矿山建设工程(6篇)
时间:2024-02-05
时间:2024-02-05
关键词:数字矿山;矿山测绘体系;数据获取;数据加工;矿山应用服务
Abstract:Inrecentyears,minesurveyingandmappingapplicationsincreasinglybroadened,measurement,suchasmining,mineplanninganddesign,topographicmaps,measurement,therefore,anurgentneedtoestablishaperfectminesurveyingandmappingsystem,itscorecontentmainlyincludesthreeaspects,namely,dataacquisition,dataprocessingandminingapplications.Theestablishmentandimprovementofthesystemwilllargelypromotethedevelopmentofdigitalmine,andwillleadthesurveyingandmappingthedisciplinehasenteredanewstageofdevelopment.
Keywords:digitalmine;minesurveyingandmappingsystem;dataacquisition;dataprocessing;miningapplicationservices
中图分类号:TD1文献标识码:A文章编号:
1引言
矿产资源勘查开发水平的提高,有力支撑了国民经济建设,并加快了社会发展的步伐,然而,在矿业发展过程中也存在诸多问题。通过全国范围内开展的矿业权实地核查和矿产资源利用现状调查项目,实现了对矿产资源情况进行调查摸底的目的,在这一过程中,矿山测绘提供了可靠的基础性数据。作为矿产勘查开发的基础技术支撑,矿山测绘有着举足轻重的作用,应用领域也日渐拓宽,如:矿山控制测量、矿山规划设计、地形图测绘、采掘工程平面图测绘、矿山开拓工程放样、土方测量计算、岩层及地表边坡移动沉降监测等等。内外业测绘成果的质量直接影响了矿山规划、开拓设计、生产建设、施工安全及各类矿山报告的编制等。因此,建立有效的矿山测绘体系、组建专业矿山测绘技术队伍、引进先进矿山测绘仪器是当前发展矿山测绘、建设数字矿山的先决条件。
2矿山测绘现状
矿山测绘是矿产资源勘查开发过程中的一项重要的基础性技术工作,其在矿山勘查、设计、建设和安全生产等方面提供了重要的参考信息。矿山测绘作为一个独立的技术分支,在我国各地矿局、地勘单位均设有相关机构,各个矿山企业也拥有自己的测量队伍,但技术水平参差不齐。一些矿山使用测量仪器较落后,测量技术人员现抓现用,测量成果质量低劣,直接影响了矿山开发及生产建设。类似问题在开展全国范围的矿业权实地核查的过程中已有体现,寻根溯源均归结于矿山测绘基础数据的质量。
3矿山测绘体系基本架构
随着数字地球(DigitalEarth,DE)和数字中国(DigitalChina,DC)等数字化的概念和体系的不断完善,数字矿山(DigitalMine,DM)近年来也得到了足够的重视,并取得了较大发展。
所谓数字化矿山,即采用现代信息技术、数据库技术、传感器网络技术和过程智能化控制技术等,在矿山企业生产活动的三维尺度范围内,对矿山生产、经营与管理的各个环节、各生产要素进行网络化、数字化、模型化、可视化、集成化和科学化管理。根据实际应用需求,建立矿山规划设计、矿山安全生产管理、矿山应急救援指挥、矿山经营管理、矿山办公自动化等应用系统,从而保障矿山企业的安全生产与经营管理,并实现业务流程数字化,同时加工成新的信息资源,迅速准确地提供给各层次的管理者,以便动态掌握信息,特别是矿山安全生产过程中的实时信息监测、收集、分析、预警①,进而作出正确决策,实现资源的合理配置。
新的矿山测绘体系是数字矿山发展的新需要,它将为数字矿山的建设提供广阔的空间基础数据资源,新型矿山测绘体系核心内容主要由矿山基础数据获取、数据加工处理和矿山应用服务三方面构成。
3.1矿山测绘基础设施
矿山测绘的基础设施是保障各项测量工作得以开展的前提条件。引进先进的适合矿山生产建设的设备,如全站仪,GPS卫星接收机、移动变形监测等测量仪器,实现外业仪器数字化、自动化和智能化。除此之外,还要收集整理矿山现有的各类资料,进而转化为建设数字矿山和矿山测绘系统所需的数字化基础信息,在此基础上,建立与其匹配的软、硬件平台。
3.2数据采集与获取
数据采集与获取是矿山测绘工作的关键所在。矿山测量主要通过矿山地面和地下三维空间的测量、定位与制图、矿体几何、储量管理、开采监督、开采沉陷观测及开采损害防护等方面的工作实现数据的采集与获取。
矿山测绘数据采集获取基本任务是:
①建立矿区测量控制基础,主要采用大比例尺地形图和地籍图测绘的方式;
②对矿区地面和井下各工程建设进行施工测量、验收测量;
③通过摄影测量,对矿山生产建设中的重要环节及重要事件的影像资料进行采集记录;
④对矿产、土地等资源的开发和利用状况进行检测和监督;
⑤对岩层与地表移动观测进行研究,对露天矿边坡、尾矿坝、排土场等矿山工程进行变形监测③。在数据采集的过程中,矿山测绘队伍的完善、测绘技术的更新、测绘成果的质量显得尤为重要。为了保证该项工作的顺利进展,需对测绘成果数据建立严格的监督、审查和验收制度,从而为矿山企业提供优质可靠的基础数据。
3.3数据加工处理
数据加工主要包括数据编辑、信息提取、数据综合处理等环节。将获取的图形、图像、文本等基础数据加工成生产成品数据,以满足具体应用需要。主要表现在如下方面:
①编辑、输出各种地形地质图、采掘工程图、矿山专用图、矿产形态图、矿产信息图等多种图件;
②利用获取的基础数据制作矿山专题;
③对矿山灾害点及重要工程监测数据进行分析评价,为留设保护矿(煤)柱和安全开采提供资料;
④制定和实施矿山生产计划、规划设计等。
随着数字矿山随着矿山动态监测和数据的实时更新,空间数据库也将逐步完善、通过各种测量数据与GIS系统的对接处理,数字矿山的建设也将初具雏形,它将为矿山提供专业模拟、系统分析和应用服务等功能。
3.4应用服务
矿山测绘成果数据经加工处理后将最终服务于矿山。结合成果图件和数据,达到灾害预警、矿区环境监测、土地复垦、环境治理与保护的目的。为矿山生产建设和决策提供基础信息支持,应用拓扑关联实现信息的空间查询、分析和输出,在开放接口的同时施以数据访问控制,服务于生产调度和指挥管理。
4结束语
矿山数字测绘体系为空间数据的获取提供系统的技术支持,基础数据来源渠道广,获取手段日益先进。GPS、GIS、遥感等测绘学科的核心技术,在矿山测量领域不可或缺。这些先进技术的飞速发展与应用,促使矿山测量取得了长足的进步,其理论研究和实际应用的不断发展和完善,必将为矿山发展做出重大贡献,随着矿山测绘体系的逐步健全及其在矿山服务中的重要体现,数字矿山的建设与发展也将得到应有的重视,引导测绘学科步入一个新的发展高度。
参考文献
[1]王进选.数字矿山建设中的矿山测量[J].技术与创新管理,第30卷,第5期.
一、指导思想
以新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的和二中、三中、四中全会精神,坚持新发展理念,坚持高质量发展,严格执行相关法律法规和规程、标准,深化合规达标创建,提升标准化建设水平,加大标准实施指导检查与监督,促进非煤矿山科学开采、高效利用、安全生产、绿色环保、矿地和谐,着力提升非煤矿山基础能力和现代化水平,提高企业竞争力,为非煤矿山行业高质量发展奠定基础。
二、目标要求
通过开展标准化建设提升行动,全市非煤矿山标准化水平进一步提升,达到下列6个方面18项要求。
(一)基本要求。
1、矿山生产建设依法合规。证照齐全,程序完善,遵纪守法;
2、矿山生产经营高效有序。管理规范,运转高效,安全环保。
(二)开发利用。
3、矿产资源开发按照核准(备案)内容和批准的开采设计实施;
4、矿石开采和选矿加工工艺、设备先进适用,能耗达标,资源开发利用“三率”符合设计指标要求;
5、采用资源节约、环境友好的采选加工方式,开发与保护并重,减少对生态环境的破坏,避免造成环境污染;
6、保护和充分利用矿区水资源,综合利用各类废弃资源。
(三)生态环境保护。
7、废气、噪声、作业扬尘防治措施合规达标;
8、固废、废水等废弃物放置、处置、排放合规达标;
9、落实矿山地质环境保护和土地复垦、水土保持等措施,开采与生态修复同步进行;
10、落实露天采场、排土场、废石场、尾矿库、塌陷区、采空区的覆盖、绿化、充填等治理措施,防止水土流失和地质灾害发生;
11、积极创建绿色矿山。
(四)安全生产。
12、企业安全生产主体责任进一步落实,安全管理制度健全完善,安全风险管控隐患排查治理实现常态化;
13、安全生产系统硬件条件进一步改善;
14、安全生产标准化达标等级巩固提升;
15、按矿山设计规范组织建设生产,无边建设边生产、不验收合格投入生产、超能力生产行为;
16、杜绝重特大事故、遏制较大事故,有效防范一般事故。
(五)科技创新。
17、加大科技创新投入,推进生产技术工艺装备现代化、开采机械化、选矿加工自动化、关键流程数控化、生产与安全管理信息化;鼓励有条件矿山提升采选智能化水平。
(六)矿地和谐。
18、企业诚实守信,加强职工人文关怀,矿地共建共享。
三、重点任务
重点从提升企业基础能力、深化对标达标、组织开展标准化活动等方面,扎实开展非煤矿山标准化建设提升行动。
(一)提升企业基础能力。
1、严格依法合规办矿。全市非煤矿山行业进一步增强法治观念,严格遵守矿产资源、规划建设、生态环保、安全生产、行业管理等法律法规和政策规定,提升非煤矿山法治化、规范化水平。
2、不断提升矿山硬件条件。新建和改扩建非煤矿山必须符合行业发展规划、产业政策、行业准入标准和相关技术标准、规范和规程要求。现有矿山要加大升级改造,提升矿山技术装备及标准化水平。及时淘汰非煤矿山明令禁止使用的设备和工艺。不具备改造升级条件,达不到相关强制性政策标准要求的,依法通过资源整合、关闭等市场或行政方式有序退出。
3、夯实矿山标准化管理基础。进一步完善非煤矿山企业组织机构设置,按要求配备采矿、机电、通风、地质、测量、爆破作业等专业技术力量,完善规章制度,规范企业管理,加强员工培训,强化作业现场管理,夯实企业管理基础,提升企业管理水平。参照《非煤矿山企业标准框架体系参考目录》(附件2),建立健全并实施由技术标准、管理标准、工作标准三大标准体系所构成的矿山企业标准体系。
(1)加强技术标准化:突出技术标准在企业标准体系和标准化建设中的核心地位,切实加强技术管理工作,认真组织各种类、各层次技术标准的贯彻和实施。通过技术标准化管理,在标准化管理的科学方式和正确思维指导下,在“标准”的基础上,建立行之有效、内部统一协调的技术管理系统,促进技术标准的不断完善和全面贯彻、实施,实现管理目标。
(2)加强管理标准化:重视管理标准的制定、执行和考核,实现企业管理标准化。在详细调查研究的基础上,制定出符合矿山自身实际、切实可行、便于考核的管理标准并认真组织实施;要采取有效的方式对管理标准化的绩效进行考核,总结推广成功的经验和及时纠偏;克服以往标准化工作中存在的忽视管理标准化的倾向,保证矿山技术标准化管理得以持久和有效,杜绝管理中的非规范化行为的出现。
(3)加强工作标准化:结合矿山实际,研究规定各岗位、各个具体人在生产经营活动中应尽的职责和应有的权限,对各岗位工作的量、质、期以及考核要求做出规定,科学制定工作标准;认真组织实施工作标准;对工作标准的完整性、贯彻情况、取得的成效进行严格考核。
(二)深化对标达标。
1、深化非煤矿山建设规范化标准化。严格执行国家和我省关于非煤矿山建设工程管理的规定、规程、规范和标准,认真贯彻落实《省非煤矿山管理条例》,按照《省铁矿等十四个矿种采选行业准入标准》(皖经信非煤〔2018〕32号)、《省非煤矿山建设工程项目管理规定》(皖经信非煤〔2015〕301号)、《省非煤矿山采矿工程初步设计编写大纲》(皖经信非煤函〔2010〕909号)、《金属非金属地下矿山生产技术规程》(DB34/T2317-2015)等要求,进一步提升非煤矿山建设项目管理规范化标准化水平。
2、深化非煤矿山安全生产标准化建设。非煤矿山企业要进一步落实企业主体责任,按照《企业安全生产标准化基本规范》(GB/T33000-2016)、《企业安全生产标准化评审工作管理办法(试行)》(安监总办〔2014〕49号)和相关要求,深化安全生产标准化建设,提升安全生产标准化达标等级。
3、强化非煤矿山作业扬尘防治。按照《省非煤矿山管理条例》和相关标准,深化矿山开采区、矿石加工区、矿区专用运输道路、成品料堆场、排土场等重点区域和剥离、穿孔、爆破、铲装、破碎、筛分、堆存、运输等重点作业环节的综合防尘措施,实行全过程有效防治管控,从源头上减少扬尘污染。生产矿山防尘措施覆盖率达到100%,矿山主要运输道路,矿石加工区道路及作业场地基本实现全面硬化。
4、推进非煤矿山绿色发展。按照《关于加快建设绿色矿山的实施意见》(国土资规〔2017〕4号)、《省绿色矿山建设工作方案(2017-2022年)》,对照国家、省、市绿色矿山建设相关标准和要求,以绿色矿山创建为抓手,推进非煤矿山的绿色发展。新建非煤矿山要100%达到绿色矿山建设要求,生产矿山加快改造升级,逐步达到要求。各县区非煤矿山行业管理部门要积极参与指导检查非煤矿山绿色矿山建设工作。
(三)开展标准化活动。
企业标准化是一项需要企业全体职工共同参与的工作,非煤矿山企业应结合实际,组织开展标准化知识普及宣传和重要标准的宣讲、培训;开展标准化绩效评价、问题研讨及学术交流等活动,不断提高职工对标准化工作重要性的认识,提升职工标准化知识的积累和自觉践行标准化的意识,使企业标准化具有广泛的群众基础。
四、方法步骤
非煤矿山标准化建设提升行动总体时间安排为2年,至2022年底结束。
(一)动员部署阶段(2022年4月底前)。各县区非煤矿山行业主管部门要按照本方案的要求,结合本地非煤矿山标准化建设现状,制定本地具体实施方案,细化活动的目标、主要工作任务及实施步骤。各县区非煤矿山行业主管部门要精心组织进行动员部署,向非煤矿山企业宣讲行动方案,使其明白行动内容、标准和时间节点要求,从而自觉的做好自身工作。各县区的实施方案请于2022年4月底前报我局。
(二)组织实施阶段(2022年5月—2022年10月)。各县区非煤矿山行业主管部门围绕提升行动的目标要求,督促矿山企业对照《非煤矿山标准化建设提升行动重点对标目录》(附件1),认真梳理自身存在的问题和不足,制定有针对性的行动方案和具体改进计划,以提升企业基础能力为出发点,深化对标达标,开展标准化活动,有计划、按步骤的加以推进。要充分发挥非煤矿山技术服务中介机构在标准化建设中的作用,加强督促检查和调度,确保提升行动扎实有效开展。各县区辖区内非煤矿山企业自查填写《市非煤矿山标准化建设提升行动计划表》(附件3),并于2022年9月底前汇总报我局。
(三)总结提升阶段(2022年10月—11月)。各县区非煤矿山行业主管部门认真总结本地开展非煤矿山标准化建设提升行动的情况,总结取得的成绩,分析存在的问题,提出下一步工作措施和建议。各县区总结材料于2022年10月底前报我局。
五、工作要求
(一)坚持目标导向,强化责任担当。非煤矿山标准化建设是实现企业管理现代化和高质量发展的基础和重要手段。各县区非煤矿山行业管理部门要提高政治站位,充分认识开展非煤矿山标准化建设提升行动的重要意义,坚持高质量发展目标导向,强化责任担当,增强行动自觉,积极宣传国家标准化的方针、政策、法规,把组织开展非煤矿山标准化建设提升行动作为加强行业管理的重要抓手,全过程抓紧抓细抓实,确保标准化建设提升行动扎实开展。
(二)坚持问题导向,强化过程管理。各县区非煤矿山行业管理部门要结合本地实际,多措并举,指导非煤矿山企业全面查找标准化建设存在的薄弱环节,明确专项行动的具体内容、目标要求、工作措施、进度安排等要素,制定问题清单,建立整改提升台账,保障矿山标准化建设所需的资金投入,认真组织实施。要加强调度指导,强化过程管理,加强对专项行动开展情况的督查,督促企业逐条逐项推进落实。
关键词:矿山建设,项目管理
中图分类号:TD221文献标识码:A
项目管理就是指在项目的执行过程中,对项目周期4个阶段(项目启动、规划、执行、结束)的各项工作进行计划、组织、协调、指挥和监督控制。其目的是要从组织和管理的角度采取措施,确保项目总目标
一、项目管理在矿山建设中的应用分析
1、矿山建设特点
(1)建设周期长、投资额大。一般的煤矿建设项目至少需要几年的时间,投资额巨大,要求加强建设项目的管理,提高投资效益。
(2)矿山地质条件复杂,建设过程中不可预见的因素多。
(3)建设工作准备周期长、工程量大。
(4)矿山建设多属地下作业,工作地点狭窄,施工条件恶劣,运输调度系统复杂,资源消耗大。
2、矿山建设项目管理
新矿井的建设是全程应用项目管理的基本建设过程。这一过程是遵循基本建设法律和建设程序的先后顺序来进行的,其工作依次是资源勘探、可行性研究、设计、施工、生产准备、工程验收和交付使用。在这全过程中,可以按项目的形式进行管理,根据形式的不同,可以分成资源勘探项目、可行性研究项目、矿井施工项目等几个相对独立的项目来管理,也可以按一个全过程的项目来管理。无论如何来划分项目,项目管理的内容和所使用的管理工具、方法大体上是一致的。在建设过程中,涉及的单位众多,有建设单位、施工单位、研究单位、勘察设计单位、建设监理单位、生产厂商、政府主管部门与质量监督和检测机构、咨询单位等。煤炭企业作为建设单位,只有运用现代项目管理方法,从各个环节上加强管理,协调好参加建设各个方面的关系,才能实现巨额投资的预期效益。
3、煤炭企业矿山建设项目管理要点
(1)项目管理组织形式
为适应项目特点和客户的需求建议采用矩阵式组织结构组建项目办公室负责项目管理工作。在矩阵式结构中,项目负责人既是项目经理又是部门经理,在领导项目时,对项目的结果负责,同时又对职能部门的业务负责,矩阵式结构有效地利用了企业资源,减少了部门间工作的冲突,增加了横向沟通,使部门经理有机会通过领导和参与各种项目,获得更多领域的知识和技能,丰富多部门、多专业管理的经验
和阅历,使他们的个人价值得到提高,能够胜任未来的高层职务,获得职业上的发展。
(2)项目的分级管理
在企业中同时有许多项目需要执行,但由于资源、时间等条件的制约,很多项目不能同时进行,要么推迟一个或多个项目,要么降低一个或多个项目的要求。这就需要对企业多项目进行分级管理。根据项目涉及的范围和复杂程度、项目管理的内容、项目管理人员的知识和能力等要素,按项目的创新程度分创新级、改善级和保持级。根据级别的不同对项目进行评价后,企业考虑实际的资源情况,对不同级别的项目进行启动时间、范围和完成时间的调整,甚至可以确定暂不执行。
(3)信息管理和文档体系
企业各个项目在其执行的过程中会产生很多报告、合同、图纸、照片、音像等的文档资料,矩阵式组织结构决定了项目经理不可能有足够的精力管理项目文档,原有分散型的项目文档管理方式已经不能满足企业项目管理发展的需求。因此要高效、有序、规范地管理项目文档,在企业项目分级的基础上,制定项目信息管理的组织和流程,针对不同级别的项目制定与之相适应的项目报告制度和档案管理制度。项目文档能反映项目进展状况,并及时通报出现的问题,提出解决的方法。
(4)各种项目管理工具
常用的项目管理的工具包括两大类:识别问题的工具和分析解决问题的工具。识别问题的工具包括思维图、甘特图、帕累托图和流程图等。分析和解决问题的工具包括里程碑计划、网络图、因果图、控制图。
(5)人力资源的开发与培养
企业项目管理需要具有一定经验和相关资质的项目管理人员,为此企业应定期为员工提供项目管理方面的辅导和培训,同时制定内部招聘及竞争上岗制度、部门职能划分及工作说明书编定制度、重点人才学历教育企业资助制度。这样才能有效地激发员工自我开发的积极性,规范管理者和员工在人力资源开发活动中的职责和义务,保障企业和员工双方的利益,满足企业各类项目人才的需要,保证企业各级项目的连续开展。
(6)公平合理的绩效考评体系
良好的考核体系能充分调动企业员工的积极性,提高他们的工作绩效。因此在考核方面,对管理人员、部门经理等各级人员的绩效评价中加入项目管理的内容,对各级负责人除了考核职能工作业绩外,还考核作为项目经理的业绩,进行综合评估。对参与项目人员在提升、奖励、绩效考核方面有优先的权重。
二、建设项目管理实例
1、大雁三矿建设项目基本情况
大雁三矿是大雁集团公司的接续矿井,井田位于大雁东部煤田的西南部,地理坐标东经120°35′,北纬49°15′。面积28.541km2,总资源储量为50948.1万吨,其中:A级:5694.4万吨;B级:10959.0万吨;C级:34294.7万吨。设计生产能力为300万吨/年,设计服务年限77.6年。
大雁三矿1994年12月12日正式破土动工,历经国家政策改变等原因一度停缓建,在这期间建设单位适时调整建设思路,将矿井建设与国家政策、市场行情、地区经济发展相结合,确定了分期建设滚动发展的建设思路,将矿井分为两期建设,一期生产能力为180万吨/年,于2005年12月19日成功建成并进行联合试运转。2013年通过升级改造达到300万吨/年的生产能力。达到了生产经营与长远发展相结合的目的。
2、大雁三矿建设项目管理创新
(1)项目管理模式创新
建设项目管理运用市场经济的三大机制、项目管理的知识体系、建设项目管理的“四控三管一协调”和建设项目四项制度,创立了大雁三矿建设项目管理模式。
(2)时间控制创新
项目启动前周密规划,用网络技术确定关键线路。施工组织中创“多维平行作业”和“无弱链管理”及“滚动工序法”等管理措施,比常规建设速度提高35%以上。
(3)质量控制创新
优选建设队伍,加强材料、措施、工艺及施工过程验收,采用新材料和新施工技术,签定质量合同负赔制。已竣工的工程,单位工程质量全部为优良。
(4)风险管理创新
建立了成套的风险管理机制,重要里程碑转折点和关键技术,聘请专家咨询和论证,逐步形成了专家决策系统。建立了煤矿安全生产风险预控管理系统,推行精益化管理,强化作业流程控制,促进了矿井的安全生产。
(5)沟通信息管理
信息沟通贯穿整个项目运行过程,除常规的工作例会、现场会、通知、专访、座谈、慰问等形式外,还建立了矿区信息平台网传输系统,使各项环节信息沟通反馈在1h内完成,能够做到信息畅通,人际关系协调和谐,形成了人性化管理的项目文化。
Abstract:PanzhihuaCityregardsthe"enhancement,virescence,clearness,beatifying,normalizationandstandardization"ofsurfacestructure,equipmentandmanagementoftheminingareaasthekeypointsofsocialistnewmineconstruction,comprehensivelypromotingthestandardizationconstructionofcoalminebasicproductionandlivingfacilitiesandthesurroundings.Consideringthecurrentperipheralsecuritysituation,newrockbreakingtechnologyisusedinconstructiontoachievetherequirementsofbeatifying,normalizationandstandardization.
关键词:新型破岩;工程技术;矿山建设;应用
Keywords:newrockbreaking;engineeringtechnology;mineconstruction;application
中图分类号:U455.6文献标识码:A文章编号:1006-4311(2013)28-0136-02
1实施背景
姚家坪煤矿孙家湾井建设社会主义新矿山实施中,矿部外面矿区混凝土公路高边坡侧有两段长约30米、宽2米、高2米、土石方量约120m3的突出山包,造成公路窄、弯道多、通行视野差,影响企业形象和行车行人安全,需要将此路段的山包岩石进行破碎清除;当时修路采用凿岩机械设备进行破岩,效果不好而放弃;如采用通常炸药爆破,一是公路周围有许多民房建筑会受到影响,二是全市煤矿已停产,炸药已全部收回,申请炸药程序繁琐且短时间办不下来;从高效、安全角度考虑,对孙家湾井矿区道路边坡采用新型破岩技术进行施工,从而达到美化、规范化、标准化的要求。
2无声破碎剂的作用原理
它是将一种含有钼、镁、钙、钛等元素的无机盐粉末状静态破碎剂,用适量水调成流动状浆体,直接灌入钻孔中,经水化反应,使晶体变形,随时间的增长产生巨大膨胀压力(径向压应力和环向拉应力),缓慢地、静静地施加给孔壁,经过一段时间后达到最大值,将混凝土或岩石胀裂、破碎。因为一般被解体的岩石或混凝土均属脆性材料,脆性材料的抗压强度大,抗拉强度小,其抗拉强度远小于抗压强度。岩石的抗拉强度为4-10Mpa,混凝土的抗拉强度约1.5-3.0Mpa,约相当于其抗压强度的1/10-1/20。而通常静态破碎剂的膨胀压力可达30-50Mpa。所以,合理的破碎设计(装药量、孔径、孔深和孔间距的确定)是能够使孔眼周围的介质受到充分破坏的。只要约束继续存在,破碎剂就有持续产生或残留一定程度的膨胀压力的性质,因而能继续增大或产生新的裂缝。经测定,在温度为20℃、水与破碎剂之比为0.3:1时,其体积将自由膨胀四倍。静态破碎法(静态爆破技术),是近年来发展起来的一种破碎(或切割)岩石的新方法,亦称静力迫裂和静力破碎技术。
3采用这种破岩技术的必要性
炸药和雷管爆炸时,在极短的时间里释放出极高的能量,产生极大的压力,因而引起“乱石横飞,硝烟弥漫”。后来,人们研制高能燃烧剂,它主要以金属氧化剂和金属还原剂组成,这种高能燃烧剂的反应热大于炸药,而燃烧速度却是炸药的百分之一,是一种低速“炸药”,在爆破物体时,仅产生少量的声响、震动、炮烟和飞石,燃烧剂组分(以铝和镁为主要成分)均为无机物,不会产生有毒气体,也不需要雷管起爆。这是控制爆破技术的一大进步。
然而,不管炸药还是高能燃烧剂,在爆破时都会产生声响、震动、炮烟和飞石,对环境产生有害影响。特别是在有人、有建筑物、设备和交通要道附近,用炸药爆破岩石是非常困难的。因此人们渴望研制出一种安全、可靠的静态“爆破剂”。1981年,原中国建筑材料科学研究院在膨胀水泥的研究基础上,成功研制出无声破碎剂(HighSoundlessCrackingAgent,简称HSCA),1983年该成果通过部级技术鉴定。HSCA是一种由无机化合物和有机化合物组成的膨胀粉末,它与水拌成浆体,灌入混凝土或岩石的钻孔中,产生30-80MP。经过6-24h便可在无震动、无噪声、无飞石和无毒气的情况下,把混凝土和岩石破碎。专家们一致认为:“SCA对爆破技术是一项重要的补充和发展,填补了我国一项空白,有广阔的实用意义。”无声破碎剂(SCA)自1983年投入工业生产已有近30年历史,总销量超过20万t以上,主要应用于石材荒料开采和岩石破碎。
而我矿需要破碎的岩石在矿区公路的高坡边,是在有人、有建筑物、设备和交通要道附近,用炸药爆破岩石是非常困难,只能选择用高效无声破碎剂来破岩。
4工程实施
4.1被破碎岩石的特性:是一种很硬的岩石,适合用高效无声破碎剂来破岩(见图1)。
4.2工程施工设计:我们收集和整理了利用新型高效无声破碎剂在破岩工程中大量运用的资料和过去曾经在我矿的应用情况,我矿选择的破岩工程工艺参数见表1。
4.3施工设备和施工人数(表2)
4.4破岩工程设计参数示意图(图2)
4.5钻孔示意图(图3)
4.6高效无声破碎剂(即HSCA)的选型:高效无声破碎剂(即HSCA)是一种具有高膨胀性能的粉状无机材料,经回转窑煅烧,以氧化钙为主体,加入适量外加剂共同粉磨制成。执行JC506无声破碎剂行业标准。此次高效无声破碎剂选用的是,石家庄市功能建材有限公司生产的兆华牌“高效无声破碎剂”,型号:HSCA-Ⅱ,执行标准:
JC506-92。
4.7高效无声破碎剂(即HSCA)的使用量:6-10kg/m3。
5工程施工方法
5.1安全警示施工操作人员必须作好安全防护,佩带胶皮手套及防护眼镜,灌孔后直至开裂前不得靠近、直视孔口,以防喷孔造成伤害。
5.2破碎剂搅拌倾斜孔用HSCA的水灰比为0.25~0.30,先把约1.5升的洁挣水注入搅拌容器中,再缓慢加入一袋HSCA(按HSCA重量的30%加水),搅拌均匀,使其具有良好的流动性。用人工搅拌成均匀的浆体,不得有结块。
5.3破碎剂充填填孔之前必须将孔清理干净,不得有水和杂物。对于垂直孔可以直接把HSCA浆体倾倒进去,灌孔必须密实,不必封堵孔口。一次搅拌数量不宜过多。搅拌后的HSCA浆体要立即灌孔,不得延误,否则,流动性及破碎效果都将受到影响。
5.4养护攀枝花地区温度较高,降雨较少,一般不必专门养护;如遇雨天要加盖油毡或塑料布,以防雨水浸入。
6施工安全措施
①HSCA施工时必须佩带乳胶手套及防护眼镜。②灌入HSCA时,绝对不要近距离直视孔口,以防万一发生喷浆伤害眼晴,如溅到皮肤或眼睛上要立即用水冲洗或请医生处理。③攀枝花地区温度较高,为防止HSCA喷出,最好在早上或傍晚灌孔。④施工时要严格控制加水量。按3:7的比例混合,否则将影响破岩效果。⑤保管过程中,严防受潮,如发现破袋,应停止使用。在不开袋、不受潮的情况下,保存期为一年。
7破岩效果图(图4)
8破岩效果剖面图(图5)
9工程总结
两种破岩方式对比见表4。
本工程岩石破碎土石方量约125m3,施工工期约15天,工程投资约5万元,安全、质量、工期、投资完成预期目标,工程实施效果较好,获得了较好的经济、社会效益。
公司将在以后的矿山工程建设中,不断优化新型破岩工程技术的工程设计参数,强化施工组织,完善安全技术措施,确保工程实施的安全、优质、高效,力争取得更好的经济和社会效益。
参考文献:
[1]康燕云.浅论我国建筑工程施工监理存在的问题及对策[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(06).
【关键词】数字矿山;天华矿业;设想;应用
一、数字矿山建设的背景
当今世界,各国都在积极追求绿色、智能、可持续的发展。智能发展就是要推进信息化和工业化融合,使人依靠机器生产产品变成机器围绕人生产产品成为可能。实现未来经济发展目标,关键要加快转变经济发展方式,坚持走中国特色新兴工业化道路,加快推进信息化和工业化融合。根据国家有关加快推进金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”(监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统)建设的通知,要求所有新建矿山必须将安全避险“六大系统”建设纳入建设项目安全设施“三同时”建设,严格地下矿山准入条件,凡没有按设计要求完成建设“六大系统”的,不予通过安全验收。
新疆天华矿业有限责任公司建设的松湖铁矿,建设的包括工业场地,井巷工程、采矿方法、空场处理、三废排放、企业文化、企业和谐等,企业的不断发展要求按数字化矿山建设标准,引入数字化智能技术和设备,完善矿山安全避险“六大系统”建设。公司决定在了解国内数字化矿山建设最前沿的技术和将来发展方面,在条件成熟时以先进的理念、技术、设备为指导思想,把松湖铁矿建设一个真正意义上绿色数字化矿山。
二、数字矿山建设企业收益
1、提高生产技术水平
资源管理:明细资源量计动态变化,提高资源的综合管理和利用水平;
开采设计:有花开采方案、降低工程费用、提高设计工作的科学性和效率;
生产计划:优化施工作业流程、提高计划的可执行性,跟踪计划实施过程,实施计划工作的动态可调。
2、提高生产安全与管理水平
安全管理:通过在线监控与预警预报及时发现安全隐患,降低灾害发生风险,提高灾害防控能力;
生产过程管控:实时掌握生产力要素的工况与状态信息,实现生产过程管控的智能化与科学化;
科学化管理:改变传统的生产经营管控模式,优化资源配置降低管理成本,提高管理效率和决策的科学性。
三、数字矿山建设基本概念
1、数字矿山内涵
技术:现代信息、数据库、传感器网络、智能化控制;
范围:生产活动的三维尺度范围;
对象:生产、安全、经营与管理各环节和要素;
手段:数字化、网络化、可视化、集成化和科学化管理;
目标:实现矿山安全、高校、清洁生产和经济效益最大化。
2、数字矿山建设阶段划分
信息化阶段:地质、测量、采矿专业应;生产运营管理信息化;办公自动化。
自动控制阶段:自动化装备引进;生产与安全信息采集建设;综合管控平台建立。
智能化阶段:智能化装备引进;远程遥控实现;智能管控实现。
3、数字矿山建设内容
矿山基础数据库建立:地质和生产钻/坑探技术信息库;矿山资源与开采环境空间信息数据库;矿山工程空间信息数据库;矿山人员基本信息数据库;矿山生产设备基本信息数据库;矿山安全监控信息数据库;矿山生产过程控制与调度数据库;矿山生产经济信息数据库;企业供销光里经济信息数据库;
通讯系统建设:传感器采集信息传输有/无线网;自动控制系统的有线通讯网络;矿内有线和无线电话网;矿内光纤通讯网;总公司局域网;矿山局域网;
应用系统建设:ERP系统:财务管理系统、销售管理系统、物流管理系统、办公自动化系统;
信息安全:大系统安全管理、分系统安全管理;
矿山生产过程调度控制系统:皮带远程自动控制、水泵远程自动控制、风机远程自动控制、运输系统红绿灯控制、露天矿GPS卡调系统、语音电话调度系统;
开采环境与过程安全监测和预警系统:重点场所的视频监控、灾害紧急撤退及应急指挥、移动目标出入坑监控与跟踪定位、尾矿库在线监测与预警、露天边坡稳定性监测与预警、通风及地压监测与预警、设备运行状态参数监测与预警。
四、数字矿山建设
1、矿山企业基本特征
生产对象:以资源开采为对象,资源分布变化大,生产环境复杂;开采工艺、方法、场地动态变化;
生产力要素:人员、设备多、移动范围大;生产过程组织和实施难度大;
生产过程:工种多、技术复杂;场地分散、可视程度低;通讯条件差;生产计划不确定因素多、实施难度大;生产过程难以精确控制;
安全生产:安全隐患多、具有突发性和随机性,安全生产成本高。
2、国内矿业企业数字矿山建设中存在的问题
理论研究:强调概念、缺乏基础研究,过度模仿、缺乏自主产权,注重单项建设、缺乏总体规划;
产品开发:追求短期利益、缺乏核心技术,缺少专注与行业的产品开发团队,难以形成适合行业特点的具有竞争力的产品体系;
系统集成:缺乏总体设计、难保项目质量,缺乏专用产品、难以保障系统的稳定与可靠性,缺乏稳定、专业的技术支持、难以实现企业希望的目标;
企业应用:缺乏对需求的全面分析、难以准确确定项目的建设目标,缺乏主动性、难以在企业生产管理中发挥应有的效果,过分强调传统运作模式、忽略了改变对企业发展的重要作用,强调建设、忽视了人才培养和项目运行管理维护的重要性;
整体问题:装备水平落后、缺乏系统性研究,缺乏有效的通讯平台和高度集成的软件系统。
五、松湖铁矿数字矿山建设的设想
1、对新疆天华矿业有限责任公司松湖矿铁矿数字矿山建设的设想:一是要请掌握先进理念和技术成熟软件公司进行设计,要求科学合理,要现代化、数字化、智能化。
2、可以分批分次由公司统一组织相关管理、工程技术人员外出考察、学习,只有整体水平和能力提升,才能做好矿山的生产、管理、安全、技术工作。
3、建议松湖矿铁矿成立一个矿山生产技术研究中心或实验室,针对采矿方法、地压活动、生产管理,施工方管理、供配矿管理、设备管理、数字化和智能化方面的技术、经验、教训进行沟通交流。与数字化矿山研究中心或实验室分步建设或共建。
为何非煤矿山的标准化建设要向煤矿学习?用国家安全监管总局副局长王德学的话说是,“煤矿标准化建设的困难并不比非煤矿山少,采掘工作面动态变化快、工作环境差、劳动强度大、灾害类型多、安全风险高。但经过近十年来的建设,安全质量标准化工作却能深化到每个环节和岗位之中,因此要虚心学习,认真借鉴。”
近年,非煤矿山行业的安全生产标准化建设也取得了一定成绩。截至2012年底,国家安全监管总局评审认定的一级安全生产标准化企业33家,各地评审认定的二级企业1402家,三级企业2万5929家。辽宁、吉林、江苏等15个地区的达标率超过70%。
在参观完煤矿的安全质量标准化建设后,河北省安监局、五矿邯邢矿业有限公司等5家单位分别介绍了本地区、本企业非煤矿山安全生产标准化的推进做法。
用标准化提升本质安全
河北省是非煤矿山大省,不仅尾矿库数量居全国之首,金属非金属矿山的数量也名列全国前茅,“总体数量多、规模小”是河北省非煤矿山的主要特点。为提高非煤矿山的安全生产水平,河北省安监局持续开展了打非治违、整顿关闭、安全生产标准化建设推进等工作,特别是在推进非煤矿山企业标准化建设过程中,以推广安全生产先进适用技术为载体,与班组安全建设相结合,全面提升非煤矿山企业的本质安全水平。
河北省安监局副局长刘春增在发言中说道:“从2012年起,我们要求新建、改建、扩建的金属地下矿山,要优先选用充填采矿方法,不采用该方法的,需进行专门的论证,并经省安监局批准。”据刘春增介绍,目前河北省邯郸、邢台地区新建地下矿山全部实现充填采矿,老矿山全部进行充填改造;唐山市大部分地下矿山也实现了尾砂胶结充填,今后将不再增建尾矿库,从根本上解决了尾矿库安全问题。同时,河北省的中小型露天采石场全部采用了中深孔爆破开采技术,实现了机械铲装、机械二次破碎;三等以上尾矿库全部安装了在线监测系统。
在推动非煤矿山标准化建设方面,河北省还将其与班组安全建设相结合。在学习借鉴煤矿“金牌班组”安全建设的经验后,河北省以落实地方标准――《尾矿库生产运行作业规定》为主要内容,开展尾矿库班组安全建设,旨在提高一线职工的安全意识,规范现场操作。
此外,河北省还将标准化内容纳入非煤矿山安全监管的各个环节,与非煤矿山的行政许可、监察执法、评优评先结合起来。对达到标准化二级以上的企业,减少日常执法检查频次;在矿山资源整合过程中,要求整合主体必须是标准化达标企业。刘春增介绍:“这些举措促进了企业标准化建设的自觉性和主动性。目前,河北省80%以上的非煤矿山达到了最低等级以上标准化水平,2013年底前,全省所有的非煤矿山都要达到标准化最低等级。”
全员参与标准化
五矿邯邢矿业有限公司(以下简称“邯邢矿业”)是一家历史悠久的大型黑色冶金矿山采选企业。公司总部位于河北省邯郸市,下属矿山分布于河北、安徽、山东、辽宁及山西,目前拥有地下铁矿山13座,生产规模居全国地下铁矿山前列。
2009年,邯邢矿业按照统一领导、分步实施、全面推进的原则,启动了安全标准化建设。各矿山分别成立了安全标准化办公室,下设安全管理、矿山技术、设备设施、尾矿库4个组,指定专人负责,按照标准化规范实施指南,将地下矿山的14个要素、尾矿库的9个要素逐一分解至各职能部门。
“危险源辨识与风险评价是安全管理工作的基础,也是创建并维护安全标准化的核心和关键。我们牢牢把握这个基础、核心和关键,投入大量的人力、物力开展危险源辨识与风险评价工作,覆盖生产工艺、设备设施、环境,以及人的行为、管理等方面。”邯邢矿业董事长张文学介绍说,公司采用层层落实的方式,让一线职工直接参与,找出企业运行过程中可能存在的危险源,进而采取有针对性的控制措施,消除、减轻或隔离危害,从源头上降低作业活动的风险。
安全生产标准化体系包括管理标准化、现场标准化、操作标准化3个环节。“在实际推进过程中,我们在客观审视企业原有管理体系的基础上,按照标准化的新要求,逐步建立完善了安全管理体系。”张文学介绍说,通过安全管理现状评估、危险源辨识与风险评价、现场文明生产环境治理等工作的开展,邯邢矿业最终形成了《安全标准化地下矿山制度汇编》《安全标准化尾矿库管理制度汇编》和《安全文明生产检查标准》等系列文件制度,使安全管理走向标准化。
现场标准化则经过大力整治非标工程,使各种安全标志、标语齐全醒目;各种信号、防护、警报装置齐全可靠;安全通道畅通,给员工创造一个舒适安全的工作环境。
而操作标准化是通过制定岗位操作程序和动作标准,让员工熟记并严格执行,规范员工的操作行为,纠正和避免习惯性违章作业。
只争朝夕强力推进
根据国务院安委会2011年的《关于深入开展企业安全生产标准化建设的指导意见》,要求非煤矿山领域的规模以上企业,在2013年底要全部完成标准化建设。对此,王德学强调“要只争朝夕,强力推进”,并提出3点要求。
一要认真学习借鉴煤矿以“铁的思想、铁的决心、铁的纪律”推行安全质量标准化建设的经验。王德学说,大家通过到煤矿井下学习参观,看到巷道支护标准规范、线缆吊挂整齐、材料堆放井然有序,而且长年累月,始终如一。每一位矿工对岗位、周边环境和设备设施的风险了如指掌,真正做到了岗位达标、班组达标、企业达标,把标准化体系的思想融入到日常安全管理和每位矿工的思想当中。“我们自我对比一下,有没有差距,差距在哪里?最大的差距是思想上的麻痹,认为非煤矿山的危险因素比煤矿少,降低了对金属非金属矿山安全生产标准化的要求。思想上的放松很容易导致事故发生。所以,要用煤矿安全质量标准化的理念和思路,来抓非煤矿山的安全标准化工作,高标准,严要求,强推动。”
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