固體礦物資源開發(fā)工程

前言

礦業(yè)為我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了95％的能源資源、80％的工業(yè)原料、709／5的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料。我國是一個(gè)人均擁有礦產(chǎn)資源量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平的國家，在我國社會(huì)快速發(fā)展的今天，人均礦產(chǎn)資源消耗量持續(xù)上升，銅、鐵、石油等主要礦產(chǎn)資源嚴(yán)重短缺，推動(dòng)了國際礦業(yè)新的繁榮與國內(nèi)外礦產(chǎn)價(jià)格的攀升，它們已在一定程度上制約了我國經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，礦業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位從來沒有像今天這樣凸現(xiàn)。由于礦床地質(zhì)條件的復(fù)雜性和礦山開采的特殊性，礦業(yè)是一個(gè)事故多發(fā)的行業(yè)。水、火、瓦斯、礦塵、片幫冒頂、地面塌陷等都可能給人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來重大的損失。因此，礦業(yè)是當(dāng)今最需要采用高新技術(shù)，如信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感與遙控技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)等裝備的產(chǎn)業(yè)。在完成教育部下達(dá)的面向21世紀(jì)的礦業(yè)工程高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目后，抓教材建設(shè)就成了重要任務(wù)之一。過去，采礦工程專業(yè)立足于行業(yè)辦學(xué)，分別由煤礦、金屬礦、非金屬礦、化工礦、鈾礦等的上級主管部門領(lǐng)導(dǎo)，有各自的教學(xué)體系與相應(yīng)的教材。在1998年教育部制定的本科專業(yè)目錄中，采礦工程專業(yè)的教學(xué)范圍擴(kuò)展為包括煤、金屬與非金屬礦的開采，但是，多年來沒有一部相應(yīng)的主干專業(yè)課教材。2002年以來，教育部地礦學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo)與組織了13個(gè)單位的25名教授，歷經(jīng)3年的努力，編寫出版了這部普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材《固體礦物資源開發(fā)工程》。該教材對主干專業(yè)課的體系有所創(chuàng)新，以礦床開采工藝過程為主線，把原來的礦床露天開采、礦床地下開采、特殊采礦方法、井巷工程、礦山企業(yè)設(shè)計(jì)等課程融會(huì)貫通，把教學(xué)內(nèi)容擴(kuò)展到整個(gè)固體礦物資源的開發(fā)（含煤、金屬與非金屬礦物），并新增了采動(dòng)損害及其防護(hù)，以及退役礦山的治理與開發(fā)利用；形成了礦床開采的完整工藝體系，刪去了過去多門課程自成體系時(shí)的大量重復(fù)內(nèi)容，以《礦山企業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（孫凱年主編，冶金工業(yè)出版社，1990）為例，它的一半章節(jié)已在礦床露天開采、礦床地下開采中論述，因而本書只需一半的篇幅就能講述清楚，從而增加了飾面石材開采、寶玉石開采與礦物的保護(hù)性開發(fā)、砂礦床開采、化學(xué)溶浸開采、鹽類礦床地下水溶開采、露天與地下聯(lián)合開采、礦床二次開采、海洋采礦、太空采礦等內(nèi)容，大幅度地?cái)U(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面。本教材在培養(yǎng)學(xué)生處理礦山復(fù)雜工程技術(shù)問題和創(chuàng)新能力方面進(jìn)行了新的探索。在介紹露天采礦和地下采礦的基礎(chǔ)上，新增了露天與地下聯(lián)合開采，把二者結(jié)合起來，突出介紹了采礦發(fā)展的新趨勢；在介紹各種典型地下采礦方法之后，介紹了地下組合式采礦法和聯(lián)合式采礦法，啟迪學(xué)生靈活應(yīng)用多種采礦方法的優(yōu)點(diǎn)去解決復(fù)雜難采礦體的開采問題。介紹了采礦學(xué)科多個(gè)前沿研究工作的新進(jìn)展，以及前瞻性的采礦科技問題。這部教材結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，深入淺出，語言簡潔，文筆流暢，圖文并茂。它的可貴探索與努力，將為我國采礦工程專業(yè)提高教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)水平作出新的貢獻(xiàn)。采礦科學(xué)是在不斷前進(jìn)的，采礦專業(yè)的教材需要不斷完善與更新，我們希望全國礦業(yè)院校從事采礦專業(yè)教學(xué)的教授、專家們繼續(xù)努力，寫出更多、更好的采礦工程專業(yè)新教材。

內(nèi)容概要

本教材第2版是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，是湖北省“十一五”重點(diǎn)圖書。    全書共分為5篇48章，包括礦床露天開采、礦床地下開采、特殊開采、采動(dòng)損害與防護(hù)和退役礦山的整治與利用、礦山企業(yè)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。    本書以礦山采掘工藝為主線，形成了從設(shè)計(jì)到開拓、采準(zhǔn)、回采直至采動(dòng)損害與防護(hù)和退役礦山整治與開發(fā)利用的完整系統(tǒng)，涵蓋了煤礦、金屬礦與非金屬礦等固體礦床的開采。    本書以系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)、具體的設(shè)計(jì)計(jì)算及工程實(shí)施技術(shù)為重點(diǎn)，注重理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)辯證思維的能力和解決復(fù)雜問題的能力，反映礦山開發(fā)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)向與最新研究成果，具有較高的理論價(jià)值與實(shí)用價(jià)值。    本書可作為采礦工程和礦物資源工程專業(yè)教材，還可供從事礦物資源開發(fā)的工程技術(shù)人員、管理人員和相關(guān)專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

1　礦床露天開采　1.1　礦床露天開采概論　　1.1.1　露天開采的地位和特點(diǎn)　　1.1.2　露天開采的基本概念　　1.1.3　露天礦建設(shè)程序和開采步驟　　習(xí)題　1.2　礦巖松碎工作　　1.2.1　概述　　1.2.2　穿孔工作　　1.2.3　爆破工作　　習(xí)題　1.3　采裝工作　　1.3.1　單斗挖掘機(jī)采裝作業(yè)　　1.3.2　前裝機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)和推土機(jī)采裝　　習(xí)題　1.4　露天礦運(yùn)輸　　1.4.1　概述　　1.4.2　汽車運(yùn)輸　　1.4.3　鐵路運(yùn)輸　　1.4.4　帶式輸送機(jī)運(yùn)輸　　1.4.5　聯(lián)合運(yùn)輸　　習(xí)題　1.5　排巖工作　　1.5.1　概述　　1.5.2　排巖工藝　　1.5.3　廢石場建設(shè)與安全　　習(xí)題　1.6　露天開采境界　　1.6.1　概述　　1.6.2　確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的方法　　1.6.3　境界剝采比的計(jì)算方法　　1.6.4　確定露天礦開采境界的原則　　1.6.5　確定露天開采境界的方法和步驟　　習(xí)題　1.7　礦床露天開拓　　1.7.1　概述　　1.7.2　露天礦開拓方式　　1.7.3　開拓方式選擇    1.7.4　新水平開拓    1.7.5　開拓運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化    習(xí)題　1.8　露天礦生產(chǎn)能力與采掘進(jìn)度計(jì)劃    1.8.1　露天礦生產(chǎn)能力    1.8.2　露天礦生產(chǎn)剝采比    1.8.3　露天礦采掘進(jìn)度計(jì)劃的編制    習(xí)題　1.9　露天礦邊坡穩(wěn)定性分析與維護(hù)    1.9.1　概述    1.9.2  影響露天礦邊坡穩(wěn)定性的主要因素和邊坡破壞形式    1.9.3　邊坡穩(wěn)定性分析    1.9.4　露天礦邊坡維護(hù)    習(xí)題　1.10　計(jì)算機(jī)技術(shù)在露天開采中的應(yīng)用    1.10.1　概述    1.10.2　礦床模型    1.10.3　露天礦優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法    1.10.4　編制采掘進(jìn)度計(jì)劃的CAD技術(shù)    1.10.5　露天礦生產(chǎn)過程的計(jì)算機(jī)模擬    1.10.6　露天礦汽車調(diào)度    習(xí)題　1.11　露天開采新技術(shù)與新理論    1.11.1　露天開采新技術(shù)    1.11.2　露天開采新理論    習(xí)題　參考文獻(xiàn)2　礦床地下開采　2.1　礦床地下開采基本概念    2.1.1　影響礦床地下開采的工業(yè)特征    2.1.2　礦床開采單元的劃分及其開采順序    2.1.3　礦井巷道    2.1.4　礦井資源／儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力和服務(wù)年限    2.1.5　礦石損失與貧化    習(xí)題　2.2　礦床地下開拓方式    2.2.1　開拓與開拓方式    2.2.2　平硐開拓    2.2.3　斜井開拓    2.2.4　立(豎)井開拓    2.2.5　斜坡道開拓    2.2.6　聯(lián)合開拓、綜合開拓及開拓延深　　……3　特殊開采4　采動(dòng)損害與防護(hù)和退役礦山的整治與利用5　礦山企業(yè)設(shè)計(jì)

章節(jié)摘錄

插圖：②精細(xì)生產(chǎn)的基本原理精細(xì)生產(chǎn)的基本原理包括消除浪費(fèi)，持續(xù)改進(jìn)，協(xié)同工作和溝通交流。a.持續(xù)改進(jìn)。這是精細(xì)生產(chǎn)的指導(dǎo)思想。改進(jìn)就是永遠(yuǎn)不滿足于現(xiàn)狀，不斷地發(fā)現(xiàn)問題，尋找原因，提出改進(jìn)措施，改變工作方法，使工作質(zhì)量不斷提高。改進(jìn)是漸進(jìn)式的進(jìn)步，是細(xì)微的改變，其過程是連續(xù)的、日積月累的，必須眾人努力。b.消除浪費(fèi)。消除對資源的浪費(fèi)是精細(xì)生產(chǎn)的目標(biāo)。凡是超出增加產(chǎn)品價(jià)值所必需的絕對最少的物料、機(jī)器和人力資源的部分，都是浪費(fèi)。對資源的占用和對資源的利用只能做出相對比較。對于庫存和質(zhì)量可以給出絕對的標(biāo)準(zhǔn)：零庫存和零缺陷。零在這里表現(xiàn)為一種極限，可以無限接近它，但永遠(yuǎn)不可能達(dá)到，雙零的目標(biāo)使得改進(jìn)永無止境。c.協(xié)同工作。這是一種將職業(yè)、專長不同的人組織在一起，以小組的形式完成特定任務(wù)的工作方式。協(xié)同工作使協(xié)調(diào)簡化，可集中不同職業(yè)和專長的人的意見，從而提高工作質(zhì)量和工作效率，使得改進(jìn)不斷進(jìn)行。操作工人、維修工人、工程師、管理人員協(xié)同工作，可使現(xiàn)場出現(xiàn)的問題迅速解決；設(shè)計(jì)人員、工藝人員、銷售人員和管理人員協(xié)同工作，使并行工程得以實(shí)現(xiàn)，從而使新產(chǎn)品開發(fā)周期大大縮短。d.溝通交流。人員之間，部門之間，本企業(yè)與顧客、供應(yīng)廠家之間都需要溝通，及時(shí)傳遞信息，以便相互了解，協(xié)同工作。小組的每個(gè)成員必須了解其他成員的專業(yè)和工作內(nèi)容，有共同的語言，將自己的工作放到全局中考慮，避免片面性。協(xié)同工作和溝通交流是實(shí)現(xiàn)精細(xì)生產(chǎn)的保證。③精細(xì)生產(chǎn)的主要內(nèi)容精細(xì)生產(chǎn)的主要內(nèi)容包括工廠現(xiàn)場管理、新產(chǎn)品開發(fā)、與用戶的關(guān)系、與供應(yīng)廠家的關(guān)系等方面。a.工廠現(xiàn)場管理。工廠現(xiàn)場按準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)制組織生產(chǎn)，即提供的都是當(dāng)時(shí)需要的東西，通過不斷減少庫存來暴露管理中的問題，以不斷消除浪費(fèi)，進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)。它涉及產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃的編制、機(jī)器的改造、設(shè)備的重新布置、工序的同步化、設(shè)備的維修、生產(chǎn)組織和勞動(dòng)組織的調(diào)整、人員的再培訓(xùn)等方面的工作。b.新產(chǎn)品開發(fā)。不斷開發(fā)新產(chǎn)品是形成競爭優(yōu)勢的一個(gè)主要因素，縮短開發(fā)周期是成功推出新產(chǎn)品的關(guān)鍵。日本企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)是將市場評估、生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)管理各部門的人放在一起成立開發(fā)新產(chǎn)品小組，小組長有很大的權(quán)力，雖然成員保持與各自職能部門的聯(lián)系，但他們的工作完全在小組負(fù)責(zé)人的控制下，協(xié)同工作，互相溝通，使很多工作并行進(jìn)行，大大縮短了開發(fā)周期。c.與用戶的關(guān)系。“用戶至上”、“用戶第一”是公司處理與用戶關(guān)系的指導(dǎo)思想，采取主動(dòng)積極的態(tài)度搞“主動(dòng)銷售”，主動(dòng)上門了解情況，征求意見，搞售前和售后服務(wù)。d.與供應(yīng)廠家的關(guān)系。供應(yīng)廠與裝配廠是合作關(guān)系。在新產(chǎn)品開發(fā)初期，供應(yīng)廠家就可以參與進(jìn)來，按承擔(dān)任務(wù)的不同，將供應(yīng)廠家按不同層次組織起來。在決定零部件的價(jià)格時(shí)，裝配廠按市場行情確定汽車的目標(biāo)價(jià)格，然后與供應(yīng)廠一起考慮合理的利潤，推算出各部分的目標(biāo)成本。為了達(dá)到目標(biāo)成本，雙方利用價(jià)值工程方法，找出每一個(gè)能降低成本的因素。供應(yīng)廠家能夠主動(dòng)降低成本是因?yàn)榻档统杀究山o它們帶來更多利潤。顯然，機(jī)械行業(yè)精細(xì)生產(chǎn)的原理對現(xiàn)代采掘業(yè)是適用的。

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