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矿山工程发展趋势十篇

发布时间:2024-04-25 22:46:41

矿山工程发展趋势篇1

关键词:矿山机械;发展趋势

前言:我国近年来大力整合、改造现有大矿、关闭小矿、淘汰落后的生产能力,加快大型矿产基地和现代化大型矿企的建设,这为我国矿山机械设备企业的发展提供了良好的机遇。机遇就是挑战,如何抓住机遇是中国矿山机械设备行业给矿山机械设备企业的的挑战。才可以保护我国的资源能够长期稳定工业、国防等的需要个供应。

中国的经济发展太快,矿山资源的开采也是发展迅速,随着开采的深度也在逐渐加大,开采的环境也变得越来越复杂,由陆地到海洋,有浅层开发到深层开采,使得对矿山机械的要求变得越来越高。使得原来的单一型设备向着更精密,更先进的方向发展,

机械工程科学发展的总趋势将是数字化、智能化、精密化、微型化、生命化和生态化。矿山机械作为机械工程学科的一个分支,也遵循着这个发展的总趋势。同时,结合矿山行业的特点,其发展趋向是大型化、数字化、智能化、生态化、和国际化。矿山机械制造业应不断融入人类在各领域的优秀成果,面向国家经济建设重大需求,以科学发展观为指导,实现可持续发展。

1、大型化

一系列世界级矿产基地在西部地区陆续发现,我国重要矿产资源分布格局正在发生全面改变。矿山机械产品的大型化是现阶段的普遍需求,这不仅能保证稳定性,也能保证效率,更有利的节约成本。根据三个矿山分布密集地区分析,我国已经进入矿山机械生产大国、消费大国和进口大国的行列,但是大而不强。基于当今矿山机械行业的形势,中国矿山机械企业应进一步深化改革,积极调整产业和产品结构,转变经济增长方式,增强自主创新能力,加快高端矿山机械、选矿设备、破碎机设备及关键零件的研发和市场开拓,进一步提高产品质量和强化服务意识,提高全产业的综合竞争力,坚持走绿色创新大道,才能够实现又好又快地可持续发展,完成由大变强的目标。

2、数字化

机械制造业技术的融合在机械辊式破碎机制造业的许多领域,电子控制和软件技术变得同机械工程同等重要。产品开发数字化的一个重要特征是产品开发和产品性能的可预测性。矿山机械是技术含量和集成化很高的装备,新设备的开发中不断将人类在各领域成果融合进来,随着材料科学、制造工艺、信息技术、计算机技术的进步,每一轮产品都有新的技术注入,零部件的更新周期越来越短、新设备换代越来越快,尤其是大型矿山机械的开发,无成熟的经验可借鉴,而又不允许设计中出现任何失误,因此必须借助多学科技术的融合,提高设计效率和设计质量,提升企业自主创新能力和市场竞争力。矿山机械和计算机技术、网络技术综合的基础上形成了数字化发展趋势。

随着计算机技术的进步,推动了无人采矿技术,从传统采矿工艺的自动采矿或遥控采矿向智能采矿、数字通信等无人化矿山的方向发展。露天矿运输作业成本约占总成本60%,大型露天矿中电铲和汽车调度是矿山管理的重要内容,通过GpS卫星定位和多频道无线电通信,实现车-铲-调度室之间的信息传递。在软件上采用线性规划加动态规划的自动调度模式。首先在每班作业前用线性规划做出总体安排,然后随作业的进展在线及时地用动态规划予以修正,美国modular公司着名的DiSpatCH软件就是典型的示例,提高矿山企业的生产效率。

数字化给矿山描绘了新的远景,挖掘整合企业的信息资源,实现露天采矿工业流程的再造,完成矿床地质环境建模、生产计划制定执行、生产调度、产品质量监控、设备状况诊断、人员调配、物流、资金流以及工程灾害预警、局域环境监测、特殊工况条件下专家评估决策等子系统的构建、融合,使整个企业成为一个完整、流畅的管理系统,

3、智能化、

自动化无人工作面开采是井下或危险环境采矿的发展方向,也是保障工作面安全开采的有效途径。综合运用采矿学、自动化技术、通讯技术、计算机科学与技术等,进行自动化无人工作面开采的基础理论研究和开发新技术、新装备,使矿山机械将向着机器人化和智能化方向发展。矿山机械的结构健康直接影响矿山安全生产和矿工生命安全,矿山机械结构自检测及自诊断系统采用集成传感器、控制器及执行器为一体的智能结构,赋予结构健康自诊断、环境自适应,以及损伤自修复等某些智能功能与生命特征,达到增强结构安全,减轻质量,降低能耗,提高性能的目的,是未来重大矿山机械产品在线监测的方向。

4、生态化

矿山机械是消耗资源的大户、污染的源头。面向自然环境实现和谐发展,要求矿山机械“生态化”,借助各种先进技术对制造模式、制造资源、制造工艺制造组织进行不断创新,使产品在整个生命周期内不产生环境污染或环境污染最小化,资源利用率最高,能源消耗最低,最终实现企业经济效益与社会效益的协调化。高效、零污染的燃料电池矿山机械具有很好的发展前景。燃料电池是一种将蓄藏在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。由含催化剂的阳极、阴极和导电的电解质组成。燃料在阳极氧化,氧化剂在阳极还原。电子从阳极通过外部负载流向阴极,构成电路,产生电能而驱动负载工作。燃料电池与普通电池的不同在于,它工作时需要不断地向电池内输入燃料和氧化剂,通过化学反应而生成水,并释放出能。只要保持燃料供应,燃料电池就会不断工作,不断向负载供电。从而具有高效、清洁、运行安静、能量密度高的优点。

5、国际化

机械制造业全球产品开发企业的产品开发,不是在自禁的闭门造车,而是在面向开放的公共平台和社会资源。经济建设的需求也促进矿山机械的发展,矿山机械制造业经历了引进消化吸收国外先进技术、合作设计和合制造、自主设计的发展道路。同时在新工业、新装备、新技术原始性开发及工程化方面与发达国家的水平有一定距离。这一现象也促使国家出台了很多新政策:这不仅是从环保的角度提出的需求,且矿山机械行业的矿山机械设备大型化和高质量化的发展趋势。而如何按市场需求组织生产、配置资源,矿山机械行业应结合自身特点。国内的矿山机械行业的矿山设备主要分为破碎设备、磨粉设备和人工制砂设备等,其中人工制砂设备领域已经基本开始采用国内设备替代进口设备。且矿山机械行业的矿山机械设备大型化和高质量化的发展趋势,对于我国矿业矿山机械行业来说,对一些低附加值、高能耗和高污染的产品已经逐渐失去市场,甚至已经不在矿山里使用。

参考文献

[1]蔡宣全潘东李晨;非煤矿山机械设备大型化与智能化发展趋势研究《安全与健康》2012年第03期

[2]徐振普;我国煤矿机械设备的发展趋势研究;《科技创新导报》2008年第28期

矿山工程发展趋势篇2

关键字:露天采矿;地下采矿;采矿技术;发展趋势

中图分类号:tD804文献标识码:a文章编号:

引言

随着现代科学技术的不断发展,人们对矿物质的需求量也在逐年的增加。综观我国的矿物质的发展历史,在改革开放以来我国采矿技术的主要发展趋势是不断的对其采矿的设备以及矿物质的加工设备进行改造。由于矿物质一直以来就是工业发展中必不可少的,一个工业要想在这个社会上发展,必然是离不开矿物质,因此,对于现代工业部门来说,矿物质是工业生产的基础物质。露天采矿技术和地下采矿技术的发展趋势一直受到广大人群的关注。

一、目前采矿设备使用的情况

1、露天采矿设备的使用

(1)要想让有限的矿物质得到有效的开发与利用,必须对采矿设备进行改造。就目前的发展形势来看,开采设备大型化是现在采矿技术的发展趋势之一,于此同时,也是有效的把矿物质集中开采的必然要求。大型露天采矿设备的使用,不仅可以简化采矿工程、降低采矿的时间、节省人力物力。还可以降低采矿所需的成本、提高采矿的经济效益、提高矿物质的利用率。经过实践可知,大型露天采矿设备的使用,确实可以有效的提高矿山的生产量及矿物质的经济效益。如,单斗电铲与卡车在配套规格方面,在不断的研发与更新,一般是每个10年左右更换一次。就目前单斗电铲的容量来说,已经达到80.2,它所装载矿物质的重量已经超过110t,与单斗电铲相匹配的卡车所载货物的重量也已经达到了380t。目前这种设备的发展形势已经成为主流。

(2)在使用大型露天采矿设备的同时,还要使用液压设备,液压设备的使用将会成为以后采矿技术的发展形势,也将会得到更广的使用范围。由此我们可以看出,在采矿的过程中,除了要使用大型露天采矿设备外,钻孔、铲装设备也向着液压化的方向逐渐的发展。

(3)在采矿的过程中,要想提高采矿的效率,必然要提高运矿的速率。现如今运输设备的连续化是提高运输效率的有效手段。采用连续或半连续开采工艺进行露天矿山剥离和采矿工程,是国际性发展趋势。使用大型的运输设备,可以有效的提高矿物质的运输效率,如使用小型的火车运输矿物质或者使用矿用汽车运输矿物质等方法,都能有效的提高矿物质的运输效率。因此,在露天采矿过程中,提升小型火车及采矿汽车的运输系统,已经是现如今值得发展的方向。

2、地下采矿设备使用的情况

(1)地下采矿与露天采矿相比,显然是比较繁琐的,现如今为了提高地下采矿的效率,地下采矿的设备已经向着大型化、智能化、自动化的方向进行有效的发展。地下采矿现在所使用最大的电动铲运机所承载矿物质的重量为30t,而在井下所使用的最大采矿汽车所承载矿物质的重量为100t。另外,在采矿技术自动化方面,遥控铲运机已应用于采矿生产,在地下开采矿物质的过程中,往往会出现这样那样的危险情况,遥控铲运机的使用可以处理较小空间以及较为危险的采矿区域,避免人为处理而造成危险的情况。由此看来,地下采矿工作将会向着机械自动化的方向发展。

(2)在最近的几年当中,经过研究人员的不断努力,在凿岩和爆破这两个方面取得了较大的成就,在矿物质开采的过程中,有效的提高了凿岩的速度以及凿岩的精确度。实现全液压化是凿岩设备的发展趋势。就目前的形式来看,地下矿物质开采的技术还有提升的空间,采矿凿岩设备的发展形势将会朝着智能化及自动化的方向不断的发展。采矿过程中,凿岩设备使用自动化的技术不仅可以有效的提高采矿的速率,还可以提高矿物凿岩的精确度。

(3)在采矿的过程中,能有效的运用好采矿设备是非常重要的。对此,有关采矿部门对采矿所用的设备进行了合理化的配套使用,运用机械设备的技术比较高。地下采矿是一个比较困难的工作,如何才能让它能够快速有效的工作,那就需要对其采矿的装备进行合理化的配套使用了,电动及遥控铲运机的使用标志着采矿进入智能化的阶段,这将成为未来采矿技术的发展趋势以及技术研发的方向。

二.目前采矿所使用的工艺

1、在采矿的中也需要一定的工艺技术的。先如今的露天采矿所存在的工艺,在我国采矿的产量来看,露天采矿产量显然是比地下采矿的产量要高,由此看来,露天采矿技术是矿山开采的主要方式。从这几年的采矿产量形式的情况来看,露天采矿与地下采矿的产量之比基本稳定在5:1的状态。其中有85%的矿石产量为露天采矿技术所产的产量,而地下采矿技术的产量仅仅为15%。现如今,随着矿物质的不断减少,这中采矿的比例将会呈现出逐渐减少的趋势。就目前的形式来看,露天采矿工艺的发展趋势将呈现于开采工艺的综合化。

2、在采矿中,地下开采工艺也是采矿技术的主要技术之一。与露天采矿技术相比,地下采矿技术所开采的矿物质的产量的比例相对较少,但是就开采的矿物质的数量来说,要比露天技术开采的数量较多,显然,地下采矿技术开采矿物质的利润空间是非常可观的。例如,在西方的各个国家内的地下矿厂将近有400座,它们所设立的地下矿厂多为小型的矿厂,虽然他们所设立的地下矿厂规模较小,但这些矿厂的产量却非常的可观,效益也非常的高。因此,大力的发展地下采矿技术也将会成为将来以后的采矿的发展趋势。

3、露天开采技术与地下开采技术相结合的技术也是未来采矿技术发展的方向。随着露天矿物质的逐年减少,露天采矿将渐渐的走向结束。很多商家把采矿的目标逐渐的转向了地下的矿物质,但更多的商家是把采矿的技术目标转向了露天采矿与地下采矿相结合的技术当中。但是露天采矿转向地下采矿涉及到太多的技术问题,在露天采矿过程中使用的技术,在地下采矿过程中完全使用不上。因此,使用露天采矿与地下采矿相结合的技术进行采矿,是目前采矿中的发展形势。

三、使用岩石开挖的发展趋势

在矿物质开采的过程中,由于山体较大,对矿物质开采不方便,采矿技术人员往往是利用凿岩爆破的方法对矿物质进行大规模的开采。这种技术被广泛的应用于各个国家的采矿当中。凿岩爆破法的传统应用领域是块状硬岩矿层。在这些条件下还看不到有什么可用的代替方法。在近几年来,采矿技术人员对凿岩和爆破方法进行了不断的研究,逐渐的提高了凿岩的速度和凿岩的精确度,这不仅有效的提高了采矿的速率,还提高了采矿的数量,有效的提高了采矿的生产的经济效益。另外,研究人员还研发了现场可由用户设计及加工火药的技术,有效的减少了繁琐的爆破工作。这种技术得到了广泛的使用,这这种技术将会成为未来几年的发展趋势。

四、总结

通过综上所述,我们不难发现现在采矿技术的发展趋势。露天采矿技术和地下采矿技术的发展趋势都趋向于大型化、智能化以及自动化。现如今使用的大型露天采矿设备,不仅可以简化采矿工程、降低采矿的时间、节省人力物力。还可以降低采矿所需的成本、提高采矿的经济效益、提高矿物质的利用率。因此,露天采矿技术和地下采矿技术将成为采矿中广泛的使用技术手段。

参考文献

[1]王晓秋,郭冬岩,吕广忠.我国地下金属矿山采矿技术的发展与展望[J].河北理工大学学报(自然科学版).2008(01)

[2]王艳萍.价格机制在矿产资源有偿使用中的作用与创新[a].中国地质矿产经济学会资源管理专业委员会2006年学术交流论文汇编[C].2006

[3]刘春波,孙光华,李富平.我国地下矿山采矿技术发展及趋势[J].河北理工大学学报(自然科学版).2009(02)

矿山工程发展趋势篇3

关键词:冶金地质;化探;发展现状;发展趋势

引言

冶金地质化探工作的开始始于1956年,现如今已经有五十九年的发展时间了,利用这接近六十年的时间,无论是对于资料的积累,还是对经验的获取,都取得了显著的成果,在找矿的实际效果中,成果也是良好的,在我国发展与进步的过程中,对于冶金地质化探工作的发展状况进行了分析与讨论,对冶金地质化探工作的发展趋势进行了探寻,通过对其现状和发展趋势的探讨,促进冶金地质化探工作的进步与发展,只有其良好的发展,才会发挥出其应有的价值,为我国的经济带来良好的效益。对于冶金地质化探工作的发展和趋势的分析,能够准确的发现其缺陷,更好的促进冶金地质化探工作的开展。

一、冶金地质化探工作的发展现状

很长时间以来,冶金地质化探工作,以为矿山的生产和建设为方向,在这个基础之上,冶金地质化探工作的目标、途径、规模以及应用手段,渐渐有了独具的特色,冶金地质化探工作的发展状况如下:

(一)亿矿区化探为重点

冶金地质化探工作的方向是以矿山的生产和建设,因此就需要以矿区化探为工作重点,这么多年,数十万平方公里的探索面积,通常是在矿区和矿区的周围,但近几年逐渐开始矿带化探,对于以往所采集的样本,大部分是在矿区详查和精查样品,所依据的经验有:其一,需要有一个准确的矿区地质化探施工程序,对于正确的施工工序,就需要考虑综合的观点进行探寻,从全局进行规划,进行一年又一年的计划,采取与之适合的方法,比例尺要合适,一级一级的过渡,最后利用相关资料,,形成整体的地球化学场的定义;其二,对于地球化学特征要有良好的了解,具体包括成矿的分布、伴生微量元素的分布以及迁移演化,与此同时对于基础工作地球化学模式必须要做好;其三,进行进一步深化将异常评价作为主要的目的。

(二)对矿区周围以及矿区间开展成矿区地球化学普查

对于在矿区周围及矿区将开展成矿区地球化探测,是冶金地质化探的重要,从一九八零年开始,就选择了多个成矿区,通过利用成矿区地球化学普查规划进行形影的工作,这种途径是通过多年的工作得出的,在某些区域,通过一定的比例进行探查,其效果也是显著的,找到了接近2000多个异常区域,这说明效果是良好的,与此同时也存在相关的问题,比如说对于矿区的选择相对凌乱,采取的工作方法不同,分析质量不好等等,由此导致无法满足相应的要求,对于问题的出现,采取了相应的措施,其一是对于区域的选择,要准确,与此同时将相关规定进行统一化;其二因地制宜,彩玉合理的方案,灵活的运用,保证效率;其三严格进行质量分析,进行良好的监控,对于找矿要多指标。

(三)将地质成矿作为目标,将地球化学作为理论基础

现如今,经过多年的努力,有关冶金地质化探工作的课题已经开展了许多,通过采取众多的措施,一地质成矿作为目标,将地球化学作为理论基础,努力的发展发展新的方法,促进冶金地质化探工作的顺利进行。

(四)建立相对应的化探生产科研分析测试系统

过去主要是采用化学分析,需要经过大量的考验,建立相应的系统,相对较为稳定的探索以此来使用工作的需要。采取多种分析技术进行分析,现如今,多种分析技术的采用,保证了工作的需求,与此同时,建立实验室,促进冶金地质化探工作的发展,只有系统的完善才能保证探测工作的顺利进行。

二、冶金地质化探工作的发展趋势

冶金地质化探工作其主要目的是为矿山的探索以及提高生产,保证探寻矿的成果,因此要注重其发展趋势。针对其发展的趋势,能够更好的促进冶金地质化探工作的发展,保证其在未来的发展过程中发挥更加良好的作用。

(一)搞好基础化探工作

对于矿区的扫面,作为一个基础工作,需要及时的完成,但仅仅是简单的扫面是无法符合要求的,需要进行的有许多,首先是对对球化学参数的分析,然后是对不同元素的分布情况的分析,通过对不同区域元素分布的了解,进行相应的分析,保证基础工作化探工作的水利进行。对于基础化探工作的发展,能够更好的促进工作的进程。

(二)注重对成矿―成晕地球化学模式的开展

现如今,对于冶金成矿地质的相关矿山、矿床的成晕模式进行了归纳,与此同时,对于不同矿床的地球化学指标进行了归纳,对此能保证矿区探索的成效,这也是突破异常评价的重点,对于模式的研究,首先需要有准确的可靠的资料,对于资料需要有准确的提取,将之简单的阐述出来,要求涵盖面光,为冶金地质化学探讨工作提供可靠的依据。

(三)对成矿区化探探测方法进行完善,以此得到良好的效果

通过对近几年矿区扫面的经验,对其方法进行完善,突破地球化学异常的诠释,与此同时,进一步开展工作,以此来得到良好的效果。

(四)开展矿区和其周围大比例尺的探查工作

当矿山储量出现危机时,开展矿区和其周围区域的探查工作能够解决该危机,作为重要的途径,能够良好的解决相关问题,随着矿山的不断开采,其周围环境相对差,出现的障碍会不断的增加,对于矿区周围的探查工作难度就会增大,甚至无法尽心地质化探工作,所以需要进行相应的计划,在矿区周围进行有计划的探索工作,保证具有良好的成果。

结语

随着社会的发展和进步,冶金地质化探工作的发展更加的迅速,对于其现状的了解,有助于充分的发现冶金地质化探工作所存在的问题,有助于良好的解决问题,保证冶金地质化探工作的成效,对于其发展趋势,能够在冶金地质工作的未来发展中做出指引,冶金地质化探工作的发展,对于矿的探索来说是十分重要的,能够促进国家的发展和进步,为国家带来效益。

参考文献

[1]金浚,贾长顺.矿产资源地球化学勘查若干问题讨论[J].矿产勘查,2011,06:729-739.

[2]周圣华,鄢云飞,李艳军.矿产勘查中的物化探技术应用与地质效果[J].地质与勘探,2007,06:58-62.

[3]禹斌,李惠,张国义,张连发.不同地球化学景观区的化探方法及实例[J].地质找矿论丛,2005,S1:182-186+198.

矿山工程发展趋势篇4

【关键词】煤矿开采;开采技术;现状;应用

1、煤矿开采技术的现状

我国幅员辽阔,资源丰富,对煤矿资源的开采及使用从古至今以来一直未曾间断过。根据一些不完全数据我们可以了解到,我国大约有9000亿吨的煤炭储量,55万多平方公里的含煤面积,并且煤炭品种多样。另外,自新中国成立至今,我国原煤开采量剧增。

随着现代科学技术的不断发展,煤矿行业也得到了迅速地发展。一些煤矿企业把握时机,通过采用先进的采矿技术,不断的进行煤矿行业的改革等方式,步入到了现代化高效煤矿的行列。但是,煤矿开采技术因为煤层的地质条件不同,存在很大的差异。况且,我国煤矿分布广阔,煤层赋存条件多种多样。这就造成了我国煤矿开采方法不尽相同,多种多样。采煤技术作为煤炭行业中的关键因素,其改革的目标就是为了实现机械化、现代化、工艺操作控制程序化,从而达到安全高产、高效,减少资源的浪费。

2、煤矿的开采技术应用

采矿学科一直以来所坚持的发展主题就是能够不断的完善和推进采煤方法和工艺,近而带动煤炭开采各环节的变革。为了采煤工艺能够达到高产高效、安全可靠的程度,就需要采煤技术与现代高新技术相结合,就需要使用先进的智能化采煤设备,就需要建立完善的生产监控系统等。现在就谈一谈开采煤炭的应用技术。

2.1现今社会所应用的几种采煤工艺

2.1.1目前,我国单一走向长壁采煤工作面一般使用爆破采煤工艺(简称“炮采”)、普通机械化采煤工艺(普采)、综合机械化采煤工艺(综采)。“炮采”的特点是爆破落煤、人工装煤、机械化运煤,利用一些单体支柱支护工作空间顶板。“普采”在运煤、顶板支护、采压处理方面与“炮采”工艺大致相同,主要区别是它可以利用采煤机械的同时完成落煤和装煤工序,节省时间。“综采”则是目前为止最先进的采煤工艺,它能将破、装、运、支、处这五个工序全部实现机械化生产,高效快捷。

2.1.2倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法在当前环境下应用也较为广泛,较常被人们所使用的有倾斜分层采煤法、顶分层采煤工艺、倾斜分层下行垮落采煤法。并且,这三种里面,倾斜分层采煤法应用较广泛。

2.1.3与走向长壁采煤法相比,倾斜长壁采煤法在一定的地质开采条件下,有很高的技术效益。况且,在倾斜开采时,能保障水流向采空区,使得工作去无积水;同时还能保证采煤设备的工作稳定性,安全可靠。

2.1.4放顶煤采煤法主要适用于倾角不太大的煤层,同时要求开采地煤的坚固性系数不小于3。放顶煤的优点较多,如降低了成本,提高了效率等。

2.2煤矿井下开采技术的相互结合

2.2.1不同硬度条件下应用的开采技术。针对不同的硬度条件,可以应用不同的开采技术。例如:硬顶板控制技术是一项研究埋深浅、地压小的硬后顶板控制技术;硬厚顶煤控制技术则是硬厚顶煤的快速处理技术;两硬条件下放顶煤开采快速推进技术;宽煤巷锚杆支护技术等。这些技术的应用使采煤工作更加优化。

2.2.2对于缓倾斜薄煤层长壁开采,就需要研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和相应的开采技术。强化和完善支架结构以及强度,提高支架防滑、防倒的性能。

2.2.3支护和放顶煤开采要有机结合。首先,要充分了解放顶煤开采的各种知识原理以及支护方面的理论。然后结合相关的开采技术研发开发新型的支护设备,将开采过程中出现的危险情况降到最小,提高煤矿开采效率。

3、井下采矿技术的未来发展趋势

3.1井下充填技术

原先井下采矿的时候,一般会应用干式填充技术、分级尾砂胶结技术、全尾砂胶结技术、碎石水泥浆胶技术等。然而,随着时代的发展,这些井下采矿技术已经不能再适用了。所以,如泵压输送充填采矿技术、高浓度全尾砂自流输送技术、膏体泵送充填技术等一系列新型、先进的技术应运而生。并且,由于信息技术的全面推行,在充填系统中融合现代电子技术,逐步过渡到自动化的发展趋势。

3.2井下深部开采技术

随着人类对矿产资源需求量的不断加大,煤矿的开采工作也逐渐向着地层深部开展。所以,在井下采矿中应用深部开采技术尤为重要。但是,目前我国在深部开采方面仍处于低级水平,无法应对在深部开采的特殊性、复杂性和不确定性。所以,未来的采矿发展趋势应该有加强深部开采技术的方面。

3.3井下支护技术与起爆系统

在所有的井下采矿工作中,安全问题一直不可忽视。然而,保证井下安全工作的就要靠支护技术。目前所应用的支护技术已经相当成熟了,采用了新型的构造材料,安全可靠。另外,全新的支护技术和起爆系统的有机结合能够有效的避免生产安全事故的发生,进而提高企业效益,是未来采矿工作的发展趋势之一。

4、矿产行业发展趋势展望

矿山机械是国民经济的支柱行业,在经济建设、科技进步和社会发展中占有非常重要的地位。另外,矿山机械制造业是衡量一个国家工业实力的重要标志。所以,发展矿山机械尤为重要。矿山机械的发展与人类的技术进步、现代科学技术等联系密切,尤其是采矿学科的发展。并且,资源的不断减少也加快了高新技术的发展,矿山机械发展也需要不断结合新的技术才能保持长久生命力。所以,矿山机械发展的总趋势是要逐步实现数字化、智能化、精密化、微型化、生命化和生态化,以科学发展为目标,实现可持续的发展,为国家经济建设做出巨大贡献。

5、结束语

井下采矿工作非常复杂,并且也十分系统。所以,现代矿产企业应该在提高自身的井下采矿技术的同时,结合不同的开采技术,科学理论、时代需求,制定有针对性的发展策略。另外还要多引进人才和高新设备,不断提高自身的核心竞争力,这将对企业本身发展有很大帮助。再者,由于采煤技术也关乎国家的经济的发展。然而我国的采煤技术水平较低,因此,我们应该科学合理地运用采煤技术,在保证井下采煤安全的同时提高采煤的效率。

参考文献

[1]胡以文.浅谈井下采矿技术及井下采矿的发展趋势[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(5):45—46

矿山工程发展趋势篇5

关键字:RSGiS矿区土地利用变化

1.引言

采矿业的发展必然伴随着土地利用的不断变化,传统的土地利用调查方式已不能满足信息获取的要求,遥感技术具有覆盖面积大、现实性强、周期短以及数据精确、费用低、省时省力等特点,能直接监测土地利用动态变化,客观的掌握土地利用变化信息[1]。本文以Landsat5影像进行土地利用变化的分类解译,结合GiS技术进行土地利用动态监测,对邯郸矿区近20年来的土地利用幅度、土地利用动态度以及土地利用程度变化情况进行了定量分析。邯郸矿区矿产资源的开采过程,也是对矿区生态环境的破坏过程,其中土地破坏是最为明显的生态破坏,使本来就脆弱的生态环境系统承受着严峻的压力[2]。采矿造成了对土地资源的破坏,引发土地利用方式和土地利用结构的变化。利用RS、GiS技术研究矿区这一特殊地理区域土地利用演化规律,对矿区的生态恢复和土地资源优化利用具有重要的指导意义。

2.研究区概况

邯郸矿区位于河北省南部,京广铁路西侧,太行山东麓。矿区地跨邯郸市所辖的峰峰矿区、邯郸县、武安市以及邢台市所辖的沙河市。矿区东至鼓山和京广铁路;西至九山;南至滏阳河、北至邑城河。东西宽约31.5km,南北长约33.4km,矿区规划面积957.09km2,现有生产矿井井田面积131.35km2。矿区地形总趋势为西高东低,海拔标高+100~+850m。西依太行山,东接华北平原,西部为陡峭的断块山地,向东逐渐过渡为丘陵、平原。矿区西部从南向北有中山、低中山和中低山组成,东部有鼓山、紫山、洪山等中低山,大部分为丘陵地带。本区地处中纬度地带,属半干旱暖温带大陆性季风气候,四季分明,雨热同期,昼夜温差大。多年平均气温为13.4℃;多年月平均气温最高为26.9℃(7月份),最低气温为-2.0℃(1月份);极端最高气温为42.5℃,极端最低气温为-21.0℃,多年平均日照时数为2594h,多年平均无霜期202d,积雪最大厚度14.00cm~16.00cm,最大冻土深度0.44m。年内风向多为南风和西北风,最大风速20m/s。年平均降水量为562.7mm。历年最大降水量为1575.3mm(1963年),历年最小降水量为220.0mm(1986年),降水年内分布也很不均匀,主要降水集中在夏季,汛期一般在6~9月份,降水量占全年总量的76%,春秋两季常出现少雨天气,往往造成严重干旱。

3.研究方法

3.1数据来源

本次研究选择1990、2000和2010年的30米分辨率的tm遥感影像作为基础数据源,用于影像解译和景观格局信息的提取;辅以2010年的Spot5数据、2006年的1:5000的土地利用现状图数据、2000年1:50000地形图来增加人机交互解译的准确性并进行精度评价。选用遥感数据的参数如下:Landsattm轨道号为124-35,3个时相的遥感图像接受日期分别为1990年6月21日;2000年6月24日;2010年6月28日,分辨率为25米。Spot5数据轨道号为278-276,接收与2010年4月13日,全色影像分辨率为2.5米,多光谱影像分辨率为10m。

3.2遥感影像处理

首先利用enVi对遥感影像进行预处理,包括几何校正、影像融合、影像配准、影像裁剪和影像增强处理几部分。几何校正和影像配准采用二次多项式纠正模型和三次卷积内插法进行纠正。同名点的数量不低于20个,总误差控制在0.5个像元之内。首先以2010年的spot5为基准,将2010年的tm与之进行精确配准。然后将相邻两期的遥感影像进行精确配准,即以2010年的tm为基准,将1990年和2000年两期的tm与之进行精确配准。经处理的1990、2000、2010年的遥感影像图见图1、图2和图3。

然后,采用监督分类法中的最大似然法对遥感影像进行分类,在每一次的最大似然监督分类中各地类的先验概率取相等。本研究还采用一些辅助数据来提高训练样本选择的精确性,包括高分辨率的Spot影像,土地利用现状图、地形图等资料。虽然利用最大似然分类法获得的分类图像分类结果较好,但是由于混合像元、同物异谱以及其他不确定因素影响,往往还需要对分类结果进行进一步的后处理。本次研究将影像结果矢量化,以arcinfo9.3为平台,以tm影像为工作底图,利用影像数据与矢量数据相结合显示的功能,根据遥感影像的分类结果,通过目视解译的方法对遥感影像进行矢量化,得到各年份的土地利用类型图,见图4、图5和图6。

3.3土地利用类型划分

在土地利用分类中,要考虑到影像的实际可解译能力和矿区的土地利用特点,根据实际情况进行分类。在划分过程中要适当与土地利用分类系统靠近,以便于利用遥感技术对土地利用图进行动态更新[3]。

基于研究条件与研究目标要求,本次研究根据tm及Spot影像的实际可解译能力和邯郸矿区土地利用特点,参考第二次全国土地调查的分类标准,将邯郸矿区土地利用类别分为:耕地、林地、草地、工矿仓储用地、住宅用地、交通运输用地、水域及水利设施用地共7类。需要说明的是,林地包括有林地和灌木林地,工矿仓储用地包含工业用地、采矿用地和仓储用地。住宅用地包括农村宅基地和城镇住宅用地,水域及水利设施用地包括河流、湖泊、水库、坑塘水面,塌陷积水也包括在内。

4.研究结果与分析

4.1邯郸矿区各土地利用类型面积的变化幅度

通过分析土地利用面积变化了解邯郸矿区土地利用结构的变化和生态演替的态势。通过对1990年、2000年、2010年三个时相的遥感影像处理结果分析、利用GiS统计工具可获得矿区的各土地利用类型面积,见表1。1990~2010三期土地利用类型变化趋势见图7。

由表1可知,2010年邯郸矿区的土地利用类型以耕地、草地、住宅用地为主,三者分别占总土地面积的47.66%、20.52%、19.55%。1990~2000年间,邯郸矿区耕地、工矿仓储用地、住宅用地、交通运输用地、水域面积有所增加,林地、草地、水域用地面积有所下降。其中,耕地面积增加最大,面积增加了59.87km2,幅度为6.25个百分点;工矿仓储用地面积增加了1.14km2,幅度为0.12个百分点;住宅用地面积增加了7.92km2,幅度为0.82个百分点,住宅用地的增加,主要是近年来人口增长的压力和城市化进程加快所致;交通运输用地面积增加了4.98km2,幅度为0.52个百分点;水域用地面积增加了0.18km2,幅度为0.02个百分点。研究表明,耕地的增加主要是本区农业大开发造成的,大量闲置土地被用来复垦为农业用地。林地、草地面积减少,主要是矿区进一步开采造成的。2000~2010年间,邯郸矿区耕地、工矿仓储用地、住宅用地、交通运输用地继续增加。其中,耕地增加了42.92km2,增加了4.49个百分点;工矿仓储用地面积增加了2.13km2,幅度为0.22个百分点;住宅用地面积增加了23.33km2,幅度为2.44个百分点;交通运输用地面积增加了8.09km2,幅度为0.85个百分点;水域用地面积增加了0.31km2,幅度为0.03个百分点。主要是近年来人口增长的压力和城市化进程加快所致。林地、草地继续保持减少的趋势。由图2可知,1990~2010年期间,邯郸矿区耕地、住宅用地、工矿仓储用地、交通运输用地、水域用地面积呈不断增加的趋势,林地、草地积呈不断减少的趋势。

4.2邯郸矿区土地利用变化的速度

土地利用的动态度可以定量描述区域土地利用变化的速度,它给比较土地利用变化的区域差异和预测未来土地利用变化趋势具有积极的作用[4]。

单一土地利用类型动态度表达的是区域一定时间范围内某一种土地利用类型数量变化情况,即表示土地利用类型在监测初期至监测末期之间数量的年均变化速率。

式中,K―为研究时段内某一土地利用类型动态度,K值是该评价区某种土地利用类型年变化率;LUa,LUb,―分别为研究初期及研究末期某一种土地利用类型的数量;t―为研究时段长,当的时段设定为年时。

区域综合土地利用动态度可描述区域土地利用变化的速度,值是区域综合土地利用动态度,主要用以反映某一研究时段内,评价区的各种地类动态变化的总体情况,其计算公式为:

式中,LUi―为监测起始时间第i类土地利用类型面积;―为监测时段内第类土地利用类型转为非i类土地利用类型面积的绝对值;t―监测时段长度。当t的时段设定为年时。

根据公式计算出邯郸矿区7种土地利用类型的年变化率,具体见表2。从表2可以看出,1990年~2010年,评价区的土地利用/覆盖变化的土地利用动态度,反映出评价区近20年的土地利用动态变化程度。从1990-2000年,评价区内的林地、草地、水域用地的土地利用动态度为负,表明这种土地利用类型的在这十年中总体上减少的趋势,其中草地的动态度最小,表明其减少比例最强;耕地、住宅用地、工矿仓储用地、交通运输用地的动态度为正,表明这些土地利用类型在在这十年中总体上呈增加趋势;其中交通运输用地土地利用动态度最高,表明城市道路的面积增加比例最高。从2000-2010年,林地的动态度由之前十年的负值转为正值,表明林地由上一个十年的减少趋势转变为增加趋势;相比上一个十年,这十年草地土地利用类型的面积的减少比例加大,工矿仓储用地面积大大增加。

由表3可知,评价区的2000-2010年的土地利用/覆盖变化度高于1990-2000年,土地利用/覆盖类型变化较为剧烈。这与土地开发利用与较大的关系,2000年以前占主要类型的耕地面积增加幅度较小,前一时段的土地利用/覆盖变化度小。

4.3邯郸矿区土地利用程度变化

土地利用程度研究方法是通过数量指标体系来表达。将土地利用程度按照土地自然综合体在社会因素影响下自然平衡保持状态分为4级,并分级赋予指数(表4.2-1),通过每级土地利用类型在研究区中所占的百分比乘以其分级指数,然后进行加权求和,得到土地利用程度。土地利用程度的定量表达如下:

利用赋予的分级指数,可以得到土地利用程度的定量化表达式:

式中,LD―是土地利用程度综合指数;

ai―为第i类土地利用程度分级指数;

Ci―为第i类土地面积占整个区域的面积比例。

1990、2000、2010年土地利用程度结果见表5。邯郸矿区的土地利用程度均呈增加的趋势,表明人类活动对各区的干扰强度越来越大。邯郸矿区的土地利用程度从1990-2000年变化不大,2000年以后呈突然增加的趋势。表明比起1990-2000的十年,在2000-2010的十年,邯郸矿区受人类活动的影响较为强烈,主要原因是随着社会经济的持续发展,对土地的需求加大造成的。

5结论与探讨

邯郸矿区在1990~2010年期间,土地利用发生了很大的变化。1990~2000年间,从邯郸矿区土地利用变化的幅度来看,耕地、住宅用地、工矿仓储用地、交通运输用地、水域用地属于扩展型,总面积逐年增长;其中,耕地有较大幅度的增加,共增加了59.87km2;住宅用地面积也有大幅增加,10年内增加了7.92km2;而林地、草地属于缩减型,即总面积逐渐减少,其中,草地面积大幅度减少,共减少了67.59km2。林地面积10年期间共减少了6.50km2;另一方面,从土地利用变化的速度来看,1990~2000年间,邯郸矿区土地利用的年变化率为1.57%,其中交通运输用地年变化率最大,达到了2.65%;耕地、住宅用地、工矿仓储用地、水域用地分别以平均每年1.69%、0.64%、0.09%、0.16%的速度在增加。而林地和草地面积分别以年变化率0.90%、2.07%的速度减少。2000~2010年间,耕地、住宅用地、工矿仓储用地、交通运输用地、水域用地总面积逐年增长;其中,耕地有较大幅度的增加,共增加了42.92km2;住宅用地也有大幅增加,增加了23.33km2;工矿仓储用地、交通运输用地和水域用地分别增加了2.13、8.09、0.31km2。而林地、草地总面积仍继续减少,其中林地10年期间共减少了14.68km2,草地总面积减少了62.10km2、水域用地面积减少为3.39km2。另一方面,从土地利用变化的速度来看,近10年邯郸矿区土地利用的年变化率为1.68%,其中交通运输用地年变化率最大,达到了3.40%;耕地、住宅用地、工矿仓储用地、水域用地面积分别以平均每年1.04%、1.63%、1.72%、0.16%的速度在增加。而林地、草地面积不断减少,其中:草地减少速度最快,以年变化率2.40%的速度减少,林地以年变化率2.23%的速度减少。

邯郸矿区的土地利用程度均呈增加的趋势,表明人类活动对各区的干扰强度越来越大。评价区的土地利用程度从1990-2000年变化不大,2000年以后呈突然增加的趋势。表明比起1990-2000的十年,在2000-2010的十年,评价区受人类活动的影响较为强烈。

上述研究可以得出以下结论,对该区的生态修复具有借鉴意义:

(1)发展生态工业园,打造工业强区

从1990~2000年,邯郸矿区建设用地有较大的增长。其中:工矿仓储用地增加了0.12%、交通运输用地增加了0.52%、住宅用地增加了1.03%。工矿仓储用地增加的原因主要是采矿业的进一步发展。从2000~2010年,随着城市化水平的不断提高,经济的快速发展,建设用地面积迅速增加。工矿仓储用地、交通运输用地、住宅用地分别增加了0.22%、0.85%和2.82%。邯郸矿区依托其在能源、矿产、土地、劳动力资源等方面的优势和良好的产业基础,以及便捷的交通网络,发挥比较优势和后发优势,逐渐形成以机械、建材、岩金、食品产业为支柱,科技含量高和具有一定规模的工业经济布局。因此,要对工业生态区进行修复,实现原材料的充分利用和工业废弃物的再利用,减少工业污染对环境的影响,形成生态工业园。

(2)对塌陷积水区域进行生态修复

通过对各年度土地利用类型分析,水域是一个重要的组成部分。水域面积从1990年的2.02%上升到2010年的2.07%,面积增加了0.49km2,随着矿区开采的进一步扩展,该区域水体面积将继续增加。而污染的水体对矿区的生态环境影响较大,因此对水体进行生态修复势在必行。进行生态修复时,要因地制宜,采用适当的生态修复措施对塌陷积水区进行修复。对于常年积水区、积水深、积水面积大的,可修复为湿地公园。积水面积小,采用水域生态修复技术,发展基塘生态农业或水产养殖业。季节性积水容易造成土壤潜育化和盐渍化,可采取适当的土壤改良措施,并选择合适的经济作物品种种植。

参考文献:

[1]刘纪元.中国资源环境遥感宏观调查与动态研究[m].北京:中国科学技术出版社,1996.

[2]武强.矿山环境研究理论研究与实践[m].北京:地质出版社,2005.

矿山工程发展趋势篇6

江西省矿产资源丰富,是全国矿种较全、储量较多的省份之一。发现有矿种116中,以开发利用的70多种。其中煤、铁、铜、铀、钽铌、稀土在华东地区甚至全国均占有重要地位,矿产资源分布集中,已探明储量的几种矿产主要是萍乡-乐平拗陷带的煤和铁,赣东北、赣西北的铜,赣西的钽铌、赣南的钨和铀。优势矿产多,储量较大,开采利用前景好。伴生矿床多,综合利用价值高。全省已开采矿山7 000多座,从业人员36万余人,年产矿石量2亿多吨左右。

2江西省矿山地质环境影响现状

江西省矿产资源的开发利用,一方面为全省工业化进程提供矿物原料,促进了社会经济发展和社会进步;另一方面,也引发了严重的矿山地质环境问题,造成大量经济损失,给工农业生产和人民生活带来较大的危害。产生的主要矿山地质环境问题有:采空地面塌陷、岩溶地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地下水破坏、废石排放等。

2.1矿山采空地面塌陷对环境影响

矿山开采后形成的地面塌陷主要分布于萍乡-乐平坳陷带的煤矿区,其次是赣东北、赣西、赣南等金属矿区。全省采空塌陷面积约

200km2,塌陷中心深度达10余米。

萍乡-乐平坳陷带的煤矿区最为严重,仅乐平采区新形成塌陷面积1 800公顷,丰城洛市矿区采空塌陷面积450公顷,高安八景矿区塌陷面积520公顷。塌陷造成矿山停产、农田毁坏、经济损失,对附近居民造成不良影响。

2.2矿山岩溶地面塌陷对环境影响

江西省岩溶塌陷始于20世纪,每年均有新的塌陷产生,较集中的分布在萍乡-乐平坳陷带及九江-瑞昌成矿带。因煤矿开采疏排地下水而导致的岩溶塌陷最为严重,如:丰城尚庄煤矿曾因井下排水形成180处塌陷和地裂缝;丰城河西煤矿曾由于排水造成矿区附近的岭下村、坞下村等地面塌陷,房屋开裂,水井干枯。

2.3矿山崩塌、滑坡、泥石流对环境影响

崩塌、滑坡、泥石流是露采矿山常见的地质环境问题,常会造成人员伤亡、设备毁坏、停产及采场报废等灾难性后果。据不完全统计,自上世纪八十年以来,江西省先后发生较大规模的露采矿山塌陷、滑坡、泥石流灾害共80多起。

露采矿山崩塌、滑坡、泥石流主要发生在德兴、于都等地。在矿山采石场周围及废石堆尾沙库下游的沟谷中经常发生。在采场筹建期间,因修公路,采场爆破等形成大量松散堆积物,暴雨后极易发生泥石流,如1967年德兴铜矿泥石流导致下游5公里内河床抬高0.1m-2m;1998年富家钨矿泥石流导致矿山场房、设施大部分被淹埋,直接经济损失

3 000多万元,富家钨矿因此而破产;1985年以来,于都县铁山钨矿隘上矿段多次发生泥石流,导致房屋倒塌,农田被毁,直接经济损失数百

万元。

2.4地下水破坏

由于我省地表及地下水丰富,雨量充沛,加上个体采矿对地表露头矿和大矿保留的保安矿柱非法偷采,造成地表水与地下水贯通,多次发生井下淹井事故,造成停工停产和设备损坏损失,给矿井的正常生产及居民的生活造成极大的损失。

多年来的持续开采导致地下水破坏,对矿区周围的地质及生态环境造成了极其恶劣的影响。仅以乐平市涌山镇为例,目前涌山镇居民生活用水主要取自井田地表的涌山河洄流水,由于涌山河水补给源受采煤沉陷影响而缺乏补给,涌水河已变成了半干枯,河水量甚少,且水质也不符合饮用水标准,给附近的农田灌溉,植被生长等都造成了相当的

影响。

2.5废石排放

废石的自燃、废气释放及占损土地所带来的环境问题也越来越严重。同时经常出现废石滑坡现象,导致周围农田、公路、建筑破坏,废石山上下滑的废石打伤行人时有发生。

3矿山地质环境影响因素

3.1地形地貌

地形地貌是矿山地质环境问题产生的最主导因素,它在地理区域上决定了矿山地质灾害的分布。赣江平原分布有众多的井采矿山,从而多发生采空地面塌陷;赣北赣南丘陵地区起伏大,坡降大,沟谷发育,山体覆盖土层受剥蚀、侵蚀、流失严重,矿山开采强烈改造了原始地形地貌,随意堆放的矿山废土、废石、废渣等甚至充填了冲沟,在强降水作用下极易形成崩塌、滑坡、泥石流。

3.2气候因素

降水是矿山地质环境问题形成的主要诱发因素和动力,降水强度和历时等均能影响到地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等矿山地质环境问题的产生。短时间内强度很大的降水,或是长时间持续降水,都会在矿山准灾害体中产生强大的动水压力,导致矿山地质环境问题的产生。

3.3地层岩性

在软岩、含煤碎屑岩分布区,由于岩性脆弱,抗风化抗侵蚀能力弱,遇水易软化,岩石抗压、抗剪强度低,易形成采空地面塌陷。如萍乡-乐平坳陷带的煤矿区采空地面塌陷多数都与顶板泥岩的抗压、抗剪强度低有关。在碳酸盐岩分布区,岩溶发育,富含岩溶水,抽排岩溶水往往引发岩溶地面塌陷。在丘陵山区碎石土、粘性土的分布区,在采石场坡麓地带和废土、废石、废渣堆场,由于土体结构松散或具有一定的膨胀性,极易产生崩塌、滑坡,甚至泥石流。

3.4人类经济工程活动

矿山开采是人类经济工程活动的一种体现。

长期以来,许多矿山缺乏可持续性发展的战略思想,盲目开采矿产资源,轻视或忽略了矿山环境的保护。企业侧重于经济效益,缺乏足够的治理资金,矿山环境保护治理工作投入不足,客观上导致矿山地质环境破坏不断加剧,地面塌陷、崩塌、滑坡时常发生,经济损失巨大。

矿山企业盲目发展,小型企业不断扩大,部分小矿山不遵守国家的法律法规,在未办理采矿许可证的情况下,违法开采矿石,争抢资源,乱采滥挖小煤矿、小铁矿以及灰岩矿产,加之设备简陋,开采条件差,使矿山地质环境遭到严重破坏,并导致崩塌、滑坡、泥石流等灾害的发生,造成巨大的经济损失。

4矿山地质环境发展趋势

4.1矿山采空地面塌陷发展趋势

在未来10-20年内,大量矿井扩建,江西煤炭、火电基地的规模不断扩大。煤炭开采量加大,地下采空区逐年增大,采空塌陷面积也在扩大。据推算2030年江西省的采空地面塌陷面积将达300km2。

4.2矿山岩溶地面塌陷发展趋势

丰城老矿区岩溶地面塌陷已基本稳定,岩溶塌陷扩大的趋势减缓。八景塌陷区随着老矿区闭坑和封堵矿坑水,减小排水量,塌陷发展趋势缓慢。总体看,老塌陷区可能复活,或产生新的岩溶塌陷。如九江-瑞昌一带、乐平矿区等地开采岩溶水,当外在条件达到一定程度时,则有可能出现新的地面塌陷区。

4.3矿山崩塌、滑坡、泥石流发展趋势

在未来的十多年中,江西省将加大建材矿产的开发,以此推断,省内的建材矿山,尤其是小型的乡镇、个体矿山发生崩塌、滑坡、泥石流的可能性较大,而特别要注意的是赣东北及赣南地区的矿山。

5矿山地质环境保护与治理措施建议

5.1治理重点

地面塌陷与地下水破坏是我省矿山地质环境灾害的两大主要方面,它们之间既相互影响、相互制约,又各自独立的发生、发展与演变。

矿区采煤,深降强排地下水,频繁疏干地下水含水层,形成疏干漏斗。岩石在地下水侵蚀、溶蚀作用下,易发生变形、断裂,导致地下水含水层顶板压力减小,破坏采空区顶板岩层的隔水性,形成地面(采空)塌陷、地面沉降地质灾害,同时伴生地裂缝地质灾害。此外,由于采空区塌陷,诱发地表水、地下水沿塌陷、断裂处涌入矿坑,发生矿坑突水、顶板脱落等地质灾害。各矿区开采引起的抽冒和地表裂隙,使地表水与井下水连通,从而造成地表水的直接下灌及雨季时矿井的巨大排水量,影响矿井的正常生产和安全。

同时,地下水水位下降,容易引起地面沉降、地面塌陷,同时伴生地裂缝的产生和复活等。

地下水水位上升,容易引发矿区周边斜坡、矸石山(排土场)等岩土体变形、崩塌、滑坡类地质灾害,对建筑物产生变形、破坏作用。

鉴于此,本文治理的重点是地面塌陷与水患灾害。

5.2矿山地质环境保护建议

5.2.1露采矿山地质环境保护建议

全面开展矿产资源开发利用方案的审查,淘汰开采规模小、存在地质灾害隐患、缺乏环境保护的矿山,开发利用方案审查合格后方可开采。规范矿山开采操作规程,提高资源综合利用率,遵循资源优质优化原则,减少废弃物排放量,实行固体废弃物最高允许排放标准制度,对表土或耕作层采取预先剥离堆放,闭坑后用于复垦的措施。

5.2.2井采矿山地质环境保护建议

加大矿山开采管理,划定塌陷区影响范围,实施居民搬迁,禁止塌陷危险区内人畜进入,禁止在塌陷区内进行开山采石及非法采矿。圈定塌陷稳沉区范围,实施土地复垦。严禁任意堆放废土、废石、废渣,加强“三废”的再生利用研究,防止堆体发生崩塌、滑坡、泥石流。加强尾矿库坝基稳定性和渗透性检测,防止尾矿坝溃堤,加固有溃堤隐患的尾矿库坝。

5.2.3建立矿山地质环境监测网

按轻重缓急,分步实施的办法,从重点矿山着手,逐步建立和完善全省矿山地质环境监测网。

5.3矿山地质环境治理工程措施

5.3.1采空地面塌陷的治理工程措施

地下采矿无论其采矿规模大小,采矿方式的差异和所采矿种的不同,长期开采后,多会发生采空地面塌陷,圈定采空地面塌陷易发区,细分土地功能区,及时规划塌陷区的土地复垦、复植、复建,营造新的环境区。

5.3.2岩溶地面塌陷的治理工程措施

隐伏岩溶分布区的地下采矿,由于矿坑疏干排水,易引发岩溶地面塌陷。主要治理措施有:划分岩溶易发区,建立岩溶地面塌陷易发区地面形变的矿区监测网,对矿区存在岩溶地面塌陷隐患的隐伏岩溶溶洞进行灌浆帷幕,夯实土洞,隔离岩溶地下水与矿坑排水的联系。

5.3.3崩塌、滑坡、泥石流的治理工程措施

露天开采矿区,由于多采用劈坡开采,形成高而陡立的采矿宕口是崩塌、滑坡的主要因素,其次是断裂构造的发育和大气降雨入渗的引发。主要治理措施有:露采矿山必须用台阶式采矿法,科学依据废土、废石、废渣的特征,确定堆放高度,预设排水沟、渠,及时植树造林、种植固土植被。

泥石流主要发生在乱采滥挖、采矿废弃堆土量大的丘陵山区。主要治理措施有:禁止乱采滥挖,实施矿区边开采边绿化,保持矿区的植被覆盖率,避免水土流失,减少表层岩土和废弃堆积物被降雨直接冲刷的面积,减弱地表水对岩土层的侵蚀,消减地表洪流。加强闭坑矿坑及采矿废土、废石、废渣的治理,修建挡土墙、排水沟,植树造林,土地绿化。

5.3.4地下岩溶水治理

治理方法是隔断岩溶水补给煤系地层的通道,使岩溶水不与煤系地层发生水力联系,恢复地应力平衡。主要是沿煤系地层底部与下覆灰岩的不整合接触面布置钻孔进行帷幕注浆。

参考文献

[1]颜春.江西省矿山开发主要生态环境问题.新世纪首届学术论文集江西省地质学会,2002.

[2]刘剑峰.江西灾害地质环境地质状况及防治浅谈.新世纪首届学术论文集.江西省地质学会,2002.

[3]金太平.加强地质灾害防治确保防治措施落实,加强地质工作促进可持续发展.江西省地质学会,2006.

矿山工程发展趋势篇7

关键字;金属矿山;安全生产;现状;问题

abstract:thedamagecharacteristicsofminegeologicalenvironmentinundergroundmetalmine:leadtolowerriskofgroundsubsidencegeologicaldisasters;theextentofdamagetothetopographyofthelandscapeofthelighteronoccupiedlandresources,seriousdamage,theextentofdamagetothegroundwaterresourcesinthemostserious,inminingproduction,needtostrengthentheprotectionandrestorationoftheworkforminegeologicalenvironment,soastoavoidthedisastrousconsequencesofirreparableenvironmental.

Keywords;metalmine;safetyproduction;status;problem

中图分类号:F416.1

前言:资源-经济-环境相协调的研究,首先要把握国家未来经济社会发展的资源需求,把握世界矿产资源开发创新的发展趋势,并把重点放在关系到国家未来发展战略方向和世界资源有可能发生重大突破的领域。当今世界,人口的增长,发展中国家工业化现代化进程的加快,使全球资源消费总量进一步增加,尽管全球性经济危机导致资源价格出现大幅波动,但资源稀缺的态势不会改变。资源开发的前瞻研究,不仅要研究如何高效清洁利用好矿产资源,如何加快开发利用可再生资源,更要把握世界资源生产与消耗的发展趋势,把握世界资源发展的态势。为了实现资源-经济-环境相协调的矿产资源可持续利用,要解决一系列关键的资源开发问题,包括可再生资源的开发和酝酿新的技术突破及其带来的安全与环境问题等

1.金属矿山开发对生态环境的影响及破坏特征

1.1金属矿山开发对生态环境的影响金属矿山开发的同时,对开发区域也将造成不可逆转的生态环境恶化。不同的开采方式对生态环境影响也有很大差异,如露天开采将直接毁坏地表土层和植被,地下开采会导致地层塌陷,从而引起土地和植被的破坏。另外,金属矿山开发过程中的废弃物(如尾矿、废石等)需要大面积的堆置场地,会导致土地的过量占用和堆置场所原有生态系统的破坏。原料及矿石运输产生的扬尘和尾气,会影响沿途道路两侧的植被。露天开采过程中爆破产生的粉尘,扩散后会污染周围的土壤。从生态环境影响程度上看,露天开采的影响要比地下开采严重。

1.2金属矿山开发对生态环境的破坏特征金属矿山开发主要包括对自然景观、地质结构、生态环境的影响和破坏。

2我国金属矿山安全生产现状与问题

2.1.金属采矿业是对经济社会发展具有重大影响的资源性和基础性产业,是为国民经济增长、人民生活改善和社会文明发展提供原材料的支柱产业。改革开放以来,我国金属采矿业产量持续增长,矿产资源市场需求强劲,重要矿产消费持续增长。

目前全国共有金属矿山近万座,大、中、小型矿山分别约占金属矿山总数的0.58%、2.36%、96.9%。我国金属矿山的基本特点:一是数量大;二是小型矿山比例极高;三是矿种多,金属矿山涉及100多种矿种;四是分布散,因矿种数量多、成矿构造区别大,全国有30个省(区、市)都有金属矿山;五是基础差,特别是小型矿山因安全投入不足、技术力量不够等因素,安全基础十分薄弱;六是人员总体素质低,金属矿山从业人员中农民工占有一半以上的比例。而且,金属采矿业带来了诸多安全与环境问题.

2.2在经济快速发展的同时,全国金属矿山安全生产形势总体稳定,事故起数和死亡人数逐年下降,金属矿山安全生产工作取得了明显成效。(1)各省(区、市)都建立了安全监管机构,基本形成了省、市、县三级安全监管体系,金属矿山重点乡镇建立了安全监管站。(2)初步建立了金属矿山安全法规体系,为促进金属矿山安全生产规范化、制度化提供了基本依据。(3)充分利用安全许可制度,严把金属矿山安全准入关。(4)金属矿山整顿关闭、尾矿库和地下矿山机械通风等专项整治取得了阶段性成果。

2.3.据国家安全生产监督管理总局组织调查的统计结果,近年我国金属矿山每年事故死亡人数约为1500~2000人。金属矿山企业重大以上事故也时有发生。上述事故呈现的基本特征:一是中西部地区和矿业大省为事故集中、高发区,“十一•五”期间,云南、湖南、河北等7省(区、市)事故起数和死亡人数占全国金属矿山事故起数和死亡人数的50%以上;二是事故的主要类型为物体打击、高处坠落、坍塌与片帮冒顶、放炮及中毒窒息等,该六类事故的起数和死亡人数分别占事故总数的80%以上;三是非法违法生产行为造成的事故比例较高,占总数的50%以上;四是中毒窒息事故死亡人数较多,平均每起死亡2.5人,是其他事故类型的2倍,不少中毒窒息事故都因施救不当造成事故扩大。事故的主要原因集中表现为:一是金属矿山地质条件复杂,作业环境不良,受到采空区塌陷、透水、地压活动、高温等多种灾害的威胁;二是非法违规生产行为大量存在,如金属矿山的较大事故中涉嫌非法开采的事故约占较大事故总起数的48.9%和死亡总人数的49.7%;三是矿山企业主体责任不落实,安全投入不足,安全保障能力差,特别是小型矿山先天设计不足或无正规设计,开采工艺、技术装备落后,无法保证安全生产;四是缺乏采矿技术支撑力量,盲目生产,隐患排查与治理的技术力量不足;五是员工安全素质和安全意识差,“三违”现象严重,因违反操作规程和劳动纪律发生事故的死亡人数平均占金属矿山总死亡人数的30.89%。六是金属矿山应急救援工作仍是薄弱环节,多起中毒窒息事故都因盲目施救、处置不当造成事故扩大。

当前,全社会高度关注安全生产,形成了良好的舆论氛围,促使企业重视安全生产管理,随着经济社会的发展,企业安全生产投入逐年加大,不断改善安全生产条件,等等,这些有利因素为金属矿山安全生产工作带来了难得的发展机遇。但是,金属矿山领域也面临着严峻形势与挑战。

矿山工程发展趋势篇8

关键词:矿山机械;制造技术;工艺特征

起重运输设备、农业生产设备、矿山冶炼设备、化工制造设备以及动力加工设备等机械的生产过程就是机械制造的全部内容。目前,在我国机械制造正处在一个高速发展的阶段,机械制造正逐步成为我国经济建设的中坚力量。机械制造水平所能达到的高度代表了一个国家工业加工水平的最高水准。目前我国加大对整个机械制造行业的研究力度,尤其是矿山机械方面,我国取得了前所未有的进步,矿山机械正逐渐成为整个机械行业的重中之重。因此在未来几年的发展当中,我国需要提高矿山机械在整个工业生产当中的比重,努力提高技术,开发出更加优秀的矿山机械。

1.矿山机械的技术特点

在矿山机械的整体制造过程中,不但需要将传统的机械设备的系统工程的制造技术运用在其中,而且还需要结合现代先进的计算机通信技术、传感器技术以及全自动化技术、还有新材料生产技术,从而保证生产出来的矿山机械可以从前期产品的设计及制造到后期产品的销售和售后服务整条体系当中都具备强有力的竞争力。

对于矿山机械来说,其先进的技术不应该简单的局限于设备的制造这个单一的环节,还应该考虑在最初阶段对产品的调研以及在产品外观的开发设计,和对生产过程中工艺结构达到改进的目的等。矿山机械从最初的加工到最后的销售,所有的过程都是环环相扣,彼此联系的。任何一个过程和环节都不应该被忽略。

2.矿山机械制造技术的发展趋势

目前,矿山机械的制造加工技术取得了突飞猛进的进步,其发展趋势主要体现在两个方面:虚拟化和网络化。

第一、虚拟化。矿山机械在生产制造的过程中,不仅要对矿山机械的质量进行严格把控,而且还需要对矿山机械的产品质量进行检测,使矿山机械的加工方式和加工工艺更具合理性。除此之外还要不断的缩短矿山机械的生产周期,降低矿山机械的生产成本。因此需要对矿山机械的生产过程和组织管理方式以及矿山机械的物流设计和供应链管理进行建模和仿真。而整个过程则是虚拟化起着重要的作用。通过虚拟化技术,在电脑上面对矿山机械进行结构仿真和模拟真实系统的工作方式,使的加工出来的矿山机械更具合理性。

第二、网络化。随着科技技术和信息技术的不断进步,矿山机械的生产和企业的经营活动也正在发生翻天覆地的变化。目前,无论是矿山机械产品的设计还是矿山机械的物料的采购,或者是矿山机械零件的制造,亦或是矿山机械产品的市场开发、销售维护等这些过程都是跨地区进行的。因为网络技术的发展,矿山机械技术交流变得没有障碍,使得矿山机械产品的开发与合作变得容易。

3.矿山机械制造技术的主要种类

3.1.矿山机械的虚拟制造技术

虚拟制造技术目前被广泛的应用于矿山机械的制造过程当中。虚拟制造技术是指通过计算机模拟现场加工技术和多媒体技术,尽最大可能的实现矿山机械设备的结构建模与运动模拟,以检验矿山机械的设计的合理性。通过虚拟制造技术,设计者可以在设计之初就可以对矿山机械任何一个细节都有详细的观察和体验,并通过相关的验算部门对矿山机械结构的合理性、零部件的受力情况和运动情况做出最精确的分析。

3.2.矿山机械的敏捷制造技术

敏捷制造技术作为当前最新的矿山制造技术,需要以“虚拟企业”作为基础,以达到生产和销售矿山机械的目的。敏捷制造技术是通过把技术、人员和管理三种不同的东西协调在一起,使之实现最大化的效率。敏捷制造技术采用柔性化的技束和模块化的产品加工方法,是产品的功能可以根据客户的需求而改变。

3.3.矿山机械的并行设计制造技术

并行设计制造技术是指运用并行工程,对产品的开发、设计以及加工进行综合考虑的设计方式。并行设计制造技术可以使得产品的工艺、产品的制造、产品的装配以及产品的测试等环节都受到同等的关注。并行设计制造技术可以最大限度的缩短产品开发、设计、制造、加工的周期,减轻了企业生产产品的成本,提高产品的质量。

4.矿山机械的工业特征分析

4.1.矿山机械的纳米再制造工艺

与传统的再制造产品的加工工艺相比较,纳米再制造加工工艺具有很多别的工艺无法达到的优势。经过纳米再制造技术处理的机械表面的强度、韧性、以及热膨胀和抗疲劳能力都得到了明显的提高。纳米再制造技术通过在产品的表面添加纳米粉材料,明显的改善了产品表面的力学、化学以及物理性能,同时改善了机械产品材料性能。

4.2.矿山机械的表面损伤智能修复工艺

矿山机械表面损伤智能修复工艺是指在矿山机械在不停机、不拆卸的情况下,对矿山机械进行故障诊断,并修复矿山机械表面的加工工艺。矿山机械在进行表面损伤智能自修复的时候,可以自行感知工作环境的变化,对自身的一些故障和问题进行简单的自动优化。并通过连续不断的调整自身的一些结构,以达到最终自我修复的目的。矿山机械表面损伤智能修复工艺可以保证矿山机械持续高效的正常工作,矿山机械表面损伤智能修复工艺保证了矿山机械工作的可靠性。表面损伤智能修复工艺主要包括机械表面微纳米损伤自动修复工艺、矿山机械表面微粉摩擦自动修复工艺以及矿山机械埋伏型自动修复工艺。

4.3.矿山机械的表面再制造工艺

矿山机械在长期工作的情况下容易出现表面磨损以及腐蚀的情况,因此需要表面再制造工艺进行修复。不同种类的表面再制造工艺可以用来修复不同部位的废旧零部件的失效表面。通过不断的对再制造表面加工工艺进行创新,可以提高制造产品的表面质量,可以提高再制造产品的表面强度,且延长再制造产品的使用寿命。

5.结语

矿山机械现在已经日益成为机械行业中的重要组成部分。因为矿山机械的工作环境大都在野外,环境恶劣,导致矿上机械的表面磨损、腐蚀严重,因此,需要有关人员不断对矿山机械的再制造技术以及加工工艺进行探讨和研究。

参考文献:

[1]王栓柱.矿山机械安全技术的现状与对策探析[J].煤炭技术.2012(12)

[2]查森林,王东生.浅谈我国矿山机械再制造现状[J].矿山机械.2012(03)

矿山工程发展趋势篇9

关键词:煤矿机械存在问题发展趋势

中图分类号:F403.6

1引言

煤炭工业是我国重要的基础产业,近年来,随着我国工业经济的持续快速发展,我国煤炭供应严重不足,煤炭供给能力远远不能满足国民经济发展对煤炭的迫切需求,全国各地大型煤矿纷纷加大了采挖力度,由于技术落后、设备陈旧,导致了许多大中型煤矿出现大面积蹋方、透水、瓦丝爆炸等多起大型伤亡事故,引起了国家领导人及相关部委的高度重视,煤矿安全形势严峻,直接威胁煤炭市场的正常运行,制约着我国经济的飞速发展,煤矿作业的安全生产已刻不容缓。现以我国煤炭矿山机械设备为分析研究对象,分析煤矿机械设备使用、研发中存在的问题;根据煤矿机械设备使用、研发现阶段存在的问题,指出煤矿机械设备的发展与展望。

2我国煤矿机械设备存在的问题

经过几十年的发展,我国煤炭工业取得了长足的进步,且煤矿机械的制造、使用也取得了较大的成绩。但是,随着经济的发展和对煤炭资源的需求的增加,我国的煤矿机械逐渐暴露出很多不尽如人意的问题,主要包括:

2.1矿山机械设备的生产能力明显不足

目前,我国煤炭产量已经达到了25.23亿吨,但与满足国民经济发展需要的煤炭资源还有很大差距,而其中部分煤炭资源是矿井超产增加的产量;如按正常煤矿机械生产能力定产生产,则年煤炭产量将远远小于这一值。同时,在我国煤矿生产现场,单工作面产量500万吨/年的矿井仍为数不多,这也多受煤矿机械设备生产能力的束缚所致。

2.2矿山机械设备的智能化明显不足

当今世界是一个智能化的世界,各个行业的现代化、智能化都在不断提高。但是,我国煤炭行业的现代化水平明显滞后于时代的发展,特别是煤矿机械更是可怜,大部分机械设备仍是机械动力或机械控制,仅有少数小型设备实现了数字化和智能化,这必定成为制约我国煤矿生产能力提高的瓶颈。

2.3矿山机械设备的适应差

在我国矿山中,部分矿井实现了机械化采煤,但部分矿井仍采用放炮落煤,这不仅不利于煤炭块度的保持且容易导致瓦斯、顶板事故的发生,对井下工人的生命安全也造成严重危害。纠其原因是因为我国煤矿机械对地质条件的适应性很差,地质条件稍有变化,现有机械化设备就无法展开使用,从而造成煤矿机械化水平的落后,制约煤矿生产能力的提高。

2.4矿山机械设备体积过大、笨重

体积大、重量大是煤矿机械设备最大的特点。以单体液压支柱为例,每根重量在60~80Kg,体质稍差的工人单独根本无法处理;而液压支架、采煤机等大型设备更是在数吨以上。设备过于笨重,不但导致运转不灵活,而且使设备的搬迁受到限制,从而限制生产能力的发挥。此外,我国煤矿机械还存在着能耗大、使用寿命短、国产化低等诸多问题。

3煤矿机械的发展与未来

为了提高整个煤矿行业现代化水平,我国煤矿机械设备应不断发展,从各个方面探寻发展之路。

3.1机电液一体化技术的发展

机电液一体化设备自动化、智能化程度高,代表着未来机械发展的方向。机电液一体化是一门新兴的综合性复合高新技术,是在信息论、控制论和系统论的基础上将机械、电子信息和液压系统等相关技术进行有机的组合,形成一个最优化、最佳化的系统,实现机械、电气元器件的集成化,使机械动作自感应与自调整,最终实现煤矿机械无人操作化的新技术。

3.2采用CaD等现代设计技术、和Cae加工制造技术

采用现代设计方法和CaD技术,才能实现结构的最优化、成本的最低化、寿命的可预知化。众所周之,设计决定了产品的质量,设计决定了产品成本的80%,因此机械关键在于设计。而我国的煤矿机械基本上是类比的设计结果,虽然有些科研成果有技术创新,但是这些科研成果极少被应用。因此,必须充分认识到设计对于发展我国煤矿机械的重大意义,普及设计方法学知识和采用现代设计方法是我国煤矿机械发展的必由之路。只有采用最先进的加工制造技术,才能大大提高机械零件的加工质量、加工速度和加工自动化程度,并能实现设计、制造并行化,缩短煤矿机械产品的开发周期。

3.3将材料科学的最新研究成果用于煤矿机械

机械可靠性设计理论指出,材料决定产品可靠性的30%。在造成煤矿机械失效的诸因素中,除去设计原因造成强度不够而失效外,多数在于磨蚀失效、锈蚀失效或疲劳失效,其中磨蚀是采掘机械切削刀具最主要的失效原因。材料科学的最新研究成果已经展示了新材料的强大生命力。把陶瓷材料、碳纤维复合材料、超强度聚合材料以及金属基复合材料等有针对性地选用到各种煤矿机械的关键零部件上,不仅可以大幅度提高煤矿机械的可靠性,减轻其重量,甚至还可以改变煤矿机械的形体设计。

3.4发展煤矿机械工况监控技术

煤矿机械工况监控技术包括:工况在线监测、故障自诊断;振动监测;油磨屑分析;无损检测;电气检测;乳化液性能检测。检测乳化液的浓度、粘度、液温、液位等;湿度监测。

3.5建立一套完整有效的管理程序

煤矿机械设备要制定一个切实可行的完好标准,对机电设备管理责任到人;并且要有一套完整有效的机电设备使用、维护和管理制度;对设备、部件性能详细调研,做到最大程度地适应本矿的实际。并将重点放在人身安全的装备方面,以及如何提高操作、维修人员的素质,以保障人身安全和减少机电事故。

4结语

随着现代科学技术的发展,一大批高新技术群体如微电子技术、信息技术、自动化技术、新材料技术、新能源技术、光纤通信技术等正在逐步走向成熟。

高新技术是煤矿机械的发展趋势,技术创新是煤矿机械的生命。随着计算机和传感器技术的推广应用,新材料、新工艺的不断发展,煤矿机械将向着大型化、智能化的方向发展。面对煤矿现代化、科学化生产的需要,煤矿机械将实现电子化、自动化成为有头脑(计算机控制),有知觉(传感系统),有血液(液压系统),有心脏(驱动装置),有骨骼(传动、支撑机构)的机电液一体化系统。

参考文献

[1]赵月罗,高志强,卢兰萍等.矿山机械设备选型的灰色分析方法[J].煤矿机械,2006,27(8):66-68.

[2]王从陆.矿山机械风险评价与安全策略研究[J].标准应用,2006,15(7):40-42.

[3]王党志,王志国.矿山机械安全化[J].现代商贸工业,2007,19(8):207-208.

矿山工程发展趋势篇10

一 全站仪在煤矿测量中的应用

全站仪在一个测站上能一次测量水平角、竖直角和倾斜距离,在测量的过程中减少了搬站次数,提高了速度和测量精度,同时,全站仪能自动计算三维坐标、高差、角度等数据,结合CaSS等软件实现数字化。采用全站仪测量实现了观察结果的完全信息化和观测信息处理的自动化,实现了观测数据的野外实时储存和内业输出等,极大地方便了在特殊地质构造煤矿环境下的测量工作。全站仪测绘范围是建立矿区地面和井下测量控制系统、测绘煤矿井下地质图,为煤矿规划、建设和生产提供数据和图纸。根据设计文件,进行土建、采掘、管线和机电安装等工程测量,为煤矿灾害的预防、救援等安全措施提供有关的测绘资料。全站仪是现在应用最为广泛的测绘仪器,它是结合了电子技术和光学技术,也集测距仪、电子经纬仪的优点为一体。全站仪具有操作简便、性能稳定、以数字形式提供测量成果,并且数据能够通过电子手簿与计算机进行通讯等优势,它兼具了经纬仪与测绘仪的优势功能,因此被广泛地应用到煤矿测量工作中。全站仪不仅能够进行地上的控制测量、地形测量和工程测量工作,而且还能够进行井下测量和联系测量工作。数字化和智能化将会是矿山测量仪器未来发展的主流方向,在计算机技术和全站仪的基础上,提高其数字化与智能化,以此建立煤矿的相关测量数据的处理系统,对煤矿测量数据实行三维自动采集、传输和处理功能,从而代替传统的手工录入,计算数据工作,有效地解决了传统手工法中的计算繁琐、重复性较大的问题,提高工作效率。此外,全站仪还可以应用于煤矿地表移动监测工作,具有高效高质高精度的优点。

二 GpS技术在煤矿测量中的应用

目前由于GpS技术的快速发展及其不断上升的性价比,使得GpS技术已经成为了现代矿山测量中地面部分测量的一项重要技术,其最大的技术特点是能够有效地取代传统的地面测绘工作,因此在煤矿测量中的矿区地表移动监测、孔高程监测、水文观测、矿区控制网建立等工作中得到很好的应用。未来矿山测量的发展趋势将会是建立以矿山资源环境信息为平台的,以矿山测量为前提,集数据采集、处理、分析、管理和输出为一体的具有较高的智能化和自动化的矿区资料源环境信息技术系统(mRieS),以此作为支持矿山进行可持续发展的有力的决策系统。由于建立mReiS成为矿山发展的必然趋势,因此GpS技术应用于矿区的的主要工作就是建立矿山测量系统。

三 摄影测量技术的应用

数字近景摄影测量技术以其高精度、非接触测量和方便携带的优点在煤矿安全预警工作中有着广阔的发展空间。为了能够在煤矿开采过程中保证每个单元模型都有足够数量的地面控制点而进行绝对定向,就需要根据煤矿特有的长廊型巷道结构相应的进行多个连续模型的同时处理。在这个过程中需要一些连接点即两个相邻的单元模型中的坐标点,利用这些连接点把需要处理的工作区域内的所有模型统一到同一个模型空间中,这样它们就有了相同的模型比例尺,便于进行相应的计算处理。利用摄影的方式在煤矿中进行测量工作时,可通过解算在被摄物体的特征部位设置的若干特征点的坐标的方式,起到以点带面的效果,从而有效地完成测量工作。目前一种反射亮度较漫射白色标志高出千百倍的定向反光材料被做成反光标志RRt(retroreflectivetarget),应用于摄影测量工作中,由于其极高的反射亮度使其具有能够轻松得到被测目标物的自身影像,以及在在昏暗煤矿巷道中也能够清晰成像的优点。由于体像对的自动相对定向至少需要5对同名像点,因此,仅有可以在立体像对的左右影像中清晰成像的RRt标志是不够的,这时还需要借助另一种标志――编码标志。对普通的定向反光标识进行编码处理,使其具有唯一的身份信息。因为此类标志具有唯一的信息,因此可以对其实现自动探测、自动识别和自动量测。通过编码标志的使用,可以使计算机在立体像对中进行对同名点和连接点进行自动识别,以此实现像对定向的自动化。在井下作业时,可以根据煤矿的长廊型巷道将标志设置成一定的结构,确保实现每个像对的自动定向,同时通过连接点还能实现各个立体像统一到同一模型空间。在煤矿巷道中进行摄影测量的主要工作是设置标志和拍摄像片,影像处理在软件中自动完成。在煤矿巷道的测量中采用摄影测量技术,若果巷道发生变形时,可得到及时的发现,能够在巷道发生塌方之前采取相应的安全保护措施,从而达到安全预警的目的。

四 其他测绘技术在煤矿测量中的应用

现在科学技术飞跃发展,测绘领域也得到了很好的发展机遇,如数字式水准仪、激光指向仪、扫描仪、陀螺经纬仪等一系列测绘仪器和测绘技术被广泛地应用到矿山测量中,并以此为基础,发展形成了山测量专用仪器和方法,为煤矿测量提供可靠而又准确的数据。

五 未来矿山测量技术的趋势

科学技术的发展带动了测绘技术的革新,未来的测绘技术在煤矿测量中将得到充分的应用和发展,主要表现在以下两个方面:

采用高新技术开拓新领域

矿山测量学科虽然已从曾经的矿业科学被纳入到现在的测绘科学中,但它特有的内涵是不会改变的。矿山测量既与其他测量学科相互联系,而具有自己的特色,在今后的发展中,充分利用先进的测绘仪器和测量技术,开拓新的煤矿测量体系,为矿山的测量发展做贡献。

数字摄影测量和遥感技术近年来得到了广泛的应用

数字摄影等多方面的高科技也将运用与工程测量中,目前的数字摄影测量应用主要有卫星遥感技术、机载三维激光扫描与成像技术(LiDaR)、GpS-inSaR集成技术等。