發布時間:2022-03-23 11:05:31
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇金屬礦山論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【摘要】金屬礦山隱伏礦找礦工作存在著一系列的難度,需要積極運用相應的理論成果及技術方法,且大力創新科學技術,提升找礦效率。本文簡要分析了金屬礦山隱伏礦找礦策略,希望能夠提供一些有價值的參考意見。
【關鍵詞】金屬礦山;隱伏礦;找礦
研究發現,現階段在金屬礦山隱伏礦的找礦中,探測工作往往是依據已知某些礦產上開展的;我國深部隱伏礦預測問題基本存在于大部分的找礦工程中,只有較淺的深度和較小的預測范圍,可探測對象緊密聯系著已知對象,有諸多的數據,且會在較大程度上受到人為干擾。在新時期下,除了需要對探測深度進行增大之外,還需要對探測儀器的精確性不斷提升。
1、隱伏礦找礦預測理論和方法
1.1 隱伏礦找礦理論和方法
首先,礦床模式理論;近些年來,國內外一直借助于礦床模式理論來預測隱伏礦找礦。經過地質學家的實踐和完善,如今有獨特理論模式形成,包括成礦模式、成礦系統及成礦系列等,這些完善的理論,促使我國找礦界的理論知識得到了豐富,找礦思路得到拓展,幫助人們更好的尋找隱伏礦和深部礦。
其次,成礦系列與成礦系統;具體來講,在特定地質環境與地質時期下,因為受到主導地質成礦作用,形成的礦床類組合即為成礦系列,其具有密切關系的空間、時間和成因,但是有差異化的成礦條件。以熱液脈型銅-鉛-鋅礦為例,雖然存在部位不同,但是卻屬于同一個地質構造環境,有密切類似的成因,屬于成礦系列。借助于成礦系列,可以更加順利的定位、預測及查找隱伏礦。而某種類型的地質環境下,形成控制礦床及成礦作用和地質要素保存的過程,再加上所形成的礦床系列等即為成礦系統。而成礦系統研究則是深入研究一般礦床成因,結合成礦的時間、空間及運動因素,來對區域找礦規律進行研究,能夠從宏觀角度來對成礦的發生及作用全面認識。
1.2 國內基本預測理論及方法
調查發現,我國專家學者在找礦預測方面,主要采取的是模型預測法,而其又可以劃分為兩種類型,分別為概念模型預測法、經驗模型預測法。概念模型預測法借助于礦床模型,來對比其他一個或者多個礦床模型,以便將相似的地質特征與成礦環境給找出來,對其遠景區的地質特征詳細研究,進而將更加相似的找礦靶區給找出來,借助于獲取到的資料及統計學方法,對未發現的礦床有效預測。而經驗模型法則是結合勘查數據,來對區域礦床和多元地質找礦信息之間的關系重點研究,通過定量分析方法的運用,如GIS系統,來將區域成礦有利度、資源量及多元地質信息之間的規律給建立起來,通過經驗模型的構建,來定量分析預估資源。依據三部式成礦預測方法,將經驗模型法給借鑒過來,構建銅礦數字礦床模型。也就是將國內外專家的成功經驗給吸收過來,有機結合GIS技術和專家系統,對典型的銅礦找礦模型進行總結,通過數字模型網絡的構建,促使數字化知識庫得到形成,將原始礦床概念模型及計算機智能推理軟件信息互換機制給構建起來,對系統三級推理網絡圖科學開發。這三級分別能夠對可能存在的礦床類型、區域位置、成礦概率等合理確定,且優選成礦。
2、隱伏礦找礦預測最新技術和方法
2.1 物探技術
現階段,主要將重力法、電法、磁法及地震法作為常規的物探技術方法;近些年來,在隱伏礦定位中,也開始采取一些新的探測方法,包括井中物探法、多頻激電相位法、激發極化法等。在這些方法的基礎上,也有一些新的隱伏礦探測方法在深入研究,包括高分辨率地震反射技術等,這些技術具有較高的探測深度,在-1000米以上。而在礦區尋找中,也會采取一些輔助手段,如遙感異常信息多層次分離提取技術,其將多樣化的數學方法、圖像增強手段給運用過來,能夠對將遙感信息中的背景信息給多層次剔除掉,將礦化異常信息逐步分離出來。
2.2 化探技術方法
原生暈法、水化法、次生暈法等為常規的化探技術方法,其中,將深穿透地球化學找礦法、構造地球化學找礦法運用到隱伏礦深度探測中,取得了不錯的效果。前者所研究的理論技術,主要是對深部隱伏礦體發出的極微弱直接信息進行探測,具有較大的探測深度,超過百米;對直接找礦信息進行測量,且有極微弱的信息,但是有較大的異常襯值;包括這些方面,首先為關系測量的地氣中金屬含量方面的方法,地氣法、納米物質測量法、氣溶劑測量等為主要代表,結合氣體對金屬的搬運理論,或者假設有類氣體性質存在于金屬中,其具備相對較大的探測深度。其次為對礦體上方地壤中活動態的金屬進行測定,包括TMGM、MPF等;此外,還有植物測量方法、電地球化學方法等。構造地球化學法則是將構造地質學及地球化學的基本原理方法給運用過來,以便對各種環境中元素的分配遷移、富集特征及規律進行研究。根據構造地球化學研究結果,構造運動下,會有兩種結果形成,一種是有規律的排列組合構造形跡,以便有構造體系形成;另一種則是遷移、富集元素,有地球化學異常構成。此外,在找礦預測領域中也應用了一大批新型技術,包括人工神經網絡技術、圖形圖像處理技術、GPS技術等,發揮了重要的作用,促使預測技術的科學化、信息化程度不斷提升。
2.3 新技術新方法
目前,會將邏輯信息法、特征分析法、找礦信息量法等運用到危機礦山深部找礦中,子在隱伏礦定位預測中,這些方法具有各自的優缺點,且也開始逐漸應用分形分析、耗散結構分析等技術。其中,地理信息系統能夠綜合分析相關的地、物、化、遙信息等,現階段,隱伏礦定位預測開始發展為多元信息綜合定位預測,GIS技術將會成為非常重要的工具手段,如MapGIS等,通過GIS的應用,傳統成礦預測方法體系得到了徹底改變,預測效率及水平得到了顯著提升。
3、結語
綜上所述,進入新時期之后,我國開始大力開展金屬礦山隱伏礦找礦預測理論及方法研究,取得了一定的成績,如床礦模式、成礦系統、成礦系列等,結合了新技術和老方法。在未來的發展中,需要加深研究,不斷創新,積極借鑒國外的成功經驗,提升我國金屬礦山隱伏礦找礦效果。
摘要:有色金屬礦山企業在生產經營過程中需要消耗大量的電力能源,其所產生的非線性和沖擊性負荷不斷增長,對于電力系統的電能質量提出了更高的要求,因此,對有色金屬礦山企業電能質量進行相應分析是非常必要的。文章結合有色金屬企業對于電能的使用情況,對其電能質量進行了分析和對比,希望能夠為電能質量的控制提供一些參考。
電能是現代社會發展中一種基礎性的能源,電能的供應關系著社會以及人們日常生活的正常運行。最近幾年,伴隨著經濟的快速發展,社會對于電力的需求不斷增加,電網中接入了許多沖擊性、非線性和畸變性負荷,使得電壓波動、無功增加、閃變等問題不斷凸顯,電能質量明顯下降,在引發相應電力系統事故的同時,對于電力用戶也造成了一些不良的影響。因此,加強對于電能質量的管理,保證供電的可靠性,是需要供電企業重點關注的問題。
1 電能質量概述
電能質量是電力系統中傳輸電能的質量,理想狀態下的電能應該是完美對稱的正弦波,如果由于某些因素的影響,導致其波形偏離了對稱正弦,則會引發相應的電能質量問題。嚴格來講,對于電能質量的衡量指標,包括電壓、波形和頻率,可以將電能質量問題定義為:影響用電設備的正常運行,導致設備無法正常工作或者出現故障的電壓、電流或者頻率的偏差,包括電壓偏差、電壓波動與閃變、頻率偏差、瞬時或者暫態過電壓、波形畸變以及供電連續性等。而伴隨著我國工業化進程的加快,工業企業引入的精密儀器以及先進生產設備越來越多,在推動其生產效率不斷提高、產品質量不斷優化的同時,對于電能質量也提出了更高的要求。在這種情況下,任何電能質量問題都有可能會造成產品質量的下降,嚴重的甚至可能造成設備的損壞,給企業帶來巨大的經濟損失。可以說,在現代社會中,電能的質量關系到了工業的發展,關系著國民經濟的整體效益,因此,加強對于企業電能質量的分析和研究是非常重
要的。
2 有色金屬礦山企業的用電現狀
狹義上的有色金屬也被稱為非鐵金屬,用來泛指除鐵、鉻、錳之外的所有金屬,而廣義上的有色金屬還包括相應的有色合金。有色金屬在國民經濟、科學技術等的發展中占據著非常關鍵的位置,不僅是一種不可或缺的基礎材料,更是一種非常重要的戰略物資,現代化的發展離不開有色金屬的支撐。有色金屬行業在我國屬于一種高耗能產業,在發展過程中面臨著各種各樣的問題,如集約化程度低、原材料對外依存度高、資源開采無度、技術含量不高等,尤其是在能耗問題上。相關調查數據顯示,在有色金屬企業生產中,電能占據總能耗的80%以上,在很大程度上限制了有色金屬企業的持續發展。因此,需要從電力資源角度著手,實現企業的節能降耗,實現有色金屬行業經濟的循環發展。
從目前來看,伴隨著有色金屬行業生產規模的迅速擴大,其所采用的冶煉生產工藝流程也日趨復雜化和精密化,負荷特性混亂,容易影響企業配網的電能質量,加大企業的用電成本。企業在生產過程中使用的能源包括電力、天然氣、壓縮空氣等,其中電力占據相當大的比例。而且由于企業自身獨特的生產工藝流程,在生產過程中,存在著供電系統單位功率密度大、電網超負荷運行的情況。同時,企業的生產工藝比較復雜,呈現出的負荷特性也相對混亂,對于配網供電質量產生了巨大的影響。為了確保生產的有序進行,所有設備都是按照額定電壓以及額定頻率進行設計制造的,在理想狀態下,能夠實現性能最優、效率最高,而一旦電能質量不合格,則設備的性能將無法充分發揮,甚至可能無法正常運行,出現絕緣損壞、零件燒毀等問題,給企業帶來難以估量的損失。因此,加強對于電能質量的分析和研究,實現節能降耗,是企業實現可持續發展的重要途徑,也是企業在未來一段時間內需要重點關注的問題。
3 有色金屬礦山企業電能質量分析
3.1 電能質量分析
在當前可持續發展理念的影響下,許多工業企業都采取了相應的節能技術和節能設備,希望能夠減少生產過程中對于電力的消耗。但是,部分節能技術在使用過程中,可能會導致電能質量下降,如增加諧波、引發電流畸變等。因此,在對電能質量進行治理時,還需要考慮節能技術所帶來的問題,避免出現得不償失的情況。對于有色金屬企業電能質量的分析和研究,可以歸結為對電網用戶終端電能質量的分析問題,需要結合相應的調研工作進行大量的試驗,確定最為恰當的電能質量標準,然后結合能源管理系統,實現對于電能質量的監測和管理,實現企業的節能降耗。在上述有色金屬企業中,采用的生產工藝非常復雜,因此存在著很大的隨機性和不確定性,容易受到各種因素的影響。在對其電能質量問題進行分析和解決時,應該從其工藝流程出發,將電能質量評價系統與能源管理系統結合起來
3.2 電壓分析
電能質量中的電壓問題一般體現在電壓的驟降上,很容易導致設備的停運,造成嚴重影響。針對這一問題,可以在電力系統與用電設備接口處設置相應的電壓源型變換器,對電壓進行補償,從而暫時性替代供電電源,或者對電壓跌落進行補償。
在當前的技術條件下,動態電壓調節器(DVR)通常被認為是削弱電壓瞬變影響的關鍵性技術措施,其是一種自帶儲能系統的串聯補償裝置,能夠實現對于無功功率和有功功率的補償,抑制動態和穩態的電壓跌落、閃變、浪涌等,提高電能質量。DVR主要包括了三種不同的拓撲結構:(1)串聯式DVR:其主功率回路包括了能量存儲單元、VSC型全控性逆變器、直流電壓穩定與濾波單元以及相應的保護控制單元等。其中,能量存儲單元可以在配網出現電壓暫降期間為負載提供有功功率,因此必須具備相應的能量存儲以及功率轉換功能,比較常見的設備包括超級電容、超導儲能等;(2)并聯式DVR:其在結構上與串聯式DVR相似,只是沒有能量存儲單元,主要是通過對于無功電流的控制,實現對于電壓的調整;(3)混合式DVR:是指將串聯補償電路與并聯補償電路聯合在一起形成的一種新型結構,能夠有效解決串聯式DVR經濟性較差的問題,利用系統電壓跌落時產生的殘壓,為逆變回路提供能力,從而免去了儲能裝置的設置,降低了整體成本投入。
3.3 諧波對比
在交流電網中,有效分量為工頻單一頻率,任何與其頻率不同的成分,都可以稱為諧波。大量非線性設備的使用,是諧波產生的主要原因。諧波的存在會降低電能質量,導致變壓器、電動機等在運行過程中出現局部溫度過高的情況,從而導致絕緣損壞或者設備燒毀,在給企業帶來經濟損失的同時,也可能引發安全事故。而對于電子裝置,諧波的存在可能會使得晶閘管觸發裝置誤動,甚至引發設備故障,影響裝置功能的有效發揮,因此做好有色金屬企業生產設備的諧波監測和治理是非常重要的。
對于諧波的治理,比較常用的方式是安裝相應的濾波裝置,包括無源濾波器和有源濾波器,其中無源濾波器在對諧波進行抑制的同時,還可以對無功功率進行補償,主要由電抗器、電容器以及電阻器等構成,可以形成相應的低阻抗通路,實現對于高次諧波的抑制。無源濾波器具有成本低、技術成熟的特點,在有色金屬企業中有著比較廣泛的應用。比較常見的無源濾波器包括高通濾波器、各階次單調諧濾波器以及雙調諧濾波器等。在對其進行選擇時,應該結合生產的實際情況。例如,在熔鑄電弧爐等非線性負荷中,如果選擇三階單調諧濾波器,可以將損耗控制在最小,不過其結構復雜,成本較高;如果選擇雙調諧濾波器,可以降低成本,但是損耗相對較大;選擇高通濾波器,可以通過相應的設置,對5次及以上的高次諧波進行有效抑制,形成低阻抗通路。在實際應用中,無源濾波器的補償特性很容易受到電網運行狀態以及阻抗變化的影響,而且會在濾波器之間或者系統間發生并聯諧振,因此只能對一些固定頻率的諧波進行補償。
有源濾波器主要是利用控制器,對瞬時電流波形進行檢測,從中提取出諧波分量,然后通過相應的分析和計算,利用變流器,輸出與諧波電流分量相同、幅值相同、方向相反的補償電流,對諧波的負面影響進行抵消。有源濾波器的主要組件是靜止功率變流器,具備高可控性和快速響應性,可以對無源濾波器中存在的問題進行解決。需要注意的是,對于存在大量低次諧波和部分高次諧波的配網,可以通過串聯或者并聯的方式,將有源濾波器和無源濾波器組合成混合濾波器,以實現良好的濾波效果。
4 結語
總之,電能質量的各種指標數據是實時動態的,想要對電能質量進行有效的分析,必須做好相應數據的監測和采集工作,構建科學合理的評價體系,通過對評價系數的調整,實現對于電能質量的準確評價。同時,有色金屬礦山企業應該立足自身實際情況,對電能質量進行相應的分析和研究,針對可能影響電能質量的各種問題,如諧波等,采取切實有效的處理措施,實現對于電能質量的有效控制,在保證企業正常生產的前提下,實現節能降耗,推動企業的可持續發展。
作者簡介:朱秀娟(1984-),吉林長春人,長春黃金設計院工程師,研究方向:電氣設計。
摘 要:為了解決采空區及地表陷落的安全隱患,同時為礦山生產的大量尾礦砂尋找堆存場地,經試驗充分論證,可利用全尾砂對井下采空區進行充填處理,消除地表陷落及采空區垮塌安全隱患。井下采空區充填密閉是全尾砂充填的必要條件之一。文章較詳細介紹了全尾砂膠結充填技術在某金屬礦采空區治理中發揮的作用,治理效果顯著,基本消除了礦區采空塌陷地質災害隱患,為小型礦山采空區治理工作提供技術指導。
關鍵詞:采空區;全尾砂;膠結充填;金屬礦
全尾砂膠結充填技術近十幾年來,在我國不斷得到發展、完善,已在不少礦山推廣應用。某金屬礦于2005年建礦,2008年正式投產,設計生產能力15萬t/a。礦山采用中央下盤斜井開拓,采礦方法為房柱法和淺孔留礦法。經多年開采已經形成了較大范圍的地下采空區,對周圍居民、工廠構成威脅,礦山和各級政府對地表安全監控管理和環境保護治理的工作責任重大。
1 礦山基本概述
1.1 地質條件
礦區處于某向斜盆地的東北邊緣,分布有奧陶系馬家溝組、石炭系本溪組及二疊系地層。由于金嶺巖體的侵入作用,形成向東北傾伏的金嶺短軸背斜,沿接觸帶形成一系列大小不等的磁鐵礦床。
該金屬礦山開采礦床礦體-150m以上部分。礦體形態呈扁豆狀,走向N30°E,傾向SE,傾角20°~40°,礦體沿走向南北長180m,沿傾向延伸165m,水平寬度50~150m。主要有益組分TFe含量一般為30%~55%,最高可達64.74%,平均含量51.41%;礦體最小厚度4.34m,最大厚度16.48m。
1.2 水文地質條件
礦區地處魯中南陸背斜水文地質區、山間盆地亞區的水文地質單元北部。依據含水介質及賦存條件,含水巖組分為第四系松散巖類孔隙含水巖組、碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組和巖漿巖類裂隙含水巖組。
礦山投產以來,坑內一直無水,只是在雨季的后期,坑壁上有少量滲水,并不影響坑內作業,也無需排水疏干。該金屬礦水文地質條件簡單。礦床的主要充水因素是奧陶系灰巖巖溶裂隙水。區內沒有大的河流及地表水體,大氣降水順勢流出礦區,不會在本區滯留,對地下開采一般不會構成威脅。
1.3 開采現狀
礦區回采方法為房柱法和淺孔留礦法,礦房、礦柱二步回采,先采礦房,后采礦柱。礦房采用空場法回采嗣后采用尾膠充填,礦柱底部結構先用尾膠接底4米高然后用松散的碎石作為充填料充填采空區,接頂采用尾膠,高度為2米直至充滿采空區。
生產過程中的廢石量較少,遠不能滿足采后空區充填的需要,因此留有大量空區存在。另外該礦地表有公路、良田、工廠和村莊,不允許地表陷落。采空區的存在對其產生很大的危害。
2 全尾砂膠結充填
2.1 充填材料來源
該金屬礦山采用尾砂膠結充填方式。尾砂膠結充填原料為尾砂、膠固粉和水。尾砂主要來自于選礦廠尾礦庫。膠固粉從市場購買。充填水來自礦山生產水和達標的礦坑水。
2.2 膠結充填情況
(1)供水。充填用水采用水泵抽取,通過Φ60mm塑料管輸送至攪拌站,經三通分別接入JS-4000型攪拌機和制漿池。(2)供風。為了防止砂漿離析,在制漿池底部鋪設了間距0.5m、Φ25mm的高壓風管,管道每隔0.5m有一個Φ5mm的氣孔。高壓空氣自空壓機房由Φ100mm的鋼管輸送至制漿池,對砂漿進行攪拌,防止砂漿離析、沉淀。(3)添加尾砂。尾砂由卡車運至攪拌站堆料場堆放,攪拌時,使用ZL50裝載機將尾砂送入攪拌機進行攪拌。(4)添加膠固粉。散裝水泥膠固粉由專用運輸車運送到攪拌站,通過旁通式氣力運送機組揚送入容量為150m3的膠固粉倉儲存。充填制漿時,打開吊掛螺旋計量秤和溢流螺旋給料機的控制柜開關,料倉內的膠固粉連續地流入雙軸攪拌機內。(5)攪拌砂漿。將尾砂添加入攪拌機中,打開供水開關加水,然后開動攪拌機攪拌8~10min,使尾砂與水進行充分攪拌、混合后,放至制漿池。攪拌后的砂漿放入制漿池后,打開供氣開關送入高壓空氣進行攪拌,并適當加水,即制成合格的砂漿。砂漿濃度一般達57%左右。(6)制備和輸送料漿。打開制漿池的手動閘門,同時開動膠固粉添加開關按鈕,將砂漿和膠固粉送入雙軸攪拌機內進行混合、攪拌,在雙軸攪拌機的出口處制備好合格的充填料漿(輸出濃度為=60%),經輸送管道自流至充填空區。(7)測量及控制砂漿濃度。砂漿的制備分為攪拌機攪拌和高壓空區攪拌兩個步驟。在攪拌機攪拌時,適當提高砂漿的濃度,使其濃度在60%左右;當砂漿進入制漿池后,利用高壓空氣進行攪拌,并使用濃度壺測量砂漿濃度。根據多次監測結果,加水將砂漿稀釋至57%左右,制成合格的砂漿。(8)控制灰砂比。充填料漿的灰砂比是通過調整砂漿和膠固粉的添加流量來控制的。根據膠固水泥粉的添加速度,經多次試驗,平均每池砂漿的體積為55m3,給入雙軸攪拌機的時間為60min左右;按砂漿濃度57%、密度1.57t/m3、灰砂比1:4計算,每池55m3的砂漿需添加20t膠固粉。由此,通過控制柜調整膠固粉螺旋給料機的轉速(設定膠固粉流量為6t/h),使其向雙軸攪拌機添加膠固粉的流量為6t/h,并根據螺旋計量秤稱得每池砂漿添加的膠固粉質量,進行校對,使膠固粉和尾砂配比保持在1:4左右。(9)膠結充填時間和數量。該金屬礦山尾砂膠結充填工作歷時364d,每天1~3班。
2.3 充填區密閉和濾水
充填區采用漿砌磚墻進行密閉。墻體厚50cm,表面采用砂漿噴面。設置濾水窗和濾水管使采空區充填料漿離析的充填水通過濾水裝置和巖石裂隙進入礦山深部開采中段水倉,由水泵排至地面進行凈化再利用。
3 充填質量評述
3.1 采空區充填率
該金屬礦設計充填采空區體積4萬m3,充填濃度為60%的料漿94 948m3,按料漿充填系數0.75計算,充填空區體積71211m3。采空區充填率大于90%,充填體單軸抗壓強度大于0.5MPa,使采空區充填充分接頂,滿足設計及有關規范要求。
3.2 膠結充填質量
該金屬礦采空區尾砂膠結充填施工設計膠固粉與尾砂的配比為1:4,料漿濃度為62-65%。在充填施工過程中,膠固粉與尾砂的配比區間為1:4~1:12、一般為1:8~1:9、平均為1:8.8。共取試塊26組,養護后送某檢測有限責任公司進行測試,試塊單軸抗壓強度1.5~3.0MPa,平均值2.2MPa。尾砂膠結充填體的強度滿足設計要求。
4 結束語
(1)本次充填采空區的頂板埋深均小于200m,采用尾砂膠結充填方式進行充填,采空區充填率為95.3%;試塊抗壓強度1.5~3.0MPa,平均值為R28=2.9MPa。本充填方法、充填質量滿足要求。(2)通過本次采空區充填治理,使礦山開采形成的采空區得到了有效的治理,有效保護地表不塌陷和保護遠景資源,消除和大量減少了礦山固體廢料的排放,保持礦區生態體系完整,從根本上最大限度地消除礦產資源開采帶來的負面影響,并且能使礦山效益最大化。(3)許多礦山的實際應用證明,利用尾砂進行地下采空區充填,是一條變害為利、綜合利用、可有效控制和消除地壓危害、保證礦山安全生產、改善地質環境和生態環境的有效途徑,具有很高的社會效益。
[摘 要]分析闡述了節能減排對現代礦山采選的意義,介紹了礦山傳統采選模式對環境產生的負面影響,詳細介紹在金屬礦山地下采礦中實現節能減排的工藝與技術。
[關鍵詞]金屬礦山;地下開采;節能減排
隨著我國經濟快速發展,我國的經濟發展模式由粗放型向集約型轉變,國家日益注重資源的合理開發利用和環境的保護,傳統的地下開采金屬礦山采選模式存在眾多的地質、環境問題和危害,尤其礦山的高能耗、高固體廢物排放,已經不能滿足當下的節能減排要求。一些礦山企業進行地下開采節能減排技術的研究和實驗,相應地創新出了許多適合新型礦山建設的節能減排技術,取得了較好的經濟效益和社會效益。
1 傳統地下開采金屬礦山存在的主要問題及危害
(1)能源消耗高, 原材料消耗大,導致礦山的經濟效益低下。
(2)地下開采金屬礦山礦石回采率平均約60%,造成大量礦石永久性損失,采選回收率低造成資源、能源的浪費。
(3)環境污染嚴重。環境污染包括: ①廢水污染。
主要是礦坑水、廢石場的雨淋污水和選礦廠排出的洗礦、尾礦廢水。這些水含有各種各樣的固體金屬和金屬離子, 如不經處理而外排, 將對環境造成嚴重的影響;②大氣污染。主要是鑿巖粉塵以及爆破產生的CO、NO、CO2氣體和粉塵, 對環境和人身健康造成極大的威脅;③廢渣污染。我國金屬礦山每年排放的廢石和尾礦約5×108t,廢渣量大且成分復雜,難處理,難回收, 難復墾,污染地下水源。
(4)資源逐漸枯竭,開采條件日趨惡化。由于資源的不可再生性, 高品位礦、淺部礦產資源越來越少, 金屬礦山開采向深部地下開采和低品位礦開采發展,開采條件將日益復雜。
(5)破壞土地和生態環境。礦山開發不僅占用大量的土地, 還對土地資源造成很大程度的破壞。露天采掘、傾卸固體廢石、尾礦壩和沉陷區等可使土地變成很難重新利用的不毛之地。礦山開采還會造成地表塌陷和地表景觀的破壞。
(6)引發多種工程災害和地質災害。開采時破壞巖石穩定條件引起的滑坡、冒頂片幫;由于崩落法采礦引起的地陷;廢石堆、尾礦庫垮塌引起的泥石流;地下爆破引起的地面振動、空氣沖擊波等。
2 金屬礦山地下開采節能減排的技術與工藝
2.1 充填采礦法
充填采礦法主要是將尾礦(廢石) 處理充入井下采空區, 改善礦山的環境, 節省污染治理費用, 減少修筑廢料石場和占用農田。根據礦山的開采技術條件和采礦方法, 采用工藝成熟的中深孔落礦一步回采方案, 嗣后用井下掘進和采礦的廢石充填采空區。由于井下掘進和采礦的廢石量有限,確定井下廢石主要充填東部和西部的采空區,中部無礦帶附近的采空區采取封堵方法隔離空區, 即采取“充兩頭封中間”的方法, 實現井下廢石不出坑,全部用于井下采空區充填。該方法采場銜接順利, 生產作業安全, 能較好地回收礦石, 提高勞動生產率,同時使采場地壓得到有效控制和轉移, 既可保護地表環境, 降低成本,又確保井下安全。
廢石不出坑,直接充填采空區,工藝簡單,效果明顯,適應性廣,易于推廣。這種方法只需要采礦方案設計規范、合理,便可實施,對設備、人員素質要求不高,適合中小型礦山采用。
2.3 全尾砂充填技術
選礦廠尾礦部分或全部用作充填料, 不僅可以解決充填料的來源問題, 而且可省去建設尾礦壩, 降低礦山尾礦處理帶來的成本, 改善礦山環境, 消除尾礦庫垮塌帶來的泥石流等安全隱患, 對礦山采選節能減排具有重要的意義。20世紀80年代,凡口鉛鋅礦試驗充填料的動電固結工藝獲得成功,使全尾砂充填采礦成為現實。該法能有效地加速全尾礦充填料的脫水和固結硬化過程,可提高充填體的初始強度, 為設備作業提供堅硬的底板。隨后, 金川鎳礦高濃度膠結充填料管道輸送的研究獲得成功, 為我國利用全尾砂充填采礦積累了成功的經驗為全尾砂充填的推廣起到了帶頭作用, 為實現礦山采選節能減排開采提供了技術支持。銅陵有色公司在冬瓜山新開采的礦床高濃度全尾礦充填法也獲得成功, 采用的采礦方法為階段空場嗣后充填采礦方法。回采結束, 一步驟礦房采場采用全尾砂膠結充填, 二步驟礦柱采場采用全尾砂充填, 以保證采空區的穩定和生產的銜接,控制深井回采地壓的安全。
在全尾礦充填法中存在2個方面的難題制約著其推廣應用。首先由于尾礦的化學特性,難以短時間形成一種致密的渣,需要添加化學藥劑和增加處理設備來加速尾礦固結,實施工藝比較復雜。其次,尾礦充填需要配套的加壓、輸送設備和嚴格的操作管理,增加企業投入,尤其是加大了企業生產管理難度。因此,全尾礦充填法難以在中小型礦山中推廣。
2.4 塊石膠結充填技術
膠結塊石充填料是由塊石骨料、膠結料和水3種基本成分組成。膠結塊石充填料制備方法有2種:采用混凝土攪拌法,將所有的成分一起加入滾筒式、盤式或螺旋葉片式攪拌機內;用漿葉式攪拌機將水泥膠結料混合成水泥漿,而后將水泥漿噴射到充填骨料上。塊石膠結充填采礦法的實質是采用級配良好的塊石與水泥漿(或水砂漿)混合進行充填,形成的人工壁柱的強度和穩定性都比細砂膠結的好。同時還能保證第二步回采的安全,相應減少坑下廢石的提升量。
我國很早就使用廢石充填采場,華錫集團銅坑礦采用井下機車、溜井分配系統、皮帶輸送機將廢石運送至采場口,然后與管道輸送來的水泥漿同時充入采場,在下落過程中自然混合充填,形成高強度的塊石膠結充填體。該法是一種高效率的充填法,日處理廢石量較大,較適用于大礦山、大礦體。另外,金山金礦、湘西金礦和錫礦山將廢石和水泥漿直接充填采場,用電耙混合,也取得了很好的效果。
塊石膠結充填法所需的塊石、水泥漿都可以在井下作業現場制備,實施工藝和所需設備條件比全尾礦充填法要簡單,膠結強度比單純的廢石直接充填高很多,也適合中小型礦山采用。
3 總結和展望
我國礦山目前的節能減排,還未形成完整、實用的理論。礦山節能減排是一項復雜的系統工程,它涉及了經濟、地質水文、開采技術和環保要求等諸多方面的因素,應進一步展開研究。今后,在建設綠色礦山,推進礦山企業節能減排工作時,應著重于政府監管部門的綜合監督管理,以行政手段強制要求企業進行工藝改革;同時開發出實用的節能減排開采設計規范,在礦床資源勘探、評估和礦山設計時就將資源綜合利用、節能減排和礦山可持續發展納入規劃,從而在設計和生產過程中科學地處理廢料,在開采源頭上扼制住廢料的產出;加強對企業的主要負責人和技術人員的宣傳培訓,提高節能減排對企業發展和增加經濟效益的認識,認識和了解節能減排開采工藝的運用。
[摘 要]采礦事業的高速發展,使得人們越來越關注采礦過程中的安全問題,所以,如何加強礦山采礦安全的相關技術逐漸引起相關人員的重視,在這篇文章中,我們針對礦山安全的相關措施和技術進行了詳細地探討,希望能夠為提高采礦行業的經濟效益做出一份貢獻,以供相關人員參考。
[關鍵詞]礦山采礦;安全技術;管理
任何項目的生產都存在或多或少的安全問題,而礦山生產的安全與否直接關系著國家未來的發展和穩定,采礦行業是提高國家經濟效益、促進經濟持續發展的重要手段,所以相關部門必須給予足夠的重視。但就目前而言,我國礦山采礦環境差,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安全,還直接影響著整個企業的發展,所以加強礦山采礦的安全技術管理勢在必行。
1 明確相關技術的管理任務
目前我國礦山采礦的安全技術管理中的主要任務就是嚴格貫徹落實國家指定的相關法規、政策及方針;制定完善相應的安全規章制度并實施,從而盡量減少安全隱患現象的發生,降低因安全事故引起的經濟損失,為提高國家經濟效益創造良好環境;另外,還應加強研究生產活動中的客觀規律,制定各項合理的安全措施,營造良好的生產環境。可以根據以下內容開展:(1)制定完善礦山采礦過程中的安全生產責任制及規章制度,并認真貫徹落實到位。(2)建立礦山企業的安全技術管理部門,并組織相關人員定期對其進行安全生產檢查。(3)組織工作人員學習有關安全生產的相關方針、法令、規程及政策。(4)制定實施安全技術的措施計劃,改善生產條件,提高生產設備和技術的整體水平,為提高經濟效益打下堅實基礎。(5)
建立起安全生產及技術管理的資料檔案。(6)認真分析、調查、統計職工的傷亡情況,并采取合理的措施加以解決。(7)定期開展安全教育、經驗總結的會議,并兌現獎懲。
2 實施管理
2.1 嚴格實施有關安全檢查的各項工作
礦山采礦實施安全檢查的最主要目的在于能夠及時發現安全隱患,并采取合理措施加以處理,從而最大程度上避免事故發生,為礦山的安全生產提供更多保障。安全生產的模式一般為自查、互查及專業查等,對出現的問題工作人員要及時記錄在案,并把問題公布于眾,及時組織相關人員制定有效措施進行處理。其主要內容包括:一是各項安全法規和規章制度的執行情況;二是安全生產方針、政策和上級相關決策的執行情況;三是工作環境的安全等級,例如空頂情況;四是設備、工作崗位、工具、電氣上的安全設施及防護裝置的安全情況;五是預防自然災害的具體情況;六是相關安全技術計劃的執行情況;七是安全問題的整改情況和發生事故地點的防范措施情況。
2.2 落實責任意識
礦山生產過程中的安全管理必須引起各部門工作人員的高度重視,不管是技術人員、管理人員還是普通的工作人員都應樹立自身的責任意識,每個員工都對安全生產負有責任。所以礦山生產過程中落實安全責任制是非常重要的,這就要求相關企業需建立完善的安全責任制,認真做好安全管理工作,落實責任到實處,只有這樣才能確保每個工作人員都能重視起礦山生產過程中的安全管理問題,為礦山安全生產的技術管理創造良好的環境。
2.3 定期對相關人員進行技術和安全管理的培訓
認真分析礦山事故后我們可以看出:大多數礦山企業的各級工作人員都缺乏一定的技術和安全管理的培訓,這樣就會提高一些由于違反勞動規律、規章制度及指揮等各種事故的發生率,所以定期對相關人員進行技術和安全管理的培訓尤為重要,是減少事故發生和確保安全生產的重要工作。主要內容為:一是對礦山企業中的技術、安全部門的安全意識進行培訓。該類型的培訓通常由企業主管部門和勞動組織部門一同開展。培訓后,礦山技術人員、安全部門的負責人會加強對礦山開采過程中的安全操作流程、國家安全生產的方針、法規及政策的認識,掌握與礦山安全管理、開采等有關的基本知識和安全技術,從而很大程度上提高了安全技術管理的整體水平。二是對特殊工種員工的技術培訓。礦山安全開采過程中特殊工種一般是指絞車司機、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,事故一旦發生,將會造成嚴重的人員傷亡和經濟損失。所以,為了確保礦山開采工作的安全和順利,相關部門必須定期組織這些人員進行安全操作的培訓,并且規定只有通過實踐測驗,取得合格后方能上崗操作。雖然礦山企業中有些工作人員已有多年實踐經驗,但隨著社會的不斷發展,很多技術和知識都在不斷更新,所以也應將他們作為重要安全技術培訓的對象,定期進行安全教育,總結工作過程中的經驗教訓。三是培養日常工作中的安全意識。企業要想保障安全生產加強培養安全意識的力度是最有效的手段之一。礦山企業不一定要定期舉行安全會議,但在日常安全生產過程中必須加強培養安全意識,總結各方面的安全生產問題,對出現的問題進行詳細的分析并找出處理問題的方法,對于違規作業和一些與操作規范不相符的流程及時阻止,從而為安全生產提供更多保障。四是認真做好典型經驗和事故教訓的教育。自古以來,模范是教育過程中的良好素材,所以相關人員可以利用正反方面的典型安全事例來培訓和教育工作人員的安全生產,通過實際經驗和教訓來轉換工作人員的生產觀念,從而為做好技術管理和安全生產工作創造良好環境。
2.4 嚴格控制安全管理過程,保障采礦生產安全
采礦企業相關管理人員及采礦工人必須把采礦安全責任制落到實處,嚴格依照安全生產制度及規章且在職責范圍之內進行工作,增強個人對社會、對企業的責任心。落實采礦安全生產責任制,不僅是確保安全技術管理的前提條件,同時也是采礦企業應遵循的基本制度。采礦企業各階層領導干部必須嚴格遵守安全生產規章的相關內容,并以此進行規范操作與管理,加強安全監督管理工作,把全面落實安全生產責任制放在企業安全技術管理的優秀地位。除此之外,還應定期對采礦作業進行定期檢查,及時發現礦山作業中存在的一些不安全隱患或者問題,采取相應的事故預防措施,從而為企業安全生產做好鋪墊與保陣。在對采礦企業進行安全檢查時,一定要具有組織性和計劃性,并且分系統、分專業逐一進行安全檢查,防止遺漏安全隱患,對查出的隱患及時整改。
3 結束語
綜上所述,我們可以得出,相關部門必須重視和有效解決礦山生產過程中的安全問題,這就需要有關人員不斷加強與采礦技術管理相關的工作,只有這樣才能確保采礦作業的安全,減少事故發生率,保障人們生命財產安全。因此,在采礦過程中做好安全技術管理工作能夠推動國家經濟和采礦企業的進一步發展。
摘要:金屬礦山的電氣節能是一項系統性的工作,金屬礦山的電氣節能措施對于提升礦山運營安全性和減少資源浪費都有著重要的意義。文章對金屬礦山電氣節能的內容進行分析后,對于金屬礦山電氣的節能措施進行了分析。
關鍵詞:金屬礦山;電氣節能;節能措施;礦山運營;資源浪費
金屬礦山的電氣節能措施能夠針對礦山中電能消耗較多的設備進行有效的節能,可以在滿足金屬礦山生產要求的前提下合理地減少礦山的能源消耗,因此可以為提升金屬礦山生產效率、經濟效益、社會效益起到重要的助力。
1 金屬礦山電氣節能簡析
金屬礦山的電氣節能是一項系統性的工作,以下從節能重要性、礦山供電系統、礦山節能原則、配電系統節能、降低線路損耗等方面出發,對于金屬礦山的電氣節能進行了分析。
1.1 節能重要性
金屬礦山的電氣節能有著很高的重要性。眾所周知,金屬礦山中有部分是新建礦山,而還有其他的礦山屬于擴建改造的礦山。針對不同類型的金屬礦山如何能夠更好地節能,并且降低電能消耗,才是做好電氣節能工作的關鍵。另外,金屬礦山電氣節能的重要性還體現在其自身的用電設備容量很大,但是用電設備相對又比較集中,因此這意味著只有根據金屬礦山的特點才能夠確定出優秀的電氣節能措施。與此同時,由于近年來我國大力推行節能降耗的措施,并且將其上升為我國的基本國策之一,因此以節能措施的執行來促進節能技術、節電節能設備的不斷進步也就有了很高的重要性。
1.2 礦山供電系統
金屬礦山的電氣節能需要在供電系統的基礎性進行。通常來說,供配電系統的節能工作需要根據礦山的實際情況來進行。由于我國許多的金屬礦山都處于較為偏遠的地區,這導致了礦區距離上一級一次供電變電所距離都很遠,因此可以將其視為供電的末端。另外,由于我國許多金屬礦山的供電電壓多為35kV或者是66kV,因此只有對于35kV或66kV的供電架空線路進行優化,并且按照用電負荷來較驗電壓降,才能夠在減少線路損耗的基礎上進一步滿足電氣節能要求。與此同時,由于通常的金屬礦山年最大負荷利用小時往往會超過4000h,因此節能措施的執行可以在5年內收回成本,具有很強的經濟性。
1.3 礦山節能原則
金屬礦山的電氣節能需要遵循基本的節能原則。礦山節能工作有著自身的原則。通常來說,金屬礦山的主要用電設備往往會集中在選礦廠以及采礦部分上,這也導致了礦區總降壓變電所的位置往往會靠近選礦廠和采礦部分。另外,在進行礦山節能的過程中有關人員還需要考慮變電所進出線方向,然后從電力電纜和架空線路的消耗及線路功率損失這兩項原則來選擇確定。與此同時,有關人員在進行礦山節能的過程中還應當努力地減少不必要的線損,從而能夠在提高供電質量的同時進一步構成經濟合理、運行可靠的供電網絡中心。
1.4 配電系統節能
金屬礦山電氣節能的關鍵在于配電系統的節能。在配電系統節能的過程中,有關人員可以根據金屬礦山用電負荷的特點來判斷配電系統設計是否經濟合理。工作人員在進行配電系統節能的過程中應當正確地構成配電系統,然后將變電所及變壓器設置在選定的負荷中心,從而能夠在合理地劃分供電分區的同時更好地減少線路長度,有效地降低線路損耗。與此同時,工作人員在配電系統節能的過程中還應當著眼于實現電氣節能的重要環節,從而能夠在減少線損的同時進一步提升供電
質量。
1.5 降低線路損耗
金屬礦山電氣節能的最終目標在于降低不必要的損耗。首先,工作人員在降低線路損耗的過程中應當更加充分考慮其生產使用功能,然后在此基礎上再進行選礦工藝流程的優化;其次,工作人員在降低線路損耗的過程中應當根據金屬礦山的特點來確定合理的配電方案。例如工作人員可以對于6kV或10kV高壓用電設備,這些設備通常包括球磨機、鼓風機、渣漿泵等。與此同時,工作人員在降低線路損耗的過程中應當根據金屬礦山的礦藏容量和工作特點來進一步確定一個或幾個高壓供電分區,從而能夠在此基礎上進一步滿足電氣節能及生產的需要,并且順利實現變壓器節能的目的。
2 金屬礦山電氣節能措施
金屬礦山電氣節能措施有很多,以下從提高功率因數、減少無功損耗、合理諧波抑制、用電設備節能、使用電動交流機等方面出發,對于金屬礦山電氣節能措施進行了分析。
2.1 提高功率因數
金屬礦山電氣節能的第一步是合理地提高功率因數。首先,工作人員在提高功率因數的過程中應當合理地采用高壓并聯電容器以及低壓靜電電容器進行無功補償,從而能夠在此基礎上更好地提高供配電系統的功率因數;其次,工作人員在提高功率因數的過程中還應當努力地尋找全新的金屬礦山節約電能源途徑,因此在提高功率因數的過程中應當通過正確選擇電動機和變壓器容量以及照明燈具來有效降低線路的感抗,從而能夠起到提高供配電系統的自然功率因數的作用。與此同時,工作人員在提高功率因數的過程中應當根據負荷計算來采用適當的電容器進行無功補償,從而能夠有效地提高功率因數。
2.2 減少無功損耗
金屬礦山電氣節能的關鍵在于減少無功損耗。工作人員在減少無功損耗的過程中為了能夠有效地增加有效有功功率輸出和補償容量,需要在提高功率因數的前提下持續減少變壓器的無功損耗,最終能夠有效地提高變壓器效率。工作人員在減少無功損耗的過程中應當確保配電系統的功率因數能夠經過無功補償后參數在0.9以上。與此同時,工作人員在減少無功損耗的過程中應當通過必要的外接裝置和有源吸收濾波裝置及無源有源復合濾波吸收裝置等來減少相應的無功損耗。在這一過程中,工作人員應當根據金屬礦山節能要求的具體情況來確定,最終能夠有效地降低損耗、提高功率因數,提高運行效率的目標。
2.3 合理諧波抑制
金屬礦山電氣節能離不開諧波抑制的支持。首先,工作人員在合理諧波抑制的過程中應當理解到電力系統中的無功功率主要由相位角和高次諧波造成的。在這一過程中,用電設備的非線性負載產生了高次諧波,并且也增加了電力系統的無功損耗,因此這意味著工作人員在合理諧波抑制的過程中應當將重點放到優化供配電系統的設計上;其次,工作人員在合理諧波抑制的過程中應當正確地選擇用電設備,這對于抑制諧波、提高電能使用效率有著極為重要的意義。與此同時,工作人員在合理諧波抑制的過程中應當合理地采用變頻器控制裝置及可控硅軟啟動控制裝置,從而能在礦山的生產運行過程中避免供配電系統輸送了過多的諧波,最終起到良好的抑制和治理效果。
2.4 用電設備節能
金屬礦山電氣節能需要將重點放在用電設備的節能上。首先,工作人員在用電設備節能的過程中應當優先選用低損耗、低噪聲的節能變壓器;其次,工作人員在用電設備節能的過程中應當根據行業標準要求來確保同一系列新型號的變壓器自身損耗比前一個型號低10%左右,從而能夠達到必要的金屬礦山節能標準。與此同時,工作人員在用電設備節能的過程中應當合理地選擇變壓器容量和臺數,并且在這一過程中綜合考慮投資和年運行費,然后合理地對用電負荷進行分配,最終能夠有效地避免不必要的線路損耗。
2.5 使用電動交流機
金屬礦山電氣節能離不開電動交流機節能的支持。首先,工作人員在使用電動交流機來進行節能時應當對于較為常用的電動交流及諸如交流鼠籠型異步電動機或者是繞線轉子型異步電動機以及同步電動機等有著足夠的了解與認識;其次,工作人員在使用電動交流機來進行節能時應當通過控制其端電壓、轉矩轉速、功率因數、傳動效率來實現更好的電能節能效果。與此同時,工作人員在使用電動交流機來進行節能時應當根據負荷特性和運行要求,使之工作在經濟運行的范圍內。在安全、經濟合理的條件下,大容量的異步電動機宜采取就地補償無功功率的方法,最終達到提高功率因數,并降低線損的目標。
3 結語
金屬礦山電氣節能是做好礦山安全保障工作的前提工作之一。這一技能工作的進行能夠在避免并且減少井下事故的同時確保采礦工作的正常運作,因此對于我國礦產行業的發展有著重要的促進作用。
作者簡介:王憲強(1985-),男,山東諸城人,長春黃金設計院中級工程師,研究方向:供配電設計。
[摘 要]黑色金屬礦山井下供電設備在實現供電安全、可靠、經濟,還應該具備一定的電氣保護功能,本文著重分析了目前礦山供電設備的過流、漏電和接地保護三種電氣保護,并對新型的綜合電氣保護裝置進行闡述分析。
[關鍵詞]黑色金屬礦山井下 供電設備 電氣保護
隨著我國采掘業的發展,許多先進的井下采掘設備被大量使用,這就對礦山井下供電設備提出了嚴格的要求,供電設備必須實現供電安全、可靠、經濟。然而由于礦山井下的特殊工作環境,供電設備運行時具有高度的危險性。因此井下供電設備為保障其正常運行必須具備一定的電氣保護功能。
1 礦山井下供電設備的種類
礦山井下供電電源一般引自地表高壓配電室或架空線路,電源線采用鎧裝電纜沿副井或風井敷設至井下中央變電所,由中央變電所再送到采區變電所或移動變電站降壓,得到所需等級的低壓電,然后經過采掘工作面配電點,向采掘機械等設備供電。這些供電系統中都包括三大類設備:
1.1 電源轉換設備
這包括將地面高壓電源轉化為礦井內直流或交流電源的轉化設備,如礦用變壓器、礦用低損耗動力變壓器、隔爆干式變壓器、隔爆型移動變電站等。
1.2 電能分配裝置
這包括將礦井內經礦用變壓器轉換的電能向礦井內生產工作面和礦井巷道合理的分配、斷開、接通電能,如隔爆自動饋電開關、高壓真空配電裝置等
1.3 電能輸送介質
這包括將地面高壓電能輸送到礦井內部的電纜,和礦井內部由礦井內變壓器向各工作面輸送電能的低壓電纜及架空電纜。
2 礦山井下供電設備的工作條件及性能要求
2.1 礦山井下供電設備的工作條件
2.1.1 高濕度
由于礦山開采礦物種類的不同,礦井內部條件千差萬別,但是由于大多數礦井都處于地下幾十米到幾百米,在這種地層中礦井一般空氣潮濕,巷道及硐室又經常有滴水、淋水,甚至出現涌水等現象。
2.1.2高粉塵、通風條件差
由于礦井身處地下,礦井工人放炮后產生的粉塵較大,無法自然通風,礦井采用通風管道強制通風,但是受到深度、活動空間和通風機械的限制,通風效果與地面是無法比擬的。
2.1.3 溫度高
礦井在地下由于每下降1km溫度就上升10℃,這樣隨著掘進深度的增加,礦井內部溫度會逐漸升高,同時由于通風設備的限制,這都會造成礦井內部的高溫。
2.1.4 人為干擾多、易受損
在礦井中由于采掘面的不斷延伸,礦井內的供電設備需要不斷移動,并由于開采面地質不同,采掘面的用電負荷會有較大變化,同時設備的運行也會頻繁啟動,如遇到堅硬的地層很可能會超載運行,造成供電設備電流的產生大幅變化,另一方面隨著工作面的拓展礦井內地層或有變化和開采放炮,井下供電設備可能受到砸壓。
2.2 供電設備在礦井井下的影響
2.2.1 絕緣性能的下降
礦井井下的高溫、高濕、高粉塵等情況會大大影響,供電設備的絕緣強度,輕者造成供電設備內部短路、漏電等問題縮短設備的使用壽命,重者造成供電設備的報廢。
2.2.2 易造成設備燒損
礦井井下由于沼氣和粉塵的存在,極易構成可燃氣體和粉塵爆炸的條件,當這些物質達到一定濃度時,供電設備動作產生的電弧、電火花及局部高溫擊穿空氣,造成設備電弧燒損。
3 礦山井下供電設備的電氣保護
由于礦山井下高粉塵、高溫高濕的特殊環境,為保障供電設備在井下安全穩定的運行,根據國家有關規定,井下所選供電設備采用礦用一般型,同時要保證供電設備在高電壓、高負荷的供電情況下,具有一定的電氣保護從而實現供電性能及可靠性的提高。目前礦山井下供電設備的電氣保護主要有過流保護、漏電保護和接地保護三種。
3.1 過流保護
礦井井下采掘現場地質條件復雜,設備眾多,采掘設備運行時電流變化幅度大極易造成設備過流和短路,因此過流保護主要是過載保護和短路保護。
3.1.1 過載保護
過載保護是指當井下采掘設備負載突然增加,供電設備斷相運行以及供電設備電壓降低等造成供電設備電流超過額定電流做出相應的保護動作。如果供電設備長期過載運行,會加速促使供電設備內部繞組絕緣老化、損壞。因此過載保護的動作時間要與過載電流大小相一致,其動作值設定小于短路保護的動作值。動作延時取決于過載程度,延時時長由時間繼電器控制,過載時,電流繼電器動作,其觸點接通時間繼電器線圈,經延時后時間繼電器觸點動作,使執行機構動作,切斷主回路電源,同時發出過載信號。過載保護可由電磁式繼電器、電子式繼電器和熱繼電器實現。
3.1.2 短路保護
短路保護是供電設備絕緣遭到損壞、所帶采掘設備短路時將產生短路時及時動作切斷電源設備從而保護供電設備。因為短路故障電流是供電設備額定電流的十幾到幾十倍,因此使短路保護的動作時間要短,其動作值設定較大,在很短的時間內切斷電源。短路保護可由電磁式繼電器和電子式繼電器實現。
3.2 漏電保護
由于礦山井下供電設備運行在高溫高濕環境中,極易造成供電設備絕緣電阻下降,導致人身觸電和漏電火花引發危險。因此在井下供電設備必須具備漏電保護裝置實現絕緣監視、漏電保護的功能。
供電設備的漏電保護裝置要能夠經常監視電網的絕緣電阻,以便進行預防性維修。當監測到絕緣電阻降低到危險值或供電網一相接地時,能很快的使自動開關跳閘,切斷電源,防止觸電或漏電事故。而當人觸及電網一相時,漏電保護設備在切斷電源的同時還要能夠補償人身的電容電流,從而減少通過人體的電流,降低觸電危險性。這可以通過采用非選擇的簡漏繼電器來實現。
3.3 接地保護
在正常情況下,供電設備的金屬外殼及架構不帶電,但如果供電設備的絕緣損壞,其金屬外殼和架構就要帶電。當人觸及此電氣設備時就會發生觸電事故,因此要通過接地保護限制通過人身的電流。接地保護的關鍵是將井下接地系統的接地電阻降低到規定的范圍內,就可以使流過人體的電流不超過安全極限電流,達到減少觸電危險的目的。
目前接地保護中的接地系統是由主接地極、局部接地極、接地母線、接地導線和接地引線等組成。。
3.4 礦山井下供電設備的綜合電氣保護
目前隨著井下供電設備的集成化的提高,移動式變電站綜合自動化系統得到廣泛的推廣,實現電氣控制從熱電磁到電子智能保護的轉變。新型綜合保護裝置不僅體積小,而且有標準的插接接口。保護模塊性能優越、可靠性高、靈活性強、調試維護方便,維護中采用微電腦開放式軟硬件控制系統,實現嵌入分布式結構與多進程并行工作方式,豐富人機對話功能確保煤礦供電設備的安全運轉。
4 結束語
隨著科技發展,礦山井下供電技術也在不斷的改進和發展,同時供電設備的電氣保護也逐步小型化、集成化。我們有理由相信同今后的供電設備電氣保護并將在高新技術應用和觀念上有更新的突破。
[摘 要]隨著我國經濟的快速發展,金屬礦山的開采數量也在不斷的增加,在金屬礦山開采過程中地質災害隨時都有可能發生。因此,我們在金屬礦山開采的過程中要采取相關的措施,制定相關的對策保證金屬礦山開采的安全。
[關鍵詞]金屬礦山;地質災害;防治對策
一、前言
我國擁有數量眾多的金屬礦山,在金屬礦山開采的過程中可能發生地質災害,對于地質情況在開采的過程中要制定詳細的對策來應對各種地質災害,保證金屬礦山開采的安全。
二、礦山地質災害
礦山開采依據地形條件、開采方式和采礦設計等實施開采,它區別于一般工程建設,即使明知開采條件不利依然進行,這大大增加了各種地質災害發生的可能性。礦山開采主要分為露天開采與地下開采兩種方式,露天采場中主要存在崩塌、山體滑坡和泥石流等地質災害。地下開采主要存在地面塌陷、地面沉降、地裂縫和礦井災害、突水、塌方、冒頂等。由于經濟條件的影響,在礦山采礦設計中,只要能保證礦山開采過程中的安全進行即可,對礦山設計的邊坡坡度較大,其規模隨著開采深度的增加而變大,這不僅會影響地應力的自然平衡,還會導致人工邊坡出現變形、破壞和位移。
在地下采場中,主要存在地面變形災害和礦井這兩種災害,其中地面變形災害主要包含塌陷、差異沉降和裂縫;礦井災害主要包含突水、塌方等災害。對于這兩種災害,應堅持盡量避免,提前預防,制定治理方案的治理原則。
三、金屬礦山地質災害的主要類型
1、冒項垮幫
地下硐室開挖后,由于御荷回彈,應力和水分的重新分布,常使圍巖的性狀發生變化,如果圍巖承受不了回彈應力或重新分布的應力時,巖體就會產生變形或破壞,這種現象通常稱作冒項垮幫。
2、水位下降、水質惡化
水位下降多是由于煤礦大面積、加深開采,造成地下水排放量不斷增加,致使礦區及周圍地下水水位急速下降,破壞了地表水與地下水的天然動態平衡。
3、泥石流
泥石流多是在山區溝谷中,礦渣肆意堆放,在暴雨期間,由于降水的突發性和強烈性,在短時間內促使礦渣向溝底排泄,而發生的礦山泥石流。
4、崩塌
多是由于采礦不按規范,亂采濫挖,隨意在陡、斜坡上堆積巖體或礦渣,導致其在重力作用下或人為活動時脫離山體發生突然、快速的崩落、滾動的地質現象。
5、滑坡
主要是由于人為長期堆積在斜坡上的巖土體或礦渣等,在地表水、人為或重力作用下,沿著一定的軟弱面(或軟弱帶)整體地向下滑動的現象叫滑坡。
6、地表開裂、塌陷
在地下開采礦體的過程中,由于破壞了原有地質環境的平衡,在多種動、靜載荷的作用或外部條件的改變下,使地下礦體的上覆巖體發生移動和變形,導致地面開裂和塌陷。
四、防治方法類型
1、地質防治
金屬礦山地質災害是由于金屬礦產的特殊地質屬性所決定的,所以通過系統的金屬礦山地質災害分布特征研究,總結不同金屬礦產易發地質災害的規律,預測不同金屬礦山地質災害級別,劃分不同金屬易發主要地質災害級別,開采中注意巖石屬性、避開破碎帶、合理設計開采工作,嚴格執行礦山防水設計,合理設置排水溝、擋水墻,并注重尾礦庫選址中地質因素,通過地質成因研究,提出各個環節的防治措施,有重點、有目標的進行金屬礦山地質災害防治。
2、氣象防治
金屬礦山地質災害易發的滑坡、泥石流等地質災害,及水循環破壞、水體污染、大氣污染等環境地質問題,往往都是突發性的天氣變化導致,會導致上述地質災害的發生,所以應該嘗試探究降水量、風速等氣象因素對地質災害的影響,并提出不同氣象參數的地質災害響應級別。
3、人為防治
金屬礦山地質災害人為防治是重點,人為防治是現今地質災害防治主要手段。主要是通過各級地質災害點監測人員監測預警,這對地質災害監測員的素質就有一定的要求,通過法規的制定、人員的培訓、職責的明確、定期巡查、突發氣象事件預警巡查等多種手段,強化人為防治作用。
4、技術防治
隨著遙感技術、地理信息系統、高分辨率物探、地震技術、動態監控體系等新技術應用于地質災害防治,金屬礦山地質災害中地表發生的地質災害,都可以利用遙感等新技術進行預警和防治,建立區域臺站,定期上報地質災害監測情況,動態防治地質災害。
五、具體防治措施
1、建立金屬礦山地質災害信息庫
必須開展金屬礦山地質災害的普查研究工作,對災害進行分類,掌握災害的發生和發展趨勢、潛在隱患。在廣泛調查的基礎上建立金屬礦山地質災害信息庫和信息網絡,確保信息暢通,保證信息資源共享,為分析災害、防治災害提供決策依據。
2、加強礦產資源開發的法制建設
應規范礦山企業的開采行為,合理開發礦產資源,處理好短期經濟利益和長期發展的關系,把防災減災工作納入企業日常工作中。政府要加強礦產資源開發的法制建設,將發展經濟與防災減災結合起來,加強對資源開發和地質災害的管理與監督。
3、加強礦山地質災害防治研究工作
必須依靠科技進步,加強對金屬礦山地質災害防治的研究工作。對災害的防治要以防為主,防治結合。對災害的防要防源 ,在設計時應有論證報告。在生產建設中要貫穿礦山開發的始終。
4、增進工藝,綜合利用
礦山廢物資源化,是人們追求的目標,也是治理廢棄物污染礦區環境的有效途徑。積極推廣有利于減少能耗、減少污染物排放的先進工藝和技術。凡是對固體廢棄物合理有效利用的個人、企業和礦山,政府均給予一定的政策優惠和資金支持,并鼓勵和引導礦山積極與相關學校、科研機構合作。
5、先估風險,方可開采
在實施礦山開采活動前,應根據礦區各類資源的賦存情況,對礦山開采后可能引起的生態破壞類型和程度進行評估、規劃,并確定引起地質災害后,采取的治理方法,以及確定開采者從事開采和生態重建的技術和經濟能力等。
6、建網監測,及時預警
建立監測網絡系統是防治工作的有效措施之一。在災害易發區,設立監測網絡系統,利用先進的監測儀器和電子計算機,對災害進行較準確的、超前的預報預測,及時采取防范、撤離措施,減少不必要的損失。
7、因地制宜,綜合治理
對于即將發生或正在發生的地質災害,“因地制宜,充分利用”綜合治理,延緩或阻止災害的發生。對于滑坡、危巖體等災害,則可實施灌漿、錨固等工程措施;而對潛在的地面沉降應及時采取人工回灌等措施。
8、設防基金,完善投入
礦山地質災害的防治同其他災害防治一樣,需要一定的資金投入。否則,其防治工作無法實施。近年來,隨著災情的不斷發生和損失增大,各級政府對其防治工作極為高度重視,國家財政每年撥出專款用于重點地質災害的勘查和治理。
六、結束語
在金屬礦山開采的過程中,不同的地域可能面臨的地質災害的類型不同,無論是什么類型的地質災害我們都要采取相關的措施來保證金屬礦山開采的安全。
摘 要:有色金屬礦山整體地質條件較好,但有區域地段礦巖柔軟或破碎。超前樁支護解決掘進遇到大斷層、風化帶時,巷道不易通過的問題,也適合巷道通過一、二類弱粘性土時巷道的“挖掘”。
關鍵詞:超前樁;超前樁支護力學原理;定性分析;安全可行性;鋼支架臨時支護
前言
超前樁支護在佛子公司有兩個實踐應用,其一是260中段018線斜井超前樁支護,其二是六塘斜井超前樁支護,六塘斜井原是民窿,已收回,超前樁支護前嚴重塌方,因為礦山通風系統建設的需要,需重新開通六塘斜井。
掘進018線斜井時遇到大斷層破碎帶,如強行挖掘,破碎帶的碎石就會一直往上塌落,直到不可收拾,這種情況應該是可預見的。為了避免這種情況的發生,我們依據力學中的懸梁假說和固定梁假說、松散體力學假說的原理推理出超前樁支護的安全可行性。并完成了018線斜井的掘進。
文章以六塘超前樁為例說明超前樁支護設計力學原理、工藝及相關技術經濟指標。
1 超前樁支護掘進設計力學原理(定性分析)
六塘超前樁支護掘進設計不考慮原生構造地應力殘留和新地壓活動,理由是204地質隊提供地質報告稱:佛子礦區原生構造地應力殘留極小,開礦以來,我礦區未有過大地壓活動,且六塘斜井上方周圍無采場空區。
1.1 超前樁杠桿力學原理
依據杠桿力學原理打入超前樁后,在未做其他支護前,樁底下挖空不能超過樁長的1/2。六塘超前樁的樁長2~2.5米,在未做任何支護下挖掘是不經濟的,所以,在打樁前先用型鋼支好龍門架。在架的橫梁上打超前樁,這樣,可在超前樁底下挖空更大的長度,在這種情況下超前樁受力是典型的活動梁載荷。挖空后,每隔0.5米再支一卡龍門架,龍門架之間用型鋼連接,成臨時鋼架支護。
1.2 超前樁松散體力學原理
超前樁受力是典型的活動梁載荷,其受力大小的計算依據:超前樁的受力可以依據松散體力學原理計算,松散體力學原理認為矩形小斷面空區上部受力與跨度有關,而與空區距地表深度無關,其受力為高度H=(3~5)*L(H為松散體,L為跨度)松散體的自重,H高度以上松散體重力,形成自然平衡拱分壓到空區兩壁,依據這個原理,經過計算,選用2寸鋼管,每隔200mm打一條超前樁,可滿足抗彎和擴剪切強度要求。以上理論不適用有大地壓活動時受力計算。
超前樁選用材料考慮因素:由于超前樁打樁是用人工打樁,首先要考慮容易打,還要打得深,方可節約人力成本和材料成本,選用鋼管為超前樁材料,可最大限度減少打樁阻力。盡管鋼管的受力特點是抗曲效果好,抗彎曲、抗剪切較差,槽鋼抗彎曲效果更好、工字鋼抗剪切效果更好,還是選用鋼管為超樁材料。
1.3 鋼筋砼力學原理
鋼筋砼力學認為:鋼筋砼擴壓強度與純砼無多大區別,鋼筋加強了砼的抗拉、抗剪切、抗彎曲強度,在抗拉、抗剪切、抗彎曲強度粗略的計算可以用鋼筋的許用強度,而忽略鋼筋的強度計算,鋼筋還起到擴混凝土緩變和加強混凝土擴變形,本設計臨時支護材料強度已足夠,在砼加鋼筋主要是加強混凝土擴變形能力。
1.4 六塘超前樁支護設計(如圖1所示)
2 超前樁支護掘進工藝
六塘超前樁支護掘進工藝,在超前樁支護掘進設計力學原理有提及一般的情形,本節作一些補充。龍門架材料為14cm槽鋼,龍門架基礎深20cm,基礎縱橫用4cm槽鋼焊接連接,每掘20米用C20砼基礎。龍門架兩壁各用2條4cm槽鋼焊接連接、兩壁上部各用一條8cm槽鋼焊接連接。在架頂楔入木板密封,防止松散體在超前樁縫隙落下。在特別松散段支架兩壁需楔入木板密封,防止松散體在兩壁脫落,樁長2米,可挖掘1.5米,即每1.5米打一排超前樁。提升方式:用自制0.2立方米斗車,固定連接,10千瓦慢動絞車,4cm槽鋼軌道。
提升安全設施:井頭安全門,工作面雙重安全門。
3 施工安全注意事項
在施工過程中,不要相信粗略的計算,在龍門架有嚴重的變形時,要加密龍門架,特別是在龍門架發出有異聲時,工作人員要迅速撤出工作面,等待地壓變化穩定后再作處理,這不是設計計算的問題,而是地壓活動的不確定性造成的。在六塘工程中,有斜井入口支護發生過龍門架嚴重變形,在斜井約80米發生過龍門架嚴重變形,都是采用加密龍門架進行處理。由于鋼架支護是塑性材料,一般情形,其變形及破壞是緩慢的,只要施工過程注意觀察,小型地壓活動的破壞,處理得當可以減小到最小程度。
龍門架嚴重變形原因分析:主要是超前樁上方松散體沿超前樁縫隙落下,出空了上方松散體,上方空區塌落后地應力重新分布造成,所以,如果發生這種情形,必需記錄塌落松散體的量,以便計算上方空區體積,可盡早采取措施。
4 超前樁支護掘進主要技術經濟指標
六塘超前樁支護掘進、永久性鋼筋砼支護已經結束,總支護工程量平巷約22米,斜井約170米,整個施工過程是順利的,安全防范措施得當。
5 超前樁支護意義
通過超前樁支護,避免了工程方案被迫更改,保障工程的連續性。為工程進展爭取了時間,提高了生產效率。為巷道增強安全性,保障工人生產作業安全,改善作業環境條件。利用廢舊巷道大大地節約了生產成本。
摘 要:隨著世界經濟的發展,全球能源消耗量不斷加大。為了滿足工業制造業的能源基本需求,相關部門需要著力解決能源問題。地下金屬礦山開采規模的不斷擴大及開采深度的不斷增加,帶來了一系列的技術難題。為了解決這些技術難題,確保金屬礦山開采中礦洞穩定和開采人員的人身安全,需要技術人員展開攻關,確實提高礦業采場的綜合生產能力。本文根據地下金屬礦山開采中的相關細節展開討論,提出幾點有利于開采技術提高的可行性措施。
關鍵詞:金屬礦山;連續開采;關鍵技術;應用探討
0 前言
連續開采技術工程作業的效率比較高,成為了全世界礦工作業的首選技術。根據世界礦山開采工作的發展來看,礦山開采逐漸向開采深部化、規模大型化、設備機械化、操作自動化方向進行探索。
1 連續開采施工的前期安全控制
1.1 做好前期安全防護
采用礦體走向垂直的頂板平硐開拓法,技術人員可以先在礦體出打一個豎向的溜井,深度在60M-70M為宜。在溜井的中部,打上一個橫向的階段平硐,將階段的拓展濕度控制在主平硐長度的1/2水平。階段平硐與主平硐之間,可以建議一個輔助盲立井,保證地下金屬礦山施工活動中礦體結構的整體穩定性。技術人員在使用礦山連續技術時,需要對開口爆破的安全距離進行控制。一般來說,礦床開采邊界距離附近的主要建筑區域的爆破安全距離應該控制在300米以上。其中,開采邊界應該遠離鐵路、高壓線、居民區和其他主要的醫院、學校等人員密集區域。如果安全爆破距離與主要建筑物之間的距離小于300米時,工程項目負責人應該和住戶或者單位進行協調和溝通。在人員協調撤離中,可以采取投資補償的方法,在保證項目安全的情況之下,實現意見統一。
1.2 制定合理的施工計劃
作業人員應該對整體作業時間進行前期預估,防止作業過沉重出現人力資源不足的問題。還應該對工程總量進行考察和計算,把新增工項落實到施工計劃中去。除此之外,礦業工人在施工活動中,還應該適當考慮雨季施工、設備不足等問題,強化施工作業區的土場排水,進行合理的現場施工管制,強化安全設施運行正常,防止在工程開采的過程中出現各種意外情況。除了要控制開采的安全爆破距離之外,作業人員還應該對采場最終底盤的最小寬度進行控制。工程項目負責人在施工活動開展之前,需要指派專業的技術人員對作業環境進行前期勘測,使用水平儀、經緯儀等專業的地質設備進行底盤寬度的考量。在項目人力資源管理階段,土木工程項目負責人應該對項目材料進行分類,提前對市場價格的波動情況進行預判,對于鋼筋支架、混凝土等大宗建筑材料進行定量采買,防止突然的價格上漲對于前期資金投入的影響,防止由于流動資金不夠充足造成的施工活動暫停的現象產生。
2 開展地下金屬礦山連續開采的技術細節
2.1 創造與采礦連續工藝相適應的采礦方法
對于巖石狀礦藏來說,大型礦藏以及中型礦藏的采場最終底盤寬度,應該控制在不小于60M的標準。小型礦床的的采場最終底盤寬度應該控制在不小于40M的標準。對于一些礦壁直立性較差的松軟類礦藏來說,大中型礦藏的最終底盤寬度應該控制在不小于40M的標準。其他小型礦床的最小寬度控制在不小于20M的標準。為了方便工人日常性的進場和出場,技術人員應該對采場的最終邊坡角度進行控制。對于巖石狀礦區域,應該將最終坡腳控制在50°-60°的范圍內,比較松軟的礦藏控制在15°左右。對于金屬礦山的開采連續作業的厚度來說,石灰巖質地和白云巖質地的大中型礦床一般的開采深度為8M較適宜。小型礦藏的開采深度控制在4M之內較為適宜。對于黏土質地的礦藏原料群,或者是硅質地的原料層,來說,連續開采中巖石狀礦石一般控制在深度4M的范圍內,松軟狀的礦石層一般控制在1.5M-2M的范圍之內。其中,覆蓋層、山川脈層、巖石夾層、邊坡圍層的剝離總量與礦石的總量之比,一般來說不大于0.5m?:1m?。
2.2 落實安全施工政策,使用振動機組連續作業
在礦山地下連續開采的活動中,技術人員應該協調好一線的施工人員做好安全防護措施,建立科學的礦山開采前期人員、財產保護體系。根據連續開采的事故調查研究,我們發現,礦頂區域出現片幫和礦體坍塌這兩種事故對工人安全造成的損傷最為嚴重,分別為24.1%和20%。除此之外,“高處墜落”在施工活動中對工人人身安全帶來影響的比重也比較大,占到了事故發生總量的10.30%。
這些事故可以在施工活動中,可以采用一定的預防措施進行前期預防,因此,貫徹安全生產的意識,可以有效地減少不必要的人員損傷出現。在具體的項目管理工作中,工作人員需要對編制項目管理規劃大綱進行設計,對項目管理的具體實施規劃進行妥善安排。對礦井內部的照明系統進行周期性檢修,防止由于觸電事故和短路事故,造成的地下照明故障。為了保證作業區域的環境安全,應該及時地清理作業區的雜物,包括碎石和工業材料等等。將采場的夾石剔除厚度控制在2M-2.5M,質地比較松軟的礦石層控制在1M以下。采用二次破碎的平底式底部結構的振動機組,配合五臺(或以上)雙臺板組合式振動出礦機,形成效率較高的連續開采作業線,溜井下部用振動出礦機向礦車裝礦,運至主礦倉。
3 結束語
在項目進度控制階段,管理人員需要對各個參與建筑活動的項目隊伍進行會議整頓,強調“安全生產重于泰山”等一系列基礎性安全知識條件的建設工作,對員工在連續開采施工大型挖掘類機械基本性能進行講學,防止施工人員在操作過程中發生意外造成的人身傷害。有效避免礦洞結構中,出現的提升運輸傷害和機械類傷害。
作者簡介:王新喬(1987-),工程師,研究方向:采礦。
摘要:本文主要就金屬礦山酸性污染來源以及污染治理措施進行了分析,還闡述了關于植被恢復技術。
關鍵詞:金屬礦山;酸性阻控;植被修復
一、金屬礦山酸性污染來源
1、礦山酸性水污染
礦山廢水是從采掘場、選礦廠、尾礦壩、排土場以及生活區等地排出廢水的統稱。開采、選礦、運輸、防塵及防火等諸多生產及輔助工藝均需要使用大量的水,這些礦山廢水排放量大、持續性強,對環境污染嚴重。
礦山廢水中有機污染物是指其中所含的碳水化合物、蛋白質、脂肪和木質素等有機化合物。油類污染物是礦山廢水中較為普遍的污染物,當水面油膜厚度在10-4cm以上時,它會阻礙水面的復氧過程,阻礙水分蒸發和大氣與水體間的物質交換,改變水面的發射率和進入水面表層的日光輻射,對局部區域氣候可能造成影響,主要是影響魚類和其它水生物的生長繁殖。
礦山廢水中的重金屬主要有: Hg、Cr、Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Co、Mn、Ti、V、Mo和Bi等。被重金屬污染的礦山廢水排入農田時,除流失一部分外,另外部分被植物吸收,剩余的大部分在泥土中聚積,當達到一定數量時,農作物就會出現病害。如土壤中含銅達20 mg/kg時,小麥會枯死;達到200 mg/kg時,水稻會枯死。此外,重金屬污染的水還會使土壤鹽堿化。大多數金屬和非金屬礦床(如煤礦)都含有黃鐵礦等硫化物,若該硫化物含量低或不含有用元素,則常作廢石處理,堆放于廢石堆或尾砂庫。在地表環境中該硫化物將迅速氧化,可形成含重金屬離子濃度很高的酸性廢水,成為礦山開采中最大的污染源。
2、金屬礦山土壤重金屬污染
金屬礦山周邊土壤中的重金屬, 除本身由于地球化學作用而可能造成背景值偏高外,其它則主要來源于金屬礦產開采、洗選、運輸等過程中廢氣、廢水的排放及固體廢物的堆放。露采或坑采的鉆孔、爆破和礦石裝載運輸等過程產生的粉塵和揚塵中含有大量的重金屬, 經過雨水的淋溶進入周邊土壤;廢水主要包括礦坑水,選礦、冶煉廢水及尾礦池水等,廢水以酸性為主, 以含有大量重金屬及有毒、有害元素為特征。有色金屬工業固體廢棄物主要是指在開采過程中產生的剝離物和廢石, 以及在選礦過程中所排棄的尾礦,這些固體廢物若在露天堆放,容易迅速風化,并通過降雨、酸化等作用向礦區周邊擴散, 從而導致土壤重金屬污染。土壤重金屬污染的主要危害包括:首先,影響植物生長。土壤中的重金屬通過雨水淋溶作用向下滲透, 不僅會導致地下水的污染,還會被金屬礦山周圍的植物吸收,影響植物的生長發育。
二、金屬礦山污染治理的具體措施
1、礦山酸性廢水的處理方法
中和法就是向酸性廢水中投入堿中和劑,利用酸堿的中和反應達到增加廢水pH值的目的。同時,使重金屬離子與氫氧根離子發生反應,生成難溶的氫氧化物沉淀,凈化污水。中和法是目前處理酸性廢水比較成熟的方法。中和劑主要采用石灰石或石灰;也有采用粉煤灰、煤矸石、電石泥等作為中和劑;也可用堿性廢液或廢渣(電石渣、石灰渣)中和酸性廢水。從理論上講,在一定pH值下石灰或石灰石都能使金屬沉淀,但由于各尾礦所要處理廢水中可能含絡合試劑或離子,其沉淀及沉淀完成程度差異極大。同時處理后生成的硫酸鈣渣較多,容易造成二次污染 發展現狀。
2.1 物理方法
一般情況下,熱處理法主要針對汞污染,效果比較明顯,但工程量較大,耗能較多,且易使土壤有機質和土壤水遭到破壞。而工程措施是利用外來重金屬多富集在土壤表層的特性,去除受污染的表層土壤后,將下層土壤耕作活化或用未被污染活性土壤覆蓋,從而將耕作層土壤中的重金屬濃度降至臨界濃度以下。
2.2 物理化學方法
物理化學方法通常分為三種:一種是電動修復法。這是一門新的經濟型土壤修復技術,在不攪動土層的基礎上,在包含污染土壤的電解池兩側施加直流電壓形成電場梯度,土壤中的重金屬通過電遷移、電滲流或電泳的途徑被帶到位于電解池兩極的處理室中并通過進一步的處理,從而實現污染土壤樣品的減污或清潔。一種是土壤淋洗法。是指利用有機或無機酸等淋洗液將土壤固相中的重金屬轉移至液相中,再把富含重金屬的廢水進一步回收處理。一種是玻璃化技術法。對某些特殊重金屬利用電極加熱將重金屬污染的土壤熔化,冷卻后形成比較穩定的玻璃態物質。
2.3 化學方法
化學修復是利用加入到土壤中的化學修復劑石灰、 沸石、 鈣鎂磷肥等與污染物發生化學反應,有效降低重金屬的水溶性、 擴散性和生物有效性,促使土壤中的重金屬元素轉化為難溶物,從而使污染物被降解或毒性被去除或降低的修復技術。
2.4 農業方法
農業生態修復是近幾年新興的修復技術,是因地制宜地調整一些耕作管理制度,在重金屬污染土壤中種植不進入食物鏈的植物,選擇能降低土壤重金屬污染的化肥,或增施能夠固定重金屬的有機肥等措施來降低土壤重金屬污染,從而改變土壤中重金屬的活性,降低其生物有效性,減少重金屬從土壤向作物的轉移,從而達到減輕其危害的目的。
2.5 生物方法
污染土壤的生物修復分為植物修復技術、微生物修復技術和動物修復技術。植物修復技術是指利用自然生長或遺傳工程培育的植物及其共存微生物體系,清除污染物的一種環境治理技術。微生物修復技術是指利用土壤中某些微生物的生物活性對重金屬具有吸收、沉淀、氧化和還原等作用,把重金屬離子轉化為低毒產物,從而降低土壤中重金屬的毒性。
三、金屬礦山植被修復
植物修復是生態修復體系中最重要的技術之一,是指利用某些植物與土壤微生物之間的聯合作用將污染物轉化為一種無害的形態。事實上,任何能夠在污染環境中生存的植物都以其特定的耐受和代謝方式無時無刻不在進行著植被修復,但往往這個過程需要很長時間,這是由于開采活動的干擾往往超過了開采前生態系統恢復力的承受限度,若任由采礦廢棄地依靠自然演替(natural succession)恢復,可能需要100-1000a(Bradshaw,1997),尤其是諸如金屬礦開采后形成的廢棄地(如尾礦庫),其表面形成極端的生態環境:表土層破壞、土壤貧瘠、重金屬含量過高,極端pH值及生物種類減少等,致使自然條件下植物幾乎無法定居,因此人工協助恢復在絕大多數情況下是十分必要的,而我們所講的“植物修復”則正是研究如何人工強化這一自然凈化過程,縮短修復年限的技術,其精髓就在于通過輔以某項或某幾項強化措施將植物、土壤、微生物三者高效、有機地結合起來以最大程度的提高植物的修復效率,強化土壤的自凈作用,加速自然循環。該技術以植物耐受或超積累某種或某些污染物的理論為基礎(唐世榮,2006),與傳統的物理、化學等修復技術相比,因其治理效果的永久性、治理過程的原位性、治理成本的低廉性、環境美學的兼容性、后期處理的簡易性等特點而具有極好的環境效益及市場前景(孫健等,2007),因而近年來倍受人們的關注。盡管前景看好,但是真正推廣起來仍有很多問題需要解決。
結束語
金屬礦山污染地酸性污染主要來源于廢水酸性污染與土壤酸性污染,只有加強金屬礦山污染地酸性阻控,實現植物修復,才能更好地促進金屬礦山的健康發展。
摘要:研究目的:為同行進行有色金屬礦山企業井巷專項審計提供參考和交流,豐富、完善對該類業務的審計工作經驗。方法:現場測量、現場測量加圖紙測量相結合(包含紙質圖紙和電子版圖紙)。結果:對于委托方:完成了委托方的委托,超越了委托方的期望。對于所里:贏得了第二年審計、評估120萬元的大單。結論:該同志經過嘗試、摸索的審計方法可行,為同行及有色金屬礦山企業開展井巷專項資產清查、審計、評估提供了可供借鑒的方法與經驗。
關鍵詞:金屬礦山;井巷;專項審計
有色金屬作為不可再生資源,日益受到各國、各大礦業巨頭、礦山企業、資源類公司的重視,作為開采、提煉有色金屬的有色金屬礦山,成為他們現實的或潛在的并購目標。在我國,近幾年隨著資源類企業合并重組活動的日益開展,擁有優質礦山的有色金屬礦山企業均成為了它們的目標。雙方洽談的重點是采礦權和儲量,而采礦權和儲量的連接紐帶就是井巷。井巷估價的高低對雙方是否成交具有重要影響。鑒于目前的評估原則是:產品銷售收入的單價是三年的加權平均單價,而成本費用是時價(現時價格),由此評估的凈資產價值一般讓資產占有方難以接受,他們強烈要求把最初費用化的井巷資本化,以體現其真實資產價值,于是就有了井巷專項審計的市場。最初為了節稅,他們開拓井巷發生的支出一般列入了當期生產成本等成本費用,大部分支出歷年都費用化了。現在涉及合資及合作,擬引進戰略投資者,初衷發生了改變,委托方及公司認為井巷工程使用年限較長,實際資產被嚴重低估,要求將該部分資產(原來為抵稅而費用化)資本化,以體現公司的真實價值。這就是我們開展本次審計工作的背景和寫作本文的緣起。
本次審計工作突破了三大障礙:一是被審計單位之一(甲公司)消極配合,地勘人員有幾天不帶我們下井,我們自行下井測量,確保了工作的順利開展。好在第一次來時我下過井,對主要巷道分布有點印象。二是技術上的障礙,在沒有經驗可以借鑒的情況下,如何規劃、安排工作的開展,確保項目圓滿完成。事實證明,我們先根據憑證資料制作井巷明細表,篩選、測試巷道和圖紙上巷道的配比關系,然后開展測量工作的思路是可行的。對于丙公司,由于條件受限無法實施全部測量,我們采用現場測量和圖紙測量相結合的辦法得到了委托方的認可。三是心理上的障礙,蟒蛇洞敢不敢進。
有色金屬礦山巷道一般以海撥高度來命名,如480巷道,就是海撥高度為480米的那條巷道。其井巷是一座立體的巷道體系,主要包含主巷道、采掘巷、探礦等。其中,主巷道(常年要用的巷道)主要包括運輸巷(日常人員、物資進出的巷道)、運輸交匯巷(幾條運輸巷道交匯而成的巷道)、溜礦井(為縮短運輸距離,在運輸巷中部、兩端開鑿的垂直的或傾斜的,礦石從上一層巷道溜到下一層巷道的井形巷道)、運礦巷(可多次使用,運輸礦石的巷道)、輔助巷道(如牽引巷道、是把礦車從底層巷道牽引到最上層的巷道,井巷內的發電機室、車場,車場是鋪有雙軌,礦車可以相向運行的巷道)、通風巷(水平的裝有鼓風機,傾斜的連接幾層巷道)、人行巷(供礦工、檢查人員通行的巷道),主穿脈(沿著主礦脈穿越幾條巷道的巷道)、主沿脈(沿著主礦脈開鑿的巷道)、斜井、天井、檢查井、絞車硐室、配電硐室、躲避硐室、信號硐室等。主巷道數字標準是:一般高1.8米,寬2米(部分寬度為1.6米)以上的是主巷道。而采掘巷、勘探巷則不是主巷道。但這也不是絕對的。如果某條采掘巷礦石開采完后,在其周圍又發現了礦石,則該采掘巷就會被拓寬,供人員進出、運礦多次使用,就成了主巷道,這在下述3家公司中丙公司比較明顯。我們審計的三家公司中,有兩家是金礦開采企業(甲公司、乙公司),一家是鉭鈮礦開采企業(丙公司)。井巷專項審計要點有二:首先,作為長期資產,它必須真實存在,故我們需要實地盤點測量確定其長度;其次,其入賬成本必須是有賬可查。根據這兩個要點,我們對三家被審計單位開展了井巷專項審計工作。下面我分別介紹3家公司的審計思路和審計結果。
一、甲公司。證照齊全,正常生產。其特點是礦車由礦工順著軌道推出。
由于甲公司盤點表是根據14年掘進工程量結算表匯總成的,有些項目當時的名稱和井巷中的現在的名稱對不上,技術人員也換了幾茬,部分項目的編號、命名改變了幾次,盤點時難以核對,我們采用核對各條巷道總長度(米數),但這樣存在串項的可能,我們在具體分析過程中還需要加以剔除。甲公司提供的掘進工程統計表顯示:1997年至2011年9月份的14年期間,甲公司開拓的井巷工程共41,008.369米,其中絕大部分列入了成本費用,截至審計基準日2011年4月30日的凈值為17,365,143.73元甲公司要求確認為凈資產。甲公司沒有具體的資本化條件或會計政策,近兩年覺得成本費用過高,才將發生的主巷道支出資本化。我們在資料室礦山及井巷分布圖上量得主巷道直線距離,根據比例尺換算長度約為11,930米;然后根據主巷道分布情況,記下每一條主巷道的名稱、長度、交匯情況,作為下井盤點測量參考。
我們將編制的明細表做成透視表后,根據規格“1.8米*2.0米“的標準篩選匯總,初步符合條件的有7,176.18米,還有4,753米如何篩選出來?我們進行反復的討論和思索,因為在憑證后附的井巷工程結算表上看不出哪些是主巷道。同事建議以最低價格乘以剩下的長度4,753米來計算剩下主巷道的原值,但是操作起來難點有二:其一最低價如何確定,其二是采用哪幾個月份的巷道入賬成本,關系到折舊的計算。同事又建議將4,753米算到2008年以前,理由是后2-3年核算稍清楚一些,主要是以前年度核算不清晰,但是計入哪個月份還需進一步考慮。我結合他們的想法,假定在規格為1.8*1.6米的巷道中,長度超過50米的為主巷道,看篩選出來的結果怎么樣,結果只有約1千米符合條件;將長度縮短到35米,有4,081米符合條件,主巷道篩選長度縮短到34.5米,有4,614米符合條件,經查看篩選出來的4,614米巷道的明細,基本上符合主巷道的條件。4,614米加上7,176米,合計11,790米,和11,930米差140米,總體合理,思路可行。接下來我們拿著長度為50米的鋼卷尺下井測量。鋼卷尺用起來很方便,量一次50米。順利的時候一天可以量出2-3千米,越到后來越難測量,因為從硐口進到里面就有2-3千米,容易找到的巷道已測量完畢,接下來要找那些沒對上號的巷道,比較花費時間。
白天測量巷道,晚上我們討論巷道入賬成本,因我們的電子表每一個數據是逐筆分月匯總起來的,利用公式計算折舊比較方便。接下來我們檢查在建工程、待攤費用、其他應付款-維簡費等科目,若井巷支出計入此類科目的要剔除,避免重復計算。
主巷道總長度基本對上后,我們又將甲公司統計時已計入在建工程科目的數字、以及2011年5-9月份新增數字剔除(審計基準日是2011年4月30日),共剔除長度556.9米。剔除前長度11,791.07米,剔除后主巷道長度為11,234.17米,其中截止2011-4-30主巷道長度為10,244.87 米。
除了被水淹的480巷道約460米未找到外,我們基本上測量出了甲公司主巷道的長度10,733.1米,剔除492主巷道300米、斜井11長度300米因灌水無法盤點外,實際盤虧597米,剔除已列入在建工程的18主巷道505米及630主巷道816米,660主巷道160米明細賬無入賬價值外,本次專項核查確認井巷工程長度為9,852.10米。
通過這次工作,我深刻領會到:何為專業判斷?----那就是:運用項目組的集體智慧,充分利用一切可以利用的條件,具體問題具體分析,達成工作目標!一個有趣的現象是:不到無路可走的地步,不會出現轉機!
二、乙公司盤點情況
乙公司靠近城區及旅游景區,只能小規模生產。其礦石運輸方式是由柴油機牽引礦車運出。乙公司共有2個礦區,A礦區和B礦區,兩個礦區相隔較遠。
乙公司總工在電子版圖上量出主巷道長度后,打印出盤點清單給我們作為盤點表。
A礦區巷道盤點情況是:
325主巷道,長度和清單基本相符,差異36米系一條通風道上口有較厚淤泥沉積無法盤點。另外我們量得的235、265巷道長度比清單上長,原因主要是2011年5-11月份有新掘進。295巷道在斜井第一層,清單上約有700米長,我們量出在正常使用的巷道長200米,差異500米原因主要是:295巷道北段暫時廢棄未用,南段幾處被礦石堆積封堵,無法盤點,暫時也未使用。
B礦區盤點情況是:
盤點時在下大雨。因留守人員謠傳說硐內有蟒蛇出沒,同事臉色都變了,不敢進洞,于是我請項目組其他成員留在外面,我和公司潘師傅進硐盤點。我之所以敢進洞,一是知道動物怕人,二是有潘師傅陪同,也想借此練一練自己打膽量。硐內有近8年未生產,鐵軌也拆掉了,沒有電燈,量到200米后,我一個人遠遠地走在前頭,在漆黑的巷道內也確實有些害怕,于是和潘師傅商量后改為我們兩人一起用步行丈量。我15步剛好走完12米長的水管,步行了250步,約200米,前面還有約30米到頭。乙公司申報的主巷道長度為4,968.5米,我們測量的主巷道長度為5,182.88米,剔除2011年5-11月份掘進的主巷道324.3米,本審計期間確認井巷工程長度為4,858.58米。
三、丙公司盤點情況
丙公司生產鉭鈮礦,其特點是電力牽引礦車。
盤點經過:我們首先對丙公司515主巷道進行了盤點,根據圖紙測量長度約為1,719米,實際量得長度為1,747.7米,基本相符。因其礦車為380伏電力牽引,架空線高度約2米左右,外來人員在巷道內極易觸及電線,負責井下生產、熟悉巷道情況的只有一人,加上公司對安全有嚴格要求,丙公司無法安排我們對所有巷道進行盤點。我們經過討論,確定工作思路為:鑒于該公司巷道比較規則,抽盤的巷道差異極小,采用實地測量和圖紙測量相結合來確定巷道長度,經向委托方匯報及向所里請示,工作思路均得到認可。于是我們和公司負責生產的魏付總、徐礦長、吳師傅(負責地質圖紙)一起在圖紙上測量其他幾條巷道的長度,以及沿脈、穿脈、天井、絞車硐室、配電硐室、斜井、躲避硐、配電室、溜井、檢查井等的長度。結合實際存在及有賬可查的原則,我們最終審定的丙公司主巷道長度為8,538.01米。
對于根據圖紙測量的未盤點的(部分巷道已抽檢)主巷道595、555、435、495、575長度足夠及入賬價值真實可靠性,丙公司管理層對我們作出了鄭重承諾并對其承擔責任。
作者簡介:劉冬林(1972-),男,湖北省黃岡市,現職稱:會計師,學歷:本科,研究方向:審計。
摘 要: 本文主要基于云錫集團老廠分礦竹葉山坑巷道情況對無軌設備在小規格巷道金屬礦山中的運用及管理存在的難度及一些特殊的管理方法進行分析和闡述。
關鍵詞:無軌設備 運用 管理
前言
近年來,面對日益激烈的競爭環境及不斷加大的產量需求,提高單位采礦效率、降低采礦成本成為當前金屬礦山面臨的一個重大問題,無軌采礦設備的引進為該問題的解決提供了一個有效的途徑。但是由于歷史原因,竹葉山坑原設計設計為2.6m×2.6m的小規格采礦巷道,主要以電動耙礦絞車、電機車、礦車等有軌設備作為礦石的開采運輸設備。老廠分礦竹葉山坑于2011年引進了無軌設備,開始探索無軌設備在小礦體、小規格巷道中的使用方法,總結出了一套特有的無軌設備運用及管理經驗。
一、現有無軌設備情況
云錫集團老廠分礦竹葉山坑在無軌設備四年的運用時間里,共投入無軌設備63臺套,形成了由無軌設備在采場源頭采礦及短距離運輸,再由有軌設備進行長距離輸送的采礦系統。其中阿特拉斯2m3鏟運機24臺。南昌凱馬UK-12運礦卡車17臺。 阿特拉斯K41鑿巖臺車9輛 。江西萍鄉城南機械廠WZL-160扒渣機11臺。阿特拉斯錨桿臺車1輛。阿特拉斯潛孔鉆機1臺。就目前的無軌設備使用量已經達到了中等規模的使用程度,形成了日出礦3000多噸,出廢石1000多噸的生產能力,這算是一個在小規格巷道內應用無軌設備相當成功的一個典型案例。
二、無軌設備的選型及采場巷道的設計
結合竹葉山坑開采技術條件和生產規模,確定合理的開采方案,然后根據井下開采特點和采礦方法對設備的外形尺寸、性能和生產能力的要求,扎實做好無軌設備的選型工作,為管好用好無軌設備做出堅實的基礎,根據多方面研究,我們選擇的無軌設備尺寸如下:
根據所選的無軌設備的型號及尺寸然后針對性的對相應礦體進行設計。例如,竹葉山坑29號礦體主要以氧化礦為主,采場源頭松散,不利于做大規格采掘巷道。鏟運機具有鏟裝、運輸和裝卸功能,靈活高效,用于短途倒運,具有明顯的優勢。結合29號礦體和鏟運機的特點,我們將29號礦體采場的無軌運輸巷道設計為3m×3m的小型無軌運輸巷道,并在合適的距離內布置采場溜井,然后用鏟運機將采出的礦石運至采區溜井,再經過溜井下放至階段運輸平面,由有軌電機車運輸出地面,形成了鏟運機與電機車相結合的運輸生產模式。又如竹葉山坑13-8礦體,巖石結構較好,可以設計相對較大的運輸巷道。運礦卡車是一種機動靈活,適合較長距離運輸的井下無軌設備,便于簡化巷道的布置。鑿巖臺車、扒渣機又是比較高效的打眼和裝載設備,結合13-8礦體的特點及運礦卡車、鑿巖臺車、扒渣機的特點,我們將13-8礦體的運輸巷道設計為4m×3m較大的運輸巷道,形成了以鑿巖臺車、扒渣機及運礦卡車為主的礦石采運模式。針對其他小礦體,我們也結合無軌設備的特點設計了相應的巷道規格及開采方式,總之,無軌設備在小規格巷道的礦山中應用必須因地制宜的去設計相應的采運模式。
三、無軌設備的管理
1.確保安裝精度,提高設備使用壽命
由于竹葉山坑主要是2.6m×2.6m的小規格巷道,根據生產能力及礦體需要選擇的無軌設備不能直接開進采場,必須進行拆解后才能通過有軌設備運輸至采場界面,在采場區進行組裝使用,必須確保在安裝過程中的安裝精度設備才能正常使用。針對井下較差的作業環境,我們修建的專門的無軌設備裝配硐室,設計了專門的對正校平工具來確保裝配過程中的裝配精度。
2.加強設備臺賬記錄,嚴控設備使用成本
小規格巷道在無軌設備的使用中有一個比較突出的缺點,就是原有的設計通風條件滿足不了無軌設備使用要求,坑下高溫低氧情況突出,油煙濃度較高,設備的故障率也較高。所以,縮短維護保養周期,加強設備維保記錄,是確保無軌設備正常使用的前提,同時還能監控無軌設備的使用成本。竹葉山坑根據使用的無軌設備的情況,對無軌設備進行了分類編號管理,并建立了使用、維護保養等臺賬記錄。通過這些臺賬的建立,不僅降低了設備的故障率,及時查找問題的根源并解決,還提高了設備的使用效率,監控并降低了采礦單耗,達到了節能降耗,創造效益的目的。
3.加強人員培訓,完善管理制度,保證備品供應
從無軌設備進駐竹葉山坑開始,我們就很重視對員工的培訓。抽調一線文化素質較高,業務能力強,有責任心的操作工進行三步走的培訓方法。首先進行理論和技術培訓,加強他們對設備的認知感,。其次帶領他們去一些無軌設備應用比較成熟的礦山進行周期較長的操作技能培訓與實踐。最后進行試車培訓,對培訓回來的員工進行實作考核,考核通過的方可持證上崗。同時,我們也加大了無軌設備維修人員的培養,對理論基礎深,實際動手能力強的維修工進行抽調專門培訓,請廠家技術人員及相關專家進行培訓指導,為無軌設備的正常運行提供強大的后勤保障工作。對無軌設備管理制度進行完善,對進口設備技術資料進行翻譯,制定各種設備的操作、維護、檢修的安全與技術規程,并加強設備運行日志記錄的監督。面對無軌設備備品種類多,消耗大,供應周期長等特點,我們抽調專業能力較強的人進行備品管理,讓他們及時的熟悉設備性能及備件手冊,按消耗件、易損件和事故備件進行分類,建立設備檔案庫,摸清備品備件當月或當年的消耗情況,然后進行合理的儲備。備品備件以立足國內,強化自制的原則進行保障供應,能國產化的決不進口,能自制的決不外購。
4.加強現場管理,確保無軌設備安全高效運行
設備在生生產中是一個重要的環節,竹葉山坑一直遵循生產靠設備,設備靠管理,管理出效益的原則進行設備管理。形成了設備副坑長 設備能源股股長 工區設備副區長設備維修組長及操作組長設備維修工及操作工的逐級管理網絡,落實各級人員的管理、使用、維修職責,并根據相應的職責納入經濟責任考核制度進行考核,對設備完好率、使用效率較好的工區段及相關人員給以一定的獎勵,同時也加強故障預防,嚴肅處理事故,踐行好事故報告制度,出現事故立即分析處理,堅持三不放過的原則,查明原因,分清事故責任,做好事故處理記錄,制定防范措施,杜絕事故重復發生。
四、結束語
近年來,隨著礦石品位的不斷下降,提高生產效率,加大礦石采掘量來滿足生產既定指標已經成為一個普遍現象,對于老式小規格巷道礦山中無軌設備的應用也會越來多。竹葉山坑從無軌設備引進至今,設備的管理水平不管提高,設備完好率和臺班效率不斷增加,采場生產能力也有了顯著的提高,為老廠分礦的可持續發展做出了巨大的貢獻。而竹葉山坑在小規格巷道中無軌設備的應用與管理經驗也能為其他類似礦山在無軌設備的推廣應用方面提供一個很好的參考樣版。
摘 要:近年來,我國在無廢開采、充填采礦、深井采礦、復雜難采礦體開采、露天地下聯合開采、原地溶浸采礦等工藝技術方面,取得了重大成就,有效提高了我國金屬礦地下采礦技術水平,反映了近十多年來我國地下礦山采礦工藝與裝備技術的主要進展。
關鍵詞:金屬礦山;地下采礦技術;進展;
一、金屬礦山地下采礦方法概況
地下采礦方法是自礦塊內采出礦石所進行的采準、切割和回采工作的總稱。采準工作掘進一系列巷道,為切割和回采工作創造條件;切割工作為回采工作形成自由面和落礦空間;回采工作自回采工作面采出礦石,包括落礦、出礦和地壓管理三種作業。采礦方法是指如何安全、經濟地采出礦塊、礦房或礦柱內礦石的方法,包括礦塊的采準切割、采空區處理、回采工作。
(一)空場采礦法
根據礦塊或礦壁的結構不同與回采作業的特點,空場采礦法可分為房柱采礦法、階段礦房采礦法、全面采礦法、留礦法等。空場采礦法特點:回采過程中,采空區始終是空著的,用主要暫留或永久殘留的礦柱進行支撐,一般在礦石與圍巖很穩固時采用。這種方法通常將礦塊劃分為礦房與礦柱,先采礦房,后采礦柱。采礦房時,形成的采空區一般先不做處理,這種采礦法要求圍巖和礦石穩固。空場采礦法是屬于結構簡單的一種采礦方法,易于工人掌握,生產效率也較高,貧化小,成本低,實踐技術也比較成熟,因而應用廣泛。現階段我國有色金屬、黃金及化工礦山應用相當普遍。
(二)崩落采礦法
崩落圍巖采礦方法的特點是隨著礦石采出,采空區被有計劃的用崩落礦體巖石來充填,采空區能夠得到及時的控制和處理,在地表允許陷落、礦體圍巖不穩固條件中使用較多。通過強制或自然崩落圍巖充填采空區的方式來控制和管理地壓,主要包括分層崩落法、分段崩落法、單層崩落法、階段崩落法充填采礦法
(三)填充采礦法
礦石價值高、要求回收率高、充填料材方便、地表不允許陷落
和特殊復雜地質條件下的礦體,一般采用填充采礦法。在回采時,采空區依靠充填其內的充填料、支柱或充填料與支柱
相配合形成的人工支承體支承采空區。
二、金屬礦山地下采礦方法選擇系統的重要性
(一)地下采礦是人類獲取地下資源的重要方式之一,采礦方法的選擇又是地下采礦的優秀,然而影響地下采礦方法選擇的因素眾多,不同的地質條件又有不同的要求,具有極大的模糊性和不確定性,不能夠僅靠單一定量分析來確定。傳統的采礦方法選擇就是僅由單個影響因素或幾個因素各自直觀地評價而確定的,帶有極大的經驗成分,具有很大的局限性。
(二)地下采礦的發展趨勢是不斷簡化采場結構,采用新的工藝技術和新設備,機械化開采,實現大型化、集約化生產,實現地下采礦的智能機器化開采,實現資源的最大回收利用。必須從系統研究的角度,將模糊數學、層次分析、神經網絡和人工智能等方法相結合,設計出合理的采礦方法選擇系統,選擇出最佳的地下采礦方法,才能達到安全高效的目的,獲得最好的效益。近年來計算機已成為實現礦山科學管理和工藝理論研究的重要手段,廣泛用于模擬采礦生產工藝,優選采礦方法、工藝和設備,研究改進采場結構和控制出礦品位,以及監控采礦作業和進行計劃管理、財務管理和材料管理等,為采礦方法的智能化選擇提供了條件。計算機在礦山中的進一步開發應用必將導致采礦技術的更大發展。
采礦是一個極其復雜的系統問題,采礦設計和安全管理具有眾多的不確定性、模糊性和知識不完備性。因此,用模糊數學、層次分析構建金屬礦山地下采礦方法選擇系統,對采礦工程進行定量分析與定性描述,基于系統工程的觀點與方法進行采礦問題的研究是采礦科學的發展方向。對采礦方法選擇系統分析的綜合集成;并通過集成系統的計算機人機對話功能,動態地實現采礦方法設計與的系統分析,建立復雜采礦條件下采礦方法選擇系統。
三、金屬礦山地下采礦方法選擇系統應用
首先,從系統的層次結構出發,根據目前金屬礦山地下采礦方法的現狀,建立其完善的采礦方法知識庫。其次,根據模糊數學的原理建立了推理機,根據模糊數學的原理進行采礦方法選擇,模糊數學法主要用于采礦方法選擇和采礦方法的技術經濟指標預測。模糊數學選擇采礦方法時,主要是將與目標礦山的地質技術條件與候選采礦方法相比較,并且計算出與候選采礦方法所要求的地質技術條件之間的模糊相似程度,選擇條件最近似的作為目標礦山上的采礦方法。運用模糊數學選擇采礦方法時,綜合考慮了各種因素,更加的客觀科學。但是隸屬函數的構造方法不同,權重矩陣就有一定的差距,初選采礦方法時,首先對各種影響采礦方法選擇的指標進行模糊量化,并且建立出相應的模糊評判矩陣,選出較好的幾種方案。對初選出的方案進行終選時,采用了模糊綜合評判的方法,對每個方案的技術經濟指標進行分析比較,在建立出評判矩陣和權重矩陣的基礎上選出最優方案。最后,利用VB開發人機界面友好的金屬地下采礦方法選擇系統,降低了研發的難度,提高了研發效率,加快了數據的處理,提供了全面高效的輔助支持。將定性分析與定量分析相結合,運用了多學科知識對采礦方法進行選擇,達到金屬礦山地下采礦方法選擇的智能化。對地下采礦的科技發展起到完善和積極推動作用。價值工程法在采礦方法選擇中采用價值工程法主要考慮的是資金的時間價值,主要根據技術經濟指標的對比進行方案選擇。
四、結語
現代科技進步與采礦科學的發展相結合,是采礦業向前邁出的一大步。對于金屬礦山地下開采方法的正確選擇,是迅速提高礦山技術管理水平,實現礦山設計優化的關鍵環節。對采礦業安全快速發展有著重要的現實意義。
【摘 要】有色金屬是極為重要的經濟建設物質基礎,其礦山的露天開采有著獨特的特征與特點。文章分析了生產探礦設計優化的重要性,從地質分析、計算繪圖、開采境界的圈定優化、開拓運輸系統的確定和邊坡的穩定性優化等角度,闡述了設計優化應當遵循的原則。
【關鍵詞】有色金屬 礦山露采 生產探礦 設計優化
1.露采有色金屬礦特點
有色金屬作為重要的基礎材料和戰略物資,不僅在國防工業和高科技產業中有著較多的應用,也與我們的日常生活息息相關,是關系到經濟建設和發展的重要物資。因此,需要對有色金屬礦山資源進行有效的開發利用,為國民經濟的建設提供源源不斷的資源保障。在探礦與開采的同時,不可避免的會對周圍的環境和生態系統產生一定的影響,造成不同程度的環境污染和破壞。礦產資源作為不可再生資源,儲量和可開采量都是有限的,應當合理的進行開發利用,采取有效的措施對生態環境進行保護。
有色金屬礦山通常占地面積較大,由露采場、選礦采礦工業場地和廢石場、尾礦庫等組成。一般來說,一座礦山的占地面積從幾萬平方米到幾十萬平方米不等。我國的礦山以貧礦居多,以銅礦為例,絕大多數銅礦石的平均品位在1%以下。在露天開采過程中,不可避免的會產生大量的廢石和固體廢棄物,同時還會產生粉塵、酸性污水等污染物,對空氣和水資源形成了較大的污染【1】。大量廢棄物不僅需要占用較大的場地堆放,對土地資源造成了過量的占用,還會對地表土層和植被造成一定的破壞,使原有的生態系統失去平衡。危害到周邊的農牧業生產,造成了區域內水土流失的加劇。
礦業作為國民經濟中重要的支柱產業,隨著經濟的持續快速發展,呈現出較快的增長速度。我國的露天開采不僅規模增長迅速,在產量上也逐年攀升。截止到2005年,有色金屬露天礦產量已超過8000萬噸。露天開采主要包括勘察、設計和開采三個步驟,采用從地表直接將巖石揭露的方法進行礦物開采。礦山在正式投產之前,都需要經過長期的地質勘探。設計部門根據實際的地質狀況,及開采的長遠需要進行規劃設計,作為銜接部分的開采設計環節顯得至關重要。
2.生產探礦設計優化的重要性
有色金屬礦山的生產探礦設計優化,直接關系到開采的效果和質量,需要合理的確定開采的境界規模、工藝流程方法、生產剝采比,設計生產運輸能力、規劃工程進度、以及做好各個環節的銜接等。其中,露天開采境界是由開采邊坡和坑底所組成的空間輪廓,是設計工作中的重要組成部分,決定著境界內巖石量的多少,制約著礦山的生產規模和使用年限。既要保證技術上的切實可行,又要保證經濟上的合理和效益。而邊坡的穩定性是礦山生產中較為復雜的地質難題,大面積的開采容易對山體形成應力載荷,使邊坡處于失穩狀態。設計的不合理、管理的疏忽,都有可能導致事故的發生【2】。
3.設計優化的原則方法
3.1地質分析與計算繪圖
在開采設計之前,對礦山區域內的地質狀況進行大規模的勘探,從而掌握礦體的形態特征、范圍大小、分布走向、地勢陡峭程度,了解礦區的斷裂構造結構、礦石的類型成分,分析礦山的儲量及礦石的品位。采用計算機輔助設計技術對礦體進行圈定,在處理鉆孔數據時應標明礦體的界限、按臺階高度進行組合,合理確定各項工業指標數據,分別采用橫剖平面法、方塊法等不同的計算方法,計算得到對應的礦量和品位。根據鉆孔內表內礦及表外礦的礦體界線,采用交叉式連接成形封閉,繪制地質剖面圖。用CAD在各剖面線上進行切取,經連接后得到分層平面圖。
3.2開采境界的圈定優化
露采礦山多為地形復雜多變的地質巖體,品位分布雜亂無章、工業指標變化無序,給圈定開采境界帶來了諸多困難。開采境界的合理圈定,應遵循資源回收效益的原則。分析資金、時間等成本所占的比重,掌握產品價格的動態變化,形成動態的評價指標。制定合理的角度編排計劃,采用三維、四維的計算機輔助方法構建幾何模型,用參數約束法獲得各分期境界方案,優化采剝順序。以確保獲得的礦產品價值應當大于開采產生的各項費用,追求礦產資源開采量的最大化。
礦山的規模效益、邊際品位的選取、開采的工藝和設備,都會對最終境界的確定產生影響。在實際開采中,由于受到方方面面條件的約束和限制,礦產資源的回收效果并不理想。需要在礦山所允許的剝離量范圍內,確定經濟合理的剝采比,對各分期境界方案進行分析評估。按照邊際理論的基本原理,結合灰色聚類決策原則,從而最終確定最優的露天開采境界。建立合理的經濟分析模型,對相關的不確定因素進行深入的分析,實現對最終境界的動態評估【3】。
3.3開拓運輸系統的確定
礦山的經濟參數眾多、動態變化大,不僅不同的礦山存在著較大的差別,即便是同一座礦山在不同的時間段,也存在著一定的差異。運輸系統的設計,應當遵循減少剝離量、保持原有開采境界的原則,進行參數優化和結構優化。可采用遺傳算法對運輸系統的開拓布線流程進行優化,形成不同的開拓方案,需保證開拓系統中存在斜坡道相互交聯的開拓路徑。同時,充分考慮到運輸系統的開拓成本,使用過程中所產生的經營費用,以及公路、排水等附屬工程,運用數學模型進行分析計算。匯總不同方案的計算結果,綜合評價各個方案的優缺點,從而篩選出可行性最佳的方案系統。
3,4邊坡的穩定性優化
由于礦山的地質形貌和條件復雜多變,爆破開挖過程產生大量的巖體破碎形成結構面,大面積的開采不可避免的會使山體承受應力載荷,礦山邊坡的穩定性成為必須面對的技術難題。必須采用科學的方法對設計方案中礦山邊坡的穩定性進行論證,以確保開采過程中的生產安全。在保證邊坡穩定的條件下,適當的提高最終幫坡角,采用定性和定量分析的方法,能夠有效地降低剝離量和剝采比,常用的優化方法有經驗法、極限平衡法、數值分析法和不確定分析法等【4】。
與常規的邊坡工程相比,有色金屬露天礦的邊坡既具有相似性,有具有其獨特性。受礦體條件的約束,邊坡的位置無法進行自主選擇,且在開采的過程中逐步擴幫。在不影響正常開采的前提下,允許適當的邊坡及巖體變形破壞。在不同的階段,對邊坡的性能的要求也存在差別,隨著采礦的進展動態變化【5】。對礦山的邊坡進行適當的分類,選取適宜的分析方法、建立合理的評價體系,分析與穩定性相關的各項設計參數,采用不同的方法進行優化。從而獲得穩定性最優化的邊坡設計,保障礦山生產的安全高效。
4.結語
隨著國民經濟的進一步發展,有色金屬需求的數量和質量還會有較大的增長,對礦山的開采能力和水平提出了更高的要求。在設計之前對地質條件進行充分的勘探,掌握必要的資料數據,結合計算和繪圖手段進行分析。必須要準確把握有色金屬產品的市場需求行情和價格走勢,結合礦山開采的建設成本和經營費用,合理的圈定開采境界。合理、經濟的確定開拓運輸系統,建立有效的邊坡穩定性優化方法和評價體系,是礦山生產向著安全化、規模化、高效化的方向邁進。
摘要:人類獲取地下資源的主要方式是地下采礦,地下采礦的優秀主要是合理的選擇采礦的方法,隨著社會的發展,地下采礦的方法選擇因素越來越多,并且不同的地質的需求也是不同的,所以它具有非常大的模糊性和不確定性,不能單靠某一種定量來對其進行分析。本文分析了金屬礦山地下開采采礦方法。
關鍵詞:金屬礦山;地下開采;采礦方法
引言
近年來地下礦山開采規模的不斷擴大、開采深度的不斷增加,會帶來一系列的技術難題。隨著有利于露天開采的資源不斷消失,加之嚴重的生態環境問題與市場問題,地下連續開采技術工藝是解決這些難題的有效途徑之一。
1、地下開采概述
礦產深埋在地下,所以進行露天的開采回使得剝離系數超高,同時增加成本。所以,需要采用別的方法進行。地下礦石的大量堆積,從而遮蓋了礦體,因此需要首先挖掘和開采礦石。首先要開通道路,主要包括平巷、斜井、豎井、斜坡道等。地下礦產的開采首先是需要對這些井巷工程進行開鑿,一般分為了開拓、采切、回采。
開拓稱礦床開拓。地面要進入地下的礦體,就需要通過井筒進行,從而使得礦床和地表有完全的連接的通風、排水和運輸的線路,從而方便準確工作和后期的開采工作,一般進行開采主要有豎井開拓斜井開拓、平硐開拓及聯合開拓幾種方法。在金屬礦山開拓中普遍使用的是豎井開拓法,大概占80%左右,國內為比例大致相同,開采深度直接影響著豎井開拓法使用率,其是成正比的。而進行斜井開拓的時候,一般會根據井田再劃分方式和階段內布置形式將其進行組合,成為多種開拓方式,例如“斜井單水平分區式”、“斜井單水平分帶式”、“斜井多水平分區式”、“斜井多水平分段式”等。還有一種方式是平硐開拓,其主要是用平硐來作為主要開拓巷道,從而進行礦床開拓。而聯合開拓是用兩種或兩種以上主要井巷,聯合開拓一個井田的開拓方法。對于地下礦床開采是分階段的,按照先上后下的順序,然后沿著礦床劃分為各個礦塊,高度是不相同的,基本上都是在60m左右,據相關資料顯示,國外的基本是我國的三倍左右,以此為單位進行回采。
地下采礦的方法一般分為3類:
1)礦區里的礦石比較堅硬,圍巖穩固,耐振動,安全性非常好,礦房開闊,但是進行安全開采是需要有礦柱支撐的。
2)人工支撐采礦方法。不斷的拓展回采工作面,并不斷的擴大采空區,人工進行支撐防護。
3)崩落采礦法。礦石崩落,對采礦區進行充填一般是利用崩落圍巖,從而能夠很好的掌握地壓。
地下開采主要通過4個步驟,包括礦床開拓、礦塊的采準、切割和回采實現。基本上的程序為鑿巖、爆破、通風、裝載、支護和運輸提升等。
2、常見金屬礦山地下開采采礦方法
2.1、空場采礦法
空場采礦法技術主要有以下的幾個方面:(1)大直徑深孔采礦法。這種方法源于上個世紀的八十年代,運用于我國的凡口鉛鋅礦。隨后其就被廣泛的使用,例如在安慶銅礦、獅子山銅礦、金川有色金屬公司。在二十世紀八十年代以后,隨著科學技術的發展,這個技術也得到了很大的發展,即階段深孔崩落采礦法。階段深孔崩落采礦法首先在采礦的局部面積上形成一定面積的切割槽,然后是進行深孔裝藥,完成以后就能夠進行全階段高臺階崩礦。(2)地下金屬礦山采礦連續化。對于這項技術不管是落礦、出礦還是搬運礦石,都是需要進行連續作業的。
2.2、崩落采礦法
崩落采礦法主要有以下幾種方法:(1)無底柱分段崩落法。該方法于上個世紀GO年代從瑞典引進,并且獲得成功的運用。怎樣增加和優化結構參數是該方法需要解決的問題。(2)自然崩落法。該方法主要依據的是巖石自然應力落礦的方法,具有的優勢是生產能力強,采礦的成本也很低。因此,該方法可以在易于自然崩落白洲氏品位礦床中使用。
2.3、充填采礦法
充填采礦法進行填充的時候是在回采的工作面逐步的推進,利用填充料對礦體采空區域進行填充。它的一個最大特點是進行回采的時候,礦體采空區域會依靠其內部填充的充填材料、支柱以及兩者進行配合,從而能夠支撐采空區。這種方法一般都是應用于開發具有較高價值礦石、具有較高回收率要求的礦石。
2.4、深部開采
就目前的情況,我國大部分的金屬礦山都已經進入了深部開采的階段,即開采的深度要比六百米大,例如,紅透山銅礦的開采深度已經在1000米左右,在我國深部開采中比較有代表性的是石嘴子銅礦,其也是我國到目前為止深部開采比較深的礦山之一,已經有二十二個階段。
2.5、原地溶浸采礦法
原地溶浸采礦法主要是從地下進行金屬提取,它主要是將采、冶進行有機的融合。其具有很多的優點:(1)不會完全的將礦石從地表開采出,因此也不會有廢石以及尾砂,不會污染到周圍的環境。(2)其能夠大大降低成本,投資少。(3)能夠使得礦產資源的利用率大大提高,一般會將其用在難以用常規技術開采的礦產資源中。
3、我國金屬礦山開采存在的問題
隨著科學技術的發展,我國的金屬礦石開采得到了很大的發展,但是就目前的情況,其也存在很多的問題,主要包括以下的幾個方面:
(1)我國的礦產資源貧礦多,富礦少,大型及特大型礦少,所以礦產資源比較缺乏。
(2)采礦技術發展不平衡。我國幅員遼闊,全國的經濟發展也是非常快的,但是礦產發展水平差異很大,主要體現在一些發達的地區,它們的采礦技術已經達到了國際的先進水平,而在稍微落后的地區,采礦技術是比較落后的,在設備方面也是有很大的欠缺,造成了開采效率偏低。
(3)資源的綜合利用率和回收率非常低。有色礦山通常都是為金屬礦石,隨著社會的發展,人們也是越來越重視對于礦物的回收利用。與國外的水平相比,我國的金屬綜合回收利用技術還需要進一步的提高。
(4)地下開采引發地面塌陷,會直接影響懂啊地形地貌,也會破壞土地資源和地下水資源。進行礦山開發會使得礦山地質環境進一步的惡化,大大增加環境容量的壓力,因為礦山環境問題相對比較嚴重,所以其現在也沒有能夠完全的適應經濟社會發展。
4、我國金屬礦山采礦技術的發展趨勢
隨著社會的發展,我國的綜合經濟得到了很大的發展,在基礎設施方面也有很大的提高,所以在礦山業方面也是表現的比較明顯的,對于礦產的需求量也是越來越大。就目前的情況,我國的礦山開采也是越來越受到國家的重視。對于以前我國的礦山開采技術還不能夠進行開采,從而使得經濟效益不能達到需求,同時也會污染環境,同時埋下了很大的安全隱患,所以需要不斷提高的提高技術水平。地下金屬礦山開采技術的發展趨勢有以下幾個方面:
4.1、使用更先進的采礦設備
在以前的日子,我國的很多地下金屬礦山已經有開始使用更大以及更可靠的采礦設備,對于這些技術設備的使用能夠大大提高生產效率,例如無軌采礦技術,此外,采礦技術隨著科學技術的發展會逐步的向自動化和遙感技術發展。
4.2、監控、自動化以及遙控
對于監控、自動化以及遙控的例子主要是長壁法采礦,另外,在采礦技術中已經大量的運用了環境監控系統和地震監控系統。
4.3、數字礦業化
就目前的情況,在礦產中已經大量的運用了數字地球,也就是數字礦業化。數字礦業主要包括兩個方面,即礦山的信息化和礦山信息系統體系,對于這個體系主要是以空間信息為基礎。
結束語
隨著社會的發展,礦山開采業技術也在不斷的發展,對于國內和國外金屬礦山地下開采的工藝技術也會有更大的突破,并且向著開采效率高、機械化程度高和回采率高的程度發展,從而大幅度的提高礦產開采的綜合生產能力和勞動生產率,并且不斷的減小貧化指標與損失指標。
【摘要】潛孔鉆鉆孔初期要鏟除鉆桿四周的碎石,鉆頭下到一定深度時再放下除塵罩,其除塵罩要水平放置,且與地面貼緊,提高除塵罩的密閉性,以增強除塵效果,減少崗位揚塵。本文通過對潛孔鉆作業崗位揚塵特點的分析以及潛孔鉆用除塵器存在的問題分析,提出了改進和防范技術措施,供同行參考。
【關鍵詞】潛孔鉆作業特點;袋式除塵器;研制;應用
0. 引言
隨著社會的不斷進步,節能減排和環境保護工作越來越受到人們的重視,工業企業的環保工作將由污染全面達標排放,轉向ISO14000體系認證。因此,過去被人們忽視的,象礦山潛孔鉆這樣的小污染源的治理工作將被列入到議事日程上來。
1. 潛孔鉆作業崗位揚塵特點
潛孔鉆作業采用壓縮空氣,氣壓越大,潛孔鉆鉆孔速度越快。隨著壓縮空氣壓力增大,鉆桿處揚塵加大,使得鉆機附近粉塵彌漫,不僅危害操作人員的身體健康,而且影響潛孔鉆作業速度,加快機械和電器設備的損壞。其作業崗位的揚塵特點是:
1.1 潛孔鉆作業時不僅崗位粉塵濃度高,而且粉塵顆粒級配分布廣
根據現場觀察,有微細粉塵,也有粗顆粒粉塵,微細粉塵有的小于5μm,對人體健康危害較大。有的顆粒達到5mm,如瓜子片大小,粉塵顆粒多數呈棱狀外形,對除塵設備、風管和風機磨損較大。
1.2 由于是露天作業,潛孔鉆粉塵受天氣、風向和風力影響較大
如果風向迎向潛孔鉆,其操作室籠罩在粉塵中,為了減少粉塵污染,崗位人員只得遠離潛孔鉆,不僅不利于設備操作管理,而且也使得潛孔鉆鉆桿不能及時調整,造成工作效率下降。如果遇到雨天,礦山工作臺面物料潮濕,在鉆孔作業開始階段,粉塵含濕量較大,影響除塵器的工作效果,甚至出現風管和除塵器堵塞現象。
1.3 影響鉆孔作業的工作效率,增加生產成本
由于潛孔鉆作業時產生大量的瓜子片狀顆粒,如不能及時處理,因這些較大顆粒受到顆粒本身重力作用,瓜子片狀顆粒容易在鉆桿與鉆孔之間停留,當瓜子片狀顆粒沉積到一定數量時,造成“抱桿”現象,這時,只得停止作業,抽鉆桿后再進行重新鉆孔作業。當鉆孔越深時,瓜子片狀顆粒“抱桿”現象越嚴重,影響鉆孔作業的工作效率,增加生產成本。
2. 潛孔鉆用除塵器存在問題
在礦山鉆孔作業的潛孔鉆粉塵點因是野外作業,常被大多數水泥企業忽視,而過去用于這類除塵的設備大多是非專業環保廠制造,其技術水平較落后,除塵效果欠佳,運行也不經濟。當前比較常用于潛孔鉆的除塵器有:
2.1 多管旋風除塵器
它結構簡單,除塵效率低,一般開始使用時,潛孔鉆的鉆孔處能顯負壓作業,但多管旋風除塵器出口粉塵排放較大,礦山開采面粉塵彌漫。由于粉塵顆粒進入旋風除塵器的速度較快,使用半年后,風機風葉和殼體磨損較大,除塵器風量開始下降,潛孔處揚塵增大。使用一年半后,風機外殼磨破,風葉磨損加劇,需更換風機。在鉆孔的開始階段,如果遇到雨天,物料潮濕,粉塵濕度較大,旋風筒易堵塞,加劇粉塵排放和風機磨損。
2.2 單機反吹袋式除塵器
盡管使用單機反吹袋式除塵器其出口粉塵排放能達標,但因通常它為兩狀態清灰在線清灰,清灰力較弱,濾料上粉塵層較厚,易形成濾袋肥大、板結現象,久而久之,,單機反吹袋式除塵器通風量下降,潛孔鉆鉆孔處揚塵較大。由于該類除塵器為內濾式除塵,遇到雨天粉塵濕度較大時,容易造成濾袋結料柱現象,使得除塵器的通風能力下降,影響除塵效果。由于多管旋風除塵器和單機反吹袋式除塵器得實際運行阻力大,不僅影響除塵效果,而且選用風機較大,其電動機功率大,電耗大,很不經濟。
2.3 水除塵器
盡管它的除塵效果較好,但由于礦山地理位置較高,供水很不方便,容易出現二次污染問題,大多水泥企業已經廢棄水除塵器設備。
根據潛孔鉆作業產塵的特點,結合潛孔鉆操作,潛孔鉆用氣箱脈沖袋式除塵器(為了便于敘述,以下簡稱QK除塵器)應用取得了成功,目前已經開始推廣應用。
3. QK除塵器結構、工作原理及主要特點
設備組成:QK除塵器由箱體、進風口、出風口、灰斗、濾袋、清灰管路系統及閥門(包括脈沖閥、電磁閥、氣缸組件)組成。主體結構:QK除塵器主體由2個氣箱室,每個氣箱室有30條濾袋。它采用四狀態離線脈沖清灰方式清灰。四狀態清灰特點:
1)給落灰留有時間,減少了除塵器內部的二次揚塵,減少除塵器的運行負荷;
2)減少清灰時間,減少動力消耗及對濾袋的損傷;
3)靜態清灰時,袋的附著力消失(通風),易使灰塵成片狀脫落,節省動力;
4)由于采用定時清灰,濾袋壓力平穩;
5)缺點是離線時間稍長(根據袋長不同,離線時間不一樣),但實際生產中除塵器運行綜合性能良好。
工作原理:潛孔鉆工作時,潛孔鉆鉆頭產生的含塵氣體由QK除塵器進風口進入除塵器,進入QK除塵器的粉塵因風速突然大幅降低,較大顆粒粉塵在重力作用下落入灰斗,細粉塵經過濾料過濾后,被阻留在濾袋表面,潔凈空氣由除塵器出口經風機排出。當除塵器運行一段時間后,濾袋表面捕集的粉塵層增厚,除塵器運行阻力增大;當阻力達到一定程度后,控制機構切斷出風閥,使一室濾袋處于靜止狀態,這時脈沖閥開始工作,對濾袋進行清灰噴吹,濾袋急劇膨脹,濾袋上粉塵剝離落入集灰斗。當脈沖閥工作完畢后。濾袋又處于靜止狀態。打開出風閥。該室除塵個氣箱又進行工作。這時,除塵器又進行另一室的清灰工作。
主要特點:由于潛孔鉆粉塵中粗顆粒較多,將QK除塵器進風口設置在灰斗部,使含塵氣體由灰斗部進入除塵器,粗顆粒粉塵靠自身重力落入灰斗。較細粉塵由濾袋捕集,在壓縮空氣噴吹力的作用下,濾袋上的粉塵成片狀剝離落入灰斗,減少二次揚塵現象。由于潛孔鉆粉塵中粗顆粒所占比例較多(這與吸風量成正比),灰斗中的集灰只需重力排出。考慮到填炮眼需要,收集的粉塵要滿足集灰存放要求。潛孔鉆為露天作業,考慮到環境和進除塵器的廢氣溫度、濕度變化大,需選用拒油防水類濾料。因潛孔鉆操作室空間小,所用除塵器的電控柜在滿足控制功能要求的前提下要小型化,以便在潛孔鉆操作室內擺放。
4. 應用及效果
某金屬礦山4#潛孔鉆原采用水除塵器除塵,因礦山海拔較高,山上缺水,使得該除塵器無法使用,造成潛孔鉆鉆臺平面及操作室揚塵嚴重,濃度達339mg/m3。粉塵濃度超標32.9倍,這不僅影響工人的正常作業,而且危害職工的身體健康,加劇機械設備的磨損和電器設備的損害。為了消除粉塵污染,提高潛孔鉆的工效,我們選用了QK除塵器,針對礦山爆破時需用細石粉填炮眼的特點,進一步改進集灰斗下料鎖風裝置,以滿足生產工藝要求,除塵效果良好。
QK除塵器及除塵工藝設計合理,濾料性能良好,其出口幾乎看不到煙氣排放。潛孔鉆揚塵處環境徹底改觀。操作室粉塵濃度為1.0mg/m3,達到清潔生產的要求,深受崗位工人的歡迎。過去無除塵設備(或采用旋風除塵器)時,潛孔鉆鉆出的爪子片狀小碎石常落入鉆孔,形成“抱桿”現象,不僅磨損鉆桿,而且需要使鉆桿頻繁提鉆桿。使用QK除塵器后,既使細粉塵被捕集,又能使粗顆粒(瓜子片狀)也被捕集,不僅改善勞動環境,而且“抱桿”現象大幅減少,提高了潛孔鉆的工作效率。
充分利用潛孔鉆的壓縮空氣作清灰氣源,簡化了除塵工藝。根據潛孔鉆作業的特點,用帆布或舊除塵濾袋制作除塵罩,不僅節省投資,而且利于潛孔鉆操作。由于選型合理,除塵器系統風機的電機功率由原來的5.5kw和7.5kw改為4kw,不但節約了電能,而且除塵效果也得到改善。該除塵器維護簡單,人不需要進入袋式除塵器更換濾袋,濾袋更換方便,其濾袋壽命超過3年。
5. 結語
將氣箱脈沖清灰技術(QK除塵器)應用于潛孔鉆除塵,不僅除塵器效果好,而且造價低,節約電能,易于維護和操作,同時能夠提高潛孔鉆的工作效率,值得推廣。
【摘要】隨著測繪技術的發展,陀螺全站儀、地面三維激光掃描儀等新技術、新儀器已經在地下開采礦山測量中得到了廣泛的應用,以某金屬礦山為例,介紹了其工作原理、作業流程及在礦山測量中的應用方向。結果表明,測繪新技術的應用極大的方便了礦山測量工作,節省了大量的人力物力,且成果精度可靠,為礦山測量提供了技術保障。
【關鍵詞】金屬礦山;陀螺全站儀;地面三維激光掃描;測繪新技術
礦山測量服務于礦山勘探、設計、開發和生產運營的各個階段,必須將先進的現代技術同礦山測量的實際工作、具體特點相結合,拓寬礦山測量的生存空間和業務范圍,促進礦山測量的改進和發展,適應礦山體制改革的需要。目前陀螺全站儀、地面三維激光掃描儀等新技術、新儀器已經在地下開采礦山測量中得到了廣泛的應用,探討其工作原理、作業流程有利于優化作業程序,提高工作效率。以某金屬礦山為例,分析了陀螺全站儀定向的精度及地面三維激光掃描儀的作業流程及應用范圍。
1 陀螺全站儀在礦山測量中的應用
1.1 陀螺全站儀工作原理
陀螺全站儀是將陀螺儀和全站儀結合在一起的儀器,采用陀螺尋北本體與全站儀共同配合來測定任意測線的陀螺方位角。陀螺儀相對于慣性空間有定軸性的特性,而地球相對于慣性空間有自轉效應,因此在地球表面某一緯度φ處的陀螺儀就可以測量出相對于慣性空間的自轉角速度ω,然后將地球的自轉角速度分解為水平分量和垂直分量,其中水平分量ωn=ωcos?沿地球經線指向真北;可見,通過慣性技術測量敏感地球自轉角速度的水平分量便可以獲得地球的北向信息,這就是尋北儀工作的基本原理。
1.2 陀螺全站儀測量方法及限差
1.2.1 陀螺全站儀測量方法
陀螺全站儀定向采用中天法進行觀測,定向程序為:
(1)先在地面任意點上測定儀器當地的比例常數C值。觀測6個測回,計算出3個C值,取平均值作為當地本儀器C值,在一定時期內,50km范圍內可以使用同一C值;
(2)在地面已知邊上觀測3個測回,計算儀器常數;
(3)在井下待定邊上用2測回測量陀螺方位角;
(4)返回地面后,在原已知邊上采用3測回測量陀螺方位角,再求得三個儀器常數。
根據以上測量成果來檢驗儀器的穩定性和測量的精度,確保陀螺定向成果的可靠性和精度。
1.2.2 陀螺全站儀觀測限差要求
為了保證觀測精度,測量時需要嚴格執行以下各項限差:
(1)陀螺全站儀的C值測量互差不大于0.06;
(2)儀器的懸掛帶零位不能超過±0.5格,測量前后零位值的互差不得超過0.2格;井上下零位差超過0.3格時,應加入零位改正;
(3)相鄰擺動時間的互差不得大于0.4秒,間隔擺動時間的互差不得大于0.6秒;實踐總結可以保證相鄰擺動時間的互差不大于0.3秒,間隔擺動時間的互差不大于0.4秒;
(4)兩個鏡位觀測測線測前方向值、測后方向值。測前測后方向值的互差不得超過10";
(5)測回間方向值互差不大于40"。
1.3觀測精度
根據測量得到的數據,計算儀器常數一次測定中誤差、儀器常數平均值中誤差、井下陀螺方位角一次測定中誤差、井下測定陀螺方位角平均值中誤差,根據儀器常數平均值中誤差 、井下測定陀螺方位角平均值中誤差 ,得到螺定向邊最終定向中誤差為:
可以看出,在本次礦山測量方位定向中,陀螺全站儀穩定可靠,精度較高,可節省大量的勞力和時間,提高了測量的精度和工作效率。
2 地面三維激光掃描儀在礦山測量中的應用
2.1 地面三維激光掃描工作原理
地面三維激光掃描系統由三維激光掃描儀、數碼相機、掃描儀旋轉平臺、軟件控制平臺,數據處理平臺及電源和其它附件設備共同構成,是一種集成了多種高新技術的新型空間信息數據獲取手段。地面三維激光掃描技術的工作原理,即由三維激光掃描儀內部的一個發射體發射激光脈沖,再通過兩塊反光鏡有序快速旋轉,把由發射體發射的窄束激光脈沖按一定次序掃過目標區域。通過測量每束激光從發射到物體表面反射回儀器的時間計算相關距離,并且編碼器還會測量脈沖的相關角度,最終得到目標的真實三維坐標。軟件處理后,便會輸出實體建模。運用地面三維激光掃描技術,從事各類復雜、大型、不規則、非標準的實景或實體三維數據的采集,快速重構目標的三維模型。
2.2 地面三維激光掃描工作流程
(1)實地踏勘實際情況,制定合理的施測方案。合理布設掃描測站,劃分地面三維激光掃描作業面,保證整體埽,掃描無缺失,避免數據過度冗余,提高掃描效率。
(2)按照制定的施測方案計劃進行數據采集工作。根據精度要求設置掃描分辨率,對于規則區域,采用較低的分辨率,不規則區域采用高分辨率掃描。掃描完成后在現場初步分析數據質量是否符合設計要求,保證地面三維激光掃描采集的數據既不缺失,又不過度冗余。地面三維激光掃描的過程中避免人員走動,以減少異常點的出現。
(3)對采集好的點云數據進行數據預處理,包括:點云的拼接、去噪以及統一坐標系統等工作;并進行數據處理,得到觀測數據及三維模型等成果。
2.3 地面三維激光掃描在礦山測量中的應用方向
(1)礦區地形圖測繪:地面三維激光掃描儀可以實現遠距離非接觸性測量,對于人員難以企及和十分危險的地段進行測量具有明顯優勢,可以根據測量得到的點云數據,繪制大比例尺地形圖,可以滿足1:500比例尺地形圖的精度要求。
(2)三維模型構建:根據地面三維激光掃描得到的點云數據,可以提取特征點,利用專業軟件構建三維立體模型,使得地形地物的表達更加直觀形象。
(3)巷道變形監測:可以根據不同時期的地面三維激光掃描獲得的點云數據進行處理,并通過數據分析,進行巷道的變形監測。
3 結論
在金屬礦山巷道定向測量中,使用陀螺全站儀僅需測量幾小時,精度可以達到±6.2″,遠遠高于單井定向和兩井定向,投點和井下基本控制導線起始方位角傳遞任務是單獨完成的,排除了投點誤差對起始邊坐標方位角傳遞的影響,因而,提高了定向的精度;地面三維激光掃描可以具有遠距離無接觸測量的特點,可以用于礦區地形圖繪制、三維模型構建、巷道變形監測中,節省大量人力物力,并得到海量的點云數據,提供直觀的三維成果。可以看出,陀螺全站儀、地面三維激光掃描儀等新技術、新方法的出現,極大的促進了礦山測量的發展。
摘 要:大水礦床是金屬礦山當中最為常見的礦山類型,做好對此類金屬礦山的資源開采,對于我國金屬礦業發展及經濟水平提升具有重要意義。作者結合實踐工作經驗,在文章當中以點柱充填式采礦法為例,對金屬礦山大水礦床的地下采礦方法進行探討。
關鍵詞:金屬礦山;大水礦床;地下采礦;點柱充填式采礦法
前言
大水礦床是我國金屬礦山當中較為常見的一種類型,其雖在我國分布廣泛,但由于開采難度較大,以至于該類型礦山資源并非開采首選。隨著社會需求的不斷增大,越來越多的金屬礦山被開采枯竭,從我國目前的大水礦床開采效果來看,點柱充填式采礦法是較有成效的開采方法之一,做好對此方法的分析對于我國金屬礦山大水礦床的地下采礦方法進步具有重要意義。
1 大水礦床的充水類型
大水礦床是指礦坑涌水量每日達到數萬立方米以上的礦床,這類礦床在我國分布較為廣泛,其雖具有一定的開采難度,但從效益方面還是具有重大開采意義的。我國大水礦床的充水條件較為復雜,這與我國水文地質條件有著直接的關系,多種水源共同補給礦坑,其類型不僅包括巖溶水、孔隙水、裂隙水等,還有地表水和大氣降水等。其中孔隙水為礦床的主要充水類型,根據不同充水類型可以將大水礦床分為巖溶含水層充水和孔隙含水層充水兩種礦床沖水類型。
1.1 巖溶含水層充水
此類充水巖層根據不同的層次有著不同的特點,其中裸露充水層具有含水性不均的特點,這與其無統一含水層和地下水位有直接關系,此類充水層的充水流量與大氣降水強度有直接關聯,易出現大溶洞庫存泥沙的情況,威脅生產安全。覆蓋及埋藏充水層則都具有統一含水層和地下水位,但覆蓋充水層具有嚴重的地面談下井下泥沙,其地下水對安全生產有所威脅。同時埋藏充水層則具有豐富的高壓巖溶水,此類充水層的井下泥沙對生產安全有所威脅。
1.2 孔隙含水層充水
此類充水巖層具有埋藏淺的特點,礦坑內涌水量受大氣降水影響明顯,上部松散沉積物較多,多以富有水的沙礫石層為主,同時摻有細粉砂含水層與弱透水的亞粘土、粘土層交互成層,此類巖層具有極強的不穩定性,工程地質條件也較為復雜。
2 大水礦床的開采方法分析
大水礦床的地下采礦方法一直是采礦企業研究的重點內容,在我國當下的礦山開采水平上,大水礦床的地下采礦方法也呈現出了百花齊放的現象,例如留隔水礦柱的房柱法(谷家臺鐵礦、業莊礦區、泗頂鉛鋅礦),可超前疏干的崩落法(西石門鐵礦、北 河鐵礦、程潮鐵礦)、空場嗣后充填采礦法(南 河鐵礦、草樓鐵礦)等等,都取得了一定的效果,并獲得了成功,但從開采效率、經濟效益、生產安全角度分析,還是點柱式充填采礦法最為有效,因此該方法成為了我國目前使用最為廣泛的大水礦床的地下采礦方法。
3 點柱充填法的應用優勢
(1)點柱充填法能夠在一定數量的礦柱支持下實現對礦體上盤的支撐,避免海水深入坑內,對礦山的海地部分產生破壞與不利影響;(2)使用點柱充填法可以實現全尾砂充填,這樣有利于提升回采礦石的回收率;(3)點柱充填法的機械化程度較高,因此其勞動生產率也交稿,而且無軌生產設備的靈活應用,還可以保障設備安全,如果出現海水浸入井下的情況,可以實現對設備的隨時撤離;(4)點柱充填法可以實現對采場內的分選,實現對開采品位的靈活控制。
4 以點柱充填法的大水礦床開采
4.1 工程實例
某礦區位置在海灣部分,其礦體由陸地向太平洋傾斜延伸,由于礦體斷層較多,故將其分為三個主要開采礦段,礦段代號分別為A、B、C。在三個開采礦段當中,C礦段為充水礦床,其礦體與海底的最近距離僅為40m,垂直延伸高度可達300m,礦體走向全長為300~400m,厚度為5~50m,傾角度數為30°~45°。在該礦段中,有礦體賦存于矽卡巖中,圍巖為大理巖和角頁巖,框體直接頂板處有寬度較大的主斷層,礦體和圍巖的節理發育較好,屬于中等穩固情況。在礦體當中地下涌水量不打,與海水無直接聯系。
4.2 采場構成要素
海床底部留60m的護頂柱;采場尺寸及分割后的礦體自然尺寸長度在50~100m之間,寬度在5~50m之間。方形點柱斷面為6m×6m,不留間柱,回采10年后,可將點樁面改為5m×5m。點柱之間的凈寬度應控制在8~9m質檢,點柱中心距為14m。階段頂底柱高在為15~20m之間,段高75m。回采分層高度為4m,分段充填時,高度為12.5m。
4.3 采場的系統設置
根據對大水礦床的實際情況分析與了解,可以不對其進行運輸階段和溜礦井的設置,與此同時也不設置回采分段平巷,取而代之的是露天礦用的改裝鏟運機和卡車。其中鏟運機的規格為6.5m3,卡車的規格為35~40噸。在生產過程中,卡車可直接經由斜坡道進入到采場當中進行裝車,撞車后將礦產運往地表卸礦站進行卸礦。其中礦床中的階段高為75m,且每一階段僅作回采開始時的切割分層用,在運輸水平上不使用階段高。
4.4 回采工作
根據礦床的實際情況分析,其回采工作可以從斜坡道的采場聯絡道開始,其中第一層的回采切割層高為4.5~5m,充填高度為3m,預留空頂高度為1.5~2m,這樣設置的目的是為了保證下一層分層回采時,能夠有效的出礦和通風。第二層的回采切割高度為4m,充填高度為3m,預留空頂高度為1~1.5m。在此種回采模式設計下,所有采場在無干擾情況下可以實現同時鑿巖和出礦,實現6個采場的同時工作,日出礦量可達1500噸,實現回采工作的全面拉開。根據礦區實際情況的分析,生產過程中的鑿巖設備應選擇雙臂臺車,對于部分礦體較薄的小采場,可以選擇使用手持式鑿巖機,保證鑿礦的精準性,避免對山體造成傷害。
4.5 經濟技術指標
在上述生產模式下,礦產掌子面工人的工班平均勞動生產率可達48噸左右,采場的平均生產能力根據采場的實際大小有所差異,其中日生產量最高的可達600噸,日生產量最低的也有300噸左右。通過對點柱礦石的損失率計算,其理論損失率約為18.5%。
5 結束語
綜上所述,點柱充填式采礦法作為當下較為成熟的礦山開采方法,其對于金屬礦山大水礦床的開采具有非常重要的意義,國內多個以此為主要技術的大水礦床金屬礦山開采,也客觀證明了其在大水礦床的開采方面的先進性與效果。隨著金屬礦產資源量的日趨減少,今后的金屬礦山開采難度必然還會增大,因此我們必須要在以點柱充填式采礦法有效完成當下的大水礦床開采工作基礎上,加大對點柱充填式采礦法的技術深入研究,實現對該技術的進一步完善,讓其能夠更好地適用于難度更大的技術礦山大水礦床的地下開采工作,為保證我國資源的有效開采提供堅實、有利的支持。
摘要:本文分析了我國黑色冶金礦山開發利用存在的問題,強調了節約資源能源和減排的意義,提出了黑色冶金礦山節約資源能源和減排的主要目標、內容,并提出了相應的政策措施建議。
關鍵詞:黑色金屬礦山節約資源 減排 對策
一、黑色金屬礦山節約資源能源與減排的意義
節約資源能源與減排不但關系到中國經濟的可持續發展,中國礦業企業在不斷發展壯大的同時,要意識到自身的社會責任,加強資源和環境保護,加大節能減排力度,扎實發展綠色礦業。
我國冶金礦山具有能耗大的特點,是我國重點耗能行業。我國冶金礦山2006年共生產鐵礦石5.88億噸,采剝總量15億噸以上;按照露天采礦工序單位能耗1.11kg標準煤/t,地下采礦工序單位能耗7.59kg標準煤/t,選礦工序單位能耗14.59kg標準煤/t計算,全年冶金礦山選礦能耗為85.8億kg標準煤,采礦能耗為39.2億kg標準煤,每年的能源消耗合計達125億kg標準煤,能源消耗巨大。按GDP能耗降低20%的目標要求,冶金礦山每年可節能25億kg標準煤。2007年我國冶金礦山共生產7.07億噸鐵礦石,若實現國家提出的單位GDP能耗降低20%的目標,經濟效益巨大,其產生的社會效益將十分顯著。
我國鐵礦資源總基礎儲量占世界總基礎儲量3 100億噸的16%,但由于貧礦多,鐵金屬量基礎儲量僅僅150億噸,占世界鐵金屬基礎儲量總量的9%,平均原礦含鐵30%,而除中國以外世界平均原礦含鐵高達55%。目前國內2/3的國有骨干礦山進入中晚期,大量礦山因資源枯竭而難以為繼,許多礦山企業將陸續關閉,資源接替基地匱乏。今后20年若沒有重大的找礦突破和對金屬礦產資源進行高效工業利用,我國金屬礦產資源對國外的依賴程度將繼續加大,巨大的供需缺口完全依賴國際市場和境外資源供應,對國家經濟安全將構成嚴重威脅。我國礦產資源綜合利用總回收率僅30%,比發達國家低20個百分點。鐵礦采選綜合回收率不足60%,共伴生組分綜合回收率不足35%,大量境界外礦、殘留礦尚未被充分利用,尾礦及固體排棄物綜合開發利用還處于起步階段。綜合利用搞得比較好的大中型礦山只占31.1%;進行部分綜合利用的礦山只占25.6%;完全沒有進行綜合利用的占43.3%。礦山共伴生有用組分綜合利用指數只有50%,比國外低30個百分點左右。已成為我國經濟社會發展的突出問題。
礦產資源開發利用過程中產生的尾礦已成為最大的工業固體廢棄物,約占總量的80%。目前僅金屬礦山堆存的尾礦就達50余億噸,并以每年2~3億噸以上的排放量劇增;我國目前鐵礦產量已達到8億噸左右,僅鐵礦山排土場已堆存100多億噸的廢石,并且現在以每年9億噸以上的排放量劇增,僅露天鐵礦山(占產量80%)每年損失鐵礦石(品位32%)就達2 000多萬噸。而尾礦、廢石、燒渣的利用率很低,大量固體廢物排放占用了大量寶貴的土地資源,造成生態環境惡化,同時也造成大量有價金屬與非金屬資源的流失,成為礦山發展的嚴重制約因素。礦產資源的開發利用,引發的環境污染已成為不可忽視的重大社會問題。
二、黑色金屬礦山節約資源能源與減排的發展目標
黑色金屬礦山節約資源能源與減排的發展目標為:
按照“集約開發,節能減排,降本增效,安全環保”的指導方針,大力抓好節約資源能源與減排工作,全面提升自主創新能力,加快建設資源節約型、環境友好型、科技創新型礦山企業,重點企業采礦回采率露天礦達到95%以上,井下80%以上;重點選礦企業金屬回收率為:單一磁鐵礦達到85%以上,混合礦75%以上;綜合回收共生、伴生礦種能力提高10%;水耗、電耗減少15%左右;循環水利用率達到90%以上;建設20個現代化綠色礦山試點。
三、黑色金屬礦山節約資源能源與減排關鍵技術的發展方向
1、金屬礦產資源高效開采技術
包括復雜難采礦體的綜合開采技術,深凹露天礦山高陡邊坡強化開采和高效運輸系統、露天礦深部高效開采技術、露天與地下聯合開采技術、露天礦境界外礦體回采技術、采場實時自動調度及生產管理綜合信息系統、露天礦深部高陡邊坡穩定性研究、地下礦山復雜難采礦體的開采技術、群采多空區高效采礦技術、高回采率和少貧化采礦方法以及大間距集中化無底柱開采新工藝、礦山智能化生產安全管理系統、大型高壩和超高臺階排土場工程控制安全技術的研究和示范,無廢(少廢)開采技術,高陡邊坡開采技術等。
2、金屬礦產資源高效選礦技術與裝備
包括復雜難選礦石高效選礦技術,多金屬共生
礦石綜合利用技術,低品位極貧礦石的低成本加工技術,無尾(少尾)選礦技術,金屬礦物、非金屬礦物提質降雜工藝、藥劑和設備,細粒分級工藝與設備;高效無毒鐵礦石選礦新藥劑,非金屬選礦新藥劑;大塊礦石永磁磁選機、永磁大筒徑磁選機、XCTB型大處理量濕式筒式磁選機、永磁脈動磁選機、立盤永磁磁選機、中磁機、YCG系列粗粒永磁輥式強磁選機、
開梯度永磁強磁選機等的研究、開發和應用。
3、生態環境保護、污染防治技術與設備
包括礦山生態環境綜合整治技術,礦山生態環
境恢復與重建技術,礦井通風除塵技術,選礦廠除塵技術與設備,煙氣治理與噪聲控制,水污染治理與循環利用技術,固體廢物綜合利用技術與裝備,清潔生產技術,環境影響評價。
4、采、選過程自動控制技術與測控儀表
包括礦山生產過程管控一體化,井下無線通訊與人員定位技術,礦山安全監測與預警系統研究與開發,礦山生產經營智能決策支持系統研究與開發;
破碎生產過程監控技術、磨礦分級過程自動控制系統、選別過程自控技術、礦漿脫水與輸送系統節能自動技術研究、濃縮過程控制系統、礦漿輸送多級機站自動調度系統、選廠網絡系統研究及信息集成技術,微機多道多探頭在線品位分析系統、粒度分析儀、濃度分析儀、水分分析儀。
5、礦產固體廢棄物利用技術
采礦廢石、選礦尾礦、工業廢料(鋼渣、冶金含鐵塵泥、硫酸燒渣、氰化尾渣、冶煉煙灰等)、再生資源等固體廢物的再利用技術。
6、礦山地質災害防治技術
礦山邊坡工程研究與滑坡監測、治理技術,尾礦庫災害監測技術,尾礦庫堆存新技術,尾礦庫災害防治技術,尾礦庫工程系統安全運行評價技術,礦山排土場災害預測與防治技術,地下礦山災害及地壓控制預測與預報系統技術。
7、礦山清潔生產技術
包括:生產過程的清潔和生產產品的清潔兩方面內容。通過采用先進的采選工藝技術與裝備、改善管理、綜合利用等措施,進行無廢或少廢生產,使生產過程和產品消費過程變為無污染或少污染,實現生產過程的零排放或少排放。
五、黑色金屬礦山節約資源能源與減排的政策措施建議
1、立足我國國情和礦產資源特點,立足從礦山勘探、采掘、選礦、燒結、冶煉產業鏈條工藝中的資源走向和能源利用,強調“減量、再用和循環”(3R)原則,探討礦產資源企業內部循環,企業自身延伸,礦業群體資源及利用、產業群體橫向耦合型等循環發展模式。
2、研究“低消耗、低能耗、低排放”開發利用礦產資源的關鍵技術,提出減少對生態環境影響的關鍵科學技術和保障措施,大力提高資源的綜合開發利用的效率,加強礦產資源綜合利用,最大限度地利用礦產固體廢物;全面推進清潔生產,從資源開發的源頭減少污染物的產生量;積極發展環保產業,為資源高效利用和循環利用提供物質技術保障。
3、加強節約資源能源與減排和資源節約集約利用的宣傳工作,增強全民節約集約利用資源、節約資源能源與減排意識,營造良好的社會氛圍。
4、加強礦山環境恢復治理。嚴格執行礦產資源開采的生態環境準入條件,建立和完善礦山環境影響評價體系和許可證制度,避免產生新的生態破壞和環境污染。對生產礦山落實礦山環境治理責任機制,積極推進建立礦山環境恢復治理保證金制度,督促采礦權人依法履行生態環境保護義務。對已經閉坑礦山和廢棄的礦井,加大對生態恢復與礦山地質環境治理的財政支持力度。
5、礦山企業要承擔社會責任。節約資源能源與減排的過程也是企業效益提升的過程。在節約資源能源與減排的系統工程中,礦山企業要勇于承擔節約資源能源與減排的社會責任。要轉變觀念,從“要我減排”轉變為“我要減排”。因為從長遠來看,節約資源能源與減排不是企業的負擔,而是企業優化資產結構,實現可持續發展的途徑。企業采用了先進的技術、科學的管理、創新的機制推進節約資源能源與減排,有利于發展自己、壯大自己,實現規模與效益的同步提高,增強市場競爭力。
結束語:
面對全球金融危機帶來的礦業市場環境巨變,只有積極依靠科技進步和創新,開發出適合我國冶金礦山發展的黑色礦山高效節能大型成套技術與裝備,大力抓好節約資源能源與減排工作,全面提升自主創新能力,顯著提高技術與裝備水平,加快建設資源節約型、環境友好型、科技創新型礦山企業,實現冶金礦山的節能降耗、資源的高效、有效利用,提高勞動生產率、降低生產成本,淘汰落后產能,提高競爭力。