淺析露天采礦技術及發(fā)展前景

李加泰/中煤龍化哈爾濱礦業(yè)有限公司

淺析露天采礦技術及發(fā)展前景

李加泰/中煤龍化哈爾濱礦業(yè)有限公司

伴隨經(jīng)濟的快速發(fā)展，與之對應的各類技術也在不斷的發(fā)展創(chuàng)新。近幾年我國采礦技術發(fā)展較快，盡管我國擁有豐富的礦產(chǎn)資源，但可以開發(fā)的儲存量并不大，這就需要先進的采礦技術和工藝來作為支撐，從而提高礦產(chǎn)資源的開采量。文中對露天開采技術與裝備、開采工藝進行了分析，并進一步對露天采礦技術的發(fā)展前景進行了具體的闡述。

露天采礦；采礦技術；采礦工藝；發(fā)展前景

一、露天開采技術與裝備

人類對礦產(chǎn)資源最早的開采方式即是露天開采。以開采礦床的露頭和淺部富礦為主，雖然當時并沒有動力挖掘設備，但采礦技術的發(fā)展也較為迅速。特別是在十九世紀末，隨著露天礦規(guī)模的不斷擴大，采礦技術的發(fā)展更為迅速。近幾年，剝離倒堆設備、大容積的鏟斗及較高的裝運能力，都加快了露天采礦技術的發(fā)展。由于露天采礦技術的發(fā)展，不僅使我國的露天采礦技術達到了國際化的標準，而且也有效的促進了我國采礦業(yè)的發(fā)展。

1.高臺階開采。由于該技術挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的“臺階的最大開采高度一般不應超過15米”的限制，所以這種技術很少被使用。但由于近幾年各種大型采礦設備的增多，高臺階開采技術應用的逐漸多了起來，不少采礦企業(yè)都很青睞這項技術。

2.陡幫采礦。我國大部分露天礦開采的年限都較長，目前采礦工作都是在深部進行，這不僅給礦場作業(yè)增加了難度，而且采礦設備由于多年的使用也變得老化落后；在這種情況下，礦產(chǎn)資源開采率較低。為了改善這種局面，有效的提高產(chǎn)礦率，則需要加強對新技術和新工藝的使用，而陡幫采礦技術其不僅基礎工程周期較短，而且工程量也較少，對于提高產(chǎn)礦率及開采企業(yè)的生產(chǎn)能力具有極其重要的作用。

3.膠結充填采礦技術。膠結充填采礦技術需要技術與開采條件的結合，這樣才能實現(xiàn)資源的有效回收，更好的對地球環(huán)境進行保護。由于在技術和開采條件上需要達到一致，目前只是高分層填充技術和分段充填采礦技術取得了較好的進展，充填采礦技術大范圍應用還受到一定的限制。

4.礦用電鏟。國外露天采礦采裝設備主要電鏟，斗容以16.8、21、30、38、43m3為主國內(nèi)露天礦同樣以電鏟為主要采裝設備，斗容多為12、16.8m3。

5.鉆機。目前在露天礦開采中主要是利用潛孔鉆機和牙輪鉆機作為礦山穿孔的主要設備，而我國中型礦山開采過程中主要選擇的穿孔設備為潛孔鉆機，牙輪鉆機在國外采用的較多，其無論是直徑還是孔深都優(yōu)于潛孔鉆。

6.礦用電機車。原獨聯(lián)體的一些國家的露天采礦大多采用電機車運輸?shù)V石，這些國家深凹露天礦電機車大都是驅(qū)動直流電機的聯(lián)動機組或交流電機粘重大約在300t以上。國內(nèi)電機車一般為直流電機驅(qū)動，粘重大致為150t左右。

7.露天礦用汽車。交流驅(qū)動的電動輪汽車和液力機械傳動的礦用汽車在露天采礦中應用廣泛，它的載重量大致在150t和320t。我國大型露天礦山汽車的最大載重量一般在120t～170t在我國礦用汽車載重量的提高還有空間。

二、露天開采工藝的分類

1.穿孔工藝。穿孔的方法主要分為熱力破碎穿孔和機械破碎穿孔兩種方法，穿孔設備一般有鋼繩式?jīng)_擊鉆、火鉆、鑿巖臺車等。當前應用設備有牙輪鉆、巖臺車、潛孔鉆等。

2.爆破工藝。爆破是露天礦開采的重要工藝環(huán)節(jié)，通過爆破作業(yè)，將整體礦巖進行破碎及松動，形成一定形狀的爆堆，為后續(xù)采裝作業(yè)提供工作條件。爆破成本約占生產(chǎn)成本的15～20%。爆破要有一定的工程儲備量，使得挖掘機能夠連續(xù)的工作。一般一次的爆破量能夠供給5-10天的運輸量，并控制礦巖有合理的塊度，以提高后續(xù)工序的作業(yè)效率，降低開采成本。同時保證爆堆堆積形態(tài)好，前沖量小，無上翻，無根底，無爆破危害。對于不能裝車的大塊，放置臺階根部，采用二次集中破碎的方式，再次裝車。

3.采裝與運輸。由于采裝和運輸?shù)年P系十分密切，兩者相互制約，相互影響。當前來看采裝運輸工藝的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在采裝和運輸設備的大型化，運輸與采裝方面的連續(xù)化與一體化，以及計算機自動化。

4.排巖工藝。排巖工藝就是在廢石場把剝離下的廢石進行排棄。為了加強排巖的強度，增高堆置的高度，因此露天排巖技術的發(fā)展方向就是追求先進的的排巖設備和高效率的排巖工藝，同時也要充分保證及時的復墾造田。

5.采場防排水。采場防排水是確保采場正常生產(chǎn)和人員設備安全的重要工作。其目的是防止地表水流進采場，減少采場排水量，降低礦石的含水量，提高采礦效率，并且保證生產(chǎn)安全。可以通過河流改道，截水溝，防洪堤等將采場以外的匯水進行攔截或者導出礦區(qū)。

三、露天采礦技術的發(fā)展前景

1.選用大型高效耐用的采礦工藝設備。采礦設備不但在向大型高效耐用的方向發(fā)展，同時更加注重節(jié)能、自動、程式化。黑色和有色金屬礦山為提高開采強度和設備使用效率，一般采用連續(xù)工作制。采用大型采礦設備不但可以提高采礦效率，還能夠提高企業(yè)的競爭力。

2.礦山生產(chǎn)不斷溶入新科技。優(yōu)化礦山生產(chǎn)，提高采礦工藝環(huán)節(jié)中高科技比重，應用電子信息技術、自動控制技術、網(wǎng)絡技術等從總體上提高設備的技術功能，提高生產(chǎn)階段自動化的綜合水平，提高生產(chǎn)信息流通，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)過程自動化、控制智能化、管理信息化和系統(tǒng)化的目標。

3.開采技術的綜合化。高效化。近年來，隨著露天開采集約化的發(fā)展，無論是露天開采的范圍還是深度都得到有效的提升，而在開采技術選擇上，由于單一開采工藝無法更好的適應復雜地質(zhì)條件的變化情況，所以目前在同一露天礦區(qū)內(nèi)多根據(jù)不同的地質(zhì)條件、區(qū)域、采取不同的采礦工藝，不僅有效的降低了開采成本，而且實現(xiàn)了開采效率的提升，有利于采礦企業(yè)經(jīng)濟效益的實現(xiàn)。

4.注重科技攻關。針對已進入世界先進水平的部分露天礦區(qū)的開采工作進行分析，無論是在露天開采設計方面、還是露天理論科研方向上都已形成了完整的體系，更注重于開采前的可研工作，今后露天開采還會繼續(xù)加大科研攻關，加快露天開采技術向高效、簡單、投資少、高收益的方向發(fā)展。

5.利用信息技術。數(shù)字技術建設管理礦山。目前在露天開采過程中各種高新技術已開始進行應用，數(shù)字采礦模型和計算機輔助設計系統(tǒng)、高質(zhì)量通信系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)等都會加快采礦技術向信息化、自動化和節(jié)能化的方向發(fā)展。

四、結束語

我國當今多數(shù)露天礦都進入深部開采階段，在這種情況下，深部開采技術的重要性就越發(fā)顯現(xiàn)出來。同時智能采礦設備的應用，也是提高開采率及礦山企業(yè)競爭力的重要因素。由于采礦對環(huán)境具有較大的破壞作用，所以進行無廢開采已成為未來礦區(qū)開采的重要規(guī)劃。相信在采礦技術不斷創(chuàng)新及優(yōu)化配置下，對我國露天采礦產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展必將起到積極的推動作用。

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