國外第一架巨型挖礦機
比特幣從發明誕生出來後,比特幣挖礦主要經歷了3個階段(現在的礦池是挖礦的方式,非礦機技術)
CPU→GPU→ASIC專業礦機
一、CPU挖礦
說起CPU挖礦,誰是第一個呢?前面文章也說了,就是比特幣的發明者中本聰(無明確的證據,按邏輯應該是正確的)。
CPU挖礦是第一代的挖礦。2009年1月3日,比特幣創始人中本聰用電腦CPU挖出了第一批比特幣,挖出了第一個創始區塊,區塊里包含50個比特幣。
隨後一些極客、程序員、游戲挖機紛紛加入CPU挖礦,但當時的CPU挖礦,僅僅是一種嘗試和好玩,並沒有現在的商業化。
二、GPU挖礦
GPU(圖形處理單元,即顯卡)挖礦是第二代的挖礦。
從CPU換到GPU挖礦,是因為CPU中央處理器是通用性計算單元,裡面設計了計算機很多的分析處理需求,其綜合能力強但單項能力較弱,而比特幣的SHA256 hash運算,是非常單一的無腦重復計算,而且CPU的並行運算能力不強,後來,有人發現GPU的高吞吐率和高並行處理能力,其運算效率比CPU高10倍以上,並且GPU可以超頻使用以提升性能,適用於大規模的並發運算,比如密碼破解,於是人們紛紛轉向GPU挖礦。
大家肯定都聽說過比特幣歷史上最貴的吃貨、比特幣Pizza的故事了。沒錯,這個人叫Laszlo Hanyecz,他是個程序員,他在2010年5月22日,用1萬枚比特幣購買了兩個披薩,當時這兩個披薩只值不到50美元,但是這一萬枚比特幣拿到現在值幾個億了。
大家都在說Laszlo Hanyecz肯定腸子都悔青了,但是也未必,因為Laszlo Hanyecz是第一個使用GPU挖比特幣的人,他挖到了非常多的比特幣,當時的1萬枚可能只是九牛一毛了。
圖片來源於網上
但是GPU也存在缺陷,就是原本是做圖像處理的,內置的這些硬體非常好電,散熱也是個問題。
三、ASIC專業礦機挖礦
ASIC專業礦機是屬於第三代的挖礦。
ASIC是Application Specific Integrated Circuit的縮寫,是一種專門為某種特定用途設計的電子電路(晶元)。用於挖礦的晶元,就是礦機ASIC晶元了。因為被設計為只進行某一挖礦需要的特定演算法,所以ASIC晶元的設計可以簡單的多,成本也低的多。不過最重要的是,就挖礦算力來說,ASIC可以比同時代的CPU、GPU高出幾萬倍甚至更多。
ASIC礦機的出現,是隨著參與挖礦的人越來越多,算力不段上升,而GPU的算力也達到了極限,為了突破這個局限,就有人開始研發專門的礦機。
世界上第一台ASIC晶元的礦機是誰發明的呢?對,就是人稱「南瓜張」的張楠賡的阿瓦隆礦機。
礦機的晶元,需要非常強的研發技術實力,比如通訊領域,最強的晶元研發企業是高通、華為海思,因此礦機的晶元研發是一場高科技的競賽,最早的礦機廠商有龍礦礦機、閃電礦機、瑞典的KNC Minner,都已經從市場上消失,現在市場上最大的礦機廠商包括比特幣大陸(螞蟻礦機)、嘉楠耘智(阿瓦隆礦機)、Bitfury、Watts Miners等,
現在最火爆的礦機當屬比特大陸的螞蟻系列了,後續再詳細介紹如何挑選和購買礦機。
本文只簡單結束了比特幣礦機從CPU、GPU到ASIC的技術發展歷程,而現在的ASIC礦機尤其比特幣大陸的礦機占據了市場70%以上的算力和市場份額,被質疑為「算力霸權」和跟「去中心化」違背,潛在的「51%」攻擊和不公平等。而現在的礦機已經是一條完整的產業鏈,無論如何發展,也是基於市場和追求利益的行為。後續繼續分析。
❷ 非金屬礦采礦
礦山的開拓方式、生產規模、采礦方法、裝備水平主要取決於礦床規模、礦床儲存條件、礦物的性質、礦產品的價值以及國家的技術經濟基礎。一些礦業發達國家,特別是工業發達國家擁有大型、特大型金剛石、石膏、高嶺土、大理石、石棉等的礦山,採用大規模、集約化開采,這些非金屬礦山的技術裝備水平一般與大型煤礦山、金屬礦山相當,有的非金屬礦山的開采作業達到了采礦業的先進水平,如俄羅斯雅庫基、南非的金剛石礦、俄羅斯巴日諾夫和加拿大魁北克的石棉礦、美國的高嶺土、凹凸棒石、膨潤土和石膏礦,以及挪威的石灰石礦等,那些先進國家的石墨、滑石、重晶石、白雲石等非金屬礦山,規模較小,但裝備水平和經營管理水平較高,相應的技術經濟指標也較高。
目前國外非金屬礦采礦技術發展現狀大致如下:
一、露天開采比重大於地下開采,露天礦采深越來越大
非金屬礦的開采,露采地采兼有。然而,露天開采具有可採用大型高效采礦設備、生產能力大、勞動安全條件相對較好、資金投入產出較快等一系列優點,國外非金屬礦山只要條件許可都盡可能採用露天開采。據美國地調局《Mineral Yearbook》2005統計,2004年美國工業礦物礦岩量36.08×108t,其中露采35×108t,佔97%,同比增長4%,地采1.08×108t,只佔3%,工業礦物產品的平均價格,露采為20.54美元/t,地采為28.34美元/t。2004年美國幾種非金屬礦露采和地採的開采量如表2-1-1所示。
表2-1-1 2004年美國幾種非金屬礦開采量(104t)
佔世界高嶺土產量50%以上的英美高嶺土礦山都採用露天采礦方法,目前世界最大的石棉生產國俄羅斯和加拿大的石棉礦山也都採用露天采礦,絕大多數的世界大型的石膏、膨潤土、石灰石、大理石等的礦山都是露天開采。
隨著采礦工作的進展,礦坑開采深度不斷加深。如2005年俄羅斯雅庫基的和平金剛石礦、紀念日金剛石礦、成功金剛石礦的深度已分別達到525 m、500 m和610 m。俄羅斯巴日諾夫石棉礦原設計露采最終深度為680 m,目前采深已超過700 m。由於通風安全和運輸的經濟性,目前他們都在計劃或已實施露轉地的問題。
二、機械化自動化水平不斷提高,大力發展連續式或半連續式采礦工藝
為了節省人力,提高勞動生產率,降低生產成本,國外非金屬礦山不斷提高機械化和設備大型化的水平。與此相配合,發展了連續式或半連續式采礦工藝。
國外非金屬礦露天礦山一般採用螺旋溝開拓、台階式開采。表土剝離採用鑿岩爆破法,用前端式裝載機、液壓鏟或大型索斗鏟配合大型汽車裝運。如俄羅斯薩勃魯夫斯基滑石生產聯合體的「新透鏡體」滑石礦。儲量2718×104t,礦體長1050 m,滑石菱鎂礦層厚度50~350 m,探礦深度80~90 m。該礦採用水平分層下行式台階開采,台階高度10 m。表土層為頁岩、斜長花崗岩和角閃岩。年礦石量19700 m3,剝離量3500 m3。剝離岩石由鑿外工作預鬆散後,用5 m3機鏟采裝到翻斗車,運去填路或露天尾礦堆。礦塊用SBMK-5行鑽機穿孔。爆破後礦石用電鏟、翻斗車裝運至中間礦倉或選礦廠受礦倉。
德國Stassfurt白雲石礦床,礦石平均密度為2.3~2.5g/cm3,礦體性狀多變,裂隙豐富,在幾米范圍內,礦石強度和品位都顯著不同。礦山採用選擇性開采,根據配料要求挖掘所需塊段。因此採用了Caterpillar的液壓鏟進行挖掘。液壓鏟重93 t,最大功率448 kW。鏟斗具有5個彎齒,同鏟斗底部曲線性狀相匹配。斗容5.5 m3,工作壓力500 kW。大塊岩石用鏟斗底部墜球搗碎,再用鏟斗鏟裝到自卸汽卡車。
在采礦生產中,廣泛採用大孔徑牙輪鑽或潛孔鑽鑿岩-電鏟(液壓鏟、前裝機)-汽車-半固定式破碎機-帶式輸送機裝運的半連續式生產工藝(如俄羅斯烏拉爾石棉公司)。有些非金屬礦種的生產採用了連續式生產。如英國的高嶺土礦山使用高壓水槍水力開采高嶺土,礦漿通過管道泵送到儲漿池,再泵送至選廠進行水洗。烏克蘭的高嶺土礦使用斗輪鏟聯合裝置進行開采、運輸和堆礦,實現了高度機械化的連續工藝。
美國Oil-Dri公司年產包括凹土在內的漂白土100×104t,是世界最大的優質寵物墊料和吸附劑生產和供應商,其礦山採用露采,4個礦段,每個礦段僅用3人,分層開采機械復墾,生產過程全盤機械化。
地下開采採用豎井、斜井、平硐等方式進行開拓。為了進一步降低成本、提高勞動生產率,實現半連續或連續式采礦生產,國外非金屬礦山地下開采盡量採用斜井開拓,帶式輸送機或自行式輸送設備運輸礦石的方式,如英國三維世硬石膏礦等。
三、不斷改進采礦方法,以適應高效設備的需要,提高勞動生產率和資源回收率
在地采礦開采方法上,隨著無軌采礦技術、中深孔大孔徑鑿岩技術,以及先進的采礦機械設備的發展,使較老的勞動強度較高、材料消耗較高的采礦方法,如人工水平分層充填法、留礦法等,逐步被以利用先進技術設備的機械膠結充填法、階段崩落法、房柱法、中深孔分段崩落法、分段平巷法所取代。例如美國石膏礦採用露天礦台階式開采,鏟運機直接進坑裝礦運礦。英國三維世硬石膏礦使用6 m3鏟運機,工效達到230 t/工班。
摩洛哥Samine礦自1974年投產,它以38%高品位CaF2的礦石而聞名,礦石能加工成98%CaF2的產品。原用留礦法開采,礦石回採率低,選擇性差,生產率低,生產成本高,初始投資高。他們利用鑽探岩心資料繪制三維地質圖,根據地質條件開發了機械化傾斜分層充填法,使礦石回採率達到了90%,生產率提高了20%,最高礦石貧化率僅10%,采礦成本降低了1/3,特別是搶救了270×104t CaF2,37.4%的礦石儲量,提高了10年的礦山壽命。對於鄰近礦區相同的地質條件下採用該采礦方法,預期又能增加350×104t的儲量。
目前俄羅斯雅庫基ALROSA金剛石公司「國際」礦含金剛石金伯利岩的地下開采,就是採用聯合採礦機進行開採的。這是世界上採用聯合採礦機開採金剛石礦的第一例。該礦井下使用了2台奧地利Fest Alpine Bergtechnik公司出品的聯合採礦機,以及2台雅庫基金剛石設計研究院和ALROSA公司共同研製的聯合採礦機。「國際」礦改進了聯合採礦機的執行機構,加快了切割頭的轉速,改進了刀頭的分布方案、數量和尺寸。採用聯合採礦機對保護金剛石的天然晶體有著重要的意義。礦山進行的檢驗和統計證明,從1t金伯利岩中回收的金剛石的價值比原來採用小孔鑿爆法采礦時要高。該礦目前的開采量為50×104t/a。
四、非鑿岩爆破開采法得到因礦制宜的應用,且其應用有擴大的趨勢
非鑿岩爆破開采法在半硬和硬質岩石的露天礦開采中的研究已經有很長時間了。問題的提出,一是因為希望用它來取代勞動強度很大,且有危險的鑿爆工藝;二是藉此開發新一代的高效、經濟的露天礦開采和剝離工作的連續作業工藝。
非鑿爆開采法在中等硬度以下的礦岩挖掘中也早就有所應用。如用在國外的高嶺土、石膏、滑石和石灰石的采礦中,像烏克蘭的高嶺土礦使用斗輪鏟和堆取料機聯合裝置進行采礦,實現了高度機械化的連續工藝;美國帕貝科日恩松石膏礦採用鏟運機進行開采,取代原用的鑿岩爆破法,采礦成本可降低2/3。
自20世紀90年代中期以來,專業生產的炸葯價格大幅度上漲,使1 m3鑿爆法采出毛礦的成本大大提高。此外,隨著世界各國對環境問題的關注度日益提高,為消除或降低鑿岩爆破采礦所帶來的雜訊、粉塵和震動,近年來非鑿岩爆破采礦法的研究有所加強,應用有逐漸擴大的趨勢。
岩體非鑿爆法採掘的采礦設備必須具備以下條件:一是具有很高的切割應力,以及相應於應用單位生產能力的勞動生產率;二是松岩和採掘礦岩的能耗要低;三是應有足夠的機動靈活性和在較大坡面的工作平台上操作的能力;四是應具有工藝和生態上的安全性。
採掘裝岩設備可以同時完成松岩、挖掘和裝岩功能,是最能滿足大規模生產要求的。從被開采和可能使用該法開採的礦床的采礦地質條件和采礦機械現狀來看,在最近10~15年內,最可能用作非鑿爆采礦的主要設備有帶刨岩斗齒的單斗液壓鏟和索斗鏟、分層刨岩機和斗輪鏟。用於非鑿爆法采礦的單斗液壓鏟的發展方向是配備專用鏟斗和松岩器的液壓鏟和帶沖擊式斗齒的機鏟和液壓鏟(動力鏟斗的挖掘機)。而後者是最有希望的。20 世紀末,奧地利Fest-Alpine公司和德國的Nidermaier公司以及瑞典的公司已經製成和成功試驗了斗容5~7 m3的動力鏟斗液壓鏟。俄羅斯烏拉爾重型機器公司在俄羅斯科學院礦業研究院的配合下,在原成批生產的ЭКГ-5A型電鏟的基礎上,製成了帶動力鏟斗的ЭКГ-5B型電鏟其與ЭКГ-5A型電鏟的區別和改進是主要工作機構改變了,並在電鏟擴大的回轉平台上配備了附加機構。ЭКГ-5B型電鏟在石灰石、白雲石和煤礦投入了生產,實踐表明,斗齒刃的單位沖擊能為100 J/cm,可以成功地開采抗壓強度80MPa的岩石,平均勞動生產率為120~275 m3/h,在使用率為0.41~0.67的情況下,年生產能力可達72×104m3。還確定了ЭКГ-12B型帶動力鏟斗的電鏟的工作機構參數,證實了將單位沖擊能提高到200~250 J/cm,沖擊頻率提高到8~12 Hz的合理性,在這種條件下,設備能有效地採掘抗壓強度達100MPa的岩石。
全世界都很關注無須預松岩直接連續作業的岩體採掘裝載機的製造。在20世紀80年代初,俄羅斯就有分層刨岩型聯合採礦機生產,現在全世界采礦設備製造商已經對40種型號的聯合採礦機進行了工業試驗。最有代表性的有Virtgen公司的聯合採礦機,可以開采層厚0.2~0.6 m、抗壓強度達80MPa的岩石。由德國Krupp Ferdertechnik公司和俄羅斯庫茲巴斯塔爾琴斯基煤礦合作研發的KSM-2000 p型聯合採礦機,在抗壓強度為70~80MPa的岩石中進行分層開采,最大刨岩深度可以達到2.6 m,在松岩後的岩體中,它的最高生產率達到2000 m3/h,是目前所有聯合採礦機中效率最高的。美國石膏礦採用鏟運機開采法,取代原用的鑿爆法,使采礦成本降低了3倍。
為了保持傳統台階式開采工藝的技術優勢,確保非鑿爆法流水作業的進行,一些國家著力配製增強切割應力的斗輪式挖掘機。捷克Unex公司K-650型斗輪式挖掘機在俄羅斯「成功」金剛石露天礦的工業性試驗和俄羅斯ЭКГ-400/1000型斗輪式挖掘機在俄羅斯雅庫基金剛石砂礦的生產應用證明,這類設備基本上能滿足在抗壓強度為60~80MPa的岩體中的非鑿爆法采礦作業要求。
然而,研究結果和實踐經驗證明,在可預見的將來,還不能完全將非鑿爆法看作是鑿爆法開採的替代方案。在大量不同的采礦地質條件下,每一種采礦設備都有它有效應用的范圍。特硬和特黏的整體岩體,如花崗岩、輝長岩和輝岩等,在目前的發展水平下,進行有效的松岩還得依靠爆破。砂礦、砂礫礦、粘土礦、中等硬度的礦床,如石灰岩、頁岩、砂岩、粉砂岩、泥質岩、白堊、交代類岩石、金伯利岩,以及某些類型的鐵礦、銅礦、有色金屬礦和金礦,採用非鑿爆法開采,目前還是成功的。
總之,利用目前已有的設備正在和可以成功地進行非鑿爆法開採的應用范圍有:
1)抗壓強度在60~80MPa的Ⅰ類、Ⅱ類和部分Ⅲ類岩石的礦床和個別礦塊。
2)需要選擇性開採的、結構復雜的礦體。
3)不能採用鑿爆法進行松岩的礦床和礦塊,如居民點、工業建築附近的礦床和礦塊。
4)由於技術原因殘留的礦塊和礦堆等。
我國岩石為中等硬度以下的小型非金屬礦山,多數都採用手工開採的方法,挖掘裝運礦石的工具僅為手鎬、簸箕和手推礦車。尚未看到有採用機械化非鑿爆法開采非金屬礦的報道,因此在這方面目前無法與國外先進水平相比。
五、設備繼續趨向合理的大型化、講究高效和節能
國外非金屬礦的露天開采採用大孔徑牙輪鑽或潛孔鑽、長鑽桿自動控制穿孔技術。俄羅斯建材礦山70%以上採用高效牙輪鑽機鑿岩。如俄羅斯ALROSA金剛石露天礦目前採用俄羅斯國產CБШ-250、270型牙輪鑽機、芬蘭Tamrock D-75 KS和Ingersol Rand D-2m鑽機,孔徑達250~270mm。裝礦用斗容4~16 m3的電鏟或前裝機,運輸用裝載量30~136t的自卸車。俄羅斯烏拉爾石棉公司巴日諾夫石棉露天礦穿孔用CБШ-250 MH型牙輪鑽,孔徑為250mm,裝礦用8~12.5m3電鏟,運輸用30~120 t自卸車,以及黏著質量930 t的173-2M牽引機組。加拿大黑湖石棉公司露天礦採用φ190~250mm的牙輪鑽穿孔,7 m3前裝機裝礦,100 t級以上的自卸車運輸。
為了節能和提高勞動生產率,國外非金屬礦山注重適時更新設備。如俄羅斯ALROSA金剛石公司每年投入23億~30億盧布購置發達國家製造的設備,如Caterpillar和Komazu斗容16 m3的反向鏟,噸位136 t的Caterpillar,Komazu和Dresser翻斗車,俄產5~15 m3的正向鏟。巴西Mineracao de Amianto石棉公司2003~2004財政年度投資1300萬美元置換運輸翻斗車,2006年投資1500萬美元更新設備。
在地下礦巷道掘進方面,俄羅斯研發和投產了一種鑽機、裝葯和爆破-岩石裝載工序的聯合機組,附設工業機器人和微處理機,確保巷道掘進工作準確安全高效地進行,消除了掘進工人笨重的體力勞動。
俄羅斯烏拉爾石棉公司巴日諾夫露天礦開發了一種乳狀炸葯機械化制備、裝運和裝葯機。這種設備是在對適應本礦崩礦需要的安全、廉價的乳狀炸葯進行了長期研究後開發出來的。這種MЗГ-10型制葯、運葯、裝葯機,載重10 t,可以直接開到工作面進行制葯和裝葯。2004年通過了驗收後,全面投入了使用,目前能滿足露天礦炸葯總消耗量的98.2%。採用這種技術,對於含水礦體的爆破工作,與原先採用的技術相比,可節省費用2.6倍。
加拿大石棉礦山的裝葯車配備自控裝置,可以根據不同礦岩不同的爆破性能隨時調整炸葯的成分含量以改變炸葯的爆炸威力。甚至在同一炮孔中也可以做到不同部位裝不同的炸葯,以提高爆破質量。
六、注重科學采礦,不斷改進工藝,提高勞動生產率
(一)全球定位系統技術和工業電視的應用
目前工業發達國家非金屬礦業在露天采礦中較為普遍地採用全球定位系統技術(GPS)來配置監控調度鑽機、礦岩鏟裝和運輸設備,保障其正常生產,以及在各種設備發生故障時及時地調度維修,以便最大限度地減少窩工時間,提高設備利用率。地下采礦的礦山,則廣泛採用工業電視,在中央控制室監控各工作面、卸礦點、裝礦點的工作和提升運輸的情況。
(二)廣泛採用計算機技術
計算機技術,已在工業發達國家的非金屬礦山得到了廣泛的應用,在采礦工作設計階段,幫助設計人員利用計算機技術模擬礦床的條件,應用專用的軟體,准確地作出決策和設計方案;在采礦工程開展過程中幫助采礦工程技術人員採用計算機模型模擬采礦現場情況,進行采礦方案的比較和選擇,可提高采礦場的穩定性和安全性,提高資源的回收率和勞動生產率;在采礦過程中,可幫助采礦工程技術人員進行采礦工作的管理,礦石的運輸管理。如加拿大石棉礦,根據地質勘探的結果,將礦石按其質量、品位、礦物組成、性質等因素,確定不同的價值。然後利用計算機技術按照地質勘探的結果,繪制出礦體三維模型,並將其按其中礦石的價值劃分成不同礦石價值的礦塊。為一定質量要求的產品進行采礦時,可在三維模型上進行配礦,確定所需的礦塊以及採掘的數量,再按此設計各礦塊工作面炮孔布置、炮孔數量和深度、各排炮孔的裝葯量、爆破方法和順序、裝運設備的配置和調度等。
(三)重視礦石的質量控制
工業發達國家的非金屬礦業不僅對最終產品實施質量控制,而且對加工過程實施在線控制。如俄羅斯采礦化學品有限公司Kulr水鎂石礦,從采礦開始就把好質量關,通過詳探台架試驗確定生產礦塊,再用生探進一步取樣分析准確確定應爆礦段,爆破後將礦石按要求破碎分級,送往不同產品的工藝流程。在整個采礦和加工過程中都對MgO、CaO、SiO2、Fe2O3的含量進行測定和監控。而我國非金屬礦山普遍只對最終產品進行質量控制,而且大多數小型非金屬礦山並無正規的質量檢驗。
(四)金剛石開采中爆破對晶體破壞的研究
俄羅斯礦山科學研究院對在開采含金剛石金伯利岩時,爆破工作對晶體的破壞進行了研究,並對爆破破壞晶體的行為進行了模擬,確定了破壞晶體的潛在危險帶的半徑,研定了爆破脈沖形式和應力波振幅-時間特性的控制方法,從而為計算能保護晶體的爆破工作參數奠定了基礎。
(五)露天礦強化裝運工作的新技術
俄羅斯礦山科學研究院研發了一種強化裝運過程的工藝和一套礦石堆料卸料裝置,使露天礦裝運工作實現了流水化。礦石堆料卸料裝置由列車式礦倉、礦堆下移動式振動給料器和自行式翻斗車組成。這套裝置的工作原理如下:沿工作面平行於礦車軌道建一條輔助軌道,列車式礦倉停靠在輔助軌道上,列車式礦倉起到一種緩沖礦倉的作用。礦堆下移動式振動給料器和自行式翻斗車安裝在列車式礦倉的車架上。電鏟將礦石裝在列車式礦倉中由移動式振動給料器和自行式翻斗車將礦石轉卸到運輸礦車的車皮中。這樣電鏟可以連續向列車式礦倉裝礦,移動式振動給料器又可以連續向運輸礦車的車皮裝礦,使露天礦裝運工作流水化。運輸礦車的停靠和裝車時間不超過2~3 min,比循環作業時裝車作業時間縮短了10~20倍。
另一種強化露天礦裝運工作的方法是使用大容量的鏟斗配合長度與翻斗車車廂一樣的振動給礦器。生產時,後者停放在運輸線附近已采台階的上幫,給礦器一次就能裝滿一輛翻斗車車廂,可大大縮短裝車時間,提高主要采礦設備的利用率,露天礦的工作台階也可提高,從總體上提高了采礦能力和勞動生產率,節省了能源,並有利於降低對環境的污染。
這種工藝和綜合裝備已在俄羅斯一些露天礦投產,可提高電鏟的利用率20%~240%;運輸車輛的利用率10%~120%。
(六)渦流爆破工藝
俄羅斯新西伯利亞的一個石料露天礦採用渦流爆破工藝,可以使用低能廉價炸葯,節省了生產成本;提高了岩礦爆破的拋擲能力,減少了有害氣體的排放,改善了技術經濟效益和生態環境。
渦流爆破工藝的原理是在葯包中裝一個「渦流發生器」,起爆時,渦流發生器生成渦流,促進爆破氣流產物的強制對流,補爆起爆氣流產物中未爆燃料和氧化劑顆粒,增大了爆破氣體的體積和對鑽孔深部的擠壓,提高了爆破脈沖,從而提高了爆破效率。
該礦在使用渦流爆破工藝後,台階高度提高到15 m,炮孔深度18 m。
我國大中型非金屬礦山,大多是20世紀50~60年代建立的老企業,更新改造能力差,礦山雖然實現了部分機械化,但現有的設備遠不及工業發達國家的水平。而占我國非金屬礦山企業絕大多數的是小型鄉鎮企業或個體企業。它們大多沒有正規的設計,沒有完整的開采順序和采礦方法,采礦巷道及其裝備也不正規。採用的是手工開采,鐵錘鋼釺鑿岩,貼炮爆破崩礦,人工裝礦,手推礦車運礦等等。甚至亂采亂挖,采富棄貧。因此礦石損失貧化嚴重,礦石塊度不均勻,大塊率高,二次破碎率高,導致資源回收率低,浪費嚴重;勞動強度大,勞動生產率低。改革開放以來有一些礦山企業進行了一些技術改造,但絕大多數企業變化不大。與工業發達國家相比,我國非金屬礦業采礦業的生產技術水平差距很大,採用的設備規格小,在自動化上基本上是空白。然而近年來,我國引進了外資,出現了一批外資和合資非金屬礦企業,同時也引進了一些較為先進的采礦方法工藝和較為先進和大型的設備,如廣西桂林桂廣滑石開發有限公司,遼寧海城艾海滑石有限公司和一些大型水泥集團公司的石灰石礦山等。如法資拉法基 都江堰水泥廠3500 t/d生產線的石灰石礦山,采場採用自上而下水平分層采礦方法,用全液壓頂錘式鑽機穿孔,手持式風鑽輔助鑿岩,中深孔多排孔微差爆破;礦石用5.5 m3全液壓履帶式挖掘機裝入32 t礦用翻斗車運至儲礦點,經6.7 m3輪式裝載機裝運到破碎站,破碎的礦石用鋼心膠帶輸送機輸送到水泥廠石灰石儲庫,實現了全機械化循環流水作業。這些企業對我國的非金屬礦采礦事業起著一定的示範作用。
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❹ 比特幣挖礦算力升至全球第三,哈薩克為何成為礦業投資勝地
哈薩克正成為除了中國和北美外的第三大比特幣「淘金」聖地,中國礦工已經開始向西大遷徙。
據劍橋另類金融中心的數據顯示,哈薩克的比特幣挖礦算力佔比在今年4月份就已達到8.2%,在全球算力市場上大幅躍升至第三位,相比2019年9月更是增長了6倍。美國則以16.8%位居第二,俄羅斯和伊朗分別以6.8%和4.6%位居第四第五。
這一數據增長背後,中國眾多頭部礦企如比特礦業Bit Mining、嘉楠 科技 、比特大陸也紛紛前往哈薩克,哈薩克具有哪些優勢,為何會成為加密礦業的投資勝地?
1.國內頭部礦企相繼湧向哈薩克
近日,上市礦企比特礦業Bit Mining正式宣布退出中國彩票相關業務,接下來將專注於海外加密挖礦業務。並且幾天前,Bit Mining又簽署了一項最終購買協議,以總代價約660萬美元收購2500台新比特幣礦機。部署後,這部分礦機的理論最大總哈希率將增加約165 PH/s。
除了擴充比特幣礦機,Bit Mining還在哈薩克持續推進海外擴展戰略。今年5月,Bit Mining宣布與該國一公司簽署了一份有法律約束力的投資條款,雙方將計劃總共投入6000萬人民幣,在哈薩克共同建設和運營負荷為10萬千瓦的礦場。礦場建成後,Bit Mining將持有哈薩克礦場的80%股權。
據公開信息顯示,Bit Mining將在哈薩克數據中心部署3819台比特幣礦機,總算力為172 PH/s;另有4033台總算力為121 PH/s的比特幣礦機也已運往哈薩克的數據中心,正在等待部署。Bit Mining將進一步擴大業務規模,提高理論最大總算力容量,以鞏固市場地位。
而作為國內首家上市礦企的嘉楠 科技 ,也於今年6月,開啟了在哈薩克的自營挖礦業務,首批阿瓦隆礦機已上架運行。並且嘉楠 科技 早前就與多家企業在哈薩克的頭部礦場達成了合作,包括A1166Pro、A1246等大批新機型運往哈薩克。同時,嘉楠 科技 還開辟了中哈干線專線通道,為海內外客戶帶來更優質的算力交付體驗。
隨著礦工湧向哈薩克,人們也開始擔心該國缺乏礦機維護和專業的技術人員,目前哈薩克還沒有足夠的合格維修人員。嘉楠 科技 則表示,他們將在哈薩克開設首家售後服務中心,這也是其在中國以外的首家售後服務中心。
伴隨著礦業出海,曾經的對手也將在海外再次同台競技。7月23日,比特大陸的Antminer S19 Pro礦機,也將在Enegix於哈薩克的18萬千瓦數據中心中託管。Enegix是在該國最大的加密采礦公司之一,該數據中心於2020年底投入使用,隨著對其服務的需求不斷增加,Enegix還在逐步擴大其規模。
為什麼比特幣挖礦存在可持續性問題
許多發明和創新是在當前沒有示範用例或殺手級應用程序的情況下發現的。使用微波爐做飯是一位工程師因改進用於雷達裝置的軍用級磁控管而意外發明的。特氟龍是杜邦化學家試圖發明一種更好的氣態冷卻劑時意外創造的。在這兩種情況下,技術首先出現,變革性商業產品出現在其次。
雖然比特幣只有十餘年的 歷史 ,但是加密貨幣代表了區塊鏈技術的眾多擬議用途之一。創新者和投資者才剛剛開始 探索 其他應用,包括用於去中心化借貸的智能合約和分布式計算的公共控制。
對於許多批評者來說,有一項指控獲得了很多人的贊同:比特幣消耗了巨大的能源。基於工作量證明的分布式賬本的安全性伴隨著巨大的能源消耗,這意味著該系統需要國家級的電力用於開發和維護。
比特幣的主要可持續性問題是比特幣采礦中使用的大量能源。
比特幣挖礦是新的比特幣被釋放到流通中的方式。礦工驗證比特幣區塊鏈上的交易以幫助避免欺詐,作為獎勵,他們獲得新的比特幣。為了驗證交易,礦工必須解決極其復雜的數學問題,主要是通過反復試驗,這需要復雜的計算機系統和大量的計算能力。這么多計算能力消耗了大量電力。
金融經濟學家亞歷克斯·德認為:「目前,全世界數百萬的比特幣挖礦設備每天每秒都在不停地產生 130 千億次這樣的猜測。綜合起來,這些機器現在消耗的電能與荷蘭這樣的國家一樣多」。
正因為如此,比特幣的價格越高,礦工獲得比特幣所需的能量就越多。
鑒於全球三分之二的電力仍然是通過燃燒化石燃料產生的,因此對電力消耗的指控是合理的。例如空氣污染對人類 健康 的影響,包括每年 400 萬人過早死亡,是可靠的、賦予生命的電力的明顯缺點。氣候變化也是一個非常真實的威脅。面對不確定性和潛在的災難性後果,應採取行動減少溫室氣體排放。
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❺ 比特幣挖礦機的進化史是怎樣的呢
自從比特幣誕生以來,比特幣挖礦經歷了以下四個階段:
CPU挖礦→GPU挖礦→專業礦機挖礦→礦池挖礦。
2009年1月3日,比特幣創始人中本聰用電腦CPU挖出了第一批比特幣。
隨著大家對比特幣的認可,挖礦的人越來越多,全網算力不斷上升,挖礦難度逐漸上漲。
2010年9月18日第一個顯卡挖礦軟體發布。一張顯卡相當於幾十個CPU,挖礦能力得到明顯提升。
之後又有人發明了基於挖礦晶元的專業挖礦設備,即礦機。目前行業領先的螞蟻礦機裝有將近200張BM1387晶元,相當於3萬多張GPU的算力。
隨著更多礦機加入挖礦,單獨的礦機也很難挖到比特幣了。於是,礦工將自己的礦機集中起來,形成了礦場和礦池。
❻ 探礦和采礦權主要法律規定
根據民法典第三百二十九條依法取得的探礦權、采礦權、取水權和使用水域、灘塗從事養殖、捕撈的權利受法律保護。
探礦人的權利和義務:
權利:
(一)按照勘查許可證規定的區域、期限、工作對象進行勘查;
(二)在勘查作業區及相鄰區域架設供電、供水、通訊管線,但是不得影響或者損害原有的供電、供水設施和通訊管線;
(三)在勘查作業區及相鄰區域通行;
(四)根據工程需要臨時使用土地;
(五)優先取得勘查作業區內新發現礦種的探礦權;
(六)優先取得勘查作業區內礦產資源的采礦權;
(七)自行銷售勘查中按照批準的工程設計施工回收的礦產品,但是國務院規定由指定單位統一收購的礦產品除外。
探礦權人行使前款所列權利時,有關法律、法規規定應當經過批准或者履行其他手續的,應當遵守有關法律、法規的規定。
義務:
(一)在規定的期限內開始施工,並在勘查許可證規定的期限內完成勘查工作;
(二)向勘查登記管理機關報告開工等情況;
(三)按照探礦工程設計施工,不得擅自進行采礦活動;
(四)在查明主要礦種的同時,對共生、伴生礦產資源進行綜合勘查、綜合評價;
(五)編寫礦產資源勘查報告,提交有關部門審批;
(六)按照國務院有關規定匯交礦產源勘查成果檔案資料;
(七)遵守有關法律、法規關於勞動安全、土地復墾和環境保護的規定;
(八)勘查作業完畢,及時封、填探礦作業遺留的井、硐或者採取其他措施,消除安全隱患。
法律依據:
《中華人民共和國民法典》第三百二十九條依法取得的探礦權、采礦權、取水權和使用水域、灘塗從事養殖、捕撈的權利受法律保護。
❼ 靈魂戰車2 凱奇··在工地開的那個機器叫什麼
多斗挖土機
❽ 有誰知道白金是如何開采和提煉的嗎可以聊一下嗎
全球最大的露天礦坑每年要產出2600塊這樣的白金。由於它的稀缺性,且每噸礦石中白金含量只有1.5克,那麼要達到2600塊的白金年產量,礦場就必須要處理超過8800萬噸的礦石。有誰知道白金是如何開采和提煉的嗎?
第一、首先工人用液壓挖掘,並在兩座足球場大小的開采區挖出1200個深18米的洞,然後填入一諾維斯100型炸葯。一切准備就緒後,爆破師按下按鈕,60萬噸富含白金的礦石被碎成拳頭大小的石塊。接著要用到這個重達1500噸的巨型TC機械挖礦機,他的纏斗一次可以挖出約100噸礦石,但是滿滿的一傳統所含的白金價值還不到幾千塊,所以它需要迅速作業,必須確保在三產內填滿沙石車如果超過三產可能就要虧錢了。裝填蠻厚的砂石車將礦石運送到選礦廠,在這里框時會通過輸送被送進巨型旋轉粉碎機中,裡面的鋼球會將礦石攪碎,這台巨型粉碎機每小時能處理1165噸的礦石。
第四、經過五天的完全冷卻,較重的白金和其他貴金屬會凝聚成合金,形成內行貴金屬結晶的棕色注會。此時裡面的白金比剛出土時的純度高出了1000倍,但仍只佔0.1%,所以還需要進行最後的提純。工人在高溫高壓下使用一種混合溶解漿,注會轉化為富含白金的液體,混合液在溶解白金後就會蒸發掉,剩下的白金液體通過處理就變成了一塊塊白金,此時的白金純度比從地底炸開時高出了60萬倍,從礦石到提煉出高純度白金需要花費長達兩個月時間。
❾ 采礦工程充填技術的應用發展論文
采礦工程充填技術的應用發展論文
摘要 :近幾年,我國采礦工程不斷擴大,充填技術的理論和實踐被廣泛應用,尤其是隨著膠結充填技術的不斷改進,提升了充填技術在采礦工程中的地位。在采礦過程中,主要利用的還是水力和膠結作為充填技術,可以提高礦產的采礦率,促進采礦工程的總體效率以及安全性,提高采礦企業的經濟效益,推動采礦工程的快速發展。這些填充技術能夠適用各種煤礦環境,更好的處理采礦工程中所遇到的問題,在我國采礦工程中起著非常重要的作用。此外,采礦工程中充填技術的應用與發展,在很大程度上提升了采礦企業的經濟效益,促進了采礦技術的發展。本文主要闡述了充填技術在采礦工程中的應用和發展,並且針對問題,提出合理的解決措施。
關鍵詞 :采礦工程;充填技術;應用與發展
隨著我國科學技術的不斷創新,傳統的采礦技術已經不能現代化社會的發展趨勢,不能順應新形勢下的社會發展要求。面對這樣的局面,就要利用采礦充填技術,具備高回採率,安全性能高和環保的特點,采礦充填技術的關鍵是充填,主要選擇砂礫,煤灰渣,碎石以及石塊等物質,對在地下采礦過程中挖出來的空區進行充填。研究數據表明,與傳統采礦技術相比,充填技術略顯勝出,充填技術可以有效的加強採煤區地層的穩定性,以免發生倒塌。還可以提升礦產資源的回收率,提高企業的發展能力,廢石是填充材料的關鍵,其經濟性較好。在尾砂回填後,可以降低自然災害的發生率,此外,還能夠在一定程度上降低礦井深處高溫帶來的風險,保證生產的安全性。
1采礦工程中採用的填充技術
充填技術是對采礦工程采空區用碎石,砂子等材料進行填充,從而達到支撐的效果,以免圍岩跨落和變形。如今的充填技術,應用比較多的方法有水力充填法,膠結充填法以及膏體充填法。
1.1水力充填法
水力充填法是一種應用最早的充填技術,目前這項技術已經成為「三下」煤層,特厚煤層開採的關鍵頂板管理技術。水力充填法的原理是把固體物料作為漿體或膏體,在通過遠距離進行傳送,其特點就是成本低,傳送效率高,並且不會受到季節和地勢的影響。如今我國也已經研究成功了高濃度漿料管道直流輸送工藝。
1.2膠結充填法
膠結充填法是以尾料作為材料進行膠結充填的,被采礦工程廣泛應用。充填物所選擇的尾料包含很多的顆粒,對此膠結面積增大,形成了觸變性質體制。目前,高濃度全尾礦膠結填充技術已經相對成熟,被采礦工程廣泛應用,應用率高達80%,物料傳送質量高達70%。
1.3膏體充填法
現階段,我國膏體充填法的應用發展還不是很完善,和其他充填技術相比還處於落後狀態。膏體充填法的質量會受到很多因素的影響,例如攪拌方法,水含量,攪拌質量以及顆粒成分。膏體充填法在工藝上比較繁瑣,技術含量非常高,操作管理流程復雜,需要在大量的實踐中深入分析和不斷優化。
2我國填充技術的發展現狀
根據我國煤礦以往的產礦量和充填技術有關的數據表明,可以對充填技術未來的發展作出以下分析。隨著我國煤礦的不斷開采,在采礦過程中造成的.土地坍塌的賠償費用逐年增加,呈上升趨勢,變得越來越高。煤礦利用充填技術開采所增加的成分得知,早在幾年前發現充填采空區增加的煤開采成本約等於採煤所造成的土地坍塌賠償所增加的噸煤成本。我國是一個礦產資源豐富,並且資源存儲量以及消耗量最大的國家,在煤礦開采過程中,周圍的環境和地表會受到破壞,就在礦產開采成本上升的同時,周邊環境也受到了影響,容易帶來安全事故。對此,研發了一項矸石充填技術,就是常說的一種綠色充填技術。采空區利用充填技術可以降低周邊環境和地表的破壞程度,降低廢料排放率。在煤礦開采過程中,會出現很多采空區,還會使頂板和礦柱發生變化,容易發生安全事故。在采空區應用矸石充填技術,矸石不用上井,就能很好的處理矸石污染耕地以及環境帶來的嚴重後果。並且減少煤柱,資源回收率也明顯升高。這項技術會在未來的采礦工程中應用最廣泛的一種充填技術,會得到很好的推行和使用。
3填充技術的應用原則
3.1環境保護為前提
在采礦工程中使用充填技術,第一要考慮的就是環境因素。我國現階段提出的可持續發展戰略,對采礦工程來講,不但要完成自身的可持續發展,還要重視環境的保護。對此,要選擇適合的充填技術,要了解采礦工程的地勢環境,並且綜合分析目標地區的周圍環境,掌握環境和環境之間的聯系。選擇適合的充填技術,可以很好的掌控環境污染,加強對環境的保護。在采礦工程中使用充填技術,要注意整理開采過程中的材料,以免浪費材料,要充分利用材料資源。對采礦工程中的尾砂和煤灰,要加強回收利用,實現可持續發展,以保護環境為前提。
3.2安全生產為基礎
在工程展開中,安全是每個工程都非常重視的一個問題。所以在采礦工程實施中,必須要保證施工人員的生命安全問題,選擇適合的充填技術。對此,在選擇采礦充填技術過程中,首先需要對采礦地域的環境進行勘察,排除地質方面的安全問題,綜合考慮低壓措施以及采礦方法,確保在采礦工程利用充填技術時,不會帶來安全隱患。3.3合適的充填系統在采礦工程中利用充填系統時,必須以充填量的多少來作為基本准則。在采礦工程展開之前,要嚴格把控好采充平衡,對采礦地進行預測和規劃,合理的制定采礦地的礦產量和采礦量。確保所用的礦產量和所采出的礦產量相同,掌控好二者的產量。所以,要合理的制定充填系統,防止因過度開采導致浪費礦產資源,保證在采礦工程中不出現安全隱患問題。
4填充技術在應用過程中的問題
現如今,充填技術在我國采礦工程中被廣泛應用,並且這樣采礦技術已經非常成熟,對采礦工程的發展有很大的推動作用,具有很大的優勢,能夠取得很好的經濟效益。但從總體上來講,采礦充填技術在實際應用過程中還是存在一些問題。大多數采礦企業在采礦過程中,所選擇的充填技術缺乏科學性,沒有完全掌握好采礦工程所在地的實際狀況,導致采礦技術的應用沒有按照因地制宜的基本原理,造成采礦工程的效率下降,所取得的礦產在質量和數量上都比較低。充填采礦技術對材料的要求非常高。在采礦工程的實際施工當中,需要利用非常繁瑣的采礦技術,操作性與技術性都非常強。但是礦山自身結構相對復雜,導致礦產量和預想的產量存在很大的差異。對此,在礦產開采過程中,僅僅利用充填技術是不夠的,還需要融合高強度的新型填充材料,從而保證采礦的效率和產出量。然而,采礦企業要想購買大量的新型填充材料,就會影響企業的生產成本以及企業的經濟效益。
5填充技術的應用與發展展望
5.1優化填充管理制度
充填站擔任著采礦工程的調配管理工作。首先,充填站具有大量的先進開采機械和電子設備,這類先進的安裝設備,為充填材料提供了很大的便利。同時,也要考慮充填站在管理上的不足。充填站的設備相對齊全,然而如果沒有科學的管理制度,那麼這類設備的系統就不能完成自身的工作,對采礦工作起不到任何推進作用。對此,就要不斷優化充填站的管理制度,定期對這些設備進行檢測,制定合理的檢查制度,像一些分散的填充材料,要進行統一保管。定期對機械設備以及電子設備進行檢測,保證設備的系統質量符合工作展開的標准要求。對充電站設備與系統的管理,有安全專門的人員去監管,並派遣專業的技術人員定期檢查工作,一旦發展設備具有安全隱患,要馬上實施維修,以免帶來不必要的麻煩。
5.2創新采礦充填技術
我國采礦工程的不斷發展,離不開采礦技術的創新與進步。在使用充電采礦技術的同時,也要對充填采礦工藝進行創新,加強采礦企業的快速發展,提高企業競爭力。關於充填采礦工藝的創新,第一要對傳統的充填工藝進行詳細分析,了解傳統充填工藝的特點。第二,要根據本地的礦產類型和特性,研究和創新充填工藝。例如在一些大礦體的礦山,都非常穩定,但礦產的開采非常困難。在這種狀況下,就要選擇中深孔和淺孔空場技術,就能獲取很好的采礦效果。在這種情況下,充填材料最好利用高水材料和塊石膠結材料,這些材料能夠更好的對采空區進行充填。利用科學合理的創新充填采礦工藝,可以減少採礦的生產成本,提高采礦效率。對此,充填工藝的創新,可以實現更好的采礦效果,提高采礦企業的經濟效益。
5.3提高對創新充填技術材料的研究
在充填采礦技術中,充填材料是必備的。充填材料的不同,對充填采礦技術的應用效果也是不同的。好的充填材料不但可以提升采礦工程的工作效率和工作質量,在很大程度上也保證了采礦工程的安全性。隨著采礦技術的不斷創新,充填材料的應用正漸漸走向新型的充填固化材料。對此,就要不斷增強新型填充固化材料的研發,全面分析充填材料的物理特徵,掌握材料的成本和組織方法以及骨料框架。新型的充填固化材料強度高,成本低,對采礦行業的發展以及可持續發展都有著非常重要的意義。就目前狀況來講,我國已經研發出固化材料,其材料的固結速度非常快,效率高並且濃度低,方便使用。其自身具備輕質性,便利性等特徵,能夠更好的適應材料的遠程傳送,為采礦工程提供了便利。
5.4充填技術設備的維護
隨著充填技術的快速發展,其作業方法和相關設備以及充填儀器的更新換代也非常快。在這些充填設備當中,充填料貯倉起著關鍵性作用,它能夠直接影響充填材料的質量和充填效果,但是在傳統充填工藝上卻不被重視。然而在新型充填技術當中,採用了加以改過的立式充填料貯倉,可以更好的確保充填料的質量。而在尾砂處理環節,就要利用精準度非常高的水力旋流器。在漿料傳送階段利用這些先進的技術和自動化控制系統,能夠提升作業質量以及作業效率。
6結語
綜上所述,隨著我國科學技術的蓬勃發展和采礦工程的不斷擴大,采礦工程的相關采礦技術也是日新月異,而充填技術的廣泛應用為采礦企業奠定了堅實的基礎。采礦企業要想在激烈的市場競爭中站穩腳跟,就要不斷優化充填站的管理制度,不斷對采礦工程的充填技術以及采礦工藝進行創新研究。利用新型充填材料,提高充填材料的強度,進而較少材料成本,選擇輕便的充填材料進行遠程傳送。充填技術的逐漸發展,推進了高效,自動化,智能化的采礦作業方式的展開,進而提高了采礦企業的經濟效益,保護了生態環境的發展。並且礦區里的工作人員得到了解放,改善了他們的工作環境,減少了工作人員的工作量,在很大程度上提高了工作人員的勞動生產力和工作效率。特別是對一些工作環境復雜,稀有礦床的開采,充填技術被廣泛應用,不斷滿足新形勢下采礦資源的發展要求,促進了采礦工程中充填技術的發展。
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;❿ 李笑來曾擁有10萬枚比特幣,套現135億後全身而退,如今怎樣
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