浅析采矿工程中各种技术的应用.doc

浅析采矿工程中各种技术的应用摘 要：在采矿工程中，各类先进技术的应用能有效的提高采矿效果和矿石采收率，我们不但要努力发展现有成熟的采矿工程技术，同时还要对新型的采矿工程技术进行学习和探索以便为采矿工程提供有力的支撑。从这一点来看，对采矿工程技术的发展及应用进行深入研究是十分必要的。通过对采矿工程技术的了解，做到有效掌握采矿工程技术，对促进采矿工程发展，推动采矿工程技术进步具有重要的促进作用。为此，我们应对采矿工程技术引起足够的重视，并深入研究采矿工程技术的发展及应用。关键词 采矿工程；技术应用；新型技术；1、采矿工程技术重要性分析随着我国经济的迅猛发展，采矿工业也在快速的发展以满足市场的需要。采矿工业是向自然界索取为发展国民经济所需要的矿产品，为现代工业生产提供原材料和能源的基础工业。从农业到工业，从人民生活的需要到科学技术的发展，无不与采矿工业有关，它与我们的经济发展息息相关，因此，它在发展我国经济建设中占有极其重要的地位。矿产资源是不可再生的资源，这就需要求人类要充分合理利用和保护矿产资源的生源地。由于矿产资源储存的地质条件千变万化，导致矿产资源的开采条件复杂多变，这就必须要使用到采矿工业技术。它即可以指导矿山的进行正常生产，同时采矿工程技术又会刻意的对矿山的生产安全设施进行分析妥善布局，使之矿山开采即符合矿山开采规范又符合矿山开采的生态环境保护要求。这些事实所有从事采矿专业人员有目共睹，由此可见采矿工程技术在矿业活动中的主导地位就不言而喻了。以下就从采矿工程中比较重要的各类技术的应用做以下介绍。2、采矿工程中爆破技术的应用。在采矿工程中，由于工程的特性，往往都是需要进行地下开采，因此爆破技术的重要性就不言而喻了。目前在我国主要有以下几种爆破技术： 2.1水胶炸药爆破技术水胶炸药是当前我国采矿业中大范围采用的一种炸药，其价格低、性能好，所以得到了较大范围的采用，可是，当水胶炸药在发生爆炸的过程当中，可燃性是非常高的，并且会形成大量的粉尘，引发安全事故的发生，特别是使用水胶炸药开采含有硫元素高的矿床的过程当中，其造成的燃烧范围是非常大的，为此，需对原有的水胶炸药实施革新，将其引燃性进一步的降低；此外，水胶炸药的运用过程当中需要做好二次爆炸发生的有效防御措施，大家都知道，金矿的含硫量是非常高的，在采矿的过程当中，就需要使用水胶炸药，这样才能够有效地预防燃烧事故的发生，保证金矿采矿的整体安全。2.2无限分段起爆网络技术采矿爆破的过程当中，为促使整体爆破工作效率得到一定程度的提升，防止多次爆破的形成，一般会选择多点一同爆破的方式，一次性的完成爆破。可是此种方式虽能够促使爆破整体效率得到了较为显著的提升，可是工作人员并不能真正的判断所有的炸药都已经爆炸了，若炸药有残留，那么就会危及全体参与此次采矿工作的人员。为保证安全引爆，杜绝安全事故的发生，我们需要利用先进的科学技术，研发出科学有效的无限分段起爆网络技术，此种科学技术能够在经过爆破网络之后，运用导爆管对炸药实施引爆，在此过程中会形成一定的炮孔，当前，在无限分段起爆网络技术上无任何起爆前对其进行检查的专用设备，为使得起爆信息能够非常精准的传输出去，可以在炮孔外的位置，运用联测网络实施信号的传输，在平均每排的炮孔外面，将雷管相互间进行连接，以达到最佳的爆炸成效。2.3电雷管爆破技术在我国，电雷管是运用较为广泛的一种起爆设备，电雷管爆破技术操作便捷、性能优越、有着较强的爆炸特征，可是这种爆破技术非常易遭受来自外界因素的影响，出现早爆、晚爆、拒爆的情况，易诱发各类安全事故的发生。在对安全事故形成因素进行具体浅析之后，可以找到造成早爆的主要诱因，其中包含有：雷电、静电、杂散电流，所以需要针对这些因素实施有效的科学防御，不断加强相关安全防护措施，以确保采矿工程的基本安全【1】。3、采矿工程中绿色开采技术的应用。3.1 保水绿色开采技术的应用保水开采技术预防止溃水技术存在着较大的差异，后者更加重视操作过程中的安全。而保水开采技术的重点在于监测岩层地质水文条件的变化。很多区域进行采集活动完成之后，会出现地下漏斗的现象，而随着降雨的增加漏斗会逐渐消失，提示岩层的隔水性较好；在部分区域开采完成之后会形成水洼，甚至能够在湖泊、河流以及海下进行开采活动，对于水文条件的影响不大。保水开采技术，通过特殊的采开采工艺以及地面灌浆技术能够保护地下水资源不受到破坏，对于环境的影响小，属于环保、有效的绿色开采技术。3.2 矸石的处理技术采矿工程中矸石的排出量非常高，不但影响到地表环境，偶尔还会出现矸石自燃的现象，加剧大气环境的污染，对于环境保护非常不利。我国的情况往往是原本堆积的矸石没有进行处理，而新产出的矸石越来越多，造成污染现象越来越严重。针对矸石，主要的绿色处理技术有覆盖，在废弃物上进行覆盖，减少风吹等作用下对环境的污染；第二是根据矸石的化学物理性质选择相关的溶剂进行处理；第三是对矸石进行综合利用，将其中具有利用价值的金属等提炼出来，提高经济效益；最后是将矸石作为建筑材料，开采得到的尾矿以及被提炼之后的废石都具有作为建筑材料的价值，尤其是当下我国建筑材料成本不断上升，使用矸石能够较好地缓解资源紧张的现象。3.3 煤炭和瓦斯共采技术的应用尽管瓦斯属于一类温室气体，同时也是一类清洁能源，在很多情况下也是造成矿井重大事故的根源。针对瓦斯气体进行绿色处理对于环境、生产安全均具有重要意义。首先在煤矿开采之前，采用合理的技术将其从矿层中抽出；第二种就是煤炭与瓦斯共采技术，煤炭开采工作完成之后围岩的压力下降，此时采空区会释放出大量的瓦斯气体，在这一阶段进行抽取就能够实现煤炭与瓦斯共采。【2】4、采矿工程中计算机技术的应用。4.1数值模拟技术这一技术在采矿中的应用，主要是借助数值的计算分析采矿时岩土工程与围岩的稳定性，并对数据进行整理和收集，建立起理想模型，借助模型的运算，对计算进行整合，并得到具体的问题和结论。使用到的方法有边界元法和有限元法以及加权余量法等。这一技术中常用的软件是ADINA和ANSYA等，这些不同的软件能够借助数值模拟计算开展有限元的分析，在具体进行采矿时，这两个软件主要开展以下环节的工作:a可以借助流体理论测试和分析填充材料的性能，可以积极的推进各种新工艺的应用和发展;b可以开展动力学和热力学方面的分析，对控制热动力对采矿所产生的阻碍有很大的帮助;c数字模拟还可以分析耦合的现象，可以有效、实时的对矿内和矿石的突出以及地下的渗水等进行有效预测。UDEC和FLAC在围岩的稳定性模拟中更加适合，借助弹性理论能够使岩体的破坏和变形等问题得到有效的解决，根据不同岩体的性质进行详细的分析。从宏观的角度出发，主要以微观线弹性和非线性划分的原则为主要依据;从微观的角度出发，假设其单元比较均质，变形与弹性特征比较强，然后考虑到因为存在裂隙和节理，造成微元间接触表现为非连续性。不仅可以为巷道内围岩的控制提供数据，还可以研究地表的沉降以及岩体变化的特性等。数值模拟技术的使用，随着国内科研水平和采矿安全等要求以及计算机科技的发展，在很多地方的采矿中已经十分常见，成为了解决复杂项目工程和地形的重要手段，对采矿工程施工的预算，地质灾害的预警以及描绘应力环境等都有显著作用，所以发展的前景十分可观。4.2虚拟现实技术这是一种新兴的学科，以计算机的人工模拟为基础，把多媒体技术的发展和矿山环境等相融合，达到人机交互动态矿山管理的目的。和传统基于CAD制图的二维技术中地质地形与开拓方案，这一技术使用全新立体成像模式，对矿山的规划开展更形象与立体式的建模。这一技术主要对影像色彩、结构和高程等进行数字化形式的处理，根据统一的坐标进行拼接，能够迅速的建立起以真实图像为基础的三维数字模型，借助对2D和3D图像开展的直接操作，使用转换矩阵对图像进行组合与生成。不仅能够使时效性得到满足，生成的场景和现实情况很接近，使用3D动态方式进行呈现。还可以先使用CAD组成图像，然后再导入，把平面化图像转变成立体化图像。V技术能够有效避免生产或者在建井时可能出现的透水与塌方等情况，进而避免出现经济方面的损失以及人员的伤亡，还可以对出现的事故进行预测，并对成因进行分析，因为图像比较直观，能够有效、快速的使用三维图像对可能出现的安全情况进行假设，从多个角度分析、观测问题，对风险进行评估，实现安全化管理。此外，可以借助虚拟现实技术，真实的描绘出地貌地形与巷道的布置，并展开生产模拟，对地质环境、经济与技术等进行全面考虑，选择最佳方案，进而实现系统化生产以及优化设计的目标。4.3GIS信息监管系统GIS是根据地理信息集成原理，与计算机技术、网络科技以及空间技术等相结合，对整个采矿生产过程开展实时监控，进而实现为矿山空间信息的分析和决策等提供支持与参考。这一系统也是基于计算机科技，信息的采集主要借助遥感、测量和摄影测量等技术，还引入了GPS系统，和矿山资源的特征以及空间相结合，对采矿环节进行实时监控，及时为决策管理提供精确的系统运行和空间数据。GIS信息监管系统的实现需要充足的矿山信息数据，数据的来源一般是各种地形地质图、网络图等，还有很多技术报告与实测数据的汇总，组建主要借助已经存在的GIS软件，以此为基础在进行开发与分析。此外，把空间分析和应用的模型引进矿山的模拟，然后把得到的数据输进GIS系统，进而对数据进行综合、高效的管理，并建立起系统的监督和管理体系。这一系统运行主要是地面通信总站在GIS系统的基础上，借助数据传输终端与巷道中铺设的信息设备，对井下监测点和智能终端传感器定时开展信息的采集和巡检数据，并把井下的人员和车辆分布以及地下的湿度和温度等数据具体显示在客户端中，借助互联网传输到主管服务器中，进而在地面就能够对井下的挖掘情况与环境变化等进行监控，借助这种监督和管理方式，使矿山高效、安全生产的目的得以实现。4.4计算机采掘与规划这一技术主要是借助现代化计算机科技，根据矿山中实际作业和生产的需求，建立起数字化模型展开分析，并对采矿开采的进度进行有效的规划。采掘规划是对各种矿山作业生产进行指导的依据，以前的规划缺乏科学性和系统性，更多的按照以前经验进行调配，没有对实际生产情况进行分析，生产的效率比较低，引入数学模型，就可以使规划在应用时更加灵活。计算机科技的使用使复杂计算和数据处理变得很简单，建模也能够使规划的结果更直观、清晰，建模时也需要满足一些原则，比如集中生产的原则，生产能力的约束，地质条件的约束以及采掘设备机械的约束等。经过不断发展，计算机采掘规划的方法如下:a使用单目标线性规划理论，借助动态规划理论分析，计算机进行具体的计算和操作，进而得到最优解;b借助逼近理论展开计算机模拟和编制;c借助ES技术和模糊数学理论进行建模，不仅能够得出采掘规划，还可以尽可能优化计算机运算的能力。总之，这一技术的发展有利于提升规划生产的科学性，强化编制计划系统的实用性，以便随时可以对计划和生产进行调整，使很多问题及时得到解决，对矿山的长期生产更加有效，极大的提升生产的效率，符合长远利益的发展。4.5动态数据库统计矿山的数据库涉及工程的设计和地质情况等方面，对实时监测得出的数据进行整合，并对采矿环境与现场的状况及时进行分析。矿山在生产时的数据具有广泛的分类，从其表现形式来看，可以分为图形、表格与文档，数据的处理量很大。使用数据库系统，就是把项目内不同实体的属性，按照取值的方式和来源进行分类，得到一系列的数据模式，借助数字化的建模方式，对全部数据的属性进行归类，找出它们之间的联系，并存入数据库内，实现集成信息的目的，借助有机联系的方式，还可以直接在分析、检索和查询中使用。【3】5、结语矿产资源涉及我们生产生活中的每一处，对于我们的重要性不言而喻。但是，采矿工业施工的时候会有危险，特别是地下开采危险性更大，很容易发生坍塌事故。而目前最好的解决办法就是，不断的研发新