己的私利而做出一些没有安全保障的事,威胁到其他员工的安全就不好了。现在很多员工,对国家在这方面的很多政策不是很了解,容易犯一些低级错误,导致矿场的采矿工作存在安全隐患,容易发生一些不必要的事故,轻则只是一些经济损失,严重就会引起人员伤亡。所以,要对技术人员定期进行技术培养。
5.采矿工作一定严格按照规程采矿的规程主要是各个工种的安全操作规程和采掘时需遵守的规程。目前采矿安全工作越来越受重视,只要我们采矿的安全技术到位了,对参加采矿的人员进行严格的安全教育,相信采矿企业的发展会越来越好。
作者:张成舟 单位:青阳县安监局安全生产监察大队
采矿技术论文:不安全技术的采矿工程论文
1车场设计在弯道巷道中
在对车场进行设计时,一般情况下技术人员只会对采区上山方位以及运输大巷方位进行研究分析,将下部车场设计在采矿区的弯道巷道内部,而这种设计则直接会增大电机车司机的视野盲区,对于前方以及周边的警示信号等不能及时发现,很大程度上影响了司机与信号挂钩人员之间的信息交流,经常会因为交流不及时而出现一系列的安全事故。为了避免此类情况的发生,在设计下部车场时,应该尽量将其设计在直线部位,以免设计不合理减小司机的视野范围而造成安全事故。
2开拓井巷工程施工不安全技术因素
开拓井巷的设计施工中,经常会存在下部车场轨道安全间隙过小等不安全因素,如果不能掌握巷道的所有信息,就会导致在巷道设计过程中出现高度过低的情况,并且在对巷道的腰线进行设定时也存在很明显的不安全因素。只要是其中有一个环节存在不安全因素,就会影响整个采矿工程的正常进行。
2.1下部车场轨道间安全间隙过小对于下部车场的设计,车场双规间隙一般确定为1.3m,但是在实际施工中很多矿井的安全间隙仅有1.3m。在这种施工的情况下,一旦车场运输任务重,并且运输车变形或者材料车过宽的情况下,很容易因为双轨之间的挤碰而威胁到工作人员的人身安全[3]。因此,在对下部车场进行设计时,必须要充分考虑超宽运输车可能通过的情况,增大双规间隙到1.4m左右,确保运输工作能够正常进行。
2.2巷道高度过低巷道掘进施工一般都是采用砌碹支护开拓作业的方式,半圆拱形断面首先的也是掘进方式,一般情况下会将墙的高度控制在1.2m上下。就采矿井巷实际施工情况来看,存在少数的矿区没有采取规定的方式来对巷道进行开拓,很多大断面积的巷道墙高为1.1m左右,这样在巷道进行架线时,高度不能达到架线以及施工的安全标准,在后期的施工过程中很容易就出现触电安全事故。因此,在对巷道进行开拓施工时,必须要严格结合当地实际情况来进行综合分析,确定最终的巷道墙高,保障其能够满足工程施工的安全需求。
2.3巷道腰线设计不合理中线与腰线主要对井下巷道进行施工控制的,其中中线的主要是对巷道的掘进方向进行指导,一般情况下应在巷道顶板位置或者是棚梁上设置3~4个中线点,选择用正中或者偏中线的形式来表示,而设备可以选择激光光束的方式来确定掘进迎头的尺寸是否合理。而腰线的作用主要是完成对标高与坡度的控制,以水平尺等施工工具延伸到掘进迎头的位置来探测腰线所在位置是否合理[4]。在实际施工过程中,一般都是在间隔30~50cm的位置用测量一起设置一个中腰线。并且针对煤层较厚的区域,为保障掘进的正确性,还需要对巷道进行分层,在开采难度降低的情况下,巷道的压力也会增加,而支架承受压力过大发生变形后就会对设置的中线点造成影响,使其不能够保障在同一水平线上,进而会造成巷道施工质量减低。并且,在实际的巷道施工过程中,受地质地形等因素影响比较大,往往会造成施工方位的变化,为了保障工程施工质量,需要将拐弯处的曲线巷道半径以及转角等转化为切线或者弦线。
3采掘面不安全技术因素
采矿工程采掘面的工程施工,也会存在一定的不安全技术因素,例如急倾斜煤层主斜坡设计中存在的坡度过小不安全技术因素,以及存在切眼与分斜坡开口的施工问题,还有改造眼拐弯处过多以及反眼坡度设计过大等问题等,都会对工程的安全施工造成不良影响。
3.1急倾斜煤层主斜坡坡度过小为满足工程安全施工的要求,在对采矿井巷采掘面进行设计时,必须要通过分析后做好对急倾斜每层主斜坡坡度的控制。但是在实际施工过程中,即便是有明确的倾斜角度作为参考,也会出现各种各样的施工问题,最终导致主斜坡坡度不能够满足工程建设要求,导致煤炭在受到自身重力影响后也不会出现下降,很大程度上影响了工作效率。
3.2切眼口及分斜坡开口矿井采掘面进行切眼开口设计时,如果没有按照每层正倾斜的方向进行设计,或者是沿着要求的方向设计但是最终确定的长度不够,形成的三角带切眼,很容易就会出现煤柱垮塌的现象。因此,在对采掘面切眼口进行时设计时,必须要严格按照相关要求来进行,以免因为设计不合理而出现各种质量问题。
3.3反眼双向施工从布置在巷道底层的煤层底板来看,如果采用反眼双向施工的方式,经常会因为放炮震动而对反眼头煤柱造成影响,甚至会因为空顶过大的原因,最终导致垮帮问题的出现,无法进行正常的维护工作。在对采掘面进行此项施工后,往往会在本区段回采完成后,无法保住煤柱,在二段回采过程中将会出现窜矸问题,进而会对工程的正常开采造成负面影响。因此,为保障工程的顺利施工,确保煤柱不会受到损伤,在反眼头施工时,应该选择单向施工的方式,以此种方式来保障回采与正规推采都能够顺利进行。
4提高采矿工程安全性改进策略
4.1井巷工程施工安全策略对于井巷工程施工时,在设计中部车场时应该选择单道起坡的施工的方式,可以确保采矿井巷工程中部车场设计与施工工作的顺利进行,并且可以降低施工成本,重要的可以避免空车在道岔行驶过程中发生倒掉,保障挂钩工作人员的生命安全。为保障采矿工程的安全施工,要求设计人员必须要对矿井进行分析,将巷道曲率半径控制在12m左右。并且下部车场的谁及应该尽量避免将其设计在弯曲巷道中,将其设计在直线巷道中,避免对电机车司机的视野造成影响而发生安全事故。
4.2开拓巷道施工安全策略在对下部车场轨道进行施工时,应加强对双规之间安全间隙的控制,为避免受运输车重量过大或者是运料车过宽等因素影响,造成双规挤压而产生安全事故,应该将双规间隙控制在1.3m以上,大概1.4m左右为佳。另外,采矿巷道施工一项的安全措施就是保障用电安全,为了确保线路的架设高度达到安全标准,必须要确保巷道墙高能够满足施工要求。另外,应该加强对中线以及腰线的控制,保障掘进工作面的正常。
4.3采矿工作面安全策略采矿工作面的安全技术策略,需要结合存在的不安全因素进行分析,在了解矿井工程实际情况后,以满足工程正常施工为根本目的,采取最有效的施工技术。例如针对三角带煤柱垮帮事故,在施工时应该严格按照规定对切眼的开口进行操作,保障施工中切眼开口长度、方向以及各项参数都能够符合施工要求。
5结束语
受煤矿施工环境的特殊性影响,经常会因为不安全技术因素而导致工程无法正常施工,为保障工程的顺利施工,必须要加强对采矿工程中存在的不安全技术因素进行分析,并结合工程实际情况确定最有效的施工技术方式,将不符合生产规范的工程进行规范化管理,确保煤矿生产的安全性与有效性。
作者:侯利强单位:山西焦煤霍州煤电回坡底煤矿
采矿技术论文:煤矿井下采矿生产技术论文
1煤矿井下的采矿方法
在矿井开采煤炭中,为了提高煤矿的生产效率,就需要对高度集约化的开采技术给应用过来,同时,将各种具有较高性能的采煤工艺和装备等引入进来;选择的开采技术属于高度集约化,同时应用的采煤工艺和设备具有较高的性能,煤矿井下采矿作业的安全性就可以得到实现,以便顺利开展煤矿生产工作。如果开采的煤矿埋深较浅,还具有较硬的煤层和顶板,那么就需要将埋深浅控制技术、硬顶板控制技术和硬煤层处理技术给应用过来,以便有一套完善的现代化采煤技术形成,实现高产高效的目标。在对缓倾斜长壁薄煤层进行开采时,选择的薄煤层采煤机或者刨煤机需要具备较高的性和较大的功率,并且具有较小的体积。为了将采煤机的作用给充分发挥出来,需要利用采煤机来进行加固,保障足够的稳定,在对开采技术选择时,需要将采煤机和薄煤层实际情况给纳入考虑范围。为了促使采矿的高产高效目标得到实现,就需要对煤矿开采的机械化程度进行提升,将一系列高产高效设备给应用过来,这样方有良好的保障系统形成。结合具体情况,对支架设备合理选择,以便对矿井围岩进行加固,保障足够的稳定,将相应的监控设备应用过来,监控支架的支护质量和围岩状态等;之后,结合监控信息,对采煤机和矿井的运行情况进行分析和诊断,支架的操纵和改善利用电液控制阀组来完成,对信息自动采集系统进行完善,以便及时掌握液压信息、支护质量信息等。实践中福建地方小型矿井依然采用炮采采煤方法,也即是爆破采煤法。炮采工艺流程包括有破煤、装煤、运煤、顶板支护、回柱放顶等。
2煤矿井下的采煤生产技术
在煤矿井下生产实践中,我们需要从技术角度上来强化采矿方法,应用这些开采技术:
2.1深矿井开采技术
在深矿井开采技术的应用中,有诸多的环节都需要引起人们的重视,如严格控制开采矿压,科学布置井巷,防治冲击地压以及防治瓦斯和火灾等等。在具体实践中,我们发现深矿井开采技术还不够成熟,有诸多的问题出现,需要进一步研究,涉及到很多方面的内容,如深井作业环境变化、巷道支护技术以及掘进技术等等。
2.2巷道布置开采技术
在煤矿井下生产中,非常重要的一个环节就是巷道布置,巷道布置情况将会对煤矿井下的生产产生直接影响,同时,煤矿井下巷道布置也关系到了煤矿开采成本,因此,就需要对其产生足够的重视。煤矿企业需要结合自身具体情况,对煤矿井下深入考察,并且将选择的采煤方式和采煤技术给充分纳入考虑范围,对煤矿井下巷道科学合理的布置。为了促使煤矿生产效益得到提高,还需要优化煤矿巷道布置;深入研究煤矿巷道布置技术,保障其能够有机结合其他方面的因素,如煤矿开采技术、煤矿井下作业条件等,这样矸石运输方面花费的时间和成本都可以得到减少。结合优化之后的巷道布置,来对开采技术合理应用,边挖掘边开采能够实现,采矿效率得到了较大程度的提升。
2.3采场围岩控制技术
要严格控制采场围岩,如果采场围岩稳定性不够,那么就会在较大程度上威胁到采矿作业人员的生命财产安全;依据相关的开采经验,有机结合现代化的理论以及先进的计算机测量技术,可以将地质构造情况给探测出来,这样可以更加顺利的进行煤矿开采,还可以全方面掌握煤矿采场的岩层情况。对于煤矿井下顶板,一般可以将其划分为两种类型,分别是坚硬岩层顶板和破碎岩层顶板,对于岩层控制技术的选择,需要充分依据煤矿井下顶板情况来进行,这样方可以获得较好的成效,并且降低生产成本。在处理岩层顶板时,过去通常将高压注水处理技术、深孔预裂爆破处理技术等应用过来,这些技术比较的复杂,并且需要较高的成本,在时代飞速发展的今天,这些技术逐渐暴露出来了诸多的问题,那么就需要对岩层顶板处理技术不断的研发和创新。将优化后的开采技术给应用过来,可以促使生产效率得到显著提升。同时,还需要深入研究高产高效的矿井,以便能够多方位的优化矿井内部的巷道和开拓等各个方面。
3结语
综上所述,煤矿资源是人类生产生活中非常重要的一项基础性资源,社会经济的发展和工业化程度的提高,我国对煤矿资源有着更大的需求;传统的煤矿开采模式在实践过程中逐渐暴露出来了一系列的问题,那么就需要结合时展的要求,深入的研究和探讨煤矿井下采矿生产技术和采矿方法,不断的优化和创新,提高生产效率,降低成本,推动煤矿企业获得更好的发展。在具体实践中,需要综合考虑诸多方面的因素,充分依据自身具体情况,来对煤矿井下采矿生产技术和采矿方法合理选择,以便促使高产高效采矿的目的得到实现,能够安全生产,提高经济效益。
作者:赖建民 单位:福建省福能集团煤电公司
采矿技术论文:采矿技术安全管理策略论文
1采矿技术安全管理的现状
作为事故多发、安全生产形势较为严峻的矿山企业,在政府及各相关部门的逐年整治和措施推广下,其安全生产形势展现出逐渐好转的趋势,安全管理也从原来的“无目的、无效率”步入系统、有序的状态。但影响矿山作业安全生产的因素是多重的,各种事故的诱导条件也是综合的、复杂的。
1.1安全意识淡薄
上至安全监督机构,下至矿山一线职工,对安全生产的认识并不深刻。而矿山职工大多综合素质不高,加之缺乏针对性的培训,员工自我保护能力和意识均达不到较高水平。这是安全事故发生最根本的原因。
1.2现场管理混乱
矿山作业现场环境恶劣,危险系数大,有效的防爆、防灾设备至关重要。但一些矿山在应急设备方面并不达标,下井人员都未能按要求随身携带自救设备。事故发生时,工人若不能有效地自我保护,选择正确的逃生路线,往往会使事态的发展更为严重。
1.3防护措施缺乏针对性
据调查,在过去十年里,将近80%的重、特大事故是由违反劳动纪律或操作规程造成的,这就对安全管理的执行力提出了质疑。在一定程度上,矿井越深,其危险性越大,相关部门特别是领导阶层人员应该实时严把安全关,将安全管理落实到位。
2采矿技术安全管理策略讨论
2.1规范采矿技术管理计划
任何一项有条不紊的生产进程都离不开合理的计划,在综合考虑国家政策、市场需求和矿山长远规划的基础上,建立完善的计划是提高矿山生产效率,健全安全管理机制的首要措施。1)编制采矿技术安全管理计划应当遵循相应原则,在认真学习、贯彻落实国家和行业相关规范政策的基础上,以充分降低矿石损失、较大限度地回收矿产资源为前提,充分发挥矿山现有生产能力,发掘新的技术工艺,引进新技术,以求更高的生产力。2)在编制技术计划的基础阶段,妥善准备所需资料,例如矿山采矿设计规模和核定产量数据,包括中段分层平面图、矿体投影图、采场矿量以及开拓、运输、通风系统等信息。3)编制的采矿计划文字部分,应当包括上年度采矿的预计情况和与此相对比的执行情况、在此期间发生的重大举措、技术改良、本年度预计采矿计划和任务特点与依据。
2.2加强对采场技术的管理策略
一方面,采矿生产的各级人员应该协调配合,学习新技术、新工艺,各部门相互配合,达到高效、低能、安全的采矿要求,合力达成安全生产的要求。另一方面,采矿现场需要建立完善的验收制度,根据采矿方法的不同,设定不同的验收标准。采场验收应分产前、产后阶段性验收,做到技术无失误,验收无遗漏。在矿山主体范围妥善安置的基础上,残留、零星的回收矿也应该作为采矿产量指标的一部分,纳入矿山生产的正常管理。在遵循“安全及时,预防为主”的安全生产原则的基础上,除了要将回收采场的边界明确示意,还要请地测部门进行定期的实测填图,以利于生产技术的实际指挥。
2.3做好采矿行业人员的安全教育工作
人是活动中最重要的因素,做好采矿人员的安全教育工作无异于是安全管理措施的重中之重。首先,加强矿山作业人员安全意识的培训。由企业组织各个部门,学习国家政策、安全条例、技术规程等等,使各个岗位的人员对采矿事业拥有宏观概念,具备一定的安全技术管理知识水平。其次,对特殊工种的教育培训要尤为着重。在矿山操作中,起重、放炮、绞车司机等等危险性和技术性相对较高的工作是安全生产的关键环节。企业必须对特殊工种人员进行系统的培训、测试和定期考评,严格执行持证上岗的机制,严防特殊工种的失误而导致的安全事故。然后,做好对各个岗位人员的安全检查工作。对于采矿这种安全受所多重因素影响的技术,管理人员有必要将各阶层人员的工作职责和安全职责详尽、细化地交待清楚。明确各部门乃至各岗位需要遵守和监督的责任,是将安全隐患降到低的有力方式。再者,利用事故教训建立典型的经验教育。采矿安全是需人人维护的有机生命体,模范带头作用和反面教材的警示作用同等重要。这就需要管理人员在日常工作中多深入到基层一线采掘作业人员当中,以身边的具体实例对其他人员进行教育,用积极向上的观点带动采矿的安全生产。,强调按照规范流程操作尤为重要。对于一线采矿人员,按照规范操作是安全生产最切实的保障。设备机具均需按照正确的使用方法和操作步骤使用,矿山的作业量应该不超过核定的技术指标,规范安全的作业意识要深入到每个岗位人员中。总之,安全生产的主体是人,只有在“人人当心,人人用心”的工作氛围中,矿山采矿的安全管理才有资可谈。
3结束语
矿山资源作为我国现阶段重要的能源资源,在我国经济结构中占有巨大的比重,它不仅关系到企业乃至国家的发展,还关系到矿山各个岗位人员的生命安全。虽然在过去的几十年里,矿山安全事故时有发生,但仔细分析其原因,我们认为,落实针对性安全措施,制定完善的安全生产规章制度,组织相关人员学习政策方针、法律规程,开展全员安全教育,落实有关安全奖惩措施等等,不失为矿山企业降低安全风险,确保安全生产的有效手段。良好的安全管理机制不但要落实到员工个人,而且要落实到每一个细节。只有不断提高矿山作业人员的整体素质,严格规范并自觉落实采矿技术操作规程,才能使矿山安全生产的基础更为扎实,矿山发展的步伐更加稳健。
作者:周建宏单位:绍兴平铜集团有限公司
采矿技术论文:采矿工程中的绿色开采技术
一、应用绿色开采技术的必要性和重要意义
1、资源化的再利用矿井中存在的废弃物
在矿区开采煤炭的过程中,我们应尽可能减少矸石的产生,从而避免土地资源受到破坏。从资源更加宏观的概念讨论,在矿区中所存在的煤层内瓦斯、煤矸石、地下水以及煤层周围的矿床等,我们都应将其资源化,并且在充分考虑到矿区开发对象的基础上,有效利用这些废弃物。不同于传统的概念,矿区中的有害气体并不仅仅就是指以甲烷为代表的有毒气体,实际上由于矿井瓦斯的自身特点和参数,瓦斯应被定义为情节能源。通常情况下,所谓的矿井水文和地质类型就是指依据矿井的涌水量、防治水的难易程度、地质水文条件以及水害情况等参数来划分的类型,并且一般都是将矿井水作为水害来对待的。所以,在防治地下水的同时还可以将其作为有效的资源进行利用,这对保护环境就是十分有利的,另外矸石以及塌陷地的复垦等废弃物,也应将其作为可利用的资源加以利用。
2、绿色开采技术的相关理论问题
在开采煤炭的过程中,我们所面临的一系列的环境问题都是由于人为的开采活动所引起的,其与岩层的运动情况是紧密相关的,假如岩体没有被破坏,那么理论上这些环境问题也就是不会出现的。岩层的动态变化不仅会对工作面的矿山压力有较大的影响,同时还会导致岩体松动的问题出现,也就形成了所谓的“岩体裂隙场”,离层的发育情况和位置就会随之受到影响。绿色开采技术主要采用的理论基础为:开采过程对地表的影响规律;岩层控制与岩体应力场分布的规律;采动岩体“节理裂隙场”分布和离层之间的规律;气体以及液体在裂隙岩体中的渗流规律。对整个岩层的运动情况以及岩体内的裂隙场都会起到关键的限制作用的就是岩层中的关键层,所以其与绿色开采技术也是有所关联的,绿色开采技术的核心理论就应是岩层控制的关键层理论。
二、绿色开采技术的相关技术体系
1、煤炭与瓦斯共采技术
瓦斯属于一类温室气体,它也是一类情节能源,而有时它更是导致矿井重大安全事故的根源。所以对于瓦斯气体,我们应尽可能的将其资源化,建议采取以下几个技术对策:首先是采集之前的抽采技术,在开采煤炭之前,如果能够有效地将瓦斯气体从煤层中抽出,那么就能够充分的提升煤炭开采过程中的安全性。然而,我国采矿工程中的媒体的透气性都不高,所以采用抽采技术还是面临着一定的技术难题的;第二,就是煤炭与瓦斯共采技术,在开采煤炭完成后,围岩的压力会大大降低,因此在采空区就是释放出大量的瓦斯气体,这正是抽采瓦斯的好时机,也就是我们所说的煤炭与瓦斯的共采技术,在关键层的控制理论中,当其断开后就会形成O形通道理论,所以在抽采瓦斯气体的过程中,还能够指导钻孔布置的施工作业;第三,在废弃的矿井中抽采瓦斯气体,在废弃矿井的煤层中是含有大量的瓦斯的,我们便可以利用岩体内裂隙场的分布情况将瓦斯气体抽出。
2、矸石的处理
在我国的大量的采矿工程中,每一年的矸石排出量最少都要有5亿吨,不但严重的影响的我国的地形地貌,同时由于其自燃现象的时有发生,还会导致大气污染,对我国的环境也会造成严重的影响。而假如原来就堆积的矸石又没有得到及时的处理,那么矸石的含量就会越积越多,因此,各地政府应建立相关的激励政策,而各个企业也应积极的研发新技术,从而妥善的处理矸石的堆积问题。在绿色开采技术的要求下,应尽可能的少排出矸石,所以就要优化巷道的布置,少开掘岩石巷,建议多开煤巷,而这一问题又是与煤巷的维护技术紧密相关的。随着我国采矿工程的不断深入,就会不得不多开一些掘岩石巷,所以要想处理好矸石的排放问题还是有一定难度的,并且对于成分不同的矸石还应选择不同的处理方法。
3、保水开采技术
保水开采技术与防止溃水技术是有着明显的区别的,防止溃水技术更注重操作的安全性,而保水开采技术则更注重开采前后的岩层的地质水文条件的变化情况。在一些地区进行完采集活动后,会形成所谓的地下漏斗,随着降雨的不断增加,下降漏斗就会慢慢消失,岩层的隔水性能是较好的;而在某一些地区开采煤炭后,会形成水洼,还可以在湖、河、海下进行开采活动,这对当地的水文地质条件的影响就不大;当然也有很多区域在进行完开采活动后,对当地的水文地质条件会造成严重的破坏,甚至还会流失大量的地下水。
三、结束语
通过以上的论述,我们对采矿工程中存在的环境问题、应用绿色开采技术的必要性和重要意义以及绿色开采技术的相关技术体系三个方面的内容进行了详细的分析。作为我国矿区绿色家园的重要技术组成,要想确保绿色开采技术的顺利实行,还需要继续的对其进行技术经济上的可行性分析。每一个矿区都应充分分析自身的实际特点,重视并加强绿色开采技术的应用工作,形成不同区域独有的采矿模式,同时还应重点的研究和探索各类矿区环保工作的模式,掌握企业成本与其经济评价体系的关系,从而为各地政府所制定的政策提供有价值的建议和对策。
作者:李治学 单位:北京华电重工股份有限公司
采矿技术论文:小议无底柱分段崩落采矿法拉槽技术
崩落采矿法试验结构参数
崩落采矿法试验共分3个分段开采,分段段高9m,各分段之间采用3.2m×3.0m规格斜坡道联通。斜坡道到达矿体下盘后,开凿3.2m×3.0m规格的沿脉运输巷,由沿脉巷每隔12m掘进3.0m×3.0m规格的穿脉进路,为改善放矿效果各分段进路采用菱形布置;为保障切割槽形成效果采用切割巷-切割天井联合拉槽法。采用SimbaH157型中深孔凿岩台车凿岩,使用ST3.5型柴油铲运机出矿,掘进面和各条进路采用压入式通风。
无底柱分段崩落采矿法切割拉槽方法
由于矿体明显受断裂构造及岩性控制,靠近上盘的切割巷顶板易坍塌,导致拉槽困难(见图1)。针对上述问题,尹格庄金矿研究提出了2种解决方案:及时方案,采用浅孔挑顶、“留矿登渣”作业逐步落出中深孔爆破自由面;第二方案,采用倾斜浅孔、深孔组合微差爆破集中一次爆出中深孔爆破自由面。这2种方案的具体参数比较见表1。比较2种方案,及时方案凿岩、爆破循环作业,且施工人员暴露在已坍塌顶板下较危险;第二方案采用SimbaH157型中深孔凿岩台车,凿岩效率高,且施工人员在崩落回采进路中作业较安全,故采用第二方案。
倾斜深孔拉槽倾斜深孔拉槽
是以切割巷和进路为自由面,采用逐步增大扇形孔前倾角的方法拉槽,这种方法巷道掘进工程量小,但深孔凿岩工程量大。在黑色金属矿山中,鲁中矿业有限公司张家洼铁矿、小官庄铁矿,五矿邯邢矿业有限公司西石门铁矿等矿岩接触带不够稳固,难以开掘切割巷和切割天井,均采用深孔爆破拉槽法。但是在确定炮孔参数时,仅给出炮孔的排面倾角,而对每个炮孔的倾角研究较少。
1.倾斜炮孔参数
切割拉槽为崩落采矿法提供爆破自由面,直接影响崩落爆破的效果。目前,国内采用崩落采矿法的金属矿山,为保障拉槽效果基本采用切割巷-切割天井联合拉槽法。倾斜深孔拉槽法具有节省掘进工程、作业安全的明显优点,值得在矿岩接触带不稳固的矿体开采中推广应用。如图2所示,以平面α代表SimbaH157型中深孔凿岩台车中深孔施工的支机点作业平面,以平面β代表中深孔施工孔底需要达到的平面(矿岩交界面,一般处于围岩内)。则图2中的OA为中深孔台车凿岩支机点到平面β的垂直距离,可以测量得到;平面OBC为倾斜深孔的排面,排面倾角∠AOB可以测量得到;OC为倾斜深孔,∠COD为倾斜炮孔的倾角,OD、AD分别为OC、BC在平面α上的投影,OD长度可以量测得到。按照上述理论推导可以计算得出每个倾斜炮孔的长度、倾角等参数。研究表明,中深孔爆破具有爆破方向性和顺势爆破效应,根据这个特点改进中深孔爆破的装药结构与起爆顺序可以明显改善爆破效果[6],倾斜深孔具体参数如表2所示。
2.中深孔施工爆破效果、两种拉槽方法比较
利用SimbaH157中深孔凿岩台车施工设计中深孔,炮孔孔底距控制在2.0m以内,孔底排面距控制在1.5m以内。为保障深孔拉槽爆破效果采用分次爆破和每次跑空间延迟微差爆破,及时次爆破及时、第二排炮孔,第二次爆破第三、第四、第五排炮孔;每次爆破炮孔延迟装药段数见表2(表略)。倾斜深孔爆破借助矿岩接触破碎带,拉槽效果较理想。切割巷-切割天井联合拉槽法是常规的拉槽方法,与倾斜深孔拉槽法的参数比较如表3所示。
结语
尹格庄金矿矿体属于缓倾斜中厚矿体,上盘主断面岩体破碎是明显的矿岩分界线,并为倾斜深孔拉槽试验成功提供有利条件。及时,穿脉进路和倾斜炮孔基本布置在矿体内部,崩落围岩较少,矿石贫化小,且炮孔排面变化均匀,炮孔排面距和孔底距分布均匀,拉槽效果理想。节省了切割巷和切割天井的掘进工程,提高了矿石回采率和施工效率。第二,倾斜深孔拉槽与切割巷-切割天井联合拉槽法相比,具有作业安全、施工掘进工程小、作业效率高等优点。但是存在倾斜炮孔孔底距不易控制、产生大块量多等缺点,有待进一步研究。
本文作者:肖刚 江国建 徐健利 吴锋 单位:招金矿业股份有限公司尹格庄金矿
采矿技术论文:论采矿行业重金属污染现况及防控技术
锡开采行业重金属污染
锡矿床类型分次生砂锡矿和原生脉锡矿两大类。我国的砂锡矿主要为残坡积砂矿、冲积砂矿和人工堆积砂矿等,根据矿床赋存条件和矿石性质,采矿方法主要是露天水力机械冲采。采矿作业时采用高压水枪冲采砂矿,并用加压运输或自流运输方法运输砂矿,因此在冲采过程中会产生大量的粉尘和矿浆。自流运输也会使一部分矿浆残留地表,重金属离子在长期自然氧化作用下通过污水渗入地下,造成土壤和水体的污染。如云南个旧、广西大厂锡矿采矿方法有浅眼留矿法和分段空场法等。地下采矿作业产生的粉尘、废水、废石等是主要的重金属污染源。其中爆破是粉尘污染的主要来源,含砷、铅、锌、镉、镍等重金属的矿粉和烟尘是诱导矿工肺癌高发的主要原因之一;采矿后形成的废弃堆积物中含有大量重金属元素,它们在化学侵蚀作用下,由雨淋污水携带大量重金属离子进入矿区土壤,可以造成自然植被破坏,整个生态系统紊乱,形成恶性循环。某些典型锡铜多金属矿山,土壤污染中的铅、砷和铜污染已经达到严重程度;作物中食用部分的铅、砷、铜含量为国家食品卫生标准的17.4倍、1.2倍和2倍。云南大型锡矿矿区周边菜地土壤和蔬菜食用部位的重金属污染严重,其中砷污染尤为突出。
锡开采行业重点企业重金属污染情况分析
为充分了解整个锡采矿行业的重金属产生排污状况,对占有全国采矿行业80%产能的云南和广西的锡矿山进行调查取样分析,并选取几个有代表性的采矿场进行重金属含量分析。1)水污染物节点分析(1)开拓系统。废水为湿式凿岩生产水和作业面、巷道降尘、降温的洒水。(2)充填系统。废水为充填砂浆充填空区后沿空区裂缝渗漏和拦截的沉淀过滤水。(3)排水系统。排水泵站水仓满外溢或排水水管爆裂外溢水。(4)其它。地表水渗漏井下水、设备冷却水和井底涌水。但从外环境(排放节点)来看水污染源主要为井下采矿坑内涌水和废石场淋溶水。某矿井水pH值、重金属监测浓度见表1(表略)。通过数据监测得出,矿井涌水1中锌超标4.4倍;矿井涌水2中铅超标2.2倍,铜超标6.0倍,锌超标4.9倍,砷超标1.4倍。若直接外排将会导致重金属污染,危害动植物,严重影响环境。2)大气污染物节点分析(1)开拓系统。湿式凿岩爆破后产生的炮烟和岩粉扬尘;柴油铲运机运转时产生的废气。(2)提升运输系统。中段溜井倒矿废石和矿仓振动放矿机放矿废石时产生的扬尘。(3)充填系统。充填站尾砂卸、装时产生的扬尘。从外环境分析,产生粉尘的污染源主要是矿井通风口和废石场的扬尘,对某矿井通风口空气中重金属浓度监测,结果见表2(表略)。结果表明,矿井通风口的粉尘中重金属Hg超标严重,是排放标准的24倍,而其他重金属均未超标。3)固体废物节点分析(1)开拓系统。巷道和基建开拓产生的废石。(2)充填系统。充填砂浆充填空区后沿空区裂缝渗漏和拦截沉淀过滤后的胶结物。(3)排水系统。排水泵站水仓清理产生的泥浆。从外环境来看,对周围环境产生重大影响的主要是废石的堆存和淋溶水外排问题,例如所调查某矿区每年产出10万m3废石,约30万t,废石除一部分作为井下采空区的充填材料外,其余部分运出坑外堆放。某废石堆淋溶水重金属监测浓度见表3(表略)。结果表明,废石场淋溶水中铅超标1.3倍,铜超标2.0倍,锌超标3.3倍,砷超标1.4倍。若直接外排将会导致重金属污染,危害动植物,严重影响环境。
锡采矿行业治理技术分析
由于有色矿山废水含有种类多、浓度高的重金属离子(一般含Cu、Pb、Zn、Cd、As等),有的甚至呈酸性,废水排放对生态环境将造成严重污染。粉尘尤其是粉尘中所含的重金属迁移转化更是对周围环境及动植物产生严重损害。另外,采矿过程中产生的固体废弃物(以废石居多)堆存和处理问题对避免污染、节约耕地、资源再利用提出了更高要求。因此,根据有色金属矿山废水的水质特征、粉尘排放特点和固体废弃物产生量及成分等特点寻求技术可行、经济合理的治理方法,避免重金属污染具有重要意义。国内外十分注重研究合理的治理技术,在此重点分析当今治理技术现状及我国锡采矿行业重点企业所采用的符合清洁生产的先进技术,筛选出优化的处理技术,为企业选用提供借鉴。
1.治理技术现状简介
矿山废水主要产生于矿坑涌水和废石堆场,国内外常规典型处理技术主要有中和法、生物法、硫化法、铁氧体法、树脂吸附法以及改进的高密度石灰法[22-24],各方法比较见表4。其中,高密度石灰法将会成为矿山废水处理的发展方向。例如,北京矿冶研究总院、江西铜业集团公司和加拿大国际发展公司PRA(thefederalCanadianInternationalDevelopmentAgency)合作在德兴铜矿进行现场试验,完成了采用该工艺对废水处理站的改造工程。改造后污泥密度高(含固率达到30%),便于处置和运输,降低处理成本,处理水量提高1倍,有效降低了管道结垢问题[23]。矿山粉尘主要来源于爆破、矿石运输、废石场扬尘等,处理技术多为传统处理,例如云南松矿采用在通风外排口加旋风除尘器、布袋除尘或电除尘等。开采时采用湿式爆破、运输车洒水等措施抑制粉尘的产生[25-26]。矿山固废多为废石,一般在矿山周围建立废石场,部分废石用于井下充填,其余废石将其放置在废石场堆存[27]。另外,有些废石可作为“原料”进行二次利用,比如云南某矿将部分废石作为建筑材料。金川有色金属公司采用“覆盖、蓄水、恢复植被、引水建立人工方案”等措施,取得了比较明显的经济效益和社会效益。
2.锡采矿行业重点企业清洁生产技术分析
经调研,云南某代表性矿采用的废水治理技术较为典型,其井下涌水利用示意图见图1(图略)。该矿的生产废水为井下采矿坑内涌水。坑内涌水主要汇聚于井下的1720m中段、1540m中段和1360m中段。1720m中段涌水通过已建立的排水系统回收利用作为该矿井下生产用水,1540m中段涌水汇聚于1540m中段水仓,经水泵管道排至坑外,由集团供水有限责任公司负责处理,井下涌水经混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒处理后用作该矿及周边的生活饮用水。1360m中段涌水经排水沟排至选矿厂,经沉淀后作生产用水使用。主要废水治理措施见表5(表略)。该矿对井下涌水全部进行了综合利用,无生产废水外排。办公及生活区生活污水经隔油池、化粪池处理后由当地农民用于农灌。经调研某代表性矿采用的典型粉尘抑制措施主要有:1)坑内掘进与回采作业均采取湿式凿岩;爆破堆喷雾洒水、定期巷壁清洗;井下破碎除尘、矿石、废石溜井口喷雾除尘等抑尘措施。2)在废石场周围种植树木,使废石场周围形成绿色防护屏障,以降低废石场风速,减少由于大风将废石中夹杂的砂土卷起而造成的影响。3)矿石、废石在输送出坑口处及卸车时采取淋喷降尘,废石堆场临时堆存时进行洒水降尘、抑尘。4)加强矿山的绿化工作,提高矿区绿化率。另外,广西某大型锡矿井下均通过风井通风系统进行降尘处理。出矿、破碎等工序产生粉尘经过井下洒水降尘处理以后,再进入通风系统。地表塌陷区产生的烟气通过井下密闭、地表覆盖、碱液吸收中和等措施进行处理,有效地减少了粉尘的产生。经调研某云南代表性矿采用的固废处置措施主要是采区充填、废石加工作为建材、场内堆存等,目前废石场废石主要用作周边建筑及道路施工材料,已实现废石当年产生当年消化,废石场仅作为临时固废堆场使用,其工艺流程见图2(图略)。另外,广西某大型锡矿废石主要包括开拓、采准、探矿掘进产生的废石和水仓清理产生的尾砂或废石、泥浆等。大部分固体污染物排入井下采空区进行充填,少量提升至地面废石场排放,部分进行二次利用。目前,该矿废石场仅作为临时堆放场,今后,废石将被拉往地面塌陷坑长期填埋。废石处理二次利用具体工艺流程见图3(图略)。该工艺流程不同于现行的矿山废石统计和分类方式,将废石作为生产有用产品的原料分阶段评价。及时阶段,确定回收或再回收有用组分技术可能性;第二阶段,确定废石能否用作建筑工业和国民经济其它部门的原料;第三阶段,进行技术经济指标的计算,以确定矿山废石加工或土地恢复的可行性。#p#分页标题#e#
结论与展望
1)矿坑涌水、通风口粉尘、废石场废石,扬尘及淋溶水是锡采矿行业主要的重金属污染源,有效控制这些污染源会在很大程度上避免重金属带来的环境污染。2)矿山废水国内外治理技术虽较多,但每种方法都有其独特的适用对象,其中中和法及其改进高密度石灰法的工程使用率较高,成为今后矿山废水处理技术的发展趋势之一。生物法和树脂吸附法应用也较为广泛,应针对不同企业相关问题加以比较,灵活选用,有时也多种方法有效联用,突出各自优点。粉尘抑制措施根据具体情况结合传统处理技术相对较为灵活。废石多数采用井下充填,剩余部分废石场堆存,废石二次利用也将成为废石最终处置的技术方向之一。3)锡采矿行业的矿坑涌水全回用技术措施,湿式凿岩、喷雾除尘、植物保护的粉尘控制技术,废石充填和二次利用技术等应成为当今锡采矿行业典型的清洁生产技术。
本文作者:林海 于明利 董颖博 刘月 单位:北京科技大学 土木与环境工程学院
采矿技术论文:采矿工艺技术应用研究分析
常见采矿工艺技术在采矿作业中的应用及需要注意的问题
在采矿作业中,常见的采矿工艺技术主要有:一是空场采矿工艺技术;二是崩落采矿工艺技术;三是充填采矿工艺技术;四是溶浸采矿工艺技术。以下本人就这四种常见的采矿工艺技术在采矿作业中的应用及需要注意的问题作出以下几点分析。
常见采矿工艺技术在采矿作业中的应用
空场采矿工艺技术在采矿作业中的应用:空场采矿工艺技术在采矿作业中的应用,主要是矿块分成矿柱和矿房再逐一进行回采,且采完矿房之后再开采矿柱,而在矿房回采时主要采取敞空的形式,并利用围岩和矿柱来维护矿房的强度,对于采完的矿房必须在矿柱进行及时回采的同时对采空区进行及时处理,当然,为了有效改善矿柱回采条件,将矿房利用充填料充填之后采取相应的采矿工艺技术对矿柱进行回采。
崩落采矿工艺技术在采矿作业中的应用:崩落采矿工艺技术在采矿作业中的应用,主要是将围岩崩落以达到管理地压的采矿工艺技术。主要是随着回采工作面的不断推进,计划明确地将围岩崩落,并对采空区进行填充,以达到管理地压的目的。
充填采矿工艺技术在采矿作业中的应用:充填采矿工艺技术在采矿作业中的应用,主要是在回采工作面推进时逐一应用充填料对采空区进行充填的采矿工艺,有时为了维护采空区,还可以采取充填料与支架结合的方式进行充填。而对采空区进行充填是为了利用已经成型的充填体来管理地压,从而更好的控制围岩的崩落和地表的下沉,进而为回采提供安全便利的回采环境。此外,还能有效防止因矿石自燃导致的火灾事故。
溶浸采矿工艺技术在采矿作业中的应用:溶浸采矿工艺技术在采矿作业中的应用,实际是一种化学采矿技术,主要是结合矿产物理特性和化学特性,在矿层中注入溶浸液,经过化学反应针对性的选择从矿石中浸出的有用成分,将浸出来的成分由固态变为液态并回收,从而达到对矿石进行开采的目的的较为现代化的采矿工艺技术。
岩体加固技术在采矿作业中的应用:锚杆支护一般只加固岩石表层 2~3m,锚索则可深入到岩体内部 10~20m 以上,加固更大范围的岩体。采场上下盘围岩及顶板,大型地下硐室及溜井,使中等乃至不稳固的岩体通过锚索加固而变为稳固,这对上向充填法和空场法的扩大应用发挥了重要作用。通过注浆加固极其破碎的岩体乃至流砂,使井巷得以顺利通过。
需要注意的问题
在采矿作业中应用空场采矿工艺技术时,对于出现的采空区我们不能急于处理,而是应对围岩和矿石进行稳固;应用崩落采矿工艺技术时,该工艺技术一般用于容易崩落的围岩和允许塌陷的地表矿体,并根据实际的需要针对性地采取相应的回采方式;而在充填采矿工艺技术应用时,应结合矿块结构与回采工作面的推进方向,确保填充方式方法,如单层的、向上层的、向下层的、干式、水力以及胶结等充填采矿方式;在溶浸采矿工艺技术应用时,必须注意不同的浸出方式和地点,针对性的确定是从地表、原地或者将原地破碎之后浸出的方式。除此之外,岩体加固技术是采矿作业中的作用不言而喻,也是保障安全生产的重要举措,因而必须引起高度的重视。在采矿作业中,不管采用何种采矿工艺,必须在确保安全的前提下进行,在确保安全的基础上尽可能地确保应用的采矿工艺技术的有效性,坚持低碳环保和生态绿色理念,尤其应注重其对环境造成的影响,着力提高采矿工艺技术应用的高效性和合理性,确保采矿作业的质量得到有效的提升,从而为提高企业的经济效益奠定坚实的基础。
采矿作业中应用绿色开采工艺技术的发展趋势探究
随着时代的发展和科学技术的进步,在采矿作业中应用绿色开采技术已成为我国矿产开采事业发展的重要方面。目前在所有矿产开采中,在煤矿的开采中应用的绿色技术较多例如保水开采技术、三下采煤与减沉技术、煤与瓦斯共采技术、洁净煤技术、煤炭地下气化技术等现代化的绿色开采技术在一些大型煤矿开采工程中得到了广泛的应用,但也出现了不少的问题。因此为了促进我国矿业事业的发展,有必要对我国绿色开采技术的应用发展趋势进行探讨,以便于我们更好的开采矿产资源,为促进我国国民经济的增长和社会的可持续发展贡献绵薄之力。
就当前来看,绿色开采技术在法制成眠还相对缺乏,因而在此建议国家有关部门应不断加大私采、滥采等违规行为的打击力度,并制定相应的经济政策确保绿色开采技术具有法律方面的保障而得以顺利的实施,在此基础上加快与国际先进绿色开采技术与设备的引进和交流,引进现代化的人才,加强现有人才的培训没确保绿色施工技术得到广泛的应用,助推我国矿业事业的可持续稳健发展。
作为新时期背景下的矿山企业,在采矿作业中必须始终坚持低碳环保、生态绿色的可持续发展理念和原则,并针对工程的需要采取针对性的采矿工艺技术。尽可能地应用绿色开采技术于采矿作业之中,着力实现绿色开采,在不断提高采矿工艺水平的同时提高采矿工作效率和质量,在提高企业经济效益的同时确保矿业事业发展。
本文作者:胡以文 单位:安徽省铜陵市虎山磁铁矿有限责任公司
采矿技术论文:论煤矿采矿技术应用研究
煤矿采矿技术应用过程中存在的问题
技术应用没有完善的规章制度和严格的执行力度保障:规章制度是保障一个行业规范有序开展各项工作的重要内容,因此我们要对煤矿行业规章制度的建设与执行有良好的监督,才能有效保障煤矿企业的管理与操作符合相关规定。但由于我国的煤矿企业众多,且规模大小差异性较大,往往监督管理让其有漏洞可寻,执行力度不够发挥不了效用,煤矿企业违规操作等严重影响到了煤矿生产的安全性。
管理层忽视了对高新技术的研发与引进,只顾眼前利益:一些煤矿企业眼光过于短浅,只顾眼前经济利益而忽视了企业的长远发展。不肯将资金投入到高新技术的研发与引进中,只关注生产的数量。而作为高危行业的一种,若只强调产量而忽视安全,虽然短期能带来一定的经济效益,但长远来看企业的发展将停滞不前。
小矿场缺乏专业的技术人员,采矿技术无法合理应用:我国的煤矿企业过多,且规模不等,一些中小矿场普遍存在着缺乏技术人才的问题,很多技术购买了但是应用能力不足,造成了设备闲置、技术浪费。还有则是矿工知识水平不高的问题,缺乏对采矿知识和技术的系统学习,多是凭劳力,在事故发生时不能及时有效的避险,保障自身安全。
解决煤矿采矿技术应用问题的具体对策
完善相关的规章制度,保障采矿技术的应用规范化:要进一步完善我国煤矿行业的规章制度,为煤矿企业的发展和具体工作目标和内容设定系统的规则并加强对煤矿企业的监管力度,从而营造一个健康发展的外部环境。俗话说,无规矩不成方圆,只有保障了整个行业的有序性,保障了煤矿生产过程的规范性,才能从根本上提升煤矿生产的质量、效率和安全。
实行有效的激励体制,引导对高新技术的研发工作:一些煤矿企业的管理层只关注眼前的短期经济效益,没有为整体煤矿开采技术水平提高为环境方面、社会方面带来的积极影响考虑,且研发高新技术需要付出一定的额人力、财力和物力,企业担忧价值收不回来。因此政府要加强这方面的引导激励工作,可以有一些优惠政策,进行技术创新的鼓励。从而平衡两者之间的管理,即促进了高新技术的研发,又保护支持了企业发展。
加强对矿场技术人员的培训工作,提升其综合素质:很多矿工在煤矿企业和煤矿生产活动中所呈现出来的状态更多的是重劳力者,他们缺乏对采矿知识和技术的系统学习,更多的是在长期的工作中积累的工作经验,而现今的形势,企业需要的是能掌握新型技术应用能力的人才,的人才对于企业的发展的重要作用是众所周知的,因此我们要加强对矿场技术人员的培训工作,提升其知识能力和业务素质,以建设一支具有较高水平的队伍,从而保障采矿技术的科学应用和生产安全。
几点思考
重视采矿技术向无污染、可持续发展的方向前进:现今人们对生活质量的要求越来越高,环境保护是我们在进行煤矿生产时的一个重点工作内容,而由于采矿引发的环境污染也是很严重的,因此我们要重视采矿技术向无废料、无污染、可持续发展的方向前进,对于保护煤矿地质环境质量要高度重视,要致力于研究能保障煤矿生产和环境保护双赢的煤矿采矿技术,以及将废料、废水等各种垃圾变废为宝的技术探索。
充分利用信息技术的优势,提高煤矿采矿技术的数字化进程:这是信息技术的时代,信息技术的快速发展,为我国的煤矿采矿技术带来了很多的积极影响,比如说在采矿工程设计、生产调度、监控和灾害预报、救援服务等都开始发挥着重要作用。计算机监测系统能24 h监控对井下情况进行掌握,一有异常及时处理,而人员定位系统能在出现事故时掌握救援情况,更好的科学调度和救援,因此我们要充分利用信息技术的优势,提高煤矿采矿技术的数字化进程,最终实现高度信息化和生产自动化以及智能化采矿。
从实际出发,进行煤矿采矿技术的应用选择与发展:煤矿开发面临的实际不同所选用的开采技术也不同,以开采深矿资源举例,矿藏埋藏较深,岩温增高、地压加大,面对的难题也不再相同,适用于浅部资源的煤矿开采技术就不再实用,这就要求我们的采矿工艺选择和设备使用要符合煤矿地质的变化才能对深矿资源进行开采,就因此我们在进行煤矿采矿技术应用选择和发展上,要从实际出发,追求的都是安全、高效和低耗,但工艺有所改变。综上所述,随着科学技术的不断发展,我国煤矿采矿的技术也在不断提高,向着高安全、高效率和可持续性的方向迈进。但无论技术如何进步与发展,最重要的仍是技术的科学有效应用。因此我们要加强规章制度的建设和执行,以为煤矿采矿技术的应用建立一个良好的外部环境。重视对高新技术的研发,为煤矿企业的长远发展考虑。并加强对矿场技术人员的培训,让他们学习新知识、掌握新技术,提高业务素质。相信在政府、企业与矿工的共同努力下,存在的问题一定能有效解决,从而有效提升煤矿生产的安全性、高效性和可持续发展。
本文作者:崔伟 单位:贵州省煤矿设计研究院
采矿技术论文:煤矿工程采矿技术与施工安全管理
摘要:煤炭产业一直都是我国国民经济发展中的支柱性产业,随着科学技术的不断创新,煤矿工程的采矿技术也取得了较大的突破和改革,极大的提高了我国煤矿开采技术的水平和效果。与此同时,煤矿工程在施工期间的安全问题也受到了社会大众的广泛关注和重视。本文简要分析和概述我国煤矿工程采矿技术的相关情况,并就如何更好的提高煤矿施工安全管理提出自己的建议和看法,以期更好的确保煤矿工程施工的安全性和性,避免和降低煤矿事故的发生。
关键词:煤矿工程;采矿技术;施工安全管理
目前,我国的发电、发热等行业所依靠的主要能源仍然是煤炭,全国煤炭的需求量仍然较高,再加上受煤炭资源储量、分布以及国家环保标准等方面的影响,促使煤矿开采行业不断改革和创新采矿技术,提高煤矿开采的科技水平。与此同时,近几年来频频爆出的煤矿安全事故也促使煤矿企业必须加强对工程施工安全的重视和投入,从而更好的实现经济利益和社会利益的双赢。
一、煤矿工程中常用的采矿技术
目前,我国煤矿企业在工程开采过程中常用的采矿技术类型主要包括以下几种,具体表现为:
1)深层井采矿技术。
深层井采矿技术,主要是适用于那些煤层岩石抗压力低、冲地压低以及地热危害较大的矿产区。这一技术的施工重点主要是矿压控制、井巷布置、深井通风以及热害、瓦斯、地压等的防治。它的危险性较大,因此,在技术施工过程中必须要明确深井围岩状态、深井场地环境变化以及相关应力场的分布情况,并以此为依据制定相应的采挖方式,选用合适的设备设施以及支护技术,以确保深井采矿的高效性和安全性。
2)硬顶开采技术。
硬顶开采技术主要分为硬顶煤开采技术和硬顶版开采技术。其中,硬顶煤开采技术属于综合型的煤矿开采,应用了顶煤深孔爆破技术、高压注水压裂技术等多项采矿技术,但这一技术的冒放性差、采煤块度大,因此需要慎重选择。硬顶板开采技术属于控制类采矿技术,它通过对煤层低压和埋深的分析来控制煤层开采,在技术应用过程中多与步距垮落技术结合使用,能够随时开采煤矿并使顶煤迅速破碎,有效提高了顶煤开采的回收率。
3)填充开采技术。
这一技术主要是对煤矿开采起到有效的安全辅助和保障作用,它主要是通过采用合适的填充物进行采空区填充,从而避免地表下沉和围岩崩落,缓解开采的压力。
4)倾斜厚层开采技术。
倾斜厚层开采技术是一种一次性的采煤技术,主要针对的是缓倾斜的厚煤层。它的技术要点在于加强支架结构的强度,避免发生滑倒、四连杆变形以及顶梁焊缝开裂等问题。同时,这一技术还对千斤顶作业具有一定的安全保护作用。
5)倾斜薄层开采技术。
这一技术是相对于倾斜厚层技术而言的,主要针对的是缓倾斜的厚煤层,其技术特点具有安全性好、开采率高,设备体积小等特点,能够有效确保煤矿开采的高效率开展。
6)智能开采技术。
智能开采技术是煤矿开采技术的未来发展确实,目前已经进入了智能化的初级阶段,如自动化机械采煤技术、数字模拟采煤技术、遥控化采煤技术等,这些新型开采技术的科技含量较高,具有高效、安全、节能、经济等方面的诸多优点。
二、煤矿工程施工安全管理的措施
安全问题一直都是煤矿企业需要重点关注和加强的管理问题,面对当前频发的煤矿安全事故,在今后的生产施工过程中,煤矿企业必须要加强安全管理,通过采用一系列积极有效的措施提高和保障煤矿工程施工的安全性和性。具体措施如下:
(一)提高煤矿企业的安全施工意识
煤矿企业要在思想上注重工程开采施工过程中的安全问题,树立和提高安全生产的思想认识。
1)煤矿企业要大力宣扬和推行“以人为本”的管理观念,在工作中帮助和督促施工人员牢固树立施工安全防范意识以及安全责任意识,将安全施工意识真正贯穿到整个煤矿生产过程中去。
2)煤矿企业管理人员要加强对煤矿工程施工安全问题的重视和关注,将安全问题切实的放在生产管理工作的首位,牢固树立和落实“安全及时”的管理原则,并采用“一票否决”制度,对存在安全疑问或隐患的项目环节要给予及时、有效的处理和解决,以避免安全事故的发生。
(二)健全煤矿企业施工安全管理制度
煤矿企业要根据国家法律以及行业相关规定,结合自身发展实际,制定和完善施工安全管理制度,规范开采施工过程中的工艺流程和技术操作,对生产施工过程中各个环节、部门、岗位的安全责任进行具体的说明和规定,实施煤矿施工安全责任机制,将煤矿生产的安全责任具体到一线施工小组或个人,并制定、清晰、合理的安全责任奖惩制度,完善煤矿生产安全考核评价机制,从而更好的确保煤矿开采生产的安全性和性。
(三)实施标准化、化的煤矿生产安全管理模式
生产管理工作是否具有标准化和化会直接影响到煤矿开采施工的质量安全,这也是确保煤矿开采施工安全的重要保护措施。因此,在煤矿开采施工过程中,煤矿企业应当在全体员工和业务活动中开展和实施标准化、化的安全管理模式,对施工作业以及施工人员进行全过程、多方位、立体化、标准化的规范管理,科学、合理的对煤矿开采施工进行细节划分,明确采矿工作每个环节、步骤和操作的质量安全标准,从而使煤矿开采施工作业更加符合“三全”安全系数指标要求,避免和减少施工作业中安全问题的发生。
(四)加强煤矿施工安全的性监督
煤矿开采施工的安全性水平除了恰当、科学的管理控制外,还要加大对施工安全管理工作的监督控制。因此,煤矿企业应当大力加强对开采施工安全管理的性监督控制,加强对煤矿施工安全管理在目的、内容、方法以及效果等方面的审核评定,从而更好的提高煤矿施工安全管理的效果和水平。
三、结语
面对当前煤炭资源的大量需求以及人们对环保、安全等方面的要求,我国煤矿企业必须要抓紧和强化对煤炭开采技术的提高,本着经济、环保的原则与时俱进、不断创新,增强煤矿开采技术的科技性、经济性、安全性和环保性。同时,还要重点加强施工安全管理工作,牢固树立安全施工理念,加大管理监督力度,增强安全保护措施,从而更好的提高煤矿工程的性和安全性,促进和推动我国煤矿开采行业的稳定、经济、安全、品质建设发展。