固體礦物資源開發(fā)工程

前言

礦業(yè)為我國國民經(jīng)濟的發(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。我國是一個人均擁有礦產(chǎn)資源量遠遠低于世界平均水平的國家，在我國社會快速發(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)資源嚴重短缺，推動了國際礦業(yè)新的繁榮與國內(nèi)外礦產(chǎn)價格的攀升，它們已在一定程度上制約了我國經(jīng)濟的健康發(fā)展，礦業(yè)在國民經(jīng)濟發(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)、計算機技術(shù)、遙感與遙控技術(shù)、自動化技術(shù)與機器人技術(shù)等裝備的產(chǎn)業(yè)。在完成教育部下達的面向21世紀的礦業(yè)工程高等教育教學(xué)改革研究項目后，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)委員會領(lǐng)導(dǎo)與組織了13個單位的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)計等課程融會貫通，把教學(xué)內(nèi)容擴展到整個固體礦物資源的開發(fā)（含煤、金屬與非金屬礦物），并新增了采動損害及其防護，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的大量重復(fù)內(nèi)容，以《礦山企業(yè)設(shè)計基礎(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，大幅度地擴大了學(xué)生的知識面。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)科多個前沿研究工作的新進展，以及前瞻性的采礦科技問題。這部教材結(jié)構(gòu)嚴謹，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。采礦科學(xué)是在不斷前進的，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、采動損害與防護和退役礦山的整治與利用、礦山企業(yè)設(shè)計等內(nèi)容。    本書以礦山采掘工藝為主線，形成了從設(shè)計到開拓、采準、回采直至采動損害與防護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)計計算及工程實施技術(shù)為重點，注重理論聯(lián)系實際，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)展的動向與最新研究成果，具有較高的理論價值與實用價值。    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　　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　單斗挖掘機采裝作業(yè)　　1.3.2　前裝機、鏟運機和推土機采裝　　習(xí)題　1.4　露天礦運輸　　1.4.1　概述　　1.4.2　汽車運輸　　1.4.3　鐵路運輸　　1.4.4　帶式輸送機運輸　　1.4.5　聯(lián)合運輸　　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)濟合理剝采比的方法　　1.6.3　境界剝采比的計算方法　　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　開拓運輸系統(tǒng)優(yōu)化    習(xí)題　1.8　露天礦生產(chǎn)能力與采掘進度計劃    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　露天礦采掘進度計劃的編制    習(xí)題　1.9　露天礦邊坡穩(wěn)定性分析與維護    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    習(xí)題　1.10　計算機技術(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)計的計算方法    1.10.4　編制采掘進度計劃的CAD技術(shù)    1.10.5　露天礦生產(chǎn)過程的計算機模擬    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　采動損害與防護和退役礦山的整治與利用5　礦山企業(yè)設(shè)計

章節(jié)摘錄

插圖：②精細生產(chǎn)的基本原理精細生產(chǎn)的基本原理包括消除浪費，持續(xù)改進，協(xié)同工作和溝通交流。a.持續(xù)改進。這是精細生產(chǎn)的指導(dǎo)思想。改進就是永遠不滿足于現(xiàn)狀，不斷地發(fā)現(xiàn)問題，尋找原因，提出改進措施，改變工作方法，使工作質(zhì)量不斷提高。改進是漸進式的進步，是細微的改變，其過程是連續(xù)的、日積月累的，必須眾人努力。b.消除浪費。消除對資源的浪費是精細生產(chǎn)的目標。凡是超出增加產(chǎn)品價值所必需的絕對最少的物料、機器和人力資源的部分，都是浪費。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準：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，但永遠不可能達到，雙零的目標使得改進永無止境。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，使得改進不斷進行。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，及時傳遞信息，以便相互了解，協(xié)同工作。小組的每個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現(xiàn)精細生產(chǎn)的保證。③精細生產(chǎn)的主要內(nèi)容精細生產(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)場按準時生產(chǎn)制組織生產(chǎn)，即提供的都是當(dāng)時需要的東西，通過不斷減少庫存來暴露管理中的問題，以不斷消除浪費，進行持續(xù)的改進。它涉及產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)計劃的編制、機器的改造、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)驗是將市場評估、生產(chǎn)計劃、設(shè)計、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責(zé)人的控制下，協(xié)同工作，互相溝通，使很多工作并行進行，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，采取主動積極的態(tài)度搞“主動銷售”，主動上門了解情況，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。在決定零部件的價格時，裝配廠按市場行情確定汽車的目標價格，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成本。為了達到目標成本，雙方利用價值工程方法，找出每一個能降低成本的因素。供應(yīng)廠家能夠主動降低成本是因為降低成本可給它們帶來更多利潤。顯然，機械行業(yè)精細生產(chǎn)的原理對現(xiàn)代采掘業(yè)是適用的。

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《固體礦物資源開發(fā)工程(第2版)》：湖北省“十一五”重點圖書

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