开采设计论文范文

时间:2023-03-18 00:20:13

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开采设计论文

篇1

借助强大的计算机绘图软件的功能,开发适合企业规范的铝型材挤压模具CAD系统是当前的热门发展方向,如甘春雷等基于Activex技术,运用vBA对复杂铝型材挤压分流模CAD的关键技术进行了研究,提出了最短工作带位置的自动寻找方法和工作带长度的CAD计算公式,通过从型材图形获得的信息,系统自动完成模具的分流孔、分流桥、模芯结构、焊合室、工作带和强度校核等优化设计。南昌大学的研究者通过对CAD/CAM软件和CAE软件的集成,构筑了型材挤压CAD/CAE/CAM平台,并基于该平台进行了空心型材分流组合模的CAD建模,CAD/CAE信息传递和CAE建模,为进一步分析型材挤压过程和优化参数打下了基础。王孟君运用Activex技术,以vBA作为语言开发工具对AutoCAD进行了二次开发,研制出质心和最大外接圆直径查找的新方法,解决了以往挤压模CAD系统中质心和最大外接圆直径难以在计算机上实现自动查找的问题。也有学者采用UG自带的UG/OpenGRIP二次开发软件包,根据铝型材挤压模设计顺序,编写了铝型材建模程序,同时采用UG自身的MenuScript脚本文件开发了铝型材挤压模建模的菜单界面,将该二次开发模块加载到UG功能模块下,随UG自动启动。同时也可以创建铝型材挤压模具标准件库,利用该二次开发的模块在UG建模功能模块下进行调用,这样大大缩短了设计周期,降低了模具生成成本。具有很强的使用价值。随着铝型材产品多样化,应用广泛性,铝型材挤压模具CAD系统的二次开发正在向三维复杂的结构发展。

2铝型材挤压模具优化的主要现状

2.1有限体积法

所谓有限体积法是从限差分法进而一步一步的发展形成的,是在对欧拉描述当中,对空间做的网格划分,并且覆盖在计算区域当中的,它可以把物理量进行对应的存储,再通过质量和动量以及能量的守恒一一列出微分方程,再通过在单元体上把体积与时间进行积分,做到离散形式,再通过这种形式组成一个代数方程,进而得到一个物理量的分布。这种方法在对其计算时,已经在流体力学中应用的比较宽广了,在应用时我们也注意到了,它已经占到了重要位置。在现阶段,在各个生产环境当中都已经开始应用这种方法了,并且建立了一个有效的模拟系统,这也是我们在进行求解时的一个重要因素,结果就得出了一个的分步的信息继承与传递数据。在实际当看出,应用这种方法可以模拟出薄壁类铝型材的挤压成形,也表明,该方法是模拟挤压成形最为有效的一种方式了。在有限体积法的原理下,可以建立一个金属塑性的弹塑性有限元列式的有限体积控制法。而提出这种方法的数据传递,则可以建立一个了复合系统,并且对其数值模拟,在这个过程当中也就说明了,金属在成形时是具有非常强烈的塑,所以更有理论价值。

2.2有限元法

有限元法可以大量的应用在模拟铝型材的挤压过程当中,它的工艺参数、模具结构等一些参数都会对产品质量产生直接的影响。在数值模拟的生产过程当中,在很大程度上都是应用了刚塑性模型的,从而模拟出非稳态等温的生产过程,在这个过程当中我们主要考虑的作用包括几个方面:必须要应用具有大变形的弹塑性材料,也可以对角铝型材料进行模拟数值。如果我们是利用二维模型对其进行模拟它的流动速度,此时,在生产时我们可以通过利用它的模型结构,对它的摩擦系统进行进一步的研究分析。如果在挤压时,它的数值模拟是截面型材,而我们应用的模拟模具就必须是等价的,因此,在实际应用当中,这也是相对有效的方法之一。近年来铝型材挤压模拟过程常用的软件有Msc/SuperForge、DEFORM3D、hyerxtrude等,可以进行挤压过程金属流动模拟,得到挤压模具应力,速度场应力场分析,温度场分析以及模具应力变形分析。充分发挥了有限体积法和有限元法各自的优势,成功地分析材料流动和模具受力情况,为模具设计及结构优化提供了有效的参考。

3发展趋势

在实际应用当中我们可以看出,有限元法可以更好的进行铝型材挤压模拟,它的主要优势是可以更好的适应几何形状,并且对材料的性质进行精确的定义,可以确定边界条件与变量状态,可以有效的解决更为复杂的一些难题。通常有限元法应用拉格朗日的坐标,它的网格节点一旦出现一定的程度的移动,就会出现很大程度的变形,促使网格发生变形,出现交叉问题,导致精准度失灵,这时就必须对网格重新划分、模拟。在网格进行重划时也会存在一些偏差,这主要是因为在传递数据时会造成一定的误差,所以进行计算时它的精度就是有所降低。此外,因为网格重划的速度是非常快的,这就会造成有限元边界节点对模拟会产生很大程度的影响,也就是说,它的几何形状在和边界节点进行脱离时会出现一定程度的敏感性,如果应用步长较小,仍然会促使挤压件的形状存在很大的偏差。所以,在当前情况下,对有限元数值模拟也仅限于比较简单的形状。但是,在未来的发展过程当中,对于研究有限元法更为突出的一个重点就是要在有限元网格的三维技术领域,其次也就是要解决怎样才可以更好的避免网格重划的问题。而应用有限体积法的最大优势就是具有欧拉网格在静止不动的状态下,它的节点是不会任意流动的,不需重划。这种方法的另一个优点是所具有的物理环境,在一定范围之内可以控制离散方程,即它在各个方面都具有守恒性,同时确保了它的计算精度。由于这种方法在流体流动以及传热时计算数值已经发展的非常成熟了,所以把它应用在金属成形的模拟数值,是具有一定前景的。

4结论

篇2

【关键词】:煤矿大断面岩石;巷道掘进;机械化

中图分类号:X752文献标识码: A 文章编号:

煤矿开采在我国的国民经济发展中占据着重要的地位,对我国的经济建设和发展起着十分重要的作用。近年来,随着我国煤矿开采行业的发展,煤矿巷道掘进施工的机械化技术应用也越来越广泛,尤其是煤矿大断面的巷道掘进机械化施工技术受到了人们的广泛关注和研究。在煤矿巷道掘进施工中,煤矿大断面包括巷道的掘进断面和支护后的净断面两种。通过机械化在煤矿大断面岩石巷道掘进施工中的应用,可以有效保证巷道施工的安全性,从而提高巷道的掘进速度,降低施工人员的劳动强度,保证煤矿巷道掘进工作的效率,进而实现煤矿开采的持续性生产。

我国的煤矿大断面岩石巷道掘进工作的发展现状

目前,随着对煤矿大断面岩石巷道掘进施工中机械化施工技术的研究,我国的机械化巷道掘进施工技术在一些重点煤矿已经得到了广泛的应用。当前,以钻爆法为主的机械化巷道掘进技术主要有全液压钻车配正装侧卸式装岩机作业线,钻装瞄一体化作业线以及手持式凿岩机配耙斗式装岩机作业线三种。我国煤矿大断面巷道掘进机械化技术中比较常用的是第三种手持式凿岩机配耙斗式或铲斗式装岩机的作业线生产模式,在这种机械化掘进技术下,掘进的速度一般为60-70米/月,部分煤矿采用了全液压钻车配正装侧卸式装岩机作业线,但是相对于国外一般使用的全液压钻车配正装侧卸式装岩机作业线和钻装瞄一体化作业线相比,我国的机械化巷道掘进技术配套设备还不够完整,施工工艺以及施工组织管理还存在不足,同时我国在煤矿大断面岩石巷道掘进施工中使用的高效掘进设备的在破岩能力、安全性、可靠性以及适应性等方面还存在着一定的差距。

因此,我们必须要对煤矿大断面岩石的巷道掘进施工中的机械化施工技术的应用进行一定的研究与分析,从而推动我国煤矿巷道掘进工作的机械化进程,提高掘进的工作效率,从而保证煤矿的正常生产秩序[1]。

煤矿大断面岩石巷道掘进施工应用机械化的重要意义

煤矿大断面岩石巷道掘进施工中机械化施工技术的应用对煤矿产业的发展具有十分重要的意义。一方面,通过机械化技术的应用,使得煤矿巷道掘进工作的现代化进程得以加快,促进了煤矿巷道的掘进速度,保证了煤矿开采的产量,同时机械化的设备方便施工组织管理;另一方面,通过机械化的施工设备可以有效地降低施工人员的劳动强度,从而有利于保证煤矿掘进施工和生产的安全性[2]。

机械化在煤矿大断面岩石巷道掘进中的应用

由于煤矿大断面主要包括巷道的掘进断面和支护后的净断面两种,因此在对煤矿大断面岩石巷道掘进施工中机械化施工技术进行研究时,要借鉴两种不同的情况,根据在实际巷道施工过程中的经验总结,对机械化技术的应用进行深入思考。

大断面岩石支护设计与机械化应用。

要想保证煤矿大断面岩石巷道机械化开采,首先就要对煤矿大断面岩石的支护进行设计。随着科学技术的不断发展,煤矿大断面岩石采用的传统锚喷支护方法已经不再适应当前煤矿开采的需要。在深部大断面岩石巷道支护中,由于煤矿开采的进一步加深,以抗压为主的锚喷支护方法往往不能有效地对巷道的变形进行控制,因此这种支护方法已经不能满足煤矿安全生产的需要。近年来,通过对锚喷支护技术的研究并结合了煤矿大断层岩石巷道快速掘进机械化施工的经验总结,借鉴新奥法,通过FLAC数值模拟对煤矿大断面岩石支护方法提出了先让后抗的支护优化设计措施。所谓的先让后抗就是指允许煤矿巷道周围的大断面岩石产生的变形,从而使得大断面岩石能够进一步的保持平衡,有效的解决了服务年限长的软岩巷道可靠支护问题,使得支护的质量得以保证,以此来实现煤矿大断面岩层巷道使用期间的稳定性,进而保证煤矿巷道机械化施工的安全性,在一定程度上提高了巷道掘进的速度。

煤矿大断层岩石巷道机械化掘进技术与工艺。

在煤矿大断层岩石巷道掘进施工中,其巷道掘进的工序按性质可以分为主要工序和辅助工序。在大断层岩石巷道掘进施工中合理安排各工序施工组织,利用好巷道的机械化技术是保证煤矿巷道掘进施工速度的重要因素。因此,煤矿大断层岩石巷道的机械化,可以进一步改善巷道掘进施工艺。煤矿大断层岩石巷道的机械化掘进技术中的多数辅助机械工序占用的时间比较短,并且具有相对的独立。在对煤矿大断层巷道掘进进行施工安排时,要尽可能采用主要机械工序与辅助机械工序平行交叉作业的方式,以此来提高煤矿大断层巷道掘进施工的工作效率以及煤矿开采技术的经济指标。

机械化技术在煤矿大断层巷道掘进施工中的具体体现。

目前,我国煤矿大断层岩石巷道掘进在施工中主要采用的是岩巷掘进液压凿岩台车及其配套的装备。当前,我国的煤矿开采产业中,对煤矿大断层岩石巷道掘进进行施工时,绝大多数采用的锚喷施工工艺是以风动凿岩机和耙矸机为主要设备的。但是,由于这种技术的水平比较低,就造成了煤矿大断层巷道掘进施工效率不高的问题出现,并且这种技术在进行巷道掘进施工中很难进一步提高进尺水平。因此,我们要对煤矿大断层岩石巷道掘进施工中绝大多数采用风动凿岩机和耙矸机为主要设备的施工工艺进行改变,通过对实际的煤矿大断层岩石巷道掘进施工中进行的经验总结,不断解决包括液压凿岩台车、装岩机、喷浆机等机械化设备应用在煤矿岩石巷道掘进中的关键技术问题,以此来实现液压凿岩台车以及侧卸式装岩机对传统气动凿岩设备的取代,从而实现煤矿大断层岩石巷道掘进施工中机械化施工技术的应用[3]。

总而言之,实现煤矿大断层岩石巷道掘进施工中的机械化,能够很好的解决深部巷道掘进中出现的一系列技术问题,有效的提高了巷道掘进施工的速度,实现大断层岩石巷道安全优质高效掘进,以此来促进煤矿产量的提高。

【参考文献】

高云峰 江小军 浅谈我国煤矿巷道掘进装备技术【期刊论文】煤炭工程-2010

篇3

关键词:采空区、墩台式支撑法、可行性论证

某焦化电联产资源综合利用建设工程拟建规模为年产铸造型焦96万吨及化、电联产工程。

建设工程的厂房砖混结构采取条形基础,钢架结构采用独立基础,焦炉等大型建筑采用钢筋混凝土构架式基础,各拟建(构)筑物基础埋深2.5~7m,基底平均压力60~250KPa。

1.工程地质体特征

按其工程地质性质,厂区内岩土体可分为如下五种工程地质体。

(1)土体

主要为厂区地表第四系中更新统松散土体,成份为粉质粘土、粉土、细砂。厚度一般为4.50~60.00m,平均厚度为26.43m。

(2)强风化岩体

属侏罗系直罗组地层,主要分布于土体之下,新鲜基岩之上。风化带厚度一般在基岩顶面以下9~12m,平均厚度约10m。风化岩体质量指标RQD一般仅有50.5~53%。其饱和抗压强度一般8.6MPa,顺层抗剪强度0.9~1.2MPa,垂直抗剪强度3.1~11.30MPa。

(3)软硬互层岩体

属侏罗系延安组地层,岩性主要为泥岩、砂质泥岩、薄层粉砂岩、砂岩,是煤系地层的主要岩组。为典型的层状结构,产状近水平。岩石遇水易发生泥化、崩解、碎裂。水稳定性泥岩较差、砂岩较好。该组岩石软化系数一般小于0.7,饱和抗压强度一般17.4~72MPa之间。

(4)坚硬砂岩体

属侏罗系延安组地层,岩性主要为细中粒砂岩,以泥质胶结为主,少量为钙质胶结。它们多为煤层间接顶、底板。软化系数一般0.67~0.81,在难、易软化临界值左右,饱和抗压强度一般大于32.8MPa。

(5)煤岩

主采煤层,层状结构,其饱和抗压强度为6.6~38.2MPa,平均17.9MPa,顺层抗剪强度1.2~2.7MPa,垂直抗剪强度3.1MPa。

2.采空区基本特征

拟建厂区位于煤矿采空区正上方,局部位于未开采的煤矿之上。煤矿目前正在开采之中,采空区体积约500000m3。

该煤矿属于低瓦斯煤矿,煤层近水平,赋存稳定,开采条件极其优越。煤层埋深80-196m,平均埋深100m,厚度3.2-3.8m。顶底板岩石为软硬兼互层岩体。

该煤矿硐口位于沟谷中,采用水平巷道机械运输,房柱式开采。煤矿的运输主巷道从场地东南角呈东南-西北穿过。巷道宽3~3.5m,高3~4m,巷道维护较好。采房规格不一,以采四留四――采七留八为主,目前正在开采区采用采七留八方法开采。采空区保安煤柱大小不一,主要断面为4×4m~8×8m。

该煤矿采空区的面积较大,分布不规则,但由于该煤矿采用房柱式开采,井下保安煤柱维护较好,所以采空区目前基本稳定。

3.采空区稳定性评价

3.1 特殊地质条件、地质环境具有诱发采空区发生塌陷变的可能性

根据岩土工程勘察报告和地质灾害评估报告,此处无大断层及构造破碎带,不存在古滑坡体等不良地质体。但随着保安煤柱和采空区顶板岩体的风化和浸水软化,发生采空区塌陷的可能性较大,将直接危及地表工厂的安全。

3.2 煤柱的稳定性评价

对于房柱开采的煤矿采空区,煤柱的稳定性是保证其采空区稳定的主要决定因素;煤柱的稳定性主要取决于煤柱应力和煤柱强度,当煤柱应力超过煤柱强度时,煤柱将会失稳破坏。可用安全系数来评判煤柱的稳定性,安全系数一般应在1.5~2.0之间。

煤柱支撑的总荷载可按下式计算:

式中:p为煤柱支撑的总荷载;

、 分别为煤柱的长和宽;

、 分别为煤柱两侧采出的长和宽;

为覆岩平均重力密度;

H为覆岩厚度;

煤柱强度:准确的测定煤柱的强度是很困难的,最好的方法是进行现场测试。在无法进行现场测试时,一般情况下采用煤柱计算公式计算,如欧伯特-德沃/王(Oert-Dvall/Wang)公式、荷兰德(Holland)公式等,通常多采用欧伯特-德沃/王(Oert-Dvall/Wang)公式。

欧伯特-德沃/王(Oert-Dvall/Wang)公式:式中:为煤柱强度;

现场临界立方体煤柱单轴抗压强度;

W,h分别为煤柱的宽度和高度;

经过计算可得,最不利状态下煤柱的稳定在0.93~1.16之间,煤柱的稳定系数未达到1.5~2.0,即场地未达到稳定状态,需要对采空区进行处理。

4.治理方案比选

采空区的治理方案主要可选用的治理方案有墩台式支撑、注浆充填、煤矸石或矿渣充填三种方案。三种方案优缺点分析如下。

4.1墩台式支撑法

(1)墩台式支撑法治理原理:在采空区内砌筑浆砌石墩台,对采空区顶板提供直接支撑,由浆砌石墩台、保安煤柱、采空区顶板共同承受上部岩土体和拟建工程的荷载。

(2)优点:

①浆砌石墩台强度高,直接作用于顶板,治理效果最好,采空区塌陷得到彻底根治。治理后地表不存在基础沉降或仅有极小的沉降量,可以满足拟建工程对基础沉降量的严格要求。

②施工工艺简单,方便施工,便于操作。

③治理成本低,经济效益高。

(2)缺点:

①浆砌石施工,以人工作业为主,施工速度较慢。

②仅适用于采空区未塌陷,或局部塌落的矿井。

4.2注浆法

(1)注浆法治理原理:采用全充填压力注浆法。采用钻机造孔,将细粒充填材料与水的混合料浆液用注浆泵在压力作用下注入地下,使之在采空区固结为结石体,用以支撑上覆岩层。常用充填材料有:细石混凝土;水泥砂浆;水泥、粉煤灰;水泥、粘土,等等。

(2)优点:

①施工采用机械化作业,施工进度快。

②充填材料可因地制宜选取,灵活多样。

③地表作业,施工安全方便。

(2)缺点:

①存在一定的沉降量,仅适用于对基础沉降量要求不严的一般建(构)筑物和场地。

②治理成本高,经济效益低。

③各种充填材料具有一定的适用特点,应用受其应用特点和效果限制。细石混凝土适应面较广;砂浆适用于已经塌陷和较小的采空区;水泥、粉煤灰适用于一般建(构)筑物和场地;水泥、粘土适用于的裂缝封堵和一般的地下空穴。

4.3固体充填法

(1)固体充填支撑法治理原理:因地制宜选用固体渣料,采用机械运输采空区充填,利用其自重和机械压实。充填体直接支撑顶板,承担煤柱和顶板的剩余应力,以控制顶板和覆岩变形和塌陷,以保证采空区上方场地及建筑物的安全。

(2)优点:

①成本最低,经济效益高。

②充填材料为废弃物,治理采空区同时对周边环境得到有效整治,经济环保。

(3)缺点:

①充填体上部的压实施工困难,压实度控制难度较大。

②治理效果较差,有一定的沉降量,适用于上部建筑物对基础沉降要求宽松的工程。

4.4方案比选

治理方案直接工程费经济分析对照表

通过上述三方面的对比,墩台支撑治理方案最佳。通过治理可满足拟建工厂对基础和沉降量的要求,也能保证矿山的正常生产,同时,治理费用也最为经济。也达到了治理工程“安全可靠”“便于施工”“经济合理”的目的。

5.结论

通过对采空区多种治理方案优缺点和治理费用的比选,认为墩台式支撑治理方案,安全可靠、方便施工、经济合理,是本治理工程的最佳方案。

参考文献

[1] 赵树德 廖红建 王秀丽 土力学 高等教育出版社 2001

[2] 杨位光 地基及基础 中国建筑工业出版社 1998

[3] 孙超.薄景山.孙有为 采空区沉陷研究历史及现状 [期刊论文] -防灾科技学院学报2008(4)

[4] 刘科伟.李夕兵.宫凤强.刘希灵.王卫华 基于CALS及Surpac-FLAC3D耦合技术的复杂空区稳定性分析 [期刊论文] -岩石力学与工程学报2008(9)

[5] 杨为民.向灵芝.李铁军 邯郸-涉县段高速公路沿线煤矿采空区地表沉陷的定量预测 [期刊论文] -北京工业职业技术学院学报2008(01)

篇4

一、把专业室日常教学管理工作做细、做严,使之成为高质量教学效果的主心骨。

教务部的主要职责是为教学服务,保证教学工作的正常开展,并为取得高质量教学的效果实施相应的管理。本学年在教务部承担教学任务的教师52名,其中专业教研室29人,课程涉及采油、采气、仪表、提高采收率、油藏、机械基础、制图、管焊、电工等多学科,新教师数量多,教学任务繁重,多数教师的周课时达到20节,教学工作量大、教学管理、培训教学协调难度大。我是油气开采专业的老教师了,熟悉专业教学的规律和特点,熟悉教学过程,也了解专业教师的教学情况,因此对专业室教学管理上,我以一个服务者的角色,力争用人性化的理念、负责的意识、以身作责的精神,积极主动的工作态度,从细节入手,从严要求,从大局出发,深入到课堂,深入到教师中间,准确了解教师的课堂教学情况,及时发现问题,及时分析原因,及时帮助解决。以指导者的态度,指导年轻教师的教学,让他们在教学中学习,在教学中提高,在教学中成长。平时主动和年轻教师交流,解决年轻教师的困难和心理压力,把工作做细做活。

二.倡导民主自主的教研之风,使之为教学服务,为教师服务

教研活动是教务部的常规工作,每学期开学,我积极与教务部部长商讨教研活动主题与方式,在我们的共同努力下,专业室的专题教研活动提高了老师们针对一个专题进行探索和研究的能力,使一批新教师渐渐成熟,他们主动探究、独立工作的能力渐渐增强。教研活动也锻炼了一大批老老师,课堂教学中,他们大胆尝试,有思想,有观点,更为可贵的是他们对待学术真襟怀坦荡的态度,对别人存在的问题毫无保留地真诚地指出,也对别人提出的不同意见和建议也非常乐意接受。在这样一个良好的学术氛围中,老师们认识问题、发现问题和解决问题的能力提高了,真正达到了教研为教学服务、为教师服务的目的。

三.有序组织学生论文指导审查工作,使之成为宣传中心教育品牌的有效手段。

六月到七月我组织油气开采和石油工程的教师对开采06班、地质06、钻井06班的毕业论文进行指导审查,并发挥自己的专业优势指导了20位学生的毕业论文。在组织论文指导的过程中,学生因为工作岗位不能离开,不能到学校与老师面对面的交流,我们就发挥网络的优势,组织老师在网上指导学生修改论文,派教师到现场亲自收取论文,本着为学生服务的态度,和老师们圆满完成230人的论文指导与审查工作,按时把质量上乘的论文提交到石油大学,为中心的势力和教学水平做了很好的宣传。

四.积极承担教学培训任务,把课堂当作超越自我的平台。

今年我承担完成的培训与教学任务有:

1.完成采油高级工培训班采油知识与技能培训7天,完成学时49个;

2.承担《采油工程》、《工程流体力学》、《渗流力学》等课程的函授教学,完成课时50个。

3.在西南石油学院承担大学生采油采气培训任务,连续6周,每周6天课,历时42天,完成学时288个。

4.假期承担集团公司采气技师培训项目的设计、教学安排、教学跟踪、现场考察指导、技术论文指导、技术交流的组织工作等,历时21天。

我认为教学是一项需要爱心与智慧的工作,教学中遇到的许多问题,需要依靠智慧来解决,智慧来自细心的观察,来自于潜心地学习、勤奋地工作,来自于不断地反思,不断否定自我,超越自我。

教学上我可以算是一个老兵了,但我仍没有放弃对教学基本功的训练,在教学中我以身作则,看重教学过程,备好课、上好课是我的追求。为此,我认真钻研业务,不断提高专业水平,在课堂教学中我竭力寻找多种教学手段和技巧,以调动学员的学习积极性和主动性,提高教学和培训质量。把课堂教学当作展示自我才华、超越自我的平台。

五.静下心搞教学研究工作,使之成为实现自我价值的桥梁。

今年我参与了两项比较大的教学研究工作,希望我们的努力能为中心的发展尽微薄之力。

1.开发申报了油田公司采油新工艺新技术培训教材编写项目,并负责该项目的编写工作,目前已组织三位老师完成编辑工作。

2.参与集团公司采气技师培训教材的编写,和四位老师一起圆满完成任务,争取明年初出版。

六.学习科学发展观,使之成为自己职业道德熏陶的信念。

半年来积极参加科学发展观的学习,通过学结,思想认识有了很大的提高,价值观也有了正确的方向,对工作努力坚持“只干不说,先干后说,干好了再说”的态度,别人不愿意做的工作,我主动承担,别人做不了的事情,我努力去做,别人做不好的工作,我用心干好。对拿不准的事情,我请教领导,对领导安排的工作,我自觉服从,不折不扣执行,认认真真完成。

作为教学管理干部,我奉行“正正派派做人、诚诚恳恳待人”的原则,勇于负责任,敢于承担责任。用自己的行动说服人,用自己的真情打动人,用自己的人格感染人,努力把自己熏陶成为一个有大局意识,有团结心胸,有责任心的人。

在具体工作上,我以身作则,坚守岗位,积极协助全力配合余部长、栾书记和王部长的工作,主动沟通,积极协商,勇于承担,保证教务部工作稳定,人员团结,管理工作有序和谐。

篇5

关键词:新城;金矿;回采;研究;应用

中图分类号: P618.51 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)05(a)-0000-00

山东黄金矿业股份有限公司新城金矿我国大型黄金矿山之一,位于山东省莱州市金城镇境内,是一座有着30多年发展历史,现有采、选、冶综合生产能力5100t/d以上,年产黄金10万余两的大型黄金矿山。

自建矿以来,新城金矿为适应生产发展,历经了三次大的改扩建工程建设,形成了目前以主斜坡道、主竖井―辅助斜坡道、主斜坡道的多种开拓方式共存,机械化盘区充填采矿法为主要采矿方法的现代化矿山。

纵观国内外高品位残矿开采方法,充填采矿法因回收率高,顶板暴露面积小,安全性好而成为残矿开采的首选采矿方法[1,2]。充填体内残矿的开采是软破复杂环境下矿体的复采。由于残矿周围充填体强度不同、残矿本身的留设空间位置与大小不同、残矿在母体开采时作用的不同,使残矿开采的复杂程度与技术难度不能与正规矿体的开采相提并论。因此,其开采方法与技术应该围绕在软破介质环境下的不规范矿体的开采上,国内外虽然没有相同的开采方法与经验,但煤矿、有色、化工等行业有相关方面的技术与经验可以借鉴。例如盾构法解决软破岩层下巷道的掘进问题、小断面进路法(上向、下)用于破碎矿体的开采、钢纤维喷射砼用于破碎顶板的支护等[3,4]。

总之,充填体中高品位残柱的开采,不仅是一种采矿方法的问题,更多地涉及到软破介质内的掘进与支护技术、软破介质的地压管理与顶板安全技术等,是一个危险隐患环境下安全开采的系统工程问题,必须对传统的充填采矿方法进行改革与技术创新,在安全开采前提下,实现充填体内高品位残矿的充分回采。

2 新城金矿残留矿壁回采技术研究

2.1新城金矿残留矿壁回采技术总体目标

(1)实现浅部中段高品位残矿充分安全回采,回收率达到85%以上。

(2)通过软破介质内巷道掘进相关技术研究,确保矿石、人员、材料的安全运输,解决采空区的充填问题。

(3)通过软破介质内残矿安全开采相关技术研究,确保残矿开采安全。

(4)完成采场施工设计。

2.2新城金矿残留矿壁回采技术研究方法

为确保新城金矿充填体内残柱安全高效回采,首先对残柱资源进行调查,对矿体的空间定位及其开采环境进行现场调研。采用数值模拟与理论力学模型对散体下顶底残柱开采过程进行了稳定性分析。建立理论力学模型,应用修正普氏拱理论计算了进路顶部荷载,采用数学力学解析法对不同规格的进路在开挖过程中的承载层进行了内力分析,得出了进路开采半宽和承载层厚度之间的拟合函数,进而得出了不同跨度进路顶板需预留原岩的最小安全厚度。应用ABAQUS软件对不同规格进路的开挖过程进行了塑性变形和顶板应力分析,得出了进路的合适采高及预留原岩的安全厚度,以及不同跨度的进路顶板冒落规模,从而得到采场进路宽和高。将理论力学分析和数值模拟分析的结果应用于新城金矿残柱的开采中,并对采场沿脉巷道进行位移监测,能确保试验采场安全生产。以此为依据,进行残矿开采方法选择与设计,确保高品位矿的高效低成本开采。对软破介质内采场的支护形式与支护方法进行研究,保证充填体内残矿开采安全高效。

2.3新城金矿残留矿壁回采技术路线

(1)残柱资源调查与空间定位

(2)残柱分布状况及其开采环境调研

(3)软破介质掘进及残矿开采相关技术调研

(4)软破介质内巷道掘进方法与支护方法研究

(5)残矿开采方法选择与设计

(6)充填体内采场回采工艺与技术研究

(7)软破介质内采场的支护形式与支护方法研究

(8)充填体内残矿开采安全技术研究

3 新城金矿残留矿壁回采技术应用效益

3.1经济效益

本项目研究的经济指标是残矿回收率≥85%,选冶综合回收率90%以上,预计经济效益2亿以上。具体计算公式如下:

该项目预计回采矿石量为12万t,平均品位10g/t,新增金金属量1200000g。以目前国际黄金交易价格260元/g计算:

新增销售收入:1200000×85%×90%×260=23869万元;

新增利润:23868-1200000×90×10-4 =13068万元。

其中2014年回采矿石量为6万t,平均品位12g/t,新增金金属量720000g。以目前国际黄金交易价格260元/g计算:

新增销售收入:720000×85%×90%×260=14320.8万元;

新增利润:14320.8-720000×90×10-4 =7840. 8万元。

2015年预计回采矿石量为6万t,平均品位8g/t,新增金金属量480000g。以目前国际黄金交易价格260元/g计算:

新增销售收入:480000×85%×90%×260=9547.2万元;

新增利润:9547.2-480000×90×10-4 =5227.2万元。

3.2社会效益

当前,类似新城金矿的老矿山,均面临资源殆尽,井下环境复杂,开采难度大等一系列难题,残留矿壁回采技术研究为矿山的发展开辟一条新的途径。大大增加了矿山的产量,为矿山带来巨大经济效益的同时,解决了矿山的就业压力,提高职工收入,有利于社会的稳定。该项目的研究,保证了井下工人安全作业,保证安全生产。总之,该项目的研究,对于充分回收有用资源、提高矿山企业经济效益、保证经济持续发展均具有十分重要的意义。

残留矿壁回采技术研究及应用在国内外没有完全相同的开采方法与经验,属于新城金矿针对目前的矿山开采条件进行的突破性研究,该项目应用前景广阔,在山东黄金集团内的黄金矿山均具有借鉴与推广价值,可为集团创造上亿的利润。

同时,该项目的开展,将为国内乃至国际范围内类似生产工艺矿山的软破介质内矿石的回收利用创立参考,对矿物资源充分回收意义重大。

4 结论

残留矿壁回采技术研究及应用主要探讨充填体内巷道掘进与支护方法、充填体内残矿开采方法、充填体内地压管理与顶板控制方法、充填体内残矿的充填工艺与技术,以此实现软破介质内残矿的安全、经济与合理回收。通过实践表明,该项研究技术大大提高了新城金矿的回采率,企业的经济效益得到增长,具有很好的经济效益与社会效益,为类似矿山二次开采提供了技术支持。

参考文献

[1] 肖迪民,苏心德,张根深. 锡矿山南矿难采残矿回采实践 [J].采矿技术,2007(2):1~25

[2] 赵明宣,于常先,张伟洲,等. 三山岛金矿上盘护顶矿回采技术研究及应用[J]. 中小企业管理与科技,2013(12):2~35

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[关键词]保护范围 残余吨煤瓦斯含量法 钻屑瓦斯解析指标法 内错距 卸压角

中图分类号:G58 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0254-01

引言

保护范围的实际考察对煤矿合理布置采掘接续具有非常重要的意义,在准确划定保护范围的基础上,合理的布置采掘接续,不仅能有效的治理瓦斯,确保安全生产,同时也能节约大量的瓦斯治理工程,降低开采成本,减少瓦斯治理对生产的影响。

1.概述

根据《防治煤与瓦斯突出规定》第四十八条,保护层和被保护层开采设计依据的保护层有效保护范围等有关参数应当根据实验考察确定。目前我矿的生产安排需要对我矿东井西翼2#煤层开采后对下部7#煤层的有效保护范围进行考察;按照我矿当前的采掘布局,选取120201工作面、120202工作面开采后对下部7#煤层的保护范围作为考察对象进行考察。

1.1 煤层情况

2#、7#煤层倾角在6°~10°之间,均为缓倾斜煤层,2#煤层平均厚度为1.5m,7#煤层平均厚度为1.4m,2#煤层与7#煤层的层间距约为25m。

1.2 2#煤层开采及7#煤层巷道布置情况

2#煤层布置有120201工作面和120202工作面均已回采完毕,平均采高为1.8m,120201工作面沿2#煤层倾斜方向布置,其工作面倾斜长为650m,走向长(工作面长)为200m;120202工作面沿2#煤层倾斜方向布置,其倾斜长为814m,走向长(工作面长)为200m。

120701工作面位于大湾煤矿东井西翼,第8勘探线与第9勘探线之间;该工作面以南为西翼集中皮带运输巷,其上部为120201工作面和120202工作面采空区,与其垂距约25米,工作面周围7#煤层均未开采。

2.保护范围的考察

2.1 沿走向方向保护范围及卸压角的确定

为考察2#煤层开采后对下部7#煤层保护范围沿走向方向的边界,在120701机巷内布置6个考察孔;考察孔的位置选取原则为距离预计被保护范围边界不超过10m。

考察方法采用钻屑瓦斯解析指标法,钻孔进入煤层后,每钻进1m测定钻屑瓦斯解吸指标K1值一次。通过考察,沿走向方向施工的6个考察钻孔依次分别在8m、6m、4m、2m、4m、6m位置,考察指标K1值有明显增大趋势;将考察指标有明显增大趋势位置的点作为开采保护层保护效果不充分的始点,标注在相关图件中,得出2#煤层沿走向方向对7#煤层保护范围的内错距为15.5m。如上图1所示:

根据图1可得tanδ5=25/15.5;因此得出δ5≈58°12′0″;取58°。

因此,经考察,我矿2#煤层开采后对7#煤层的保护沿走向方向卸压角δ5为58°。

2.2 沿倾向方向下山侧、上山侧保护范围及卸压角的确定

为考察2#煤层开采后对下部7#煤层保护范围沿倾向方向下山侧的边界,在120701机巷内布置10个考察孔;考察孔的位置选取原则为距离预计被保护范围边界不超过10m。

考察方法采用钻屑瓦斯解析指标法,钻孔进入煤层10m后只在钻孔孔底布置一个考察测试点。经过实际考察,从13#考察孔开始,考察指标K1值有明显增大趋势;将考察指标有明显增大趋势位置的点作为开采保护层保护效果不充分的始点,标注在相关中,不难看出2#煤层沿倾向方向下山侧对7#煤层保护范围的内错距为10.03m。如下图2所示:

根据图2可得:tanδ3=AC/CD;CD=BD-BC;BD=S2/COSα;

BC=AC*tanα;其中AC为层间距为25m,S2为内错距为10.03m,α为煤层倾角取8°。

因此得出δ3≈75°10′45″,取75°。

因此,经考察,我矿2#煤层开采后对7#煤层的保护沿倾向方向下山侧卸压角δ3为75°。

将上述考察过程应用于沿倾向方向上山侧保护范围及卸压角的确定,得出δ4≈75°10′55″,取75°。

因此,经考察,我矿2#煤层开采后对7#煤层的保护沿倾向方向上山侧卸压角δ4为75°。

3.保护效果的考察

3.1 残余吨煤瓦斯含量的考察

2014年2月18日至2月19日,我矿在120701轨巷、120701切眼、120701机巷内分别对2#煤层开采后对下部7#煤层沿走向方向、沿倾向上山侧、沿倾向下山侧的保护效果进行考察。共计施工5个考察钻孔,布置9个考察测试点,以考察2#煤层开采后对下部7#煤层的保护效果。

通过考察得出处于保护范围内的考察测试点残余吨煤瓦斯含量较低为2.25~2.92m3/t;处于保护范围边界的考察测试点残余吨煤瓦斯含量稍高为5.89~6.48m3/t;处于保护范围外的考察测试点残余吨煤瓦斯含量最高为8.41~9.44m3/t;因此,证明2#煤层开采后对下部7#煤层保护效果良好,保护范围的边界考察准确。

1.2 钻屑瓦斯解吸指标法

120701机巷、120701切眼、120701轨巷掘进期间,严格按照《防治煤与瓦斯突出规定》的要求,采用钻屑瓦斯解析指标法进行区域验证。经统计,120701机巷、120701轨巷、120701切眼在被保护范围内掘进期间区域验证指标K1最大值为0.31ml/g.min1/2,钻屑量S最大值为2.2Kg/m,从未出现过验证指标K1值及钻屑量S超标的现象。

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关键词:分层采油 抽油杆 类型

我国的油田主要为多层系,非均质构造,多采用注水开发的方式。因为层系比较多,各个油层的物理特性差别较大,导致生产能力有所差别,存在着各个层次之间互相干扰的问题。分层有杆干扰系统彻底解决了多层系,非均质构造油田的层间干扰问题,达到了适度开采高压高含水层,同时充分发挥低压、低渗透、低含水层的生产能力,延长了稳产期,提高了油田的整体的经济效益。基于此,本文针对消除层间干扰问题,研究了分层采油技术。

一、分层采油技术的类型

1、KQS2110 配产器(625 型空心配产器)分层采油管柱

KQS2110 配产器(625 型空心配产器)分层采油管柱是由水力挤压封隔器与KQS2110 配产器等组成,在采油的时候配产器最多的时候可以下到5级。因为挤压式封隔器胶筒是靠着椎体挤压的过盈实现密封的,对套管内的适应性能不强,不同内径的套管需要更椎体,就会进一步影响下井的成功率。这样类型的灌柱在油田的应用过程中,再低含水期曾经得到过广泛的应用,达到1200口井以上,封隔器一次下井的成功率达到80%以上。

2、双管多级分段采油管柱

双管多级分段采油管柱是由主管、采油树和副管构成,主管上连接着连通器、封隔器等井下工具,能够做到分层测试、化学清蜡。对于油层压力较大、层间干扰比较严重的油井较为实用。因为这样的管柱工艺比较复杂,施工难度较大等原因没有得到大面积的推广。

3、KPX2113 配产器(635 型偏心配产器)分层采油管柱

KPX2113 配产器(635 型偏心配产器)分层采油管柱是由压缩式封隔器和偏心配产器组成,主要是针对KQS2110 配产器在分层采油的时候不能做到细化,套管内径的适应能力较差,不能满足油田中、高含税气开发的需要而研究的技术。主要特点是偏配产器的级数不受限制,能够用钢丝任意投捞每个层段堵塞器以此更换油嘴,下井一次的成功年率达到90%以上。在油田开采进入高含水期以后,这样的分层油管柱分为了整体式堵水管柱和堵水管柱两大类,当前油田采用的的是机械注水管柱。

4、井下开关式可调层分层堵水管柱

“八五”期间,油田已进入高含水开发后期,根据“稳油控水”的需要,堵水工作量逐年增大。由于经常出现同井多层高含水,确定堵水目的层的难度越来越大,为了保证堵水效果,对堵后无效或低效井进行堵层调整是必要的。但是,在抽油机或电泵举升井中对偏心配产器等常规堵水管柱进行堵层调整时,必须起下管柱,费工、费时,影响生产。为此,在“八五”后期又进行了井下开关式可调层堵水管柱的研究,形成了滑套式可调层堵水管柱和液压开关可调层堵水管柱2 种类型的井下开关式可调层堵水管柱。这种既可找水,又可堵水的多功能可调层堵水技术,将成为大庆油田“九五”期间机械堵水的龙头技术。滑套式可调层堵水管柱主要由Y445(3)2114封隔器、Y3412114 封隔器和KHT290 配产器(井下套开关)和丢手接头等组成。滑套开关可多级使用,需要调层时,从油套环空下入电动开关控制器或机械式移位开关器来改变井下滑套开关的工作状态,实现对任意一个层段的开关,可以反复调层。在油井正常生产条件下,采用地面计量和取样化验含水方式,可以逐层获得产液和含水资料,找出高含水高产液层进行封堵。该管柱在13917mm 套管井中,适应泵外径不大于

二、分层采油技术的意义

1. 经过30 多年的发展,分层开采技术已形成技术系列,满足了不同开发阶段分层开采的需要,在油田长期持续高产稳产中发挥了关键作用。随着油田开发的不断发展,机械分层开采技术也将不断发展与完善。

2.液力投捞细分注水管柱采用配水器与封隔器一体化结构,一个配水器分注3个层段,使分注层间隔层可降至110m;采用液力投捞方式进行水嘴调整和测试,一口井测调时间可比偏心配水管柱减少85 %以上,一次下井可同时测得各层系的分层指示曲线、压力降落曲线等,这是分层注水技术的重大突破。

3.井下滑套开关可调层堵水管柱具有找水和堵水双重功能,堵水层位可任意反复调整,有利于提高堵水成功率,将是高含水后期油田机械细分堵水的一项重要技术。

4. 两层分采同步抽油技术,可以极为有效地解放层间矛盾中的低压油层。

5 .该技术结构设计合理、现场施工简便、成本费用低廉、经济效益极为显著,而且,适用范围广泛。

6. 该技术为我国的油田开发提供了一种新的采油方法。对经济、高效地开采具有层间矛盾低渗透油田,具有重要的现实意义。

7 .进一步研究选井选层方法,可以大大提高施工效率和采油效果。

三、结论

总之,分层注水控制了高渗透层的注水量,加强了低渗透层的注水量。为了保持注采平衡,采油井也必须采取相应的分层采油技术。油田进入高含水期开采后,高渗透油层几乎都成为了高含水层,中、低渗透层及低和特低渗透层投入了开发,分层采油技术除了要充分发挥中、低渗透层的生产能力外,在很大程度上要更多地应用分层堵水技术。

参考文献:

[1]高志华,侯德艳,唐莉. 调整井地层压力预测方法研究[J].大庆石油地质与开发,2005,(03)

[2]李杰,隋新光,邵振波. 大庆油田葡一组油层聚驱后剩余油微观分布规律研究[J].大庆石油地质与开发,2005,(02)

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关键词:采矿系统工程,现状,展望

 

采矿系统工程为采矿工程学与系统工程学相结合的所形成的一个新的学科分支。论文参考网。采矿系统工程是根据采矿工程内在规律和基本原理,以系统论和现代数学方法研究和解决采矿工程综合优化问题的采矿工程学科分支[1]。采矿工程是一门由来已久的古老技术,很多问题都只能定性,而不能定量的解决,现场问题常常依赖经验判断,容易存在很大的主观差异性,借助采矿系统工程中的数字与计算技术,可以实现采矿技术问题的定量决策,大大提高了准确性和科学性。同时,采矿工程涉及面较广,影响因素较多,如何从总体上合理把握,综合协调,也需要利用系统工程的相关知识来解决。近年来,随着新技术,新方法不断引入到采矿系统工程中,为我国的高效安全采矿带来了新的活力和发展。

1.采矿系统工程的基础理论与技术

目前,采矿系统工程中常用的基础理论学科及相关技术,主要如下:

1) 应用数学或计算数学分支。如概率论与数理统计,随机过程及数值方法等。

2) 运筹学及其学科分支。如线性规划,整数规划,非线性规划,目标规划,动态规划,图论及网格分析,排队论及存储论等。

3) 现代应用数学的相关学科分支。如地质统计学,可靠性理论,模糊数学,灰色系统理论等。论文参考网。

4) 与计算机技术密切结合的交叉学科分支。如系统模拟,系统动态学,人工智能学,决策支持系统,管理信息系统及计算机辅助设计等。

2.采矿系统工程发展现状

经过几十年的发展,采矿系统工程得到长足发展,应用范围相当广泛,分述如下:

2.1 矿山地质系统

在采矿系统工程中,主要使用数据库来存放地测数据,早期主要使用dBASE、FoxBase、Foxpro,近年来则主要使用Access、Oracle等软件。而在处理数据方面,则主要使用统计学的方法,常使用Excel以及各种数据库软件从总体上把握矿产分布及其变化规律。

1) 矿产储量计算与地质作图

采矿系统工程广泛使用方块法,同时,为了满足矿山设计的需要,工程技术人员还常常使用为线框模型法来表达矿体,这种方法计算精度较高。然而如何由钻孔柱状图推出剖(平) 面图的地质作图问题,虽然专家学者使用了许多方法,但还没有很好的解决。另外,在三维实体模型表达矿体方面,国外的矿业设计软件都有这种功能。

2) 矿产资源评价

目前人们普遍采用模糊综合评判评价矿产资源,先建立评价指标体系及各因素的权值 , 然后采用模糊评判、灰色关联度分析等方法。近年来也有人探索用人工神经网络、遗传算法进行评判。至于矿物资产的评估,基本上以收益现值法为主。近年来,又引入探索期权估价法,案例估价等其它方法。

2.2 矿山规划与设计系统

1)地下开拓系统

对于煤矿开拓运输系统,常使用专家系统确定。或者从各项工程费用累积而成的数学模型中,使用解析法求极值,求解出最优开拓方案。同时,技术人员还常采用计算机模拟法比较各方案的优缺点。

2) 地下采矿方法

对于确定采矿方法,主要使用专家系统和模糊综合评判。对于煤矿此类特定层状矿床,采用解析法,而在具体布置采准巷道时,大多采用 CAD技术。鉴于地下工程是个空间概念,国外常采用三维立体图表示。

3) 采掘计划编制

人们主要使用线性规划和整数规划制定矿山采掘计划。论文参考网。另外还常使用计算机模拟予以辅助。如为了适应矿山环境的复杂多变,利用CAD技术编制采掘计划。

2.3 矿山生产工艺系统

1)开采工艺及设备选择

开采工艺及设备的选择主要是通过专家系统来确定,为了确保影响因素权值的正确确定,还可以使用人工神经网络方法。其他的选择方法还有解析法和计算机模拟等。

2) 开采工艺过程分析

主要是采用计算机模拟来研究开采工艺过程。近年来,现代控制理论也逐步引入到开采工过程分析过程中。

2.4 矿山管理系统

1)矿山管理信息系统

随着计算机及网络技术的普及,国内外许多矿山都建立了矿山管理信息系统,覆盖地测、设计、计划、设备、库存、营销、财会、人事等工作,内部各子系统用局域网相连,外部联系则通过Internet。

2)矿山生产过程监控

目前矿山还不能达到全过程自动控制,对于井下电机车的调度,主要是借用铁道运输的经验。对于井下一些重要却又危险的作业,主要采用工业电视来监控。对于少数大型的设备,都具有了自动控制的功能,但是距离自动化还有很长一段路要走。

3)通风安全

主要是使用专家系统来确定通风系统,使用解析法来优化通风井巷断面,使用CAD技术来绘制通风网格图,利用因果关系预测、时间序列预测、卡尔曼滤波预测等方法进行事故预测,以及采用故障决策树等技术分析事故发生的原因及概率等等。

3.采矿系统工程发展趋势

采矿系统工程是采矿工程与系统工程相结合的一门学科,既要遵循采矿工程的内在规律,又必须运用系统工程的观点和方法。目前情况下,采矿系统将有如下发展趋势:

1)多种研究方法的综合运用。采矿系统工程是一个复杂的动态过程,它的决策,如果只采用一种方法,效果难以理想,需要多种方法综合运用,并且正在朝这个方向发展。

2)多项内容的综合分析决策。采矿系统工程在系统结构上关系比较复杂,再加上各个矿区条件的差异性,因此,在处理和解决某一决策时,需要涉及到的内容较多,内容之间又容易相互影响,故今后将朝多项内容分析决策的方向发展。

3)计算机运算与可视化功能的密切配合。工程设计图是采矿工程的语言,随着计算机技术迅速发展,动画显示以及虚拟现实技术将会在采矿系统工程中得到广泛应用。

4)采矿系统工程理论与实践的进一步结合。随着采矿新技术,新方法的应用,采矿工程的实践活动也发生了巨大的变化,随着采矿实践的发展需要,兼收严格优化方法的优化功能与非严格优化方法的灵活使用性将会形成一种趋势。

5)严格优化技术正向实用要求逼近。在采矿系统工程的早期阶段,利用运筹学得出的采矿问题最优解常常偏离采矿的工艺技术要求。近年来,随着CAD 技术的出现,人们又将传统的设计方法转用计算机实现,却又忽视了优化的目标。今后,采矿系统工程将在人―机的交互方式下实现决策的优化,并尽可能提高作业的自动化程度。

6)新学科、新技术的应用继续发展。随着新兴学科,边缘交叉学科理论迅速发展,它们也将逐渐与传统领域结合,使采矿系统工程得到新的发展。

7)矿用软件开发日益规范化、商品化。采矿系统工程的软件将会一步发展,市场和价格也会逐渐规范化,价格上也会更加便宜,使用也会更加普遍,对外国软件的使用上也会更加熟练。

8)跨学科的联合研究。跨学科的研究工作随着系统研究对象的扩展,已经成为目前阶段必然发展趋势。

4. 结语

虽然采矿系统工程是一门新兴学科,但是随着我国经济高速发展,对能源需求量的急速增加,采矿工程迎来了新的发展机遇,再结合全球化的契机,以及新技术,新方法的引入,必将推动我国乃至全世界采矿系统工程学科发展的春天,为能源高效安全开采做出巨大的贡献。

参考文献

[1] 全国自然科学名词审定委员会.煤炭科技名词.北京:科学出版社,1997

[2] 张幼蒂,王玉俊. 采矿系统工程[M].徐州:中国矿业大学出版社,2000

[3] 邵登陆,岳宗洪. 采矿系统工程的发展现状与新趋势[J].中国矿业,2008,17(9):99-102

[4] 云庆夏,陈永锋,卢才武. 采矿系统工程的现状与发展[J].中国矿业,2004,13(2):1-6

[5] 刘建华,岳宗洪. 采矿系统工程的发展与新趋势[J].现代矿业,2009,3(3):7-10

[6] 云庆夏,陈永锋. 我国采矿系统工程的技术进展[J].中国矿业,2000(9):40-43

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论文关键词:高职;油水井生产与维护;工学结合;教材

高职《油水井生产与维护》是油气开采技术专业的核心课程,是学院进行示范院校建设,基于油气开采过程构建的一门专业课程,以前该专业一直使用《采油工程》这本教材,理论知识过多,教师难教,学生难学。生产实践内容较少,学习完这门课到了油田生产岗位还是不能达到岗位的一般要求,需要重新培训,增加了用人单位成本。近些年,高职学生生源质量普遍下降,分数较低,根据多元智能理论分析,他们普遍抽象思维较弱,形象思维较强,对于理论知识过多教材不适应,出现学习困难的现象。通过以上分析原来理论性强的教材不适合现在的学情,编写适合学生、适合油田现场、适合教学做一体化的教材迫在眉睫。基于这种现状,课题组对应高等职业教育目标、高等职业教育特点与我院的实际状况开发了《油水井生产与维护》工学结合教材,并应用于教学实践之中。下面就教材编写原则、教材开发过程中的基本思路与实施步骤、教材特色来探讨。

一、教材编写原则

(一)教材编写人员要有多元性原则

工学结合的特点决定了教材在编写和选用上不同于普通高等教育的教材。教材的编写者不仅要有来自学校的教师,还要有来自企业的技术人员。这样的人员组合不但有最新的高职教育理念,又能使得教材内容贴近生产实际。

(二)教材编写内容要体现职业性原则

教材内容不再按学科体系方式进行设计,而是根据职业岗位要求的知识与技能以基于工作过程的项目组织教学内容,强调一切知识和能力要为完成工作任务服务,即工作任务需要什么就学习什么,工作任务以外的知识则通过知识扩展学习,学习的重点是完成工作任务需要的各种知识和技能。学习的内容即是明天的工作内容。

(三)教材编写把握由易到难的原则

在选取工作任务时,必须遵循人的认知规律,即由简单到复杂,由小到大,由少到多的原则。只有这样,学生对专业知识的学习才会循序渐进、逐步深入。任务之间可以有适当的重叠,但任务之间是一个递进的关系。

二、教材编写思路与实施步骤

根据油气开采技术专业人才培养目标,油气开采技术岗位群需求及课程目标和任务,合理的选取教学内容,按照“以项目为导向,以任务为驱动,以职业能力培养为重点”的思路进行编写。

(一)第一步:职业岗位分析,构建课程体系

深入油田现场对采油岗、采气岗、作业岗、集输岗、测试岗进行岗位分析,归纳岗位典型工作任务,提炼职业岗位能力(专业能力、核心能力),参照石油行业职业资格标准,按照企业对学生职业岗位能力和职业素质的要求,遵循人才培养规律,构建了基于油气开采工作过程、以职业岗位能力培养为主线的课程体系。

(二)第二步:划分学习情境,制订课程标准

经过与现场专家多次分析讨论,根据采油生产一线管理油水井的实际工作任务,按照管理油水井的种类设计了5个学习情境,分别是自喷井生产与维护、注水井生产与维护、电泵井生产与维护、螺杆泵井生产与维护、、抽油机井生产与维护。在每一个情境内容的安排上,根据管井的工作过程,我们按学生认知规律设计了结构相似的学习项目,分别为巡回检查、设备维护保养、设备故障判断与处理、生产管理。个别情境还有自己的特点,随着项目的推进,学生的综合职业能力不断提升。确定专业要求的知识和技能标准。

(三)第三步:典型工作任务分析,确定教材内容

在进行企业调研和企业专家论证后,认真分析油气开采技术专业岗位群的基础上,提炼“油水井生产与维护”课程的典型工作任务,参照国家《高级采油工》职业标准的要求,精选内容,切实落实“管用、够用、适用”的指导思想,确定本门课程对应的具体任务,考虑学生的可持续发展,选取教材内容,组织序化教材目录,设计项目、任务,进行教材编写。

明确具体工作任务后,要确定自喷井生产与维护、注水井生产与维护、电泵井生产与维护、螺杆泵井生产与维护、抽油机井生产与维护在任务实施中涉及的知识和技能。各情境包括内容如下:学习情境一自喷井生产与维护包括三个项目,项目一自喷井巡回检查、项目二自喷井节点分析、项目三自喷井生产管理;对应的知识和技能有自喷井井口流程、开关井操作、填写报表,节点分析原理、会自喷井协调分析,自喷井工作制度、取全取准资料、生产分析等内容。学习情境二注水井生产与维护包括四个项目:项目一注水井巡回检查、项目二注水井管柱组配、项目三注水井设备维护保养及故障处理、项目四注水井生产管理;对应的相关知识和技能有注水井井口流程、开关井操作、填写报表,分层注水井管柱图、组配水井管柱,压力表、闸板阀、干式水表结构及原理,维护及故障处理,吸水能力分析、水井故障判断等。学习情境三潜油电泵井生产与维护包括项目一潜油电泵井巡回检查、项目二潜油电泵井设备维护保养与故障处理、项目三潜油电泵井生产管理;对应的相关知识和技能有电泵井井口流程、开关井操作、填写报表、地面控制柜结构、维护及故障处理,井下机组结构及故障处理、电泵井工作制度、电流卡片分析、电泵井清蜡、电泵井动态控制图分析等;学习情境四螺杆泵井生产与维护包括三个项目:项目一螺杆泵巡回检查、项目二螺杆泵井设备维护保养与故障处理、项目三螺杆泵井生产管理;对应的相关知识和技能有螺杆泵井口流程、开关井操作、填写报表、地面设备维护、螺杆泵况诊断、螺杆泵井动态控制图分析等;学习情境五抽油井生产与维护包括项目一抽油机井巡回检查、项目二抽油机设备维护保养、项目三抽油机故障处理、项目四抽油泵况诊断、项目五抽油机井生产管理;对应的相关知识和技能有抽油机井井口流程、开关井操作、填写报表、抽油机结构、抽油机工作原理、抽油机一保二保、抽油机故障诊断与处理、抽油泵结构、排量计算、抽油泵工作原理、示功图、抽油机井清蜡、抽汲参数调整等内容。

(四)第四步:确定教材编写体例

根据油气开采技术专业人才培养目标,油气开采技术岗位群需求及课程目标和任务,合理的选取教学内容,采用项目、工作任务结构层次,每个任务包括知识目标、能力目标、工作过程知识、技能操作(典型案例分析)、拓展知识、课后练习内容等,使学生在学习的过程中目的更加明确,教师更容易进行基于工作过程的教学方案设计。

三、教材特色

本教材是根据油水井生产特点,按照基于油水井工作过程而进行开发编排的教材,按照采油工岗位需求及“油水井生产与维护”课程目标和任务,合理的选取教学内容。教材将理论、实践、实训内容融为一体,形成理实一体、工学结合的新教材。

(一)理论联系实际,学有所用

传统的学科体系教材编写常常以陈述的方式,强调理论体系的完整性,体现学科知识的逻辑合理性,通常由资深教师编写出来,这样使学生在学习过程中不不明白学了这些知识在实际工作中有什么作用。工学结合教材在编写过程中采用任务驱动,以完成具体的工作任务为主线将专业知识合理地延伸出来,通过完成相应的项目内容达到职业能力的培养。这样不仅使学生掌握了必要的理论知识,而且通过完成相关的技能操作提高了学生的动手操作能力。学习的内容就是工作的内容,实现学校和企业无缝对接。

(二)图文并茂,学有所乐

高职学生普遍抽象思维能力相对较弱,因此教材编写力争简明,采用情境、项目、任务形式,每个项目分为知识目标、技能目标、工作过程知识、技能操作(实例分析)和知识拓展。其中在工作过程知识模块中,尽量采用直观性强的实物照片、原理图和一目了然的汇总表格、真实的技能操作,使学生在学习过程中易于理解和接受,避免了死记硬背现象,使得教材编制要切实贴近油田生产实际,吸引、激发学生积极性。

篇10

像介绍表面张力时,就与学生一起做一个熟悉的肥皂膜游戏,边做边提问并讲解,让学生自己发现力的存在和力的方向,之后再让学生画出滴定管下端的液滴、水面下拉环或向下压面时所形成的弯曲液面的表面张力的方向时,学生快速准确地画了出来;在引出微小液滴的饱和蒸汽压与平液面的蒸汽压的关系,即开尔文公式时,就以冬天路边的雪堆,环卫个人是怎么处理的为题,分析原因,得出结论,再从热力学原理推导出开尔文公式,并和学生一起讨论农民为何天旱时锄地,“三北防护林工程”植树利用了物理化学哪方面的原理。这样在课堂教学中设置一些和生活实际相关的有趣的问题,让学生带着疑问和好奇去学习,使学生感到物理化学就在他们身边,生动而具体,从而激发了学生的学习兴趣。

二、使学科发展前沿的新技术和新成果渗透到课堂

物理化学作为一门化学专业的基础课,在本科生的培养过程中,不仅具有为其它课程服务的作用,更重要的是培养学生的创新能力。这就要求物理化学的教学内容也需在原有课程体系的基础上,精简一些次要内容,而把学科发展前沿的新技术和新成果渗透进来,让学生感受到物理化学课程不完全是一些枯燥乏味的概念和公式,而是活生生的现实。另外,物理化学与其他学科相互渗透、相互结合,形成了许多边缘学科,拓宽了物理化学的研究领域。像光化反应与环境科学,生命科学,材料科学及信息科学的关系十分紧密,而光化反应在化学动力学中仅占很小比重,常被忽略,但在讲课时介绍光催化在环境净化和生命过程的应用,开拓学生的视野。在介绍表面活性剂时,引入学生比较关心的石油开采过程,扼要介绍一次开采、二次开采、三次开采等概念,使学生既掌握了表面活性剂的作用原理,又拓展了知识面;在讲解电化学时介绍燃料电池,在讲解真实气体时介绍超临界萃取技术等。教学大纲中虽然没要求这些内容,但可以增加学生的信息量,引起学生学习的兴趣,激发学生的学习积极性。

三、注重教学内容与教师科研的相互渗透

将教师的科研课题或成果直接转化为教学资源或综合性、设计性实验的内容,学生根据自己的专业和兴趣参加到教师的科研中,也可参加大学生创新创业项目,早期介入科研。例如,讲到活度的概念时,就向学生介绍一位研究生的硕士论文的部分内容;讲到接触角时,又给学生介绍我们测定金属溶液与不同种类固体接界时的接触角的过程和结果;讲到langmuir吸附和BET公式时,给学生推出了测定固体比表面的常用仪器-ASAP2020物理吸附仪,并给学生详细讲解测定分析过程。我们还将教师的科研项目二甲醚重整和甲烷重整用的催化剂的制备部分,转化成综合性、设计性实验,要求学生从查阅文献资料开始,自己设计全套实验方案,经指导教师审核后即可进行制备,所得产品直接用于后续的重整反应。对于部分参与科研活动实验结果较好的学生,我们积极鼓励学生整理数据,撰写论文并发表在国家级学术刊物上,曾先后在表面技术、天津化工、辽宁化工、化学工程师等期刊上5篇。这样将教学内容与科研课题相互渗透,提高了学生的科研创新能力,还学到了科技论文写作方法,增强了学生的自信心,激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习积极性。

四、采用设问教学法活化物理化学课堂教学

所谓设问教学法,就是从人们公知公认的现象中提炼问题或困惑入手,设计一些与所讲授课程内容相关的问题,引导学生仔细思考分析,展开广泛讨论等解决这些问题。在教学过程中,我们始终坚持一个原则,就是教学的目的绝非是向学生灌输多少知识,学会推导多少个公式,完成多少种计算,而在于激发学生如何去思考与创造,授人以“渔”,而不授人以“鱼”。精心设计问题成为物理化学课堂教学常用的组织形式。通过采用设问教学法,让学生带着问题学,不仅激发学生的学习兴趣,积极参与教学,也让学生学到有关的基础知识,同时还培养了学生的科学思维能力、自学能力和运用所学知识解决实际问题的能力。例如,引出Kelvin公式时,先通过密闭容器中放置的大小不等的汞滴的变化情况,提问学生饱和蒸气压都与哪些因素有关?然后再从热力学角度进行公式的推导,加深了学生对公式的理解,也调动学生积极参与到教学环节中,教师与学生互动,活跃了课堂气氛。

五、建立物理化学教学的知识框架,注重学生的思路和知识点的衔接