露天深孔台阶精细爆破技术研究进展

21世纪以来,随着凿岩设备和爆破器材等新技术的进步与发展,露天爆破开采规模不断扩大,露天深孔台阶爆破技术进入了精细化的新阶段。近年来,露天深孔台阶爆破技术取得了较大的技术突破,创造了显著的社会效益和经济效益。基于精细爆破理念,总结叙述了露天深孔台阶爆破领域内智能爆破设计、露天凿岩设备、数码电子雷管、现场混装炸药、装药结构和起爆网路6个方面的研究进展。研究表明：①研发的智能爆破设计系统的种类较多,需结合生产实践加大推广力度,更好地辅助爆破工程设计;②我国露天凿岩设备的研发、制造能力相对发达国家还有很大的发展空间,需进一步提升凿岩设备自动化、智能化水平;③数码电子雷管和现场混装炸药提升了爆破器材的本质安全性,且有利于改善破岩效果和降低爆破振动;④装药结构和起爆网路是露天深孔台阶精细爆破技术的重要体现,但相关基础理论尚不完善,需加强多学科交叉融合,最终实现炸药能量的精确释放并提升能量利用率。在上述分析的基础上,总结了露天深孔台阶爆破技术的发展现状及存在的主要问题,并探讨了该技术的研究发展方向。     

基于物联网的露天矿智能爆破系统设计研究

以矿山物联网、矿山智能化和采矿自动化、无人化的发展趋势为背景,以实现露天矿爆破的智能化为方向,以解决目前露天矿爆破在管理、安全和信息处理方面存在的问题为目的,以现代通信技术、自动化技术和软硬件技术为基础,重点研究了露天矿智能爆破的总体架构、核心内容、关键技术等。设计的主要内容：①露天矿用钻机的自动钻进与行走流程、钻孔精确定位与导航、穿孔数据记录、易损件和消耗件信息记录等功能;②适用于露天矿爆破工程的通信网络与数据库;③露天矿监控与爆破设计软件。该系统在实践中得到了良好应用。     

露天矿台阶爆破智能化设计系统的开发

 摘要： 爆破在露天采矿中占有重要作用,提高爆破质量,可以显著降低矿山采剥成本,提高矿山经济效益。爆破设计智能化、可视化与科学化,已成为当今国际爆破技术的一个主要的发展趋势。因此,根据矿山的实际生产需要,开发爆破智能化设计软件显得尤为紧要。软件综合利用面向对象技术、地理信息系统、虚拟现实技术、多维数据库理论和地质统计学方法,并结合岩石爆破理论和抛掷爆破技术,开发露天矿山爆破工程计算机智能化三维设计系统,进行现场条件下的爆破参数设计、爆破过程模拟和爆破效果预测分析。软件的完成将对我国矿山数字化建设产生深远的影响。     

智能无线远距离起爆系统在露天矿山爆破的应用分析

智能化、无人化爆破是矿山爆破发展的重要方向,同时也是矿山安全生产的重要保障,智能无线远距离 起爆系统则是其中的重要环节。 为避免因起爆能量不足或爆破网路连接失误造成盲炮的爆破安全事故,提出了智能 无线远距离起爆系统。 实现了孔和孔之间没有物理导线连接、网络和起爆器之间没有母线连接的无线、远距离的起 爆,研制出智能起爆控制器和智能无线起爆模块,实现了智能无线远距离起爆系统的爆破作业场景。 该系统不仅为 无线远距离起爆提供了新的思路,同时为现场爆破实现智能化、少人化开采提供了一定的理论依据。 研究结果表明: 该系统在起爆过程中工作效率可提高 20% ~ 80%,耗材成本仅增加 2. 12% ~ 13. 82%,具有进一步推广应用的潜力。     

逐孔减震控制爆破技术在大孤山铁矿的应用

阐述了澳瑞凯逐孔减震控制爆破技术在大孤山铁矿的具体应用，着重从如何降低爆破震动方面论述了该技术设计理念，该技术在保证爆破质量的前提下，大大降低爆破震动，效果显著，为国内同类矿山防治爆破震动危害提供一些借鉴。     

地下矿山巷道掘进凿岩爆破技术参数优化研究进展与展望

地下矿山巷道掘进爆破技术是矿山建设和生产的关键环节,其参数的选择和优化对提高巷道掘进效率和降低成本具有重要意义。本文通过对已有文献的总结,梳理了巷道掘进凿岩爆破机理研究进展,涵盖了爆炸应力波传播机制和岩石动态破坏机制两个核心内容,需要进一步完善研究方法、拓展数据来源,并加强与实际应用的衔接;介绍了爆破参数优化的三个主要方面：炮孔装药结构优化、掏槽参数优化、起爆网络优化的研究现状,现有研究尚未给出针对不同条件下爆破参数选择和优化的具体标准,在实际应用中存在一定的难度。此外,本文还展望了未来的研究方向：爆炸释能和岩体破碎耗能耦合作用基础理论的突破,将为巷道掘进爆破的参数优化提供更准确的理论指导;巷道掘进爆破全过程智能化技术的应用将是未来的趋势,可以实现对爆破过程的精确控制和优化;爆破参数的多指标智能优化模型的建立是提高爆破效果的关键,综合考虑多个因素可以实现全面的参数优化,进而得到更好的爆破效果。     

二氧化碳智能爆破系统在煤矿中的实践应用研究

针对大隆矿在井下炮掘过程中存在掘进速度慢、粉尘浓度高以及瓦斯爆炸等问题,设计采用二氧化碳智能爆破系统来实现炮掘作业,对二氧化碳智能爆破技术的专业设备、爆破技术、使用范围和应用效果进行了分析.实践结果表明:二氧化碳智能爆破系统的应用可以大幅度降低工作面炮掘过程的安全事故,安全经济效益显著.     

基于物联网技术的智能爆破初步研究

研究了智能爆破的基本概念、主要特征、关键技术、总体架构和核心内容等主要问题,重点研究爆破器材智能管理、爆破现场智能监测管理和爆破振动智能监测与分析等三大智能应用系统。其中放炮全程智能监控系统和爆破远程测振信息管理系统已在实践中得到了良好的应用,为工程爆破深入信息化奠定了坚实基础。物联网技术将在工程爆破领域发挥更大的作用,实现爆破行业的高效、安全和绿色发展。     

烧结厂给排水系统优化设计探讨

烧结厂作为钢铁厂第二耗能大户,“节能降耗、减污降碳和智能智慧建设”是新时期行业转型和绿色发展的核心内涵,对智能化、绿色化设计理念的探讨意义重大。本文以某新建烧结厂为例,介绍用水和废水特性和给排水系统常规设计及实际运行问题,从智能化、绿色化设计理念角度分析优化设计的技术可行性、经济合理性。比较分析发现：1)智能化辅助设计、三维正向设计可提高设计效率;2)给水系统合并,增设在线仪表和智能远控可实现水系统的“操、控、管”一体化;3)泵站合建及竖向分层布置、泵型大小组合及变频运行可提高空间利用率和能量利用率;4)给水分级及串级复用、废水资源化回用理念可降低吨钢新水耗量、减少排污量。优化设计分析探讨可为“智慧制造、高效节能、减碳零排”烧结厂示范工程建设提供参考。     

基于LoRa物联的远程智能起爆系统研发

智能起爆系统是有效提升爆破安全管控水平的重要手段之一,现阶段,起爆系统仍存在因起爆能量不足或网路连接失误等难题。研发了基于LoRa物联的无线远程智能起爆系统,对比分析了LoRa技术与主流无线通信技术的区别,简述了智能起爆系统的安全控制及供电设计原理。LoRa通信技术与HM-TRLR-S433 MHz无线远程智能爆破系统具有通信距离远、抗干扰强、体积小等优点;GPS模块选用Air530Z模块,数码电子雷管的接收模块为Zigbee无线透传模块,采用MBus驱动电路将起爆信号发送至数码电子雷管,进而实现无线起爆。同时开展了不同距离、地形的无线远程智能爆破系统抗干扰及系统可靠性试验。结果表明：200~1 000 m的水平距离区间及50~100 m的高差区间内,系统均运行稳定,在电磁干扰、杂散电流干扰下,模块正常率超过90%,振动干扰满足设计要求,系统可靠性高达100%。实现了各个数码电子雷管独立运行,爆破区域智能管控,提高了爆破网路连接的效率与安全性,可以为智能爆破建设、科学管理与决策提供技术支持。     

智能露天煤矿信息综合管控平台设计及关键技术研究

为了加快露天煤矿智能化建设,设计了智能露天煤矿信息综合管控平台,利用大数据技术为基础,通过对露天煤矿各自动化系统/信息化系统数据的研究,为智能露天煤矿信息综合管控平台提供跨系统多元化的数据治理,并通过可快速部署的云服务模式为其提供智能化系统应用。信息综合管控平台通过大数据云服务的数据、算力和环境支持,紧紧围绕露天煤矿半连续工艺流程,设计了智能三维地质中心、智能生产管控中心、综合安全监控预警及应急指挥中心三个中心,并根据智能化技术发展,梳理了中心的具体系统,为露天矿智能化建设提出具体的构想。     

金属矿山采场爆破尘毒防控技术研究进展及展望

金属矿山爆破尘毒防控是加强企业环保意识与构建绿色矿山的重要途径,是实现矿业高质量发展的必然要求.为了系统研究金属矿山采场爆破尘毒污染问题与防控措施,从粉尘理化特性、水炮泥降尘、在线监测系统、云雾除尘等方面进行了综合评述.认为现阶段该领域研究存在的不足为:金属矿山尘毒基础研究投入不足,受重视程度不够;尘毒防控机理不完善;...     

基于煤柱应力实测的沿空掘巷煤柱宽度留设与围岩控制技术

针对复合顶板沿空巷道煤柱合理尺寸难以确定及支护困难等问题,以泊江海子矿3-1煤层一面三巷布置的工作面为工程背景,采用理论分析和现场实测的方法,研究工作面回采后煤柱应力的分布规律。现场实测结果表明,工作面回采后煤柱应力沿侧向可分为低应力区和高应力区,低应力区距采空区边缘距离为14.5m,高应力区距采空区边缘距离为14.5～20m,最大应力峰值为29MPa,考虑到煤层裂隙发育、煤壁片帮等因素,综合确定沿空掘巷煤柱宽度为9m。同时结合具体地质条件进行沿空掘巷支护方案设计及矿压观测,巷道支护实践表明,试验巷道采用所确定的煤柱宽度及锚索网支护参数后,巷道围岩稳定,实现了工作面安全高效开采。     

露天矿山无人驾驶技术及系统架构研究

结合我国露天矿山无人驾驶卡车系统开发及应用现状,梳理了露天矿山无人驾驶场景、技术及系统架构。分析了露天矿山协同作业场景,包括3种道路形态及6种露天矿设备协同作业场景。总结了无人驾驶定位、感知及路径模型算法技术及无人驾驶系统平台架构和作业流程。无人驾驶系统的开发建设投入应用,是大型露天矿山实现智能化的一个重要组成部分。     

深部矿产资源开采矿井建设模式及其关键技术

深部矿产资源开采是我国资源持续供给和保障经济高速发展的重要物质支撑,井巷工程作为进入深部开采的安全通道是进入深部开采的咽喉,因此,深部矿井建设关键技术是实现深部矿产资源开采的重要技术支撑。基于深部矿产开采矿井工程设计与装备制造先行的理念,深部矿井建设模式、优化设计与理论、矿井建设技术与智能装备、智能监控技术体系、矿井建设与生态环境互馈等方面亟待取得突破。系统分析了矿井赋存地质条件探查、数据融合反演与透明化重构技术及其亟待攻克的科学问题;梳理了深部矿井井巷优化设计方法、建设模式、建井提运装备的发展现状和面临的难题;基于深部井巷围岩"应力调控-改性-支护"理念,提出了围岩应力调控技术,地面预注浆加固、抗渗、降-隔-保温技术等围岩改性技术,以及矿井工程支护结构等围岩控制理论与及其关键技术;提出了深井智能掘进装备与智能控制系统研发体系,梳理了机械破岩掘进装备制造与发展趋势,从高效破岩与排渣、装备构成与空间优化、精确智能钻井控制3个方面分析了上排渣竖井掘进机设计与制造亟需攻克的科学问题与技术难题;围绕破岩掘进复杂工序智能监控、围岩与井壁结构稳定智能监控、井筒内运行设备智能监控,提出了深部矿井全生命周期智能监控系统与关键技术体系。基于以上深部矿井开拓模式的优化设计、建井装备及其相应关键技术工艺的深入思考和分析,有望为深部矿井安全高效绿色建设提供解决思路。     

我国露天煤矿无人驾驶及新能源卡车发展现状与关键技术

针对我国露天煤矿受外包运营模式影响而存在的由半连续、连续工艺向间断工艺倒退、由大型化设备向小型化设备倒退的趋势,提出采用无人驾驶矿用卡车、新能源卡车可以实现露天煤矿安全高效、节能环保运输。鉴于我国无人驾驶矿用卡车正处于试验测试阶段,适应恶劣天气及矿山恶劣环境能力差,以及我国新能源矿用卡车研发处在产业化前期,受电池重量、循环寿命、充电速度及电池性能等因素制约的现状,认为,无人驾驶矿用卡车应注重研发非结构化道路无人驾驶感知融合技术、规模化运营智能调度技术及智能协同控制技术、露天矿山时变场景匹配关键技术、高可靠性、高算力无人驾驶计算平台、大型矿用卡车关键部件、基于数字孪生的设备健康管理技术等;大型矿用新能源卡车应致力于高电量、大功率、长寿命动力电池研发关键技术、极端天气下纯电动矿用卡车研发及应用关键技术、载重100 t以上纯电动矿用卡车研发关键技术等。     

基于“互联网+”智慧露天煤矿建设发展新构想

智慧露天煤矿建设不是各种信息化系统的简单堆砌,而是通过将物联网、大数据、云计算、人工智能、移动互联网、无人机、三维激光扫描等技术和装备与露天矿山开采有机结合,形成露天矿山互联、感知、分析、自学习、预测、决策、控制的完整的具有符合露天矿智能开采的“智慧大脑”系统。通过对露天矿山“智慧大脑”的构建,从无人机测量、智能调度及物料流规划、违章行为智能识别以及多源数据融合等角度出发,最终实现露天矿采掘、运输、排土、洗选、物流、风险预警、生态保护、安全管理等各个生产环节的智能化、开采资源利用的最大化、生态开采扰动的最小化、生态恢复的最优化、职业卫生危害的降低和矿山生产的无人化,实现“互联网+”的露天矿山智慧化生产、精细化开采,对我国金属、非金属露天矿山智能化建设同样具有重要借鉴。