摘要:数字矿山是对真实矿山及其相关现象的统一认识和数字表征。数字矿山的核心是在统一的时间坐标和空间框架下科学合理地组织各类矿山信息,全面、高效、有序地管理和整合海量的异质矿山信息资源。数字矿山的任务是矿业信息数据仓库的基础上,充分利用现代空间分析、数据挖掘、知识发现、虚拟现实、可视化、网络、多媒体计算机技术和科学,我对矿产资源规划、开发、评估、设计、安全生产管理和决策模拟、仿真和过程分析提供技术平台和强大的工具。
关键词:数字化;全信息驱动;采矿技术;
全过程矿岩工程地质信息系统以及相应的技术方案能够提升采矿的整体安全性。阐述数字化全信息驱动的安全高效采矿技术的内涵与优越性入手,对于数字化全信息驱动的安全高效采矿技术的应用思路进行了分析。
一、数字信息驱动下安全高效的采矿技术概述
1.技术内涵:数字化全信息驱动的安全高效采矿技术有着丰富的技术内涵。众所周知计算机信息技术和传统的采矿技术的合理结合是数字化全信息驱动的安全高效采矿技术诞生的必要条件。在这一过程中随着数字化矿山这一概念的出现,技术人员可以做到将真实矿山整体及其相关现象的统一认识进行数字化的再现。其次,数字化全信息驱动的安全高效采矿技术的应用可以更加科学合理地组织各类矿山信息,并且在这一过程中顺利的将海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有序的管理和整合。最终能够在此基础上确保诸如多媒体和科学计算技术的应用也能够为矿产资源生产带来更多的利益。
2.系统结构:数字化全信息驱动的安全高效采矿技术有着完善的系统结构。数字矿山的系统结构自下而上可分为七个主层次,在这一过程中工作人员可以将其分别为基础数据层、模型层、模拟与优化层等不同的层次。其次,近年来许多矿山随着开采深度的增加,开始加强对地压监测技术的应用,可以在此基础上切实的实现矿山应力的合理变化。但是在这一过程中需要注意的是,现阶段我国许多矿山企业目前仍旧存在着大量挖掘技术上的漏洞,如系统不全面,各系统之间缺乏相互关系等方面的问题,因此只有明确各类采矿方法问题的解决措施,才能够切实的优化的数字化全信息驱动的安全高效采矿技术的系统结构。
3.技术优越性:数字化全信息驱动的安全高效采矿技术有着很强的技术优越性。相关研究者定义采矿为将矿石从岩体开挖和剥离出来的过程。在这一过程中能够起到显著影响的因素主要包括了岩体的性质和开挖空间的形状以及大小及需要稳定的时间。因此在这一前提下数字化全信息驱动的安全高效采矿技术的应用能够起到良好的物理控制效果。二是受岩石力学性质如储层非均质性的影响,这导致了许多矿产在开采空间形态的复杂性及开采与掘进过程中存在着很高的不确定性,而数字化全信息驱动的安全高效采矿技术的应用能够在最大限度上将这种不确定性降低到最低,故具有良好的使用价值
4.主要技术思路。在整合矿山地质、工程地质、水文地质、岩体结构、原岩应力等数字化地质信息的基础上,构建矿山地质工程模型,此模型为开放式模型,随着矿山开采的延深,上述地质信息将进一步补充或修正。在此模型的基础上,通过数值计算方式分析矿块回采顺序、采场结构参数、支护加固作用等,以指导采矿设计及支护设计等。回采过程中充分利用现代地压监测技术手段,以常规应力、位移监测与微震监测相结合的方式,将采动过程中实时获取的地压信息监测数据,对比数值计算分析数据,反馈至数值模型的调整中,并进一步指导采矿、支护设计的优化,如此反馈优化调整模型及设计,构成了基于采矿全过程矿岩工程地质信息及地压监测数据的安全高效采矿技术研究思路,以满足采矿工程的设计及实施要求。
二、数字化全信息驱动的安全高效采矿技术运用
1.合理总结技术思路。数字化全信息驱动的安全高效采矿技术应用的第一步是合理总结技术思路。工作人员在合理总结在技术思路中,应补充工程地质资料和水文地质资料在此基础上通过可视化软件平台构建三维地质工程模型。其次,工作人员在合理总结技术思路的过程中还应当合理的进行不同厚度多层矿体安全高效采矿方法分析,并且进一步开展深部开采岩爆倾向性判定与预测分析,最终能够在此基础上合理的采用区域与局域方式联合监测方法。与此同时,工作人员在合理总结技术思路的过程中还应当进一步的采场结构参数和回采顺序优化,微震监测系统建立一个合理的范围内,在实时监测的基础上最终能够通过结合前述取得的研究成果来为形成可行的开采技术条件奠定坚实的基础。
2.做好开采技术评价。数字化全信息驱动的安全高效采矿技术应用的关键是做好开采技术的评价工作。工作人员在做好开采技术评价的过程中首先应当考虑到在这一区域,矿体的断层结构被切断,技术难度加大。在此基础上,有必要对国内外同类矿床的技术条件和技术进行分析和研究。其次,工作人员在做好开采技术评价的过程中还应当根据在已有研究成果的基础上,可作为实际开采指标与原始设计指标对比分析的依据进行投入试验。与此同时,工作人员在做好开采技术评价的过程中还应当更加充分的利用好矿山现有的装备条件,并且在此基础上提出针对不同厚度矿体的安全高效方法,最终可以发掘出更加经济合理并且在技术上也可行的采矿方法。
3.强化灾害分析控制。数字化全信息驱动的安全高效采矿技术应用需要进一步强化灾害的分析与控制。工作人员在强化灾害分析控制的过程中首先应当合理的采用点柱式盘区机械化上向水平分层充填采矿法,并且在这一过程中通过综合不同的采矿方法适用范围,来在此基础上计算综合生产指标。其次,工作人员在强化灾害分析控制的过程中还应当考虑到在开采到深部时暴露面积逐渐增加的情况,来在此基础上对于潜在的地压灾害进行合理的控制。与此同时,工作人员在强化灾害分析控制的过程中还应当针对矿体存在的深部开采的问题来进行必要的矿岩基础物理力学试验,最终可以显著的强化灾害的实际分析与控制的效果。
4.地压显现规律研究。数字化全信息驱动的安全高效采矿技术应用离不开对于地压显现规律的研究。工作人员在地压显现规律研究的过程中首先应当做好相应的实时监测技术的灾害动态控制技术研究工作。其次,工作人员在地压显现规律研究的过程中还应当从宏观的角度来对于应力分区环境中,也应该是高精度微震监测系统基于应力区的岩石从整体把握。同时,在小型钻井监控、位移计等设备的应力测试过程中,合理的研究还应建立钻井压力、基于此形式的多智能实时监测系统,可以预期获得良好的研究成果。
5.应用实时监测技术。数字化全信息驱动的安全高效采矿技术应用应当建立在对于实时监测技术的合理应用上。工作人员在应用实时监测在工艺过程中,应实时监测岩爆的风险型来更加有针对性地进行岩爆危险区域的控制工作。其次,工作人员在应用实时监测技术的过程中还应当更加合理的改善围岩应力条件,并且在这一过程中还应当通过诸如松动爆破等方式来使得岩体应力转移,并且促进能量提前释放,最终能够在此基础上切实的避免岩爆的发生时所造成的危害。
总之,数字化全信息驱动的安全高效采矿技术的应用符合现阶段我国采矿技术与采矿工业的发展需求。在这一前提下工作人员应当通过现场调研和分析,来降低采矿过程中可能存在的风险,在对工业试验进行分析总结的基础上,提出了一种安全高效的采矿工艺。
参考文献:
[1]古夕兵.数字矿山技术的应用现状及展望,2018.
[2]方德萍.数字化全信息驱动的安全高效采矿技术研究.2019.