露天采煤安全技術(shù)發(fā)展與展望

1958年后，國家大力發(fā)展露天采煤，并著手開始平朔、元寶山、霍林河等大型露天煤礦的籌建工作。為適應(yīng)露天采煤事業(yè)的發(fā)展，國家決定加強(qiáng)露天采煤技術(shù)的研究力量。1965年科研人員發(fā)展到近100人，1985年煤炭科學(xué)研究總院撫順分院成立露天采煤安全研究所，并投資裝備了邊坡巖石力學(xué)、邊坡巖體變形監(jiān)測及儀表、輪斗挖掘破碎機(jī)理、爆破震動測試、礦山設(shè)備性能測試、計(jì)算機(jī)信息中心等試驗(yàn)室。

47年來，露天開采安全研究所在開采工藝、采礦設(shè)備更新?lián)Q代、爆破技術(shù)及器材、邊坡穩(wěn)定性及邊坡變形監(jiān)測技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)在露天礦山的應(yīng)用、露天礦生產(chǎn)的監(jiān)控技術(shù)、地質(zhì)災(zāi)害及環(huán)境評價(jià)等方面，進(jìn)行了大量的研究工作，共完成各類科研課題150余項(xiàng)，為礦山安全高效生產(chǎn)提供了可靠的技術(shù)保證，為我國露天采煤技術(shù)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

尤其是1981年至今，共完成各類課題110余項(xiàng)，是前24年的2.7倍，其中有32項(xiàng)成果獲得國家、省、部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

1采礦工藝、裝備、爆破技術(shù)及器材的研究

1．1 采礦工藝

20世紀(jì)50年代露天開采安全研究所先后完成了撫順西露天礦技術(shù)改造方案設(shè)計(jì)，海州露天礦開拓方式、開采方法的研究，露天水力機(jī)械化采煤的研究等。

1963年——1965年會同中國礦業(yè)大學(xué)、沈陽煤礦設(shè)計(jì)院等單位踏勘了西部四省的31個(gè)礦點(diǎn)，規(guī)劃了17個(gè)露天煤礦，研究確定了技術(shù)發(fā)展方向、開拓開采方式和工藝技術(shù)等，為80年代我國露天煤礦的建設(shè)發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

60年代中期，進(jìn)行了平朔礦區(qū)開采工藝技術(shù)的研究，提出了年產(chǎn)量500~1000萬t的開拓開采方案。方案中包括連續(xù)工藝、鐵道運(yùn)輸工藝、吊斗電鏟、內(nèi)部排土等多種聯(lián)合工藝，是我國第一次進(jìn)行特大型露天煤礦開采工藝技術(shù)的研究，其技術(shù)水平達(dá)到了當(dāng)時(shí)的世界水平。

為了配合五大露天煤礦的開發(fā)建設(shè)，承擔(dān)了煤巖切割阻力測試技術(shù)、元寶山露天礦地下水疏干方法、北方嚴(yán)寒地區(qū)防止剝離物料粘車、粘膠帶的防凍技術(shù)的研究。在撫順西露天礦進(jìn)行的防粘車現(xiàn)場試驗(yàn)和耐寒運(yùn)輸膠帶低溫試驗(yàn)在我國尚屬首次，其成果應(yīng)用于現(xiàn)場取得了較好的效果。

80年代面對老露天礦進(jìn)入深部開采、開拓延深困難的局面，參加了技術(shù)改造的研究。特別是多次參加撫順西露天礦的技術(shù)改造設(shè)計(jì)，最終提出了上部鐵道運(yùn)輸，深部汽車、膠帶運(yùn)輸機(jī)聯(lián)合運(yùn)輸，內(nèi)部排土分布區(qū)開采的設(shè)計(jì)方案。為配合這一方案的實(shí)施，進(jìn)行了西區(qū)強(qiáng)化開采和西區(qū)提前實(shí)現(xiàn)內(nèi)部排土方案的研究。方案已實(shí)施多年，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

1． 2露天開采裝備技術(shù)

1957年完成了“120B電鏟發(fā)電機(jī)外特性改善研究”，提高電鏟工作效率5%~10%，降低了電氣和機(jī)械故障；“露天礦用12t架線式電機(jī)車可控硅脈沖調(diào)速的研究”，使機(jī)車的故障率大大降低，節(jié)電約12%。

60年代后研制了Q 2—M64型潛孔鉆機(jī)。該鉆機(jī)還可以鉆0~30度的傾斜孔；針對中硬巖石研制了LH—200型回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，該鉆機(jī)可使用切削、牙輪、潛孔等多種鉆具，其效率為沖擊鉆的3~5倍。與吉林重型機(jī)械廠聯(lián)合研制了ZX—150型旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)；1986年研制的KY——150型牙輪鉆機(jī)臺班效率達(dá)到了71.5m，最高178m，是潛孔鉆機(jī)的2.54倍，沖擊鉆機(jī)的6.9倍；研制的QZ3——150型三翼回轉(zhuǎn)切削鉆頭，其壽命與美國的三翼鉆頭相同，達(dá)到 2500m，其價(jià)格僅為美國鉆頭的42%，取代了進(jìn)口，長期在霍林河露天礦應(yīng)用。

與杭州重型機(jī)器、上海膠帶運(yùn)輸機(jī)械廠、撫順挖掘機(jī)械廠共同承擔(dān)了我國第一套連續(xù)工藝設(shè)備的研制和試驗(yàn)。包括輪斗挖掘機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)、PS——1000型排土機(jī)、YG——15型膠帶移設(shè)機(jī)和YR——1組合膠帶接頭硫化機(jī)，結(jié)束了我國不能生產(chǎn)連續(xù)工藝設(shè)備的歷史。80年代由杭重和天工所研制了我國第一套中型輪斗挖掘機(jī)。露天開采安全研究所，參加了全部工業(yè)試驗(yàn)和性能測試，完成了成套設(shè)備的機(jī)械性能測定和生產(chǎn)能力考核，開創(chuàng)了礦山設(shè)備性能測試的先河。

無寶山、準(zhǔn)格爾等大型露天煤礦都部分采用了輪斗一膠帶連續(xù)工藝，并從國外引進(jìn)了大型輪斗挖掘機(jī)。為配合這些單位的輪斗挖掘機(jī)設(shè)計(jì)和設(shè)備驗(yàn)收任務(wù)，又進(jìn)行了煤巖切割阻力、輪斗挖掘機(jī)切割破碎機(jī)理、輪斗工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論、輪斗挖掘切割力和機(jī)械性能測試等方面的研究。

通過對元寶山、撫順、小龍?zhí)?、昭通、霍林河、?zhǔn)格爾、伊敏等露天礦的煤巖切割阻力進(jìn)行的研究和測定，提出了我國煤巖切割阻力理論和切割阻力及輪斗挖掘機(jī)切割力的測定方法，填補(bǔ)了我國在這一領(lǐng)域的空白，達(dá)到國際水平。其成果獲煤炭工業(yè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。并用上述理論和測試技術(shù)完成了準(zhǔn)格爾和元寶山兩露天礦連續(xù)工藝系統(tǒng)的機(jī)械性能測試和生產(chǎn)能力考核，為礦山把好了進(jìn)口設(shè)備關(guān)。

在此期間露天開采安全研究所建成了世界上最大的斗輪挖掘機(jī)試驗(yàn)裝置，斗輪直徑達(dá)0.95m。通過該裝置可模擬不同巖性的切割阻力和挖掘機(jī)切割力測定，研究斗輪挖掘機(jī)的合理工作參數(shù)。如：斗齒受力狀態(tài)、斗齒形狀、斗齒排列方式、切割速度、回轉(zhuǎn)速度、刨片尺寸、斗齒材料的耐磨性等。所研制的單斗電鏟斗齒的壽命為普通斗齒睥2.5~3.0倍。

1． 3爆破技術(shù)及器材

為解決撫順西露天礦高段采掘的爆破質(zhì)量問題，1956年開展了高段爆破技術(shù)的研究。

1972年——1973年在海州露天礦采用了壓碴爆破方法，1985年完成了“提高海州礦塊煤率爆破方法的研究”，采用爆速為2700~3200m/s的低威力炸藥、空氣柱充填、優(yōu)化布孔參數(shù)、微差延期爆破技術(shù)，減少了壓碎區(qū)，降低了斷裂、碰撞、摩擦破碎，使塊煤率提高2.83%，1992年進(jìn)行了“大型露天煤礦爆破技術(shù)優(yōu)化”的研究，通過安太堡露天礦的試驗(yàn)，使該礦的炸藥定額由0.45kg/m3.降低到0.319 kg/m3.，綜合成本約1053.6萬元，剝離量增加20%以上。

此外還與沈陽部隊(duì)工程兵合作研制成功了B2、B3液體炸藥、液體炸藥混藥車、四路起爆器等，并完成了安太堡、準(zhǔn)格爾、霍林河、撫順西露天等礦的爆破震動測試和減震技術(shù)的研究。

2 邊坡穩(wěn)定性和監(jiān)測技術(shù)研究

2．1 邊坡穩(wěn)定性研究

邊坡穩(wěn)定技術(shù)的研究始于20世紀(jì)50年代中期。1953年海州露天煤礦投產(chǎn)，撫順西露天煤礦完成改造后，不久在非工作幫就多次出現(xiàn)邊坡滑落現(xiàn)象，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)和設(shè)備安全。針對上述2礦的滑坡開始了邊坡穩(wěn)定性研究工作，主要研究內(nèi)容為非工作幫的工程地質(zhì)條件、巖石物理力學(xué)性質(zhì)、滑坡形成的條件和穩(wěn)定性分析方法、確定邊坡失穩(wěn)的范圍及防治措施。

1961年撫順西露天礦發(fā)生了4次百萬立方米的大滑坡，其中3號滑坡體危及西大巷提升煤道的安全。我所科研人員參加多部組成的治理工作組，完成了削坡、減重、疏干、加固等措施的設(shè)計(jì)和施工，確保了提升系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。

經(jīng)過這一階段的研究工作，建立了一套露天礦邊坡穩(wěn)定性研究理論及工作方法，培養(yǎng)了一支科研隊(duì)伍，并建立了巖石力學(xué)試驗(yàn)室。邊坡工程研究已成為露天開采安全研究所的主導(dǎo)專業(yè)，也是國內(nèi)最早開展邊坡工程研究的專業(yè)單位之一。并多次參加非煤露天礦山和長江三峽滑坡的治理論證。隨著我國露天采煤的發(fā)展，先后承擔(dān)了國家、煤炭部的重大研究課題，完成了撫順、阜新、平莊、安太堡、準(zhǔn)格爾、小龍?zhí)丁⒘x馬等露天煤礦的邊坡穩(wěn)定性研究和滑坡防治工作。至今共完成各類科研課題共60余項(xiàng)，其中12項(xiàng)成果分別獲得省、部及國家一、二、三等獎(jiǎng)。

2．1．1 基礎(chǔ)研究

（1） 工程地質(zhì)勘察技術(shù)。地質(zhì)構(gòu)造和巖層賦存條件，特別是軟弱巖層的狀況是形成滑坡的內(nèi)在因素，查清地質(zhì)構(gòu)造是確定滑坡體的規(guī)模、滑動模式、穩(wěn)定分析和防治措施的依據(jù)。常規(guī)的方法是地表地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)查、鉆探、巷探。

隨著雷達(dá)探測技術(shù)和地震波探測技術(shù)的發(fā)展，無鉆勘察地層及地質(zhì)構(gòu)造的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。1993年在研究撫順西露天礦西南幫邊坡穩(wěn)定項(xiàng)目中，用淺層地質(zhì)雷達(dá)儀成功地確定了影響該地區(qū)邊坡穩(wěn)定的軟質(zhì)凝灰?guī)r的賦存狀態(tài)及分布規(guī)律。

在巖體結(jié)構(gòu)分析方面，根據(jù)巖體裂隙性的特點(diǎn)，應(yīng)用了隨機(jī)模擬，計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬方法，以及用巖體質(zhì)量指標(biāo)及QD分級來確定巖體的完整性，從而計(jì)算巖體結(jié)構(gòu)對邊坡穩(wěn)定的影響。

（2） 水文地質(zhì)及地下水監(jiān)測。邊坡巖體中地下水的存在不僅弱化巖石強(qiáng)度，特別是降低了弱層的抗剪強(qiáng)度，使邊坡沿弱層滑落。而且隨著地下水位的升高，浮托力增大降低了邊坡體的抗滑能力。因此地下水的勘察多采用地表調(diào)查和鉆水文孔，通過取巖樣測定巖石的含水量，作分層注水試驗(yàn)，確定巖層的含水規(guī)律和水力聯(lián)系，建立水力模型。

在“七五”國家科技攻關(guān)項(xiàng)目“邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)的研制”課題中研制了壓阻式地下水監(jiān)測系統(tǒng)，可隨時(shí)測得地下水的壓力，具有精度高、分辨率高、輸出信號大、可實(shí)現(xiàn)集中控制、自動記錄等特點(diǎn)，提高了地下水的監(jiān)測水平。

（3） 巖石力學(xué)性質(zhì)。邊坡巖體物理力學(xué)性質(zhì)的研究和指標(biāo)測試，是為邊坡設(shè)計(jì)、穩(wěn)定性評價(jià)與治理提供科學(xué)依據(jù)了。從60年代開始采用了巷道內(nèi)和平盤上的原位試驗(yàn)方法。為了配合原位試驗(yàn)設(shè)計(jì)研制了專用壓力盒和千斤頂?shù)韧屏ρb置。并用這種方法完成了撫順、阜新等露天礦各種軟巖的力學(xué)指標(biāo)測定，為邊坡穩(wěn)定性評價(jià)和治理提供了可靠依據(jù)。

從70年代后加強(qiáng)了巖石力學(xué)試驗(yàn)室的建設(shè)，先后購置了DJY——4四聯(lián)等應(yīng)變直剪儀、GJY——2高壓等應(yīng)變直剪儀、SJ——IA三軸剪力儀、XD——1點(diǎn)荷載儀、JQ——200巖石剪切流變儀、土壤流變儀等試驗(yàn)裝置，以及物理指標(biāo)測定儀表。為了模擬巖石在自然狀態(tài)下的流變強(qiáng)度，建立了恒溫、恒濕的流變試驗(yàn)室。

測定排土場排棄的散體物料的力學(xué)指標(biāo)，對排土場邊坡設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性評價(jià)至關(guān)重要。1988年購置了SZ-30-2A土大三軸剪力儀，建立了散體物料力學(xué)試驗(yàn)室。試樣是用散體物料按一定的顆料比例制成。這套裝置先后完成安太堡、準(zhǔn)格爾、無寶山、撫順、伊敏河等露天礦土場物料的力學(xué)指標(biāo)測定，為排土場邊坡穩(wěn)定性評價(jià)提供了參數(shù)。正是在三軸試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了黃土基底含水層孔隙水壓消散速度與重力和加載速度之間的關(guān)系，揭示了在高速排土條件下排土場滑坡的原因。

（4） 滑坡模式與模擬技術(shù)。露天煤礦的滑坡模式具有沉積巖層的特征，主要受軟弱巖層所控制。層理、節(jié)理、斷層是控制滑坡模式的主要因素。

1984年我所建成了國內(nèi)最大的底面摩擦模擬試驗(yàn)裝置，可無級自動調(diào)速。底面摩擦法是二維物理模型，適用于節(jié)理化巖體的組合相似材料，可以改變模型的形狀以代替開采工程活動，預(yù)測未來邊坡的變形規(guī)律及滑坡模式。

在“七五”國家攻關(guān)項(xiàng)目“撫順西露天礦北幫邊坡穩(wěn)定性研究”課題中用離散單元法成功地模擬了傾倒滑體的形成條件、變形過程和規(guī)律、應(yīng)力分布和變形范圍。從計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型中清楚地看到邊坡上部F1斷層以北的巖體作為主動推力段推壓F1以南的向斜構(gòu)造的北翼（向斜構(gòu)造北翼傾角大，南翼平緩）而傾倒，進(jìn)而推動南翼滑行，形成傾倒滑移滑坡模式。

（5） 邊坡穩(wěn)定分析方法。在撫順西露天礦北幫邊坡穩(wěn)定分析中，針對曲面楔體滑坡和傾倒滑移變形，提出了曲面楔體、傾倒滑移體穩(wěn)定分析理論和計(jì)算方法。達(dá)到世界先進(jìn)水平。

Sarma邊坡穩(wěn)定性評價(jià)方法是極限平衡分析方法的新發(fā)展。其特點(diǎn)是：它可用來確定具有各種形狀滑動面的邊坡穩(wěn)定性，諸如平面滑坡、楔體滑坡、圓弧滑坡的非圓弧滑坡等各種復(fù)雜滑動面的巖土邊坡均可用之分析：它無須條塊側(cè)邊垂直，可任意分塊，從而可以分析各種特殊工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)的邊坡；允許不同的條塊側(cè)邊和底面被賦予不同的強(qiáng)度參數(shù)；它考慮了地下水壓和地震因素對邊坡穩(wěn)定的影響。露天開采安全研究所率先將此方法引入國內(nèi)。在撫順西露天礦邊坡分析中作了具體說明，編制了適用于HP41CV型可編程序計(jì)算器的匯編語言程序。并將此分析方法推廣到國內(nèi)其他行業(yè)，使該方法得到普遍的應(yīng)用。

（6） 滑坡防治技術(shù)。①削坡減重，采用自上而下的清理緩坡措施。緩坡起到了穩(wěn)定邊坡的作用。②抗滑樁加固，采用鋼筋混凝土樁加固邊坡。③控制地下水壓變化，地下水是影響邊坡穩(wěn)定的重要因素，多數(shù)邊坡失穩(wěn)破壞都是由于地下水的失控所造成。因此，大量采用了水平放水孔和疏干巷道等方法，降低地下水位，防治邊坡滑落。為此，建立一套水平放水孔設(shè)計(jì)方法和計(jì)算機(jī)地下水網(wǎng)絡(luò)模型及地下水壓監(jiān)測系統(tǒng)。

2．1．2 黃土基底排土場邊坡穩(wěn)定性研究

1991年10月29日0：10，安太堡露天礦南排土場發(fā)生了大型高速滑坡，一瞬間滑體滑出近300m?；麦w積約1000~1300萬m3，是我國露天煤礦發(fā)生的最大滑坡。滑坡破壞了平朔公路、礦區(qū)公路、洗車間、排水溝等設(shè)施，損失巨大。我所承擔(dān)了滑坡研究和治理工程設(shè)計(jì)。查清了黃土基底坐落式高速滑坡的機(jī)理，提出了清理、削坡減重、治水、局部支擋等綜合治理措施。經(jīng)過治理，邊坡達(dá)到了穩(wěn)定，恢復(fù)了平朔公路和礦區(qū)公路，僅不繞線恢復(fù)平朔公路就節(jié)約資金1億多元。

在研究以黃土為基底的排土場滑坡中提出了高荷載作用下基底土層演化弱層的概念，并研究了它的形成機(jī)理，建立了相應(yīng)的微觀結(jié)構(gòu)模型。建立了相應(yīng)的穩(wěn)定性評價(jià)方法和工程治理方法。在安太堡礦西排土場和準(zhǔn)格爾黑岱溝露天礦北排土場邊坡穩(wěn)定性研究中，應(yīng)用上述理論進(jìn)行評價(jià)和治理，使排土場的排棄高度增高，排棄容量增大。其中西排土場增高30m，容量增加17%。

2．1．3 深入邊坡穩(wěn)定性研究

進(jìn)入80年代，撫順、阜新、平莊等露天煤礦相繼進(jìn)入深部開采，邊坡高達(dá)300m左右，復(fù)雜的地質(zhì)條件和開采活動，使邊坡出現(xiàn)多次滑落。

針對這一問題，從1982年以來，相繼開展了“撫順西露天礦西北幫到界邊坡穩(wěn)定性研究”（部重點(diǎn)題）和國家“七五”攻關(guān)課題“撫順西露天礦北幫邊坡穩(wěn)定性研究”，總結(jié)出了座落式滑移、傾倒滑移變形以及曲機(jī)楔體三維分析等計(jì)算方法。提出了部分區(qū)段適當(dāng)壓煤減緩到界邊坡境界；水平放水孔和疏干巷道聯(lián)合疏干法降低邊坡內(nèi)部的水壓；局部采用灌漿加固，長錨桿加固和抗滑樁加固工程；加強(qiáng)西區(qū)開采實(shí)現(xiàn)內(nèi)部排土等邊坡整治措施，確保邊坡穩(wěn)定。

1995年完成了“深大露天邊坡工程評價(jià)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的研究”，編制了包括工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、巖石力學(xué)、邊坡變形動態(tài)、穩(wěn)定分析、工程設(shè)計(jì)CAD軟件。為露天礦實(shí)時(shí)評價(jià)邊坡穩(wěn)定狀態(tài)提供了科學(xué)依據(jù)和手段，實(shí)現(xiàn)了邊坡管理現(xiàn)代化。

2．2 邊坡變形監(jiān)測技術(shù)及儀器

常規(guī)的監(jiān)測方法是地表巖移觀測法。該方法只能了解邊坡巖體變形發(fā)展到地表位移后的變化，而無法了解巖層深部的早期變形規(guī)律，以及滑面的位置、變形模式及范圍、變形發(fā)展趨勢等。特別是了解邊坡早期變形的規(guī)律，將為滑坡治理贏得寶貴時(shí)間。我所從1978年開始研究體內(nèi)部變形觀測方法及儀表，經(jīng)過在阜新海州礦、焦坪露天礦和義馬北露天礦的反復(fù)試驗(yàn)，于1982年研制出應(yīng)變式滑坡位移傳感器。

1983年在應(yīng)變式滑坡位移傳感器的基礎(chǔ)上，研制成了KS——1型高精度應(yīng)變式傾斜儀，它既可觀測巖體內(nèi)部變形，又實(shí)現(xiàn)了便攜帶、移動式，一機(jī)多用。

在“七五”國家攻關(guān)項(xiàng)目“邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)的研制”中，于1989年由我所主持研制了PSH型雙向伺服加速度計(jì)式測斜儀監(jiān)測系統(tǒng)。其中測斜儀是用伺服加速度計(jì)（原用于航空設(shè)備監(jiān)測）作為測斜元件，在測斜儀中放置兩個(gè)相差90。角的加速度計(jì)，這樣同一個(gè)測斜儀就可以同時(shí)測量兩個(gè)垂直平面的傾斜，完成雙向測斜。該測斜儀配以地面智能測錄儀，記錄測斜儀所測數(shù)據(jù)。

PSH型測斜儀研制成功以來，先后完成了撫順西露天礦工作幫邊坡、阜新海州礦非工作幫滑坡、安太堡南排土場滑坡、安家?guī)X排土場邊坡、小龍?zhí)恫颊训V西北幫邊坡的邊坡監(jiān)測工作，為邊坡穩(wěn)定分析和滑坡治理提供了可靠的數(shù)據(jù)，近幾年來又研制了測斜儀無纜測試系統(tǒng)和方位儀，進(jìn)一步完善了PSH型雙向伺服加速度計(jì)式測斜儀系統(tǒng)，使測量工作更方便、數(shù)據(jù)更精確。

1992年完成了邊坡巖體沉降監(jiān)測裝置的研究，實(shí)現(xiàn)了巖體內(nèi)部垂直變形的監(jiān)測。通過測斜儀和沉降儀，使露天礦邊坡監(jiān)測實(shí)現(xiàn)了三維動態(tài)觀測。1995年研制了滑坡中、后期大位移量固定式位移傳感器，實(shí)現(xiàn)了邊坡變形中、后期大位移量的監(jiān)測，從而使邊坡地下位移監(jiān)測系統(tǒng)更完善。

3智能技術(shù)的應(yīng)用研究

3．1計(jì)算機(jī)技術(shù)在露天礦山的應(yīng)用

我所于80年代初成立了計(jì)算機(jī)中心，開始了計(jì)算機(jī)技術(shù)在露天煤礦應(yīng)用的研究。承擔(dān)并完成了“霍林河礦區(qū)75B汽車配件計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)”、“準(zhǔn)格爾煤炭工業(yè)公司一期工程（包括煤、電、運(yùn)）管理系統(tǒng)的可行性研究總體規(guī)劃與系統(tǒng)分析總體設(shè)計(jì)”、“層狀礦床地質(zhì)模型建立方法及黑岱溝露天礦礦床地質(zhì)模型建立”、“露天礦CAD測量驗(yàn)收系統(tǒng)”等課題。成果應(yīng)用于礦山后大大提高了管理水平。特別是“CAD測量驗(yàn)收系統(tǒng)”應(yīng)用后節(jié)省了大量現(xiàn)場測量和計(jì)算工作，提高了算量的精度和減少了勞動強(qiáng)度。

從1993年開始研究露天電鏟卡車優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，與中國運(yùn)載火箭研究院北京長征航信衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)有限責(zé)任公司聯(lián)合開發(fā)研制了COTOD（科通達(dá)）露天礦卡車電鏟優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)于1997年在伊敏華能東電煤電有限公司一露天礦投入運(yùn)行，1998年通過國家鑒定。

系統(tǒng)通過對車鏟位置、狀態(tài)、速度、運(yùn)行方向、時(shí)間等信息的采集，實(shí)現(xiàn)對車鏟工作位置與狀態(tài)的實(shí)時(shí)跟蹤、顯示，優(yōu)化調(diào)度車隊(duì)運(yùn)行；及時(shí)準(zhǔn)確地查詢統(tǒng)計(jì)當(dāng)前生產(chǎn)情況；起到優(yōu)化調(diào)度、準(zhǔn)確執(zhí)行生產(chǎn)計(jì)劃、提高設(shè)備效率和經(jīng)濟(jì)效益的作用。

COTOD系統(tǒng)在伊敏露天煤礦使用以來，使生產(chǎn)效率提高了8%。該系統(tǒng)性能價(jià)格比明顯優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，填補(bǔ)了國內(nèi)自主開發(fā)露天礦優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的空白。

3．2 設(shè)備性能測試與生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)

礦山測控技術(shù)包括采礦設(shè)備的測試和生產(chǎn)過程的監(jiān)控。

80年代各大型露天煤礦引進(jìn)了大量的大型載重汽車和國產(chǎn)汽車。為測試大型載重汽車的性能和對礦山條件的適應(yīng)性，我所從日本、瑞士、德國等購置了先進(jìn)測試儀表，組建了礦用汽車性能測試試驗(yàn)室。承擔(dān)了國務(wù)院重大裝備辦公室下達(dá)的大型自卸汽車性能對比測試、108T礦用自卸汽車性能測試、SF——3103耐寒型108t電動輪自卸汽車測試。對汽車基本性能、燃油消耗、振動平順性、在礦山道上運(yùn)行的適用性等測試近100項(xiàng)。

近年來又把生產(chǎn)過程的監(jiān)控作為研究重點(diǎn)。伊敏河露天礦卡車電鏟優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)研制成功，實(shí)現(xiàn)了露天礦電鏟卡車運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度。最近研制成功的GL——6kV高壓供電保護(hù)柜，主要用于煤礦高壓電動設(shè)備6kV中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)的供電及漏電、過流、短路保護(hù)。通過遙測、遙控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測高壓電動設(shè)備的電流、電壓值。在伊敏露天礦用該保護(hù)柜實(shí)現(xiàn)了多臺電鏟供電狀態(tài)的集中控制。

4展望

46年成就碩果累累，令人欣慰，使人振奮。展望未來，擺在我們面前的任務(wù)仍十分艱巨。隨著平朔煤炭工業(yè)公司安家?guī)X露天礦、平朔三礦、伊敏煤電公司露天礦二期工程籌建、勝利煤田的開發(fā)和準(zhǔn)格爾黑岱溝露天煤礦擴(kuò)建，將使我國露天采煤業(yè)再上一個(gè)新臺階。為此，我們將繼續(xù)改革科研體制，攻克技術(shù)難關(guān)研究出適合我國大型露天煤礦生產(chǎn)發(fā)展和管理水平的先進(jìn)技術(shù)。要研究適合各種地質(zhì)條件下的開采工藝，特別是無運(yùn)輸開采工藝；要繼續(xù)深入地進(jìn)行計(jì)算機(jī)在露天礦山的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)大型露天煤礦生產(chǎn)計(jì)劃的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，生產(chǎn)過程的監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度，提高現(xiàn)代化露天礦的管理水平；將電鏟卡車優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)一步完善，做好推廣工作；研究硬巖、高段條件下的爆破技術(shù)，提高爆破效果，充分發(fā)揮采掘設(shè)備的效率；加強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性研究和邊坡變形監(jiān)測新型儀表的研制；深入開展礦山地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境的評價(jià)，研究廢棄礦山的綜合利用；加強(qiáng)檢測、監(jiān)測手段與技術(shù)的研究；重視實(shí)驗(yàn)手段的建設(shè)、更新；在積極開展技術(shù)開發(fā)服務(wù)的基礎(chǔ)上，加大基礎(chǔ)研究的投入，重視人才培養(yǎng)。