我國露天開采技術發展研究

中圖分類號：TD文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X（2010）12-0150-01

摘要：對現代露天開采技術的世界性發展特點作了分析。探討了我國露天采煤科技發展戰略，預測了露天采煤的發展前景，對相應的發展思路提出了若干建議。

關鍵詞：露天開采技術 露天采煤 發展

70年代以來，煤炭在一次能源中所占比重在70%左右。據專家預測，在未來100年內，煤炭在我國一次性能源構成中仍占主導地位。中國人均煤炭探明可采儲量僅為世界人均平均值的1/2。可見我國煤炭資源雖然儲量大，但相對儲量明顯不足，而且石油和天然氣的儲量又很少。按目前預測，到2010年我國煤炭需求量將達21~23(億)t/a。按此開采強度遞增，我國煤炭開采不足維持50年。由此可見，如何開采煤炭資源將關系到我國的能源安全問題。煤炭開采可持續發展問題，隨著國民經濟的飛速發展，逐漸凸現出來。優先大力發展勞動生產率高、資源回收率高、生產能力大、安全性好的露天煤礦勢在必行。

1、露天開采技術世界發展特點

1.1高度集中化開采與集約化經營。目前世界最大的露天煤礦年產量已達50~60Mt/a，位于德、美、哈薩克斯坦等國；年產量20 Mt/a以上的露天煤礦則遍及俄、澳、波、捷等國。由大型企業集團占有煤炭生產及市場銷售的集中化份額，是礦業集中化開發又一重要趨勢。2000年國際十大煤炭公司控制著8.5億t的煤炭年產量。

1.2開采工藝多樣化

(1)設備大型化，開采集中化。實踐證明，采用大型開采設備可以明顯提高礦山產量與經濟效益。例如，單斗電鏟與卡車的標志性配套規格，每隔15~20年就要更新換代一次。目前單斗電鏟勺斗容積已達76.5m3；，其裝載重量超過100 t；與之相匹配的卡車載重量已達363t。單個露天礦的生產能力已逾60Mt/a。

(2)開采工藝的連續化。最具代表性的全連續工藝是輪斗鏟采掘一膠帶運輸機運輸一排土機排土，采用這種工藝可以實現高效率、低成本。但限于礦巖性質等因素，全連續工藝的應用范圍受到限制。近40~50年中，露天礦一半連續工藝得到了越來越廣泛的應用，以適應當地的埋藏條件。代表性的半連續工藝有：單斗電鏟采掘《工作面卡車運輸一)移動式破碎機可移式破碎機)一膠帶運輸系統；輪斗挖掘機采掘一卡車運輸系統等。

(3)生產環節的合并化與開采工藝的簡化。露天開采基本生產環節有采裝、運輸與排土。條件適宜時可采用某種開采設備，實現2個甚至3個生產環節的合并，以簡化開采過程并大幅度降低開采成本。巨型拉斗電鏟倒堆剝離是一種典型的合并式工藝；鏟運機剝離工藝是另一種合并式工藝類型。

(4)開采工藝的綜合化。隨著礦山開采的集中化趨勢，單個露天礦的開采范圍趨于擴大，開采深度日益增加，開采境界內礦巖賦存條件往往復雜多變。針對這種情況，傳統的單一開采工藝方式往往不能與之相適應，使開采效率降低，開采成本提高。近年來，多種開采工藝綜合應用已經成為大型露天開采的一種發展模式。

2、制約煤炭資源開發的因素

我國是煤炭資源大國，煤炭資源總量大體在俄羅斯、美國之后，但是在市場經濟條件下，煤炭資源數量問題不再是唯一的關注對象，而影響開采成本各項技術指標，包括地質條件、生態環境條件、質量和開采工藝方法等，將是決定開發利用的主要制約因素。我國4個煤炭資源區域，區域不同各主要制約因素也不相同。一區開采條件、生態環境容量中等，地處經濟相對較發達地區，但可供建設的特大型、大型煤礦的儲量不多，制約煤炭資源開發的主導因素是開采地質條件，屬開采條件制約型地區；二區主要包括黃土高原，內蒙古高原，煤炭資源豐富，開采地質條件較好，但本區最主要的制約因素是生態環境脆弱，環境容量小，煤炭資源開發受到環境制約，二區屬生態環境制約型地區；三區煤炭資源相對豐富，但開采條件較差，煤炭資源開發的主要矛盾是高硫煤占資源總量1/3左右，即煤質問題嚴重，三區屬煤炭質量制約型地區；四區經濟發達，生態環境較好，但煤炭資源貧乏，煤質、開采條件很差，四區屬資源數量制約型地區。

3、我國露天采煤科技發展戰略

露天采煤技術是露天采煤科技發展的主題，露天采煤工藝是發展采煤技術的最活躍的因素，采煤工藝和技術的創新，則是露天礦安全及生產能力得以充分發揮重要保證。大型、新技術、綜合工藝、集約化生產、開采-復墾一體化、數字智能化管理是21世紀露天采煤工藝和技術發展的主要趨向。

3.1明確露天開采優先發展的原則，分析條件擇優開發。我國露天煤田的資源條件不如美國、澳大利亞，但與俄羅斯、印度等國相仿，應提早劃分和保護露天開采資源。近些年我國探明的一批特大型煤田，如勝利、白音華、東勝等礦區煤炭儲量在百億噸以上，加上原有準格爾、霍林河、平朔等10余處特大型煤田，全國可供露天開采的煤炭資源儲量相當豐富，可使我國21世紀露天采煤保持高強度持續發展。

3.2重視科學研究，組織科技攻關。應重視露天煤田開發前科技準備，開發中的科學試驗和開發后的科技跟蹤工作，做到開發前技術準備充分，開發中及時解決生產過程中技術難點和開發后技術完善，保證露天采煤工藝系統高效運行和不斷完善，達到高產、高效、低成本。

3.3實施優勢資源集約化開發，發展連續、簡化開采工藝。由大型企業集團占有煤炭生產、銷售份額，是煤炭集約化開發一個重要趨勢[21]，露天開采可實現優勢資源的集約化開采，實現大規模生產的高效益。過去露天采煤經濟合理剝采比是6m3/，t采用連續、簡化、綜合開采工藝后，可達到8~10 m3/t甚至更高。

4、我國煤礦露天開采的發展方向

科技已經日益滲進人們的生活，高科技促進了全球化，帶動了數字化。因此堅持與時俱進，利用高科技給我們帶來的好處，這也是我們在煤礦露天開采時應該注意到的問題。在開采中，我們應該用高科技手段來進行管理與開采，這不僅是世界煤礦露天開采的發展方向，也應該是我們的發展定位。因此在露天開采煤礦充分利用高科技手段將是我們以后發展的主要方向。今后我們要充分利用計算機的輔助功能，采用數字化管理，進行智能監控，廣泛利用高科技開采設備等，只有這樣我們才能在煤礦開采方面翻開嶄新的一頁。

參考文獻：

［1］張宏，史志斌．我國煤炭資源可持續保障能力研究[J]．煤炭經濟研究，2006

［2］中國可持續發展煤炭資源戰略研究課題組．中國可持續發展煤炭資源戰略研究[R]．北京：中國工程院，2003．

［3］陳武，唐辛，張希誠．我國煤炭資源及其開發利用研究[J]．煤炭經濟研究，2003，(7)．

［4］田山崗．中國煤炭資源有效供給能力態勢分析[J]．中國煤田地質，2001．