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作為事故多發、安全生產形勢較為嚴峻的礦山企業,在政府及各相關部門的逐年整治和措施推廣下,其安全生產形勢展現出逐漸好轉的趨勢,安全管理也從原來的“無目的、無效率”步入系統、有序的狀態。但影響礦山作業安全生產的因素是多重的,各種事故的誘導條件也是綜合的、復雜的。
1.1安全意識淡薄
上至安全監督機構,下至礦山一線職工,對安全生產的認識并不深刻。而礦山職工大多綜合素質不高,加之缺乏針對性的培訓,員工自我保護能力和意識均達不到較高水平。這是安全事故發生最根本的原因。
1.2現場管理混亂
礦山作業現場環境惡劣,危險系數大,有效的防爆、防災設備至關重要。但一些礦山在應急設備方面并不達標,下井人員都未能按要求隨身攜帶自救設備。事故發生時,工人若不能有效地自我保護,選擇正確的逃生路線,往往會使事態的發展更為嚴重。
1.3防護措施缺乏針對性
據調查,在過去十年里,將近80%的重、特大事故是由違反勞動紀律或操作規程造成的,這就對安全管理的執行力提出了質疑。在一定程度上,礦井越深,其危險性越大,相關部門特別是領導階層人員應該實時嚴把安全關,將安全管理落實到位。
2.1規范采礦技術管理計劃
任何一項有條不紊的生產進程都離不開合理的計劃,在綜合考慮國家政策、市場需求和礦山長遠規劃的基礎上,建立完善的計劃是提高礦山生產效率,健全安全管理機制的首要措施。1)編制采礦技術安全管理計劃應當遵循相應原則,在認真學習、貫徹落實國家和行業相關規范政策的基礎上,以充分降低礦石損失、最大限度地回收礦產資源為前提,充分發揮礦山現有生產能力,發掘新的技術工藝,引進新技術,以求更高的生產力。2)在編制技術計劃的基礎階段,妥善準備所需資料,例如礦山采礦設計規模和核定產量數據,包括中段分層平面圖、礦體投影圖、采場礦量以及開拓、運輸、通風系統等信息。3)編制的采礦計劃文字部分,應當包括上年度采礦的預計情況和與此相對比的執行情況、在此期間發生的重大舉措、技術改良、本年度預計采礦計劃和任務特點與依據。
2.2加強對采場技術的管理策略
一方面,采礦生產的各級人員應該協調配合,學習新技術、新工藝,各部門相互配合,達到高效、低能、安全的采礦要求,合力達成安全生產的要求。另一方面,采礦現場需要建立完善的驗收制度,根據采礦方法的不同,設定不同的驗收標準。采場驗收應分產前、產后階段性驗收,做到技術無失誤,驗收無遺漏。在礦山主體范圍妥善安置的基礎上,殘留、零星的回收礦也應該作為采礦產量指標的一部分,納入礦山生產的正常管理。在遵循“安全第一,預防為主”的安全生產原則的基礎上,除了要將回收采場的邊界明確示意,還要請地測部門進行定期的實測填圖,以利于生產技術的實際指揮。
2.3做好采礦行業人員的安全教育工作
人是活動中最重要的因素,做好采礦人員的安全教育工作無異于是安全管理措施的重中之重。首先,加強礦山作業人員安全意識的培訓。由企業組織各個部門,學習國家政策、安全條例、技術規程等等,使各個崗位的人員對采礦事業擁有宏觀概念,具備一定的安全技術管理知識水平。其次,對特殊工種的教育培訓要尤為著重。在礦山操作中,起重、放炮、絞車司機等等危險性和技術性相對較高的工作是安全生產的關鍵環節。企業必須對特殊工種人員進行系統的培訓、測試和定期考評,嚴格執行持證上崗的機制,嚴防特殊工種的失誤而導致的安全事故。然后,做好對各個崗位人員的安全檢查工作。對于采礦這種安全受所多重因素影響的技術,管理人員有必要將各階層人員的工作職責和安全職責詳盡、細化地交待清楚。明確各部門乃至各崗位需要遵守和監督的責任,是將安全隱患降到最低的有力方式。再者,利用事故教訓建立典型的經驗教育。采礦安全是需人人維護的有機生命體,模范帶頭作用和反面教材的警示作用同等重要。這就需要管理人員在日常工作中多深入到基層一線采掘作業人員當中,以身邊的具體實例對其他人員進行教育,用積極向上的觀點帶動采礦的安全生產。最后,強調按照規范流程操作尤為重要。對于一線采礦人員,按照規范操作是安全生產最切實的保障。設備機具均需按照正確的使用方法和操作步驟使用,礦山的作業量應該不超過核定的技術指標,規范安全的作業意識要深入到每個崗位人員中。總之,安全生產的主體是人,只有在“人人當心,人人用心”的工作氛圍中,礦山采礦的安全管理才有資可談。
3結束語
關鍵詞:煤礦;采礦技術
中圖分類號:TD67
目前我國的煤礦采礦技術在應用過程中存在問題,各國煤礦事故頻繁,諸如瓦斯爆炸、煤炭坍塌等事件。注意到這些問題,并進行有效的解決,才能持續安全的進行煤礦開采,追求經濟效益。
一、 我國煤礦開采技術的現狀
煤礦能源是我國工業發展的重要能源,煤礦的開采技術的發展對社會產業經濟發展影響很大。伴隨著煤礦開采技術條件的不斷成熟,據行業數據顯示,國營煤礦企業80%煤礦自動化生產,在私營企業中60%建立了機械化采礦模式,我國目前煤礦采礦技術有以下幾個方面:
露天煤礦技術:露天開采將礦體上演剝離,從上而下順次開采礦體,一般使用大型采礦機械,建礦快、產量大、勞動生產率高,具有作業安全、礦石損失少、貧化率低的優點。主要運輸方式有鐵路、公路、提升機還有水里運輸等。
地下采礦技術:地下開采是我國金屬礦山重要開采方式,尤其是有色金屬和黃金的開采系統,90%都是地下開采。目前我國較常用的地下采礦法包括:深礦井開采技術、填充開采、崩落采礦法等。
(1)深礦井開采技術,深井開采技術要克服水、火、瓦斯、煤塵、頂板等問題,同時要解決沖擊地壓和地熱危害。因此深礦井開采技術主要應用在煤層巖石抗壓力較低、沖擊地壓力較強、地熱危害較大的地段。目前深礦井開采技術存在的一些難點,如:深井作業場所工作環境變化的檢測,應力場的檢測。
(2)充填開采,運用其他材料物填充被開采過的煤炭空白區域,有時還用支架來緩解作業面的壓力,目的是利用填充物進行地壓管理以控制圍巖崩落和地表下沉,為填充開采創造安全便利的條件。充填開采的填充物從廢石填充發展到今天的膏體填充,由于中國地形復雜、礦山數量多的特點,在充填開采的技術研究中取得了巨大的進步。
(3)崩落采礦法,以崩落圍巖來實現地壓管理的采礦法。包括壁式崩落法、分層崩落法、分段崩落法和階段崩落法,適用于圍巖容易崩落、地表允許塌陷的礦體。除此之外,還有針對特殊采礦環境的高新技術。如深部全煤巷道錨網耦合支護技術、水源熱泵技術、露天煤礦技術、煤巖混穿混爆技術、低透氣性煤層群開采技術等等。隨著科技的進步,電子信息技術被越來越廣泛應用在采礦作業中。比如正式動工采礦之前,需要確定礦井的位置、深度、布局等各類信息,在機械設備在井下運作時,工人可以通過電子儀器與通信設備實時監控井下作業情況,提高煤礦開采的安全性和功能效率。
二、我國煤礦采礦技術應用存在的問題
(1)行業規范的缺失,技術得不到充分應用。規章制度是保證一個行業進步和發展的前提條件。由于我國煤礦行業的現行規章制度不完善,常常有企業為了節約成本、提高工作效率,使用的設備規格和職工的勞動制度都不合格,行業規范太過空泛,造成許多漏洞。特別是一些經濟欠發達的地區,私設小煤窯等現象還存在。煤礦企業管理混亂,所掌握的技術會因為管理秩序混亂而得不到推廣,無法發揮最大效益。
(2)管理者只關注眼前利益,阻礙高新技術的研發應用。煤炭行業屬于高風險、高回報的行業,一些管理者如果沒有長期發展的規劃,只貪圖眼前的利益,不注重采礦技術推廣和設備的更新換代,粗放開采方式,不僅造成煤炭資源的浪費,而且還給采礦工人的人身安全帶來極大的隱患。煤炭行業的高風險,還體現在回報期長,如果經營不善,沒做好長期規劃,在沒有得到回報的時候就會被拖垮。
(3)專業技術人員的欠缺,造成采礦技術的普及不夠。煤礦開采需要大量技術嫻熟和工作素養高的職工, 目前我國煤礦行業在第一線的工人中專業技術人員匱乏,開采工人自身安全意識不高,工作技能不足,導致新設備新技術不能得到推廣。掌握一定的采礦知識,不僅能夠提高工作效率,而且能保證工人的自身安全。
(4)采礦帶來的環境的惡化,采礦后的廢石到處堆放,占有大量土地,廢石、尾礦中有害的化學成分可能會滲透到地下水中,造成水污染。并且廢石、尾礦中還有有害氣體,揮發到空氣中,造成大氣污染。采礦后,會遺留采空區,如果不及時進行填充,會造成地表下陷,威脅著人們的生命和財產安全。采礦對地下資源的采集,造成地下水資源的動態平衡被打破,例如可可托海3號礦脈在改造疏干排水系統后,境界底部由原來1096水平改為1076水平。
三、解決煤礦采礦技術應用問題的對策
(1)完善煤礦行業的制度,規范采礦技術的應用。煤礦采礦技術應用,必須遵循相應的規章制度,明確煤礦企業的工作流程,尤其是像中國煤礦企業,分布面廣,技術和規模參差不齊,煤炭資源有限,必須規范行業標準。另外,企業管理者必須充分了解采礦技術的工作方式和工作任務,樹立正確的安全觀念和經濟觀念,優化資源配置和人員調配。在明確了工作目標后,人人職責分明,做好自己的工作,在此基礎上,采礦工作才能有條不紊地進行,提高了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(2)鼓勵創新,政策引導企業新技術的研發。科學技術是第一生產力,為了滿足日益增長的煤礦市場需求,煤礦開采必須在技術和設備上不斷創新。對于不愿意投資去培養員工和增添新設備的企業,政府可以指定相應的鼓舞政策和一定強制性措施,獎罰并施,積極引導企業研究和發展新的技術和設備。雖然技術開發是一項長期而艱苦的過程,對人力、物力、財力的消耗不可小覷,但是回報也是非常豐厚的。政府對于企業研發新技術的鼓勵可以體現在:研發補貼、產權保護等。既是對研發企業新技術的認可,也是對研發人員勞動成果的尊重和保護。
(3)組織人員培訓,提高礦工綜合素質。優秀的高素質員工是企業的核心競爭力,對員工的培養,回報不僅在經濟效益上,而且在社會影響力上。新技術的推廣和應用離不開對員工的培養。定期組織員工進行采礦安全知識
和采礦知識的培訓,并進行考核和績效激勵。目前我國的礦工的技能,主要體現在對工作的熟練程度上,在采礦中發生的意外,缺少相應的補救措施。培訓可以讓他們實踐結合理論,更加系統理解自己的工作環節。為了長期的發展,企業必須把員工培養成一支高素質高技能的員工隊伍,讓員工和企業一起成長。
關鍵詞:煤礦;井下;采煤技術;問題
中圖分類號:X752文獻標識碼: A
引言
井下采煤多種多樣,各種技術都具有不同的優缺點,對于采煤技術的選取,要根據采煤工作的地質情況及煤質狀態,順利開展施工,選取合適的采煤技術。本文重點闡述了目前我國采煤技術的發展概括和當前我國運用的采煤技術,并根據當前我國采煤技術存在的問題及選擇科學合理的采煤技術的原則深入探討了我國井下采煤技術的選擇方法,并順利開展施工作業,從而有效提高我國采煤的安全性,提高煤礦資源利用。
一、井下采煤技術的特點
(一)開采的技術難度高、過程復雜
目前,我國的采煤途徑主要包括露天采煤和井下采煤兩種,然而與井下的煤碳儲存量相比,露天煤礦井下開采中的煤炭儲量要遠遠小于井下的煤礦儲備量,因此加強井下煤礦開采技術的研究,對于提高煤礦采量具有重大的現實意義。井下采煤一般位于地下很深處,需要相應的勘探爆破等一系列工作,其地質結構復雜,煤層分布走勢曲折,受開采環境的限制較大,開采起來非常困難。在井下煤礦開采過程中,需要全面的分析開采地區的煤層分布狀況,以此為準,制定科學合理的開采方案,對容易威脅工作人員的人身安全的因素進行詳細考慮。
(二)開采方式不同,效益有很大差異
開采方法的選擇受到煤礦類型,分布的影響,井下采煤方式的選擇也會有所差異,其采收率也存在著很大的差異性。目前從我國井下采煤技術的發展來看通常采用放頂煤開采和長壁式開采等技術。隨著經驗的不斷提高,井下采煤技術也會隨之得到改進和創新,在開采過程中,采用定向鉆探技術,實時檢測鉆具位置并且調整方位,防止偏離預定方向,導致安全事故的發生,對煤礦資源的分布進一步勘察明確,隨時修正開采的具置,從而提高煤礦開采的效率。
二、井下采煤方式的技術研究
(一)硬厚頂煤的控制技術
硬厚頂煤的控制技術主要應用于開發埋深淺、支撐壓力小的硬厚頂煤生產環境,原因在于這種控制技術處理速度比較快,能夠及時解決該環境中影響采煤的因素。該技術可以說是頂煤深孔預先爆破技術與高壓注水裂縫技術兩者的結合體,在硬厚頂煤生產環境應用該技術能夠隨采隨冒,提高了煤礦資源的回收率,對采煤企業具有一定的積極作用。
(二)放頂煤開采技術
放頂煤開采屬于回采工藝中的一種,它在煤礦井下開采中起輔助作用,可以對煤礦井下開采工作的進度有一個良好的定位,并且合理利用該技術還能夠優化煤礦井下開采施工工序,大大提高了煤礦開采速度及質量,是煤礦井下開采的重要技術之一。但存在如煤層平均厚度小于4m、采放比大于1∶3、采區或工作面回采率達不到礦井設計規范規定、煤層有煤(巖)和瓦斯(二氧化碳)突出危險、礦井水文地質條件復雜,采放后有可能與地表水、老窯積水和強含水層導通等因素時,嚴禁采用放頂煤開采。
(三)爆破采煤技術
爆破采煤技術,具體分打眼和落煤兩個步驟,具體指用爆破方法破煤、裝煤、輸送機運煤、單體支柱支護和人工裝煤的采煤工藝。它會根據各地方煤礦的特點來選擇炸藥及雷管,同時在爆破前精確的計算出相關數據,以保證滿足落煤的要求。為了避免爆破采煤技術對礦井的穩定性造成破壞,需要采取防護措施,另外在利用人力進行裝煤時,一般采用可彎曲刮板輸送煤炭,但是輸送機需要裝上擋煤板和鏟煤板,這樣有利于爆破裝煤與運煤的工序,同時人力勞動也可以得到減輕。
(四)綜采技術
所謂的綜采技術,是對綜合性機械采煤技術的簡稱,指在井下采煤過程中,實現開采過程的系統化和機械化、連續化,從而提高開采效率,降低勞動力成本和勞動強度,切實保障工作人員的人身安全。綜采技術需要大量技術設備的支持,如刨煤式采煤機、刮扳輸送機、橋式轉載機、液壓支護設備等。這種方法雖然對于技術和設備的要求較高,但是由于其自身極高的工作效率和生產量,使得其相對成本較低,而且操作簡單,安全性強,是我國煤礦井下采煤技術的重要發展方向。不過由于其自身較大的局限性,只適用于技術條件和管理水平較高的大中型煤礦企業,針對煤層儲備豐富、開采條件好的情況進行。
(五)水力采煤技術
指使用相應的設備,對水進行加壓處理,使用水流進行落煤和運煤。這種方法的優點在于無視地形,工作人員不需要進入工作面,也就不需要對工作面進行支護和處理,使得采煤的流程大大簡化,生產的安全性也有了十足的保證。但是相對而言,開采效率低下,一般只能開采煤層儲量的60%作用,而且能源消耗較大,整體機械化程度低。在當前的技術條件下,水力采煤技術適用于煤層厚度1~8m,傾角超過70頂底板較好的軟或中硬煤層,也可以用于煤層分布不規則的情況。
(六)傾斜長壁采煤技術
若煤層的傾角是120時,則需要采用傾斜長壁采煤技術。由于處于傾斜的作業界面,并受到傾角的影響,會出現朝向空區的分力,煤層會向空區的方向運動,因此在這樣的環境下,若運用一般的采煤技術,其產生的經濟效益不佳。傾斜長壁采煤技術,可以較好地削弱采煤時對空區方向的作用力,從而促進采煤系統產生更多的經濟效益。
四、解決采煤技術問題的有效措施
(一)強化安全技術管理
安全生產是煤礦生產必須重視的首要問題,只有確保安全生產,才能保障井下作業人員的人身安全,避免安全事故造成不可挽回的經濟損失和社會影響。煤礦生產要積極引入國外同行業的先進管理技術,根據煤礦自身的開采條件合理選擇采煤方法,加大安全管理力度,構建安全管理體系。首先,煤礦生產要落實好“一通三防”的相關措施,建設各種防災系統,如自救系統、避災系統、重大災害預測系統等,利用先進的安全防范系統,降低安全事故發生率,為井下采煤創建安全的作業環境。其次,嚴格執行《煤礦安全規程》,認真檢查煤礦生產過程中的每一道工藝流程,消除安全隱患。合理布置巷道,使巷道能夠保障采掘接替作業的順利進行。同時,加強通風、防火、防瓦斯的通道建設,以滿足煤礦安全生產的需求。再次,重視井下作業人員的培訓,提高作業人員的綜合素質,強化安全生產意識,確保其嚴格執行安全規章制度。
(二)連續采煤工藝選擇
連續采煤工藝對井下煤層的構造要求十分嚴格,要合理使用連續采煤工藝,那么煤層的傾斜角應不大于15°,煤質應在硬或中硬之間,不宜過軟。它在煤礦井下開采的廣泛應用是由其本身的功能性決定的,連續采煤工藝技術具有投入成本低、開采安全性高等特點,而這些正是實施煤礦井下開采工作的關鍵。然而事物往往都存在兩面性,連續采煤工藝也是如此,雖然它給煤礦井下開采帶來了一定的利益,但同時也伴隨著弊端。利用該工藝所開采的煤礦資源回收率偏低,并且通風條件困難、安全性差,不利于煤礦的安全管理。
(三)減少矸石排放,優化巷道布置的開采工藝
應該對現有的開采布置和采煤方法進行不斷的改進,從而實現效益最大化。結合我國煤礦井下開采特點,進行開采巷道的合理布置,從而實現煤層地質條件、開采布置和開采方法的最佳匹配。運用綜合布置來進行單一煤層的開采,基本上不將矸石運出地面,簡化生產系統。同步發展綜掘與綜采,大幅度提高生產效率。
(四)提高煤炭采出率原則
盡管我國煤炭資源較多,但作為不可再生資源,都要面臨枯竭的時候。在井下采煤的實際過程中,常常會出現各種煤炭浪費的現象,例如煤炭自燃、安全事故、塌方等狀況時常發生,這樣就會出現煤礦資源損失的情況。所以,在選取井下采煤技術時,必須考慮如何避免上述情況的產生,從而避免煤礦浪費的現象,使得煤礦資源充分運用。
結束語
實踐證明,短期內不可能出現新原理的采煤方法。因此,發展現代化采煤工藝是重點發展方向。在研究開發強力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設備和監控生產系統,提高單產和機械化水平的同時,要研究開發多層次、多樣化的采煤工藝,提高急傾斜、不穩定地質構造復雜等難采煤層的單產和機械化水平。
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關鍵詞:固態鉀鹽礦采選 環境影響 對策
一、固態鉀鹽介紹
關于固態鉀鹽的開采方式包括旱采法和水采法兩種,其中,旱采法包括井工開采法以及露天開采法兩種,就現階段來看,對于鉀鹽的開采需要根據礦體的賦存條件選擇單一或者聯合的開采方式。目前流行的開采方法包括空場采礦法、充填采礦法、崩落采礦法三種。其中,空場采礦法包括留礦采礦法、房柱采礦法、階段采礦法和分段采礦法。充填采礦法按照具體的回采工作面以及狂塊的結構可以分為單層充填采礦法、下層分層充填采礦法、上層分層充填采礦法以及分采充填采礦法四種。固態鉀鹽的選礦工藝包括破碎、篩分、浮選、磨礦、脫水、包裝等幾個流程。
二、固態鉀鹽礦采選對環境的影響
固態鉀鹽的開采會在一定程度上導致生態破壞和環境污染情況的發生,根據選礦技術特點和鉀鹽井工開采的要求,固態鉀鹽的開采對于環境的影響包括對自然環境、生態環境以及社會環境的影響,固態鉀鹽對于環境的影響是多方面的,既有可恢復、短期的影響,也存在著負面的、長期的影響,在采礦期主要的影響為短期的負面影響,其影響的時間從施工開始維持到施工結束。運營期對于環境的影響表現出多面性、長期的影響,關閉期對于環境的影響表現在對礦山生態恢復以及地下水的影響。
三、固態鉀鹽礦采選對環境影響的對策分析
固態鉀鹽在開采的過程中會帶來生態的破壞以及環境的污染,嚴重的影響著礦區的可持續發展,因此,在開采的過程中必須要重視生態環境的變化,保證資源的開發可以與生態環境的保護實現可持續發展,避免生態環境的破壞和礦區環境的污染。固態鉀鹽礦的采選對于礦區生態環境的影響是多方面的,因此,必須要采取適當的方式恢復礦區的生態環境。礦區生態環境的治理方式包括粉塵治理、廢水的綜合治理、尾礦庫的防滲、地下水的治理和生態恢復等工作,這可以從以下幾個方面加強:
1.加強粉塵治理工作
在鉀鹽開采的過程中,會由于礦石的破碎以及篩分出現較多的粉塵,這種粉塵不僅會結塊,也含有較多的雜質,對于礦區粉塵的治理常常會使用袋式除塵器的方式進行除塵,但是這種方法會導致粉塵的濕度增大,除塵效率并不高,對于一些潮解性和吸水性的粉塵甚至會出現糊袋的情況,此外,在粉塵的濕度增加之后,其粘著力以及凝聚力也會增加,帶電性和流動性也減小,就會導致粉塵附著在濾袋表面,使粉塵出現結塊的情況,失去清灰的效果。因此,應該選擇聚酯、聚丙烯、尼龍以及玻璃纖維等易清灰、表面滑爽的材料,并對這些材料使用碳氟樹脂和硅油進行浸漬處理,或者在濾料的表面使用聚四氟乙烯、丙烯酸等做好涂布處理工作,保證除塵的效果。
2.加強礦井水的綜合利用工作
在鉀鹽開采的過程中,會出現大量的礦井水,因此,可以將這些礦井水進行有效的利用,具體的利用方法包括生產補水、消防灑水、降塵灑水以及綠化等等。具體的利用方式需要根據實際情況來進行選擇。
2.1 生產補水
在鉀鹽的開采過程中,用水的需求量較大,且這些開采用水對水質的要求并不高,因此,可以將礦井水進行加工,使用沉淀、混凝等工藝,調節礦井水的PH值,并使用相關的藥劑,以便滿足生產的水質要求。
2.2 消防灑水、降塵灑水以及綠化用水
在鉀鹽的開采工作中,開采的環境潮濕、容易滋生細菌,因此,對于回水的水質,需要進行嚴格的處理,可以使用沉淀、混凝等工藝,再進行消毒和過濾處理,保證水質可以滿足施工的需求。
3.做好尾礦庫的防滲工作
鉀鹽的化學成分以氯化鈉和氯化鉀為主,為了做好尾礦庫的防滲工作,需要按照《危險廢物鑒別標準》對尾礦做好浸出的毒性試驗,看尾礦浸出液是否滿足標準規定要求,此外,鉀鹽礦在長期的浸出過程中容易發生堿化,這就會導致浸出物的PH值升高,因此,需要根據工業固體廢物的處理要求設置好尾礦庫,并做好尾礦庫的防滲工作,鋪設好防滲材料,一般情況下,防滲材料從上到下應該選擇粘土層、土工布、粘土層的鋪設方式。對于缺乏粘土的地區,可以使用全人工的防滲材料進行鋪設,保證好尾礦庫的防滲工作。
4.做好礦區地下水的防治工作
固態鉀鹽的礦體屬于弱含水層或者不含水層,因此,在開采的過程中巷道中地下水的涌水量也較小,地下水的防治工作也相對簡單,在井巷的施工過程中,應該對井巷的位置進行科學的勘察,避開斷層,避免對隔水層的擾動,對于穿越含水層的井筒,應該做好保護措施,防治地下水的滲入。在資源允許的條件下,回采工作面以及開拓的巷道應該盡可能的設置與鉀鹽的礦層中,底板和頂板要避免對隔水層發生破壞,如有必要,可以將部分礦體預留,以便減緩地下水對底層的影響,防止變形、斷裂以及垮落情況的出現。
四、結語
對于鉀鹽采礦區生態系統的恢復應該循序漸進的進行,首先要明確礦區生態環境的實際破壞情況,了解礦區內部土壤的組成、水分、氣候、溫度、土壤侵蝕強度的特點,并對土地資源進行立體的分析,確定好生態恢復的方向,在開展生態恢復工作的過程中,應該按照斑塊逐一的進行,具體的恢復措施包括生物措施和工程措施,具體措施的采用要與礦區的實際情況緊密的結合,以便保證礦區生態系統恢復的效果。
參考文獻
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關鍵詞:采礦工程;畢業設計;教學改革
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2013)02-0050-02
畢業設計是采礦工程專業最后一個本科實踐教學環節,旨在鞏固學生本科階段的所學知識,對井巷工程、采礦學、工程制圖、通風與安全工程學、礦山機械、礦山經濟學等知識進行綜合應用,對礦井設計形成一個系統工程,培養學生的運算、邏輯推理、工程制圖、科技論文撰寫與科研創新能力,為采礦工程本科就業提供可靠保障,并為煤礦企業輸送合格專業技術人員奠定堅實基礎[1]。然而,隨著煤炭不斷高強度開采,越來越多的生產礦井正在步入“深部開采”行列,對于采礦新技術的要求越來越高,科學的設計方法與技術的發展迫在眉睫,所以,作為教學的最后一個環節――畢業設計的發展,對于采礦工程專業的發展尤為重要。傳統的畢業設計是對實際生產礦井的地質資料進行修改后,根據設計大綱的要求進行新建礦井設計,共需完成《井田開拓方式平面圖》、《井田開拓方式剖面圖》、《采區平面圖》、《采區剖面圖》與《工作面布置圖》,共5張二維平面設計圖紙,設計工作量較大,且傳統設計存在諸多不足,難以實現采礦工程專業的發展需求。這種傳統設計理念已經無法滿足“安全高效”現代化礦井的建設需求。因此,對現有的畢業設計形式、設計內容與成績評定方法進行分析研究,提出有針對性的畢業設計改革方案,對于采礦工程專業本科教學環節,培養學生的分析與創新能力,拓展學生的知識結構,提高學生的競爭能力,具有重要的現實意義[2]。
一、畢業設計中存在的問題
(一)圖形結構形式單一
采礦工程專業畢業設計的主要任務是完成礦井的初步設計,包括設計說明書、配套圖紙等內容;其中主要包括礦井的生產能力及服務年限的確定、井田開拓、井底車場的設計、采區巷道布置及回采工藝、礦井通風與安全等;井田開拓方式平面圖、井田開拓方式剖面圖、采區平面圖、采區剖面圖與工作面布置圖,共5張二維平面設計圖紙,圖形結構形式單一,二維圖形能夠充分表現出巷道的長度與斷面尺寸,而在刻畫巷道間的系統關系時,只能通過標注在巷道上的標高來完成,缺乏直觀性,學生往往對二維圖形“不感冒”,設計的興趣不大。
(二)設計成果應用效果不好
采礦工程專業畢業設計最終提交設計說明書以及相關配套圖紙,成果提交后對設計進行審核與答辯并歸檔。畢業設計成果中的一小部分會應用在本科教學中,例如,在采礦CAD繪圖、采礦學、井巷工程與通風與安全工程學等課程的本科教學環節中,所應用的內容多為一些二維平面圖形,在應用這些圖形進行教學時,需要對其進行人為的“三維”化處理,費時費力,教師也很少對這些圖形進行更新,由于學生的本體差異,對圖形的領會程度不一,總之,畢業設計成果應用受到很大程度的制約[3]。
(三)設計呆板,缺少合作創新意識
學生每個人獨立完成一份設計,相互間沒有合作的關系存在,這就導致學生設計機械化,比較呆板,設計內容層次較低,總體完成質量不高,沒有從真正意義上使每名學生都能夠從畢業設計中得到真正的實踐學習和團隊合作意識。
(四)畢業設計成績綜合評價能力不足
傳統畢業設計成績評定方法,主要由指導教師審核評閱后,給出評閱成績,然后進行答辯。畢業設計成績由以下幾部分組成:學生的工作態度、專業知識、基本技能和獨立思考與工作能力綜合成績;畢業設計圖紙與說明書完成質量綜合成績;畢業答辯成績綜合成績;專題論文的質量及應用程度綜合成績。最終形成五級分制,即優、良、中、及格、不及格。由于畢業設計人數較多,指導教師偏少等諸多問題的影響,采用該方法對學生畢業設計進行綜合評定時,設計指導組間教師知識的互補性難以得到實現,由于答辯采用分組方式進行,答辯中難以實現統一評定標準。
二、本科畢業設計教學改革探討
(一)加強引導,激發學生對采礦工程專業的主觀能動性
在大一入學時開設專業導論課程,在專業導論課程教學中主要以認識礦山、認識采礦專業、了解現代化礦井、了解大型設備、了解煤炭企業文化,引入二維圖形與三維圖形進行專業興趣培養,以二維圖形的“復雜性”調動學生的學習熱情,以三維圖形刻畫實際生產礦井巷道關系的“直觀性”加強對學生的興趣培養。
(二)對設計內容進行調整,培養團隊合作意識
在開展畢業設計前期,可針對學生的簽約單位進行設計題目分配。以往的畢業設計是根據實際生產礦井的地質資料進行修改與模擬,以完成新建礦井的初步設計。然而,學生畢業后大多以“采區設計”為主,很難涉及新建礦井設計,對于采區設計的諸多細節,由于時間原因很難全面涉及。因此,可以對設計內容進行調整,對相同或相近地質資料進行同組分配,
(三)加強中間環節的培養,強化答辯管理
在畢業設計分階段指導過程中,結合二維平面圖形與三維立體圖形進行綜合對比分析與講解,學生理解透徹,教師在指導過程中省時省力,且對學生整體把握設計具有較好的應用效果。學生可以做到“面向對象”設計,而不是以往的“程序化”設計[4]。
以往畢業設計成績評定,主要包括設計內容、設計圖紙評定(二維平面)、設計說明書、出勤和設計態度評定等內容,該種評定方法往往存在以下問題:學生設計內容相似度較高;對于巷道的層位關系把握不準,導致工程繪圖不科學,且欠美觀;由于學生專業知識掌握不同,教師在指導設計過程中重復工作量較大;由于學生的本體差異,對于問題的理解存在誤差,導致原則性的問題過多。
畢業答辯時,結合二維圖形與三維圖形進行答辯,能夠做到既有針對性,又有實效性。讓學生以講座的形式,把整個設計的設計思路、設計成果體現出來,完成畢業答辯的同時,又給學生留下最難忘的一次課。設計成績評定體系中引入三維圖形的評定,做到有約束的同時,又能充分調動學生的積極性。
(四)建立“三維圖形庫”,充分應用畢業設計成果
由于畢業設計內容的“穩定”,工程圖紙未能較好地應用到教學中,無法對資源進行共享。在《煤礦地質學》中要求學生掌握“礦圖”知識,例如,如何繪制剖面,如何確定立井工業場地壓煤、斷層對于采礦的影響,煤層賦存條件的改變對于采煤方法的影響等,無非是學生對于二維平面到三維空間的構建過程;又如,對于礦井通風,在二維平面中很難構建整個礦井的通風系統。
畢業設計改革的“三維圖形”可以積累成圖形庫,形成教學共享資源,使學生的畢業設計成果轉化成應用模型,對于采礦工程專業思想的培養,專業術語、煤礦安全規程和煤炭工業礦井設計規范的理解,對于培養一名合格的采礦工程技術人員都具有重要意義。
(五)建立成績綜合評價模型
針對傳統成績評定方法的諸多不足,建立成績綜合評價模型。評價指標由工作態度與出勤、專業理論知識運用能力、方案論證與比較能力、說明書排版情況、相關規范與規程應用能力、文獻檢索能力、圖紙規范性、圖紙綜合完成情況、手繪圖完成情況、答辯自述情況和回答問題綜合情況組成,構成綜合評價指標B={B1,B2,…,B11};在論文答辯前,由指導教師與答辯組統一制定各指標權重W={W1,W2,…,W11}, 在答辯過程中,由答辯組根據學生的綜合情況給出相應指標分值,該分值與指導教師給定的相應指標分值共同構成綜合評價指標矩陣:
并與指標權重W={W1,W2,…,W11}進行矩陣運算,例如有n名教師參與給一名學生打分,則有:
最后,根據矩陣運算結果得出該生畢業設計成績P=(P1+P2+…+Pn)/n。
綜上所述,通過原有畢業設計中加入三維圖形制作元素,能夠直接、有效地描述設計中存在的問題,幫助學生加強對設計中一些細節的理解,串聯各系統的同時,能夠綜合考慮實際,也能對其他同學、甚至下年級學生起到積極的輻射作用。通過畢業設計三維圖形的積累,能夠建立采礦三維圖形庫。對于畢業設計內容進行改革,能夠培養學生的團隊合作意識,豐富設計內容的同時,設計更有針對性與實效性。對學生進行針對性分組,以小組協同作戰形式,學習內容適當拓展到教學課程之外,即加強針對性的理論強化學習和制圖方法學習,協同作戰以形成資源共享,有效地提高學習效率和學習效果。建立成績綜合評價模型,能夠更加客觀地對學生設計成果進行綜合評定,便于通過成績分析進一步調整授課方案與布置設計任務,可以針對煤礦企業需求及時調整成績評價指標體系與指標權重,可操作性較強。對畢業設計成果加強管理,特別是建立“三維圖形庫”,能夠充分利用畢業設計成果,對于專業基礎課與專業課教學具有重大的現實意義。
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關鍵詞:充填技術;設計方案;采礦作業
一、充填技術選用的設計原則
在設計礦區開采方式的過程中,對充填技術的選擇非常重要,通常需要遵守以下幾個原則:(1)必須遵循保護環境原則;(2)保證生產安全原則;(3)遵循減少成本原則;(4)保障開采量原則;(5)要做到簡化工藝原則;(6)要保障系統健康穩定運行原則。
二、充填技術的設計和應用
根據在填充時使用的不同材料,可以將填充的方法分為以下幾類:(1)膠結充填法;(2)水砂充填法;(3)干式充填法。在填充技術的發展過程中,最先的干式充填法應用最為廣泛,后來逐漸的演變到了不含膠結劑的水砂充填法,再在水砂充填法的基礎上,進一步的延伸成了膠結充填法,到今天,充填物的濃度還在不斷的提升,已經有一些高濃度的膏體充填,在未來科學技術不斷的推動下,充填技術還會不斷的發展的更新。
(1)干式充填法。綜上所述,干式充填法是采礦業中使用最早的充填技術,其工作原理大致是利用充填機械將相關的充填材料運輸到充填采空區隨著二十一世紀科學技術的不斷進步,現代工業的發展需要,干式充填法已經不能滿足社會發展的需求,其施工工藝等已經不符合現代經濟觀念,比如:充填周期長、投入大、作業效率不高、在采礦進行時不能正常回采等。所以,干式充填法在今天已經被逐漸淘汰,使用得越來越少了,但是,由于其能適應一些地質情況較為復雜的礦區,因此,還具有一定的使用價值。在選擇干式充填法技術時,必須注意下面的問題。①為了保障作業效率,就必須保證充填工作持續進行,因此,在采場必須準備好足夠的充填物料,以及安排好相關的儲存位置,同時對充填材料自身也有一些要求,也就是說硫、反射性物質的含量不能超標。與此同時,還必須讓材料場具有良好的通風,這樣才能避免因為物質中的硫或者反射性物質釋放,而對人體造成傷害。②在選擇充填材料時,必須保證材料的安全問題,在選擇位置時,必須要具備穩定和安全等條件。還可以在井口加上格棚來保證所使用的充填料粒徑合格,并且較為統一。③在進行充填的過程中,最優的方式是選擇分層充填,每一層之間可以根據具體情況鋪墊一層填充物來提升充填料的穩定性。
(2)水砂充填法。該充填法是利用砂漿泵或者砂漿的自流作用將礦渣、尾砂、碎石等固液混合物輸送到井下,作為充填料來進行采空區的充填。水砂充填法在應用的過程中,經過了長時間的發展和多次的優化,在機械設備和工藝技術等方面都有了長足進步,但是,因為在實際的使用過程中,對作業環境以及礦體本身具有很高的要求,而且工藝非常復雜,施工質量也難以得到保證和控制,此外,施工的后續工作也難以正常開展,因此,其發展受到了一定程度的限制,由此可以說明,膠結法的應用是必然的。但是,通常情況下,黃金礦山、有色礦山等自身就比較穩定,依然選擇水砂充填法作為采空區充填的主要方法。需要強調的是,在選擇使用水砂充填法時,必須充分的考慮地表帶來的沉陷性以及礦體本身具有的穩定性。
(3)膠結充填法。該充填法是指以河砂、碎石、集料等為骨料,與水泥或者相關類似膠結材料拌合形成膏體,并通過重力自流或者管道自流至采空區進行充填的方式。伴隨著近些年科學技術不斷進步,材料科學的快速發展,膠結材料的種類在不斷的增多,膠結劑的種類也在增加,其組合方式越發復雜,也就致使充填膏體的組合成分呈現多樣化,再加上現代漿體泵送工藝的大量應用,有效的促進了膠結充填法的快速發展,讓其具有良好的市場競爭力,成為了未來重要充填技術的趨勢。膠結充填法具有諸多的有點:比如:充填速度快、充填料強度過硬、充填工藝簡單等,基于這些優勢,讓其發展十分迅速。根據膠結充填料的不同,還可以對充填法進行分類,可以分為塊石膠結充填、膏體泵送充填、尾砂膠結充填等。
三、充填技術的優點和缺點
(1)充填技術的優勢。通過上面對三種充填技術的介紹,可以大致總結出以下優勢,①有效的改善采礦井下作業的采礦環境,在此基礎上,還可以結合地表的具體情況,選擇合適的充填方式,保證地表塌陷帶來的危害性,②充填技術的廣泛應用,降低了采礦區火災的發生率,③降低了礦石的損失率和貧化率,④充填技術具有很強的靈活性,一方面能準確的控制工程量,另一方面也能有選擇性的進行開采,同時還能有效的保護巖圈。
(2)充填技術的缺點。不管技術多么的完美無缺,都會存在或多或少的不足,就充填技術的不足而言,其缺點主要表現在資金和技術兩個方面,其中,一些具體的操作工藝十分復雜,如果不能有效的解決這些操作工藝,那么會在一定程度上影響生產效率,此外,充填料的加工、開采、運輸等需要的資金量非常大,無形中增加了投入成本。
四、充填技術的應用條件
要想運用充填技術,是必須具備一些相關條件才能運行的,也就是說,要對效益和成本進行權衡,在充分的考慮了各種因素之后才決定是否采用該技術,通常需要考慮一下幾方面的問題。
(1)充填技術可以用于品位高的富礦,以爭取增加回踩率,同時降低貧化率。
(2)充填技術可以應用于地質條件較為復雜的地區,比如:地表不能出現較大的振動或者移動的區域,礦石本身具有自然危險的地段,礦體埋藏很深,同時地壓較大的地段等。
(3)適合在礦體本身有穩定性,但是周圍巖不穩定的礦區使用,不過,對于礦體本身不穩定的礦區,如果能采取一些包袱措施,也在有效的利用。
(4)此外,充填技術還適用于礦體厚度較小的礦區地段,在這種情況下,在沿著走向布置采場,同時又可以減少采場面積,進而提升了安全性。當然,如果也有針對性的采取一些保護措施的話,同樣能在厚度十分大的礦體進行開采的。
五、總結
綜上所述,上文詳細的介紹了在采礦區作業中,充填技術的分類、原理、技術等具體情況,進一步對其在實際的設計和應用過程中,所需要注意的問題進行了非常全面的歸納和說明,并且提出了相關的結論,伴隨著新世紀科學技術的不斷發展和進步,伴隨著機械技術的不斷完善和優化以及環境保護要求的提升,充填采礦法的大量運用已經成為未來采礦業進一步發展的趨勢,相信在社會經濟發展越來越重視能源的今天,相信充填技術會成為一種重要的采礦方式。
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一、采礦工程專業CAD制圖課程的教學內容
(一)課堂教學內容
古人云:“巧婦難為無米之炊”,“言之無物,行而不遠”,所以,要上好一門課,首先要組織好的教學內容。教材與教學內容是高校課程教學的質量保障 [6]。眾所周知,自八十年代2.17版本的AUTOCAD軟件引入中國,到目前已有數十個版本。現在Autodesk公司幾乎每年要推出一個新版本。國內與之相對應的教材也層出不窮,五花八門。有的教材專業特色明顯,比如:土木工程專業的CAD教材[7],機械專業的CAD教材[8],等等,但唯獨沒有與采礦專業相結合的、真正適合采礦專業的CAD教材。筆者從八十年代開始就一直使用CAD繪圖,而且借助AUTOCAD軟件進行了二次開發,對CAD教材內容和版本比較熟悉,在綜合比較后,選定AUTOCAD2004版軟件和相應的教材作為采礦專業CAD課程教學的基本內容。
先進的繪圖軟件和優秀的教材是上好這門課的前提,可以照本宣科?非也。因為好的教學內容是關鍵,為此必須精心組織教學內容,按照由淺入深、循序漸進的步驟重新梳理出以“線-點-面-圖形編輯-圖形管理”為順序的教學內容。第一堂課就讓學生動手繪制簡單的圖形,讓學生在學習中找到成就感。待學生對CAD制圖有了一定基礎后,再系統介紹一些軟件方面的應用知識,比如:利用area命令求面積等。
在繪制圖形案例教學中,沒有選用教材中的圖例,而是與采礦工程專業實際工程相結合,先讓學生繪制簡單、有用的實際工程圖紙,比如,讓學生自己選擇工程圖中的標準圖框A0到A4號作為案例進行繪制,圖框是由豎線和水平線構成,使學生掌握基本的繪圖命令,圖框繪制完成并保存待參加工作后利用(因為工程圖的標準圖框全國統一的);然后,再繪制完整的采礦專業工程圖紙,這樣可以使學生平時的課程繪圖練習做到連續性和完整性,也很有成就感。
(二)學生課堂練習內容
CAD課是一門操作性非常強的基礎課,學生在學習過程中不但要動腦,而且要動手操作。因此,在安排學生課堂練習方面,選擇了5套獨立的實際工程圖紙,由易到難讓學生練習。先是一套三居室的建筑房屋平面圖,只給定了建筑物的中心線輪廓及相關尺寸,讓學生繪制CAD房屋平面圖;然后,要求學生按照自己的喜好進行室內裝修,繪制一個房屋裝修平面布置圖,包括瓷磚、衛生間馬桶及家具等,這樣一方面讓學生練習基本功,同時又發揮了學生的自主創造性,也讓學生在練習中增加了對基本生活常識的了解,比如:門的寬度,床的大小與規格等,也可以防止學生相互抄襲。學生有了一定繪圖基礎后,再繪制與采礦專業有關的工程圖紙。筆者結合自己在國外的相關工程經歷選擇了一套全英文工程圖紙中的一個三心拱隧道斷面圖讓學生繪制。一方面公路隧道與井工采礦的巷道相類似,而且三心拱斷面在所有巷道(隧道)類設計中難度最大,另一方面還可以開闊學生眼界,增長見識。第三套圖紙是繪制一個煤礦的綜合地質柱狀圖。綜合地質柱狀圖是反映礦區地層結構和巖體屬性特征的重要成果圖件之一,是以文字描述為主的圖紙。通過訓練可以讓學生掌握CAD軟件文字輸入與編輯基本功。第四套圖是繪制《采礦工程設計手冊》[10]中的刀把式井底車場平面圖。井底車場是聯接井下大巷運輸和井筒提升的樞紐,它擔負著煤炭、矸石、物料、人員的轉運任務,在整個井下運輸系統中起著非常重要的作用[11]。第五套圖是繪制《采煤學》[12]課本中的一個采區布置示意圖,包括平面圖和剖面圖,讓學生自己設計與繪制,包括采區尺寸等需要學生去查找。一個礦山的采礦工程主要由地面(工業廣場)、井底車場和采區組成,所以,選擇這些部位的圖紙讓學生繪制,使學生不僅學習了CAD制圖,而且與采礦工程專業的知識緊密結合,達到了事半功倍的效果。
二、CAD課程的教學方法
教師的職責,自古有之,即師者,傳道、授業、解惑也。那么作為采礦專業的教師,如何上好CAD制圖課?“沒有愛就沒有教育”。作為一名CAD制圖課的教師,首先要熱愛教師職業,熱愛這門課程,這樣才有動力去鉆研CAD課程的教學內容,研究教學方法,認真組織教學。
(一)充分調動學生的積極性
重慶大學采礦工程專業CAD課安排在大學二年級上學期。由于大二的學生對所學專業仍不甚了解,部分學生感覺迷茫,總認為自己的專業不如別人,學一行厭一行,對專業課學習的積極性不高。所以,筆者上第一堂課時,沒有正面強調CAD課如何重要,而是采用發問的方式,詢問學生有哪些方式可以掙錢謀生?答案五花八門。筆者歸納學生的答案,即:說,做藝人說相聲、唱歌或節目主持等,可以掙錢謀生;寫,寫小說成作家可以掙錢謀生;畫,成為畫家或工程師畫圖紙、搞設計,可以掙錢謀生。當然,還有肩扛背馱也可以掙錢謀生。通過比對,讓學生明白學習的重要性。此外,筆者還下載了國內知名的與礦山有關的大型企業和設計院招聘廣告,把這些企業對采礦專業人員的職業要求展示給學生,讓學生知曉掌握CAD繪圖技能對于求職就業的重要性。
(二)邊教邊學邊操作
CAD課程是一門實用性和操作性非常強的基礎課程。雖然沒有深奧的理論和繁瑣的公式,但操作使用命令比較多,命令之間沒有連貫性。所以,筆者在教室選擇上,除了要求有多媒體之外,還要求每位學生要有一臺電腦。這樣,筆者在講臺上講述完一個操作命令,馬上要求學生在自己的電腦上進行操作,現場答疑。對學生的問題,教師要耐心指導,要求學生靈活掌握命令的使用與操作,切忌死記硬背。
(三)與實際工程相結合并延伸CAD的應用
在學生繪圖練習案例選擇方面,密切與采礦工程專業結合,并把CAD的使用在專業方面進行延伸,緊扣實際工程,讓學生體會到成就感。比如,計算礦量時,根據底板等高線計算礦體的面積,有的借助求積儀來求面積,學了CAD后,就可以直接用Area命令求面積,計算礦量;還有利用CAD直接繪制地質剖面圖,確定點的坐標,按照一定的坡度尋求最佳礦區道路路線,等等。
三、CAD課程考核方式
考試是檢查、考核學生對知識掌握情況的一種手段,課程考試在人才培養過程中起著“指揮棒”的作用,對高校人才培養模式的構建和培養目標的實現有著深遠的影響[13]。社會對創新型人才的要求絕不是一個純粹的知識蓄積者,而是一個知識的運用者[14]。所以,筆者在征得相關部門同意
后,取消了期末一卷定終身的閉卷考核模式,將考試納入到平時的案例練習中,要求學生在課程結束后,按照正規要求提交5套圖紙,最后根據5套圖紙的繪制質量以及課堂學習情況評定學生的最終成績。
四、結語
CAD課是一門實用性和操作性非常強的基礎型課程。用CAD制圖是工科專業大學生必備的基本技能。如何教好該課程,讓學生終生受益,探索建立一套“由淺入深、循序漸進、密切結合實際、體現專業特色”的教學方法值得CAD教學同行專家深入思考,不斷完善,找到更多有效的舉措,共同推動采礦工程專業CAD制圖課程教學上新臺階。參考文獻:
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關鍵詞:化學灌漿無公害環氧樹脂聚氨酯丙烯酸鹽酸性水玻璃化學灌漿泵
1我國化學灌漿技術發展成績
化學灌漿(ChemicalGrouting)是將一定的化學材料(無機或有機材料)配制成真溶液,用化學灌漿泵等壓送設備將其灌入地層或縫隙內,使其擴散、膠凝或固化,以增加地層強度、降低地層滲透性、防止地層變形和進行混凝土建筑物裂縫修補的一項地基處理和混凝土修補技術.即化學灌漿是化學與工程相結合,應用化學科學和化學漿材解決地基和混凝土缺陷處理(加固補強、防滲堵漏),保證工程的順利進行或借以提高工程質量的一項工程技術.隨著化學灌漿技術的發展和進步,現己成為現代工程中頗具特色且不可或缺的一項先進技術
國外化學灌漿最初是適應于地基處理和采礦業發展的需求而發展起來的,其可*性得到公認并被廣泛采用至今己有80年以上的歷史.我國的化學灌漿技術應用與研究起步較晚,但發展較快并有自已的獨創.如果以1953年在佳木斯等地采用堿性水玻璃進行化學灌漿算起,也才只有50年的歷史五十年來,我國在化學灌漿技術這個小領域取得了成績[3],主要表現在以下方面:
(1)化學灌漿從無到有,從小到大發展起來,已成為我國現代工程技術不可或缺的一個組成部分
(2)國外有的常用化學灌漿漿材品種,我國基本上都已開發出來(如環氧[1]、甲凝、丙凝、丙烯酸鹽、酸性和堿性水玻璃、水溶性、非水溶性和彈性聚氨酯、脲醛樹脂、鉻木素等)
(3)化學灌漿漿材品種開發中還有一些獨創.如甲凝、彈性聚氨酯,甲氰凝和環氧—聚氨酯,丙烯酸酯—聚氨酯等互穿網絡灌漿材料
(4)化學灌漿設備的研制開發已基本能適應和滿足國內化灌工程的要求[8].如化學灌漿泵、灌漿阻塞器、密閉配輸漿裝置和各種封縫材料等.
(5)化學灌漿技術已在國內水電(大壩、堤防、水庫、電站)、建筑(地上、地下、人防)、交通(公路、鐵路、隧道、橋梁、港口、機場)和采礦等四大部門得到推廣應用
(6)化學灌漿技術應用已解決了許多工程難題,取得良好的效益.以水利為例,如三峽[4]、葛洲壩、龍羊峽、丹江口、陳村、鳳灘、萬安等水利樞紐都是采用化學灌漿技術解決一些工程技術難題的典型例子
(7)化學灌漿已從工程完建后的應用,發展到工程興建前設計中就采用.如三峽化灌帷幕預計15000米,化灌加固地基預計3000米
(8)化學灌漿技術在一些方面已具國際先進水平,如青海龍羊峽大壩采用中化798環氧漿材處理G4偉晶巖劈裂帶和三峽大壩采用CW環氧漿材處理F1096軟弱夾層及斷層破碎帶的水泥—化學復合灌漿技術均堪稱國際上處理低滲透性軟弱巖土地層的先進技術
(9)化學灌漿理論上也有一些突破和創新[6][7].如漿液擴散半徑的計算理論、漿液濕面粘接理論、減低漿液毒性的拮抗理論、漿液吸滲理論等
(10)化學灌漿技術出版物取得豐收.自上世紀八十年代以來己出版專著十余部.包括水利學報、水利水電技術、巖土工程學報、巖石力學與工程學報、
長江科學院院報在內的全國132家科技期刊都選登化學灌漿的研究論文.近5年選登的論文就有200余篇
以上十個方面成績,足以說明我國化學灌漿技術的進步和發展水平.此外,全國研究化學灌漿技術的工程科技人員已成立了中國水利學會化學灌漿分會,現掛*在長江科學院.追溯到1968年,學會己舉行過16次學術交流活動,出版了7部論文集,這些學術活動對推動我國化學灌漿材料的研發和化學灌漿技術的發展起了很好的作用