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金属矿地下连续开采技术研究摘 要：改革以来我国的金属矿开采技术得到了很大的发展，尤其在金属矿地下开采方面生产工艺已经接近世界先进水平。本文系统介绍了金属矿地下连续开采的基本知识及开采工艺。并且例举了新疆金属矿地下连续开采的工程实例，对地下金属矿连续开采的目前状况进行了分析，以供广大矿业工作人员参考。 关键词：地下金属矿；连续开采；技术 一、金属矿地下连续开采的基本情况 采矿是通过矿堆的采准、切割和回采三个工艺流程将矿石从地下矿床开采出的过程。采矿方式分地上开采和地下开采两种。近年来，我国地下开采的金属矿山逐渐增多，地下开采的各个工序基本实现了由机械化操作取代手工作业，开采自动化程度明显提高。地下连续开采技术是我国目前地下采矿的先进技术。地下连续开采有两种主要方式，一是当矿体硬度较小时，开采时各个工序连续平行进行施工。二是当矿体硬度大时，开采时分成若干个施工段，不同施工段的各个工序连续平行进行施工，这需要在开采时做好各个工序间的协调工作。 国外地下采矿装备系列齐全，配套完整，机械化程度也高，从凿岩、装药到转运，全部实现了机械化配套作业，各道工序无需手工体力操作，无繁重体力劳动，装备无轨化、液压化、自动化程度较高。地下无轨采矿工艺是目前国际先进采矿工艺技术的标志。国外目前先进的采矿装备已完全实现了无轨化、液压化。在自动化方面，已成功地应用了无人驾驶、机器人作业等新技术。 二、金属矿地下连续开采工艺 1.在对大块矿岩开采时，为提高开采的效率，连续进行落矿、出矿、运输等工艺的回采施工。回采时采用前进式推进顺序，施工过程中不留矿柱。采用这种连续开采的工艺可提高开采效率，经济适用，方便矿块的控制管理和采矿设备调配，将来发展潜力很大。 2.在对地下矿石进行后处理时，采用专门的运输机连续进行矿石的出矿、转运、提升等工艺的施工。使地下矿石开采、运送达到一体化。采用这种工艺可以加快开采速度，近几年来，该工艺应用较广。 3.如果开采的矿岩硬度较大，开采具有一定的难度，可采用连续采矿机实现掘进、挖掘、落矿、出矿、转运等工艺过程的连续化施工。目前，有关专家对这种采矿工艺的研究取得了很大的进展，使其应用前景更加广阔。 三、金属矿山地下连续开采的问题及处理措施 我国自90年代以后，随着科学技术的不断发展，在地下连续开采技术研究方面取得了重大的突破，多项地下连续开采技术已经应用在矿山中。同世界先进国家相比，仍有一定的差距。目前矿山开采中还存在某些问题急需解决。有的矿山在采矿时，将采矿分为矿石和矿柱两个步骤，将收矿柱放在开采矿石后面。这种采矿方法存在如下不足之处：矿柱质量难以保证，所留矿柱截面形态各异，抗压强度低，易产生破坏。矿柱回收结果不理想，能正常回收的矿柱较少，不但浪费了资源，而且降低了采矿效率，延长了采矿作业时间，对地下采矿的经济效益产生很大影响。并且由于采矿步骤多，在管理上也产生许多困难。为了解决上述问题，有关专家不懈的努力，研究出地下连续开采无矿柱法。这种地下连续采矿施工方法如下：将步骤划分成矿段，不留矿柱，回采单元用矿段表示，采用将切割槽割在矿段中部，并把振动机布置在结构底部出矿的方法。矿石由振动车搬运，连续进行出矿、运矿的作业。崩矿过程中及时进行回填，平行进行采切、回采、充填的作业，使采矿工作连续不间断的施工。地下连续无矿柱采矿的实施，表明我国地下金属矿开采技术进入一个新的层次。使矿柱回收困难的问题得到很好的解决，加快了采矿的时间，避免了国家资源的浪费，提高了地下采矿的经济效益。由于减少了采矿步骤且使采矿各工序衔接紧密，连续不间断的开采，为采矿集中管理带来便利，使劳动效率大幅增长。回采时工序安排合理，连续开采，还解决了深部矿体开采时因为地压较大引起的围岩失稳问题。极大的促进了我国矿山开采的现代化进程。另外，地下连续开采的规范还不够完善，各地区对采矿的标准和要求还不统一，虽然重视开采新技术的研究，但对设备的配套及工艺的优化重视程度还不够，对新型设备的推广还不够完善。必须在有关部门的领导下，完善采矿规范标准，加强连续工艺的优化与设备的合理配套。建立与连续开采相适应的理论体系。在不断开发研制新型设备的同时，注重对新型设备的推广应用。使我国的金属矿地下连续开采进一步向现代化迈进。 四、地下连续采矿技术的应用 新疆某铁矿年产矿石能力20万吨。矿区属丘陵地带，气候干燥，夏季雨水较多，年平均降雨量1732.6毫米，冬季气温较低区域内未有大的河流，矿区地震烈度为6度。经勘察矿区深层土质为岩石，浅层为砂砾层。矿床为缓倾斜矿床，矿体为脉状矿体。地下开采的日产量为3000吨。采用地下连续开采方案，用胶带运输机连续运输，地下开采按由上往下的顺序开采。 将整个矿块划分为一个回采单元，矿块厚度即采场宽，相互采场之间不留矿柱，依次连续的进行采切、回采、充填三大工序，回采不允许在同一分层上进行，要分层进行，不同时进行相邻采场的采切。为避免开采时破坏四周土的应力，出现应力集中现象，影响围岩稳定，产生地面塌陷，设计对采空区采用非胶结充填方式处理，可以消除塌陷的危险。这种充填方式工程量较大，生产效率低，回采操作不便。后经专家研究决定，采用连续帷幕随时充填技术。该充填工艺施工时不留矿柱，开采各工序连接紧密，连续性好，而且作为支护的可压缩金属支座支护能力好。确保了采矿的安全，为出矿、转运和充填提供了方便。能对采空区进行及时迅速的回填。此采矿技术开采时采用将整体矿脉一体推进方式。主要的采切工程有：底盘转运巷道、切割巷、出矿漏斗及切割天井。地下连续采矿技术将回填空区用矿岩分离出的废石回填，采用了先进的矿浆输送方式。将深孔连续采矿技术、矿岩分离技术、矿浆输送技术等工艺与技术综合起来应用，实现了回采的高效率，经验证经济效益和社会效益良好。 五、金属矿地下连续开采未来的发展 我国的金属矿地下开采技术和过去相比虽然有了很大的进步，但要赶上并超过世界先进水平尚需不断发展，地下金属矿开采的大型化、数字化、连续化将是未来发展的主要方向。在采矿技术发展的同时需考虑社会效益和经济效益，研制并应用适合地下金属矿连续开采的技术，使矿山的开采与四周生态环境相谐调。有关部门还需组织专家加大对矿岩应力的研究，增加围岩的稳定性，以提高地下开采的安全性。还要加大对充填采矿法的推广力度，并且坚持朝快速化、环保化的方向发展。 六、结语 随着社会的发展，我国的采矿技术也不断进步。其中金属矿地下连续开采的技术已经接近世界先进水平，基本实现了金属矿地下连续开采的连续化和机械化。如何使我国的金属矿地下连续开采技术取得更大的进步，研究出更先进的金属矿地下连续开采技术，仍是广大矿业技术人员今后的努力目标。
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铁路工程无砟轨道施工测量技术分析论文
摘要：无砟轨道在平顺性以及线路中心线几何线性的准确性方面具有较高的要求，而且无砟轨道的敷设工艺较为复杂，必须要将误差控制在毫米级以内，但想要对无砟轨道施工的各项要求进行有效的满足，需要对相关测量技术进行有效的落实，并做好精度控制工作。只有如此，才能使无砟轨道施工质量得到保证，不仅能够提升工程的使用寿命，还能对铁路工程建设事业的发展产生一定的推动作用。因此，本文针对铁路工程当中的无砟轨道施工测量技术及精度控制进行讨论，对相关测量技术加以了解，并探讨实现精度控制的具体措施，意在提升铁路工程的建设水平。
关键词：铁路工程；无砟轨道施工；测量技术；精度控制
传统形式的有砟轨道，在受到列车荷载作用影响下，会导致道床出现道砟粉化及磨损的问题，从而导致结构变形，使轨道使用寿命受到严重影响。在列车高速行驶的情况下，还可能造成道砟飞溅，容易引发安全事故问题，无砟轨道不仅具有较高的稳定性和平顺性，而且几何变形不高、便于维护，具有较长的使用寿命。也正是受到这些特点的影响，无砟轨道的施工具有较高的要求，需要通过准确的测量来确保施工的质量，所以有必要针对无砟轨道施工过程中的测量技术以及精度控制进行深入的研究。
1铁路工程中的无砟轨道施工测量技术
1.1轨道测量控制网
在铁路工程当中，测量控制网分为高程控制网和平面控制网，而根据施测阶段、功能以及目的，又可以分为施工控制网、勘测控制网以及运维控制网。为了确保控制测量质量能够对勘测、施工以及运维等阶段的要求加以满足，确保铁路工程建设及运营管理等工作的顺利进行，需要保证各阶段中的高程、平面控制测量能够具有统一的标准，即在平面控制方面应统一采用CPI作为标准，而高程控制则可以将二等水准基点作为标准，在铁路工程中的平面测量控制网主要是由线路平面控制网、基础平面控制网以及轨道控制网组成。高程测量控制网包括轨道控制网和线路水准基点控制网，其中前者主要作为运营维护、轨道精调以及铺设调整等工作的高程控制基准，而后者主要用于铁路施工、勘测工作的高程基准。
1.2板式无砟轨道板精调技术
当前阶段，我国在客运专线当中应用的无砟轨道形式主要有以下几种：CRTSⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型无砟轨道，其中CRTSⅡ型无砟轨道又分为板式和双板式。而CRTSⅠ型无砟轨道主要是在钢筋混凝土底座上利用水泥沥青砂浆铺设调整层。其中设置了凸形挡台限位，在确保轨道板铺设能够满足相关精度需求的基础上，通常会通过调整扣件的方式对钢轨最终的几何状态进行控制，其系统构成包括混凝土底座、GA砂浆层、轨道板、凸形挡台、钢轨以及扣件系统等。即便隧道、路桥在线下基础方面存在差异，但CRTSⅠ型板式无砟轨道的构成并不会发生改变，而我国首条应用无砟轨道结构形式的铁路，已经对相关技术进行了有效的消化，并对制造Ⅱ型板的工艺进行研究和实验，经过不断的摸索和总结，已经开发出了独具特色的Ⅱ型板制造工艺，而这种轨道结构形式即为CRTSⅡ型板无砟轨道形式。
1.3无砟轨道平顺性检测技术
在完成轨道板精调以后，需要使用CA砂浆进行浇筑，而铺设精度在通过验收以后，就可以进行铺轨和扣件安装，完成轨道铺设需要使用轨检小车来测量轨道的几何状态，并利用扣件进行轨道的调整，使其进度能够达到设计要求。从理论上来讲，要求线路中心轴为轨距中心，在直线段当中要与两根铁轨平行，在曲线段当中要与曲线切线平行，我国标准轨距是1435mm，轨距变化率要保持在1mm/1.5m，以±1mm作为验收标准，在活动端设有复位弹簧，确保在轨检小车运行过程中能够与轨道内侧紧密相连，而具体测量范围在-35～35mm。在铁路工程中，轨面高程以及轨道中线是工程质量的直观反映，通过将线路高程、坐标与设计值进行对比得出其中的偏差，可以对轨道自身的几何状态进行全面的反映，在测量轨道高程和坐标的过程中，需要通过高精度全站仪对轨检小车当中的'棱镜中心三维坐标进行实测。根据标定好的轨面情况、线路中心线以及小车几何参数，将对应里程中的轨面高程及中心线位置换算出来，并与设计参数进行对比，从而得出设计和实测的差值，利用相关技术规范完成评价。水平轨向就是轨道里程方向上的内线状态，而高低轨向则是轨道顶面部分的线形状态，如果横向轨道不良，会导致列车在横下加速度过程中缺乏稳定性，而高低轨向不良则会对列车垂向加速度造成影响，对于高低轨向和水平轨向的平顺检测，可以对德国长、短波不平顺检测法加以借鉴，并使用300m弦或30m弦的轨道平顺性核检。走行轨、支脚以及模板的安装，需要通过支脚对无砟轨道进行测量精度控制，这种测量方法主要是将加密基桩和控制基桩作为依据，根据线形设计资料将各模板及支脚的位置计算出来，然后在施工现场进行放样，并完成定点和划线。在对走行轨、支脚以及模板进行固定时，需要保证左右支脚的中轴线位置位于线路中心线的法线上，而支脚前后间距即为轨枕间距，对于曲线路段，外侧两支脚间距要大于内侧两支脚间距，因此在安装支脚的过程中，要将外侧作为基准。
1.4全站仪自由设站程序设计
在对轨道的几何状态进行测量时，应该针对测区钢轨中的8个CPⅢ控制点运用边角后方交会的办法完成全站仪的自由设站，利用无线控制端，实现全站仪的有效控制，从而达到自动观测的目的。在对全站仪进行换站处理时，相邻站之间需要对4个CPⅢ控制点进行搭接，使数据之间能够具有较强的关联性，下述内容为相关设计流程。第一，利用全站仪对2个CPⅢ控制点进行手动瞄准，结合后方交会原理对近似的全站仪位置进行确定；第二，根据待测点坐标以及近似全站仪坐标，对待测控制点自身的棱镜方向值进行计算，并通过相关指令，使全站仪将剩余控制点的自动观测完成；第三，针对CPⅢ观测值对数据稳定性进行检测，查看观测值是否存在超限问题，并将其中不合格的点剔除在外。
2控制无砟轨道施工测量精度的具体措施
2.1做好测量仪器设备的配置工作
第一，要对高精度全站仪加以准备，要求其具有ATR自动照准功能；第二，准备精密水准仪，要求该仪器能够对数据进行显示和存储，且误差要小于0.3mm/km；第三，对电子轨道尺加以配置，要求具有数码显示功能，且精度误差在0.5mm以内。
2.2线路基标测设
对于无砟轨道施工而言，线路基标是其实现精度控制的基础，具体测设内容包括加密基标记控制基标，基标方面的测设精度不但会对无砟轨道施工精度造成影响，同时还会影响到施工的效率，具体测定方法为：第一，选定CPⅢ控制点，并以此为基础，采用精密水准测量以及设站极坐标法对施工高程和平面进行测设；第二，在直线段中以100m为一个间距进行控制基标的设置，而曲线段则每间隔60m就要设置一个控制基标；第三，对特殊路段需要进行控制基标的加密设置，结合轨排长度，在直线段中应以12.5m为一个间隔进行设置，而曲线段要以6.25m为一个间隔进行设置；第四，在混凝土地板强度达到一定水平以后，对控制基标以及加密基标进行布设，并做好标识，在完成基标布设以后，要在道床板顶面使用墨线标记中心线位置。
2.3轨排架精确调整
为了确保测量数据的准确性，在借助轨道检测小车完成测量时，应该严格按照测量规定要求进行，通常在测站20～80m的范围内测量准确度较高，所以顺接段以及搭接段的测量长度应控制在62.5～20m，具体长度需要结合两次测量数据对比以及测量距离来确定。在此过程中，需要对测站位置、数据的收集和分析保持重视，在精调过程中，需要将小车静置在待测轨道当中，利用全站仪进行小车棱镜点的测量，从而对设计位置、轨道位置、位置偏差以及调轨方向进行实时的显示，使现场调轨作业能够获得相应的指导。
2.4测量控制网复测
第一，在进行复测以前，需要对线路测量的相关资料进行检查，并与设计单位针对现场桩橛进行交接，包括控制点、水准点、导线点以及GPS点等；第二，针对水准点高程、GPS点坐标以及导线点间距和右角进行展开复测，如果复测结果和设计单位的勘测结果存在差异，应在此进行复测，如果是设计单位的勘测资料存在误差，要通过协商之后进行及时的更正；第三，完成复测以后需要对复测报告加以编制，并反馈给设计和监理单位，在完成批复以后才能进行后续测量。
2.5测量精度控制中的注意事项
第一，不管是粗调还是精调，在对棱镜进行移动的过程中，都要一直面向全站仪，且棱镜与全站仪之间不能有阻碍物；第二，在精调轨排架时，工作区域当中严禁无关人员的进入，且在测量过程中要保证轨排架轨面具有较高的清洁性；第三，由于在精调过程中，轨排架和鱼尾夹板相连，所以在调整时要对连续2～3榀轨排架展开联测，就是要求每榀排架调整以后，都要对与之相连并完成调整的轨排架进行复测，确认是否存在影响，如果受到影响需要进行适当的调整。
3结束语
综上所述，在铁路工程中，针对无砟轨道施工落实相关测量技术，并做好精度控制工作能够使无砟轨道施工质量得到有效的保证，因此相关部门在进行铁路施工的过程中，一定要将各项工作做好，以此来推动铁路建设事业的发展。
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