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金属矿矿井通风与空调系列视频讲座（吴超讲授）: After50 2016-11-23 20:27; 《金属矿矿井通风与空调》系列视频讲座（中南大学吴超教授）【系列讲座介绍】《矿井通风与空气调节》系列讲座（共 11 讲）及其系列实验课（共 8 讲）录像，总时长约 8 小时，如果能够耐心花上一个上班的时间，就能对本课程有一个初步的掌握。我国能够掌握矿井通风理论与技术的人员现在非常缺少，你也可以成为一名矿井通风专家。【讲座题目及链接】由于“科学网”的服务器能力很有限，视频只能上载到“腾讯视频”，但腾讯视频的讨厌之处是前面要插播广告。唉，服务器是人家的，只能忍受了。《矿井通风与空气调节》系列讲座（ 1 ）——课程介绍 http://v.qq.com/x/page/o0343n1oybc.html 《矿井通风与空气调节》系列讲座（ 2 ）——矿井通风史 http://v.qq.com/x/page/a0343denv5e.html 《矿井通风与空气调节》系列讲座（ 3 ）——矿井空气（上） https://v.qq.com/x/page/o0347hj9707.html 《矿井通风与空气调节》系列讲座（ 4 ）——矿井空气（下） https://v.qq.com/x/page/u034768c3vn.html 《矿井通风与空气调节》系列讲座（ 5 ）——矿井通风的数模 https://v.qq.com/x/page/n0347l5prbm.html 《矿井通风与空气调节》系列讲座（ 6 ）——矿井自然通风 https://v.qq.com/x/page/e03470kgnm2.html 《矿井通风与空气调节》系列讲座（ 7 ）——矿井机械通风 https://v.qq.com/x/page/o0347lxqhyf.html 《矿井通风与空气调节》系列讲座（ 8 ）——矿井通风系统（上） https://v.qq.com/x/page/h0348sryycc.html 《矿井通风与空气调节》系列讲座（ 9 ）——矿井通风系统（下） https://v.qq.com/x/page/b0348dln9vx.html 《矿井通风与空气调节》系列讲座（ 10 ）——独头巷道通风 https://v.qq.com/x/page/m03485su52l.html 《矿井通风与空气调节》系列讲座（ 11 ）——金属矿山通风技术经验 https://v.qq.com/x/page/p0348zyd97e.html 《矿井通风与空气调节》系列实验（ 1 ）——实验室整体介绍 http://v.qq.com/x/page/b034435lm38.html 【系列讲座说明】尽管由于自己近十多年改变了研究兴趣等原因，比较长时间没有讲授《矿井通风与空气调节》（有时称《矿井通风与防尘》，有时称《矿井通风与安全》）这门课程了，但该课程一直是中南大学前身中南矿冶学院通风与安全教研室的“传家课”，而且也是我从 1983 年就开始助课和讲授多年的课程，因此，为了不辱使命，还是希望能够将其传承下来， 2007 年我们将原来使用了几十年的矿井通风实验室设施全部更新， 2008 年出版了一部比较适合金属矿山的《矿井通风与空气调节》（吴超主编，中南大学出版社）新教材， 2010 年这门课程被评为国家级精品课程并建设了该课程网站（ http://netclass.csu.edu.cn/jpkc2009/csu/007VENT/index.html ）， 2011 年新录制了《矿井通风与空气调节》系列讲座及其系列实验课录像。为了使上述录像发挥其作用，我们将其制作成微信视频传播，同时也期望对提高我国金属矿矿井通风与安全的水平发挥一点积极的促进作用。金属矿、非金属矿地下开采是生产工业原材料的基础工业，它在整个国民经济发展中占有重要地位。矿井通风是矿井安全生产的基本保障。矿井通风指借助于机械或自然风压，向井下各用风点连续输送适量的新鲜空气，供给人员呼吸，稀释并排出各种有害气体和粉尘，创造良好的气候条件。矿井通风与空调是保证井下人员安全、健康，促进地下开采高效生产的一个重要方面。随着浅部矿产资源的日渐枯竭，矿产资源开采向纵深发展是必然的趋势，深部开采的突出问题之一就是通风降温，矿井通风与空调意义重大。《矿井通风与空气调节》的教学目标是：通过理论教学、实验、实践和课程设计，使学生掌握非煤矿山矿井通风与空调的基本理论和基础知识，具有矿井通风设计、管理的能力。学生通过本课程的学习，应掌握矿井通风的基本概念、基本原理、基本方法、基本运算、基本设计、基本测定、基本管理这“七基”知识，并使之融会贯通，在此基础上进一步了解矿井通风与降温、防尘、防氡等专题的关系并基本掌握其知识。; 个人分类: 教学资源|4068 次阅读|0 个评论

[转载]托里苏叶克北镍多金属矿综合利用技术研究获新进展: redtree 2016-9-24 06:41; 托里苏叶克北镍多金属矿综合利用技术研究获新进展作者：王琼杰来源：中国矿业报发布时间：2016/9/21 14:17:12 新疆托里县苏叶克北镍多金属矿中可回收元素主要是镍和钴，矿石含镍0.19%，含钴0.011%，镍矿物主要以硫化物形式存在，占有率为60%~65%。其次为硅酸镍，占有率为27%左右，氧化镍占有率为10%左右。镍矿物总体嵌布粒度细，77.87%分布于0.01毫米以下粒级，矿石属于难分选类型。蛇纹石和滑石是该矿石中的主要脉石矿物，属于高度变质矿物。其矿物特点表现为结晶差、硬度低、易泥化，在浮选过程中严重影响选别指标。中国地质科学院矿产综合利用研究所针对样品特性，通过试验考查了球磨、棒磨不同磨矿方式对选矿的影响，以及不同磨矿浓度的影响，磨矿中添加石灰、氢氧化钠、阳离子聚合剂、果胶等调整剂的影响，一段磨矿和阶段磨矿的影响。同时，选矿流程考查了全浮选流程、重选-浮选流程、重-磁-浮联合流程方案。此外，浮选流程考查了浮选脱泥的作用，酸碱介质对选矿的影响，添加硫酸铜、硫酸铵等活化剂对选矿指标的影响，以及添加水玻璃、六偏磷酸钠、CMC、果胶等抑制剂对选矿的影响，丁基黄药、戊基黄药、J622对选矿的影响，2#油、MIBC不同性能起泡剂的影响等。通过大量的方案及条件组合试验比较，研究人员认为采用重-浮联合选矿方案比较适合该矿石。试验推荐的重-浮联合选矿方案为：一段磨矿、摇床预选脱泥、摇床粗精矿再进行一粗二精的开路流程，获得的选矿试验指标为：原矿含镍0.19%、含钴0.011%，镍精矿含镍3.39%、含钴0.15%，镍回收率31.24%、钴回收率29.28%。通过显微镜对浮选尾矿进行观察发现，尾矿中损失的镍除硅酸镍外，还有部分细粒级硫化镍矿物包裹在脉石矿物中或与脉石矿物连生。镍矿物嵌布粒度细，难以解离是镍回收率难以提高的根本原因。本项目研究成果可作为评价该矿石可选性的技术依据，适用于同类型矿山的技术改造或新矿山建设。□; 个人分类: 资源|1011 次阅读|0 个评论

我在频谱激电方面开展的工作期待合作: 热度 4 chrujun 2016-5-31 23:37; 最近几年，由于频谱激电在油气勘探、金属矿勘探和环境地球物理方面的潜在应用，频谱激电研究又火起来了。作为一直从事频谱激电研究的老兵，应法国科学院Revil教授请求对我在频谱激电方面的工作做了介绍。下面是2016年年初给Revil教授回信的主要内容： It’s my great pleasure to hear from you. I hope you have a great year in 2016. The year 2016 belongs to monkey year according to Chinese culture. Kind people in monkey year will be very smart and clever. Anyway, I summary my contribution to IP research. I developed method and instrument for SIP research and application. I put forward relative phase spectrum measurement method in SIP about 10 year ago. The relative phase spectrum measurement can remove EM coupling, capacitive coupling, and synchronization error in phase measurement of SIP. The relative phase spectrum measurement is the key for the successful application of SIP in the field. Then I developed a distributed SIP acquisition system with 800 channels based on ZigBee sensor network and GPS four years ago. It’s the biggest SIP system in the world to my knowledge. I used this SIP system in China for a lot of projects and it is very successful in mineral exploration. I also developed a SIP system for laboratory usage. This system can measure accurate SIP response of rock and ore sample with ultra-low impedance and ultra- high impedance. The highest impedance of sample can be great than 10 G ohm. Therefore, it can make SIP response of sample with very few water content. Now I am developing a SIP system based on wired network. This system is much cheap than the SIP system based on wireless communication targeted for mineral exploration in mountain area. The wired SIP system adopt the basic idea of cabled seismic acquisition. It reduce capacitive coupling that exist in current SIP system for engineering usage. The wired SIP system designed by me and my team achieved ultra- high synchronization accuracy which is vital important for signal to noise enhancement. The systems developed by me adopt ultra-low noise electrical element and state-of-art signal processing method. We can acquire good quality SIP data in area with strong noise or interference. 今年，我们将在频谱激电方面加大勘探力度和基础研究投入，使频谱激电成为矿业勘探的高效物探手段。我们有大量高质量勘探数据和岩矿石标本频谱激电数据，目前正和国外的多个团队开展合作。期待国内的同行也加入，大家共同推进频谱激电的发展。; 个人分类: 我的科研|21747 次阅读|7 个评论

找矿到底为了什么？？: 热度 2 tkzbkde 2015-12-3 09:09; 赣北铜钨多金属成矿带已设立为国家级整装勘查区，作为第二个整装勘查区“江西修水大湖塘钨（铜）多金属矿整装勘查区”的靖安县石子墩铜多金属矿勘查区- 普查工作研讨会，于2015年12月1日下午在南昌鲁味印象酒店四楼会议室举行。会议有厦门钨业和赣西北地勘院及有关领导等参加。会议主题是对石子墩铜多金属矿普查工作报告及如何推进勘查工作等有关问题进行研讨。在会中关于找矿到底是为了什么？可笑的是作为整装勘查区地勘主体单位（赣北地质矿产勘查开发院）的前任炒院长竟然不懂找矿到底是为了什么还在会中争论个不休。炒院长说：“找矿是为商业需要而找矿，不是为采矿而找矿”的歪理论断，真让参会的地质前辈大跌眼镜。地质找矿到底为了什么？谈点个人看法。首先、找矿是为了工业寻找充足的“粮食”、为矿业城市可持续发展提供支撑和保障、为地方经济社会发展而找矿。其次、提到找矿必然会引申出要有找矿的目标，那么找矿的目标是什么？目标当然是找到想要找的矿，而且是富矿。最后、找矿要知道找矿有目的，那么找矿的目的又是什么？目的当然是为了有矿可采而找矿，而且有储量大的矿可采更好。在当今时代饱受市场经济的严重熏陶之下，个别的地勘单位也失去了职业操守，岂会有潜在着不可告人的秘密吗？找矿难道真的只是为了勘查工作而工作！难道是那些奸商为了商业操作而炒作吗？在全球经济萧条之际，矿产业低迷，已造成大量矿业投资者的惨败退出，其中也离不开个别挂着资质单位的不作为或乱作为的现象，也正如以前发表 “ 本不想说的，今天全说了 ” 一文，正说明了这些问题所在，真是值的矿业权人的三思啊！; 个人分类: 资讯评论|3323 次阅读|4 个评论

中南大学金属矿山矿井通风多功能实验系统视频推介: After50 2013-4-11 07:45; 中南大学金属矿山矿井通风多功能实验系统视频推介为了适应矿井通风现代化实验教学的需要，特别是适应矿井通风安全领域计算机应用的需要， 2007 年，由中南大学资源与安全工程学院安全科学与工程系和河南理工大学教学设备公司共同设计研制了结构完善、多功能、立体直观性强、具有先进的计算机监测、监控于一体的矿井通风多功能实验系统，该系统既能进行高质量的金属矿山矿井通风实验教学，又能进行一些矿井通风安全方面的科学研究。以下是该实验室视频介绍的链接，视频主讲人吴超。 http://video.sina.com.cn/v/b/101365917-1293527633.html; 个人分类: 教学资源|3078 次阅读|0 个评论

寻找金属矿向深海进军: 热度 2 pony1984621 2012-1-10 11:56; 寻找金属矿向深海进军文/马志飞当今世界，科技发展日新月异，但重大科研项目的重心始终是紧紧围绕“上天、入地、下海、登极”四大工作领域。在航天、极地科考方面，我们中国已经走在了世界前列，可是对于地球深部探测和大洋探测，却还有很长的路要走。 2011 年初，《百科知识》杂志发表一篇题为《透明的地球》的文章，讲述到我国正在启动“中国地下 4000 米透明计划”和“深部探测技术与实验研究专项 ( 2008 ～ 2012) ”，力争在不远的将来大幅提高我国对地球深部的探测能力。(链接： http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=258217do=blogid=437251 ) 对于深海探测，我们正在做出哪些努力呢？ “蛟龙”入水洋底探宝 2011年盛夏，我国“蛟龙”入水成为国内外关注的焦点， 2011 年 8 月 18 日，“蛟龙”完成 5000 米级海试，载誉归来。“蛟龙号”本次海试共进行了 5 次下潜，最大下潜深度达到了 5188 米，极大地提高了我国的海洋深潜能力。实际上，从 2009 年 8 月开始，我国的“蛟龙号”载人深潜器就先后组织开展 1000 米级和 3000 米级海试工作。去年 5 月 31 日 -7 月18 日，“蛟龙号”载人潜水器突破3000 米级下潜深度，最大下潜深度达到 3759 米，超过全球海洋平均深度 3682 米，这标志着我国成为美、法、俄、日之后第五个掌握 3500 米以上大深度载人深潜技术的国家。 “蛟龙”入水，不仅向世界证明了我国的海洋深潜器能够畅行于占地球海洋面积 75% 的海底了，极大增强了中国科技工作者进军深海大洋、探索海洋奥秘的信心和决心，而且从深海洋底带回了具有极大科研价值的“海底宝藏”——锰结核，将为我们研究和开采深海金属矿产资源提供重要基础数据。深海之宝锰结核海洋，是一片蓝色的土地，在国民经济中也发挥着越来越重要的作用。 2010 年我国海洋生产总值达到 38439 亿元，已经占到了国内生产总值的近 10% 。同时，海洋还是一个巨大的资源宝库，不仅蕴藏着大量的石油、煤炭、天然气，还在海底埋藏着大量的金属矿产，是个名符其实的“聚宝盆”。然而，由于技术水平和经济条件的限制，目前人们对于海洋中的石油、天然气、金属砂矿和建筑材料的开发和利用主要还是集中于滨海和大陆架，即使是海底煤田也往往是陆地煤田的延伸，如河北唐山开滦煤田就有一部分煤层向海底延伸。而在深海区，还分布着一种重要的矿产，那就是锰结核。在 1872 至于 1876 年间，英国“挑战者”号考察船进行科学考察期间，发现了一种奇怪的东西，科考人员从海底打捞出一些直径在 5 到 10 厘米之间、大小如同土豆一般的黑色团块状物体，这究竟是什么呢？大家感到十分疑惑，但是在多年的科考期间，他们发现这种“黑土豆”在大多数海洋中都存在。后来，经过鉴定分析，科考人员发现这种东西居然富含锰、铁、镍、钴、铜等几十种元素，难怪它又黑又沉，原来它们体内蕴含着这么多值钱的金属物质！因为它们是同心圆环状构造，就像是病人身上的瘤子一样，所以人们称之为锰结核、锰矿瘤，或者干脆就叫它多金属结核。虽然目前我们还未能完全了解锰结核究竟是如何形成的，但大多数人认同的一种观点是 : 水成作用，即金属成分缓慢从海水中析出，不断沉淀，以贝壳、鱼齿、珊瑚碎片、岩屑等为核心形成结核体，一般情况下直径都在 1 毫米以上，平均约 8 厘米。由于锰结核的形成源于海洋沉积，所以这种矿床是陆地上所没有的一种特殊矿床，主要分布在世界大洋底部水深 3500 ～ 6000 米海底表层。据估计，界上各大洋中锰结核的总储藏量约为 3 万亿吨，按照锰结核中各种金属元素的平均含量计算，仅太平洋的锰结核中就含有锰 2000 亿吨，镍为 90 亿吨，铜为 50 亿吨，钴为 30 亿吨，大约相当于陆地储量的几十至几千倍。更令人惊讶的是，这种矿床不仅储量很大，而且还在继续成长中，仿佛就是一种可再生资源。想想看，如果能合理开发利用这些珍贵资源，那将为人类创造多少财富呢？当然，依据当前的科技手段，要实现大规模开发锰结核，还具有一定困难，通常认为，它们的平均丰度要达到每平方米富含 5 千克以上，才具有可观的经济价值。自 20 世纪 70 年代开始，我国就已经着手进行国际海底区域勘查活动，锰结核就是当时最先进行大规模调查的矿产资源。经过详细的海洋调查，我国于 1999 年正式获得了东太平洋区域的 7.5 万平方千米的多金属结核矿区的专属勘探权，并且在锰结核进入商业开采时具有优先开发权。海底如何能探矿在陆地上找矿，人们已经总结了非常丰富的经验，但是在浩瀚的深海之中，既要克服海水的流动性，又要克服深水中的强大压强，若要详细探查海底状况，显得十分棘手。目前，我们研究海底地质，主要还是依据现场调查、钻探和地球物理勘探等手段。首先，需要具有特殊功能的海洋调查船。这种专门从事海洋地质调查的船舶上除有雷达及卫星导航仪等定位导航设备外，还装载有回声测深仪、旁侧声纳，用于调查海底地形地貌；拖网、抓斗、采泥器等用于获取沉积物和岩石样品；地球物理勘察设备用于探测海底地质构造及矿产资源，除此之外，船上还设有地质、化学实验室。现在我国已有自己设计制造的海洋地质调查船，如海洋一号，海洋二号，奋斗一号，大洋一号等，都担负着海洋地质和矿产资源的调查任务。其次，建造具备深潜能力的深潜器。这种装置可以分为载人和非载人两种，通常是由母船沉放到海底进行观测和取样，一般呈球形。如 1960 年，美国的 “曲斯特 II ”号潜水器成功地在太平洋马里亚纳海沟载人下潜到深度为 10916 米 ( 海沟最深点为 11034 米 ) ，夺得了下潜深度的冠军。但是，这种深潜器还比较原始，尚无航行和作业能力。我国的“蛟龙”号则不仅可以对海底小范围地形地貌进行进行测量，还可以获取岩石样品，通过水下摄像、照相等方法直接观测海底沉积物及其动态，在技术上已经大有突破。第三，实施海洋钻探。无论是陆地还是海洋，钻探始终都是最直接的地质勘查手段。 1968 年 8 月开始，多个国家共同参与实施深海钻探计划，截至 1983 年 11 月，“格罗玛・挑战者”号钻探船在太平洋、大西洋和印度洋 624 个站位上钻井 1092 口，取得岩心 9500 余米，不仅验证了海底扩张和板块构造，而且还发展了大洋地层学理论，成为海洋地质科学史上的一大功臣。此后，美、英、法、德、日、加、澳、韩、中等数十个国家于 1985 年合力开展了一项更为宏伟的科研项目——大洋钻探计划。海洋，是人类共同的财富，在科学研究方面，国际社会常常能够携手合作。然而，海洋也是人类解决资源短缺、拓展生存发展空间的战略必争之地。面对宝贵的海底矿产，一场 “蓝色圈地运动”正在世界各国之间无声地进行着。我们的地球上大部分都被海水所覆盖，除了滨海国家所管辖的领海以外，更大的则是公海，根据联合国《海洋法公约》的规定：国家管辖范围以外的海床和洋底及其底土被称为“国际海底区域”，该区域及其资源是人类共同继承财产。在这片广阔的区域中，已经有大量的锰结核、热液硫化物等海洋矿产资源被发现，所以有人称之为“地球上尚未被人类充分认识和利用的潜在战略资源基地”。也正是由于公海海底资源归属具有不明确性 , 在这场没有硝烟的战争中能够抢占先机的，必然是海洋强国、科技强国。历史不止一次的证明，如果我们没有强大的科技力量作支撑，没有高瞻远瞩的战略眼光，我们将会失去更多主动权。; 个人分类: 科普写作|4025 次阅读|1 个评论

金属矿矿井通风与空气调节的研究展望: After50 2011-8-13 21:32; 金属矿矿井通风与空气调节的研究展望随着科技水平的不断发展和矿井开采强度、深度、难度的不断提高，矿井通风与空调这门古老的学科也得到日益完善和发展，新理论、新方法、新技术也不断涌现。 1 矿井通风与空调的复杂性众所周知，采矿工业是工业生产所需原料和能源的基础工业，在国家现代化建设的进程中，占有极其重要的地位。与其他工业部门相比较，矿山生产的安全问题历来就显得非常突出。尤其是地下开采的矿山，由于矿床类型和性质的不同，地质情况千差万别，开采技术条件千变万化，无一固定生产模式，随着井下客观条件的变化，在生产过程中会不断出现新情况。因此，特殊的生产条件使采掘中的不安全因素增多，带来了矿山安全的特殊性，其主要表现为： 1 ）工作面空间狭小。地下巷道采掘时，既要进行凿岩、爆破、支护、转载、运输等作业，又要进行钉道、铺轨、通风、排水、供风、供电等辅助工作。此外，各种生产设备还要求一定的生产空间，许多管线要沿巷道通向各工作面。于是，使井下有限空间显得更狭小，给安全管理增加了更大的难度。 2 ）工作面不断变化。在井下，随着采掘工作面的推进，作业场所在时间和空间上是经常发生变化的，因而工人、设备和各种管线也要随着工作面不断移动。这一特点同样潜伏着许多不安全因素。 3 ）工作面环境差。矿井通往地表的出口较少，空间有限，生产中产生的有毒有害气体、粉尘、噪声、污水及阴暗潮湿，使得作业环境差，不但易引发事故，而且对工人的身体健康造成极大的危害，易导致工人患职业病。 4 ）矿井生产过程中产生的沼气、氢气、一氧化碳、硫化氢等气体和煤尘、硫化矿尘均具有爆炸性，也易引起火灾；炸药和爆破器材在使用、运输和管理中也易爆炸。 5 ）在掘进和回采过程中，岩石的完整性及原岩内的应力平衡关系被破坏，在强大的地压作用下，可能导致冒顶、片帮、底鼓、支架变形、甚至大面积塌落、地表移动以及煤和瓦斯喷出等一系列事故。为此，矿山必须坚持安全第一、预防为主的生产方针，加强对矿内风流流动及风流控制的研究，加强安全管理和安全措施，积极采用现代化的管理模式和安全技术装备，力争控制和减少甚至避免事故的发生。矿井通风就是向井下供氧、排除有毒有害物质、排热和除湿、为寒冷矿井供暖等。矿井污染物超标都充分反映出通风不足的问题；不存在通风问题的矿山，可能通风过度，能耗会额外增加。一般，其预防方法是根据矿山通风系统的复杂性情况，合理使用辅扇。对于生产中的矿井，其通风网络已经形成，主扇已定型，因此，若通风系统存在问题，一般靠加强通风构筑物及辅扇对风流的调控，达到完善通风系统的目的。可见，矿山通风工作是矿山安全管理的重中之重。因为，矿山生产中的凿岩、爆破、放矿、装运、破碎等环节会产生大量的粉尘，其中凿岩生产是主要的产尘源之一，作业区的粉尘浓度随凿岩时间的增长而升高，一般作业半小时后，矿尘浓度可达 250 mg·m -3 ， 3 小时后达 800 mg·m -3 。而爆破作业的产尘量虽最大且飘散距离远，但含高浓度粉尘空气的持续时间较短。当然，若不及时采取有效的通风防尘措施，爆破数小时后，巷道内空气粉尘浓度仍比正常时高 10 ～ 20 倍。装运作业同样是重要的产尘源，一般，人工装岩时的粉尘浓度可达 700 ～ 800mg·m -3 ，机械装岩时可高于 1000mg·m -3 。此外，矿内爆破炮烟、柴油机尾气、火灾、硫化物的燃烧等产生的大量有毒有害气体 CO 、 H 2 S 、 SO 2 、 NO x 等；开采铀矿床及含铀、钍伴生的金属矿床时产生的氡等放射性气体污染；深井开采矿山井下地热等对风流温度的影响；等等，均对井下作业人员、机械设备、安全生产以及巷道围岩的稳定性造成极大的危害。所以，矿山井下需要一完善的通风系统，源源不断地将地表的新鲜空气需送到井下的每一个作业面，排出污浊的空气。与国外许多矿山比较，我国矿井通风网络比国外复杂。由于我国矿山机械化程度较低，阻碍矿山规模的扩大，而矿石品位不高，又要求有一定的生产规模才能保证矿山的经济效益，维持矿山的简单再生产。这就形成了我国矿山作业面多、作业面生产能力低，井下作业工人多的现状。所以，我国许多矿山的矿井通风网络远比国外矿山复杂。 2 矿井通风的优化研究矿井通风的优化研究离不开计算机。 1953 年， Scott 和 Hinsley 首先使用计算机来解决矿井通风网络问题。 1967 年 Wang 和 Hartman 开发出计算包含多风机和自然通风的立体矿井通风网络程序，该软件表明用于解决矿井通风基本参数的应用程序走向一个成熟阶段。之后，世界上很多通风研究人员开发出大量的用于更加复杂的矿井通风系统分析软件。矿井通风软件的功能越来越多：能够确定矿井通风系统的最优布局；评判矿井通风网络中风流稳定性和矿井通风网络调节；分析和估计矿井通风网络参数，如阻力，风量，温度，湿度，主、局扇参数，粉尘，爆破炮烟，柴油机排放废气浓度等；对通风系统进行实时控制，制定未来通风计划；用计算机数值模拟矿井火灾的发生、发展过程，解算火灾时期矿井通风系统的风流状态，从而对火灾的救灾、避灾进行决策。总结了国内近年有关矿井通风网络分析方面的文献，可以看出矿井通风网络模拟作为分析矿井通风系统的有力工具，得到了很好发展，使矿井通风技术得到新的发展。矿井中风流的引进、分布、汇集和排出是通过许多纵横交错、彼此连通的井巷网进行的，风流通过的井巷所构成的网路，称为通风网络。用图论的方法对通风网络进行抽象描述，把通风网络变成一个由线、点及其属性组成的系统，就是通风网络图。矿井的自然分风往往不能满足生产的需要，一般都需要对风流进行人为的调节和控制，才能满足实际的需要，而且该调节工作非常复杂多变。为此，必须掌握矿井通风网络的风量与调节和计算方法。矿井通风系统优化是从系统分析开始到给出最优矿井通风系统为止的一系列工作的总称。其工作步骤是：矿井通风系统分析（对改扩建矿井通风系统，应进行系统现状调查测定），拟定系统优化改造（或建设）方案，各拟定方案的风量计算，各拟定方案的网络调节优化，最优矿井通风系统方案选择及技术经济效果评价等。由此可知，矿井通风系统优化分为两个类型，第一是矿井通风网络内部调节最优化，其目标是对拟定的各系统方案得出一个最优的技术经济参数方案；第二是在网络内部优化调节的基础上，在各拟定的系统方案之间选择最优矿井通风系统。 3 矿井通风自动化的研究 3 ． 1 智能化矿井通风优化设计系统智能化矿井通风优化设计系统应是实际矿井通风设计的一个模拟系统，它应包含矿井通风设计的基本内容，与设计人员进行有机的配合，有效地辅助、支持设计人员进行矿井通风设计，成为设计人员的有利工具。所以，智能化矿井通风优化设计系统的功能应由矿井通风设计的内容、要求及特点来确定。（ 1 ）信息管理功能。矿井通风设计首先要明确它的外部环境（诸如矿石和围岩的含硅量、放射性物质含量、矿岩自然发火性等）、矿床地质条件和开采技术条件，掌握有关的安全规程及有关的技术经济参数等。这些内容数据量大，准备工作繁琐，而计算机的数据库及其管理系统能够方便地存储、管理、查询和提取矿井通风设计所需的数据和资料。（ 2 ）图形处理功能。矿井通风系统立体图和网络图是通风设计最有用的语言之一，从简单的系统布局表示到设计结果的表达都离开图。 AutoCAD 系统是这一功能的基础，而且矿井通风图应是矿床开拓模型和采矿方法模型的组成部分。（ 3 ）科学计算及灾变过程模拟功能。矿井通风设计中有大量的测定数据统计处理、指标计算、设备选型计算、网络参数解算以及对不确定性的灾变过程进行计算机模拟，以获得为决策服务的数量概念。（ 4 ）知识库的管理及推理功能。矿井通风设计中有许多定性问题不能用数学模型进行分析，设计过程又有较强的经验性和艺术性，要靠设计人员的经验、知识和智慧来把握和处理。这些不良结构特点正适合用人工智能的专家系统技术来解决。但是，矿井通风设计系统不同于诊断咨询型专家系统，它既要大量的推理判断，又要复杂的数值计算，两者往往交织在一起；同时，矿井通风设计的经验知识具有一定的结构性，所以知识的表示应有一定的结构，推理中的知识抽取、组织则根据问题及上下文的不同而变化。（ 5 ）决策模型、方法及决策内容的选择功能。能根据给定的前提条件完成系统的局部设计，也可以组织协调各设计子系统进行整个系统的设计，设计内容可以灵活选择。根据解决的问题，可选择不同的模型、方法进行处理，如线性规划、非线性规划、目标规划、计算机模拟、网络方法、单目标决策、多目标决策、模糊数学、层次分析法、灰色系统理论等。（ 6 ）友好、灵活的人 — 机会话处理功能。众所周知，目前人工智能在知识表达、认识过程及推理能力还存在一定的困难和局限性。设计系统不能完全代替人进行矿井通风设计，而只能作为辅助的支持工具，人和计算机相互补充、共同作用是比较现实而可行的。发挥人和计算机各自的优势，就必须进行人 — 机交流。友好的人 — 机配合的基础。通过人 — 机会话设计，人员可以控制设计的内容及进程，得到设计说明和图表的中间结果和最终结果，能对矿井通风的基本问题给出回答、评价和解释。 3 ． 2 矿井通风优化决策的集成化与智能化矿井通风系统是一个开放的复杂大系统。当前，矿井通风系统优化决策技术计算机方法的研究前沿在于多种方法的从定性到定量的综合集成方面，并了得了一些进展，有的方法已得到实际应用，但远不成熟；智能矿井通风框架、综合集成方法的研究本身还存在着大量的困难。因此，矿井通风系统优化决策技术综合集成研究的宗旨在于实用，辅助实际矿井通风系统建设中的决策问题。（ 1 ）矿井通风安全管理计算机系统的功能集成化。目前矿井通风安全管理采用传统方法，即以人力为主，检查、测定和分析问题，依此作出判断指挥生产，缺乏现代化管理方法和手段，难以发现问题防止事故，所以远远不能满足生产的需要，针对此问题。在实际的管理实践中，用户的需求往往是综合性的，矿井通风安全管理系统的智能化应该具有多层次、多方面、多阶段的全方位服务功能。为此，应将矿井通风安全智能办公信息系统、智能管理系统和智能决策支持系统的功能加以集成，使其具有综合性功能。（ 2 ）矿井通风安全管理智能系统的技术集成化。矿井通风安全管理智能系统采用常规管理方法与现代科学方法相结合的集成方法，矿井通风安全管理智能系统的集成模型由数学模型、知识模型、网络模型等模型进行集成，以适用于各种矿井通风安全实际问题的描述。从发展远景看，矿井通风安全管理智能系统的管理软件，也为多库协同软件。由数据库、知识库、模型库、方法库、图形库等进行集成。 3 ． 3 矿井监测与控制自动化矿井通风控制的三个主要组成部分： 1) 矿井通风网络状态的监测与模拟； 2) 控制方案的决策； 3) 控制方案的实施。对矿井通风控制的大量研究也都可以归结为对这三个方面的研究。国外早已实现井下风量、粉尘、有害气体、温度、湿度的自动检测，并已形成计算机管理系统，在矿井通风自动化上己取得可喜的成果。相比之下，我国矿井通风系统的自动化水平较低，目前我国大多数矿井的通风控制仍主要是由人工进行的。有些矿井安装了遥控风门，可远距离控制风门的开与关。现有的矿井自动风门主要是相对于行车与行人而言的，并不是根据通风控制的要求进行自动控制。风机与风窗的调节也主要靠人工完成。矿井通风的全自动控制是科学技术发展的目标。但由于自动控制系统的高昂代价和技术上还有许多问题没有解决，因此，矿井通风自动控制系统在实际矿井获得应用还有很大困难。一方面，进行全自动控制，应具备三个条件： 1) 完善的风流状态监测系统； 2) 性能完善的通风控制方案决策软件和计算机系统； 3) 可自动控制的调节设施及控制执行系统。由于矿井生产条件复杂，作业地点分散，情况变化频繁，使通风系统不断变化，其控制系统也要随之改变。这样复杂的一个系统，不仅设备的安装、维护和管理很费钱、费力，而且系统的可靠性也难于保证。另一方面，对矿井正常通风来说，人工设置一些简单的通风构筑物，一般就可以满足工作地点的风量要求，因此建立自动的通风控制系统，对大多数矿井来说并不是十分迫切的；对矿井灾变通风来说，由于灾变可能由许多偶然因素引起，即使建立了通风自动控制系统，也很难保证不发生事故；而且灾变对通风控制系统还有较大的破坏性，一旦控制系统受到破坏，也不能对风流状态进行有效的控制。由此看来，矿井通风的全自动控制系统在可预见的一个时期内仍将处于试验研究阶段。 3 ． 4 矿井风流调节技术在许多地下开采的矿山，尤其是大型机械化或井下地质条件不太好的矿山，多年来，井下的通风过程中一直存在着风流控制的难题，如新鲜风流短路或漏风、无风死角、风流反向、污风循环等，特别是在主要的运输巷道中，此类问题解决的难度更加突出，常常出现井下作业面风量不足、污风不能及时排出等问题，这无疑对井下通风的有效风量率、风流的分配等影响很大，直接威胁到矿山井下的安全生产。因此，在矿山井下生产过程中加强风流调节和通风管理工作就显得十分重要。矿井通风过程中，虽然风流调节与控制的方法及技术措施很多，但有时也受到一定条件的制约，如在主要运输和行人巷道内实施增阻调节风流、隔断风流、辅扇通风或引射风流、在易变形巷道内安装风门控制风流、在作业中段的运输巷道内设置风机机站分配风流等。一般，用常规的方法均难以实现调控风流的目的，因而，常常出现影响运输和行人、设备或设施被破坏、效果不理想、管理麻烦等问题。因此，研究能在主要运输巷道或易变形巷道内实现风流调节与控制的技术就显得十分必要和有意义。目前，在国内对于在主扇的作用下新鲜风流不能达到工作地点或通风网络中出现漏风、风流短路、风流循环等问题时，一般是人工采取措施对风流的大小和方向进行调控。控制风流的措施主要有通风构筑物、辅扇、引射器等。在发达国家，矿井风流的自动控制系统研究与应用情况较好，但在国内矿山仍处于试验研究阶段，受矿山条件的影响，对井下风流大多是采用传统的人工调控方法，因而，矿井通风的全自动控制系统在可预见的一个时期内仍将处于试验研究阶段。二十世纪 60 年代，虽然有人将空气幕应用于地下矿山的风流控制 ― 阻隔风流，但其主要是在巷道断面较小、需隔断的风流阻力较小的巷道中应用单机空气幕来实现，且隔断风流的效率难以适应环境条件的变化，空气幕的作用比较单一，对于大断面大压差巷道一般不易满足要求。研究与应用的大门空气幕技术及理论不能直接应用于井下的风流控制，尤其是在大断面、大压差的井下运输巷道内不能简单引用。 3 ． 5 矿井通风系统可靠性矿井通风系统是一个特殊的系统，其可靠度的定义和计算都应在充分考虑系统的以下特点的基础上进行。（ 1 ）矿井通风系统是风机、巷道和通风构筑物三者组成的有机整体，其中风机和通风构筑物是相互独立的单元，而某分支与风机和通风构筑物以及其它分支是密切相关的。在讨论矿井通风系统及其各单元可靠性的定义和计算方法时，应充分考虑各单元的特点以及各单元的相互联系、相互制约；（ 2 ）各通风构筑物单元在使用过程中的可靠性是相对的、动态变化的，其在某一时刻的可靠度不仅依赖于当时构筑物所处的状态，也与预计的剩余服役期有关。而对整体构筑物子系统，其可靠度只能通过其对矿井通风系统的影响来体现；（ 3 ）各分支的风量在系统结构不变时，不仅与风阻和风压和有关，而且与风机和通风构筑物当时所处的状态有关。; 个人分类: 科研杂文|4137 次阅读|0 个评论

我国金属矿矿井通风与空调的一些经验: After50 2011-8-13 21:30; 我国金属矿矿井通风与空调的一些经验多年来，我国在金属矿山矿井通风与空调积累了很多好经验：（ 1 ）选择合理通风系统类型及构成要素，充分发挥主扇的通风作用。我国矿山大多数矿体埋藏不深，而且比较分散，适合采用分区式通风系统。因地制宜地创造了多种型式的分区通风系统，收到良好的技术经济效果。由于这种通风系统风路短，有效风量高，风压损失小，在许多开采浅部矿体的矿山得到广泛应用。我国非煤矿山多采用对角式进、排风井布置方式。近年来，多路进风与多路排风的多井口、多扇风机布置方式有所发展，使进、排风井的布置方式更加灵活多样。利用主扇不同的工作方式，在通风系统中形成不同的压力分布状况，用以控制气流的渗漏方向和烟流速度，是我国矿井通风技术上的一个发展。有些矿山，由于开采向深部发展或通风巷道受地压破坏，外部漏风比较严重，将地表主扇迁装地下，提高了有效风量，降低了通风阻力，节约了电能消耗。（ 2 ）建立阶段通风网，防止风流串联污染。非煤矿山经常是多阶段同时作业，阶段之间、采场之间污风串联现象严重。为解决此问题，提出了多种型式的通风网路结构。其中有代表性的是：棋盘式、上下行间隔式；梳式；平行双巷式和阶梯式等。这些通风网路的共同点是把专用排风道一直引伸到各作业面，每个作业面构成一个独立的排风网路，有效地控制风流串联污染。（ 3 ）建立采区通风网路，改善采场通风方法。有电耙道底部结构采场的通风。关键在于建立合理的通风网路，使凿岩作业面与电耙道形成独立的通风网路。无底柱分段崩落法的采场进路，当利用局部通风方法时，除合理地安设局部通风装置外，还要建立采区通风网路，保证联络道内形成较强的主风流。（ 4 ）防止矿井漏风，提高有效风量率。抽出式通风的矿井，采取留保护矿柱、封闭天井口、充填或密闭采空区等措施，在排风道与上部采空区之间建立隔离层，提高了通风效果，压入式通风的矿井，在进风石门与阶段沿脉巷道的交叉口处，安设引导风流的导风板，利用风流动压的方向性，使风流分配状况得到改善。最近研究成功的宽口大风量矿用空气幕，比已有的空气幕隔断风流的效果提高两倍多，为主要运输道的风流控制，提供了新的有效工具。（ 5 ）利用地温预热，防止提升筒冰冻。利用已采的旧巷和采空区，必要时开凿少量专用巷道，构成入风预热系统，利用地层的调湿作用，夏季蓄热，冬季放势，解决进风井防冻。这是一顶经济、可靠的预热方法，在东北金属矿山已广泛应用，收到良好效果。经过旧巷和采空区预热的风流，应不会受到有害气体和粉尘的污染，质量达到国家卫生标准的要求。夏季利用巷道的调温作用，降低入风风流的气温，也收到良好的效果。（ 6 ）净化风源，控制尘源，防止进风污染。在些矿山由于天然风沙或地面工业污染，进风含尘浓度超过国家卫生标准。镜铁山铁矿采用湿式化学纤维过滤除尘技术，试验成功进风源净化装置，使进风含尘量稳定地达到卫生标准。（ 7 ）排氡通风取得初步经验。非铀金属矿山也存在放射性危害。云南锡业公司查明，并下氡的污染源主要来自采空区，排氡通风的基本经验是采用均衡风压的通风方法，控制氡的渗流方向。通风方式以压入为主、压抽混合，使进风段及用风段均处于正压控制之下，抑制氡的析出。加强采空区的密闭和进风巷道壁面涂防护层也是防氡通风的重要措施。（ 8 ）因地制宜地建立分区系统；坚持湿式作业；加强局部通风；重视溜井综合防尘；健全通风防尘组织机构；坚持个体防护；认真执行通风防尘制度和卫生标准。（ 9 ）在通风成本中电耗是主要因素。在通风节能方面，中低压系列矿用节能风机的性能较适合非煤矿山通风网路特性，有明显的节能效果。（ 10 ）矿井通风自动化技术有所发展。我国一些新建矿山实现了通风系统集中自动控制，并对井下主要是分支风路的风量及主扇风量、风压、电流、电压和轴承温度等进行遥测和风量调节，基本实现计算机风量实时控制，使自动化水平有所提高。随着矿藏地下开采机械化水平的提高，采矿方法、巷道布置及支护的改革，电子和计算机技术的发展，我国矿井通风技术有了长足的进步，通风管理日益规范化、系列化、制度化，通风新技术和新装备愈来愈多地投入应用。以低耗、高效、安全为准则的通风系统优化改造在许多矿山得以实施，使其能够更好地为高产、高效、安全的集约化生产提供安全保障。同时，随着地表矿藏资源的日渐枯竭，属矿藏资源开采向纵深发展是必然的趋势。据统计，在未来的 10 ～ 15 年，我国将有近三分之一的有色矿山即将进入深井开采，很多煤矿已经进入了深部开采。目前我国地下矿山的最大开采深度己到 1070m ；南非金矿开采深度达 3800m ，设计深度达到 4800 多米。据预测，南非在 2010 年，深度达 3000m 的矿井将占 30% 。因此，南非工程技术人员己开始了 3500 ～ 5000m 深度区段的极深地下采矿工程的研究。在如此深的地层深部进行采矿开挖工程，人类尚无这方面的知识和经验。在高温环境下作业，矿工劳动生产率下降，身体健康将受到损害，同时严重威胁井下安全生产。未来矿山开采的主要特点包括：开采深度大，高温热害严重，开采的机械化、自动化程度高。因此，未来矿井通风与空调技术的发展要结合未来矿山开采的特征，只有处理好以上的问题，才可以确保未来地下开采的可持续发展。; 个人分类: 安全科普|3983 次阅读|0 个评论

“我国金属矿山安全与环境科技发展前瞻研究”即将出版: 热度 1 After50 2011-3-26 08:49; 《我国金属矿山安全与环境科技发展前瞻研究》书稿已经提交冶金工业出版社出版，以下是该书前言。资源与环境是人类赖以生存、繁衍和发展的基本条件，人类现实生活的衣、食、住、行、日用品、医疗保健等各方面都离不开矿物资源；矿业是人类文明进步、国民经济发展和科学技术革命的基础。鉴于资源开发的重要性，以及资源开发带来的环境污染和生态恶化的问题，已引起世人的普遍关注和重视。保护人类的生存环境，实施可持续发展战略，是当前各国追求的目标。 2004年美国国家职业安全健康研究院经过大量调查研究后，提出了一个未来采矿安全与健康研究课题的一揽子研究规划，该规划通过了由美国科学院国家研究委员会和美国国家医学院专家组的评估和认可。之后，该规划由美国科学院出版社正式出版，用以指导美国未来的采矿安全与健康的科学技术研究工作。从该规划看出，即使是处于工业非常发达的美国，也很重视采矿安全与健康的科技规划和前瞻研究。实际上，世界各国正致力于寻求一条人口、资源、环境、经济、安全和社会相互协调、既能满足当代人的需求、又不对后代人造成危害的可持续发展的道路，这是21世纪国际社会的唯一选择。金属和非金属矿产资源开发是国民经济的基础产业。我国有80%的工业原材料、70%的农业生产资料都取自于矿物资源。在我国，开发矿产资源已成为152个城市支柱产业，直接就业数百万人，带动就业人数几千万，年产值各达数千亿元。随着矿产资大规模的持续开发，资源储量逐年减少，我国大型金属露天矿已经所剩无几，地下矿山大批转入深部开采，有的已面临关闭状态；未来10~15年内，我国将有三分之一的大中型有色金属矿山的开采深度达到或超过1000m。深部开采和海洋开采是矿业发展的必然趋势，它是世界矿业发展的前沿，对于这一新的特殊环境下的矿床开采，有许许多多的新的安全与环境科学技术难题，例如：（1）伴随深部开采而来的是原岩温度不断升高，致使开采与掘进工作面的温度逐步升高，热害日益严重。国外20 世纪50～60年代，部分深部开采度矿山就已经显现出较为严重的热害问题，现已从局部发展成为普遍现象，我国大部分矿井将进入一、二级热害区，这种高温矿井，井下无法作业。高温环境下作业的工人，体能迅速下降，工作效率低，易出现中暑、热晕，还可能诱发神经中枢系统失调等疾病，致使事故频发。（2）深部矿岩体开挖后，原岩应力平衡遭到破坏，应力重新分布，巷道或采场周围的岩石发生变形、破坏，甚至出现岩爆等多种动力灾害。由于开采范围和采掘空间状态随生产推进而不断变化，矿岩重复受到工程扰动，岩层发生变形、移动和破坏，其发生机理难于认识，灾害的发生难以预测，因此，安全条件严重恶化，事故频发。（3）金属矿山开采行业是高风险行业，地下矿山由于冒顶、爆破、振动、中毒、突水、火灾、矿石自燃等原因引起的重大伤亡事故时有发生。金属矿山不但事故时有发生，开采过程中所伴随着的噪声、粉尘、辐射和光等多种污染，导致多种职业病的发生；而且发病率高、发病周期短、致死致残率高，危害人数众多。（4）金属矿床开采引起地表破坏、岩石裸露、水土流失、河流淤塞，严重破坏矿区生态环境。金属矿地下开采常常破坏地下水系；采矿、选矿过程中，大量废水排入河流，造成河流、湖泊严重污染；在开采、装卸、运输的过程中，产生大量矿尘，危害人体健康；矿山排出的大量废石和尾矿，不仅占地面积大，而且往往使矿区成为不毛之地。（5）我国的金属矿山开采活动产生大量污染物，包括：废气、粉尘、酸性水（矿坑水、选矿及尾矿池水等）和重金属有害元素。大量重金属及有毒、有害元素（如铜、铅、锌、砷、镉、六价铬、汞、氰化物）以及悬浮物等，是矿产资源开发引起环境问题的重要原因，基于其污染的危害性和广泛性，重金属超过一定标准的尾矿等废弃物，已列入国家危险废物名录。（6）海洋资源开发，甚至月球资源开开发，其带来的安全与环境问题更是难以想象，需要有极为超前的科学研究储备。由上可知，开展金属矿山安全与环境科技发展的前瞻性研究，具有重大的理论和实际意义。其研究成果，对实现我国金属矿业安全、高效、绿色的可持续发展，建立具有我国金属矿产资源特点的资源安全开发创新体系，有重大的现实意义；对部署金属资源安全、绿色开采的基础性、战略性、前瞻性和系统性研究与开发，研发、掌握矿业安全与环境的核心科学技术和先进设备研发的集成能力，使我国金属资源安全环保开采进入世界前列，具有重大的战略意义。本书由古德生院士和吴超教授担任主编。各章内容编写人员如下：古德生（1章），王从陆（2章，3章，11章），阳富强（4章），吴超（5章部分，8章部分，9章部分，15章），陈沅江（6章），胡汉华（7章），黄锐（10章，14章），李明（13章），周科平（12章部分），张超兰（5章部分，12章部分），刘辉（8章部分），廖慧敏（9章部分）。全书由吴超统稿。本项目的研究和本书的出版得到了中国工程院的资助，在此表示衷心感谢。; 个人分类: 安全科学理论|3666 次阅读|1 个评论

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