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金属矿山论文

摘要:在金属矿山企业工程审计的实践中,由于涉及投资的金额往往过于巨大、较长的建设周期,所以常常导致审计工作的任务艰难。但审计工作在企业发展建设中,又占据着重要的地位,关系到资源配置的有效利用,所以,选择合适的审计方法就显得尤为重要。在金属矿山企业中,常常用到的审计方法有审计法、分组计算审计法、重点抽查审计法以及分析对比审计法等。
金属矿山论文

金属矿山论文:金属矿山地质灾害论文

一、金属矿山主要地质灾害

1、地表沉降、塌陷金属矿山的过度

开采会造成地面下沉和塌陷,其中代表性的矿场有凡口铅锌矿、山东莱州马塘金矿、兰坪县金顶镇南场铅锌矿。金属开采造成很多空区,这些空区会使矿山开采环境恶劣化,相邻作业区通道维护困难,如果空区突然坍塌,形成气浪,破坏开采设备,造成人员伤亡;虽然有的矿区再开采之后及时进行填充,但是地表还是会出现严重裂缝和岩层错动,开采深度越深这些痕迹会越来越明显,给居住在这附近的人的生活造成威胁。

2、地下水灾害

我国金属矿开采的深度逐渐增加,出现突水淹井、海水入侵、地下水水位下降、产生井下泥石流、引起地面塌陷等地下水灾害,因此企业管理者应该有较完善开采设施,员工在开采过程中对地下水及时进行疏干排水,甚至是进行深降强排。近些年,矿井突水事故频频出现,对地下水进行深降强排会形成水头差,会破坏一些防范较弱的地区,严重的会造成人员伤亡;还有可能在岩溶地区出现坍塌事故,破坏地面的建筑物和农田耕作和灌溉,甚至是影响作物生长,有的矿区甚至形成土地石化和沙化,生态环境遭到破坏,因采矿造成缺水的地区也在不断地增加。

3、深井岩爆

我国采矿工业越来越强,部分上世纪兴起的矿井在现在增加了开采深度,新兴的矿区开采深度也在不断加深,由于矿区开采深度加深,地表层的压力随之也在增大,引起的岩爆逐渐增多。如红透山铜矿目前开采已进入900至1100m的深度,在1999年发生的一次中等程度的岩爆,使100m长的斜坡道一次性崩塌报废和部分采场停产。近些年,矿山开采深度逐渐增大,岩爆危害逐渐凸现出来,以成为深井采矿的技术难题。

二、国内外矿山工程地质灾害研究的发展现状

在上世纪60年代之前,国外金属矿山地质灾害的研究主要局限于其破坏机理和预测方式,重点分析地质灾害形成原因和活动过程。而在二十世纪60年代中期,南非的库克和苏联的霍多几乎同时提出了冲击地压和突出的能量理论,这些理论在当下的研究中还具有借鉴价值,在这之后还有许多学者对金属矿山地质灾害进行研究,尤其是美国著名运筹学家T-J-Satty在二十世纪70年代初期提出的层次分析法,这个在该领域得到广泛应用。而在我国,矿业发展取得巨大进步的同时,给社会生态环境带来巨大危害,学者们对金属矿地质灾害的研究还局限在研究它的影响因素,局限性很大,人们缺乏环保意识,相关企业的开采技术和设备比较落后,甚至有的企业过度追求利益,再开采过程中不采取任何防护措施,对环境破坏很严重。

三、国内外技术现状及发展趋势

1、深井岩爆发生机理与防治技术

随着我国人口数量逐渐增多,对金属矿产品的需求逐渐增多,许多矿床开始进入中、深部开采,国内学者对深部矿床岩爆的相关信息进行研究,但是工业实验研究还是空白的。在岩爆发生机理研究方面,国内外着重对岩石的岩爆特性和产生岩爆的应力条件进行了较多的研究,并取得了一系列成果。在岩爆防治工程应用方面,主要对采矿引起的应力集中和能量聚积原因,以及如何防止应力在局部高度集中和阻止岩爆发生,开展了初步的探索和实践。但是对岩爆的发生机理或能量聚集形成规律还没有掌握。

2、地表沉降、塌陷防治技术

金属矿山采矿引起的地表沉降塌陷主要是由于采空区塌陷造成的。国内对这方面的研究少之又少,但开展过一些地表的观测活动,取得一定的成果。我国对地表沉降、坍塌的处理办法还是采用原始的填充法或压力灌浆技术,因此在未来研究中,如何有效快速地实现尾砂充填的水、砂分离,提高充填效率、效果,防止井下水的污染,使全尾砂充填采空区的方法取得成功并在实践中得以推广应用,仍需进行艰苦的试验研究工作。对于采矿引起的地表沉降和塌陷的治理,当前广泛应用方法是通过对采空区充填及塌陷区压力注浆。采空区充填在工艺角度看是比较科学的方式,一般有随采随充(充填采矿法)和集中充填(事后充填)两种方法;塌陷区进行压力注浆是在沉降或塌陷发生后对岩移或塌陷产生的孔洞、裂缝进行压力注浆充填,以防止沉降或塌陷的进一步发展。

3、地下水灾害防治技术

目前,我国对地下水灾害研究主要在地下水运动规律和突水机理等,利用挖掘机在防护薄弱的地区修帷幕,是当下的堵水技术,在国外还没有企业运用这种堵水技术。为充分利用增加隔水层的厚度,减少排水量,国外正在对隔水层的隔水机理、突水量与构造裂隙的关系、高水压作业下的突水机理以及隔水层稳定性与临界水力阻力的综合作用等进行研究。

四、结束语

我国开采矿资源已经有几十年的历史了,我国国土上浅部的、易开采的矿山逐渐减少,而较深地区的矿床因为地势复杂,不易开采,但是目前的局势迫使我们不得不将开采方向转入这些矿床,引起的地质危害也来越严重,事故也频频出现。因此,学者们应该加强对开采矿区引起的地质灾害进行研究,主要还是金属矿山地质灾害发生机理和防治方法的研究。建议国家有关部门组织科研机构在典型矿山进行联合技术攻关,以尽快取得关键性的突破,满足我国金属矿产资源开采的需要。

作者:王晓阳单位:河北钢铁集团迁安红山铁矿有限公司

金属矿山论文:金属矿山工程审计论文

我国是一个拥有丰富矿产储藏量的资源大国。随着经济的不断发展进步,金属矿工企业也在随之不断提升自我的综合竞争力。经过多年的实践经验,金属矿山企业逐渐形成了适宜自己发展的工程审计机制,配备了相关的专业审计人员。机制的完善,这些举措不仅提高了企业本身的资源配置的利用有效率,也通过审计工作的开展为企业节省了大量的资金。

一、较为完善的程序

在金属矿山企业的工程审计工作开展中,根据实际的需要,一般采取两级审核制。在初审时,审核的重点在于整体项目的计划控制、工程整体工作以及相关单价等,包括要派专人在矿山现场核查工程进度是否符合要求,工程进度表的安排是否符合规划要求,核实现场进度和进度表的差异,及时做好工作情况分析。还要保障工程资料存档完整,监督现场的资料外观的完整性和功能性是否符合要求,以及安全文明施工情况符不符合规章制度,有没有与工程合同相违背的地方,是否有未签订合同就进场施工的情况。该审核工作主要由项目主管单位承担。而在第二审,即终审中,则是交由综合审计部来处理完成,同时其也承担着复审的责任。

二、工程审计奖罚制度的建立

一个行之有效的奖罚制度无疑能提高企业的整体效率,对于企业员工积极性的刺激作用也是很明显的。为了更好的实施工程审计工作,金属矿山企业常常建立起一套与之相适应的奖罚制度。其中,奖罚制度采取透明的公示方式,配备专门的领导小组,考核审计人员的业绩。结合实际情况,形成了可实际操作的约束规范制度。

三、工程审计的依据

在金属矿山企业中,工程审计工作的开展要有一定的依据,简单来说可以分为以下几大类:及时,审计计划依据。依照自身金属矿山企业的工作计划,指定相应的年度审计计划;第二,审计管理流程的依据,即可行性研究报告材料,设计计划及其后期变更。第三,权责依据。根据企业自身的管理制度,明确权责。第四,业务规范、技术经济标准。如工程中的人员配备定额、设备利用定额等,除此之外,还有国家相应的企业标准、管理条例等。第五,相关的法律法规政策。根据国家的相应政策及法律规范,如税率、税种、相关的能源政策等,可以作为其工程审计工作中的计价依据。

四、工程审计工作中运用的方法

在金属矿山企业工程审计的实践中,由于涉及投资的金额往往过于巨大、较长的建设周期,所以常常导致审计工作的任务艰难。但审计工作在企业发展建设中,又占据着重要的地位,关系到资源配置的有效利用,所以,选择合适的审计方法就显得尤为重要。在金属矿山企业中,常常用到的审计方法有审计法、分组计算审计法、重点抽查审计法以及分析对比审计法等。

1.审计法。审计法是指依据国家标准和相关行业的定价,在进行工程审计工作时,依据一定的编制顺序,对项目的全部内容,对照图纸和项目计划做逐一细致的审查。这种审计方法的特点是细致,差错少、质量高。工程审计人员需查阅现场保存的不宜前期报送或不能在前期报送的工程管理资料,通过现场资料了解工程管理情况及信息、资料管理情况,并对发现的问题现场沟通或核实,并进行记录。但由于审查常常伴随着工作量巨大的问题,那么耗时长的弊端就是不可避免的了。这种审查的方法是用与信誉度较低的金属矿山企业,率高、质量高有利于提高企业的整体竞争力。

2.分组计算审计法。分组计算审计法是指在审计工作中,为加快审计工作速度,将工作分割为组,并将相邻且有一定内在联系的项目分为一组,此时,只要计算小组中某个分项的工程量,运用其之间的内在联系,就可以估算出其他分项的工程量。

3.重点抽查审计法。这种方法结合了审计法率搞的特点,同时又具备了分组计算耗时短的优点。其在实际操作中,是以整个工程项目中的价值较高的分项工程量作为审计的重点,抽出部分定额子目来进行具体审查,然和联系为审查的项目,计算出整体项目的定价。相较于审计的方法,具有工作量小,节省时间的特点,但由于其只是抽查部分项目进行审查,就不可避免的导致审计结果出现偏差,率低。在金属矿山企业的实践中,由于项目金额往往涉及巨大,一般不采用该方法。

4.分析对比审查法。分析对比审查法是指针对一个拟审的工程,可以参照对比已审的工程或者已完工的类似工程,来比照其预算。这种方法在实践中,尤其要注意各项目之间的类似性,这样才有真正的参考价值。在比照出现差异时,要根据项目特点,分析差异较大出现的原因。这种审计方法最为快速便捷,但也有其率较低的弊端。

五、结语

随着经济的不断发展,金属矿山企业也要不断提升自身的综合竞争力,而工程审计的建设在金属矿山企业中的作用就愈加凸显。加强金属矿山企业的工程审计,充分发挥投资资金的效益,保护资金使用安全,节约企业资金,保护工程项目的高质量建成。不仅可以为企业创造现实的巨大经济效益,对于一个企业的长久有序健康的发展,也有着不可估量的重要意义。

金属矿山论文:金属矿山酸性废水形成机理及治理现状分析

简介: 含硫金属矿山在开采过程中,由于空气、水、微生物的作用,生成酸性废水。这些酸性废水不但ph低、酸度大,而且含有大量的有毒、有害重金属。现在普遍采用的是石灰中和法治理,相比其它处理工艺——离子交换、吸附法、生物法、电化学处理技术,石灰中和法工艺简单、、处理成本低,而且由于石灰中和法长时间的应用,其处理技术逐渐的成熟、完善。本文对金属矿山酸性废水形成机理和治理技术进行了讨论、分析,对普遍采用的石灰中和法的各处理工艺进行了着重比较、分析。

关键字:矿山酸性废水 形成机理 石灰中和法 处理技术

金属矿山矿体酸性废水的产生主要是开采金属矿体矿石中含有硫化矿,硫化矿在自然界中分布广、数量多,它可以出现于几乎所有的地质矿体中,尤其是铜、铅、锌等金属矿床[1],这些硫化矿物在空气、水和微生物作用下,发生溶浸、氧化、水解等一系列物理化学反应,形成含大量重金属离子的黄棕色酸性废水,这些酸性水ph一般为2~4,成份复杂含有多种重金属, 每升水中离子含量从几十到几百毫克;同时废水产生量大,一些矿山每天酸水排放量为几千甚至几万m3,且水量、水质受开采情况,及不同季节雨水丰沛情况不同而变化波动较大,这些酸性重金属废水的存在对矿区周围生态环境构成了严重的破坏。针对矿山酸性废水特点的处理技术的研究已有很大发展,但各处理工艺各有特点

一、形成机理分析

金属矿山酸性废水的形成机理比较复杂,含硫化物的废石、尾矿在空气、水及微生物的作用下,发生风化、溶浸、氧化和水解等系列的物理化学及生化等反应,逐步形成含硫酸的酸性废水。其具体的形成机理由于废石的矿物类型、矿物结构构造、堆存方式、环境条件等影响因素较多,使形成过程变的十分复杂,很难定量研究说明[1]。一些研究资料[2]表明,黄铁矿(fes2)是通过如下反应过程被氧化的:

fes2 + 2o2 fes2(o2)2 (1)

fes2(o2)2 feso4 + s0 (2)

2s0 + 3o2 + 2h2o 2h2so4 (3)

上式表明元素硫是黄铁矿氧化过程中的中间产物。而另有研究则认为其氧化反应过程是通过下式进行的,即:

(1)在干燥环境下,硫化物与空气中的氧气起反应生成硫酸亚铁盐和二氧化硫,在此过程中氧化硫铁杆菌及其它氧化菌起到了催化作用,加快了氧化反应速度:

fes2 + 3o2 feso4 + so2 (4)

在潮湿的环境中,硫化物与空气中的氧气、空气土壤中的水分共同作用成硫酸亚铁盐和硫酸。

2fes2 + 7o2 + 2h2o 2feso4 + 2h2so4 (5)

反应(4)、(5)为初始反应,反应速度很慢。

据中科院1993年的调研资料[3]证明矿物中的硫元素在初始氧化过程以四价态为主,反应过程(5)可以表示为:

2fes2 + 5o2 + 2h2o 2feso3 + 2h2so3

2feso3 + o2 2feso4

2h2so3 + o2 2h2so4

(2) 硫酸亚铁盐在酸性条件下,在空气及废水中含氧的氧化作用下,生成硫

酸铁,在此过程中氧化铁铁杆菌及其它氧化菌起到了催化作用,大大加快了氧化反应过程:

4feso4 + 2h2so4 + o2 2fe2(so4)3 + 2h2o (6)

反应(6)是决定整个氧化过程反应速率的关键步骤。

(3) 硫酸铁盐同时还可以与fes2及其它金属硫化矿物发生氧化反应过程,形成重金属硫酸盐和硫酸,促进了矿物中其它重金属的溶解及酸性废水的形成。

7fe2(so4)3 + fes2 + 8h2o 15feso4 + 8h2so4 (7)

2fe2(so4)3 + ms + 2h2o + 3o2 2mso4 + 4feso4 + 2h2so4 (8)

(其中m表示各种重金属离子)

反应(7)、(8)反应速度最快,但是取决于反应(6),也即亚铁离子的氧化反应速率。

(4) 硫酸亚铁盐中的fe3+,同时会发生水解作用(具体水解程度与废水的ph大小有关),一部分会形成较难沉降的氢氧化铁胶体,一部分形成fe(oh)3沉淀,其反应方程式如下:

fe2(so4)3 + 6h2o 2fe(oh)3(胶体)+ 3h2so4 (9)

fe2(so4)3 + 6h2o 2fe(oh)3+ 3h2so4 (10)

二、金属矿山酸性废水治理现状

2.1 石灰/石灰石中和沉淀法[6]

中和沉淀法是处理矿山酸性废水最常用的方法,该方法主要是通过投加碱性中和剂,提高矿山酸性废水的ph,并使废水中的重金属离子形成溶度积较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀。常用的中和剂有生石灰(cao)、石灰乳(ca(oh)2)、石灰石(caco3)、白云石(caco3、mg co3)、电石渣(ca(oh)2)、mg(oh)2 等,此类方法可在一定ph值条件下去除多种重金属离子,具有工艺简单、、处理成本低等特点。工程上较为常用的中和沉淀法为石灰/石灰石中和沉淀法,根据其具体方法的不同,石灰/石灰石处理方法又具有不同的处理工艺、系统。

(1)水塘处理工艺

水塘处理系统(pond treatment)是矿山酸性废水与生石灰混合进入反应沉淀池,进行中和反应,中和泥渣沉降,上层澄清水外排。反应沉淀池一般是考虑两段设计,及时段主要用作反应沉降,水面较深,底泥要定期清理,第二段主要用作进一步沉降,增强出水水质(图 2-1为水塘处理工艺)。此处理工艺简单、工程投资及运行费用低,且能较好的适应水量、水质的变化。但由于处理系统没有考虑控制问题,在处理过程中可能要出现一些问题,例如处理过程中由于没有混合反应设备反应时间及混合不均匀导致一部分铁离子不能被充分氧化,但如果添加曝气系统,会对污泥对沉降性能产生影响。另外水塘一般地势低洼,处理出水及底泥到排放需要添加动力提升设备,将会加大能耗,增加处理运行成本。同时在处理过程中天气对处理出水水质有重要影响,水塘的塘面比较大,较大的风力会引起搅动,影响出水水质。水塘处理系统较大的不利条件是中和药剂石灰的利用率比较低,低于50%,为提高石灰的利用率可以考虑建立底泥回流系统,把一部分中和污泥用机械设备输送回处理系统,这样不但能提高石灰的利用率,而且提高污泥的浓度,从而可以降低处理运行成本。

(2)基坑连续/批处理系统

基坑连续/批处理系统(pit treatment )类似与水塘处理工艺,但在水塘处理工艺的基础上添加泵入、泵出设备,反应过程的混合作用增加了中和药剂石灰的效率。

批处理过程是矿山酸性废水在中和反应器中与配置的石灰乳液混合,发生中和反应,使重金属离子以形成相应的氢氧化物沉淀,在此过程中可以添加絮凝剂,一段处理出水自流进入基坑,在其中进行絮凝沉降,基坑上层清液通过浮动泵泵入二段中和反应器,通过添加硫酸调节ph值,使其达到出水限制要求,二段反应器最终出水达标排放。图 2-2为某基坑连续/批处理工艺系统图。

图 2-2 基坑连续/批处理系统

基坑连续/批处理系统运作的关键是保障浮动泵泵出的是基坑内表面澄清液。泵入泵出基坑的水量是变化的,基坑内的水面高度同时也是波动的,整个处理过程可以连续进行也可以进行批处理操作。虽然基坑连续/批处理工艺系统相比水塘处理工艺能较好的提高中和药剂石灰的利用率,但是同样面临着中和ph不易控制,中和污泥沉降效果不佳等问题。

(3)传统处理工艺

传统处理工艺(conventional treatment plant)矿山酸性废水进入石灰中和反应池,进行中和反应,通过控制反应池ph使废水中的重金属以氢氧化物沉淀的形式去除,处理出水经投加絮凝剂后进入澄清池,进行泥水分离,上层清夜达标外排,底泥从澄清池底部

江西德兴铜矿、永平铜矿及拟建中的铜陵化工集团新桥矿业公司的污水处理系统均采用传统处理工艺。此处理工艺简单,处理运行费用低,在德兴铜矿、永平铜矿废水治理过程中取得了较好的废水处理效果,处理出水均可达到相应的国家排放标准。

虽然与水塘处理工艺及基坑连续/批处理工艺相比具有较好的石灰利用效率,但是与hds底泥循环处理技术相比石灰的利用率还是较低。同时hds底泥循环处理技术污泥的固含量可以达到20%,而传统处理工艺污泥的固含量不到5%,同时hds处理技术在防止由于石膏的生成造成管道堵塞问题,而且hds污泥回流工艺与传统处理工艺相比仅增加了底泥回流系统对整个工程投资及运行费用来说仅占较小的比例。

(4)简易底泥回流工艺

简易底泥回流技术(simple sludge recycle ),这项处理技术没有被申请专利,其成果也没有被广泛,但是在一些地方也得到应用。主要是因为其增加了底泥回流系统,如图 2-4。

此种处理工艺与传统处理工艺相比有较多的优点:

1)缩小了反应器容积

2)提高了污泥的沉降性能

3)提高了石灰的利用率,降低药剂石灰的用量

4)增加底泥浓度

关键点是简易底泥回流工艺底泥浓度明显的高于水塘处理系统和传统处理系统,其污泥固含量可达到15%,低于hds处理技术的20%,但相对水塘处理工艺及传统处理工艺产生的污泥固含量的不足1%、5%来说是一个重大的提高。但从整个工艺流程来说,简易底泥回流技术省略了hds处理技术中的混合池,从处理设施基建投资及运行费用方面来说是简易底泥回流技术较hds处理技术具有低的基建投资及运行成本。

(5)hds处理技术

与简易底泥回流系统不同,hds处理方法(the high density sludge process),增加了石灰/污泥混合池,澄清池回流底泥与中和药剂石灰在混合池(lime/sludge mix tank)中混合,此过程可以促进中和药剂石灰颗粒在回流沉淀物上的凝结,从而增加沉淀颗粒粒径和污泥密度,同时通过石灰的添加调节混合池ph值。混合池混合反应物溢流进入快速反应池(rmt)与酸性废水发生中和反应,中和污泥溢流进入中和反应池,完成进一步的中和反应。通常反应过程中要鼓入空气进行曝气,氧化中和废水中的亚铁,提高出水水质。中和反应池溢流水进入絮凝池,通过加入絮凝剂使中和污泥形成絮体,提高在澄清池中的沉降性能。澄清池沉降污泥一部分外排进行处理处置,一部分进入底泥循环系统,进一步循环利用。图 2-5 为hds工艺处理系统。

图 2-5 hds处理工艺系统

hds处理技术在世界范围内的多数矿山都有广泛的应用,国内,江西德兴铜矿为解决传统处理工艺在实际应用过程中,出现的管道结、底泥含水率高等问题,通过国际招标,选择与加拿大pra公司合作,开展了利用hds技术处理矿山酸性废水的现场试验研究,已经取得了较好的效果,底泥浓度可控制在25%~30%,当so42-离子浓度大于25g/l时,整个试验工艺流程不存在结垢现象,生产实践中可有效的延长设备的使用周期[11]。

图 2-6显示了不同的hds处理工艺系统,称为the heath steele 处理技术,与hds处理系统不同,heath steele 处理系统没有快速混合池和絮凝池。hds处理系统的快速混合池主要是利于控制反应ph,随着污水处理控制系统的完善,快速混合池可以取消,试验表明快速混合池在hds处理系统中没有多大作用。同时中和反应池溢流中和污泥可以与絮凝剂在输送管道中混合发生絮凝,这样可以取消hds处理系统中絮凝池的,由此这种改进的hds处理技术在降低工程基建投资及废水处理运行费用方面更具有优势。

(6)分段中和处理技术

这个处理系统不同的添加量也不是必须的,排,底泥从澄清池底部泵入污泥塘。反应器设计分段中和处理技术(staged-neutralization (s-n) process )是在各段中和反应中通过控制不同反应器不同反应终点ph值使不同的重金属离子分段沉淀,便于回收利用。

江西永平铜矿2003年以前采用同样的处理工艺——分段中和沉淀法处理铜矿酸性废水,及时段中和反应槽反应ph控制在4.5左右,废水中的fe3+、部分的fe2+、cr6+形成氢氧化物沉淀,通过斜板沉淀池沉淀去除,澄清液进入第二段中和反应槽,反应终点ph值控制在7.5沉淀铜离子,生成氢氧化铜沉淀,送铜回收车间通过压滤、干燥、煅烧回收铜。由于随矿山开采时间的延长,酸性废水中铜离子浓度的含量逐年下降第二段沉淀池污泥中的品位达不到设计时的要求,通过污泥回收铜的运行成本高于其价值,因此永平铜矿放弃使用从污泥中回收铜的工艺,由两段中和工艺改为一次中和两次沉淀的处理方案[9]。

2.2 硫化沉淀法

硫化物沉淀法是利用硫化剂将废水中重金属离子转化为不溶或者难溶的硫化物沉淀的方法,金属硫化物沉淀是比其氢氧化物沉淀离子溶度积更小。常用的硫化剂有na2s、nahs、h2s、cas和fes等,该法的优点是硫化物的溶解度小、沉渣含水率低,不易因返溶而造成二次污染,同时产渣量相较石灰中和沉淀法少,而且当用中和沉淀法处理矿山酸性重金属废水不能达到相应的限制要求时可采用硫化沉淀法,同时可以与浮选法组合成沉淀浮选工艺,对废水中的重金属进行选择性沉淀回收。

硫化沉淀法在矿山酸性废水处理过程中一般工艺流程为及时段通过添加中和药剂控制ph值为4.0左右,主要去除矿山酸性废水中含有的三价铁,溢流出水添加硫化剂,使含有的其它重金属转化为金属硫化物沉淀,所得硫化渣通过浮选工艺进一步回收重金属,处理后水进一步用石灰处理进行中和处理使之达标排放。

德兴铜矿1985年设计废水三段处理工艺(一段投加石灰乳除铁,二段利用硫化沉淀法回收金属铜,三段中和),当时处理矿山酸性废水12370t/d,二段硫化沉淀法回收铜,铜的回收率可达到99%,铜渣含铜品位大于30%,自建立到1999年底,共处理酸性水1600万t,回收金属铜304t,处理水达标率达到87.5%,产生较好的经济效益和环境效益[13]。

硫化沉淀法在一些矿山酸性废水处理过程中已经得到应用,但在应用过程中出现了一些问题:

(1)硫化剂本身有毒,在矿山酸性废水处理过程中易形成有毒的h2s气体造成空气污染;

(2)相较其它处理药剂,硫化剂价格高,增加了污水处理运行成本,但其具体经济可行性要综合考虑重金属回收获得的收益;

(3)处理过程中不易控制药剂添加用量,过量不但增加污水处理成本而且也会造成污染。

但一些研究考虑利用资源丰富的硫铁矿(fe2s)制备硫化剂fes,可以避免硫化沉淀过程中产生h2s,排水可再处理,使硫化沉淀法得到改进。

2.3 氧化还原法

氧化还原法在矿山酸性废水处理过程中的应用主要是两个方面:一是酸性废水中二价铁的氧化,在矿山酸性废水中含有大量的二价铁,在中和、硫化沉淀法处理过程中不易处理,将二价铁氧化为三价铁(矿山酸性废水处理过程中一般采用曝气法)可以便于去除,控制ph在3.0左右即可去除大部分的铁离子,同时由于三价铁的共沉淀作用,可以去除部分的其它重金属;二是废水中重金属的置换、回收。在矿山酸性废水的处理过程中氧化还原法主要是铁屑置换工艺,利用铁的还原性还原废水中的重金属离子,形成海绵态的重金属。江西铜业股份公司永平铜矿和山东招远黄金冶炼厂都有相关工程应用,永平铜矿在采区废水形成汇流端处建起了数个小型氧化还原反应池,采用铁屑置换法,生产收集海绵铜,每年可获得近10万元的经济效益[9]。

2.4微生物处理技术[10]

中和沉淀法及硫化沉淀法的严重缺点是产生大量难以处置的固体废弃物,产生严重的二次污染,而废水水量大、重金属浓度低的矿山废水的处理具有较高处理成本。氧化还原工艺只能处理一部分重金属离子,单一处理并不能使废水处理达标排放。由于中和法、硫化沉淀法和氧化还原技术的缺陷和局限性,利用微生物技术处理金属矿山酸性废水处理矿山酸性重金属废水技术就成为研究的前沿课题。?

根据微生物处理重金属废水作用机理的不同,微生物处理技术主要分为生物吸附技术、生物累积技术、生物浸出技术三大类。

(1)生物吸附技术是指废水中的有毒有害的重金属离子与微生物细菌细胞表面的多种化学基团如胺基、酰基、羟基、羧基、磷酸基和巯基等发生物理化学作用,结合在细菌的细胞表面,然后被输送至细胞内部并被还原成低毒物质。微生物可以从极稀的溶液中吸收金属离子,在一定条件下,微生物细胞能够富集几倍于自身重量的金属离子;富集后的金属可以通过有机物回收的途径再转变为有用的产品。

(2)生物累积技术是指细菌依靠生物体的代谢作用而在细胞体内累积金属离子。通过生物累积作用清除金属矿山酸性废水中的重金属离子,比现行的化学方法处理工艺有以下几方面的优势:

① 对金属矿山复杂废水中某一特定金属离子有良好的选择性,从而可以回收废水中的某些有用重金属;

② 对矿山酸性废水中低浓度的重金属离子具有一定的累计作用,从而使其达到回收价值。

③ 对于废水水量大、金属浓度低的矿山酸性废水的处理具有低成本性。

(3)生物浸出技术是指利用特定微生物细菌对某些金属硫化物矿物的氧化作用,使金属离子进入液相并实现对金属离子的富集作用。关于生物浸出的作用机理,一般有两种观点,即直接浸出机理和间接浸出机理。直接浸出是指细菌吸附于矿物颗粒表面,利用微生物自身的氧化或还原特性,使物质中有用组分氧化或还原,从而以可溶态或沉淀的形式与原物质分离的过程;间接浸出是指依靠微生物的代谢作用(有机酸、无机酸和fe3+等)与矿物质发生化学反应,而得到有用组分的过程。

硫酸盐生物还原法(srb微生物处理技术)是一种典型生物浸出技术。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,使矿山酸性废水中的硫酸盐转化为硫化物,而这些硫化物可以和废水中的重金属离子生成溶解积较小的金属硫化物沉淀,从而使重金属离子得以去除,同时由于还原生成的s2-的水解及硫酸盐还原菌可以用矿山废水中添加的有机物或其它电子受体作为能量来源,产生co2,由化学平衡可知,整个的还原过程中,废水的ph值会有所升高,一部分重金属离子将因形成碳酸盐或氢氧化物沉淀而得以去除。

现阶段采用的细菌堆浸-萃取-电积工艺主要也是利用细菌浸出技术,其工艺主要是采用酸性水循环喷淋和细菌氧化技术,加速低品位含铜、硫废石中重金属离子的溶出,通过循环喷淋提高酸性废水中重金属离子浓度,使其具有回收价值,进行进一步的萃取、电积,进行回收。此工艺不但可以去除废水中的重金属离子而且还可以获得一定的经济效益。

江西德兴铜矿1994年开始细菌堆浸-萃取-电积工程建设,工程概算投资为4761万元,实际完成投资为4900万元;整个流程实现闭路循环。堆浸厂从1997年开始生产,至2001年年末已从酸性废水、废石中回收了a级电铜2476t,2004年产值4000多万,利润达3000多万。

微生物处理技术的低成本、不产生二次污染等优越性决定了其在在矿山酸性废水治理过程将具有广阔的应用前景,但也有一定的局限性:

① 微生物一般具有一定的适应性处理废水ph、温度的高低等均可影响微生物的活性,进而影响处理效果;

② 微生物一般都具有选择性,只吸取或吸附一种或几种金属,针对矿山多金属废水的处理不具有优势;

③ 微生物具有一定的耐受性,有的在重金属浓度较高时会导致中毒,因而限制了其广泛的应用。

2.5 离子交换法

离子交换法是指用离子交换、吸附材料离子交换、吸附矿山酸性废水中的重金属离子,以达到富集,消除或降低其浓度的目的。

现阶段离子交换吸附、材料的研究主要是无机离子交换剂改性沸石、膨润土材料和有机离子交换剂离子交换树脂,并取得了一定的研究成果,但是改性沸石、膨润土材料的应用仅局限于实验室规模,且大多用来处理实验配置水溶液,对于实际废水中污染物的吸附处理研究还较少,实际废水由于水源不同、成份复杂,用沸石、膨润土材料进行处理要不具有针对性,而且在处理实际污水时具有操作复杂性,高成本性,其工程应用的技术、经济可行性还要进一步分析、研究。

离子交换树脂法处理重金属废水相对技术比较成熟,在技术上是可行了的 ,但是用其对矿山废水进行处理不具有经济可行性,矿山废水水量大、离子浓度低,用离子交换树脂进行处理具有高成本性,同时,离子交换法处理重金属比较单一,这就更限制类其在矿山酸性废水处理中的应用。但可针对不同金属矿山废水的特点,离子交换法可与其它处理法组成组合工艺,利用离子交换法富集特性,富集矿山酸性废水中某一可回收重金属,不但可以对矿山废水进行达标处理,而且通过废水中重金属离子的回收可以产生较好的经济效益。

三、问题与展望

在矿山酸性废水处理过程中,不同的技术方法、工艺具有不同的特点,具体废水处理工艺的选择要针对矿山废水处理的实际,要求处理方法、技术经济合理、技术、操作运行管理方便。虽金属矿山酸性废水处理处理技术的研究已经取得了显著的进展,在实际应用过程中还存在一定的问题,国内一些企业针对问题本身,实施了相应的方案、措施,并取得了较好的效果。

(1)矿山酸性废水产生量大,而且具有长期性,长期的酸性废水的治理对矿山企业是

巨大的经济负担,在酸性废水治理成熟处理技术的基础上,实施综合治理,降低酸性废水的处理量是矿山酸性废水治理的有效途径之一。

① 有效预防金属矿山酸性废水的产生很重要,可以从源头上控制酸性废水的产生量,从而降低后续污水处理成本。

② 在矿山采场、排土场建立截排水系统,实现清污分流,减少酸性废水的产生量,从而降低污水处理成本。德兴铜矿采矿场根据地形特点,采取分区截流方式,经清污分流进入封闭圈的水量可减少60%以上。

③ 酸碱废水中和,以废治废,综合治理

酸碱中和,以废治废,是永平、德兴铜矿废水治理成功的前提。目前德兴铜矿采场和废石场酸性废水产生量约为4万t/d,但其进污水处理站的酸性废水量仅为8600t/d,约31000t酸性废水是通过尾矿库酸碱中和和选矿用水(主要是选硫过程)得到处理。

④ 酸性废水综合利用。

永平铜矿酸水回用单独建立了一套酸性废水回用设施,包括一个泵房、近2000m长的玻璃钢输送管道,每日向该矿选矿厂输送约1440m3酸性废水。回用酸性废水可提高硫浮选回收率1.5%,每年为企业增效120万元以上。

(2)矿山酸性废水水量、水质具有波动性,不利于处理技术方法的有效利用,达不到

理想的处理效果。在矿山酸洗废水治理实际过程中较大库容的酸水调节库可以有效的保障后续污水处理设备的稳定运行及其出水水质达标排放。

永平、德兴铜矿矿山废水治理的一个主要优点是进水水量、水质比较稳定,易于后续处理。两矿均建有较大容量的酸水调节库,如永平铜矿主库9#、10#酸水调节库容量达1.2×106m3,德兴铜矿调节库更大,其祝家酸水库总库容达289万t,调节库容261万t,杨桃坞酸水库总库容96万t调洪库容18万t,且尾矿库的溢流水中和酸性水工艺也起到了一定的调节水量作用,为水处理系统的稳定运行提供了的保障。

矿山酸性废水在实际治理过程中的遇到的一些问题通过相应的补充、辅助方案可以得到有效的解决,但现阶段面临另一最突出的问题:

① 中和污泥的处理处置。石灰/石灰石中和法中和污泥含有大量的重金属,且易返溶,不合理的处理、处置会造成严重的二次污染,合理的处理、处置方案需要进一步的研究。

② 矿山酸性废水的处理新方法、新技术得不到推广应用,一方面考虑新技术方法的性,投资成本,另一方面很多矿山企业环保意识淡薄,对矿山酸性废水的处理当作是一种企业经济负担,不愿对其进行过多的投资。

③ 一些工矿企业的污水处理设施达不到优化设计的目的。这样就额外增加了工程设施的基建投资和污水处理运行成本,加重了企业的经济负担,挫伤了矿业公司进行废水治理投资的积极性。

④ 较为成熟的技术工艺得不到正确的应用。一些矿山企业 虽建立了污水处理站并对矿山酸性废水进行了的处理,但是一方面其建设的处理站存在设计不合理,达不到进行达标处理的目的,另一方面由于污水处理过程自动化水平控制水平不高及工作人员不严格按照规程操作,使能达标处理的废水不能达标排放。

金属矿山论文:浅谈金属非金属矿山企业安全生产隐患排查治理工作的目标

【摘 要】安全隐患指的就是可能致使事故发生的因素,包含人之不安全行为、物之不安全状况以及管理方面存在的缺陷等。作为金属非金属露天矿山企业,明确安全生产隐患排查治理工作的目标,有效消除安全生产隐患,对职工、企业、社会、乃至国家都具有非常重大的意义。

【关键词】金属;非金属;矿山;企业;安全生产;隐患;治理;目标

为了有效消除金属非金属(下文简称“非煤”)矿山企业安全生产隐患,防御各类生产事故的发生,保障企业生产安全,依据上级统一安排,结合露天矿山企业生产实际,在全矿范围之内积极开展对安全生产隐患的专项治理排查工作,以强化对非煤露天矿山企业的关键生产环节、要害位置的监管。从而较大限度地遏止非煤露天矿山企业生产重、特大事故的发生。

一、工作目标

开展非煤矿山安全生产隐患排查治理工作,应当坚持安全及时、以预防为主、进行综合治理的思想方针,认真处理存在的尖锐问题,有效防止重、特大生产事故的发生。不断健全完善非煤露天矿山企业的安全生产责任制,经常开展非煤露天矿山企业隐患排查治理活动,排查整治生产事故隐患及安全薄弱环节,以整治非煤露天矿山的高台阶未分(层、台阶)开采与爆破安全性达不到为重点,坚决取缔违规开采,广泛推广应用中深孔爆破模式,实施机械化铲装方式;强化对尾矿库平时的安全管理,建全完善尾矿库安全生产档案管理系统,保障尾矿库安全运转,以促进非煤露天矿山企业安全生产保持稳定的发展趋势。

二、工作任务

(一)金属非金属矿山企业自查自改的共同内容

具体包括如下六个方面:

1、主要是检查安全生产责任制的落实。包括检查企业法人、分管安全生产责任人、安全生产管理者、企业各部门、岗位等安全生产责任制的建构及落实状况。

2、主要是检查安全生产规章制度建构与落实状况。包括安全生产管理部门的设立、配置专(兼)职安全生产管理者状况;技术设备与岗位安全作业等安全机制的建构与落实状况;隐患排查整治、重大隐患源的监控、生产操作现场安全督查状况;外进施工队(包括承包商)安全监督管理状况等。

3、主要检查贯彻执行安全生产法律法规及标准状况。包括安全生产经费提付与运用、缴纳风险抵押金、给员工缴纳保险费等状况;新、改、扩建工程依法遵循安全“三同时”制度状况。

4、主要是检查安全教育培训状况。包括企业建构完善安全培训教育机制、保障经费状况;企业全员安全教育培训及考核状况;企业安全责任人、安全管理者以及特殊工作者持证上岗状况。

5、主要检查应急管理状况。包括建构专(兼)职应急小组及救助队抑或与同相关应急救助队签约协议状况;应急所需物资、设备配置及维护状况;应急救助预案构架及演练状况。

6、主要检查事故处理与责任追究状况。包括事故报告制度建构状况;已经发生的事故依据“四不放过”的原则,认真汲取事故教训,对相关责任人责任处理与实施整改状况。

(二)排查整治露天矿山安全隐患

具体包括如下五大方面:

1、排查露天矿是否落实采剥并重、剥离先行、从上至下、实施分层、分台阶进行采矿的露天矿山采矿之原则。具体应注重如下五个方面的工作,即:(1)小型露天采矿采取从上至下、依顺序分层采矿,采取浅眼爆破方式分层高度不能超越6米;采取中深孔爆破方式分层高度不能超越20米,分层凿岩平台的幅宽应超越4米以上。(2)大、中型露天采矿要严格实施台阶开采模式,台阶实际的高度与坡度应当同设计要求相适应。(3)严禁利用扩壶爆破方式与中底部掏采方式。(4)各作业水平上、下台阶之间超前位置与设计规定相适应。(5)终了边坡角度与设计要求相适应,可较大不能超越60度。

2、排查整顿爆破作业的安全隐患。依据《爆破安全规程》规定进行爆破作业的状况,排查爆破安全位置是否符合规定、爆破作业方案与操作规程是否落实、危及人身安全与中毒窒息事故的预防手段是否制定、爆炸物品之存放、购进、运输、运用及清理登记制度是否落实;爆破操作者是否具证上岗等。具体应注重如下四个方面的工作,即:(1)爆破操作、爆破安全位置要与《爆破安全规程》相符合。应当采取一定手段控制和减低飞石量,浅眼爆破最小安全段不少于300米;

深孔爆破法应当适应设计要求,可不能少于200米;沿山坡爆破则下坡方向的飞石安全段一定增至50%;不能因为炮眼所朝方向而人为缩小规定数值。(2)爆破安全段内的工棚、居民住宅、高压配电线路以及构筑物等要搬迁或迁到安全位置,而搬迁之前不许从事爆破操作;(3)严格遵循定时爆破与安全戒严规定。一定要安设避炮棚,确立危险区界限,在整个通往采场的道路上安设固定显眼的警示牌,标明放炮的时间及注意事项。(4)落实爆炸物品之存放、购进、运输、运用及清理登记制度。

3、排查在露天矿是否推广运用中深孔爆破技术,实施露天矿机械化铲装作业模式。

4、排查是否存有超层跨界、乱采滥挖等行为。

5、排查是否建立健全露天矿山档案及强化对档案实行科学管理。

(三)排查整治尾矿库的安全隐患

具体包括如下五个方面:

1、排查依据设计要求实施整改状况与组织生产运营状况,包括依据规定编汇年度尾矿排放运作计划及落实状况;以及安全生产责任制、规章制度、操作规程的建构与落实等状况。

2、排查参与尾矿库相关放矿、筑坝、排洪等业务操作员进行安全教育进修与持证上岗状况。

3、排查适应生产、防汛的需求状况。包括尾矿最小安全超高、足够的干滩距离、排洪设施等,是否适宜设计方案的规定要求。

4、排查防洪渡汛的一些措施、应急方案、配备专用防洪设施(包括排土场截洪、排水)等设施以及预防泥石流措施的落实状况;对尾矿坝采取有效监控的状况;对尾矿坝下游抑或重要设施进行有效监控的状况。

5、排查尾矿库内可否存有采砂等危及尾矿库安全的状况。已经投入生产运行可没有正规设计方案抑或资料不完整的尾矿库,在规定的时间内实现补充方案或者补齐必需资料完成整改的状况。

三、工作要求

具体包括如下五大方面:

(一)提升认识,强化领导

露天矿山企业应当高度注重专项隐患排查治理工作,认真搞好本企业自查并做到及时整改,决不应景走过场。要强化领导,狠抓落实。

(二)关注重点,强化监督指导

要认真贯彻执行安全及时、以预防为主、进行综合治理的思想方针,加大对安全工作投入的力度,推进安全技术改造,改变比较落后的生产能力,提升企业安全生产管理水准,增强施工安全防御能力,提高安全生产的基础建设。

(三)广泛动员,群治群防

应当充分动员和依赖从业者参与到安全生产隐患排查整治活动中来,企业安排从业者仔细地检查工作中各种事故隐患,并且主觉参与到对隐患治理的队伍中。

(四)立足目前,长远打算

以开展专项整治活动为契机,推进露天矿山企业安全生产隐患排查整治工作向更深层次发展,不仅要切实排除严重危及生产安全之隐患,而且要强化制度建构,建立完善企业安全生产管理长效机制。

(五)大力宣传,认真监督

大力宣传该项实际工作中的先进典型经验,普及安全生产常识。不断加大舆论与群众的监督力度,在隐患排查整治活动中,严禁滥用职权、玩忽职守。对群众举报的安全隐患问题应当认真?予核查,确认后督促及时整改。

四、结语

总之,安全生产工作是一项利国利民的大事,作为露天矿山企业,不管是现在或是将来,我们都要一如既往地绷紧这根安全弦,不断稳固现有的安全成果,进一步强化对露天矿山企业安全隐患整治力度;在企业安全生产方面坚持经常性的自检自查,确保露天矿山企业安全生产工作的顺利进行,为露天矿山企业的健康发展以及社会的和谐安定做出贡献。

作者简介:

田运生,男,(1962.1.25-),辽宁营口大石桥人, 大专, 职称:安全工程师 ,研究方向:安全管理。

王卫,女,(1977.7.30-),辽宁省营口人,大学本科, 职称:安全工程师 ,研究方向:安全管理。

金属矿山论文:金属矿山环境污染治理

一、金属矿山存在主要环境问题

1、生态环境严重破坏

由于金属矿山的开采力度加大,加上矿山企业缺乏经验以及忽视了日常环保工作,这导致了严重的环境污染与生态破坏。a)由于低下采矿的力度加大,金属矿山地表出现严重的地表下沉、破裂以及塌陷等现象,这不仅威胁到了地面建筑物的安全,而且严重破坏了金属矿山的土地资源。同时,开采金属矿产使地表排水与地下水出现截断和导流,这影响了金属矿山周围地下水资源的质量以及日常水供应,进而影响金属矿山的生态资源;b)在中国金属矿产开采过程中,经常从事露天矿业爆破作业、穿孔作业以及矿产运输等作业,这产生了大量的粉尘及汽车尾气,从而使金属矿山地区的空气质量严重下降,进而影响金属矿山地区及周围地区的大气环境;c)目前,中国在开采金属矿山过程中,采富弃贫以及采大弃小等现象很严重,这导致了矿产资源的严重浪费,同时也造成了生态环境污染。在开采金属矿山时,金属矿山地区存在大量的矿产废渣,这破坏了金属矿山地区的地理景观,并破坏了金属矿山地区的植被,进而造成水土流失以及生态失调等生态问题。

2、存在严重的重金属污染

金属矿山的污染多为复合性污染,与有机污染物不同,重金属不能被生物分解,但却可以在生物体内富集并转化为毒性较大的甲基类化合物。金属矿山地区的重金属主要是通过与有机物形成混合物的形式存在于土壤以及空气中,其对水、大气造成严重污染。同时,重金属污染也造成土壤污染,但是,土壤污染通常需要分析化验方能检测出来,而且其破坏程度较严重。重金属对空气、水资源、土壤等造成的污染易随着气流以及水流的变化而变化,在其达到一定浓度时,其会对金属矿山地区及周围的植物、农作物等造成严重危害。当前,金属矿山地区存在的重金属污染,需引起社会的高度重视,并利用先进技术及时治理污染,从而保护金属矿山地区的生态环境。

二、金属矿山环境污染的整治对策

1、采用传统的整治措施

传统的酸水整治措施是指在酸性废水中如加入碱性中和剂,通过充气、絮凝和沉淀,来整治酸性废水。当前,中国金属矿山地区存在严重的硫化物的氧化现象。整治硫化物中的酸性废水的碱性中和剂一般是NaOH,其中,重金属通常是以微溶或不溶性的氢氧化物呈现出来。在整治硫化的氧化问题时,我们可以采用一些整治措施,例如,金属矿山企业通过向矿业废水中注入H2S溶液,并应用瑞典的Laiswail,从而析出沉淀物,其中,铅通常是以PbS的形式沉淀析出;为了去除重金属,金属矿山企业可以在溶液中注入废铁,并通过电化学还原以及离子交换方式而析出铜元素,并利用反渗透和电解方式回收铜。

2、采用微生物处理技术

微生物处理技术是针对AMD的形成机理,利用能产碱和稳定金属的微生物来治理AMD,其成本低,技术含量高,针对性强。当前,国外很多国家已经开发并应用先进的微生物处理技术来整治金属矿山地区的环境污染,例如,RAPS技术、PRB技术、Iron-oxidisingBioreac-Tors技术等。因此,中国整治金属矿山环境污染应引进先进的外国微生物处理技术,并结合中国金属矿山的实际情况,采取有效的治理措施。例如,中国应加强对金属矿山中的重金属元素的研究以及重金属元素的微生物性质以及生物地球化学形状的研究,从而开发出适合中国金属矿山的微生物治理技术。

3、修复金属矿山地区的植被

目前,中国在开采金属矿产资源过程中,由于缺乏经验以及环境保护意识,金属矿山地区存在大量的矿山废渣以及矿坑等,周围的植被也受到了不同程度的破坏,因此,在整治金属矿山地区的环境污染时,我们可以采用植被修复技术,即通过种植能富集重金属的植物进行金属矿山地区植被修复,从而减少金属矿山地区的水土流失以及重金属污染。

4、贯彻以防促治防治结合

在整治金属矿山环境污染的过程中,我们应贯彻以防促治、护防治结合的理念,在治理环境污染的过程中,应树立防治意识,在开发金属矿山资源时,应注意环境保护。例如,中国可以对矿山企业进行一定的技术改造,并将消除污染作为技术改造的重要内容。对于金属矿山地区存在的环境污染,我们可以采用分期分批的方式进行治理。对于新建的工程,我们应严格执行环境保护设施与主体设施同时进行,从而防止新的污染产生,进而保护金属矿山的生态环境。

三、结语

有色金属是中国的重要基础原料,其广泛应用于各个领域。本文分析了中国金属矿山在开采过程中存在的主要环境污染,并提出了有效的整治对策,以期保护中国金属矿山的生态环境,从而促进中国金属矿山产业的发展。

作者:冯蕊 单位:陕西太远煤炭工业太原设计研究院

金属矿山论文:有色金属矿山工程造价控制简析

一、工程设计阶段工程投资造价控制

1.采用合理和科学的方法选择和确定设计方案

矿业企业在与咨询设计单位确定和敲定设计方案时,应在满足使用功能的前提下,运用价值工程对技术与经济进行充分论证,根据经济指标和综合效益指标选择设计方案。

2.积极大力推行限额设计

项目工程设计应积极推行限额设计,在各专业达到使用功能要求和符合设计规程的前提下,按各专业分配的投资限额进行设计;严格控制技术设计和施工图设计的不合理变更,保障估算、概算、预算起到层层控制作用,以确保矿业建设工程投资不被突破。

3.积极提倡推广标准化设计

矿山建设工程标准化设计可以能动地影响施工,加强矿山工程建设速度,既有利于保障工程质量,又能降低建筑安装工程费用。推进矿山建设工程标准化设计,能严格控制设计标准,从而有效地克服任意提高设计标准,导致工程投资失控的弊端。

4.严格控制设计变更、有效控制工程投资

设计单位认真做好图纸审查工作,可以减少图纸中的错、漏现象。从而保障施工图预算更为。加强和提升设计深度,深化设计图纸。在设计阶段确定的相关工艺及辅助专业配置最终方案,尽量避免在施工阶段提出设计变更。对由于设计单位造成的设计变更而产生的投资失控,明确其应承担的责任。

5.投资方做好设计配合工作,保障设计进展顺利

投资方在安排工作计划中,给设计单位预留充足的设计时间。投资单位需要配合咨询设计单位准备好设计时需要的相关文件和设计依据批文。如提前做好勘察工作、准备好相关设计依据和审批报告等。选择合适的咨询设计单位,交付合理的设计费用,以保障设计质量和设计进度。鼓励咨询设计单位开拓思路,设计出功能完善、造价合理、技术经济指标合理的设计方案。招投标阶段的工程投资造价控制控制建设项目发包阶段工程造价的有效手段是积极推行建设工程招投标制。通过招标方式选择和确定施工队伍。加强合同管理,避免合同条款的缺陷。对大宗建筑材科、大型施工机具和设备实行单独招标采购,较大程度降低材料设备投资。做好工程承发包合同工作。在合同履行过程中,通过有关的合同条件,将合同各方的投资工作密切联系起来,促进投资工作的开展和投资控制目标的实现。

二、工程建设实施阶段的工程投资造价控制

在工程施工阶段经常会出现合同约定的工程量、施工条件、施工工期和材料、设备价格等发生变化,也可能发包方和承包方在履行合同时出现争议、纠纷,甚至发生索赔。代表业主管理工程的造价工程师和监理工程师必须明确工程投资控制目标,严格管理和科学做好费用控制。

1.严格控制工程计量

科学合理的计算工程量,根据施工图纸、工程量变更通知、设计修改通知,按照工程量的计算规则和计量方法进行计算。此外,应加强现场签证的控制管理,尽量避免错签、多签和重签等现象。

2.严格做好费用控制工作

工程费用的支付应严格按照合同支付,由监理工程师根据上述方法确认工程量项目,根据合同规定的计价方式确定已完工程的造价,按照合同的支付方式和支付期限支付。工程竣工结算是施工企业所承包的工程按照建设工程施工合同所规定的施工内容全部完工交付使用后,向发包单位办理工程竣工后工程价款结算的文件。施工单位在完成合同规定的全部内容、经验收符合合同要求后,应根据以上原则组织专业人员编制完整的结算,并及时报送建设单位。

3.做好合理的索赔

根据施工合同做好工程的索赔工作,重视索赔的理论和方法。加强管理,加强合同意识,提高索赔的管理水平,对提高企业的经济效益有着重要的作用。一旦施工单位不履行或不履行合同约定的事项,代表业主的监理工程师应及时通知施工单位按照合同的约定履行义务,造成经济损失的,应及时做好索赔工作向施工单位提出索赔,以避免产生更大的经济损失。

三、结束语

矿山工程造价控制是一项政策性和技术性强的工作,要求参与项目管理、项目咨询、施工管理的各方人员的业务水平较高。为实现达到质量高、投资少、工期短的目标,又能提高矿山企业的经济效益,减少不必要的经济损失和浪费。

作者:李慧忠

金属矿山论文:金属矿山有害气体智能控制研究

1项目主体部分的设计应用

项目方案设计中各部分构件组成如下:(1)喇叭状进气口:提高进气效率,保护进气孔;(2)吸风机:强大风力将粉尘及有害气吸入;(3)离心除尘器:处理粉尘;(4)粉尘槽:盛放粉尘;(5)通气管道:通气;(6)pH值测定仪:测pH值;(7)抽水机:实现水循环;(8)淋水孔:实现雨淋与循环作用;(9)空气加热器:加热空气;(10)扩散CO透气板:提前扩散CO;(11)铁粉:与O2反应生成Fe2O3;(12)底板:盛放反应装置;(13)显示仪:实时显示系统数据;(14)CO浓度及箱内温度测量仪:实时监测箱内温度及CO浓度。

2项目研究的创新点及应用优势

2.1高效率低消耗处理CO

采用铁粉来对CO进行反应吸收,其可循环利用,长时间内不用更换反应吸收物质,使用方便、成本低廉,同时使用空气加热器(工作原理类似于冬天天冷时的取暖设备,例如“小太阳”)对反应箱内空气进行加热,提高反应效率,增强除气效果。为提高安全性,反应装置内设温度测试仪、CO浓度测试仪,避免因为CO富集使其浓度升高在高温高压情况下导致爆炸。同时在进气口处设置一挡板,其中均匀分布小孔,使气体先扩散然后更加均匀进入到每层反应粉末空间中,提高反应效率。

2.2氢氧化钙液体循环系统对NO2进行高效低能耗吸收

氢氧化钙液体循环系统使用雨淋法,使NO2更充分与液体反应。反应箱内加入足量水,在需要工作时系统内设计为液体循环,同向其中加入CaO,形成碱性溶液与NO2形成酸性溶液进行中和吸收,CaO价格便宜,因此成本低。为使进入到反应箱中的停留时间增长,需要减小进入系统中的风速,因此采用增加出气孔即增加进行孔截面积,降低风速,出气孔,采用轴承链接,进气方向垂直于出气方向,使多个出气孔由于力的相互作用发生旋转,减小风速的同时增加气体在箱内停留时间,使反应更充分,系统工作效率更高。在液体中安置pH测试仪,随时测定pH浓度以便更换反应溶液或者是加入CaO。为避免固体颗粒堵塞淋雨孔,可将淋雨孔半径制作大一些但要小于出水孔。

2.3除尘系统

采用离心除尘法,使离心除尘器与风机相连,应用到金属矿山地下爆破产生的粉尘吸收净化。

2.4风机进风口设计

为使系统能够在不同环境下进行高效工作,将风机进气孔做成较大的喇叭状,增强对粉尘及有害气体的吸收效果。

2.5采取措施使系统在不同工作现场高效工作

在不同工作环境下使用不同的工作系统配置,使净化过程效率更高,更有安全保障。(1)在“一”字型巷道中进行巷道掘进,可使用一台系统在爆破巷道中进行对有害气体及粉尘进行净化吸收。(2)在“一”形巷道中掘出“丁字形”巷道口,可以采取在爆破点两侧使用两个工作系统对有害气体及粉尘进行净化吸收。(3)在“一”字形巷道中进行岩石破碎爆破,可以在爆破两端两个系统同时工作做对有害气体及粉尘进行净化吸收。

3结语

在本文项目方案设计中,风机使用变频技术,根据有害物质浓度自动调节风速,结合井下有害气体监测系统,在空气总有害气体浓度达到工作要求后便自动停止工作。NO2高效吸收系统对NO2进行化学吸收,使用氢氧化钙溶液循环及液体淋雨方法提高反应效率,增强除气效果,其成本低、反应高效,其中增加液体pH值测定装置,实时监控反应溶液pH值以便进行液体更换。CO处理系统使用可循环使用的铁粉,同时使用空气加热法提高反应效率,增强除气效果,为提高工作安全性,避免CO碳燃烧爆炸,同时实时监控CO浓度,合理控制加热温度,使反应过程达到安全工作的标准。

作者:李勇 刘连生 单位:江西理工大学

金属矿山论文:金属矿山采场现场安全管理研究

摘要:近年来,随着我国经济快速发展,金属矿山基础产业也迎来新一轮的发展。但相关调查结果显示,金属矿山采矿现场因受各种安全危险因素影响而降低采矿质量。文章则从多方面分析采矿场现场安全管理措施,望给予工作人员提供参考。

关键词:金属矿山;采场;现场;安全管理

矿产资源是一种综合性技术行业,包括采矿、地质、爆破、安全、运输等各个方面。其中采矿工作因受到采矿活动空间制约,现场安全状况十分恶劣,极大威胁矿产安全开发,因此分析金属矿山采矿现场安全管理对促进采矿事业发展有着重要的现实意义。

1金属矿山采场危险因素

1.1爆破伤害

从金属矿上采矿作业条件、爆破方式、从业人员安全以及该行业事故分析,对爆破事故进行预防是采石场安全管理重要内容之一。通常导致爆破的危险多为地面建筑物因爆破产生振动,从而形成共振和裂缝。露天边坡振动会让沿岩层结构弱化且出现破坏,最终造成滑坡和岩石松动等地质灾害。此外岩边坡会在重力作用下当下滚动造成边坡滚石事故。

1.2边坡伤害

边坡结构要素由于原岩影响而存在较大的危险因素,这些因素在生产过程中有引发大规模滑坡并由此引发大范围采场破坏,道路损害等的可能性。边坡稳定性是露天矿安全生产最重要的因素之一,构成露天矿边坡的岩体,结构,地下水条件,以及原应力状态都很复杂,边坡岩体的变形与破坏,是岩体内部应力相互作用的结果。

1.3机械伤害

金属矿山采矿场多为露天形式,一般采用空压机、运输汽车、装载机、凿岩机、挖掘机等设备,而生产中常见的安全伤害之一即机械,会造成轧伤、卷入、撞击等机械伤害。其中空压机属于压力容器,一旦没有按照相关规定进行清洗维修,极有可能造成爆炸事故。

2加强金属矿上采场现场安全管理措施

2.1完善安全管理体系提高采矿现场质量

当前金属矿山采矿重要环节之一即安全管理,整个采矿项目质量在一定程度上受其质量控制影响,因此采矿企业在施工中建立科学的质量控制制度,为保障金属矿山采矿质量提供品质的外部环境。金属矿山采矿在健全制度下还应将其贯彻落实到每个采矿环节当中,如采矿人员配备、材料设备选用、采矿地点选取等。必要时还应建立和采矿实际情况相符的保障机制和质量责任制度、质量控制规范及相关技术方法,为综合实现土金属矿山采矿质量控制目标声不断探索。安全是金属矿山采矿首要考虑因素,不管是在采矿筑行业还是其他行业都要及时时间充分考虑安全,尤其采矿行业更应将其放置重中之重。对于金属矿山采矿而言,工作人员应严格遵守安全采矿原则,如果不能实现安全施工,除了不能保障金属矿山采矿质量,还会损害金采矿企业形象,严重会出现安全事故,出现此类情况很大程度和工作人员没有树立良好的安全意识,所以要求企业内部应定期组织员工参与安全意识培训,建立安全生产规章制度,从大层面有效避免金属矿山采矿安全事故出现。完善安全管理体系在金属矿山采矿中十分重要,也是采矿的重点和难点,要求金属矿山采矿企业设置单独的部门制定安全体系,以此保障有良好的指导性,也符合金属矿山采矿实际情况,同时及时评价体系应用情况,做到不断完善体系。

2.2增强安全技术保障落实安全现场管理

金属矿山采矿质量安全管理不同于其他工程,特指采矿中安排安全生产施工的总过程,通过细化控制采矿因素降低风险和安全隐患,甚至可以起到杜绝隐患的效果,进一步保障企业利益。可以说贯彻落实金属矿山采矿质量安全管理十分有必要。不断加强采矿现场技术监督与控制,这也是保障金属矿山采矿质量的有效手段之一。因为在金属矿山采矿过程中,影响其质量因素取决于现场是否执行技术要求,如果没有有效监督和控制金属矿山采矿技术,会造成在具体采矿和不符合预期设计情况,最终导致金属矿山采矿技术没有的应用采矿施工中。所以在金属矿山采矿施工中要严格控制和监督施工技术在施工现场应用情况,由此保障施工现场技术符合预期要求。众所周知,中国有着宽广的国土面积,以致于地区之间环境和气候有较大的差别,再加上地质条件差异明显,从而矿山采矿过程中也会存在不同的软土地基。对于上述情况就需要在实际工作中及时开展土地调查,通常软土地基承载能力和稳定性不如其他土质,为进一步防止土质沉降不匀情况出现在施工中,因此就需要了解采矿当地环境条件和土壤条件,同时选择适合处理土质的措施,常用于软地基处理方法有化学加固和换填垫层等,必要时需和建筑施工现场软土地基类型相结合来确定处理方案,减少软土地基变形,提高金属矿山采矿稳定性和安全性。

2.3提高管理人员素质保障采矿生产安全

毫无疑问,金属矿山采矿现场主体是人,更是采矿核心,因此一切采矿现场安全管理和措施都要以人为中心,控制和规范施工管理者、质量管理人员、技术人员等行为,增强每个部门工作人员的创造力、积极性、责任感,更培养施工人员安全质量意识,使管理者、施工者、质量管理人员、技术人员能相互监督,齐心协力,共同控制金属矿山采矿质量。采矿企业要定期组织工作人员参与技术和管理理念培训,保障施工人员在管理中能遵循金属矿山采矿项目要求,从而提高采矿效果。金属矿山采矿中最不可缺少的一部分就是原材料,也是采矿的基础构成,需要相关工作人员严格挑选和控制原材料数量、规格、性能、质量等。必要时要前往原材料的生产地区进行考察,争取做到严格把关,同时在使用中也根据原材料规定操作。此外设备是除原材料在金属矿山采矿中另外重要组成部分之一,工作人员要根据采矿设计图纸和具体施工内容采购施工设备,如果以自身评判购买,十分容易买多且浪费资金,相反少了会中断施工进度,因此保障施工设备采购数量至关重要。其中价格过高的设备质量虽然较好,但如果不符合实际施工情况同样会造成资金浪费,如果价格便宜,质量也会面临考验,为金属矿山采矿造成安全隐患,后期再控制质量就较为困难,所以要严格施工设备生产厂家,尽可能挑选质量优等和性价比高的设备。

3结束语

总之,金属矿山采矿在我国经济建设中起着重要作用,但目前还存在较多的问题。其中质量问题最为紧要,要求金属矿山采矿单位改变传统采矿质量理念,加强安全制度建设和工作人员、施工设备及原材料控制,同时落实安全采矿管理,进一步提高金属矿山采矿质量。

金属矿山论文:计算机信息技术中金属矿山开采的应用

摘要:如何才能够更好的使金属矿山在开展的过程中实现科学化与信息化的管理,相关的计算机技术研究部门也在不断的进行新的尝试。本篇文章将重点放在了计算机信息技术与矿山开采相互结合的角度,通过细致研究采矿工程的性质以及特点,针对其相关环节可能出现的问题展开了全新意义的讨论,并且对计算机信息技术在未来金属矿山开采中的应用做了详细了介绍。

关键词:采矿;工程计算机技术;数值模拟;信息监管

1采矿工程技术问题

面对一些开采难度较大的项目,为了能够更好的适应矿山周边围岩的受力情况,通过相关的技术进行有效的指导,就可以在开矿之前就能够的预知整个矿体的结构与需要注意的问题。此外,采矿过程中,对于整个开矿过程中的各个环节都应该精准控制,将可能出现的风险信息及时的采集与处理,并且组织应急小组,一旦出现相应的安全事故能够及时时间赶到现场。,在整个开矿的过程中,对于工程开展与实施的进度与财务状况的管理同样容易出现各种问题,如果不能够及时地控制与处理,很容易影响到整个项目的后期进展与采矿质量。综上所述,可见在采矿的过程中引进一些相关的计算机信息技术显得至关重要。

2计算机信息技术在金属矿山开采中的应用

2.1数值模拟技术

所谓数值模拟技术,一般来说主要在对矿山结构以及周围岩土性质分析的过程中采用。通过计算机处理系统来帮助现实的岩土以及周围情况进行数字化的转换,最终形成数据的集合,以图标或者其他方式来实现转化,便于后期的整理与分析。能够顺利匹配这些方法的软件有ANSYA,ADINA等,这些软件完成整个数值模拟过程都是选择特定的方法来进行后期的处理。①在选择新工艺以及新技术进行采纳的过程中,可以选用流体理论来对整个需要填充的过程进行后续的分析,同时也能够保障后期数据的真实有效。②在开采过程中,可以通过这两种软件系统来进行开采周围环境的热力学以及动力学的细致分析,保障开采工作能够顺利平稳的推进。③采用数值模拟技术能够对于可能出现的事故以及风险情况进行提前的预判,比如对于在开采过程中出现的瓦斯问题以及地下水渗漏等都能够有效的预测,以降低可能出现大规模事故的风险[1]。除了上述两种软件的应用以外,FLAC和UDEC这两者更容易作用于对周围岩体结构的数值模拟过程,可以面向各种类型的岩体结构进行有效的数据解析与测定。

2.2虚拟现实技术

虚拟现实技术(VirtualReality)同样也是以计算机信息系统为技术支持平台来进行的,其在数字化技术展开的同时将其与实际的开矿信息相结合,能够实现在后台轻松控制开采的进度与质量。该种技术的突出特点在于其实现了一种三维立体动态的展示形式,能够更加轻松直观的将开矿的周围环境以及整体结构进行展示,其技术的实现依托于MultiGen,Greator,Vega,VRMAP以及IMAGIS等这样几种软件。总的来说,该种技术基本上是对影像、图形、色彩的一种呈现形式,通过计算机信息技术手段,将实物形式转换为数字化形式,并且最终按照2D或者3D的模式进行展现,这样形成的最终影像不仅还原度比较高,并且还可以在平面与立体结构之间灵活地切换。此外也能够利用CAD软件先形成图形的基本框架,然后再进行后期3D效果的转化[2]。在一系列技术手段中VR技术可以说是虚拟现实技术中比较具有代表性的一类,一般在开矿的过程中对于可能出现的塌方、突水突泥等情况可以利用三维影像对现场情况进行还原,切实保障整个矿产开采项目能够更加安全稳妥的开展。

2.3GIS信息监管系统

GIS又称为地理信息系统,在金属矿山开采的过程中通常发挥监督与控制管理的作用。一般来说该种系统在应用过程中需要结合有关的计算机网络技术以及空间监管技术,与开矿工程同步展开监测流程,能够在分析数据的过程中生成对矿山空间结构的分析模型。需要注意的是,GIS信息监管系统在实际的操作过程中其数据来源必须真实,换言之,所需要的数据必须是来自于所勘测的矿山,在后期的数据处理过程中通常是按照实际已有的GIS软件来展开的,其中包括有地测采软件EAM系统、OA系统以及GPS卡车调度系统等,这样一来监测到的实际数据都能够实现多渠道的相互融合,最终形成一个完整的GIS信息监管系统[3]。

2.4计算机采掘规划

计算机采掘规划,其主要是根据计算机处理技术来实现对开采工作的预先计划与处理。具体来说其主要通过建模的形式来对后期工程展开统一的规划与处理。为了提高最终的开采效率以及项目的综合经济效益,计算机与开采规划的结合能够通过建模的形式来使整个开采过程实现效率较大化以及灵活化。下图为利用计算机来实现采掘规划的基本流程图。通过了长时间的研究与分析,最终确定可以利用计算机采掘进行前期规划的途径主要有这样三种:及时,可以将单目线性规划作为主要的参照理论,最终按照计算机技术进行后期执行,目的是满足现实的动态规划目标需要。第二,可以采取逼近理论来实现后续计算机建模要求,同样可以满足后期开采过程中的规划目的。第三,采用模糊数学理论以及ES数字技术理论,这两种方式都是比较具有创新性的手段,其最终的结果不但形成了具有科学可行的开采方向,同时还能够在较大程度上开发与利用计算机的优势,使最终的数据效果更加精准。

金属矿山论文:岩石力学中金属矿山采矿工程的应用

摘要:随着近年来我国社会经济的快速发展,对于金属材料的需求量也不断增加,由此,也便对金属矿山采矿工程提出了更加严格的标准要求,基于这一现状下岩石力学得到了越来越广泛的应用。本文主要探讨了岩石力学在金属矿山采矿工程当中对于地应力的测量,以及矿山采矿设计优化等方面的内容,希望能够为相关的研究人员提供一些有价值的参考。

关键词:岩石力学;金属矿山;采矿工程;应用

岩石力学起源于较大规模的工程实践,在发展初期岩石力学工程基本都会与采矿工程一同开展。在采矿工程的实践作业过程中岩石工程经常会有着较大规模的应用,且所面临的工作环境也会十分复杂。岩石力学问题始终存在于采矿工程的各个环节之中,一方面,采矿工程的岩体是经过漫长的地质演变所形成的地质体,在特定的地质环境当中岩体的力学特性往往会较为稳定。另一方面,因采矿工程有着动态性的特征,岩体的力学性质也会受到工程大小与开挖方向而产生相应的改变,并且环境因素也是一项主要影响因素。基于上述特征也便决定了采矿工程中的岩石力学有着高度的复杂性,因此就必须采用多种手段方式来对其展开研究。

1岩石力学概述

岩石力学是探究岩石力学性状的一门理论与应用科学,是力学研究最重要的一项分支内容。作为近代才逐渐兴起的一门学科,岩石力学的应用范围主要包括了公路、铁路、地质、土木、石油、采矿等众多与岩石工程有关的工程领域。对于岩石力学所作出的定义是基于材料概念所提出的,主要受到材料力学或是固体力学的深刻影响。伴随着相关岩石力学理论研究以及工程实践的持续深入开展,人们关于岩石的了解也取得了重大突破。首先,要尽量避免将岩石仅仅看作是固体力学中的一种材料类型,作为一种天然型的地质体,因此更应当将其称之为岩体,引起具备有相对较为复杂的地质构造与赋存条件,因此也是一种重要的“不连续介质”。

2矿山地应力测量

针对原始地应力开展测量工作即为明确出存在于拟开挖岩体,和其附近位置未遭受惊扰的立体化应力状态,在实施具体的测量作业时一般是采取连续不间断的小幅度测量来实现的。岩体内的单点立体应力状态可通过确定出坐标系内的不同分量来代表,相应的坐标系确立可依据实际需求亦或是遵循便捷化原则来进行选择,多数情况下会采取地球坐标系来充当测量坐标系。基于多个应力分量来进一步获得位于该点上三维主应力程度与位置,这是可以得到精定的。在开展实地测量作业时,各点所牵涉到的岩石其规模大小很有可能会是立方厘米级别到数千立方米级别中的任意一种,其真实的数值同时还可能会受到所选用的测量方法影响。然而无论其规模是立方厘米级别的还是数千立方米级别的,从整体岩石结构的层面来看,基本可将其视作为单点。因地应力状态存在着较为明显的复杂性与变化性特征,因此要想能够较为精准的测出某矿区内的地应力大小,便要同时选取多点来进行测量。只有基于这一基础之上,方可凭借数值分析及数理统计、人工智能与模型建构等方式,来确定出该矿区的地应力场模型。目前已经形成了一整套标准化的测量程序,其步骤流程如下:⑴由岩体表层,通常是地下巷道、隧道向岩体中打孔,指导孔穿透岩体中的测量位置。直径通常为140mm左右,深度不小于巷道或隧道的2.5倍;⑵由孔底打同心小孔,提供安装探头使用,小孔直径通常为37mm左右,孔深不小于孔径的10倍;⑶采用专项设备把二两探讨固定到小孔中部位置;⑷采用薄壁钻头加深打孔,确保小孔附近岩芯能够消除应力。

3矿山采矿设计优化

金属矿床的形成、赋存以及开采稳定程度都会直接受制于地应力场控制。因此,就必须将地应力作为切入点来实施金属采矿设计优化。按照实际测量所获得的地应力以及工程地质实况、水文地质、矿岩物理力学特性等资料信息,并再进一步结合以具体的赋存与开采条件,实施定量测算分析,选取出适当的开采作业方式,明确出合理化的开采布设方式、结构参数、开采次序、支护加固、地压控制等相关措施手段,来实现对金属矿山开采的安全保障。具体的优化过程为:采集基础资料确定初步方案多方案测算分析多目标决策优化技术实施现场测取与分析改进并完善方案。这一理论考虑到了采矿岩体本身的非线性特点与采矿多端行及开挖特征,合理化的运用数值分析、大数据统计分析等现代化的技术手段,来为保障采矿设计提供了科学化的手段方式。

4结语

总而言之,伴随着岩石力学在金属矿山采矿工程中应用范围的日渐广泛,也直接促使我国在岩石力学方面的研究达到了世界经验丰富地位。在本次研究中简要阐述了岩石力学的基本特点,并进一步就针对岩石力学在矿山地应力测量作业中的实际应用情况展开了深入探究,最终对矿山采矿提出了几点设计优化建议。相关的工作人员还应当充分结合采矿工程的具体情况,来更加深入的探究岩石力学在采矿工程当中新的应用内容。

金属矿山论文:圆锥破碎机原理及在金属矿山的应用

摘 要:惯性圆锥破碎机因为自身低功耗、大破碎比以及破碎强度高的优势,对于各种金属矿物的破碎工作来说都非常适用,同时惯性圆锥破碎机与“多碎少磨”节能降耗工艺的要求十分符合。本文对其工作原理和结构特点进行了分析介绍,并且列举了它在金属矿山中具体的应用情况。

关键词:圆锥破碎机;金属矿山;多碎少磨

1 概述

我国的金属矿产资源众多,并且具有以下特点:(1)贫矿居多并且含有较多的杂质。我国的铁矿石只有30%的平均品位,锰矿石也只有22%的平均品位,几乎没有品位超过48%的商品级富矿石,铜矿石只有0.8%的平均品位,只有约三分之一的铜矿石品位超过了1%;(2)因为多为伴生矿所以冶选比较困难;(3)金属矿中很大一部分因为较细的嵌布粒度所以难以解离矿物,对选别工作造成了影响。

目前金属矿山的粉碎过程中会大量的消耗原材料、电能和钢材,在生产成本中钢耗和功耗占比极大。同时磨矿相比起破碎来说单位能耗要超出许多,在矿物粉碎作业中可以达到90%左右的占比。所以在金属矿山实施相应的节能降耗措施是非常有必要的,会极大地提升其经济效益和社会效益。

通过对磨矿和破碎的作用原理进行分析我们知道:通过加强破碎工作可以起到降低入磨粒度的作用,从而有效的提升碎磨效率并且控制选矿的成本。磨机在工作中只能发挥1%的效率,但是破碎机可以达到10%,同时破碎机耗能低且便于运转和维护。所以可以将一部分磨机淘汰使用破碎机替换,并且引进新型的超细超破碎设备,这种“多碎少磨”正是如今粉碎工作发展的必然趋势。

在粉碎工程领域普遍认为“多碎少磨”是一种有效的节能降耗途径,而“料层粉碎”的出现更是突破了传统粉碎机理的限制,惯性圆锥破碎机便是在“料层粉碎”机理上实现的,是一种代表性的节能降耗设备。

2 惯性圆锥破碎机的结构特点以及工作原理

惯性圆锥破碎的机体和底座之间有隔振元件,动锥和定锥共同构成了工作机构,锥体上均有耐磨衬板附着,而破碎腔就是衬板之间的空间。将动锥轴插入轴套,传动机构将电动机的螺旋运动传递给了激振器,不断旋转的激振器带来了惯性力,动锥绕球面瓦的球心在这种惯性力的作用下开始悬摆。动锥在一个垂直的平面内靠近定锥的时候,冲击和挤压作用就会使物料破碎;而当动锥和定锥分离开的时候,破碎产品在重力的影响下从排料口掉出来。在动锥和传动机构之间没有刚性的联接。

因为惯性圆锥破碎机中没有刚性的将动锥和传动机构联接在一起,所以传动系统不会对动锥的振幅产生限制,其大小是由物料层的抗压阻力和破碎力的平衡来决定的。当刚刚启动了破碎机的时候,动锥摆动频率比较低,所以破碎力以及动锥的振幅都不会很大,启动力矩自然也处于较低的数值,破碎机不会因为带负荷启动而遭到破坏。所以不需要专门配备给料机非惯性圆锥破碎机,启动和停车都可以在满负荷状态下进行,便于操作、监测以及控制。同时将惯性圆锥破碎机中的给料挤满,也只是将其物料层的抗压阻力增加了,结果只是减小了动锥的振幅而不会出现“闷车”的问题,所以同样不需要进行给料机的安装。动锥受到破碎力的影响会较大限度的靠近定锥,更加细致的破碎物料。

同时因为没有刚性联接存在的原因,如果有不可破碎的物体混入了物料中,动锥的动作会暂停,而动锥轴则在激振器的作用下继续转动,传动系统和主机并不会因此而遭到破坏。

3 惯性圆锥破碎机的生产应用情况

某铜矿使用的是两段破碎的生产工艺流程,具体工艺流程见图1。在PD600×900外动颚式破碎机中加入-350mm粒度的原矿,破碎产品经过了振动筛以后,使用GYP-1200惯性圆锥破碎机将+12mm的物料变为-12mm并且进入粉矿仓。因为GYP-1200惯性圆锥破碎机产品具有比较集中的粒度以及较小的加权平均粒度,经过开路破碎以后产品直接进入粉矿仓,表1为GYP-1200惯性圆锥破碎机破碎的产品经过取样筛分后的结果。

可以看出使用惯性圆锥破碎机破碎的产品中有85%的产品为-10mm,同时保持着45mm以下的加权平均粒度,矿石入磨粒度得到了很大程度的降低,因此磨矿时间缩小了很多,取得了显著的经济效益。

4 结束语

综上所述,惯性圆锥破碎机比起传统的破碎设备来说,可以更好地对物料进行破碎加工,有选择性的实现物料破碎,与“多碎少磨”新工艺的要求可以说是非常符合,其优点是较大的破碎比、低电耗,任何硬度的脆性物料都可以成功破碎,对于破碎生产工艺流程来说简化了不少,同时因为对球磨机的入磨粒度进行了控制,所以其产量得到了很大增加,能耗和钢耗都节省了不少;同时简化了流程可以将这些成本资金用于基建投资,精简操作岗位的同时降低运行费用,获得了良好的经济和社会效益,对于金属矿山的物料破碎来说是非常适合的。在经过了推广和应用之后可以帮助金属矿山升级其技术,从而有效的强化企业实力,缩短与外国企业之间的差距从而强化我国金属矿山的综合竞争能力,在国际市场有立足之地。

作者简介:刘洋(1985-),男 ,本科,学士学位,工程师,研究方向:矿用球磨机,破碎机优化设计对矿山产量影响。

金属矿山论文:有色金属矿山资源状况及其开采方法

【摘 要】我国有色金属矿产资源分布不均,且因上世纪的不合理开采以及经济的持续发展,矿山中有色金属资源严重不足,因此,改变传统的开采方法,转变单一、浪费的开采模式,利用现代化设备及成熟的现代化手段综合利用矿产资源,优化开采方法,达到有色金属矿山资源开采经济效益与社会效益的统一。

【关键词】有色金属 资源状况 开采方法

我国有色金属矿山贫矿多,富矿少;小矿多,大型、特大型矿少,矿产资源缺口严重,金属矿开采技术的高低直接影响到我国国防安全和小康社会的建设[1]。现阶段我国部分矿山采掘设备实现了大型化、自动化和智能化,采矿工艺实现连续或半连续化,矿山生产与管理广泛应用了计算机技术[2],有力地促进了金属矿开采工业的发展。

1 我国有色金属矿山状况

1.1我国有色金属矿藏总况

我国的矿产资源丰富,在华夏大地上均能找到世界上已发现的矿产资源种类,已探明的矿种就有148种,大大小小共计一万六千多处矿产地,是世界第三大矿产大国。相对于其他国家而言,我国的铅、锌、锑、镍、锡、镁、汞以及稀土等有色金属在质量、产量上有相对优势;部分有色金属矿藏则处于劣势,如铜铝资源量不足、质不好,开采出的有色金属不能满足冶炼的需要,因此我国每年的有色金属产品生产有四分之一需要依靠原材料的进口。

我国有色金属矿山的分布不均衡,中小型居多、大型矿少;贫矿多、富矿少;边远山区多、沿海地区少;矿产资源共生矿多、单一矿产少,这些资源的分布特征使得我国的矿业开采难度大。

1.2我国有色金属矿产资源储备现状

我国的采矿业主要发展在上世纪五六十年代,由于当时技术水平有限,我国大部分有色金属矿山在经过长达几十年的开采之后,资源大幅度减少甚至枯竭。现存的有色金属矿山中,有大部分矿藏开采进入中、晚期成为末期矿山。近年来,我国有色金属矿产品进口量逐年加大,而我国的工业化仍然处于迅速发展状态,现代化经济的发展伴随着工业化的进一步发展,我国经济对有色金属的消费量仍然会大量的增加,本土矿产资源不足以维持经济的发展。

其次,有色金属矿山开采的品位下降,有些矿山经过几十年的开采,资源品位下降迅速,加上上世纪五六十年代经济体制的制约以及科技发展水平的限制,造成了以往矿山开采的资源浪费、规模小等问题。

1.3有色金属矿山资源开采利用水平

国家在上世纪中后期对矿产资源消耗使用量大,由于我国矿产资源分布不均等情况,有的矿山因有色金属采矿条件的恶化或受技术制约,开采者会采易弃难、采富弃贫,只采品质高的矿种而将其他矿产丢弃,加上矿区采矿准入要求不高,有些小企业或者集体,未经合理设计甚至没有高水平的设备就进入矿区采矿,造成矿区管理失控、资源浪费以及有色金属的采矿行业发展受限。

有色金属的矿藏是不可再生资源,原来开采中造成的浪费以及开采之后深加工的利用率低等因素,不仅危害周边的环境,带来一系列的环境污染与破坏,也使得矿产开发利用水平未能提高。在已经开发的矿区中,由于技术水平受限,以及设备管理与工艺缺乏系统高效地研究,使得老矿区二次回采、多次回采水平亦较低。而有些有色金属矿产需要在特定的环境或特定的工艺下才会分离开采出来,因而现有的科技水平下无法深度利用,对资源也是一种浪费。

1.4经济效益低和污染破坏严重

由于矿山的投资周期长,矿山开采有时需要几年甚至十几年的时间,投资成本高,有色金属开采的难度大,加上道路运输成本费用的增加以及机器设备和人工成本,经济效益低下。

在采矿生产中,固体废弃物堆放不仅占用了大量的农田与耕地,也造成地表植被破坏,进而引发水土流失等后果。且空气粉尘污染和酸性污水在有色金属开采的整个过程中,会造成水资源与空气的污染。以上因素危害到了当地居民的生产生活和农牧业的可持续发展。

2 有色金属资源的开采方法

2.1 露天采矿

在我国的矿产资源开发过程中,露天采矿适用于有色金属矿产资源地表埋藏浅的情形,也可以用于低品位的有色金属矿产矿床和已经开采过的地下残矿,依赖于矿床的基本赋存条件,通过物理爆破等方法来剥离地表岩土。露天采矿要求地质工作者做好地质勘探工作,设计优化方案,结合道路运输体系,综合考虑地表状况进行开采工作。其中,最主要的应用技术是穿孔爆破,在露天矿区内,根据设计方案选取对应深度与直径的定点进行定向爆破,再使用炸药将附近岩壁破碎来达到剥离大量岩土的目的。

但是露天开采有色金属矿产资源仍然存在着一系列的问题,更明显的是表现在技术与管理的问题上,比如露天采矿境界的判定、边坡结构稳定性、露天开采工艺、道路运输系统管理以及资源的重复利用率和矿山区域土地复用问题。道路运输系统的合理设计不仅能减少成本的投入,也可以提高采矿工作效率,缩短工期。综合考虑矿区的地形地貌、开采时的气候条件以及露天开采技术能力和围岩的物理力学性质选择经济、合理的运输方式。多通过铁路、公路、输送机将矿区的矿石及岩土分别运输至不同的地方,并将设备及原材料运输至矿区,在特殊的地形中也可能会用到水力或索道运输。

露天开采会造成废弃物堆放,因此排土工作显得尤为重要。排土工作要将从矿床上剥离的表土与岩石配送到不同的场地,对矿石进行深加工,对废土进行排弃工作。露天开采中尽量充分利用土地资源,提高资源的重复利用率,做好植被恢复工作,尽可能地还原生态平衡,减少因矿业开采带来的环境破坏与污染,提高社会效益。

2.2地下开采

地下开采是我国有色金属矿山开采的重要方法,占据较大的比重。这种方法是通过地下矿床的切割与回采工作采出矿石,但是地下开采工作量大,工作方法繁多,以下几种方法使用较多。

2.2.1 采用自然支护的矿产采集方法

这种方法主要依赖于围岩自身的稳固性和矿区矿柱的作用,通过支架作为临时支护辅助来支撑在回采工作中造成的采空区。现阶段在我国有色金属开采行业中使用普遍,但是要求矿区的围岩与矿石相对稳固。这是一种结构比较单一的采矿方法,简单的回采工艺,机械化程度较高,采矿过程中各项成本低,适用于稳定性较好的矿体。如果要开采较厚大的矿体时,需要留大量的矿柱,回采率较低,所以在此种情况下应用较少。以敞空方式存在的回采矿房,必须依靠矿柱与围岩的强度来维护支撑,矿房作业完成后要及时处理好后续工作,将矿房填满再回到采矿柱的区域。

2.2.2 物理崩落采矿法

崩落采矿法是通过物理作用来管理地压的采矿方法,通过崩落的矿石来填充控制采矿区域,这种方法多用在围岩易崩落、地表允许塌陷的矿山矿体。通常,有色金属开采过程中,物理崩落这一采矿方法可以按回采方式划分为:壁式崩落法、无底柱分段式崩落法、分层分区崩落法、有底柱分段式崩落法以及阶段崩落法。

2.2.3 矿区开采人工支护法

人工支护法是将需要充填的原材料或其他可以支撑的物体用来维护采空区的稳定。这种方法以充填为主,在矿区采矿作业中根据回采面的推进,将碎石水泥等填充原材料运输至采空区用于充填,从而控制地表移动,预防围岩崩落,实现地压管理。

支护法按照充填方式的不同,有不同的分类。较为单一的单层次采矿充填法,按充填方向划分的上向与下向的分层充填法,以及分采充填法。按照不同的充填料以及输出的方式,又可分划成干式充填法、水力充填法和胶结充填法。该方法可控制矿区围岩的崩落和矿房地表下沉,为矿区回采工作提供了安全保障,同时也可用于自燃矿石的火灾预防。因其开采适应性强,矿区矿石的回采率高,矿区作业比较安全,能高效利用矿产资源以及保护地表植被等优势而被重视,但工艺要求高、成本投入大使得使用率不是很高。

3 结语

随着科学技术的不断进步以及经济发展的深入,对有色金属的需求量只增不减,因此,要进一步提高矿产资源的利用率,克服因采矿技术有限造成的矿体开采浪费现象。同时,要在采矿系统完善、采矿作业安全、采矿效益提高的基础上,注重对环境的保护,不能以环境为代价片面发展经济,从而打造生态和谐的矿山资源开采系统。

金属矿山论文:金属非金属矿山安全生产的主演影响因素及管理对策分析

摘 要:伴随着我国工业的快速发展,金属非金属在工业生产中占着重要的地位,对于现在工业来说大部分依赖于金属非金属,所以对工业的发展离不开金属非金属。但是就金属非金属开采所带来的问题,一直是我们想要解决的。金属非金属作为工业发展的原材料中的及时步就是开采,但是开采是艰难的,我们在此实践过程中发生过许多的安全事故。通过对金属非金属矿山地下作业的特征分析,主要的危害因素是:人、机、环境及管理等四个方面是导致地下矿山事故发生的原因。因此,金属非金属的安全生产是关键问题,文章就目前影响安全生产的主要原因进行合理的分析和如何安全生产提出了相关的对策。

关键词:金属非金属;安全生产;地下作业;对策

0 引言

我国正处在一个发展阶段,所有行业都在飞速的发展。金属非金属矿是工业发展的根本和核心,而困扰着很多企业和国家的问题就是对金属非金属的开采工作。金属非金属尤为重要的一步就是地下作业,当事故发生时,所面临的主要问题就是在井下开采金属非金属矿的一线员工和如何恢复事故发生后的开采进度。金属非金属的地下开采是一个很复杂的环节。它不同于地上开采,一旦遭到猛烈的撞击,内部机械的损害,高空物体的坠落等都有可能造成矿山的坍塌,所以影响金属非金属矿山的安全生产有诸多因素。

1 金属非金属矿山安全生产的主要因素

(1)安全管理制度不够完善。众所周知金属非金属的地下开采系统是由很多的系统联合起来一起合作共同来完成的,使这些系统能发挥他们自己的用途就必须合理的安排,但现实的地下开采工作中有很多企业混乱的管理,甚至有的企业宁愿为了节省财务的开销,购置一些劣质机器,从而出现安全事故。再有就是对于机械设备的管理不善,使地下开采设备出现损坏和功率下降,并且还在继续使用,这对矿山的开采带来了很大的安全隐患。

(2)设备和人员操作的技术是保障安全的基本要求。随着金属非金属矿山开采进度的不断增加开采量也会在不断的加大,这就对设备和技术有着很大考验,所以应该不断对设备技术进行维护和更新,金属非金属开采对于各个设备的要求也在不断的提高。在当今开采矿山的技术和设备应当引进新型机器,淘汰旧机器,加强安全意识,这会使金属非金属的安全生产得到保障。

(3)系统和设备布置不合理。在对金属非金属开采的初期,由于对整体的规划不够完善,使得各个设备和系统相互冲突,加上一些企业没有按照国家相关规定随意的安装线路,使得矿山的设备随时都有可能出现损害,出现安全事故。另外对井下开采来说通风和排水两大系统十分重要。

(4)操作人员缺乏安全意识和基本素质。很多企业在对员工管理的过程中往往会出现疏忽的状态,使得员工的心里对安全意识不够重视,对员工的紧急安全事故的演练极少,当发生安全事故时,员工不会懂得自救造成生命危险。其次金属非金属的地下作业需要大量的员工,以至于很多员工技术部熟练就参加井下工作,降低整个队伍的素质。

2 金属非金属矿山安全生产的管理对策

(1)完善管理制度。为了使得员工得到法律的保护,我们国家专门制定相关的法律法规,其次企业内部应当把矿山开采的制度完善,并对设立的制度加大强度的实施下去,防止一切可发生的安全事故。

(2)严格按照井下开采的标准流程进行操作。对于金属非金属矿开采工作比较特殊,在工作的细节上一定保持严谨的工作态度,比如对金属非金属矿山竖井进行施工时应采用悬挂式金属安全梯并且安全梯的刹车能力不小于5t,在陷落的地段设有禁止入内的标牌等。

(3)对井下的爆破项目必须严格进行。爆破项目是井下开采工作所必要的科目。应当遵守《民用爆炸物品管理条例》,对爆破所需要的所有相关物品,必须进行严格把关,按照国家相关规定进行购买,储存,运输及使用。在2001年7月中旬,在南丹某矿的两次爆破中因为没有按照国家的相关规定实行爆,造成矿中大量积水,直接造成81名矿上员工死亡和经济损失达到8000万人民币。由此可见,一次失误的爆破行为所带来的伤害是巨大的。

(4)保障供电系统的安全和性。地下开采最为重要的就是供电系统,供电为地下开采各个系统提供了动力,为了对金属非金属矿山进行开采中主供电变压器减少符合,我们因采用双回路的供电模式并减少对不要线路的控制,从而使矿山的供电系统稳定而有效的进行。例如在金属非金属矿的监测监控系统,风机房,绞车,机械运输人员的设备等,在2007年5月黄石大冶有色铜绿矿井因为爆破失误造成矿井停电,因当时监测安装双回路电源,监测系统正常运营,能及时监测到井下哪里出现问题,及时解决,确保人员安全,创造更多价值。

(5)保障排水和通风系统的正常运行。排水和通风是发生金属非金属矿安全事故的两大原因,要保持地下开采工作的通风和渗水系统能够正常的运行是十分重要的。在通风方面应采用长距离式的矿井通风管理,选取每节长度在30-50cm之间的长导型风筒;在矿山中因为排水系统不好所带来的危害是严重,1996年山东省某金属矿在发生坍塌的情况下,因其通风系统完善使被困井下的矿工能得到充足氧气等待救援,所以应当在矿山重要的地方设计和安装通风和渗水设备,另外通风和排水系统应当定期检查,保障这两个系统能够正常的运行。

3 结束语

从上述的所讨论的问题来看影响金属非金属安全生产因素很复杂,应当在整个的矿山系统出发,找出存在的安全隐患并对这些安全隐患进行解决相处对策。但是影响金属非金属矿山安全生产的因素是有很多方面的,制度是否完善,人员能否掌握专业的技术,开采设备能否在任何时候都能正常的工作等。国家和企业要想保障金属非金属矿正常的开采工作和零事故发生,就必须对有完善的制度并加强力度的执行下去,对员工进行严格的技术培训和进行紧急的演练,使员工懂得一些逃生和自救技能。对地下开采设备进行合理的摆放,定期检查设备是否能够正常的运转。要想达到理想化零危险的目标,这对我们国家和企业是一次很大考验,但是我相信这个目标会在我们共同的努力下而实现。

金属矿山论文:浅谈如何加强有色金属矿山地质找矿方法

摘要:随着我国经济的快速发展以及国力的增强,同时相伴随而来的是矿产资源方面的紧缺。因而加强有色金属矿山地质找矿具有重要的实际意义。本文从多方面探讨了加强有色金属矿山地质找矿的各项措施。

关键词:有色金属 找矿方法 地质

一、前言

实现加强有色金属矿山地质找矿的突破,不仅是为了发展我们国家的国民经济,也是巩固我国在有色金属矿山地质找矿方面的国际地位的迫切需求。为了使我国地质勘探方面的实力能够得到快速有成效的增强,国务院在2006年出台了《关于加强地质工作的决定》。在国家政策的指导下,地质工作者们的责任更加重大,要达到的要求也更高。加强有色金属矿山地质找矿是整个地质找矿工作改革发展的重要一环,但是随着有色金属勘查工作方面的程度不断加深,露出地表的和近地表的有色金属矿产愈越来越少。这就需要我们把找矿的目标从已经大体查明的及时深度空间转变到更深的第二深度空间。

二、需要改进的方法

1、创新理论,更新观念

鉴于前言所提到的,为了缓解有色金属矿产的资源危机,那么就要加强深部的有色金属矿产勘探力度。深部找矿在现有的各项技术条件下是可以实施的,而且其理论和观念与我国的可持续发展理念相符。

鉴于深部找矿是一个比较新的课题,发现并勘探到深部的资源对于我们来说还是个非常大的挑战。这就要求我们在实际工作中不断学习,不断总结,不断创新。对已发现的深部矿床的区域地质背景、成矿条件(物质来源、构造条件)、成矿作用、矿体特征加以研究,不断完善资料、提高认识、总结,形成成矿模式,为以后深部找矿工作提供科学依据。认真地学习国内国外深部找矿的相关理论和借鉴先进的找矿技术,只有不断提高认识、不断创新理论,才能在深部找矿中取得突破。

2、理论与实践相结合

在找矿工作中仅仅有了新的观念和理论还是不够的,还需要能够灵活运用。对于矿床学乃至所有的科学领域,无论是理论还是实践都是很重要的。对于做有色金属矿产勘探开发的地质工作者来说,理论与实践的结合是做好工作所必不可少的。而在现今的实际工作和科研中,最常见的一个不好现象就是只重理论而忽视实践的重要性。一些典型的行为表现在:对于阐释有色金属勘探过程中的实际现象、研究有色金属矿产特征的成果很少;很重视论文的发表,而忽略实际生产工作中的应用情况和实践检验中是否合理的情况。而与此相反的是,有些前线工作者拥有丰富的经验,但是却不注意随时更新自身的知识储备,不注意补充近期的理论知识,这都不利于找矿工作的发展。

有鉴于以上的种种现象,本文提出了以下一些改进措施:①坚持生产学习科研相结合,实践证明,这在大多数科学领域都是非常有效的方法,在我们有色金属矿产勘探领域,也有着十分明显的效果;②对于个人评价,应该结合理论成果和实践成果,对有色金属勘探研究领域取得的成果应该分成两种:一种是理论上的创新,一种是实际工作中有重要的发现,两者不应该只取其一,应该齐头并进,都考虑到个人评价当中;③对于新进单位的年轻人,应该先培养其综合科研能力,可以先接触一下深入研究的综合性的科研项目,打好地质方面的基础能力,为未来培养长久人才;④对于前线工作者,可以定期或者不定期的组织各种培训课程,或者多提供一些去高校进修的机会,这样可以使及时线的找矿工作者不仅拥有丰富的经验,还能提高他们的学术水平,丰富近期的理论知识,将他们培养成更高一级的地质人才。

3、勘查技术的创新

随着科学技术的发展,各种勘探技术也不断创新,如地球物理勘探技术等。传统的地球物理勘探是以重磁电法、激发极化法等作为主要的工作方法,而随着科学技术水平的不断提高,传统地球物理勘探方法也有了很大的发展,各种地球物理勘探的新方法和技术推陈出新。主要包括三维地震技术、地面高精度重力勘查技术、地面高精度磁测技术、地面瞬变电磁法勘查技术、可控源音频大地电磁法、频谱激电法、井中声波透视法技术、地下电磁波法等[1,2]。

同样,计算机技术的迅猛发展也促进了数学地质方法的发展;遥感技术也是勘探的重要手段之一,新型传感器的出现、工作频率向全波段的延伸、图像处理技术的不断提高,使得遥感技术在找矿中的作用不断增大。

以上只是其中的几个例子,种种勘查技术的不断发展与创新,带来的是有色金属地质找矿工作取得的成果越来越大,找矿效率越来越高。所以我们要不断寻找更新、更完善的勘查技术,使之为我们的深部地质找矿服务。

4、加大资金投入

兵马未动,粮草先行。充足的资金对于任何一项科学研究都是必不可少的,何况是地质勘探这么一个高投入高风险的行业。只有有了充足的资金,才能吸纳最杰出的地质人才,才能使用更先进的勘探设备,得到最的地质资料,得到更好的勘探效果。

但是这里的加大资金投入并不是盲目的、浪费的,而是要用在刀刃上的。必须提前做好完善的预算,保障专款专用,确保每一分钱都用得恰到好处。对于必需大量资金投入的地方绝不吝啬,对于可以节省开支的地方也绝不浪费,这样才能使资金的投入和取得的成果成正比。

5、建立和健全鼓励创新的地质人才开发机制和管理体制

对任何行业来说,人才都是核心,地质找矿工作也是如此,培养和鼓励的地质人才,也是不可忽视的一个措施。比如可以改善一线工作者的工作条件,提高野外出工的工资补贴;可以建立更完善的工资分配或者奖励制度,使收入分配更合理,按所取得的成果大小和贡献比例来分配;还应该加强地质人才的专业能力和业务能力培养,培育创新型的新时代地质工作者。只有充分培养和利用各层次的人才,才能更好地促进找矿事业的发展。

二、结语

有色金属矿山地质找矿工作在我国已经发展了几十年,我们在勘查工作中也取得了一定的成果。但是仍存在很多不足,需要不断改进,不断采取有效的措施,提高勘探的效率,使未来的地质找矿工作更加顺利、更加高效地进行,为我国的经济发展做出新的贡献。

金属矿山论文:地质统计学在多金属矿山数字化中的应用

摘要:近年来,随着金属矿山数字化的迅速发展,使得地质统计学在多金属矿山数字化中的应用越来越重要,地质统计学在整个金属矿山数字化的研究中扮演的角色越来越重要。地质统计学包含的内容是非常丰富的,对整个矿业开发中涉及的地质技术经济参数具有重要意义,对矿业经济的发展起到促进作用。熟练的应用地质统计学,建立矿体的品位模型和相关的数学模型,对国家经济的迅速发展做出巨大贡献。

关键词:地质统计学 多金属矿山数字化 应用

一、前言

地质统计学是一门综合性的学科,既包含了地质学,也包含了统计学,是一门交叉性的学科。在对金属矿山的开发过程中,地质学的知识的非常关键的,没有相关的地质学知识对矿山的考=开发是不可能实现的。同时,将统计学也应用在对金属矿山的开发过程中,大大提高了矿山经济的发展,提高了多金属矿山数字化的水平,对整个国家经济的发展也起到促进作用。

二、地质统计学的概念和任务

地质统计学是一门交叉性的而且综合性很强的学科,介于地质学与统计学两门课程之间,它所包含的基本理论主要有两方面,分别是区域化变量和随机函数,一般变异函数是整个地质统计学的最基本的也是最重要的工具,而且还包含了一些其他基本的方法和知识,对于整个矿山的考察和开采过程都是非常重要的,都起到了关键的作用。

地质统计学的基本任务包含了许多方面,对于研究地质经济的发展状况和变化过程以及未来发展的趋势都具有指导性的作用,关乎着整个矿业经济的可持续发展。在地质统计学中,一般对矿山开采过程中,采用的都是矿床为基本开采单元的计算方式,都是以矿床来计算开采的储量,而且在地质统计学中,对整个开采过程都会有的指导方案,对开采方案和取样的方案都会有明确的指导,对矿山的储量级别会有最基本的判断,然后依照判断结果制定的方案进行勘察工作,从而提高了矿上经济的收入,将整个矿山的开采过程都进行的井井有条。将地质统计学应用在多金属矿山的开发过程中能够提高整个开采过程的数字化,而且现在随着计算机技术的迅速发展,将计算机应用在多金属矿山的开发中也会成为今后金属矿山开采的发展趋势,地质统计学的应用也为以后计算机的应用奠定了一定的理论基础,统计学在计算机建模中应用的是非常广泛的。

三、地质统计学在实际多金属矿山数字化中的应用

在对矿山进行开采工作时,整个矿山的地质、测量和相关的一系列采矿工作都是紧密联系的,必不可分的。矿山数字化技术正是将这些过程结合在一起的一个综合性的平台,是一种动态的、及时的的矿山开采过程中的手段,将对矿山地的勘察、测量、采集工作和对整个过程的管理工作集于一体,并应用地质统计学的方法达到具体的实现,所以地质统计学对金属矿山的数字化应用是非常关键的。将地质统计学应用在多金属矿山开采过程中,提高整个开采过程中的效率,促进矿山经济的迅速发展,提高国民经济收入水平。

(一)相关地质数据库的建立

地质统计学在金属矿山数字化的应用过程中,会依据相关的软件要求,需要建立相应的地质数据库,而且对于该地质数据库中必须包括钻孔、测斜和化验三部分。其中,钻孔表格包含的内容有钻孔号以及孔口的位置,对于钻孔的深度也有相应的要求;测斜信息主要包括钻孔的基本空间轨迹,测斜的深度、钻口的方位角以及倾角;化验表格主要包括的是化验样品的信息,也包含有最基本的钻孔号、样号以及化验的元素等信息。地质数据库建立是数字化过程中基本的一步,任何金属矿山的开采过程都应当建立相应的数据库,方便对相关内容的查询。

(二)数据的统计分析

地质统计学中关于数据的统计分析是关键的步骤,基本的统计内容包括了样品的总数信息、样品的均值、标准差、相关系数、变化系数以及样品的频率分布和品位分布信息。一般情况下是根据变化的系数信息来确定相关矿床的连续程度等,元素间的相关关系根据关系数进行确定,通过一定的数据统计分析后,了解了相关的样品品位的特征,对之后特异值的处理提供了依据。

(三)建立品位模型,进行储量的计算

品位建模一般是金属矿山数字化过程中的一步,品位建模过程中涉及的相关知识是非常多的,涉及到的方法也是比较典型的。一般情况下,都是根据相关统计的信息进行分析后,可以对地质周围信息的评估提供依据,然后通过分析后能够建立相关的品位模型。应用专业的软件进行模型模块的建立,应用现有的采矿方法,建模方法进行函数的分析,确定变异函数理论的参数值,从而建立的品位模型。

建立完品位模型后,结合相关的数据特征就可以进行储量计算了。储量计算是相关品位建模过程的一步,也是整个矿床品位模型的最终得出的结果。通过进行矿山总储量的计算,可以比较好的评估出边界品位的矿石总量。进行储量计算后,可以更好的进行矿石的开采工作,对建立好的开采方案提供依据。

四、结束语

随着矿山行业的的发展,相关的冶金技术的提高,金属价格的提高等,金属矿山数字化也已经势在必行了,将地质统计学应用在金属矿山数字化中已经成为矿山数字化必不可少的了。利用地质统计学的知识建立相关的模型,对相关的采矿模型进行化,调整相应的生产计划,提高金属矿山的经济效益。将地质学与统计学的知识有效的利用在矿上开采过程中,为之后矿山经济的可持续发展做出巨大贡献。

金属矿山论文:论我国金属矿山地质灾害与防治对策

[摘要]随着我国经济的快速发展,金属矿山的开采数量也在不断的增加,在金属矿山开采过程中地质灾害随时都有可能发生。因此,我们在金属矿山开采的过程中要采取相关的措施,制定相关的对策保障金属矿山开采的安全。

[关键词]金属矿山 地质灾害 防治对策

一、前言

我国拥有数量众多的金属矿山,在金属矿山开采的过程中可能发生地质灾害,对于地质情况在开采的过程中要制定详细的对策来应对各种地质灾害,保障金属矿山开采的安全。

二、矿山地质灾害

矿山开采依据地形条件、开采方式和采矿设计等实施开采,它区别于一般工程建设,即使明知开采条件不利依然进行,这大大增加了各种地质灾害发生的可能性。矿山开采主要分为露天开采与地下开采两种方式,露天采场中主要存在崩塌、山体滑坡和泥石流等地质灾害。地下开采主要存在地面塌陷、地面沉降、地裂缝和矿井灾害、突水、塌方、冒顶等。由于经济条件的影响,在矿山采矿设计中,只要能保障矿山开采过程中的安全进行即可,对矿山设计的边坡坡度较大,其规模随着开采深度的增加而变大,这不仅会影响地应力的自然平衡,还会导致人工边坡出现变形、破坏和位移。

在地下采场中,主要存在地面变形灾害和矿井这两种灾害,其中地面变形灾害主要包含塌陷、差异沉降和裂缝;矿井灾害主要包含突水、塌方等灾害。对于这两种灾害,应坚持尽量避免,提前预防,制定治理方案的治理原则。

三、金属矿山地质灾害的主要类型

1、冒项垮帮

地下硐室开挖后,由于御荷回弹,应力和水分的重新分布,常使围岩的性状发生变化,如果围岩承受不了回弹应力或重新分布的应力时,岩体就会产生变形或破坏,这种现象通常称作冒项垮帮。

2、水位下降、水质恶化

水位下降多是由于煤矿大面积、加深开采,造成地下水排放量不断增加,致使矿区及周围地下水水位急速下降,破坏了地表水与地下水的天然动态平衡。

3、泥石流

泥石流多是在山区沟谷中,矿渣肆意堆放,在暴雨期间,由于降水的突发性和强烈性,在短时间内促使矿渣向沟底排泄,而发生的矿山泥石流。

4、崩塌

多是由于采矿不按规范,乱采滥挖,随意在陡、斜坡上堆积岩体或矿渣,导致其在重力作用下或人为活动时脱离山体发生突然、快速的崩落、滚动的地质现象。

5、滑坡

主要是由于人为长期堆积在斜坡上的岩土体或矿渣等,在地表水、人为或重力作用下,沿着一定的软弱面(或软弱带)整体地向下滑动的现象叫滑坡。

6、地表开裂、塌陷

在地下开采矿体的过程中,由于破坏了原有地质环境的平衡,在多种动、静载荷的作用或外部条件的改变下,使地下矿体的上覆岩体发生移动和变形,导致地面开裂和塌陷。

四、防治方法类型

1、地质防治

金属矿山地质灾害是由于金属矿产的特殊地质属性所决定的,所以通过系统的金属矿山地质灾害分布特征研究,总结不同金属矿产易发地质灾害的规律,预测不同金属矿山地质灾害级别,划分不同金属易发主要地质灾害级别,开采中注意岩石属性、避开破碎带、合理设计开采工作,严格执行矿山防水设计,合理设置排水沟、挡水墙,并注重尾矿库选址中地质因素,通过地质成因研究,提出各个环节的防治措施,有重点、有目标的进行金属矿山地质灾害防治。

2、气象防治

金属矿山地质灾害易发的滑坡、泥石流等地质灾害,及水循环破坏、水体污染、大气污染等环境地质问题,往往都是突发性的天气变化导致,会导致上述地质灾害的发生,所以应该尝试探究降水量、风速等气象因素对地质灾害的影响,并提出不同气象参数的地质灾害响应级别。

3、人为防治

金属矿山地质灾害人为防治是重点,人为防治是现今地质灾害防治主要手段。主要是通过各级地质灾害点监测人员监测预警,这对地质灾害监测员的素质就有一定的要求,通过法规的制定、人员的培训、职责的明确、定期巡查、突发气象事件预警巡查等多种手段,强化人为防治作用。

4、技术防治

随着遥感技术、地理信息系统、高分辨率物探、地震技术、动态监控体系等新技术应用于地质灾害防治,金属矿山地质灾害中地表发生的地质灾害,都可以利用遥感等新技术进行预警和防治,建立区域台站,定期上报地质灾害监测情况,动态防治地质灾害。

五、具体防治措施

1、建立金属矿山地质灾害信息库

必须开展金属矿山地质灾害的普查研究工作,对灾害进行分类,掌握灾害的发生和发展趋势、潜在隐患。在广泛调查的基础上建立金属矿山地质灾害信息库和信息网络,确保信息畅通,保障信息资源共享,为分析灾害、防治灾害提供决策依据。

2、加强矿产资源开发的法制建设

应规范矿山企业的开采行为,合理开发矿产资源,处理好短期经济利益和长期发展的关系,把防灾减灾工作纳入企业日常工作中。政府要加强矿产资源开发的法制建设,将发展经济与防灾减灾结合起来,加强对资源开发和地质灾害的管理与监督。

3、加强矿山地质灾害防治研究工作

必须依靠科技进步,加强对金属矿山地质灾害防治的研究工作。对灾害的防治要以防为主,防治结合。对灾害的防要防源,在设计时应有论证报告。在生产建设中要贯穿矿山开发的始终。

4、增进工艺,综合利用

矿山废物资源化,是人们追求的目标,也是治理废弃物污染矿区环境的有效途径。积极推广有利于减少能耗、减少污染物排放的先进工艺和技术。凡是对固体废弃物合理有效利用的个人、企业和矿山,政府均给予一定的政策优惠和资金支持,并鼓励和引导矿山积极与相关学校、科研机构合作。

5、先估风险,方可开采

在实施矿山开采活动前,应根据矿区各类资源的赋存情况,对矿山开采后可能引起的生态破坏类型和程度进行评估、规划,并确定引起地质灾害后,采取的治理方法,以及确定开采者从事开采和生态重建的技术和经济能力等。

6、建网监测,及时预警

建立监测网络系统是防治工作的有效措施之一。在灾害易发区,设立监测网络系统,利用先进的监测仪器和电子计算机,对灾害进行较的、超前的预报预测,及时采取防范、撤离措施,减少不必要的损失。

7、因地制宜,综合治理

对于即将发生或正在发生的地质灾害,“因地制宜,充分利用”综合治理,延缓或阻止灾害的发生。对于滑坡、危岩体等灾害,则可实施灌浆、锚固等工程措施;而对潜在的地面沉降应及时采取人工回灌等措施。

8、设防基金,完善投入

矿山地质灾害的防治同其他灾害防治一样,需要一定的资金投入。否则,其防治工作无法实施。近年来,随着灾情的不断发生和损失增大,各级政府对其防治工作极为高度重视,国家财政每年拨出专款用于重点地质灾害的勘查和治理。

六、结束语

在金属矿山开采的过程中,不同的地域可能面临的地质灾害的类型不同,无论是什么类型的地质灾害我们都要采取相关的措施来保障金属矿山开采的安全。

金属矿山论文:基于价值工程的金属矿山安全经济效益分析

【摘要】安全经济效益和传统型的经营投资存在差别,安全投入无法带来直接显著的收益,安全的经济效益渗透到企业生产经营活动的每一个过程,安全经济效益是潜在的一种力量,因此需要对其采取量化分析的方式来深入研究,有助于体现企业中安全投入的实际价值。分析金属矿山的生产状况来看,其安全生产的形势良好,但是仍然存在很多的恶性事件,安全生产的形式相对严峻,根据资料显示,2013年,金属矿山企业一共发生伤亡事故798起,死亡人数912人。很多金属矿山企业对于员工的安全重视度不足,缺少安全意识,认为只要没有安全事故发生,企业的生产过程就是十分安全的,前期为了避免安全事故的投入都是浪费行为,忽视了安全投入的重要性,文章主要基于价值工程的金属矿山来分析其安全经济效益,利用量化价值的方式来展现金属矿山的安全经济效益。

【关键词】价值工程 金属矿山 安全经济效益

一、前言

随着社会进步和经济发展,安全生产的理念更加突出,国家在安全生产领域也在不断努力,制定了很多规章制度来提升生产的安全性,对企业的生产安全提供规范和制约,企业安全生产的概念着重体现在矿山企业中,根据不统计,国内金属矿山的死亡人数庞大,是国内除了道路事故和煤矿事故之外的第三大安全事故集中地,安全事故的产生对社会稳定造成负面影响,增加了社会的不安定因素。很多金属矿山企业面对安全事故采取忽视或者简单处理的方式,在安全投入上缺乏实际行动,因此文章立足于此,分析金属矿山的安全经济效益,安全经济效益能够帮助企业认识到职业安全的价值体现,督促企业实施安全监督和管理,有助于降低安全事故的产生,促进社会和谐。

二、安全经济效益

安全经济效益表现在很多方面,能够充分体现出企业的综合效益,例如,其中的社会效益和经济效益,金属矿山的安全经济效益可以通过量化的形式来反映,例如,事故的直接损失下降了多少等,但是多数的企业安全经济效益无法通过量化的数据来显示,甚至部分可以采用数据显示,但是无法用具体的货币量表示,例如,劳动条件的改善,员工劳动强度的降低、生产的安全性操作和劳动者安全意识的提升幅度等。根据安全经济效益的定义可知,对其进行量化的值可以表示成,安全效益=安全产出量-安全投入量,相对值可以表示成,安全效益率=安全产出量/安全投入量*。

就某种层次上来看,诸多关系到安全经济效益但是无法通过量化指标来展示的东西更能够展现出企业的安全经济效益本质。分析安全经济效益的表现形态可知,其在时间上存在很大差异,分成近期和远期两部分,在效果上也存在很多差异,例如,直接效益和间接效益两种。分析安全经济效益的间接性,其本身不会直接的物质生产活动,其主要通过减少事故发生来减少人员伤亡,降低财产损失,由此来体现安全经济效益的价值,体现出一种间接价值。安全经济效益还具有后效性,安全在降低安全事件、减少经济损失是一个长期的过程,需要在长时间的考验下或者意外事件发生的时候才能体现出价值,因此安全经济效益具有显著的后效性。分析安全经济效益的长效性,其在措施实施过程中有效,在措施功能缺失之后依然会发挥作用,例如,对核污染进行防治之后,当下产生作用,同时产生了长效利益,为后代人造福。

三、安全经济效益的估算

(一)安全投入的估算

企业的安全成本主要包含了生产计划阶段的成本开销、运营过程中的成本开销和生产损失部分,因此需要分别介绍各个阶段的成本和损失,首先分析生产阶段的成本开销,主要包含对生产要素的资金投入,其中包含人员的培训和指导、设备工具的购置、物料、方法和制度的确定、环境的确定等都需要一定的资金投入。其次来分析针对可预见事故的预防成本投资,例如,生产设备停止工作、危险作业和员工受伤的情况时,企业需要在设备和救助上花销。企业在环境保护和公共安全上的投资、企业运营过程中安全成本的投资,企业在固定费用上的开销,变动费用开支、保险费用开支、特殊费用开支等构成了企业的安全投入。

(二)安全事故经济损失的估算

安全事故的经济损失,主要包含:及时,直接经济损失,其主要项目涵盖伤亡支出费用、财产损失费用、救援费用和善后费用。第二,安全事故的间接经济损失,主要指员工生命安全、健康和环境等不良影响上的损失,很难对其进行精准的量化,常使用“直间比”的系数进行粗略的估算。

四、金属矿山安全经济效益分析

安全经济效益分析显示出安全在经济生产过程中的重要性,安全经济效益有助于提升资源的利用率,能够对企业的安全活动进行衡量,分析其好坏、安全设计、安全目标和安全规划是否符合企业发展需求。金属矿山工程十分复杂,作为系统性较强的工程来看,其发生安全事故的潜在危险因素是必定存在的,且危险因素处于变动的状态中,因此为了避免危险因素,需要通过安全投入来阻止,形式上是一种劳动消耗的状况。

首先来分析金属矿山安全投入“减损效益”,安全投入的减损收益主要通过金属矿山的安全投入来计算出事故总量和事故损失,通过事故损失的减少来衡量收益,因此减损效益等于前期的无安全投入中事故损失和安全投入之后事故损失的差额,根据事故损失理论来看,事故损失的大小主要受到事故类型和事故严重程度和企业的事故防范能力的影响,在其他因素固定的时候,金属矿山的安全防范能力主要受到安全投入的影响,因此可以将事故造成的损失看作是金属矿山安全投入的函数I,事故损失定义为L函数,因此两者之间的关系可以表示成:L=f(I),由此可见,当f(I)≤0的时候,公式呈现单调递减的状态,说明事故造成的损失会随着安全投入的增加降低,当安全投入无穷大的时候,事故损失接近于固定的数值,主要原因和金属矿山的危险作业有关,更高的安全投入也无法降低安全事故的产生。当企业的安全投入数量保持一定程度的时候,其安全水平相对固定,在此基础上增加安全投入效益有限,甚至出现安全效益降低的状况。根据安全经济效益的性质,将企业的减损收益和安全投入通过关系曲线来表示,详情见下图。

其次来分析金属矿山安全投入的增值收益,增值收益主要表现在安全投入对金属矿山企业的技术保障和功能保障,是对金属矿山企业的一种维护,不断企业什么时候发生安全事故,其生产保障和维护作用都是一直存在的,且该种作用贯穿于企业经济运行的全过程。针对于金属矿山企业而言,安全管理水平提升、员工的安全意识水平提升、生产作业条件的提升等都是安全投入的内容,都可以利用安全增值效益来对其进行衡量。

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