采矿工程应用

采矿工程应用（共12篇）

采矿工程应用 篇1

摘要：本文将首先对爆破技术的概述和原理和爆破采矿技术中存在的安全隐患进行简单阐述, 然后主要对采矿工程中使用的爆破技术进行分析。

关键词：采矿工程,爆破技术,应用

1 爆破技术的概述和原理

爆破是一门现代常用科学技术, 主要运用在采矿开山、修路、挖掘隧道等工程中。它有效的利用炸药爆炸产生的巨大能量对物质的原结构进行破坏。尤其是在矿山开采、石方开挖等工程中必不可缺。我国在爆破技术中常用到的炸药类型有, 硝化甘油炸药、硝铵内炸药水胶炸药等, 其中使用硝铵类炸药最为广泛, 经常用到的起爆器材有, 导爆索、电雷管、导爆管等。爆破采矿技术原理就是, 炸药在外力的作用下发生爆炸反应, 然后释放出大量的热量形成高压气体, 产生很大的冲击力把矿石击碎。

2 爆破采矿技术中存在的安全隐患

在爆破过程中, 炸药在爆炸的瞬间会释放出很大的能量形成冲击力, 对矿石进行粉碎, 在这个过程中常会出现的安全隐患有:

2.1 地震

在一般情况下, 位于地下深处或者是具有特殊地质条件的才会使用爆破采矿技术。所以在爆破中选择的位置不当可能会造成岩层结构破坏, 严重的会造成地质灾害。

2.2 冲击波

在相对狭小的矿井环境中本身空间就是有限的, 炸药爆炸在很短的时间内形成巨大的能量, 所以会导致产生巨大的冲击波, 没有采取必要的防护措施的化, 对机械设备或者是工作人员都会造成伤害。

2.3 噪音

在爆破施工中噪音是不可避免的问题, 但是相对其他而言对生命的威胁相对较小, 采矿一般都是在野外环境中, 采矿工作人员做好防护工作对人的影响微乎其微, 所以噪音的伤害是可以有效避免的。

2.4 飞石

飞石可以说是在采矿中最危险的原因, 在炸药爆炸冲击力的影响下, 飞石的动能也是巨大的, 可以说就像子弹一样, 而且在爆破中产生的飞石是很多的, 方向也是不确定的, 严重的威胁工作人员的生命, 必须要有严格的防护措施。

爆破技术在采矿工程中的应用

3 中深孔爆破技术

我国目前在矿山剥离和采矿中广泛的采用了中深孔爆破技术。中小型露天矿山玉矿石开采中能够改善安全开采条件, 降低危险系数。中深孔爆破技术在实际运用中要根据矿山的地形地貌、生产规模以及投入资金的情况, 分别采用的轻型浅孔砖台阶、正规台阶、中深孔简易台阶等适合的方式, 该爆破技术主要以非电起爆系统为主的多段微差爆破, 不同模式的中深孔爆破技术给采矿工程的安全技术改造提供了有效的技术手段, 具有作业条件好, 爆破周期长、产生的冲击力小、飞石少、爆破器材配送管理方便等优点, 使综合效益有明显提高。中深孔爆破技术在之前的浅孔爆破方式进行改进, 在使用要注意安全平台的设计, 后排药量比前排要大, 这样不仅能减小冲击力带来的飞石和一些安全隐患, 还能达到很好的爆破效果。

3.1 控制爆破技术

根据采矿工作的需要和爆破的对象、环境等因素, 通过对爆炸能量和岩体破碎程度的严格控制, 达到爆破效果的同时, 还需要对破碎物飞散、爆破冲击力、爆破方向以及爆速等控制在一定的范围内。控制爆破方法主要有以下几种:首先是微差爆破, 由于爆破实践很短暂所以又叫毫秒爆破。主要是将起爆顺序和起爆时差进行科学的计算, 使用该技术可以降低冲击力强度、减少地震波和碎石的飞行距离。其次就是预裂爆破, 在进行石方挖掘之前, 在爆破区的轮廓线爆出一条裂缝, 还缓冲爆破中差生的振动破, 最后就是光面爆破, 这种技术能让爆破后的巷道周壁和围岩不受到明显损伤, 甚至要求待爆的岩体按照预定的分离面开裂的控制爆破, 光面爆破将爆破参数进行优化, 有效的进行量的控制, 要达到理想的爆破效果这对爆破使用的炸药有有严格的要求, 一般常规的炸药无法起爆可靠性低、传爆不安全, 影响效果。在进行光面爆破中一般都会使用低爆速膨化硝酸铵炸药, 能够取得良好的爆破效果。

3.2 电子雷管爆破技术

电子雷管和普通雷管存在区别就是, 普通雷管在引爆之前使用化学物质的燃烧来延迟爆炸时间的, 而电子雷管在设计制造中已延时的顺序进行编程处理, 在进行爆破的时候, 电子雷管就会根据编好的程序相邻的顺序号中进行延时间隔起爆。电子雷管的延时可以人为的设定在起爆器中。每一发电子雷管都有一个防护滤波器, 滤波器都会和环行线一起进行工作, 能够对爆破现场一些机械产生的杂散电流和无线电波进入到雷管电路带来的爆破影响和安全隐患进行有效的控制。电子雷管爆破精度较高而且安全性很高。

3.3 无线分段起爆网络技术

在爆破采矿中, 为了有效的提高工作效率, 防止重复爆破带来的不便, 一般情况下会使用多点同时爆破的方法, 方便完成一次性的爆破。采用这种方法虽然是提高了爆破的效率, 但是对于爆破的炸药是否全部都爆炸这个问题工作人员无法有准确的判断, 如果炸药没有爆炸完的化, 会给工作人员带来很大的安全隐患。无限分段起爆网络技术能够有效的解决这个问题, 这种技术可以通过爆破网络, 使用导爆管对炸药进行引爆, 形成内外结合的炮孔。为了保证起爆信息的准确传递, 在炮孔外, 采用连侧网路进行信号传输, 同时在每一排炮孔之间的孔外, 连接相应的雷管, 确保爆炸的效果。

3.4 堵塞爆破技术

堵塞爆破技术在采矿的爆破中发展和运用的时间较长, 传统的堵塞物质都是岩石的粉末和砂土, 主要目的就单纯是为了堵塞炮孔, 在爆破的效果和质量的提升上没有起到明显的作用。结合相应的研究和实验表明, 将堵塞物质换成为水, 不仅能够提升爆破的质量和效果, 还能够降低爆破的成本。在对该技术进行运用时, 要对水炮孔的实际情况进行勘察和研究, 如果出现了封堵现象, 可以将经过防水处理过的炸药包放到爆孔中, 将里面的的水挤压出来, 让炸药包和炮孔壁保持紧密的贴合, 而如果炮孔中没有出现封堵, 可以将防水炸药包放入到炮孔内, 在向炮孔中注如水, 直到合适的堵塞位置, 例如, 在对挖爆破孔的时候, 可能出现较大的空隙, 这样会影响爆破的质量, 在这种情况下就可以使用堵塞爆破技术, 用水对空隙进行堵塞, 提高爆破效果。

4 结束语

在爆破技术的选择上要根据实际的环境情况, 选择科学合理的爆破方式。要根据现场爆破的实际情况、岩石特征、气候条件、地理环境采取适合的起爆方式, 然后要制定出适当的延期时间, 露天采矿一般选择延时起爆时间较短, 在爆破中还要注意对飞石的控制, 飞石在爆破中主要产生于孔口与前排位置, 所以多样这两个位置要做好防护措施, 合理安排采矿的每一个环节, 并严格管理, 利用科学的爆破技术不仅能够缓解干工作人员的工作压力, 还能提高采矿的效益, 推动采矿行业的进步和发展。

参考文献

[1]葛德志.爆破技术在采矿工程中的应用探析[J].黑龙江科技信息, 2013, 29∶136.

[2]胡兵.深孔松动爆破技术的理论分析与过断层中的应用研究[D].安徽理工大学, 2012.

采矿工程应用 篇2

随着现代科技和计算机信息技术的不断发展，控制工程理论及其应用方法也日益完善，在国民经济建设和社会生产生活中的作用日益凸显。本文从控制工程理论的产生和发展出发，系统探讨控制工程理论的应用情况。

关键词：控制理论；控制工程；应用

相对论、控制论及量子论诞生于20世纪代，被称之为现代科学的重要革命。人们通过这三个理论进一步认识了客观世界，为社会生产和文明进步产生了巨大影响[1]。随着科学技术的进步和发展，控制工程理论在工农业、交通运输业、生物、信息等方面有广泛应用。所以，对控制工程理论及其应用情况进行研究有着重要的现实意义。

1控制理论和控制工程的概述

1.1控制理论的诞生

控制理论是一门实践性和应用性很强的自然学科，其诞生于第一次技术革命，在18世纪中期，瓦特在发明蒸汽机不久，在蒸汽机运转速度的控制工作中应用到离心式飞锤调速器原理，以此开启基于蒸汽动力的机械化技术时代。再此之后，工程研究界逐步将控制理论应用到调速稳定性方面的研究中。伴随通讯、信息处理等技术的发展，电气工程师开始对控制系统进行全面、系统的研究，为控制工程理论的形成和发展奠定了重要基础[2]。

1.2控制理论的发展

控制工程理论主要经历了三个阶段的发展。第一阶段（20世纪40～60年代），也就是古典控制理论阶段。主要是解决单向输入、输出等方面的问题，而此类问题的妥善解决需要应用到的方法有频率特性、函数等，同时大部分探讨的是线性定常系统。第二阶段（20世纪60～70年代），也就是现代控制理论。主要解决较为复杂的问题，需要应用数学计算机的.分析和实时性控制，在此过程中，会出现时变、非线性、输出输入不均衡等较为复杂性的问题。第三阶段（20世纪70年代到现在），也就是智能和系统理论控制阶段，一方面智能化控制实际是对控制理论的深入挖掘，对人类的智能行为息和信息传输控制进行研究；而系统理论则是当前计算机系统的设计和结构等理论进行研究。

工程建设中电子信息工程应用分析 篇3

【关键词】电子信息工程 工业领域 设计与应用

电子信息工程是主要应用计算机网络技术对电子信息进行处理与控制，随着信息化时代的来临，越来越多的行业开始广泛运用电子信息技术，如通讯行业、电子及信息技术产业以及其他的工业领域。但从整体来看存在很多问题，有待完善和创新。

一、电子信息工程的大体概述以及当前发展的趋势

（一）电子信息工程概述

电子信息工程是当前最新的现代化计算机技术，被广泛应用于各个行业，随着其应用范围的日益深广，电子信息工程也获得了新产品研发的物质基础和条件，同时反过来进一步促进了社会经济及技术的发展。

（二）电子信息工程在应用中的发展现状及存在的问题

1.产业结构不合理。电子信息产业始于20世纪20年代，随着技术的不断发展，到了二十一世纪，电子信息产业已经发展成为我国的支柱性产业，所创造的价值逐步增长，且附件值不断提高，但是随着时代的发展，其产业结构存在的问题也慢慢暴露出来，例如信息服务业与软件比重相对不够平衡、数据库产业规模不大，发展速度和经济效益与发达国家相比低于国外企业。

2.市场环境有待完善。因为在中国电子信息工程发展起步较晚，大多数技术需要国外引进，增加了了产业的运行成本，使得行业发展受到抑制，在国际市场竞争中也处于劣势，同时由于我国市场难以遏制的劣质及盗版问题使得电子信息产品的发展缺乏健全的市场秩序和环境，这些因素的存在使得我国电子信息产业的发展明显缺乏后劲。

3.缺乏自主创新能力。中国一直以来，对于一些技术关键部位的电子元件大都依赖国外进口，这种问题的存在使得中国的电子信息工程的品牌创建和创新能力受到制约，很多企业没有专业意识，缺少核心技术，在市场竞争中处理劣势地位。此外，电子信息工程产业需要大量的资金和高科技人才，同时相配套的人才培养机制不健全使得行业的发展受到人才缺乏的影响，近年来随着电子信息工程的快速发展，这一问题日益凸显。

二、电子信息工程技术在工业领域中的具体应用

（一）射频识别技术的应用

射频识别技术有着较快的便捷性，准确率较高，在工业领域应用较广，所起的作用也不容忽视。目前，这一技术广泛应用于汽车生产行业、邮政行业及航空包裹识别等领域。例如，在汽车生产中该技术可以用来跟踪汽车零部件生产，识别汽车、更好的管理生产要素，进行轮压的检测及其他相关技术的控制等。这一新型的自动识别技术，读取速度较快，使用便捷方便，使得应用领域越来越广，并创造了大量的经济和社会效益。

（二）在工业造价中的应用

随着电子信息技术的快速发展，在我国的工程预决算方面开始普遍应用套价软件，随着信息技术的快速发展，机械制造领域也开始逐步引入电子信息技术，使得机械制造及应用逐步向智能化、网络化及数控方向发展。在造价管理方面，对于定额的制定、标底的编订及投标报价的控制等都开始应用先进的信息技术，放弃了传统的手工工作，提高了工作效率，实现了科学的信息化管理，不仅提高了造价管理的准确性，而且大大的降低了工作成本，提高了工作效率。

（三）在公路工程中的应用

公路工程需要处理大量的数据库，而且需要实时更新，对工程进度进度进行跟踪，对工程产生的费用及质量进行管理，这些问题正好由电子信息工程来解决，电子信息技术的应用使得公路工程极大地提高了工作效率，使得人工查询、数据整理及分析实现了自动化，节省了人力和物力，并提高了工作的准确性和工作效率。随着信息技术的不断进步，我国的公路工程越来越多的采用先进的电子信息工程技术来管理公路工程中的文件，进行质量控制，实现有效的网络通讯等。

三、加快发展电子信息工程应用的相关对策

（一）从政策方面加大扶持力度，不断建立健全良好的电子信息资源发展环境

电子信息工程产业要想获得不断的发展，在市场竞争中立足，离不开国家对其行业发展的支持，加强对行业的政策倾斜，加大资金投入力度。例如，需要国家建立相应的电子信息工程建设基金会，不断拓宽融资渠道等。另外，其行业发展也需要一个良好的外部环境，以促进电子信息工程产业的更好发展，推动 软件产业和集成电路产业的快速发展，比如，中国国务院发起了“三网合一”政策，加强对市场秩序的管理，有序的建立市场环境，这样对于促进电子信息产业的发展有着重要的推动和促进作用。

（二）重视培养创新型人才的培养

对于任何行业的发展，最重要的就是人才，尤其是对于电子信息工程行业来说，人才更加重要，要想留住人才，从企业来说，就需要创建一个有利于人才发展的环境，实施公平、公正及公开的人才使用战略，以人为本，建立科学而有效的人才激励与评价机制，不断推动人才进行技术创新。同时，更要加强企业内与人才之间的交流与合作。在政府的角度来讲，制定和实施的政策，要鼓励海外人才回国创业的政策，在相关的服务与建设方面加大建设力度，吸引海外留学人才回国创业，回报社会，积极引进高科技技术人才、复合型人才，做好人才管理。

总之，电子信息工程的发展离不开国家的支持，不断创造有利于电子信息行业发展的外部环境，同时也需要行业不断进行自我创新，大力优化产业结构，重视人才的引进与培养，实现不断创新发展。

参考文献：

[l]张霄，关于电子信息工程的现代化技术的探讨[J].信息技术应用研究，2022（23）

[2]林训超，浅谈电子信息技术专业建设改革特色[J]电气电子教学学报，2007（2）

[3]季宝杰，李勉，贾芳，等.以能力为本位构建电子信息工程专业实践课程体系[J].安阳工学院学报，2011（03）.

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采矿工程应用 篇4

关键词：力,平移,工程应用

工程力学中, 在讨论平面任意力系的简化前, 要介绍力的平移定理。从简化的过程可见, 力的平移定理是一般力系向某一点简化的理论依据, 其实力的平移定理也是在工程应用中分析力对物体作用效果的一个重要方法。本文将对力的平移定理在工程中的应用作一研讨, 期待帮助学者拓宽学习思路, 开阔视野, 增强其工程应用和创新能力。

一、力的作用线平移与力沿作用线移动对刚体作用效果的区别

在刚体静力学中, 由力的可传性原理可知, 力沿其作用线移至刚体内任意点时, 力对刚体的作用效果是不变的, 力的三要素中力的作用点被力的作用线所取代。

设在刚体上作用一力F, 由实践可知, 当力F通过刚体重心C时, F沿作用线移动, 刚体只沿其作用线移动 (平动推压) 而不会转动。但是, 如果将力F平行移到刚体上任意点时 (不通过物体的重心) , 则刚体既发生移动, 又发生转动。力对物体的作用效果决定于力对物体的三要素, 除了力的大小、方向之外, 实践应用的体会是, 力的作用线位置的变化直接影响力对物体的作用效果。要使力的作用线在刚体上平移而不改变对刚体的作用效果, 就必须要有附加条件, 这就是力的平移定理所涵盖的内容。

力的平移定理:刚体上的力, 平移到该刚体上任意一点o, 要不改变原力的作用效果, 则必须在该力与指定点o所决定的平面内附加一力偶, 其附加力偶的力偶矩等于原力对新作用点的o力矩[Mo (28) Mo () ]。力的平移定理是一般力系向某点简化的理论依据, 也是分析力对物体作用效果的重要方法。

二、力的平移定理在工程中的应用

1、丝锥攻螺纹

学生实训期间, 常常要在钳工台上攻丝 (图略) 。攻螺纹时.为什么实习老师要求学生必须用双手均匀握住手柄两端, 且要用力相等, 而不能只用一只手扳动手柄?因为用双手作用于手柄, 只有力偶矩M, 这是攻螺纹时的正常工作状态。如用单手作用在手柄一端, 会使丝锥折断。究其因, 可由力的平移定理来解释。当力作用在手柄一端时, 将力向丝锥中心平移, 可得作用于丝锥中心C的一个力F/和一个附加力偶矩M c, 这个力偶M c使丝锥转动, 而力F/却易使丝锥弯曲, 影响攻丝精度甚至使丝锥折断。

2、方向盘

驾驶员在驾车行驶时, 要求其双手对称均匀握住方向盘 (图略) , 而不允许长时间单手握方向盘, 除保证驾驶安全之必须外, 由力的平移定理分析可知, 将单手作用于方向盘上的力向方向轴中心平移, 可得作用于轴中心的一个力F/和一个附加力偶矩M c, 这个力偶M c使轴发生扭转变形, 力F/却使轴发生弯曲变形。故轴就不是基本变形, 而是组合变形, 显然对轴的强度不利。

3、力的平移定理在体育工程中的运用

例如国球--乒乓球运动。在乒乓球的对垒中, 双方都想抓住对方的弱点, 进行攻击。此时, 谁能用好力的平移定理, 谁就可能是高手中的高手, 赢得这场竞赛。在控制乒乓球时, 你只有充分了解对手, 你的进攻就有针对性。如, 你是要打对手的正手还是反手, 是用上旋球还是下旋球, 让对方吃球, 这时力的平移定理就能发挥独到作用。当球与拍在球的边缘接触时, 由力的平移定理将力F向球心平移, 得到一个力和一个附加力偶, 力按一定的速度以控制的球的运动轨迹直奔对手, 而力偶将发生旋转, 使对方吃球。可见, 只要在击球瞬间选择好恰当的接触点, 方向和力度, 他的击球质量肯定令对方叫绝钦佩。如对垒双方都能较好地掌握力的平移定理的应用, 这场比赛才会出现精彩分层, 高潮不断且令球迷兴奋喝彩的场面。

4、大型厂房桁车梁的立柱—牛腿

大型厂房支承吊车梁的立柱形似牛腿 (图略) 所示。柱子受到吊车梁传来的荷载F的作用。为分析F的作用效应, 可将力F向立柱的轴线上的o点平移, 由力的平移定理可得一个力F′, 同时还必须附加一个力偶矩为Mo=Fe的力偶 (图略) 。力F经平移后, 它对柱子的变形效果就可以很明显的看出, 力F′使柱子产生轴向压缩变形, 力偶矩Mo使立柱弯曲。显然立柱发生的是压缩与弯曲组合变形而不是简单的压缩变形。

5、圆柱直齿齿轮的轴

分析圆柱直齿齿轮的轴。在轮的边缘上受到圆周力P的作用 (图略) 。为分析P的作用效应, 可将力P向齿轮轴心上o点平移。由力的平移定理可得一个力P′, 同时还必须附加一个力偶矩为Mo=PR的力偶 (图略) 。力P经平移后, 它对齿轮轴的变形效果非常明显, 力P′使轴发生变曲变形, 力偶矩Mo使发生扭转变形。齿轮轴产生弯曲与扭转组合变形。只有了解轴发生的真实变形, 就能准确无误地选择强度条件进行强度计算。

力的平移定理在工程中的应用数不胜数, 例如, 杂技演员走钢丝时, 演员手握一根竹杆, 或者把双手摊开。原因是, 演员走钢丝时, 人的重量不通过人体脚下钢丝绳的中心, 身体会向一侧倾斜, 如将重力向钢丝绳的中心平移, 得到一个力和一个力偶, 那个力偶是使人侧翻的主要原因, 故手上握一根竹杆来随时调整, 让人体的重心始终通过绳的中心, 以避免出现侧翻的危险, 又能保证观赏的刺激性。

以上各例的分析, 让学者能更进一步了解力的平移定理作用与工程意义。力的平移定理不仅是复杂力系简化的基础, 还是工程结构中各构件设计的重要基础。通过力的平移定理在工程中的应用的充分了解, 对激发学者的学习工程力学的兴趣, 挖掘其学习潜能, 以达到培养和训练学生综合能力特别是增强其工程应用能力和创新能力的目的。

参考文献

工程应用证明 篇5

北京市梅市口路（玉泉路~长兴路）道路工程全长8.5公里，为城市主干路，工程概算12亿元。该路是北京市西部丰台、房山、门头沟区一条重要的进城通道，同时也是2013年第九届中国国际园林博览会主要周边道路之一。

其中，永定河大桥起止桩号K3+814.127~K4+367.457，桥梁全长553.33米，分左右两幅上跨永定河，在地铁M14线两侧对孔布置，单幅桥宽21.25米。每幅共分5联11孔，即（70+70）+（60+60）+（50+50）+(40+40)+（35+35+35）米，为上承式钢筋砼板拱，35米跨径拱圈采用90cm厚混凝土实体板型断面，其余拱圈为箱型断面；拱上为现浇简支箱梁及现浇简支空心板梁结构，桥梁下部结构为钢筋混凝土拱座及承台接钻孔灌注桩，桥台为重力式U型桥台。此桥造价2.28亿元。

北京城建道桥建设集团有限公司承担了永定河大桥施工，施工单位通过对等截面、变跨径钢筋混凝土箱型板拱桥拱圈的施工技术在市政工程建设中的深入研究，针对变跨径、安全行洪、人机通行、悬链线形的要求解决支架搭设问题，利用midas Civil软件为施工提供理论依据，优化箱型拱圈底模的主、次龙骨设计，及倾斜混凝土上表面压模设计。进一步强化模板细节设计，保证拱圈拆模后和使用期间良好的混凝土外观质量。加强对箱型拱圈混凝土的施工技术研究，配重混凝土施工技术研究，拱圈线性控制与研究。采取有效的技术措施，获得重要技术参数。保证了拱圈施工线形的精准，质量优良，施工过程安全、可靠。形成了一套完整、成熟的变跨径等截面悬链线无铰箱型拱圈施工技术。

通过工程实践，该技术可较好地应用于城市跨河、跨线景观路段及山区沟壑等复杂工况下的箱型板拱桥拱圈工程，有较好的市场和应用前景。

北京公联建达工程管理有限公司

采矿工程应用 篇6

【关键词】采区优化；矿井设计；巷道布置；系统工程

1.采矿系统工程所具有的特点

1.1与信息科学有很大联系

采矿系统工程与信息科学的每一步发展都有着紧密的联系。在二十世纪晚期，找矿专家系统便伴随着人类对专家系统的研究而出现。在RS（遥感系统），GPS（全球卫星定位系统）和GIS（地理信息系统）这三个S在科技上发挥作用后随即便应用到了矿业上。矿业上运用到的各种软件也是伴随着计算机技术的发展而不断进步。

1.2计算机科学与现代数学在矿业上的应用

现代的采矿系统工程中运用到的基础学科和技术主要有以下几项：①应用数学下面的分支学科，例如：灰色系统理论，可靠性理论等；[1]②与运筹学相关的学科，例如：目标规划，排队论，决策论，线性规划等；③与计算机科学有紧密联系的相关学科，例如：计算机辅助设计，人工智能学等。

1.3密切联系采矿工程的需要和特点

在解决采矿工程中遇到的问题时要充分考虑到采矿工业所受到的外界影响较大的特性。因此矿业中涉及到的系统工程技术，例如：计算机辅助设计，多目标决策等，对矿业的发展有及其重要的意义。

2.采矿系统工程所应用的范围

当前，国内外对系统工程在采矿业的研究已经从单纯的矿床评价与估值发展到采矿过程中的优化控制与管理，研究范围已经非常之大，研究结果也比较可观。

⑴对开采进行科学的规划和有效设计，例如：开采矿山的具体方法，对开采过程需要用到的工艺和设备进行选择，划定矿井的开采边界，优化矿山边界品位与生产能力的，露天矿井的设计，矿井与采区的设计，短时间内矿山的生产计划，对矿山的发展等。

⑵对矿床条件的评价和分析，例如：对矿床所依存资源的评价，建立矿床模型等。[2]

⑶矿山边坡和压力的稳定，例如：对露天矿周围的边界稳定性研究，采场的矿压和稳定控制，回采巷道的布置和支护。

⑷对矿山的建设和项目评价，例如：对露天矿和普通矿井的建设过程优化，对新建和重建的矿山项目的评价等。

⑸生产工艺系统，例如：矿山开采完成后运输系统的分析，矿井内部的通风排水系统，生产过程中的监督系统，采矿过程的生产分析，矿山的生产系统的稳定性等。

⑹研究领域中的其他方面，例如：疏水排水工程，爆破工程，矿区中的环境工程等是近年来新增加的研究范围。

3.采区的类型和采区的设计内容

3.1采区的类型

在采矿系统工程中对采区的优化设计要依据矿井周边的环境来设计方案。采区中巷道主要有以下几种布置类型：跨越式，走向长壁开采，倾斜长壁开采。

对于采区巷道的基本布置类型有两种，分别是走向长壁开采和倾斜长壁开采。这两种类型也是跨越式回采的基础，把跨越式回采作为一种类型是为了研究其适用性。所以也可以把跨越式回采表达成走向长壁开采或者倾斜长壁开采巷道布置类型中的一个分析。

3.2采区的主要设计内容

采区中的煤层厚度和设计过程中所需费用的评估是对采区进行优化设计的第一项任务。然后依据采区的具体条件来选择参数和设计巷道具体的形式。同时采用相关技术对采区进行优化设计，最终选择出最适合的参数和巷道布形式，最大化地满足采矿系统工程的要求。

4.采区优化设计

4.1采区优化设计的主要内容

从技术的层面出发，根据采区的具体情况来布置巷道的形式和参数的选取，使得最后的开采能力达到最大，保证采矿系统工程的顺利进行。[3]

对采区进行优化的过程为：选定优化原则，多指标和单指标编制数学模型；依据采区中的煤层厚度，在可行的方案的基础之上采用最佳的巷道布置形式；选取对参数进行优化时参数的取值区间，包括上界和下界。对优化需要的数据进行收集和整理并存入计算机中；利用计算机进行操作，计算出优化的结果；对优化的结果进行客观分析，当出现反常情况时，对存入计算机的数据进行检查，直至计算机输出的优化结果最佳时停止。

4.2对技术可行的方案进行初步选择

为了最大化地扩大采区优化模型的应用区间及其适应性，应当全面考虑会出现的所有状况，在实际操作过程中，对于给出了一些可行的设计方案时，应当需要结合采区的具体情况来分析选择出最合适的方案。

4.2.1倾斜长壁和走向长壁式开采

就当前回采工作面中所用到的机器和技术条件来说，倾斜长壁开采只能适应以下两种煤层：倾斜断层多或者地质的构造不复杂的煤层，煤层倾角比15°小。所以当煤层不属于上面那两种是可以抛弃倾斜长壁的开采方式。

4.2.2采区与工作面生产能力的上限

技术上能够选用的上限应当选取为采区生与工作面 中所有环节中生产能力最大时的最小值。[4]当选用综合机械化来开采时，回采工作面的生产能力主要由通风能力控制。一般情况下高沼气矿井的上限为3000t/d，低沼气矿井的上限是4000t/d；普通开采时主要的限制因素是支架的速度，高档普采时最高为3000t/d或者采用采区联合布置的方式。

当煤层数多于2时，所增加的巷道掘进资金相对于巷道的维护所需资金的大小决定了是否采用联合方式来布置区段集中平巷，采区下山或者上山。这能通过简易的计算后决定取舍。

4.2.3双翼和单翼采区

双翼采区能够服务的时间比较久，采区走向的长度也比较大，因此能够布置的工作面比较多，对采区和工作面的正常接替有益。采区石门，下山或者上山、车场的挖掘工程量相对比较少，上山煤柱的损失不是那么大。因此在不考虑一些特殊条件或者自然条件的前提下一般不选用单翼采区。

4.2.4煤层之间的联系方式

当选用联合布置时，煤层间的联系原则是巷道和生产中的工程量越小越好，联系方式主要由煤层间距离和煤层的倾角所决定。

在采矿工程的基本原理和规律的基础上，通过现代数学与系统论的方法来分析和解决采区优化设计问题的采矿系统工程，在矿业的应用范围和研究成果对其发展发挥着越来越重要的作用。

【参考文献】

[1]谢凯等.基于小生境遗传算法的走向长壁采区优化设计[J].煤矿机电，2004，5.

[2]谢洪彬.童亭矿跨越软岩巷道矿压显现及支护实践[J].煤炭科学技术，2005，1.

[3]张幼蒂，王玉浚.采矿系统工程[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000.

采矿工程应用 篇7

岩石力学是介于地质学和力学之间的边缘学科, 也是近代以来新兴发展的具有广泛应用性和实践性的一门学科。它的应用性涉及范围极其广泛, 众多的工程领域都和岩石力学息息相关。岩石力学是研究深层次的岩石的本质特点和应用, 也是属于力学的一个简单的分支, 在此探究的岩石力学问题就是探讨岩石对周围其他事物产生影响, 最终要达到降低采矿工程的生产成本, 提高经济发展。

随着时代科学技术的迅猛发展, 人们对岩石的认识具有更深层次的理解:第一, 岩石并不是固体力学中的一种材料, 世界上的所有岩石工程中的岩石是一种天然地质体, 具有复杂的地质结构和赋存条件, 是一种天然的典型的不连续介质;第二, 在岩体中存在地应力, 这种作用力是由于地质构造和重力作用等因素形成的一种内应力。在开采岩石的过程中, 开挖岩石引起的地应力的释放, 才会引起岩石工程变形和破坏。因此, 岩石力学的研究思路、研究方法和材料力学的研究存在着本质的区别。在对岩石力学的研究时, 研究者的思想不要根深蒂固于用传统的研究方法来得到答案, 要站在科学的高度来思考问题, 学会灵活运用相关知识来研究。

通过不断地分析, 得知自然环境赋予了岩石, 在人类活动中, 采矿工程是人类和大自然相结合的结果, 因此, 采矿工程的行为和功能与施工因素密切相关。根据以上的综合分析, 我们对岩石力学有了新的思考和认识, 岩石力学是研究和控制采矿工程的科学。

2 采矿工程中的岩石力学的重要性

在采矿过程中, 地下采矿工程和露天采矿工程无论哪一种, 都是以具有地质构造的岩石为对象。因此, 岩石力学问题始终贯穿在采矿工程中的每一方面。其一:在采矿工程中的岩体都是地质体, 它们在反复的地质作用下变形、破坏, 形成具有一定岩石成分和结构的地质体, 并且赋存于特定的地质环境中;其二:采矿工程是经过不停地劳动进行开挖的过程, 是动态的非静态的。开挖过程中岩体的力学性质也会随着工程的尺寸和开挖的延伸方向的不同而发生变化, 并且环境因素 (例如地应力、水、温度) 也是影响岩体性质的一个重要方面, 冲击矿压和煤与瓦斯突出主要是由地应力中的高地应力引起。岩体的力学性质特征包括了岩体的稳定性、强度性和变形性, 它会随着岩体内结构面形状的不同而变化。因此, 这些特征决定了采矿工程中的岩石力学问题具有极其复杂性。

3 采矿工程中的岩石力学的应用

3.1 预测采矿工程中的灾害

在采矿工程的开展过程中任何人为和自然因素都会造成极大的危害, 其中自然因素有地震、岩爆等危害, 岩石力学在采矿工程中的应用, 可以通过对采矿地点的土层地质分析来提前预测在采矿工程中会出现的灾害, 然后可以在工程设计中规避这些灾害。

3.2 测量采矿工程中的地应力

所谓的地应力就是指地底地质底层中自然产生的力量, 在采矿过程中, 由于开挖导致的周边土层地质发生变化的根本原因就是地应力。要想制定完整且安全的采矿工程开采方案就必须首先运用岩石力学对采矿工程所在地的地应力进行测量, 只有完全的了解采矿工程周边的地应力情况, 才能设置最正确、最合理的采矿方案, 确保采矿工程的安全有效开展。

3.3 优化深凹开采的边坡设计

随着深凹开采的普遍出现开采难度不断增加, 对于采矿工程的安全性和稳定性的要求也越来越高, 这就要求岩石力学在开采过程中起到积极作用。通过岩石力学的测量, 精确定量, 充分的把岩石力学应用到采矿工作中来, 在保证安全的基础上, 保证工程安全快速进行。

总之, 随着岩石力学在采矿工程中应用的不断发展, 如今我国的岩石力学已具备了世界先进水平。相关从业人员还应不断结合实际, 研究岩石力学在采矿工程中的新应用。

摘要：本文就采矿过程中岩石力学专业应用的现状和发展趋势进行探析, 根据矿山的地应力的基本规律, 介绍了岩石力学专业应用的相关问题。

关键词：采矿工程,岩石力学,专业应用,探析

参考文献

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岩石力学在采矿工程中的应用探讨 篇8

关键词：岩石力学,采矿工程,应用

岩石力学是应用性很强的一门课, 它的应用范围很广涉及到水利水电工程、采矿工程以及铁路工程等众多的领域。岩石力学的应用与采矿工程的进行结合十分紧密, 可以说是贯穿了整个采矿工程。从一方面说, 采矿工程中所要面对的是不同的地质类型的岩体, 这些岩体经过大自然长期的演练, 具有了不同的特征, 需要用岩石力学对其进行分析。另一方面, 在对岩石进行挖动的过程中, 也要根据不同的岩石体制来制定不同的开挖方案。

1 岩体力学的时代背景

岩体力学不是一门系统的学科, 它属于地质学与力学之间的一门边缘学科, 但是它却可以帮助施工人员解决一些地质学和力学无法解决的实际问题。现如今我国对于岩石开采量逐年增大, 所涉及的规模和复杂程度也不是同日而语, 在智能化时代中处理这些规模巨大的岩石问题时必须要采用岩体力学的知识来加以帮助, 我国的地质人员经过努力已经在这方面积累下了丰富的经验。虽然说与国际先进水平相比还是有一定差距, 但也不可否认我国在这方面所作出的进步。不足啊之处主要是在于我国在综合实际应用过程中未能将已有的研究成果灵活成功应用到过程实践中去。

岩石力学是一门新兴学科, 在1949年新中国成立之处几乎没有什么研究成果, 但是在新中国成立后, 我国开始组织一些科技力量对其加以研究, 经过不懈的努力, 也慢慢的获得了一些成绩, 例如金山镍矿的采矿工程以及成昆线的铁路工程。我国虽然在这方面起步较晚, 但在实际工程中所做出的一系列成绩也让我国在国际中占有了一席之地。

2 岩石力学在采矿工程中的应用

2.1 对于深部开采所带来的灾害预测

要知道对于矿山的深部开采是一件具有一定危险系数的工作, 可能会遇见矿震、岩石爆炸等危险。并且这类事故是常有发生的, 目前已经有很多国家有过类似的经历, 比如南非就曾经经历过震级达到M5.1级的岩爆, 这种岩石爆炸的破坏力以及杀伤力是十分巨大的, 但是目前对于岩爆的预防以及防止工作却没有引起相应的重视。施工队伍对矿山的开采已经越来越深入, 所面临的危险也自然越来越大, 因此对于这方面必须加以重视。应用岩石力学的相关知识对工程地质进行调查、应力测量以及一些岩石力学实验, 通过对能量的聚集和变化的研究去探讨岩爆的发生原理, 从而对岩爆进行一定的防治工作。

2.2 矿山地应力场测量

地应力是存在于地质底层中的天然力量, 它是引起在岩石开挖过程中地质发生变化的力量, 对其进行研究是对于开采方案进行研究的首要前提。对于采矿工程来说, 实现必须要了解掌握具体工程中的地应力状况, 这样才能对矿山进行合理的总体布置并且选取适当的采矿方法。长期以来, 我们所生存的地球已经经历了无数次的构造运动, 逐步演变出地球地应力复杂性, 要想安全的进行采矿工程, 就必须对其进行实地应用力测量。

2.3 大型深凹露天矿边坡设计优化

现在我国已经有很多露天矿山开采转为了深凹开采, 随着开采难度的越来越大, 对于安全性以及稳定性的维护就越来越难, 边坡滑移的破坏事故发生日益频繁, 这些都要严重的威胁到了矿山开采工作的安全性。但是, 减少边坡角滑坡事故与增加成本之间却出现了矛盾, 对于这种情况, 我们就需要经过精确的定量而不只是定性计算并充分考虑岩体条件和地应力的作用, 在能够保证安全的前提条件下, 尽量的节省成本, 保证工程效益。

现如今岩石力学已经在采矿工程中的很多方面都得到了应用, 但我国仍然在不断的进行理论研究, 对于那些更复杂的工程将会提出更加合理的解决方案。岩石力学在采矿工程中的应用将会朝着多学科相互交叉和多种知识手段综合的趋势逐步发展, 采取一定的措施对灾害的非线性动力过程进行预测和防治。

3 结语

相信随着我国经济的高速发展, 我国正在全力发展中国特色的工业化道路。年轻的岩石力学研究者也在不断努力, 克服在采矿工中出现的地应力以及边坡滑移等因素造成的影响, 迎来我国岩石力学研究的新时代, 更好的造福于我国的采矿事业, 为国家工业发展贡献一份力量。

参考文献

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[7]刘金龙;陈陆望;王吉利;;考虑温度应力影响的立井井壁强度设计方法[J];岩石力学与工程学报;2011年08期[7]刘金龙;陈陆望;王吉利;;考虑温度应力影响的立井井壁强度设计方法[J];岩石力学与工程学报;2011年08期

TRT技术在采矿工程中的应用 篇9

关键词：TRT,地质超前预报,不良地质体

0 引言

民采矿井掠夺式的无规划、无设计私采滥挖, 遗留下了大量不明采空区, 这些未知采空区形成之后, 在有水源补给的情况下, 长年累月逐渐汇集, 使采空区大量积水, 对矿山的安全生产形成了严重威胁。由于这些民采采空区开采很不规范, 越层越界现象严重, 分布无规律, 地表无痕迹, 积水范围、积水量无据可查, 给矿山防治水工作带来了极大的困难[1]。同时, 地下水作为一种重要的水资源, 在世界上许多国家已经成为了人民生产生活用水的主要来源, 世界范围内约有1/3的人口使用地下水作为饮用水[2]。没有做好井下探水的盲目开采一方面会导致突水事故, 威胁到井下作业人员及设备的安全, 另一方面会造成地下水资源的浪费。在采矿工程中, 除了空区及含水构造外, 断层破碎带的存在, 也给矿山生产带来了诸多不利因素, 尤其是施工开拓巷道, 往往造成施工速度缓慢, 安全生产系数低, 对矿山安全生产造成了很大的困扰。

针对以上不良地质体, 使用传统的物探方法有其自身的适用性和局限性, 特定类型的物探方法适用于特定类型的不良地质体。不论电法还是弹性波法, 物探的基本原理都是根据探测对象的物性差异来区分出不良地质体[3], 而某一物探方法只能甄别出其特定的不良地质类型, 而不良地质体类型具有多样性, 且未揭露的不良地质体类型在探测之前无法准确确定。因此, 一套适用于多样性不良地质类型的物探方法是十分必要的。

对于不良地质体的超前探测, 主要有直接预报法、地质分析法、物探法等。由于直接预报法和地质分析法对不良地质体整体的范围及分布预测精度不高, 适用范围有限等缺点, 目前大多采用物探法进行地质超前预报, 而物探方法主流为弹性波法, 即地震勘探方法。在目前能达到100-150m的预报距离的地震勘探方法技术主要有负视速度法、水平剖面法 (HSP) 、TSP、TRT、TST及TGP等[4], 在观测系统上除了TRT外都是大同小异, 主要区别于设备的制造工艺、数据后期处理等方面。本文主要介绍的是目前世界上较为先进的超前探测技术, 即TRT技术。

1 TRT技术及其原理

二十世纪六十年代, 在美国先进技术发展计划基金支持下, 美国国家安全局网罗了众多资深地球物理学家应用地震波勘测技术来研究地层应力释放现象及地层结构扫描成像。在此过程中形成了隧道层析扫描成像超前预报技术 (Tunnel Reflection Tomography) , 简称TRT技术。

TRT技术的原理在于当弹性波遇到声学阻抗差异 (即岩石波阻抗, 为岩石密度和纵波波速的乘积) 界面时, 一部分信号被反射回来, 一部分信号透射进入前方介质。声学阻抗的变化通常发生在地质岩层界面或岩体内不连续界面。反射的地震信号被高灵敏地震信号传感器接收, 通过分析, 被用来了解隧道工作面前方地质体的性质 (软弱带、破碎带、断层、含水等) , 位置及规模[5]。正常入射到边界的反射系数计算公式如下:

式中, R:反射系数;ρ1、ρ2:岩层的密度;V1、V2:地震波在岩层中的传播速度。地震波从一种低阻抗物质传播到一个高阻抗物质时, 反射系数是正的;反之, 反射系数是负的。因此, 当地震波从软性地质体传播到硬质地质体时, 回波的偏转极性和波源是一致的。当岩体内部有破裂带时, 回波的极性会反转。反射体的尺寸越大, 声学阻抗差别越大, 反射波就越明显, 越容易被探测到[6]。这是一种全新的勘察技术, 将电子信号学中的电阻抗概念引入地震勘探中, 采用反射物质阻抗探测地质体异常。

TRT技术利用地震波反射来获得地层地质状况的三维图。以每个震源和地震信号传感器组的位置为焦点, 与所有可能产生回波的反射体可以确定一个椭球。足够多数量的震源和地震信号传感器组对会形成一个三维数组, 每个界面/反射的地层位置可以由这些众多椭球的交汇区域所确定。实际上, 反射边界每一点离散图像的计算包括由所有震源和地震信号传感器组所对应的三维岩体空间中选定的区块。离散图像中各点值是由空间叠加所有地震波形计算得来, 每个波按比例地从震源经过三维岩体空间的区块到达地震信号传感器。通过传感器获得的地震波数据经过后期处理, 获得最终的三维图像。TRT的传感器采集数据原理如图1所示。

2 TRT技术在采矿工程中的应用

本应用研究选择了河北某金属矿山, 该金属矿山多年来受不明空区的影响, 安全隐患极大。同时, 在进行深部开拓施工过程中, 含水构造和断层破碎带等不良地质因素也制约着施工的安全快速的进行。为了解决生产衔接问题, 保证掘进生产过程安全快速进行, 选择在该矿山使用TRT技术对开拓工程进行超前预报。通过TRT技术在开拓现场进行试验, 并进行后期数据处理及三维成像, 立体直观地呈现出可能存在的不良地质体。为了验证探测结果的准确性, 现场进行了钻探, 并根据钻探结果进行了验证。

2.1 TRT技术探测采空区

2.1.1 成果推断解释

预报距离为90m;探测结论:第一个异常在图中的分布为:中心线右侧5m至右边20m, 掌子面前方60-70m, 可能为破碎带或节理裂隙带。第二个异常区域:中心线右侧5m至右边15m, 掌子面前方85m, 有明显低阻抗含水异常, 可能存在采空或巷道, 如遇塌方可能发生突水事故。见图2。

2.1.2 TRT与钻探成果验证对比分析

钻孔TSA7揭露了1个破碎段 (孔深40.0m-80.50m) 。钻孔TSA8揭露的空区 (孔深78.00m-80.80m) 、钻孔TSA9揭露的空区 (孔深80.65m-82.25m) 和钻孔TSA10揭露的空区 (孔深83.0m-87.4m) 具有明显的倾向和走向, 根据剖面推测空区倾向近乎直立, 走向北东, 走向延长不详。对于TRT探测的异常可能为该空区引起。

2.2 TRT技术探测含水构造

2.2.1 成果推断解释

掌子面前方12.1-32.1m处存在一处破碎带, 右侧异常区域:中心线右8m, 掌子面中心点前方20.1m, 高程为-114m;左侧异常区域:前方29.1m, 中线左侧5m, 高程-114m。前方50-60m岩层性质变化显著。推测前方主要不良地质体为含水断层破碎带, 存在空区或采矿工程的可能性不大, 掌子面前方50-60m进入岩石破碎带后易塌方, 涌水量增大。见图3。

2.2.2 TRT与钻探成果验证对比分析

本钻位共施工钻孔4个, 出水量较大的钻孔为TS09, 钻进至55m处时, 出水量60m3/h, 对应TRT推测结论, 掌子面前方50-60m进入岩石破碎带后易塌方, 涌水量增大。

2.3 TRT技术探测断层或裂隙带

2.3.1 成果推断解释

在距掌子面45.7m处存在连续的异常点, 具有明显的走向。在90-110m, 高5-15m异常更加明显。推测前方主要不良地质体可能为断层破碎带。见图4。

2.3.2 TRT与钻探成果验证对比分析

本钻位共施工钻孔3个, 共揭露岩层破碎段7个, 钻孔TSK11揭露的2#破碎段 (孔深61.20-80.40m) 、TSK12揭露的2#破碎段 (孔深70.80-85.33m) 、TSK13揭露的2#破碎段 (孔深54.5-60.90m) 和3#破碎段 (孔深67.30-70.50m) 控制的破碎带具有明显的走向, 其它破碎段不闭合, 前方主要不良地质体可能为断层破碎带, 对应着TRT探测结论45.7m外存在连续的异常, 不良地质体可能为断层破碎带。

2.4 TRT整体成功预报率

通过使用TRT技术在该矿山共进行了32次现场测试。其中探测已知地质体进行实际工程验证试验8次, 进行优化布置测试试验6次, 进行掘进超前预报18次, 设计验证钻孔45个, 对其中的15个TRT物探预报结果异常进行钻探验证, 对比了13个测点的TRT探测预报内容和钻孔资料, 平均准确率为62.44%, 加上部分工程验证和优化布置依托的5个已知工程 (预报准确率100%) , 共有18个测试点, 平均准确率达72.87%。通过13次生产掘进超前预报的实践, TRT技术在井下可以对前方80-100m范围内的未知不良地质体进行预报, 预报准确率达62.44%, 对于“无空区”的预报达8次, 准确率100%, 可以满足生产掘进中对采空区、含水构造、断层裂隙带等不良地质体超前预报的需求。

3 TRT技术在采矿工程应用中的优缺点

TRT技术和其他超前预报方法相比较, 主要有以下优点:

(1) 对于传统弹性波法, 无论是TSP法, 还是“负视地震法”等等, 其检波器和震源均布置在同一个平面内, 因此, 只能从平面的角度来解译前方的地质体异常情况, 而且只能解释较大的、平直的地质体, 对较小的不规则地质体、不连贯的小地质体解释能力不足[7]。而TRT技术采用的是三维空间的激发和接收方式, 从检波器的布置到锤击震源的位置都改进传统监测方式的二维布置方式为三维布置方式, 从而更好地获得未知地质体的三维空间信息, 从本质上改变了传统二维平面解析的限制, 以及由此带来的对较小的不规则地质体、不连贯的小地质体解释能力不足的缺点。

(2) 在震源激发方式上, 改变了传统使用炸药作为激发源的方式, 而是采用锤击作为震源。同时, 在同一震源点可进行多次锤击, 使信号进行叠加, 从而获得明显的反射信号, 使得震源激发更加安全、经济、快捷。

(3) 与其他传统的超前预报系统相比, 具有轻便简洁、对正常生产作业活动影响小的优点。TRT技术的传感器和主机 (基站) 的传输方式采用无线连接, 整个系统非常轻便简洁, 非常适用于矿山复杂的井下环境。

尽管TRT技术相比传统超前预报方法相比有了长足的进步, 但是仍然存在着其自身的缺陷和不足:

(1) TRT系统要在三维空间布置传感器, 因此必须使用升降设备将传感器安装在巷道的拱顶、拱腰等位置, 而且必须测量出TRT的三维大地坐标 (精度到10cm以内) , 这给预报作业又增加了一定的难度[4]。对于截面尺寸较小的巷道, 可使用人字梯等工具, 对于截面较大的开挖巷道, 在布置安装传感器时, 需要升降设备进行配合作业, 使得此作业过程变得较为复杂。

(2) TRT技术存在的一个最主要的缺点是成果的解析受主观因素影响较大, 不同专业素养的人员对成果解析不尽相同, 个别的可能出现差别较大的情况。存在这个问题的主要原因是对不良地质条件的判读缺乏明确的指标, 更多的依赖于经验[8]。特别是对于含水构造及与巷道走向平行或接近平行的断裂破碎带等的解析, 不同人员解译成果差别较大。

(3) 在适用性方面, 仍然有其局限性, 如:在介质条件差的地段进行超前探测, 震源能量衰减较快、能量不足, 探测距离及探测精度受限;同大多数探测手段一样, TRT对于地下水的探测精度也有待进一步提高[9]。

(4) 对岩性差的地质体探测距离有限。由于对于不同的岩性, 弹性波传播能量的衰减也有所不同。在完整性良好, 连续性好的岩石中波速传播快, 能量衰减小, 探测距离较远;在岩石破碎, 阻抗大都区域波速传播慢, 能量衰减较大, 探测距离较近[10]。对于岩石较为破碎的矿山, 探测距离有限, 要求探测频率大, 作业量较大。

4 结论

本文讨论了TRT技术在河北某金属矿山的应用, 表明TRT技术是一种成本低、精度高、对施工影响较小, 可快速、可靠的进行超前预报。在此基础上对TRT技术与其他超前预报方法相比的特点, 特别是不足。

通过对解析成果和实际钻探成果分析比对, 表明TRT技术能够还好的揭露采空区及含水空区、含水构造、断层及裂隙带等不良地质体, 预报平均准确率达到70%以上, 特别是对于无不良地质体的预报准确率达到100%。对于探测到的不良地质体, 可以通过减少探孔探明不良地质体的详细信息后, 再进行开采;对不没有探测到的不良地质体, 可以用少量探孔甚至不用钻探直接掘进。不但加快了工程进度, 保证了生产安全, 同时减少了钻孔工作量, 减少生产成本, 对矿山生产实际具有重要的应用价值。

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爆破技术在采矿工程中的应用探析 篇10

1 爆破技术的概述及原理

爆破作为一门科学技术应用很广, 最常见的是在采矿开山, 修铁路、公路用钻爆法来开掘隧道。它是利用炸药爆炸产生的巨大能量破坏某种物体的原结构。特别是石方开挖、矿山开采等工程中尤为不可缺。目前, 我国常用的爆破采矿技术中应用的炸药有硝铵类炸药、硝化甘油炸药、水胶炸药等, 其中硝铵类炸药的应用最为广泛。常用的起爆器材有电雷管、导爆索、导爆管等。

爆破采矿技术的基本原理为:炸药在外力的作用下发生爆炸, 同时释放出大量热量并形成高热气体, 利用炸药爆炸时产生的冲击力击破矿石。由于炸药爆炸时很容易造成安全事故, 所以必须按照爆破的技术操作规范进行, 并采取相应的安全防护措施。

2 爆破技术在采矿工程中的应用

2.1 无限分段起爆网路技术

在爆破采矿技术的应用中, 经常出现多个爆破点同时爆破的现象。为消除矿山开采工作的隐患, 现代爆破采矿技术普遍采用无限分段起爆网路技术, 即将非电导爆管爆破网路起爆, 并呈现炮孔内外结合延时。由于无限分段起爆网路技术起爆前无法使用仪器设备检查, 所以为确保起爆网路传播的准确性, 孔外要采用连侧网路传导[1]。

2.2 等离子爆破技术

等离子爆破技术是采用电能代替化学能对岩石进行爆破。该技术的原理是将大量的电能储存在高效的蓄能电容器中, 通过遥控器触发电路, 完成大电流开关装置的开启与闭合, 再由同轴电缆与设置在岩石空上的同轴爆破电机相连。在起爆的瞬间, 电容器能向封闭的孔底释放出大量的电能, 这些电能使电解质转化为等离子体, 压力高达200MPa, 等离子体急剧膨胀, 最终造成岩石破碎。此种爆破技术不会产生有害气体, 对采矿环境的改善起着积极的作用, 同时还对围岩的损害较少, 提高了围岩的稳固程度。但此种技术目前在我国还未得到广泛推广。

2.3 激光和光纤起爆系统

激光和光纤起爆系统尽管由两部分构成, 但是是由同一台激光装置控制。通过对光纤母线和光纤脚线进行照射, 从而引爆。作为一种新型的起爆系统, 激光与光纤起爆系统的优势在于引用激光来做雷管起爆的能力, 减少了杂散的电流对起爆系统的不良影响, 从而减少了因为漏电造成的误爆事故。同时, 人群不易受到激光照射的不良影响, 进行远距离起爆也是这种起爆方法的优点之一。激光点火、续燃的功能较好, 安全性能较高, 现场不易产生火药残留的现象, 而且效果与电雷管的效果基本一致, 值得广泛提倡[2]。

2.4 电子雷管爆破技术

电子雷管与普通雷管的不同在于普通雷管引爆之前是由化学物质燃烧来进行时间延期, 而电子雷管是通过自带的微型电子定时电路来控制。电子雷管在制造过程中就以延期顺序进行了编程, 在爆破时, 电子雷管根据编好的顺序在相邻的顺序号中进行延期间隔起爆。这种延期可以人为的进行确定, 并设定在起爆器中。每发电子雷管都有一个防护滤波器, 此滤波器与环行线一起工作, 能够有效的防止爆破现场的机械可能产生的杂散电流、无线电波进入雷管电路, 从而影响起爆, 甚至带来安全隐患。电子雷管具有精密度高、安全性能较好、爆破质量较好等诸多优点。

2.5 精确爆破技术

在我国建设长江三峡大坝时, 要从山中开挖出一条水道, 这个开挖的方量在4000多万立方左右, 工程量巨大, 因此采用的是深孔、预裂和光面爆破技术。该技术就是在主爆区爆破之前, 沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝, 缓冲、预裂开以后, 爆破振动波就传不过去了, 不会对坡面造成危害, 也可以保护那边坡的安全。光面技术, 就是炸了以后, 预留一圈保护层, 打一排爆炸孔, 把它炸掉。在我国, 这种精确爆破技术发展很快, 已经普遍应用于大型水坝的建设中。

2.6 中深孔爆破技术

中深孔爆破技术是目前国内广泛采用的用于矿山剥离、采矿、水利工程及铁路开挖等工程的主要爆破方式。在中小型露天矿山开采中推广应用该技术是将中深孔爆破技术、有关的开采技术和凿岩穿孔等设备应用于中小型露天矿山, 以改善中小型露天矿山安全生产条件, 减少生产事故。该技术针对不同的露天矿山地形地貌、生产规模和资金投入等条件, 分别采用正规台阶、轻型浅孔钻台阶和中深孔简易台阶等方式进行开采, 爆破技术采用以非电起爆系统为主的多段微差爆破。不同模式的中深孔爆破开采技术, 给各种条件的露天矿山安全技术改造提供有效的技术途径和手段, 具有安全保障程度高, 作业条件好, 开采能力大, 生产效率高, 爆破周期长、飞石少, 爆破器材配送管理方便, 综合效益明显提高。此爆破技术一般用于中小型矿山的开采。这种方式能够节约成本, 并且安全系数较高。中深孔爆破技术改变了以前在安全小平台开采方法中的浅孔爆破的方式。但是应该注意的是安全平台不宜设计过大, 后排药量要比前排药量大, 保证抛掷的效果, 进而促使爆破效果及抛掷效果都达到最佳状态。

2.7 定向微波震动泵

主要技术内容:使用微波在一定幅度内连续振荡。效果:锥体范围距离内 (距离1.1米, 振荡面积1.8平米) , 直径1.8米内圆掘进每小时33.8米, 粉尘回收11吨, 中粒回收17吨, 块状回收3.3吨, 洗净回收110吨, 回收率93%左右 (洗净损算计在内) 。

3 提高爆破技术效率的对策

首先要选择合理的爆破方式, 起爆方式对于爆堆的分布状态、爆堆块度的均匀程度有着极大的影响。要根据现场爆破的实际情况、地理环境、岩石情况、气候因素等选择合理的起爆方式;其次要制定出适当的延期时间, 比如露天采矿的深孔爆破技术通常采用较短的延时起爆;还要注意对飞石的安全控制, 在采矿过程中, 飞石主要产生于孔口与前排位置, 所以, 对于这两个位置要做好相应的防护措施;最后, 要加强爆破现场的管理措施, 通过强化管理手段, 能够有效的提高爆破的装药质量, 能够更好的控制爆破的每一个环节, 从而提高整个爆破工作的施工质量[3]。

4 结论

综上所述, 爆破技术是我国采矿开采业发展的重要技术类型。要立足于实际情况, 开发和改进爆破技术, 为社会的发展做出贡献。

参考文献

[1]牛生禧.浅谈定向爆破技术在露天采矿工程中的应用[J].城市建设理论研究, 2011 (29) :49-50.

[2]马建明.深孔爆破技术在露天采矿生产中的应用研究与探讨[J].2012 (2) :123-124.

电子信息工程应用研究 篇11

【关键词】电子信息；工程；应用

1.电子信息工程内涵

电子信息工程主体应用计算机、网络信息技术实现电子信息管控以及高效处理。研究内容核心为对丰富海量信息的分析获取以及综合处理。同时进行优质电子设备以及综合信息系统的开发研究、规划设计以及实践应用与集成管理。当前电子信息工程渗透至社会生产、发展的较多领域之中。例如电话交换局应用电子信息工程技术进行各类电话通讯联络信号的管控处理，移动手机通过电子信息工程技术可进行高效便捷的声音、图像信息传输，网络系统则利用电子信息工程技术完成了大容量数据的实时传输。现代化军队的国防保卫更是以发展电子信息工程技术为主体，深入探究信息传输中怎样营造安全保密的环境，并获取信息战的胜利。由此可见电子信息工程技术的应用极其广泛，只有针对其内涵特征、技术优势，努力开发、深入研究，注重人才建设培养，适应市场需求，重视实践锻炼，树立创新意识，方能推进电子信息工程技术的持续快速发展，激发核心优势，凸显综合应用价值。

2.电子信息工程应用

2.1造价管理实践中电子信息工程应用

工程建设中造价管理尤为重要，应用电子信息工程技术，主体借助网络系统构建内外联络通讯媒介平台，借助自动化、信息技术手段强化造价管理，可显著提升工作效率。同时可应用工程量核算分析以及钢筋工具软件实施总体材料用量标准明确，应用套价软件完成工程预决算的科学编制。还可应用丰富的电子信息工程数据库手段技术创建指标汇总以及研究体系。应用电子信息工程技术还可进行价值化信息的全面发布以及有效获取应用，进而完善工程建设的预决算管理以及造价管控。伴随电子、信息技术的综合发展以及全面推广应用，其在工程造价管控层面的效用价值尤为显著，可令人们由以往繁杂的定额管理、标底分析编制、工程报价投标以及造价管控等层面有效的脱离手工作业，全面实现自动化、电子化、现代化与信息化的管控。新时期互联网络技术的扩充发展应用，令工程造价控制与相关实践管理活动更为公正、高效与合理，可应用电子信息工程创建丰富的信息资讯以及服务网络平台，并发布最新的政策方针、制度法规，还可开辟学习论坛、互动交流网站，令员工获取项目工程建设相关信息，明确造价指标，把握前沿资讯、了解材料价格，进而为丰富工程造价管理实践经验，提升整体工作水平。

2.2公路项目电子信息工程应用

公路工程项目建设中需应对各类丰富的海量信息，该类数据则会伴随工程项目施工进度的深入而不断变化，因此信息需要持续的更新，跟上工程建设进度步伐，反映工程项目成本经费，并辅助质量管理控制。为满足动态信息更新需求，可应用电子信息工程，有效的进行信息收集、汇总管理与综合应用，进而节约人力投入，令信息查阅管理以及综合研究分析更加省时省力，节约资源投入。伴随电子信息工程技术的快速发展，目前我国公路建设事业逐步应用多元化、现代化、综合性电子信息工程技术管理手段完成复杂公路工程建设的稳健资料保管整理，在确保质量效益的同时，节约了成本费用，提升了整体工作效率。

2.3工业生产领域电子信息射频识别技术应用

射频识别电子信息工程技术，具有独特的便捷应用与精准服务功能，工业生产领域中可应用该技术提升现代化实践管理水平。当前，射频识别电子信息工程技术主体应用在工业领域的物流运输、汽车生产、航空包裹认证识别、邮政业务服务等众多行业中。例如汽车研发生产阶段中借助射频识别手段可进行零部件的全面跟踪，并进行汽车标识的有效识别，进行企业重要资源的全面管理，并做好轮胎压力的测试分析，完善信道管控。射频识别电子信息技术的综合优势特征令其实现了广泛的应用，其自动识别功能可实现信息数据的准确快速读取，并体现信息的可携带性，对促进地域经济交流、提升服务水平，强化识别精度，确保信息认证的清晰准确，体现人性化应用特征，创设显著的经济效益与社会效益，有重要的实践意义。

2.4机械领域电子信息工程应用

电子信息工程技术在机械行业领域的服务应用尤为广泛，目前较多机械设备、装置均应用电子信息工程实现了智能化、信息化、现代化与网络化的快速发展。例如在大型结构复杂的设备机械之中装设标准点知管控单元，提升其工作效率与应用精度。还可应用电子信息工程技术研究开发，令垃圾桶实现垃圾自动分类，并可创建自动电梯升降系统，体现人性化应用服务功能。该类应用机械原理知识进行智能管控的设备机械，借助电子信息管控装置的装设，便可在较大层面完成智能以及自动的服务应用，并促进机械设备自身功能水平的优化，令工作以及实践生产效率大幅提升。

3.推进电子信息工程的快速发展

基于电子信息工程技术的综合优势价值，我们应继续推进电子信息工程的快速发展。首先应强化政策扶植，创建良好的信息工程发展环境。应组织基金会，扩展电子信息工程研究开发的融资途径。同时应推进集成电路以及相关软件行业的快速发展，加紧实现三网融合，规范行业发展秩序。例如应继续深入研发射频识别技术，进行不同信道的综合测试，主体研究发射、接收装置的射频应用。再者，应强化电子信息工程领域人才培养，创建公平、开放的环境，引入有效的奖惩激励机制，真正的留住人才，激发其工作积极性，并巩固创新实践能力。同时，应全面鼓励企业强化交流合作，引进精英人才，强化基础设施建设，创建优质服务系统。应注重产品服务的优化创新，提升产权保护认识，促进服务创新，进而实现电子信息工程的持续发展与优化提升。

4.结语

总之，为促进电子信息工程的持续、优质、全面发展，激发核心功能优势，我们只有针对其应用功能特征，制定科学有效的发展优化策略，深入拓展研究，全面创新应用，方能为电子信息工程开创良好的发展环境，创设显著的经济效益与社会效益。 [科]

【参考文献】

[1]李国林.电子信息工程的现代化技术探讨[J].坡术应用，2010.

绿色开采在采矿工程中的重要应用 篇12

1.1 水资源的破坏。

煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流, 大量排出地下水。同时, 造成区域含水层水位下降, 形成大规模地下水降落漏斗, 直接影响到区域水文地质条件。开采产生的地表变形往往影响到地表水体 (河流、湖泊、井泉等) , 从而使部分沟泉水量减少甚至干涸, 影响当地居民正常的生产生活, 进而影响区域植被生长, 甚至土地沙漠化。这一问题在西部缺水地区显得尤为突出。我国每年采煤破坏地下水22亿立方米/米。

1.2 土地资源的破坏。

地表塌陷、水土流失、沙漠化、固体废弃物对土地的压占和污染严重破坏土地资源。煤炭开采所造成的沉陷对土地资源的破坏是十分严重的, 我国因采煤区地表塌陷造成的土地破坏总量约为40万公顷, 开采万吨原煤造成的土地塌陷面积平均达0.20~0.33公顷, 每年因采煤破坏的土地以3~4万公顷的速度递增。此外, 煤矿开采会产生占煤炭产量10%~20%的矸石, 目前我国煤矸石累计堆存近40亿吨, 占用土地1万公顷。

1.3 大气的污染。

煤矿排放瓦斯及矸石山自燃释放大量的SO2、CO2、CO污染空气。矿井瓦斯CH4产生的温室效应是CO2的21倍。我国煤矿年排放瓦斯120亿立方米, 平均利用率不到20%。

综上所述, 煤炭开采造成的环境破坏是非常严重的, 大大超出了矿区环境容量, 因此我国的煤炭开采是以牺牲环境为代价的, 而煤炭作为我国主要能源的状况在短期内难以改变。为了避免开采对矿区环境的继续破坏, 国家和煤炭行业必须考虑煤炭资源与环境协调开采问题, 按照国务院“关于促进煤炭工业健康发展的若干意见”的要求, 转变煤炭开采理念, 开展煤炭资源绿色开采技术研究, 依靠技术进步, 将煤炭生产活动对自然资源和生态环境的影响降低到最小程度。

2 资源与环境协调 (绿色) 开采的内涵

2.1 对原有矿井废弃物实现资源化和再利用。

在矿区范围内除开采煤炭, 应该减少对土地的破坏和矸石的排出。从广义资源的角度论, 对矿区范围内的地下水、煤层内瓦斯、以至于煤矸石和在煤层附近的其他矿床都应该将其资源化, 并视为这个矿区的开发对象而加以利用。而原来的定义, 矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。事实是瓦斯是清洁能源, 浓度大于90%, 发热量大于33.472mj/m3, 1立方米瓦斯可发电3.0~3.5k W·h。

矿井水文地质类型:根据矿井水文地质条件、涌水量、水害情况和防治水难易程度等来划分类型, 是将矿井水作为水害来对待的。可以在防治地下水的同时将矿井水资源加以利用。其它如塌陷地的复垦和矸石作为塌陷地的复垦材料以及制砖利用等。

2.2 绿色开采技术的理论基础问题。

开采的环境问题都由于采动所引起, 因此与开采后造成的岩层运动有关 (岩体不破坏上述问题都不会发生) 。岩层运动不仅对工作面矿山压力有影响, 而且造成岩体的松动。造成了岩体内“裂隙场”, 由此影响离层的发育状态及位置和地表沉陷。从而改变了瓦斯与地下水在裂隙岩体内的渗流规律, 绿色开采的理论基础: (1) 采动岩体“节理裂隙场”分布以及离层规律; (2) 开采对地表的影响规律; (3) 液体与气体在裂隙岩体中的渗流规律; (4) 岩层控制 (主要是煤巷支护) 与岩体应力场分布规律。岩层中的关键层对整个岩层运动及岩体内“裂隙场”起控制作用, 因此与绿色采矿密切相关, 岩层控制的关键层理论是绿色采矿的基础理论[2]。

3 资源与环境协调 (绿色) 开采技术体系[3]

3.1 煤与瓦斯共采。

瓦斯是温室气体, 又是矿井重大事故的起源, 但也是洁净能源。因此应该使其资源化, 其技术途径有: (1) 采前抽采, 若能在开采前将煤层内瓦斯抽出, 则是利用瓦斯改善煤矿安全的最好办法。但由于我国大部分煤体透气性低, 在本层内抽采瓦斯有难度。 (2) 煤与瓦斯共采, 鉴于开采后围岩压力降低, 大量瓦斯在采空区释放, 导致瓦斯抽采的好机遇, 因此形成煤与瓦斯共采体系。显然, 采空区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。由关键层理论建立的关键层破断后形成“O”形通道理论, 在一些矿区和废弃矿井中抽放卸压瓦斯对钻孔布置起到指导作用。 (3) 废弃矿井抽采瓦斯, 鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯, 因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布, 利用钻孔并将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后, 抽出瓦斯。 (4) 回风井回收瓦斯。

3.2 保水开采技术。

保水开采与防止溃水是两个概念, 后者是从安全考虑, 而保水开采则必须研究开采前后岩层的水文地质变化。开采对水资源的影响随上覆岩层而异;在一些地区开采后地面形成水洼, 甚至进行河、湖、海下采煤, 显然这些地区开采对水文地质影响不大;在一些地区开采后暂时形成下降漏斗, 随着雨水的补给, 下降漏斗消失, 说明上覆岩层隔水良好;在一些地区开采后有可能造成水文地质的很大改变, 甚至地下水的流失。

3.3 矸石的处理。

我国矸石排量占原煤产量的15%~20%。按年产25亿吨煤计算, 矸石排量就达到4~5亿吨排出的矸石占用了土地, 破坏了地貌, 自燃引起大气污染, 经雨水淋漓污染地下水和经风化扬尘而污染环境。原来遗留的矸石由于各种原因还没有得到全部处理, 新的排放量越来越增加。因此企业应该研制有关技术, 而地方政府为了保护环境应该有相宜的激励政策处理好矸石排放问题。

绿色开采技术首先是少出或不出矸石, 即优化巷道布置, 在薄煤层中采用宽巷掘进, 多开煤巷少开掘岩石巷, 这样就涉及到少出矸石的关键技术---煤巷维护技术问题。但随着采深的增加, 岩石巷的开掘将不可避免, 处理好这样大量的矸石并非易事。根据矸石成分可以采取不同的处理方法, 如含碳量大于20%的煤矸石发热量在6.276~12.552MJ/kg, 可用于发电、供热, 含碳量低的煤矸石可用于建筑材料、复垦回填材料等。

4 结论

(1) 绿色开采是形成矿区绿色家园的重要技术组成, 目前还仅仅是一个框架。能否实现决定于经济的合理与技术的可行。能否实现绿色开采, 经济是根本, 希望政府充分考虑我国煤炭作为主体和可靠能源, 在产业链上又处于初级产品, 分配上不合理等特点, 对煤炭企业经济关心与支持, 使煤炭企业健康发展。 (2) 在科学方面, 应该将岩层运动对工作面的矿山压力影响转为研究开采后岩层运动对岩体内形成空隙及其对气、液体的渗流规律的影响, 以及研究再次形成岩体结构用来保护地面的可能性。在技术上涉及到充填和复垦、瓦斯抽采、保水技术、矸石利用、煤巷支护和地下气化等。 (3) 各矿区应根据自身的特点, 加强并重点突出其资源与环境协调 (绿色) 开采技术, 形成各自的模式 (例如:东部以保护地面为主, 而西部则以保护水资源为主) 。应该加强研究各类矿区保护生态环境的模式和经济评价体系及其与企业成本的关系, 为政府应该制定的政策作出建议。

参考文献

[1]刘传江, 侯伟丽.环境经济学[M].武汉:武汉大学出版社, 2006.[1]刘传江, 侯伟丽.环境经济学[M].武汉:武汉大学出版社, 2006.

[2]钱鸣高, 许家林, 缪协兴.煤矿绿色开采技术[J].中国矿业大学学报, 2003, 32 (4) :343-348.[2]钱鸣高, 许家林, 缪协兴.煤矿绿色开采技术[J].中国矿业大学学报, 2003, 32 (4) :343-348.