露天采礦生產工藝系統及關鍵技術論析

摘 要:人類生存空間具有有限的，然而生存過程卻是無限的。如何合理利用與開發有限空間的礦山資源，滿足人類社會無限可持續發展需求，顯然成為了人類社會共同的話題。了解和利用好露天采礦的關鍵技術對提高企業工作效率，獲得更大經濟利益具有重大意義。

關鍵詞:露天采礦技術經濟效益

中圖分類號:TD82文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(b)-0073-01

當今社會是以信息化知識經濟時代，信息既是一種經濟資源，又是物質與自然資源的結合體，共同組成人類生存、發展的前提，并對人類開發、利用和加工各種自然資源的方式進行規范。露天采礦生產工藝關鍵技術包括穿孔爆破、采石、裝運和排棄，GIS組件技術以及面向對象開發技術。在實際的露天采礦工作中要合理選用相關技術，不斷開發相關技術措施，使企業的生產效率經濟利益得到提升。

1 露天生產工藝系統

露天采礦指從敞露的礦場地表采出有用的礦物的過程。當礦體地表露頭或埋藏較淺時，露天開采最為有利。與地下開采相比，有以下優點:回采率高、充分利用資源、貧化率低、建礦快、適于大型機械施工、成本低、產量大、勞動生產率高、生產安全、勞動條件好。露天開采主要包括采裝、穿孔爆破、排土和運輸。

1.1 穿孔爆破

所謂穿孔爆破是指在露天礦場的礦巖內鉆鑿相對一定深度和直徑的定向爆破孔，用炸藥爆破，破碎和松動礦巖。穿孔爆破是影響露天采礦生產的重要環節。穿孔技術按能量或鉆進的利用方式來分，可分成熱力穿孔和機械穿孔兩類。除了火力鉆機是熱力穿孔以外，其它類型鉆機均為機械穿孔。在機械鉆孔中，有潛孔鉆機、牙輪鉆機、鑿巖臺車鉆機以及鋼繩沖擊式之分，此外，超聲波穿孔、化學穿孔以及高壓水力穿孔新型鉆機尚在開發之中。

露天開采常用的爆破方法包括:淺眼爆破法、深孔爆破法和大爆破法等。在露天采礦生產中，穿孔爆破的費用占總總費用的近20-30%，對采礦成本影響較大。因此，改善穿孔爆破技術，加強組織管理，提高穿孔爆破的效率，為后序工藝準備良好的條件，對降低礦本，強化露天開采，提高露天采礦經濟效益，具有重要意義。

1.2 采裝工藝

采裝工藝指的是用某種方法和設備在露天采場中把處在經爆破破碎后或原始狀態的礦巖掘挖出來的過程，并直接倒卸或裝入運輸設備到固定點的作業。采裝工藝是露天礦場生產的中心環節。采裝工藝依據的理論是巖石具有可挖性。改善采裝工藝技術的關鍵在于采裝設備選型與工作面參數相互能適應，使主機和輔機設備達到良好匹配。

在露天開采金屬礦床的采掘設備，依照功能可區分為采運設備和采裝設備。推土機和鏟運機是采運設備，單斗挖掘機是采裝設備，前裝機既是采運又是采裝設備。各種采集設備技術上的利用率和適用性取決于巖石的礦床儲存、可挖性特點、露天采礦的生產規模、設備的生產能力、相鄰工序作業設備、挖掘的方法、采場氣候、要素以及其他因素。

1.3 露天礦運輸

在露天開采中，礦山運輸十分重要，其基建額占總費用的40%～60%。工時和運輸成本各占總工時和總成本50%或以上。露天礦運輸的主要任務是:移運基本物料(礦石與剝離物)到礦場選礦廠、廢石場或貯礦場;運送輔助物料如生產人員、線路工程材料、爆破器材、潤滑材料以及采掘機械相關零部件到工作地點。任務完成后的運輸網路，便形成了露天礦場的運輸系統。露天礦運輸系統可分成內部和外部的運輸系統。露天礦運輸的特點如下:礦物料運量集中;線路車輛的周轉快;礦巖密度大、強度、磨蝕性大、坡度陡、與其他工藝過程聯系緊密、線路場地狹窄等。

1.4 排巖工藝

排巖工作指剝離覆蓋在礦床及周圍的巖石和表土，并將其運到專門場地進行排棄堆放的作業。排巖工作作為露天礦主要生產過程之一，包括廢選擇排巖工作的方法、石場的位置;建設與發展廢石場、穩固與防護廢石場的措施、控制與復墾廢石場的污染等內容。排石工藝不僅涉及到礦山企業的生產效益和能力，還關系農業生產的環境保護問題。按露天采場與廢石場相對的位置，可分成內部和外部廢石場。由于金屬礦床大部分有傾斜，且深度較大，難以即時的的形成采空區排巖，故多半使用外部廢石場排棄巖土。廢石場的選擇要考慮廢石場的總容積要適應露天礦場得總剝巖量;廢石場的接受性能應達到露天采礦剝采的計劃要求;要保證廢石場應具有良好的工作狀況，維護廢石場作工作的安全與復墾。

2 GIS組件技術

GIS是一門集信息學、計算機科學、地理學等學科為一體的新型學科，它在計算機硬件和軟件的支持下，運用信息科學和系統工程的理論，綜合分析和科學管理具備空間內涵的地理數據，以對空間信息系統提出管理、規劃、研究和決策所需的信息。將GIS引用到露天礦山開采系統將工作流程簡化、工作效率、資源利用率得到顯著提高，對開發礦產資源以及經濟的可持續發展具有重大意義。

GIS組件技術包括COM與DCOM和ActiveX與ActiveX控件。組件式GIS的優點有:價格便宜、小巧靈活;無須專門的GIS開發語言，直接就可嵌入MIS開發工具、開發簡捷以及大眾化的特點。組件式GIS的開發讓GIS不僅成為專家的專業的分析工具，同時還幫助普通用戶對地理相的關數據可以進行進行可視化管理的工具。

3 面向對象開發技術

面向對象是新型的一種設計程序的方法和范型。其基本思想是根據類、對象、封裝、消息、繼承等基本完成程序設計。從程序設計來看，面向對象的語言必須有描述對象和相互關系之間的語言成分。這些語言包括:系統中的一切皆可成為對象;對象是操作及其屬性的封裝體;對象按其性質可劃分為類從而使類成為實例; 繼承關系和實例關系是對象與對象之間的靜態關系;對象與對象之間的動態聯系是通過消息傳遞這一唯一計算形式;消息的序列是方法。面向對象的要素包括抽象、封裝性和共享性。面向對象的特征有對象唯一性、分類型、繼承性和多態性。

4 結語

露天采礦生產工藝關鍵技術包括穿孔爆破、采石、裝運和排棄，GIS組件技術以及面向對象開發技術。每項技術都有自己本省的優點和適合的工作，在實際的露天采礦工作中要合理選用相關技術，不斷開發相關技術措施，使企業的生產效率得到提高，采礦工作的安全性能得到保障，順利完成露天采礦工作，保障和開拓企業的經濟效益。

參考文獻

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