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采矿论文范文一：采矿工程爆破新技术研究

摘要:采矿工业中，爆破的新技术应用的越来越广泛，使采矿工程整体的质量得到了提升，本文通过爆破技术的概述、采矿中相关爆破技术的原理来分析爆破新技术在采矿工程中的应用。

关键词:爆破新技术;采矿工程应用

1前言

随着科技的发展，在采矿工程中，越来越多的新的爆破技术被应用到实际工作中去，本文就对爆破新技术在在采矿工程中的应用进行阐述。

2爆破技术的概述

在采矿开山、修建铁路、公路时都需要钻爆法来开凿隧道，钻爆法就是爆破方法中的一种，它就是利用炸药爆炸释放出的能量去破坏一些东西原本的结构，而且在不同的工程中所采用的药包布置和起爆方法的也是不同的的一种技术。这种技术涉及到的学科面非常的广，包括数学、物理学、化学、工程地质学等多种学科都在其中。目前我国在采矿作业中，爆破采用的炸药中硝铵类的炸药是应用的最为广泛，其它类型的炸药还有硝化甘油炸药、水胶炸药等，在我国起爆的常用器材有电雷管、导爆索以及导爆管。

3爆破技术的原理

3.1光面爆破技术

光面爆破就是炸药包在爆炸时在经过空气间隙的缓冲后，使得产生的深孔压力得到显著降低，在周围孔壁上已经不能够再在产生粉碎区，所以它只能沿少数光面孔的连线方向形成的裂缝，对需要崩落的那一侧岩石产生破碎的作用，从而使平整的破裂面通过孔与孔之间的缝隙贯通而形成。目前的话，有两种光面爆破的技术措施:一种是在边坡线或轮廓线打孔，然后在炮孔中装入威力较低的小药卷，使药卷与孔壁间能够保持合适的空隙，而且还要事先预留一层岩层，这层岩层的厚度为炮孔间距的1.2倍左右，采取这样的爆破技术，在爆破后，孔壁面上会留下半个炮孔痕迹;另一种方法就是预裂爆破，预裂爆破就是先在边坡线或轮廓线上钻出一些与壁面平行的密集炮孔，这样的起爆能够形成一个沿炮孔中心线的破裂面，这样就能够使主体爆破时产生的地震波的传播得到阻拦，同时应力波对保留面岩体的破坏作用也能得到阻挡。

3.2等离子爆破技术

最近几年，国外的一些研究人员一直在研究采矿新技术，而加拿大诺兰达公司的研究人员在这方面的研究得到了突破，他们研发出了等离子爆破技术。等离子爆破技术就是不采用化学能，而是使用电能对坚硬的岩石进行爆破。等离子爆破需要大量的电能，这些电能研究人员将它们储存在一种高效的蓄能的电容器组里面，并且通过对触发电路的起爆起动器遥控控制，让开关装置完成大电流的开启和关闭，而设置在岩石上的可以承受巨大的作用力的同轴爆破电极则是和同轴电缆相互关联的，电容器组里面储存的大量电能在起爆的时候只要短短的几微秒，就能将孔底300～500mm处封闭的电解质转换成高温、高压的电离气体和等离子体，而这段时间内可以产生高达200MPa的压力。而这些电离子或者等离子的急剧膨胀就会导致岩石的破碎。

3.3采矿爆破作用原理

爆破是利用炸药爆炸的能量破坏某种物体原来的结构，炸药蕴藏着巨大的能量，因此它是工程爆破能源。普通的工业用炸药，一公斤就能在爆炸时释放出3.52×10的6次方焦耳，温度高达3000℃的能量，在经过快速的化学反应后，产生的功率能够达到4.72×10的8次方千瓦，而且气体的压力更是能高达几千到一万多兆帕，强度远远超过了地球上一般的物质。被爆破的物体在这种高温高压作用下，原来的结构被完全破坏了，呈现出流体或弹塑性体状态，所以，在采矿工程中使用炸药爆破就是采矿爆破的主要作用方式，这样做就是为了使煤岩能够产生破坏、松动、震动、压缩或抛掷等现象。

4在采矿工程中爆破新技术的应用

4.1水胶炸药爆破技术

首先，1972年美国的杜邦公司首先提出了水胶炸药。它是在浆状炸药的基础上，利用了有机胺硝酸盐(如甲胺硝酸盐)来作为它的敏化剂，同时对化学交联技术进行进一步的使用和改进，生产出具有较高雷管感度和可用普通雷管起爆的炸药，这就是水胶炸药。水胶炸药质量稳定，具有抗水性能好、安全性能高、爆破威力大、规格品种齐全等优点。它适用范围为无沼气和(或)矿尘爆炸危险的爆破工程，所以在进行开采时，对含硫量较高的矿床，可以使用水胶炸药，这样就能够降低可燃性，避免发生二次燃烧事故，保证煤矿开采的安全。

4.2无线分段起爆网络技术

通过爆破网络，利用导爆管对炸药进行引爆，同时还能形成内外结合的炮孔的就是无限分段起爆网络技术。随着现代科技的发展进步，在采矿爆破中普遍的采用了这种爆破技术。因为这项爆破技术现今还没有可以进行起爆前检查的专用设备，所以一般会在炮孔外面，采用连侧网络进行信号的传输，并且在每一排炮孔之间的孔外面，还要连接相应的雷管，保证起爆信息的准确传达，确保爆炸的效果。

4.3电雷管爆破技术

为了保证安全，工业炸药必须要用雷管才能引爆。起爆的方法一般分为有电和非电两种方式，有电的起爆方法就是让电雷管内的灼热桥丝被电热点燃从而引爆炸药;而非电的起爆方法则是由导火索的火焰或者导爆索、导爆管传递的冲击波来引爆雷管，从而起爆炸药。这两种起爆的方式因为都能够按照设计的要求按顺序起爆每一个药包，并且能做到由毫秒到秒量的时间间隔，所以也成为了一种重要的，用来提高各种爆破效果的手段。电雷管虽然容易受到各种因素的影响，产生早爆、迟爆、拒爆等各种安全隐患情况，但是因为它操作简单、性能优良、爆炸性强，所以目前在我国还是属于比较常用的起爆设备。

5需要注意的事项

5.1合理的起爆方式

首先，在工程爆破中，引爆药包中的工业炸药有两种:一种是通过雷管的爆炸起爆工业炸药;一种是用导爆索爆炸产生的能量去引爆工业炸药，而导爆索本身需要先用雷管将其引爆。其次，绝大多数爆破工程都是通过群药包的共同作用实现的。通过单个药包的起爆组合，向多个起爆药包传递信息和能量的系统称为起爆网络。根据起爆方法的不同，起爆网络分为电力起爆网络、导爆管起爆网络、导爆索起爆网络三种，后两种起爆网络也称非电起爆网络。在工程实践中，有时根据施工条件和要求采用上述不同起爆网络组成的混合起爆网络。

5.2确定恰当的延期时间

合理的确定延期时间。为了能够给后排的爆破留出一个自由面，在每一个炮孔和炮孔之间、排和排之间必须要有合理的延迟时间，最佳延迟时间则是按照每米最低抵抗线延迟15ms为标准来确定的。通过这样一个合理恰当的延时，就可以减少爆破时飞石的可能性，同时给后排的岩石提供一个可以向前移动的充足时间，确保后排爆破的能够顺利的进行，从而取得良好的爆破效果。

5.3加强飞石安全防控

(1)爆区覆盖。在爆破现场，容易产生飞石的情况，为了防止飞石的飞散，可以对爆破区进行覆盖。橡胶防护垫，铁丝网，用环索连接的圆木，工业毡垫，帆布，草垫子等材料的强度高、重量大，韧性好，而且能够相互连接组成厚大的整体，还能容易的被牢固的固定，因此覆盖材料可以选择这些。

(2)设立警戒区。因为爆破现场存在着一些如飞石、粉尘爆炸等危险因素，所以要以爆破区为中心设立警戒区域，提醒不明情况的群众避开此区域，而且在这个区域内绝对不可以有非工作人员进入。在这个区域内还要修建坚固可靠、能够抵御飞石冲击的避炮棚，在工作人员因工作需要不能撤离或无法撤离时，能够进行躲避，保证工作人员的人身安全。

6结论

采矿工业中，爆破的新技术应用的越来越广泛，使采矿工程整体的质量得到了提升，但是我们在使用这些技术的同时也要注意安全，毕竟我国的基本国策是以人为本。

采矿论文范文二：采矿工程毕业设计实践教学研究

【摘要】毕业设计是采矿工程专业重要的实践教学环节，对学生所学专业知识的融会贯通有着不可替代的作用。但由于存在课程学习周期长、实习教学环节薄弱和学生专业课学习效果不佳等原因造成学生在毕业设计中存在一定的问题。将三维立体技术应用于采矿工程毕业设计的指导中，可以提高学生的学习兴趣、促进学生对专业知识的融会贯通、开发学生的创新能力，从而提高毕业设计的教学质量。

【关键词】三维立体技术;采矿工程;毕业设计;实践教学

1.引言

采矿工程毕业设计是采矿工程专业必修的集中实践性教学环节，属于专业教学模块，其目的是在学生已完成专业基础课和专业课学习后，通过毕业设计的方式，综合应用和深化本专业所学理论知识和专业技能，培养学生分析和解决实际问题的能力。通过该教学环节，要求学生达到如下要求：①能综合运用多学科的理论知识与技能，通过毕业设计教学过程中的学习、研究和实际训练能够将理论认识深化、扩展知识领域、延伸专业技能;②学会依据课题任务进行资料数据的调研、收集、加工与整理，训练学生正确使用各种设计资料、手册、图册、国家标准和技术规范的基本技能，培养学生掌握工程设计的程序、方法和基本原则，提高学生工程计算、图纸绘制、编写技术文件的能力;③树立正确的设计思想，培养学生严肃认真的科学态度、严谨求实的工作作风、正确的技术经济观点和工程全局意识;④接受现代采矿工程师的基本训练，进一步培养学生的创新能力和实践能力，为毕业后更好地适应工程设计、科学研究及其它技术工作奠定必要的基础。由以上采矿工程毕业设计的目的和要求可知，该教学环节对于学生整体专业知识的整合与专业技能的提升将会有不可替代的作用。但是，在实际的教学中，由于专业课开课时间较长、学生缺乏大局观、知识整合能力欠缺等造成采矿工程毕业设计教学效果欠佳。因此，有必要采取先进的教学方法与手段来提高毕业设计的教学效果。近些年来，随着计算机技术、信息技术、通信技术、自动控制技术、3S(GIS，GPS，RS)技术、网络技术的发展，数字矿山近些年取得了长足的发展[1-2]，而作为数字矿山的重要组成部分，将三维立体技术运用于采矿工程毕业设计是一种有益的教学尝试。

2.采矿工程毕业设计存在的问题及原因

2.1存在的问题

作为采矿工程专业培养体系的最后一个环节，采矿工程毕业设计对学生整体能力的提升作用毋庸置疑。内蒙古科技大学采矿工程专业的培养特色是露天与井工开采并重，因此在过去相当一段时间内，学生在毕业设计环节需要完成两部分内容，即露天开采方案设计与井工开采方案设计。近些年，考虑到要与学生就业相结合，同时也是为了提高毕业设计质量、减轻学生负担，因此按照学生的就业安排相应的毕业设计内容。这也就意味着，就业去向是露天矿山的学生安排露天毕业设计，就业去向是井工矿山则安排做井工毕业设计。通过调整毕业设计内容，毕业设计质量得到了保证，但是在实际教学中仍然存在教学内容生疏、整合知识能力差、对矿山感性认识有限、动手能力弱等问题。

2.2产生问题的原因

①课程学习周期长，教学内容生疏由于采矿工程专业自学生在大二下半学期就开设专业基础课，再经过大三一整学期、大四上半学期的专业课学习，等到学生进入毕业设计环节，前后经历了2年时间，因此学生对部分课程的教学内容已经生疏，影响了学生在毕业设计时对知识的综合应用。②实习教学环节薄弱，感性认识有限对于工程类专业，实习教学环节是提高学生感性认识的重要手段。采矿工程专业的主要的实习教学环节包括生产认识实习和毕业实习，然而受限于矿山企业这类高危生产单位的安全限制，在学生进行矿山实习时常常是被技术人员带领走马观花式的看一下企业生产流程，这样就造成学生实习效果差，缺乏对矿山的感性认识。③就业压力大，学生专业课学习效果不佳对于采矿工程专业来说，大四的上半学期是专业课的集中学习时间。在这一时间内，需要学习的专业课包括《露天采矿工艺》、《露天矿设计原理》、《煤矿地下开采》、《金属矿地下开采》、《矿山环境保护》、《矿山安全》、《露天矿运输及道路设计》、《采矿学课程设计》等，这些都是毕业设计的重要组成内容。但是由于近些年学生就业形势不好，就业压力逼迫学生不得不花费大量的时间与精力或找工作、或复习考研、或复习考公务员等等，因此学生对本该掌握的专业课没有掌握。以上造成毕业设计困难的原因中，对于因学习周期长以及学习时间不够而造成的知识内容欠缺可以在毕业设计期间由指导教师补充讲解，而对矿山感性认识缺乏就目前来说解决较困难。基于统一的空间和时间四维坐标，将矿山中的所有信息(包地形、建筑、地层、构造、矿床矿体、危险源、井巷工程、开采单元、采场、工作面、设备、人员、监控系统等)可视化后，能够建立真三维矿山地理信息模型[2]，而借助三维立体技术可让学生立体地观察到矿山的组成，由此可提高学生对矿山的感性认识。

3.教学案例分析

这里以井工开采毕业设计为例，讲解三维立体技术在毕业设计中的应用。对于井工开采毕业设计来说，第一步需要设计矿床的开拓系统。在开拓系统的基础之上，才能完成采矿方法、通风系统、运输与提升系统的设计，这类似于建筑中的框架结构，由此可见其重要性。由于前述种种原因，学生对于该部分缺乏直观认识，无法在思想中想象开拓系统是什么样子，因此设计开拓系统时困难重重。而教材中关于开拓系统的图例缺乏立体感，无法引导学生。结合教材中关于图1中的图示1-5的备注，虽然能够明白开拓系统的组成，但是无法将该图与矿山其他系统结合起来，对于学生的指导作用不大。

4.教学效果

通过在内蒙古科技大学采矿工程2013届、2014届这两届学生的毕业设计教学实践，教学效果如下：①提高了学生的学习兴趣。通过观摩三维立体模型，学生对毕业设计的态度发生明显改变，由以前的被逼着做转为主动追着做，设计进度明显加快，学生毕业成绩的优良率明显增加;②促进了学生对专业知识的融会贯通。经过三维立体技术，有效地将《金属矿地下开采》、《矿井通风》、《矿山安全》、《井巷工程》以及《采矿学课程设计》中所学到的知识融合成了一个整体，提高了学生对所学知识的综合认识，达到了毕业设计的目的和要求;③开发了学生的创新能力。学生在了解到三维立体建模技术后，对数字矿山产生了浓厚的兴趣，更有同学利用课外时间自学建模技术，并取得了较好的实践成果。

5.结语

将三维建模技术应用在采矿工程毕业设计的教学中，可以在学生对矿山感性认识不足的情况下，扩充学生对于矿山生产系统的立体认识，加深学生对毕业设计相关内容的理解，进而提高毕业设计质量。但掌握三维建模技术需要许多专业以外的知识，这对于采矿工程专业的学生来说难度较大。利用该技术建立的矿山生产系统只是起到辅助教学展示的作用，并不能完全取代矿山生产实习所起到的作用。因此，最好的教学计划安排应该是先了解某矿山的三维立体模型，再安排去该矿山实习，最后结合该矿山做毕业设计，只有反复地对照学习，才能够加深学生对所学知识的掌握，提高毕业设计效果。

参考文献：

[1]方鹏,黄德镛.数字矿山技术的应用现状及展望[J].矿冶，2013，01：76-80.

[2]卢新明,尹红.数字矿山的定义、内涵与进展[J].煤炭科学技术，2010，01：48-52.

[3]解世俊.金属矿床地下开采[J].北京：冶金工业出版社，2006.

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