前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的礦山采礦技術(shù)主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:金屬礦山地下采礦技術(shù)發(fā)展
中圖分類號: TD8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
目前,我國露天開采中,采出的鐵礦石占 90%,采出的有色金屬礦石占 52%左右。 地下開采在金屬礦山開采中占有非常重要的地位,尤其在有色金屬和黃金開采系統(tǒng)中, 有 90%以上的礦山采用地下開采。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對礦產(chǎn)資源的需求也逐步增加,在采礦過程中,一方面破壞了自然環(huán)境,另一方面產(chǎn)生了許多的廢物,對這些廢物如果處理不當(dāng),將會對自然環(huán)境產(chǎn)生不可估量的破壞作用。 為了實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)及社會的可持續(xù)發(fā)展,國家提出了建設(shè)綠色礦山。 無論是發(fā)展中國家還是發(fā)達(dá)國家,現(xiàn)在都在積極尋求高效、安全、低成本的采礦技術(shù)和方法。
我國在金屬礦山的開采中存在很多問題,主要有以下幾個方面:(1)我國礦產(chǎn)資源貧礦多,富礦少,大型及特大型礦少 ,礦產(chǎn)資源缺口嚴(yán)重。并且有些礦山為了取得更好的經(jīng)濟(jì)效益,采富棄貧,從而造成礦產(chǎn)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。
(2)采礦技術(shù)發(fā)展不均衡。 我國幅員遼闊,全國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差別很大,礦業(yè)發(fā)展水平也千差萬別。在一些發(fā)達(dá)地區(qū),采礦技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平,而在欠發(fā)達(dá)地區(qū),采礦技術(shù)十分落后,采礦設(shè)備也非常落后,采礦貧化率高,造成開采效率偏低。
(3)資源綜合利用率、資源回收率低。 有色礦山一般多為多金屬礦山,對有用礦物的回收利用越來越受到人們的重視。 國外對多金屬的綜合回收利用技術(shù)和水平已經(jīng)達(dá)到一定的水平,而我國的綜合回收利用技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比還很低。 我國共、伴生礦產(chǎn)資源綜合利用率不足 20%,礦產(chǎn)資源回收率約為 30%,而國外的先進(jìn)水平則均達(dá)到 50%以上。
(4)地下開采引發(fā)地面塌陷,對地形地貌景觀破壞,土地資源占用破壞,對地下水資源的破壞。礦產(chǎn)開發(fā)與礦山地質(zhì)環(huán)境惡化,環(huán)境容量有限之間的壓力增加。 礦山環(huán)境問題比較突出,不能完全適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的新要求。
我們要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)意義上以單純消耗礦產(chǎn)資源、犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的高耗能為特點(diǎn)的開發(fā)利用方式,從根本上改變發(fā)展方式和經(jīng)濟(jì)增長方式,真正實(shí)現(xiàn)資源合理開發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展,綠色礦業(yè)已成為當(dāng)代礦山企業(yè)發(fā)展的必然選擇。為了實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效開發(fā)利用,必須不斷的提高礦山采礦技術(shù)水平,為實(shí)現(xiàn)綠色礦山提供有力的技術(shù)保障。
二、我國金屬礦山采礦技術(shù)的發(fā)展方向。
我國的金屬礦山采礦技術(shù)已經(jīng)取得了一些比較顯著的成就,但是總體的發(fā)展水平仍然很低,那么在未來一定時期,采礦技術(shù)的主要發(fā)展方向?yàn)椋壕?xì)開采工藝、大規(guī)模采礦技術(shù)、充填采礦技術(shù)、溶浸采礦技術(shù)、無廢開采技術(shù)和無人化采礦技術(shù)等。
1、精細(xì)開采。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,社會分工越來越精細(xì),專業(yè)化程度越來越高,采掘業(yè)已面臨邁入精細(xì)生產(chǎn)時代。 有些學(xué)者提出了露天礦的精細(xì)開采。 露天礦精細(xì)開采,是要實(shí)現(xiàn)露天采礦環(huán)境破壞、礦巖運(yùn)輸功、邊坡開挖量與維護(hù)工作量等的最小化。 通過不斷改進(jìn)精細(xì)開采的工藝,配合精細(xì)生產(chǎn)管理,以獲得最好的礦山開采經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益與社會效益。
2、大規(guī)模采礦技術(shù)。大直徑深孔崩礦技術(shù)是大規(guī)模采礦技術(shù)的核心。 VCR 法,分段崩落法,階段崩落法,分段空場法,階段空場法及嗣后充填法均屬于大規(guī)模開采方法。十多年來,我國金屬礦山在崩落采礦技術(shù)方面的發(fā)展,主要體現(xiàn)在高分段大間距的無底柱分段崩落法和無軌出礦的高階段自然崩落法,分段高度和階段高度不斷加大,不僅提高了采礦的強(qiáng)度、降低了成本,而且獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 崩落采礦法的礦塊結(jié)構(gòu)逐漸簡化,為了更好的實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化開采。 大規(guī)模采礦技術(shù)在今后的應(yīng)用將會更加的廣泛。
3 、難采礦床采礦技術(shù)。隨著近地表資源的不斷消耗,采礦逐步向深部發(fā)展,地溫地壓不斷增加,尤其是高應(yīng)力礦區(qū),采場突變失穩(wěn)風(fēng)險增高,潛在危害加大,進(jìn)行深部充填采礦可以解決采場不均衡應(yīng)力的傳遞和調(diào)整。充填法有利于開采深部礦床,水下、建筑物下和構(gòu)筑物下礦床以及有自燃傾向的礦床。 近年來采用了無軌設(shè)備、高分層落礦及充填系統(tǒng)自動化等技術(shù),使得充填采礦法的采礦成本下降,采場生產(chǎn)能力及勞動生產(chǎn)率大幅提高, 在些礦石及圍巖均穩(wěn)固的礦山也開始用充填法,并取得了較好的采選綜合經(jīng)濟(jì)效果。
4 、低品位礦床采礦技術(shù)。我國礦產(chǎn)資源貧礦多,對于這些低品位的礦床,用傳統(tǒng)的采礦方法開采,采礦成本高,經(jīng)濟(jì)效益低。溶浸采礦技術(shù)是將采、選、冶技術(shù)結(jié)合起來,直接從地下提取金屬的開采工藝。 溶浸采礦因能較好地回收常規(guī)開采方法不能回收的低品位礦石、難采礦體、難選礦石和廢石中的有用成分,拓寬了地下礦產(chǎn)資源的利用范圍,增加了礦石儲量,為滿足中國工業(yè)對礦石產(chǎn)品日益增長的需求開辟了新途徑。 長期以來,國內(nèi)外學(xué)者對溶浸采礦的理論和實(shí)踐給予了極大關(guān)注。 特別是 20 世紀(jì)70 年代以后,美國、加拿大、前蘇聯(lián)、澳大利亞等國在溶浸采礦領(lǐng)域開展了大量的研究。 目前國內(nèi)外溶浸采礦技術(shù)己日趨成熟,在幾種主要金屬如鈾、銅、金、銀的生產(chǎn)中,溶浸采礦技術(shù)生產(chǎn)量所占比例逐年增加。溶浸采礦具有環(huán)境污染小,生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn),采用溶浸采礦技術(shù)開采低品位礦床具有廣泛的應(yīng)用前景。
5、無廢開采技術(shù)。無廢開采就是最大限度地減少廢料的產(chǎn)出、排放,提高資源綜合利用率,減輕或者杜絕礦產(chǎn)資源開發(fā)的負(fù)面影響的工藝技術(shù)。 我國在無廢害采礦方面取得了一定的進(jìn)展,從長遠(yuǎn)來看,無廢害開采將是 21世紀(jì)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要研究課題之一。
6、無人化采礦技術(shù)。這是目前正在形成的技術(shù),我國大部分金屬礦山仍是半自動化和輔助操作控制,將其作為一種中間緩沖技術(shù)。 隨著我國采礦設(shè)備的大型化、智能化,遙控化技術(shù)及自動化技術(shù)的發(fā)展,將為無人化采礦提供重要的技術(shù)保障。 未來,無人化采礦技術(shù)是采礦技術(shù)的必然發(fā)展趨勢。
7、深部開采。隨著淺部易采資源的開發(fā)利用,地下金屬資源的開發(fā)逐步向縱深方向發(fā)展。與淺埋礦床相比,由于深部礦巖的地質(zhì)構(gòu)造、賦存條件以及地應(yīng)力等均與淺部礦巖有所不同,其開采技術(shù)條件更加復(fù)雜,面臨著更廣泛、更復(fù)雜的技術(shù)難題,如地壓、高溫、提升、回采、充填、排水、通風(fēng)、支護(hù)、環(huán)境保護(hù)等。
8、采礦設(shè)備大型化、自動化和智能化。美國一座地下礦山的年產(chǎn)量變化曲線。每一次生產(chǎn)工具的革新,礦山產(chǎn)量翻一番,自機(jī)械化開采手段之后,生產(chǎn)工具的更新周期大大縮短。
無人化采礦技術(shù),就目前金屬礦山而言,可以說是正在形成的技術(shù),雖然已經(jīng)在選礦得到了廣泛應(yīng)用,但是大多數(shù)礦山一直沒有認(rèn)識到它的優(yōu)點(diǎn)和潛在的效益。目前,仍把注意力放在半自動化和輔助操作控制上,以此作為一種中間緩沖技術(shù)。如露天和地下礦鉆機(jī)的鉆頭定位、鉆進(jìn)速度、壓力和孔深控制; 電鏟、輪式裝載機(jī)和鏟運(yùn)機(jī)的挖掘控制等領(lǐng)域已成功地應(yīng)用了無人化技術(shù)。由于 GPS、無線電通信以及激光技術(shù)的實(shí)用化,使得露天礦的測量和鉆孔作業(yè)也實(shí)現(xiàn)了無人化。
結(jié)語:綜上所述,論述了我國金屬礦山采礦技術(shù)方面的主要成就、并從采礦設(shè)備、采礦系統(tǒng)、礦山的數(shù)字化、智能化與無人化采礦等方面探討了國內(nèi)采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢,期望對我國金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用產(chǎn)生積極的推動作用。
【參考文獻(xiàn)】
[1]《采礦手冊》編輯委員會.采礦手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1999.
關(guān)鍵詞:有色礦山 采礦技術(shù)發(fā)展方向
中圖分類號:C35文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、我國有色礦山采礦現(xiàn)狀
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、高速增長,有色金屬工業(yè)得到快速發(fā)展。1995年10種主要有色金屬產(chǎn)量僅為496 6萬t 2005年達(dá)到1638 8萬t增長了23倍。從2002年起,我國有色金屬產(chǎn)量連續(xù)4年位居世界有色金屬第一產(chǎn)量大國。
為有色金屬工業(yè)提供原料的采礦工業(yè)也取得長足發(fā)展。10種有色金屬的采礦能力從1995年的11838萬t提高到2004年的17256萬t增長45.8%;出礦量從1995年的8459萬t提高到14357萬t增長69.7%(見表1),但礦山的發(fā)展落后于有色金屬工業(yè)的整體發(fā)展水平?!熬盼濉背跗?,原中國有色金屬工業(yè)總公司直屬的159座有色礦山,因資源枯竭,已相繼關(guān)閉、破產(chǎn)一半以上。同期擴(kuò)建、新建礦山較少,因而礦石產(chǎn)量增長速度相對較慢。
表11995 -2005年中國有色金屬產(chǎn)量及礦山生產(chǎn)能力
據(jù)統(tǒng)計,2002年我國有色礦山總數(shù)近4000家,但絕大部份為中小型礦山。設(shè)計年產(chǎn)礦石能力100萬t以上的大型礦山僅約21座。大型礦山之所以少,與建礦模式有關(guān),但更主要的是與我國大型礦床少、中小型礦床多的客觀狀況密切相關(guān)。全球已探明儲量超500萬t的60個大型銅礦床中,我國僅有玉龍銅礦和德興銅礦,且排位居后。世界鉛鋅礦床儲量超500萬t的有39個,我國僅占3座。
我國小宗有色金屬礦產(chǎn)(稀土、鎢、錫、銻、鋁等)相對豐富,品質(zhì)較好,而大宗有色金屬(銅、鋁、鉛、鋅等)礦產(chǎn)短缺,品質(zhì)較差。單一礦產(chǎn)少,共伴生礦產(chǎn)多。適宜露天開采的礦床少,需要地下開采的礦床多。有色金屬礦產(chǎn)資源的這種票賦特點(diǎn)客觀上制約了我國有色礦山的建設(shè)和礦產(chǎn)資源的供應(yīng)。目前,我國銅、鋁、鉛、鋅、鉆等關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)安全的主要有色金屬礦產(chǎn)資源嚴(yán)重短缺,供需矛盾日益突出。銅、鋁等重要礦產(chǎn)資源儲量占有量分別僅相當(dāng)于世界人均水平的42% 7.3%。 2003年銅產(chǎn)量的近70%、鋁產(chǎn)量的40%、鋅產(chǎn)量的20% ,鉛產(chǎn)量的53%依靠進(jìn)口原料。目前,我國已成為世界上最大的有色金屬礦產(chǎn)品進(jìn)口國之一。
二、有色礦山采礦技術(shù)
1、膠結(jié)充填采礦技術(shù)
充填采礦工藝,尤其是膠結(jié)充填采礦工藝,對于提高礦產(chǎn)資源的回采率和保護(hù)地表不受破壞具有于分顯著的效果。但如何使充填采礦工藝與礦床開采條件有效匹配,實(shí)現(xiàn)高效率、高產(chǎn)能,并且降低采礦成本,一直是個難題,因而制約了充填采礦工藝的推廣應(yīng)用。隨著高分層充填采礦、分段充填采礦和階段深孔采礦后充填等工藝和技術(shù)取得重大進(jìn)展,有力促進(jìn)了充填采礦法的推廣應(yīng)用。
(1)盤區(qū)高分層充填采礦技術(shù)。分層充填采礦工藝應(yīng)用范圍較廣,但分層高度一般在2 ~3 m左右,使得分層采礦法的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率較低。成功應(yīng)用于凡口礦的高分層充填采礦工藝的分層高達(dá)到4. 5 ~ 5 m,為應(yīng)用大型無軌采礦設(shè)備創(chuàng)造了條件,標(biāo)準(zhǔn)盤區(qū)(3個采場)的生產(chǎn)能力達(dá)到840 t /d顯著提高了生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。
盤區(qū)機(jī)械化高分層充填采礦法沿礦體走向布置采礦盤區(qū)(見圖1),盤區(qū)內(nèi)劃分為礦房、礦柱采場。一步驟回采礦房,采后尾砂膠結(jié)充填;二步驟回采礦柱,采后尾砂充填。通過無軌機(jī)械化上向鑿巖采礦工藝、分層采場一次微差爆破與界面控制爆破技術(shù),鑿巖、裝藥、運(yùn)料、撬毛、頂板管理、出礦和二次破碎全盤大型無軌機(jī)械化配套作業(yè),實(shí)現(xiàn)分層充填采礦法集中強(qiáng)化采礦。
圖1盤區(qū)機(jī)械化高分層充填采礦法
(2)分段充填采礦技術(shù)。充填采礦法通常采用分層回采方式,但下向分層法的充填成本高,而上向分層法要求礦體穩(wěn)固性較好。分段充填法將暴露面積較大的分層采場轉(zhuǎn)變?yōu)闄E圓狀多邊形斷面結(jié)構(gòu),大幅度縮小了采場暴露面積,因而可以在礦體不太穩(wěn)固的條件下實(shí)行高效率充填采礦。該工藝可以實(shí)現(xiàn)無礦柱連續(xù)開采,可以在難采礦體條件下實(shí)現(xiàn)安全、高效、低耗采礦。
分段充填采礦法結(jié)合銅礦開發(fā),將采礦中段劃分成分段,在各分段布置采場單元進(jìn)行采、出、充作業(yè)(見圖2)。分段采場垂直礦體走向布置,可在中段內(nèi)呈梯狀多分段布置采場?;夭膳c充填作業(yè)在分段采場內(nèi)按采礦步距交替進(jìn)行。在巷道內(nèi)進(jìn)行鑿巖、出礦和充填作業(yè);上向中深孔擠壓充填體爆破,形成采空區(qū)后立即進(jìn)行膠結(jié)充填。臺車鑿巖、鏟運(yùn)機(jī)出礦和運(yùn)料充填,推卸式鏟運(yùn)機(jī)充填接頂,實(shí)現(xiàn)采、出、充作業(yè)全盤無軌機(jī)械化。
圖2分段膠結(jié)充填采礦法方案
(3)高階段大直徑深孔嗣后充填采礦技術(shù)。大直徑深孔采礦由高效率的落礦技術(shù)與階段嗣后充填工藝相結(jié)合,既發(fā)揮了充填采礦法的優(yōu)點(diǎn),又能實(shí)現(xiàn)高效率、大規(guī)模地下采礦。
2、金屬礦床無廢開采
采礦工業(yè)在為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供原材料的同時也會擾動環(huán)境、破壞生態(tài)和浪費(fèi)資源。資源開發(fā)利用引起的環(huán)境破壞和資源浪費(fèi)已成為全球性的嚴(yán)峻問題。由于末端治理方案存在不徹底、不及時和成本高的弊端,因而無廢開采方式及其工藝技術(shù)已成為國內(nèi)外采礦的主要發(fā)展方向。近年來,在國內(nèi)采礦行業(yè)提出了工業(yè)生態(tài)型開采理念和無廢開采模式,南京鉛鋅銀礦將成為我國有色礦山第一個無廢開采的礦山,銅綠山礦的深部地下開采也將實(shí)現(xiàn)無廢開采。冬瓜山銅礦和會澤鉛鋅礦的深部開采正按無廢開采模式進(jìn)行設(shè)計和建設(shè)。
礦床無廢開采模式遵從工業(yè)生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn),以采礦活動為中心,將礦山人文環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)環(huán)境相互聯(lián)系起來,構(gòu)成一個有機(jī)的工業(yè)系統(tǒng);在采礦過程中,以最小的排放量獲取最大資源量和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益;在采礦活動結(jié)束后,通過最小的末端治理使礦山工程與生態(tài)環(huán)境融為一個整體。
礦床開采給礦產(chǎn)資源和生態(tài)環(huán)境帶來的負(fù)面效應(yīng)主要有4大危害源:資源損失、地表塌陷、排放廢石、排放尾砂(赤泥)。無廢開采模式將結(jié)合礦床開采工藝控制和消除危害源(見圖3)。因此,開采模式包括3項(xiàng)基本要素:資源效率高;廢料流出量小;地表不受破壞。于是,在礦床開采過程中將實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源充分利用與有效保護(hù)、礦區(qū)地表不塌陷、礦山固體廢料少排放或零排放的目標(biāo);在礦山生產(chǎn)過程中可以保持礦區(qū)完整的生態(tài)體系和人文環(huán)境,礦床開采結(jié)束后只需少量甚至不需要進(jìn)行末端治理。
圖3礦床開采危害源控制流程
在開采過程中,提高表內(nèi)儲量采礦回收率和降低采礦貧化率可以使礦山獲得直接經(jīng)濟(jì)效益,減少地表構(gòu)建筑物搬遷或改造將節(jié)省支出,這是目前對開采工藝通常的認(rèn)識和評價準(zhǔn)則。工業(yè)生態(tài)理念涉及到礦區(qū)資源總量,包括表內(nèi)資源的回收利用和遠(yuǎn)景資源的保護(hù),以及人文環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。
3、深井采礦技術(shù)
有色金屬礦山正在逐步進(jìn)入深井開采,紅透山銅礦、冬瓜山銅礦、凡口鉛鋅礦和金川鎳礦等礦山的開采深度已接近或超過1000 m。深部開采存在著高地應(yīng)力、高井溫等特殊的開采技術(shù)條件,使采礦作業(yè)遇到了一系列技術(shù)難題。高地應(yīng)力還往往引發(fā)采場冒頂坍塌、巷道失穩(wěn)和巖爆災(zāi)害,嚴(yán)重威脅人員、設(shè)備安全;井下高溫?fù)p害工人健康,降低勞動效率,急劇增加通風(fēng)成本。通過國家科技攻關(guān)課題的支持,針對凡口礦深部難采條件開發(fā)的開采條件重構(gòu)理論與技術(shù)、礦山安全保障理論與技術(shù),為礦山深部開采提供了技術(shù)支撐。
開采條件重構(gòu)是指通過一定的技術(shù)和工程改造原有開采技術(shù)條件,創(chuàng)造合適的開采環(huán)境,使之有利于采用高效的采礦工藝和實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。結(jié)合凡口礦研究開發(fā)的高應(yīng)力卸荷、鋼纖維混凝土支護(hù)、排熱通風(fēng)等理論與技術(shù),為深部難采條件下實(shí)現(xiàn)高效采礦創(chuàng)造了條件。
(1)高地應(yīng)力卸荷。結(jié)合采礦工藝,在回采過程中通過采場局部弱化技術(shù)和合理的回采順序,調(diào)整圍巖應(yīng)力分布狀態(tài),使應(yīng)力集中部位向深部轉(zhuǎn)移。
在開挖結(jié)構(gòu)的近表層形成低應(yīng)力卸荷圈,在圍巖深部形成應(yīng)力集中的白承載圈。一方面使白承載圈巖體處于三向應(yīng)力狀態(tài),提高礦巖強(qiáng)度,降低巖體破壞的可能性,充分發(fā)揮圍巖白支承能力;另一方面,由于大部分載荷和應(yīng)力集中由白承載圈承擔(dān),為卸荷圈巖體的穩(wěn)定提供了保障。白承載圈和卸荷圈相輔相成、互為依存,顯著提高開挖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,為高應(yīng)力條件下采用大規(guī)格采場、實(shí)現(xiàn)高效率采礦創(chuàng)造安全開采條件。
(2)高應(yīng)力條件下鋼纖維混凝土支護(hù)技術(shù)。對于深部高地應(yīng)力條件下有巖爆傾向的巖層,要求支護(hù)單元必須具有良好韌性,承載過程中吸收能量的性能良好。通過能量試驗(yàn)與研究發(fā)現(xiàn),鋼纖維混凝土表現(xiàn)出很好的韌性和吸收變形能的能力,在最大位移能力、殘余強(qiáng)度、吸收變形能等方面具有明顯優(yōu)勢(見圖4)。
圖4混凝土全應(yīng)力應(yīng)變曲線
(3)高溫礦井排熱通風(fēng)技術(shù)。針對深部高溫環(huán)境開發(fā)出基于空氣與巖石熱交換原理的高溫礦井排熱通風(fēng)技術(shù),以及復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)智能優(yōu)化技術(shù)和通風(fēng)環(huán)境分析軟件。該技術(shù)在復(fù)雜的高溫礦井條件下充分發(fā)揮上部巷道的調(diào)熱機(jī)能,使空氣到達(dá)井下作業(yè)面時溫度最低,從而達(dá)到改善井下作業(yè)環(huán)境的目的。基于空氣與巖石熱交換原理的深井排熱降溫技術(shù)與制冷降溫技術(shù)相比較,可降低能耗70%,特別話合我國節(jié)能降耗的國情。
三、我國金屬礦山采礦技術(shù)的發(fā)展方向
1、精細(xì)開采
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,社會分工越來越精細(xì),專業(yè)化程度越來越高,采掘業(yè)已面臨邁入精細(xì)生產(chǎn)時代,有些學(xué)者提出了露天礦的精細(xì)開采露天礦精細(xì)開采,是要實(shí)現(xiàn)露天采礦環(huán)境破壞、礦巖運(yùn)輸功、邊坡開挖量與維護(hù)工作量等的最小化,通過不斷改進(jìn)精細(xì)開采的工藝,配合精細(xì)生產(chǎn)管理,以獲得最好的礦山開采經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益與社會效益。
2、無人化采礦技術(shù)
這是目前正在形成的技術(shù),我國大部分金屬礦山仍是半自動化和輔助操作控制,將其作為種中間緩沖技術(shù),隨著我國采礦設(shè)各的大型化、智能化,遙控化技術(shù)及自動化技術(shù)的發(fā)展,將為無人化采礦提供重要的技術(shù)保障。未來,無人化采礦技術(shù)是采礦技術(shù)的必然發(fā)展趨勢。
結(jié)束語:
我國有色采礦工業(yè)要趕超世界先進(jìn)水平,必須多方面的通力合作。倘若在某個環(huán)節(jié)上落后了,都會影響到整體水平的提高。在此值得指出的是,采礦方法或開采技術(shù)的創(chuàng)新取決于采礦設(shè)備的發(fā)展。目前,有些礦山企業(yè)由于經(jīng)營不得力而面臨倒閉的境地;有些礦山企業(yè)由于技術(shù)裝備上不去而出現(xiàn)生產(chǎn)成本高、經(jīng)濟(jì)效益低的問題;有些礦山企業(yè)由于資金缺乏而處于難運(yùn)作狀況。這些問題只有通過深入改革才能解決,其中最重要的解決辦法就是依靠科技進(jìn)步。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:金屬礦;采礦技術(shù);分析和探討
中圖分類號:F407.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
歷史十分悠久,近年來,我國在金屬礦的開采上進(jìn)行了各種現(xiàn)代化采礦技術(shù)和工藝的全面研究,在露天陡幫的開采、連續(xù)和間斷開采、分段中深孔的采礦、大直徑深孔的采礦、自然崩落采礦、機(jī)械分層的采礦、溶提采礦、巖體加固和支護(hù)、高效率的礦山充填、井下成套采礦裝備、礦山的防治水、露天的成套采礦裝備等方面都有了很大突破。
1 我國金屬礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀
我國礦產(chǎn)資源總的特點(diǎn)是總量大,但人均擁有量低,人均礦產(chǎn)儲量僅為世界平均值的58%;種類齊全但結(jié)構(gòu)不合理,目前我國已探明礦產(chǎn)資源總量較大,約占世界的12%,居世界第3位,但主要礦產(chǎn)儲量占世界的比例并不高。目前我國具有年產(chǎn)9億t鐵礦石原礦的生產(chǎn)能力,到2015年可形成新增鐵礦石原礦年生產(chǎn)能力達(dá)3~3.5億t。此外,我國還加大了海外鐵礦投資力度,到2015年,我國海外權(quán)益礦規(guī)模將增加1億t左右,海外權(quán)益礦的總量達(dá)到我國進(jìn)口總量的20%以上。
2當(dāng)前采用的主要采礦技術(shù)
2.1陡幫的開采。這種開采技術(shù)在初期時的剝離量比較小,基建的工程量也比較少,最終邊坡的暴露時間以及建設(shè)周期都十分短。所以,很早以前我國就將陡幫的開采納入到國家科技攻關(guān)項(xiàng)目中,在露天礦中進(jìn)行了大規(guī)模工業(yè)試驗(yàn)的開展,這給大中型露天礦技術(shù)的新建、改造以及擴(kuò)建提供了相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
2.2鏟運(yùn)機(jī)和松土機(jī)所進(jìn)行的露天開采。這種開采技術(shù)主要適用于對鋁土礦進(jìn)行開采,其主要技術(shù)特點(diǎn)為采用松土機(jī)對礦巖進(jìn)行松散和破碎,從而來代替鑿巖爆破方式,而鏟運(yùn)機(jī)則主要進(jìn)行運(yùn)輸、裝載、卸載。這種采礦工藝十分簡單,能夠?qū)崿F(xiàn)一機(jī)多用的效果,通過進(jìn)行分層鏟裝來實(shí)現(xiàn)分層排土、分層開采,最終達(dá)到排土和復(fù)墾一體化的效果。
2.3間斷和連續(xù)相結(jié)合的開采技術(shù)。這種采礦技術(shù)是指在工作面上用電鏟對礦石加以裝載,經(jīng)過破碎機(jī)破碎和汽車運(yùn)輸以后,將礦石通過膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出采場。這種采礦工藝能夠使得膠帶機(jī)和汽車的優(yōu)點(diǎn)得到充分發(fā)揮,使用于開采那些深凹的露天礦。
2.4地下金屬采礦的連續(xù)化。連續(xù)開采地下金屬礦山主要是指:連續(xù)回采礦房、連續(xù)開采礦體(床)、連續(xù)運(yùn)送礦石以及連續(xù)的全工藝過程。也就是說在開采的過程中實(shí)現(xiàn)一步到位;在回采的過程中實(shí)現(xiàn)出礦、落礦、搬運(yùn)礦石工藝的連續(xù)性作業(yè);實(shí)現(xiàn)井下礦石的運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載、提升等環(huán)節(jié)的連續(xù)化;落礦、掘進(jìn)、運(yùn)搬、出礦、運(yùn)輸?shù)裙に囘^程連續(xù)化。
2.5無底柱的分段崩落方法。我國當(dāng)前的無底柱分段崩落采礦技術(shù)面臨著怎樣對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行加大和優(yōu)化的問題。優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要方向?yàn)槭沟眠M(jìn)路間距不斷增大。通過進(jìn)路間距的增大能夠?qū)崿F(xiàn)采掘工程量的大幅減少,此外還能使得一次崩礦量增大,從而使得采礦強(qiáng)度得以增加,降低礦石的成本,大大提高礦山經(jīng)濟(jì)和社會效益。
2.6自然崩落的技術(shù)和方法。自然崩落的技術(shù)和方法主要是指通過巖石自然應(yīng)力的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)落礦的技術(shù),其具有采礦成本低、生產(chǎn)能力大等方面的優(yōu)點(diǎn),尤其適用于那些礦化均勻、礦體厚大、易于自然崩落的礦床開采過程。
3 金屬礦采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢
3.1 深井開采。隨著淺部資源的逐漸消耗和枯竭,我國已開始向地下深部獲取資源,預(yù)計在今后10~20 a內(nèi),我國礦山將進(jìn)入1000~2000 m深度開采。20世紀(jì)60~70年代建設(shè)的部分礦山相繼進(jìn)入深部開采,一些新建礦山采礦深度也很大。
3.2 大型極深露天礦采礦技術(shù)。目前,我國已有部分礦山進(jìn)入大型極深露天礦山開采。隨著開采深度的增加,采場空間作業(yè)尺寸逐漸縮小,開拓運(yùn)輸和新水平準(zhǔn)備困難增加,采礦強(qiáng)度降低,運(yùn)輸距離增長,重車上坡長距離運(yùn)行,設(shè)備效率降低,生產(chǎn)能力下降。目前我國已形成了較為成熟的系統(tǒng)研究方法,初步形成了大型極深露天礦開采的工藝、設(shè)備配套工藝、爆破控制技術(shù)、防災(zāi)變控制和環(huán)境控制等。
3.3 露天礦境界外駐留礦開采技術(shù)。我國許多大型冶金露天礦山逐漸步入晚期開采,但由于受技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件約束,露天礦境界外遺留大量礦產(chǎn)資源。如果擴(kuò)大境界,可能造成礦山經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的惡化,并且征用大量土地,破壞生態(tài)環(huán)境。這些儲量已無法通過擴(kuò)大露天境界回收。為了減少損失我國已通過對蝕變巖型礦巖特性的研究,采用灰色系統(tǒng)方法選擇采礦方法,控制了復(fù)雜條件下的采場頂板;運(yùn)用聲發(fā)射與地壓、位移監(jiān)測相結(jié)合的方法,掌握非煤礦山礦巖體的地壓活動特征。初步形成了駐留礦體開采與原開采的耦合方法、礦山開采對礦巖層損傷的數(shù)值分析方法、頂板巖層變形監(jiān)測措施、巖層變形監(jiān)測及預(yù)報方法、低擾動爆破技術(shù)等。
3.4復(fù)雜富水礦床開采技術(shù)。今后應(yīng)在復(fù)雜水體礦床安全高效采礦方法、全尾砂濃縮充填材料、工藝設(shè)備及自控技術(shù)研究以及水患和地壓突變規(guī)律及監(jiān)測預(yù)報控制技術(shù)方面開展研究工作。特別是復(fù)雜水體礦床突水機(jī)理及防治技術(shù),井下充填的新型廉價尾砂膠結(jié)材料,微細(xì)粒尾砂高效濃縮泵送充填及自控技術(shù),巖層變形—應(yīng)力—滲流三場耦合分析技術(shù),低能耗沉密脫水臥式倉造漿工藝與技術(shù)方面重點(diǎn)開展研究工作。
3.5復(fù)雜難采地下殘留礦體開采技術(shù)。我國地下金屬礦山長時間的開采,由于當(dāng)時技術(shù)水平的制約以及亂采亂挖的影響,采區(qū)內(nèi)仍殘留有大量的礦石資源。這些殘留礦石資源回采技術(shù)復(fù)雜,安全條件差,遺留的大量空區(qū)和礦柱長期不能得到有效處理?;厥者@些殘留資源的主要難點(diǎn)是復(fù)雜空區(qū)殘留資源探測技術(shù)、大參數(shù)大步距整體崩落技術(shù)、殘留資源開采條件再造技術(shù)、復(fù)雜充填體下礦柱回收技術(shù)以及復(fù)雜殘留礦體安全回采監(jiān)測預(yù)警等技術(shù)。這些技術(shù)難題的解決,必將對提高礦產(chǎn)資源利用水平、推進(jìn)我國采礦技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。
3.6無人采礦、自動采礦、數(shù)字礦山。隨著無人采礦技術(shù)、可視化技術(shù)、3S(RS,GPS,GIS)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展,系統(tǒng)數(shù)字化勢如破竹,把礦山及其他相關(guān)信息、計算技術(shù)和工業(yè)控制技術(shù)進(jìn)行整合,優(yōu)化設(shè)計礦床開采方案、合理配置資源、最佳控制工藝及其支撐系統(tǒng),已成為全面、動態(tài)、準(zhǔn)確地掌握我國礦產(chǎn)資源的存量及變化、進(jìn)而科學(xué)合理地開發(fā)利用和保護(hù)資源、實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源可持續(xù)發(fā)展提供手段。
3.7無廢開采。無廢開采與可持續(xù)發(fā)展有著密不可分的關(guān)系。一方面在礦區(qū)開發(fā)和發(fā)展過程中往往聚集和形成了相當(dāng)數(shù)量人口的社區(qū)或一定規(guī)模的城市,其環(huán)境保護(hù)有著重要的意義;另一方面,如果忽視無廢開采,不注重環(huán)境與資源的利用和保護(hù),過早地開采完資源,勢必會對礦山與國民經(jīng)濟(jì)造成很大的損失。所以,必須從長遠(yuǎn)的眼光來規(guī)劃礦山的開采,確保礦山長期可持續(xù)發(fā)展。
4 結(jié)束語
隨著時間的推移,現(xiàn)有的各種類型的采礦方法都有可能遭遇面目全非的變革,無人礦山、海底采礦、太空采礦等都將成為現(xiàn)實(shí)。采礦業(yè)將以一個更需要我們想象力才能描繪的形象,伴隨人類的文明活動而向前發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1] 張幼蒂.現(xiàn)代露天開采技術(shù)國際發(fā)展與我國露天采煤前景[J].露天采礦技術(shù),2005,(3):1 4.
[2] 吳愛祥,王洪江,楊保華,尹升華.溶浸采礦技術(shù)的進(jìn)展與展望[J].采礦技術(shù),2006,6(3):39—48.
關(guān)鍵詞:礦山采礦;采礦安全;技術(shù)管理
中圖分類號: C93 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
任何項(xiàng)目的生產(chǎn)都存在或多或少的安全問題,而礦山生產(chǎn)的安全與否直接關(guān)系著國家未來的發(fā)展和穩(wěn)定,采礦行業(yè)是提高國家經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要手段,所以相關(guān)部門必須給予足夠的重視。但就目前而言,我國礦山采礦環(huán)境差,存在較多的安全隱患,這些隱患不僅威脅著工作人員的生命財產(chǎn)安全,還直接影響著整個企業(yè)的發(fā)展,所以加強(qiáng)礦山采礦的安全技術(shù)管理勢在必行。
一、加強(qiáng)礦山采礦安全技術(shù)管理的實(shí)施
1、落實(shí)礦山安全的責(zé)任意識
我國對礦山的安全生產(chǎn)一直有較高的要求。事實(shí)上,安全管理不但是礦領(lǐng)導(dǎo)需要注意和掌握的,也是每個礦山生產(chǎn)工人需要學(xué)習(xí)和引起足夠重視的,并且在實(shí)際生產(chǎn)管理中做到合理的分工,加強(qiáng)所有工人的安全管理意識是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的前提。另外,安全責(zé)任制度是目前礦山實(shí)施管理的一項(xiàng)重要制度,這對礦山每個負(fù)責(zé)人具有極大的約束力。為了整個礦山采礦技術(shù)安全管理的提高,需要其和具體的責(zé)任制度相結(jié)合,這必會引起每個人對安全管理的認(rèn)識。
2、明確相關(guān)技術(shù)的管理任務(wù)
目前我國礦山采礦的安全技術(shù)管理中的主要任務(wù)就是嚴(yán)格貫徹落實(shí)國家指定的相關(guān)法規(guī)、政策及方針;制定完善相應(yīng)的安全規(guī)章制度并實(shí)施,從而盡量減少安全隱患現(xiàn)象的發(fā)生,降低因安全事故引起的經(jīng)濟(jì)損失,為提高國家經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造良好環(huán)境;另外,還應(yīng)加強(qiáng)研究生產(chǎn)活動中的客觀規(guī)律,制定各項(xiàng)合理的安全措施,營造良好的生產(chǎn)環(huán)境??梢愿鶕?jù)以下內(nèi)容開展:(1)制定完善礦山采礦過程中的安全生產(chǎn)責(zé)任制及規(guī)章制度,并認(rèn)真貫徹落實(shí)到位。(2)建立礦山企業(yè)的安全技術(shù)管理部門,并組織相關(guān)人員定期對其進(jìn)行安全生產(chǎn)檢查。(3)組織工作人員學(xué)習(xí)有關(guān)安全生產(chǎn)的相關(guān)方針、法令、規(guī)程及政策。(4)制定實(shí)施安全技術(shù)的措施計劃,改善生產(chǎn)條件,提高生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)的整體水平,為提高經(jīng)濟(jì)效益打下堅實(shí)基礎(chǔ)。(5)建立起安全生產(chǎn)及技術(shù)管理的資料檔案。(6)認(rèn)真分析、調(diào)查、統(tǒng)計職工的傷亡情況,并采取合理的措施加以解決。(7)定期開展安全教育、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的會議,并兌現(xiàn)獎懲。
3、嚴(yán)格實(shí)施有關(guān)安全檢查的各項(xiàng)工作
礦山采礦實(shí)施安全檢查的最主要目的在于能夠及時發(fā)現(xiàn)安全隱患,并采取合理措施加以處理,從而最大程度上避免事故發(fā)生,為礦山的安全生產(chǎn)提供更多保障。安全生產(chǎn)的模式一般為自查、互查及專業(yè)查等,對出現(xiàn)的問題工作人員要及時記錄在案,并把問題公布于眾,及時組織相關(guān)人員制定有效措施進(jìn)行處理。其主要內(nèi)容包括:一是各項(xiàng)安全法規(guī)和規(guī)章制度的執(zhí)行情況;二是安全生產(chǎn)方針、政策和上級相關(guān)決策的執(zhí)行情況;三是工作環(huán)境的安全等級,例如空頂情況;四是設(shè)備、工作崗位、工具、電氣上的安全設(shè)施及防護(hù)裝置的安全情況;五是預(yù)防自然災(zāi)害的具體情況;六是相關(guān)安全技術(shù)計劃的執(zhí)行情況;七是安全問題的整改情況和發(fā)生事故地點(diǎn)的防范措施情況。
4、定期對相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)和安全管理的培訓(xùn)
認(rèn)真分析礦山事故后我們可以看出:大多數(shù)礦山企業(yè)的各級工作人員都缺乏一定的技術(shù)和安全管理的培訓(xùn),這樣就會提高一些由于違反勞動規(guī)律、規(guī)章制度及指揮等各種事故的發(fā)生率,所以定期對相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)和安全管理的培訓(xùn)尤為重要,是減少事故發(fā)生和確保安全生產(chǎn)的重要工作。主要內(nèi)容為:一是對礦山企業(yè)中的技術(shù)、安全部門的安全意識進(jìn)行培訓(xùn)。該類型的培訓(xùn)通常由企業(yè)主管部門和勞動組織部門一同開展。培訓(xùn)后,礦山技術(shù)人員、安全部門的負(fù)責(zé)人會加強(qiáng)對礦山開采過程中的安全操作流程、國家安全生產(chǎn)的方針、法規(guī)及政策的認(rèn)識,掌握與礦山安全管理、開采等有關(guān)的基本知識和安全技術(shù),從而很大程度上提高了安全技術(shù)管理的整體水平。二是對特殊工種員工的技術(shù)培訓(xùn)。礦山安全開采過程殊工種一般是指絞車司機(jī)、放炮工、信號工、采掘工、電氣、焊接及起重等一些特殊工作,它們在整個礦山開采工作中具有重要作用。但其安全隱患多,危險性大,事故一旦發(fā)生,將會造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。所以,為了確保礦山開采工作的安全和順利,相關(guān)部門必須定期組織這些人員進(jìn)行安全操作的培訓(xùn),并且規(guī)定只有通過實(shí)踐測驗(yàn),取得合格后方能上崗操作。雖然礦山企業(yè)中有些工作人員已有多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),但隨著社會的不斷發(fā)展,很多技術(shù)和知識都在不斷更新,所以也應(yīng)將他們作為重要安全技術(shù)培訓(xùn)的對象,定期進(jìn)行安全教育,總結(jié)工作過程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。三是培養(yǎng)日常工作中的安全意識。企業(yè)要想保障安全生產(chǎn)加強(qiáng)培養(yǎng)安全意識的力度是最有效的手段之一。礦山企業(yè)不一定要定期舉行安全會議,但在日常安全生產(chǎn)過程中必須加強(qiáng)培養(yǎng)安全意識,總結(jié)各方面的安全生產(chǎn)問題,對出現(xiàn)的問題進(jìn)行詳細(xì)的分析并找出處理問題的方法,對于違規(guī)作業(yè)和一些與操作規(guī)范不相符的流程及時阻止,從而為安全生產(chǎn)提供更多保障。四是認(rèn)真做好典型經(jīng)驗(yàn)和事故教訓(xùn)的教育。自古以來,模范是教育過程中的良好素材,所以相關(guān)人員可以利用正反方面的典型安全事例來培訓(xùn)和教育工作人員的安全生產(chǎn),通過實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)來轉(zhuǎn)換工作人員的生產(chǎn)觀念,從而為做好技術(shù)管理和安全生產(chǎn)工作創(chuàng)造良好環(huán)境。
二、明確礦山采礦安全技術(shù)管理任務(wù)
1、加強(qiáng)內(nèi)部管理,關(guān)注國際市場動態(tài)
當(dāng)今這樣一個科技迅猛發(fā)展的時代,科技投入在國際國內(nèi)都被加大,而且對人才的培養(yǎng)也非常注重。就煤礦開采而言,學(xué)習(xí)和借鑒國外的先進(jìn)科技是非常有必要的。對煤礦的安全工作,我們不能固步自封,也不能閉門造車,而應(yīng)該采取積極主動與國際接軌的策略,對別國先進(jìn)科技應(yīng)主動學(xué)習(xí),把其領(lǐng)先的技術(shù)水平引進(jìn)來,這對自身的煤礦安全技術(shù)的發(fā)展非常有利。我們不應(yīng)僅僅停留在此,而應(yīng)該加強(qiáng)自身的內(nèi)部管理和煤礦開采過程中的安全管理。煤礦的管理者需要具備豐富的理論知識和豐富的管理經(jīng)驗(yàn)。在煤礦作業(yè)管理中,對采礦工程技術(shù)和礦井通風(fēng)以及防滅火技術(shù)要重視起來。放在第一位的應(yīng)是礦井的安全工作,把“以人為本,安全為天”的安全理念要牢固的樹立起來,對“安全第一”的方針要始終堅持。
2、認(rèn)真貫徹實(shí)施國家的相關(guān)政策、法規(guī)和方針
當(dāng)前,把國家的相關(guān)政策和法規(guī)以及方針進(jìn)行認(rèn)真貫徹實(shí)施是礦山采礦安全技術(shù)管理的主要任務(wù)。經(jīng)濟(jì)效益雖然是考查礦山企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)之一,但安全也是一個礦山企業(yè)成功的主要因素。因此,各相關(guān)規(guī)章制度的制定是確保取得經(jīng)濟(jì)效益的主要手段,有效的安全措施和及時完整的實(shí)施可以創(chuàng)造一個良好的工作環(huán)境。經(jīng)過多年的礦山工作和分析發(fā)現(xiàn),有效的采礦安全技術(shù)管理制度是很關(guān)鍵的,可以從下面幾個方面出發(fā)做好管理工作。(1)把各項(xiàng)安全生產(chǎn)的規(guī)章制度和安全生產(chǎn)責(zé)任制制定出來,并落實(shí)到各個崗位。(2)對有關(guān)安全生產(chǎn)的政策方針規(guī)程和法令進(jìn)行組織學(xué)習(xí),并貫徹執(zhí)行。(3)把安全技術(shù)管理機(jī)構(gòu)建立起來,并組織專業(yè)人員,對安全生產(chǎn)的落實(shí)情況做好定期檢查。
結(jié)束語
綜上所述,我們可以得出,相關(guān)部門必須重視和有效解決礦山生產(chǎn)過程中的安全問題,這就需要有關(guān)人員不斷加強(qiáng)與采礦技術(shù)管理相關(guān)的工作,只有這樣才能確保采礦作業(yè)的安全,減少事故發(fā)生率,保障人們生命財產(chǎn)安全。因此,在采礦過程中做好安全技術(shù)管理工作能夠推動國家經(jīng)濟(jì)和采礦企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:采礦;方法;比較;采礦技術(shù)
中圖分類號:TD43文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、前言
礦產(chǎn)資源屬于不可再生資源,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對礦產(chǎn)資源的需求也不斷擴(kuò)大。因此,要重視礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用,使有限的資源發(fā)揮最大的效用。
二、我國采礦工程的現(xiàn)狀
改革開放30年來,我國的經(jīng)濟(jì)得到了飛速的發(fā)展,在此情況下礦業(yè)的開發(fā)也迎來了發(fā)展的新契機(jī),開始迅猛的發(fā)展。工業(yè)的發(fā)展離不開礦業(yè)的支持,有關(guān)的數(shù)據(jù)表明礦業(yè)產(chǎn)值占到國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的30%左右??梢哉f,礦業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一大支柱。礦產(chǎn)資源是有限的,此外具有不可再生性。加上經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大,因此對礦產(chǎn)資源的需求越來越大,而也礦產(chǎn)資源出現(xiàn)短缺的現(xiàn)象,后備資源嚴(yán)重不足。有關(guān)的研究表明,我國的銅資源儲量的保證年限是17年,鋅是9.4年,鉛是6.7年。許多的露天礦山正逐步向地下開采轉(zhuǎn)移,地面開采的狀況令人堪憂。此外,三分之二的礦山已經(jīng)屬于中晚期的開采,因此礦山資源面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
中國有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司前身是日偽時期的清原金銅礦,包括了三個生產(chǎn)坑口和一個選礦廠,因資源枯竭,三個坑口分別于1973年、1992年和1994年閉坑。統(tǒng)計50余年的生產(chǎn)數(shù)據(jù),紅透山礦業(yè)公司銅精礦金屬含量年產(chǎn)量在1969――1972年曾連續(xù)四年超過10000噸。近20年,每年穩(wěn)定在7000――8000噸的水平。目前,銅鋅礦年生產(chǎn)能力為礦石60萬噸,公司采選系統(tǒng)銅精礦金屬含量為7300噸,采選系統(tǒng)鋅精礦金屬含量為9000噸,硫精礦標(biāo)量20萬噸。
三、采礦方法進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)的必然性
1、我國礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)
盡管我國的礦產(chǎn)總量很大,但是在人均方面卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)的落后于許多國家。在總量上,我國的礦產(chǎn)資源總量排在世界第三位,第一名是美國,第二名是俄羅斯。但是,我國的人口基數(shù)龐大,因此人均占有量就非常的少。有關(guān)數(shù)據(jù)表明,我國人均占有礦產(chǎn)資源的量排在世界的53名。此外,我國的礦產(chǎn)資源在分布上并不均勻,礦床的質(zhì)量也不是很高,存在大量的貧礦。在礦山的規(guī)模上,主要是中小型煤礦,大型的煤礦還是較少的。
2、開發(fā)時段滯后
目前,我國許多的礦山經(jīng)營者的素質(zhì)令人堪憂,其思想比較滯后,依然使用傳統(tǒng)的采礦方法,比如:手工控礦、車?yán)缈甘?。此外,在工藝上也比較落后,因此礦山貧化的狀況越來越明顯,礦山的壽命也會大大的降低。加上許多礦山在開采時比較盲目,因此亂挖的現(xiàn)象比較常見,地質(zhì)構(gòu)造就會受到嚴(yán)重的破壞。情況嚴(yán)重時,坍塌的狀況也會發(fā)生,這對經(jīng)濟(jì)效益以及人員的財產(chǎn)以及生命安全都會造成一定的威脅。
3、政策的要求
《中國的礦產(chǎn)資源政策》于2003年提出,該政策明確指出要“加強(qiáng)礦產(chǎn)資源調(diào)查評價、勘查開發(fā)及綜合利用、礦山環(huán)境污染防治”。因此,礦山開采行業(yè)要改變過去的粗放型的經(jīng)營和開發(fā)模式,努力向集約型以及技術(shù)行的發(fā)展模式邁進(jìn)。
四、紅礦山采礦方法經(jīng)濟(jì)比較
1、充填法簡析
充填采礦法在我礦的應(yīng)用是控制地壓的需要。根據(jù)國內(nèi)如易門獅山礦區(qū)、大吉山鎢礦、凡口礦水草坪、車江銅礦、錫礦山、小龍、鞍鋼弓長嶺、石咀子、湘東鎢礦以及殷鹽磷礦務(wù)局等二十多家礦山開采實(shí)踐,地壓活動的發(fā)生是普遍存在的。中等穩(wěn)固以下巖石條件,在開采后,大都有地壓活動發(fā)生;中穩(wěn)以上礦巖,地壓來得遲但很突然;地壓災(zāi)害后果比較嚴(yán)重。
紅透山礦現(xiàn)開采深度已超800米,時間長于三十年,且主井在巖移范圍內(nèi),故以控制地壓活功作為確定采礦方法首要條件是非常必要的。二三十年過去了,紅礦之所以安全地開采到現(xiàn)在與上部空區(qū)及時充填業(yè)高比重地采用充填法開采是有關(guān)系的,留礦法眼前的經(jīng)濟(jì)效益不能做為選用采礦方法的主要依據(jù)。
2、充填法需要改進(jìn)
主要弊病:成本高,礦房生產(chǎn)能力低。成本高是由出礦和充填引起的。充填法出礦成本占車間礦石成本的8%,為留礦法的五倍。鏟運(yùn)機(jī)出礦成本中設(shè)各折舊占44%,輪胎占9%,備件占16,7%,動力占8.3%,故降低出礦成本眼前應(yīng)抓消耗,長遠(yuǎn)看應(yīng)大力發(fā)展國產(chǎn)設(shè)備業(yè)提高勞動生產(chǎn)率。在國產(chǎn)機(jī)未廣泛應(yīng)用以前,用氣動裝運(yùn)機(jī)或電耙出礦是有效的。國內(nèi)很多充填法礦山均有應(yīng)用實(shí)例,如鳳凰山、魯東一帶金礦、凡口、黃砂坪等礦,我礦在93010采使用也較成功,其能力高于現(xiàn)用鏟運(yùn)機(jī)的礦房能力。予測可使出礦成本降低3――4倍。
3、留礦法簡析
留礦采礦法,從長遠(yuǎn)來看,它將逐漸被淘汰,但由于我國國情和科技水平的具體情況,在相當(dāng)長一段時間內(nèi)其使用比重將不會有明顯改變。但留礦法目前在紅透山的應(yīng)用也存在著不少問題(未考慮由此產(chǎn)生對經(jīng)濟(jì)的影響)。筆者查閱了坑口11個留礦法采場卡片,其中因安全情況不允許,未采到頂柱的有3個,原設(shè)計淺孔采一定高度后改變采礦方法的有2個,因礦體傾角局部變化放礦困難或安全因素影響采場開采后追加采準(zhǔn)工程的有6個,放礦困難作一次損失的1個。說明了在第Ⅳ類型金屬礦床,設(shè)計當(dāng)時所依據(jù)的資料,較難做到準(zhǔn)確可靠,用留礦法開采應(yīng)慎重對待,施工后將產(chǎn)生下列問題。
五、方案優(yōu)化設(shè)計原則及結(jié)果
根據(jù)礦山地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件及礦山實(shí)際生產(chǎn)情況,對礦山開采方案優(yōu)化選擇提出以下原則:
1、礦山采場的生產(chǎn)能力要大,實(shí)現(xiàn)礦山日產(chǎn)礦石量1000t/d,必須要切實(shí)提高礦山生產(chǎn)能力.
2、提高礦山的采礦工效,降低礦山的流動密集程度,是提高礦山經(jīng)濟(jì)效益和降低生產(chǎn)成本的主要途徑之一.
3、采切比要盡量小.降低礦山采切比,可使礦山在回采同樣的礦石量情況下,節(jié)約礦山生產(chǎn)成本,縮短礦山生產(chǎn)周期,增加礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益.
4、礦山采礦貧化率和損失率低.盡量降低礦山采礦貧化率和減少礦石損失率,采礦貧化率和礦石損失率是礦山企業(yè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo).
5、降低采礦成本,使其達(dá)到最小化.一個礦山企業(yè)的經(jīng)營管理水平如何,經(jīng)濟(jì)效益是否良好,最主要看它的采礦成本,礦山的采礦成本越低,礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益越好.
6、安全程度高.所選采礦方法要考慮采場高溫高硫的實(shí)際情況,要充分保證采場人員和設(shè)備的安全,同時為保護(hù)地表工業(yè)設(shè)施和民宅,地表不允許陷落和移動.
7、采礦工藝要易于工人掌握,有利于工人施工操作.在礦山推廣一種簡單實(shí)用的方法和工藝,將對礦山生產(chǎn)效率和管理水平的提高極為有利.
8、要最大程度的利用礦山已有的工程和生產(chǎn)設(shè)備.
根據(jù)以上的原則及要求,適合礦山開采的方法有上向分層充填法、分段嗣后充填法及下向分層充填法等.經(jīng)過綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,優(yōu)化選擇中厚以上及急傾斜礦體采用分段空場嗣后充填采礦法,中厚以下傾斜礦體采用爆力運(yùn)礦空場嗣后充填法。
六、分段空場嗣后充填采礦法工藝
1、采場結(jié)構(gòu)參數(shù)
垂直礦體走向布置礦塊,每個礦塊劃分為礦柱和礦房,分兩步驟回采,先回采礦柱,再回采礦房.礦柱寬度8~10m,礦房寬度12~16m,礦塊長等于礦體的水平厚度,階段高45m,分成4個分段.最下部分段為塹溝拉底鑿巖分段,分段底柱高8~11m,最上分段留4m頂柱.礦房和礦柱均采用分段鑿巖和階段出礦的方式,嗣后進(jìn)行一次性充填.
2、采準(zhǔn)、切割工作
采準(zhǔn)工作主要從上盤階段運(yùn)輸平巷向礦柱、礦房分別各掘進(jìn)一條運(yùn)搬橫巷,均勻分布于房、柱交界處,在運(yùn)搬橫巷內(nèi)每隔6~8m左右分別向礦柱、礦房掘3至4條裝礦斜巷,于運(yùn)搬橫巷斜交,再由裝礦斜巷分別向礦房、礦柱掘塹溝拉底鑿巖橫巷,礦房中央布置兩條,礦柱中央一條,中心距約為6m,由此最終形成塹溝拉底底部結(jié)構(gòu).將礦房專用運(yùn)搬橫巷末端延掘到礦體下盤,掘下盤鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)搬平巷、階段溜礦井(礦塊下盤中央處)、人行天井(礦塊下盤),再掘分段鑿巖橫巷、分段鑿巖聯(lián)絡(luò)平巷.切割工作主要是在采準(zhǔn)工程結(jié)束后,在各分段鑿巖橫巷靠近上盤處上掘切割天井.
3、回采工作:回采工作包括落礦、采場通風(fēng)、出礦等.
(1)落礦:從塹溝拉底鑿巖分段上一分段開始,先崩落切割立槽和靠近下盤的三角礦帶,然后由鏟運(yùn)機(jī)出礦,出礦形成補(bǔ)償空間后,再崩落本分段余下部分礦體,崩落完本分段后繼續(xù)崩落上分段的切割立槽和靠近下盤的三角礦帶.依此進(jìn)行,到崩完本階段中最后分段的全部礦體;
(2)采場通風(fēng):新鮮風(fēng)流通過從階段運(yùn)輸平巷流入,流經(jīng)拉底鑿巖橫巷、運(yùn)搬橫巷、裝礦斜巷等到達(dá)采場,清洗工作面后,污風(fēng)經(jīng)分段鑿巖橫巷、分段聯(lián)絡(luò)平巷、充填井排至上一個中段的回風(fēng)巷道.鏟運(yùn)機(jī)出礦時,一部分通風(fēng)風(fēng)路與采場的通風(fēng)風(fēng)路相同,另一部分風(fēng)路由階段運(yùn)輸平巷流入,經(jīng)人行天井、充填井排至上一個中段的回風(fēng)巷道;
(3)出礦:各個分段每次爆破崩落的礦石全部集結(jié)到的底部V形塹溝內(nèi),由T4G型鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行出礦.T4G型鏟運(yùn)機(jī)由運(yùn)搬橫巷進(jìn)入裝礦斜巷進(jìn)行裝礦,裝礦由原路退回,再經(jīng)鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)搬聯(lián)絡(luò)平巷后將礦石倒入溜礦井,礦石在下一中段進(jìn)行統(tǒng)一裝車提升;④嗣后充填:各分段出礦完畢后,對礦房和礦柱進(jìn)行階段嗣后一次充填,礦房采用尾砂充填,礦柱采用尾砂膠結(jié)充填,充填應(yīng)盡可能接頂。
七、淺孔留礦法
淺孔留礦法在民采礦山的應(yīng)用改善了工人作業(yè)環(huán)境,提高了礦山生產(chǎn)能力和礦山安全因素。具有應(yīng)用時間長,應(yīng)用深度大,應(yīng)用范圍廣的的特點(diǎn)。每次采下的礦石,靠礦石自重從漏斗放出1/3左右,留下2/3礦石作為下次鑿巖爆破工作的臨時工作臺。當(dāng)?shù)V房全部采空后,再將留下的2/3的礦石全部放出(這叫大量放礦)。暫留下的礦石并不能作為地壓管理的主要手段。鑿巖工人是站在留礦堆上進(jìn)行作業(yè)的。
八、填充采礦法
凡是隨著回采工作面的推進(jìn),逐步用充填料充填采空區(qū)的方法叫做充填采礦法。充填采礦法也將礦塊劃分為礦房和礦柱兩步驟回采,先采礦房,后采礦柱。礦柱回采可用填法,也可以考慮用其他方法。該方法具有以下特點(diǎn):
1、切工程量小,靈活性大;
2、損失、貧化??;
3、比較有效的維護(hù)圍巖,減少圍巖的移動和防止大量冒落;
4、薄礦脈或多品種礦石可以進(jìn)行選別回采;
5、防止礦床開采的內(nèi)因火災(zāi);
九、結(jié)束語
總之,加強(qiáng)采礦方法的經(jīng)濟(jì)性分析,通過方案比較,選擇最優(yōu)開采方法,降低施工作業(yè)成本,提高采礦的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
摘 要 通過對礦區(qū)礦床地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的分析,以及對礦區(qū)地表水、含和隔水層的研究,確定了該金礦的水文地質(zhì)條件類型;根據(jù)不同巖性和頂?shù)装鍑鷰r穩(wěn)固性評價對礦區(qū)的工程地質(zhì)條件進(jìn)行了分析;調(diào)查分析了礦區(qū)的環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)狀并對礦山開采環(huán)境影響進(jìn)行了預(yù)測?;久鞔_了礦床開采技術(shù)條件,為礦山的建設(shè)和開采提供了參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞 水文地質(zhì);工程地質(zhì);環(huán)境地質(zhì);寺家溝金礦
中圖分類號TD3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2012)70-0051-02
寺家溝—胡溝礦區(qū)位于三門峽市南直距約35公里的陜縣張村鄉(xiāng)及店子鄉(xiāng),為薄脈型的石英脈型礦床,礦石品位較富,具有較好的開采價值。礦區(qū)屬秦嶺山系之崤山山脈,山勢陡峻,相對高差較大,海拔最高1 265m,最低825m,一般在1 000m左右。區(qū)內(nèi)總體上南高北低,山系與溝谷總體為南北向走向,氣溫年平均13.9℃左右,年平均降雨量555mm,無大的河流[1]。本次研究根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)勘查,從水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)等三個方面對礦區(qū)的開采技術(shù)條件進(jìn)行了研究分析,為礦山的開發(fā)設(shè)計以及地質(zhì)工作提供了依據(jù)。
1 礦床地質(zhì)概述
礦區(qū)出露地層主要為第四系沖洪積物和太華群黑云斜長片麻巖、混合巖、斜長角閃片麻巖、綠泥片巖等巖性所組成的中深變質(zhì)巖系地層。該變質(zhì)巖系地層金銀豐度值較高,金的克拉克值是地殼克拉克值的30倍~40倍,銀的克拉克值是其地殼克拉克值的10倍[1]。
區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造為一系列北東走向的斷裂,主要特征為:斷裂面光滑平直,具壓剪性特點(diǎn),沿走向和傾向上具舒緩波狀變化,并具分枝復(fù)合現(xiàn)象。此外,走向近南北的壓扭性斷裂也與金礦床的形成關(guān)系密切(圖1)。 區(qū)內(nèi)巖漿巖地表出露很少,僅局部出露有輝綠巖脈,規(guī)模很小。
圖1 礦區(qū)地質(zhì)簡圖
Arsh-太古界太華群;Q-第四系;q-石英脈;1p-石英斑巖脈;bm-輝綠巖(輝綠玢巖)脈;k25-礦化帶及編號;Au9-金礦點(diǎn)及編號;紅線-斷層;藍(lán)線-水系
陜縣寺家溝—胡溝金礦礦石類型主要為含金石英脈型。礦區(qū)分為三個礦段,分別為寺家溝礦段、短溝礦段和胡溝礦段。礦體主要集中在寺家溝礦段,①-Ⅰ、①-Ⅱ、④-Ⅰ、④-Ⅱ、⑦-Ⅰ號礦體出露于830m~1160m標(biāo)高范圍內(nèi)。礦體圍巖為太華群斜長角閃巖、斜長角閃片麻巖或混合花崗巖,圍巖蝕變種類較多,近礦圍巖主要為硅化、黃鐵礦化、絹云母化、方鉛礦化、閃鋅礦化等,蝕變在分布上有一定差別,寺家溝以西以北以硅化、黃鐵礦化、絹云母化為主,伴有一定程度的碳酸鹽化;寺家溝以東以南以方鉛礦化、硅化、閃鋅礦化、黃鐵礦化及絹云母化為主。圍巖蝕變嚴(yán)格受構(gòu)造破碎帶所控制,構(gòu)造破碎帶外側(cè)蝕變較弱,地表及淺部還有高嶺土化、褐鐵礦化、黃鐵礦化等,深部則為硅化、黃鐵礦化及方鉛礦化。
2水文地質(zhì)特征
2.1區(qū)域水文地質(zhì)背景
降雨滲透是區(qū)域地下水的主要來源。根據(jù)坑道充水情況和鉆孔涌漏水現(xiàn)象分析,地下水徑流條件和排泄方式受地形和構(gòu)造因素控制[2]?;鶐r地下水補(bǔ)給山前沖洪積扇,經(jīng)常以泉水形式排泄,坑道排水,地面蒸發(fā)也是其主要排泄形式。地下水總體運(yùn)動方向是由山區(qū)到平原再向北西方向徑流,補(bǔ)給黃河。
2.2礦區(qū)水文地質(zhì)特征
礦區(qū)屬秦嶺山系之崤山山脈,山勢陡峻,區(qū)內(nèi)最高海拔1 265m,最低標(biāo)高825m。地形坡度30°~40°,地形條件有利于自然排水。區(qū)內(nèi)無大的河流,僅一條山間小溪,自南向北注入澗里水庫,其流量較小,受季節(jié)影響明顯。
3工程地質(zhì)條件
3.1工程地質(zhì)巖組特征
礦體賦存于太華群地層中,該地層巖性主要為斜長角閃巖類,變粒巖、混合巖類,這類巖石致密堅硬,一般穩(wěn)定性較好。但近地表受風(fēng)化作用,尤其是節(jié)理發(fā)育地段易發(fā)生滑塌。
3.2頂?shù)装鍑鷰r穩(wěn)固性評價
礦體頂?shù)装鍘r石主要為斜長角閃巖類和混合花崗巖類等,巖石強(qiáng)度較高,如受風(fēng)化作用較強(qiáng)或節(jié)理發(fā)育,則易發(fā)生坍塌。據(jù)探礦坑道調(diào)查,礦體穿過地段局部有坍塌、掉塊等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象,需要進(jìn)行支護(hù)。
總之,礦體及其頂?shù)讕r石工程地質(zhì)條件中等。處于淺部強(qiáng)風(fēng)化帶和礦體頂?shù)拙植苛严稑?gòu)造發(fā)育地段的巖體,質(zhì)量較差,其穩(wěn)固性亦較差。因此,未來礦山開采設(shè)計中,對強(qiáng)風(fēng)化帶和裂隙構(gòu)造發(fā)育地段的巖體可采取適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)措施。
4礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件分析
4.1區(qū)域穩(wěn)定性評價
礦區(qū)在大地構(gòu)造位置上處于華北地臺南緣,華熊臺緣凹陷、崤山—魯山拱褶斷束區(qū)中部,在區(qū)域地震上位于汾渭地震帶及華北地震帶南端。自太古代基底形成以來,本區(qū)即處于長期的正性狀態(tài)。太古代末期、中元古代及燕山期地殼劇烈活動,巖漿活動頻繁,新生代以后趨于穩(wěn)定。區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動以垂直上升為主,不存在發(fā)震構(gòu)造。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》,本區(qū)地震動峰值加速度值(g)為0.05,地震基本烈度值為Ⅵ。
4.2礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)質(zhì)量評價
4.2.1工作區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀
1)自然環(huán)境狀況
礦區(qū)屬中山區(qū),當(dāng)?shù)厝丝诿芏刃?,居住分散,以農(nóng)林為主要生產(chǎn)方式,經(jīng)濟(jì)文化落后,工作區(qū)內(nèi)附近無大型工礦企業(yè),區(qū)內(nèi)大氣、水及土壤未受工業(yè)污染。
2)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀
礦區(qū)地下水為基巖風(fēng)化裂隙潛水和構(gòu)造破碎帶裂隙脈狀水,水量較小,便于疏干排水,區(qū)域穩(wěn)定性較好。長期以來,本區(qū)民采盛行,堆積了大量礦渣,造成局部山體出現(xiàn)地裂縫,并且沒有任何防護(hù)措施,存在滑塌和泥石流的危險。因此,本區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀一般。
4.2.2礦山開采環(huán)境影響預(yù)測
1)礦山排水
未來礦區(qū)開采采用地下坑采方式。根據(jù)區(qū)域資料當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)約為800m,且地形切割較強(qiáng),礦體最低標(biāo)高位于侵蝕基準(zhǔn)面以上,利于礦坑水的自然排泄。故礦山排水對當(dāng)?shù)鼐髁考熬用裆钣盟凸まr(nóng)業(yè)用水水源影響不大,也不會造成地面變形、塌陷等其它地質(zhì)災(zāi)害。但由于區(qū)內(nèi)構(gòu)造破碎帶發(fā)育,在開采時,應(yīng)加強(qiáng)水文地質(zhì)工作,以防坑內(nèi)突水而造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。
2)水質(zhì)污染
未來礦山開采造成的污染物質(zhì)將主要來自采礦過程中使礦體及圍巖中的有害組分釋放。礦山開采造成水環(huán)境污染的途徑主要有:尾礦庫廢水及礦坑酸性水入滲污染下游地下水;廢石中鉛、鋅、硫化物在大氣降水長期淋濾作用下釋放而污染地下水;大氣降水把采礦產(chǎn)生的大氣污染物及地表污染物帶入地表水和地下水。工作區(qū)自然環(huán)境容量較大,受未來開采影響,水質(zhì)污染將不會很嚴(yán)重。但在礦山開采過程中應(yīng)進(jìn)行水質(zhì)污染監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。
4.2.3工作區(qū)環(huán)境地質(zhì)評價
綜上所述,雖然工作區(qū)開采未來不會對環(huán)境造成較大影響,但在礦山開采設(shè)計時應(yīng)采取必要環(huán)境保護(hù)措施,確保環(huán)境質(zhì)量。綜合評定本區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件為中等類型。
5結(jié)論
通過對該礦區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)特征可知,寺家溝—胡溝金礦床水文地質(zhì)條件簡單,礦體頂?shù)装宸€(wěn)固性好,環(huán)境影響及地質(zhì)災(zāi)害危險較小,有利于開采,因此該區(qū)床開采技術(shù)條件較好。但在礦山建設(shè)期和礦山開采過程中,會對地質(zhì)環(huán)境造成一定的影響,以下問題應(yīng)引起重視。
1)雖然礦體及其頂?shù)讕r石工程地質(zhì)條件中等,但是礦體頂?shù)讕r石穩(wěn)固性較差,因此,在未來礦山開采設(shè)計中,對強(qiáng)風(fēng)化帶和裂隙構(gòu)造發(fā)育地段的巖體可采取適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)措施;
2)由于礦區(qū)局部地段因受長期民采活動影響,已產(chǎn)生了一些地質(zhì)災(zāi)害,如大量的采礦廢渣亂堆,山體出現(xiàn)裂縫等。由于個別人進(jìn)行氰化,水質(zhì)也受到污染。因此就本礦區(qū)而言,未來主要的地質(zhì)環(huán)境問題是礦石、廢石有害組分的解離可能對地表水、地下水造成污染。在以后的建設(shè)和生產(chǎn)過程中應(yīng)及時跟蹤監(jiān)測,及早采取環(huán)境保護(hù)措施,就能防患于未然;
3)礦床開采過程中應(yīng)隨時對工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)動態(tài)的監(jiān)測與研究,如地下水下降、山體開裂、崩塌、滑坡、泥石流等,防止災(zāi)害發(fā)生。
由于勘查時間及工作量所限,沒有進(jìn)行相應(yīng)的水文地質(zhì)長期觀測工作,建議進(jìn)行水文地質(zhì)測繪工作,至少做一個完整的水文地質(zhì)單元,并進(jìn)行水文地質(zhì)長期觀測工作,以便為礦山設(shè)計提供更為準(zhǔn)確的水文地質(zhì)資料。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:無人機(jī);攝影測量;露天礦山;監(jiān)測
露天礦產(chǎn)資源的無序開發(fā)利用,造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi),破壞了自然環(huán)境,并可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。近年來,國土、環(huán)保等相關(guān)部門加大了露天礦產(chǎn)資源開采監(jiān)管力度,主要對露天礦山的開采范圍、開采標(biāo)高和動用儲量進(jìn)行監(jiān)測。然而,露天礦區(qū)多位于偏遠(yuǎn)地區(qū),交通不便,環(huán)境惡劣,且由于開采的原因,地形不規(guī)則、很多區(qū)域難以抵達(dá),監(jiān)管難度大,周期長,探討更加高效的監(jiān)管方式非常必要。無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)可以在低空完成對地面的拍攝,受地形限制小,機(jī)動靈活,減少了野外工作量,降低了工作難度,極大提高了測量效率。目前,無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)已經(jīng)在基礎(chǔ)地理信息更新、確權(quán)登記發(fā)證、國土資源調(diào)查、工程測量、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,并取得了良好的效果。無人機(jī)低空攝影測量可快速獲取高精度的數(shù)字高程模型(DEM)和數(shù)字正射影像圖(DOM),將無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)應(yīng)用于露天礦山開采監(jiān)測中,可以從空中監(jiān)視、無人到達(dá)目標(biāo)區(qū)可以取證,有效地實(shí)現(xiàn)監(jiān)管。與其它監(jiān)測方法相比,無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)具有不可比擬的優(yōu)勢[1-3]。
1無人機(jī)系統(tǒng)簡介
無人機(jī)系統(tǒng)由無人機(jī)機(jī)體、發(fā)射回收系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)組成。發(fā)射回收系統(tǒng)保證無人機(jī)順利升空,在執(zhí)行完任務(wù)后安全回落地面;飛控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的飛行控制,包括任務(wù)設(shè)置、飛行中緊急情況控制、降落及數(shù)據(jù)傳輸?shù)?;?shù)據(jù)鏈系統(tǒng)主要傳輸遙控指令,以及無人機(jī)接收、發(fā)送信息等,以保證及時有效反饋信息。無人機(jī)載負(fù)數(shù)碼相機(jī)等數(shù)字遙感設(shè)備進(jìn)行拍攝,實(shí)現(xiàn)對地理信息的實(shí)時調(diào)查與監(jiān)測。無人機(jī)低空攝影測量彌補(bǔ)了傳統(tǒng)航空攝影測量的缺點(diǎn),成為傳統(tǒng)航空攝影測量的有力補(bǔ)充,在小區(qū)域和飛行困難地區(qū),快速獲取高分辨率影像具有明顯的優(yōu)勢[4]。
2基于無人機(jī)低空攝影測量的露天礦山開采監(jiān)測
2.1無人機(jī)低空攝影測量數(shù)據(jù)獲取流程基于無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)獲取DLG、DEM、DOM的工作流程見圖12.1.1無人機(jī)低空攝影測量方案首先進(jìn)行測區(qū)踏勘與調(diào)查,根據(jù)航攝比例尺、測區(qū)高程選擇合適的航高。本項(xiàng)目要求獲取的真彩色相片分辨率為0.06m,無人機(jī)低空攝影測量時保持航帶內(nèi)80%重疊,航帶間60%重疊。2.1.2相控點(diǎn)測量采用選擇明顯地物點(diǎn)與野外鋪地標(biāo)點(diǎn)相結(jié)合的方式選擇相控點(diǎn),相控點(diǎn)的布設(shè)需要滿足無人機(jī)低空攝影測量的要求,并適當(dāng)多布設(shè)部分相控點(diǎn),用于精度檢核。相控點(diǎn)采用HNCORS網(wǎng)絡(luò)RTK測量,每點(diǎn)均獨(dú)立測量兩次取平均值作為相控點(diǎn)坐標(biāo)成果。2.1.3空三加密使用光束法進(jìn)行空中三角測量,根據(jù)外業(yè)提供控制測量結(jié)果,內(nèi)業(yè)解算定向點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程值。2.1.4DEM和DOM的制作空三加密完成后,基于空三加密成果,密集匹配點(diǎn)云,生成測區(qū)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),并根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成測區(qū)DEM,見圖2。根據(jù)外方位元素和DEM對每個像對進(jìn)行數(shù)字微分糾正,得到DOM,經(jīng)鑲嵌、圖廓裁切、色彩平衡處理、圖廓整飾等步驟,生成項(xiàng)目區(qū)DOM。2.2開采范圍監(jiān)測開采范圍監(jiān)測重點(diǎn)監(jiān)測露天礦山的開采面積,是否越界開采等。根據(jù)無人機(jī)低空攝影測量得到的DOM,提取露天礦山的開采邊界,并與采礦權(quán)證礦界坐標(biāo)對比,判斷是否越界開采。目前,無人機(jī)低空攝影測量平面精度可以達(dá)到厘米級,可以滿足開采范圍監(jiān)測的精度要求。2.3動用儲量監(jiān)測根據(jù)兩次無人機(jī)低空攝影測量得到的露天礦山DEM數(shù)據(jù),可以方便的進(jìn)行露天礦山動用儲量監(jiān)測。動用儲量計算可以使用ArcGISDesktop軟件,利用柵格區(qū)域統(tǒng)計工具對差值面的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計計算,從而得到動用儲量數(shù)據(jù)。由于無人機(jī)低空攝影測量得到的DEM精度較高,且點(diǎn)云密度較大,真實(shí)反應(yīng)了露天礦山的開采情況,計算數(shù)據(jù)精度較高。2.4無人機(jī)低空攝影測量精度為了驗(yàn)證空三加密精度,統(tǒng)計加密點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)差。測區(qū)加密點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)差如表1所示。從礦區(qū)選擇典型地物點(diǎn),使用HNCORS網(wǎng)絡(luò)RTK測量,得到地物點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程,與無人機(jī)低空攝影測量成果進(jìn)行對比,并以HNCORS網(wǎng)絡(luò)RTK測量成果為真值,評定無人機(jī)低空攝影測量的精度,結(jié)果見表2。
3無人機(jī)低空攝影測量在露天礦山監(jiān)測中的優(yōu)勢
(1)機(jī)動靈活、測量效率高無人機(jī)攝影測量機(jī)動靈活,受地形、空域限制小,降低了外業(yè)測量的勞動量和難度,大大減少了外業(yè)工作量,提高了生產(chǎn)效率,在小區(qū)域、低空領(lǐng)域測量可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。(2)可以獲得高精度、高分辨率的DOM和DEM成果無人機(jī)數(shù)據(jù)可以通過空三加密,在只測量少量控制點(diǎn)的情況下,獲得分辨率為0.1m的DOM和DEM,精度更可靠。(3)數(shù)據(jù)更加真實(shí)無人機(jī)低空攝影測量可以獲取真實(shí)的影像數(shù)據(jù)DOM和DEM,可有效避免擅自更改數(shù)據(jù),損害國家和公眾利益的情況??蓪Ω黝惖V業(yè)活動一目了然,使越界開采、無證開采和超量開采等違規(guī)行為無處藏身,對各種違法采礦活動具有較強(qiáng)的威懾作用。(4)方便的實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測通過GIS空間分析手段將兩次無人機(jī)低空攝影測量數(shù)據(jù)對比分析,即可對礦山儲量進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測,且精度可靠,能夠及時為有關(guān)部門管理礦產(chǎn)開采提供執(zhí)法依據(jù)和技術(shù)支撐,使得礦產(chǎn)開采更加有序。
4結(jié)論
關(guān)鍵詞:地下金屬礦山;智能化開采;綜合技術(shù)
中圖分類號:TD853 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)09-0178-02
隨著我國對礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā),礦山開采逐步由淺地層開采轉(zhuǎn)為深部開采,傳統(tǒng)采礦方式面臨著成本高、生產(chǎn)作業(yè)危險性高等問題,新型智能化礦產(chǎn)資源開采綜合技術(shù)的探索,是現(xiàn)代社會發(fā)展資源結(jié)構(gòu)逐步拓展與優(yōu)化的必然性趨勢,結(jié)合現(xiàn)代地下金屬礦山智能化開采技術(shù)的概述,積極探索實(shí)現(xiàn)地下金屬礦山綠色、安全、可持續(xù)開采的有效途徑。
1 智能化開采綜合技術(shù)概述
1.1 智能化開采綜合結(jié)構(gòu)概述
智能化開采綜合技術(shù)的拓展,是基于傳統(tǒng)采礦技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合計算機(jī)自動化系統(tǒng),綜合定位系統(tǒng)等多種現(xiàn)代智能管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)資源的綜合性整合應(yīng)用,依據(jù)現(xiàn)代金屬礦山的采礦工藝,智能化開采綜合技術(shù)的結(jié)構(gòu)主要包括:信息采集系統(tǒng)、信息交互管理系統(tǒng)以及智能化系統(tǒng)三部分[1]。信息采集與綜合通信系統(tǒng)在計算機(jī)虛擬平臺下實(shí)現(xiàn)礦山數(shù)字化管理,從而達(dá)到數(shù)字化與全部開采過程相關(guān)的信息資源綜合性收集整理;其次,綜合智能化開采技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也借助GIS系統(tǒng)建立礦井綜合信息管理平臺,實(shí)現(xiàn)金屬礦山信息的信息化、集成化管理,通過GIS系統(tǒng)一方面建立以數(shù)據(jù)庫為中心和基礎(chǔ)的信息管理新平臺;另一方面,實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部信息、功能系統(tǒng)以及過程管理系統(tǒng)的有效集成;最后,人員追蹤定位、礦體模型更新、生產(chǎn)自動調(diào)度、自動采掘、自動運(yùn)輸、生產(chǎn)環(huán)境地下監(jiān)測與控制、設(shè)備監(jiān)測與監(jiān)控維護(hù)等都達(dá)到智能化管理,最終實(shí)現(xiàn)礦山多個開采環(huán)節(jié)的智能化應(yīng)用[2]。
1.2 智能化開采綜合技術(shù)實(shí)施因素
結(jié)合以上對地下金屬礦山智能化開采綜合技術(shù)基本結(jié)構(gòu)的概述,對影響地下金屬礦山智能化開采的影響因素總結(jié),主要包括:其一,網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)平臺的綜合性應(yīng)用,計算機(jī)虛擬平臺和綜合資源的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)智能化開采的必然基礎(chǔ);其二,雙向性網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和通訊渠道的建立,例如:金屬礦山資源的綜合運(yùn)用必須具有良好的信息交互平臺,保障地下礦產(chǎn)資源開采的信息準(zhǔn)確性,確保開采技術(shù)應(yīng)用的準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn);其三,地下金屬礦山智能化開采綜合技術(shù)資源的綜合性實(shí)現(xiàn),必須配備有相應(yīng)的智能裝備以及對應(yīng)的自動控制技術(shù),將收集的信息和技術(shù)人員的操作切實(shí)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。結(jié)合以上對地下金屬礦山智能化開采綜合技術(shù)的分析可知,快速準(zhǔn)確的信息、穩(wěn)定可靠的通信網(wǎng)絡(luò)以及智能裝備在礦山的應(yīng)用等因素缺一不可。
2 地下金屬礦山智能化開采綜合技術(shù)實(shí)施的原則
地下金屬礦山智能化開采必須以保障生產(chǎn)安全為第一原則,以提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動條件、提高經(jīng)濟(jì)效益為目的,采用行之有效、質(zhì)量可靠的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備。此外,在實(shí)施地下金屬礦山智能開采應(yīng)同時遵循以下原則:(1)經(jīng)濟(jì)實(shí)用性原則。在設(shè)計智能化開采系統(tǒng)的時候,要仔細(xì)分析礦山的各個采礦工段是否具備采用智能化方式進(jìn)行開采的條件,要針對不同的采礦環(huán)境采用人工采礦或智能采礦的方式,在確保安全的情況下,尋找最佳經(jīng)濟(jì)效益的方案。(2)整體性原則。智能化開采是多個開采環(huán)節(jié)的有機(jī)結(jié)合,信息采集監(jiān)控、信息交互、智能設(shè)備遠(yuǎn)程控制等等組件單獨(dú)使用都不能有效發(fā)揮智能化開采的功能,必須保障智能化開采各個環(huán)節(jié)的能夠有效銜接,相互配合,整體聯(lián)動。(3)開放性原則。隨著現(xiàn)代智能化技術(shù)開發(fā)的發(fā)展與更新,軟件、通信手段、智能裝備等產(chǎn)品更新?lián)Q代速度非???,在實(shí)施智能化開采時必須要考慮今后的改進(jìn)擴(kuò)充,要預(yù)留出接口進(jìn)行擴(kuò)充以幫助系統(tǒng)不斷的完善和進(jìn)步。
3 地下金屬礦山智能化開采綜合技術(shù)的實(shí)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(shù)的實(shí)施基礎(chǔ),是基于現(xiàn)代采礦技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,結(jié)合GIS技術(shù),三維可視技術(shù)以及計算機(jī)輔助模型,對地下金屬礦產(chǎn)資源開采進(jìn)行全面的信息掃描,并對地下資源進(jìn)行全面的信息分析,新型智能化平臺的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了地下礦井資源的綜合評估[3]。例如:GIS技術(shù)可以獲取礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)和礦石分布情況;三維可視技術(shù)和計算機(jī)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(chǎn)資源開采的效率,減少礦產(chǎn)開采的前期投資和運(yùn)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(tǒng)可以將礦產(chǎn)開采的檢測、控制以及調(diào)度等分散的礦產(chǎn)開采步驟結(jié)合為一體,通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺的系統(tǒng)性操作,保障現(xiàn)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(dá),激光,熱傳導(dǎo)等技術(shù)將地下金屬礦山的開采情況進(jìn)行綜合性分析,并實(shí)現(xiàn)金屬礦山開采信息的及時性傳達(dá);同時建立金屬礦山數(shù)據(jù)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)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(wěn)定性[4]。
3.3 金屬開采通信結(jié)構(gòu)
地下金屬礦山開采的信息通訊是智能化綜合開采技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要部分,結(jié)合我國現(xiàn)代地下金屬礦山開采的技術(shù)結(jié)構(gòu)主要包括綜合性信息傳輸、通信接收方案以及綜合通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。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(xiàn)代通信的數(shù)字信號保障礦產(chǎn)開采中信息資源的交互,保障礦產(chǎn)開采過程中的信息的內(nèi)部接收以及外部傳輸?shù)姆€(wěn)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?shù)姆绞?;綜合通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)傳輸中以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的信息交流平臺,主要包括建立信息管理系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,終端接收網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸平臺等。及時可靠的信息交互系統(tǒng)在地下金屬礦山的建立,能夠及時地監(jiān)測井下狀況,同時為地上操作人員提供操作依據(jù),有效減少了盲目性開采,避免了安全生產(chǎn)事故的發(fā)生[5]。
3.4 智能化開采
地下金屬礦山智能化開采技術(shù)的最終目的是實(shí)現(xiàn)資源的合理性開采。一方面,智能化系統(tǒng)開采技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)地下金屬礦山開采的人工管理和設(shè)備管理的智能化發(fā)展,例如:為了建立完善的地下金屬礦山開采信息系統(tǒng),計算機(jī)系統(tǒng)對開采的人工信息和設(shè)備信息進(jìn)行標(biāo)號信息存儲,同時建立定位跟蹤系統(tǒng),當(dāng)人工進(jìn)行地下金屬礦山進(jìn)行采礦作業(yè)時,地上信息系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的定位人員和設(shè)備的地理位置,最大限度的保障了地下金屬礦山開采人員的安全性;另一發(fā)面,地下金屬礦山開采智能化的實(shí)現(xiàn)需要智能裝備及其遠(yuǎn)程控制技術(shù),例如:采礦技術(shù)人員通過地面上的技術(shù)操作,控制地下井礦中的鑿巖車、鏟運(yùn)車等裝備完成自動作業(yè),自動化操作技術(shù)可以在地下金屬礦產(chǎn)開采難度較大的工段進(jìn)行作業(yè),提升了金屬礦產(chǎn)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(jié)語
地下金屬礦山智能化開采技術(shù)的發(fā)展,是現(xiàn)代資源高效綜合利用的開發(fā)趨勢,結(jié)合現(xiàn)代智能化開采技術(shù),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(shí)現(xiàn)現(xiàn)代金屬礦山采礦技術(shù)的逐步創(chuàng)新升級發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]鄭明貴,蔡嗣經(jīng).地下開采金屬礦山擴(kuò)建合理規(guī)模智能化系統(tǒng)[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2008(12):133-139.
[2]馮興隆,賈明濤,王李管,宋明軍,尚曉明.地下金屬礦山開采技術(shù)發(fā)展趨勢[J].中國鉬業(yè),2008(02):9-13.
[3]王新喬,侯志明,侯志超.地下金屬礦山開采中連續(xù)開采關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用探討[J].山東工業(yè)技術(shù),2016(06):86.
摘要:本文依據(jù)貴州省水城礦業(yè)股份有限責(zé)任公司老鷹山煤礦的地質(zhì)勘查及煤礦開采成果資料,對礦區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析,分析礦井開采技術(shù)條件,對礦井開采及安全生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:老鷹山煤礦 水文地質(zhì)特征 安全開采
貴州省水城礦業(yè)股份有限責(zé)任公司老鷹山煤礦,二零一零年核定能力為60萬噸/年,井田內(nèi)可采及局部可采煤層14層,主要可采煤層為08#、11#、13#煤層。技改后設(shè)計生產(chǎn)能力90萬噸/年。采用走向長壁后退式采煤法,爆破落煤工藝,全部垮落法管理頂板。掘進(jìn)工藝為爆破掘進(jìn)。技改完成后采用綜合機(jī)械化分層下行垮落采煤工藝,全部垮落法管理頂板。
1、礦區(qū)地質(zhì)概況
老鷹山井田老鷹山井田以走向北東、傾向南東的單斜構(gòu)造為基本構(gòu)造形態(tài)。井田內(nèi)自Ⅸ號勘探線往西,地層走向總體向南西方向偏轉(zhuǎn),并伴有小型次級褶曲出現(xiàn),而地層傾角則逐漸減小。在Ⅱ號勘探附近,地層傾角為23°~24°,至Ⅹ號勘探線附近為19°,再往西至Ⅰ號勘探線附近為16°,繼續(xù)往西至井田西部邊界石板河附近,煤系地層的傾角一般則為14°。據(jù)現(xiàn)有資料,區(qū)內(nèi)及周邊煤層的斷層褶皺較多。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度較復(fù)雜。
2、礦區(qū)煤質(zhì)概況
老鷹山井田內(nèi)各煤層主要為焦煤,煤的揮發(fā)份較高,膠質(zhì)層厚度及粘結(jié)指數(shù)大,適于煉焦或配焦之用。其中尤以13號煤層灰、硫、磷含量低,精煤回收率高,可煉出優(yōu)質(zhì)焦炭。除上述7層煤外,其余煤層由于灰份、硫份含量較高,回收率低,不宜入選。但可用以火力發(fā)電,稍加洗選后可作為交通運(yùn)輸及一般工業(yè)鍋爐用煤。
3、區(qū)域水文地質(zhì)概況
本區(qū)域?qū)儆谛『舆呄蛐蔽鞅奔轿鞫?。二疊系環(huán)繞向斜出露,下統(tǒng)常構(gòu)成向斜周圍的高山,上統(tǒng)常構(gòu)造帶狀河流凹地緩坡。侏羅系位于向斜核部,呈條狀低山出露。三迭系則分布在前兩者之間的大部分地區(qū),其中下統(tǒng)構(gòu)成礦區(qū)的主要地表分水嶺,中統(tǒng)為山嶺、緩坡和凹地相間。第四系則只在溝谷及小河兩岸緩坡地帶呈松堆積物出現(xiàn)。根據(jù)煤系及上覆地層的巖性、結(jié)構(gòu)特征,一般均為成層不厚的砂巖組成互層巖系,反映到水文地質(zhì)方面則為厚度不大、并且無明顯而可靠分界線的含水帶(層)和隔水層。對礦床開采有關(guān)的主要有五個含水帶。大氣降水是該礦床充水的主要原因。地表水與地下水之間有可能發(fā)生聯(lián)系,容易引起礦床充水。礦區(qū)的水文地質(zhì)條件屬中等類型。在采掘的過程中,要注意發(fā)生突水現(xiàn)象,應(yīng)該引起高度重視,特別是在靠近老窯采空區(qū)及礦井采空區(qū)時,一定要加強(qiáng)防水工作,確保安全生產(chǎn)。
4、礦區(qū)開采布置
4.1頂?shù)装骞こ痰刭|(zhì)條件
礦區(qū)巖土體工程地質(zhì)條件總體較差。各可采煤層頂板力學(xué)強(qiáng)度中等,煤層底板力學(xué)強(qiáng)度很低,可采煤層的頂、底板穩(wěn)定性不很好,如果支護(hù)不良,可能出現(xiàn)頂板跨塌、片幫、底鼓、支架下陷等工程地質(zhì)問題,故礦區(qū)工程地質(zhì)條件為中等,在開采過程中應(yīng)加強(qiáng)巷道頂、底、幫的支護(hù)管理工作,預(yù)防不良事故發(fā)生。
4.2 礦井瓦斯、煤層自燃及煤塵爆炸性
老鷹山礦井屬煤與瓦斯突出礦井。經(jīng)2010年5月18日貴州煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室鑒定,我礦08#、11#、13#、25#、26#、27#煤層均為自燃煤層,自然發(fā)火期6~12個月。但生產(chǎn)過程中,08#、25#、26#、27#未發(fā)生過自燃,11#、13#均發(fā)生過自燃,礦井目前所開采的煤層均有自燃發(fā)火傾向。2010年6月經(jīng)貴州煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室,對我礦08#、11#、13#、25#、26#、27#煤層煤樣的“煤塵爆炸鑒定報告”,我礦礦井08#、11#、13#、25#、26#、27#煤層均具有煤塵爆炸危險性,其它煤層未作煤塵爆炸性化驗(yàn)報告。
4.3 地溫
據(jù)對生產(chǎn)礦井的實(shí)際調(diào)查,井下溫度小于28℃,不存在熱害問題。據(jù)井田資料,溫度為20-27℃,平均地溫梯度2.36℃/100米,屬地溫正常區(qū)。
4.4地壓
老鷹山煤礦屬松軟圍巖礦井,礦山壓力大。其采場壓力主要表現(xiàn)在頂板破碎,底板松軟,回采工作面管理困難。而井巷地壓尤為突出,并隨著開采深度的增加,井巷礦壓顯現(xiàn)越來越嚴(yán)重。巷道失修率高達(dá)39.95—47.48%,嚴(yán)重失修率高達(dá)20.43—35.64%,礦井的安全、生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重影響
5老鷹山煤礦開采技術(shù)分析
綜合以上條件客觀評價各種開采的優(yōu)劣勢以后得出老鷹山礦井可采煤層屬于傾斜煤層,主采煤層賦存穩(wěn)定,采用走向長壁后退式采煤法,爆破落煤工藝,全部垮落法管理頂板。掘進(jìn)工藝為爆破掘進(jìn)。技改完成后采用綜合機(jī)械化分層下行垮落采煤工藝,全部垮落法管理頂板。由于煤層頂板巖性為泥巖、粘土巖和粉砂質(zhì)泥巖,為保證下分層開采,對直接頂冒落巖塊進(jìn)行灑水或注水,促使其形成下分層的再生頂板,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),形成穩(wěn)定再生頂板的時間為4~6個月。
6結(jié)論
通過多年的礦山開采的生產(chǎn)實(shí)踐及本次工作情況,對礦床礦石特征及開采技術(shù)條件等新認(rèn)識及新發(fā)現(xiàn):
1、結(jié)合原生產(chǎn)地質(zhì)報告對礦區(qū)內(nèi)各煤層煤質(zhì)分析,礦區(qū)內(nèi)08、10、12、13、17、18、19、25、26、27、28、31、32、34號煤層煤種均屬焦煤。
2、礦區(qū)的水文地質(zhì)條件屬中等類型。
3、礦區(qū)巖土體工程地質(zhì)條件總體較差。
4、礦區(qū)內(nèi)有規(guī)模較小的崩塌、滑坡,隨著本礦開采活動的不斷深入,采空區(qū)不斷增大,可能誘發(fā)或加劇地面沉降、地裂縫、崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,對礦區(qū)及周邊居民住戶及鐵路、公路等人民生命財產(chǎn)構(gòu)成威脅。建議在煤礦生產(chǎn)的過程中按相關(guān)的規(guī)范規(guī)程及相關(guān)的技術(shù)資料保留安全煤柱,對零散居民住戶進(jìn)行搬遷,以確保礦山的安全開采。
總之,在礦井生產(chǎn)過程中,礦方應(yīng)采取有針對性的方法及措施進(jìn)行環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測、預(yù)防和治理工作,做到因勢利導(dǎo),走可持續(xù)發(fā)展礦業(yè)之路。
參考文獻(xiàn):