關(guān)于露天采礦技術(shù)及發(fā)展方向的探討

蘇美玉

摘要：我國是世界上為數(shù)不多的礦石資源大國之一，各類礦產(chǎn)資源極其豐富，但是由于受到技術(shù)和設(shè)備方面的限制，使得礦山開采的效率相對較低。為此，有必要加大對露天采礦技術(shù)的研究力度，以此來提高我國礦產(chǎn)資源的開發(fā)水平。基于此點，本文就露天采礦技術(shù)及發(fā)展方向展開探討。

關(guān)鍵詞：露天采礦 采礦技術(shù) 開采效率

1 露天采礦技術(shù)的現(xiàn)狀分析

1.1 開采工藝 ①膠結(jié)充填采礦技術(shù)。該采礦工藝不僅能夠顯著提高礦產(chǎn)資源的回收率，而且還能對地表起到一定的保護作用，但是該技術(shù)需要與礦床的生產(chǎn)條件相匹配才能發(fā)揮出高效率，正是這一原因制約了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。而隨著高分層充填、分段充填以及階段深孔嗣后充填等技術(shù)的研究取得重大進展，使得膠結(jié)充填開采技術(shù)獲得了進一步的推廣應(yīng)用。②陡幫開采技術(shù)。近年來，隨著我國對露天礦區(qū)的不斷開發(fā)，使得國內(nèi)很多大型的露天礦都進入了深凹開采階段，與此同時，開采作業(yè)面的條件也隨之逐步劣化，加之設(shè)備陳舊，導(dǎo)致開采效率逐年下降。想要從根本上解決這一問題，就必須憑借科學(xué)技術(shù)來提升整體生產(chǎn)能力，增強企業(yè)的活力，以此來推動我國采礦業(yè)的發(fā)展。陡幫開采技術(shù)具有以下特點：開采初期的剝離量相對較小、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的周期和工程量較少、邊坡暴露時間短等等，非常適用于現(xiàn)階段的露天礦區(qū)開采。③高臺階采礦技術(shù)。近年來，隨著露天采掘設(shè)備逐步向大型化發(fā)展，國外一些國家加大了對高臺階開采技術(shù)的研究力度。由于我國對該技術(shù)的研究起步較晚，為此，采用該技術(shù)的露天礦區(qū)還不是很多，最大的臺階高度也僅為15m左右。目前，我國露天礦區(qū)大型采掘設(shè)備的整體水平有了大幅度提高，能夠開采10立方米以上的設(shè)備日益增多，這為高臺階開采技術(shù)的實施提供了強有力的支撐。

1.2 爆破技術(shù) 在礦山生產(chǎn)過程中，爆破技術(shù)是不可或缺的組成部分，其重要性不言而喻。目前，隨著微孔爆破技術(shù)、孔內(nèi)微差爆破技術(shù)的推廣應(yīng)用，有效地解決了露天采掘過程中難爆巖層的破碎塊度以及爆破減震等問題。同時一些新型的炸藥和爆破器材也相繼問世，這給礦山爆破注入了新的動力。如銨油炸藥、防水獎狀炸藥、電子雷管、爆藥雷管、氣爆和塑料導(dǎo)爆系統(tǒng)等等，新型爆破器材的使用不但進一步提高了爆破效率和質(zhì)量，而且還提高了作業(yè)安全性。①微差爆破技術(shù)。目前，我國很多露天礦區(qū)都采用了塑料導(dǎo)爆管非電爆系統(tǒng)大區(qū)微差爆破技術(shù)。采用該技術(shù)進行露天采掘一般每星期只需要爆破1次即可，但由于受到作業(yè)條件的限制，通常都是小規(guī)模的爆破作業(yè)，即便如此也能滿足1臺電鏟2-3d左右的采剝量。②預(yù)裂爆破技術(shù)。為進一步減輕爆破時震動效應(yīng)對邊坡造成的影響，并確保每個臺階坡面的平整度，在臨近邊坡的位置處可以采用預(yù)裂爆破技術(shù)。先使用鉆機在平盤的坡底線打垂直的鉆孔，孔深為臺階的高度，孔距控制在2.5-3.5m左右，再采用空氣間隔不偶合袋裝乳化炸藥，導(dǎo)爆索捆扎藥卷同段微差導(dǎo)爆管起爆。

1.3 排土技術(shù) 排土是露天采礦作業(yè)中不可或缺的重要環(huán)節(jié)之一，排土效率的高低不但直接關(guān)系到生產(chǎn)規(guī)模的擴大，而且還間接影響經(jīng)濟效益。通常情況下，排土方式主要取決于開拓運輸方式，而排土場的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性則是其能否長期使用的關(guān)鍵之所在。大部分礦山采用的都是汽車-推土機的排土方式，這種方式具有以下優(yōu)點：靈活機動、爬坡能力強、適用于多種地形、成本低、易于維護等等。

1.4 防排水技術(shù) 露天礦區(qū)由于全部是暴露在自然環(huán)境當中，生產(chǎn)作業(yè)都是在露天進行，為了確保在汛期時能夠正常生產(chǎn)，就必須采取相應(yīng)的防排水技術(shù)。通過防排水一方面能夠防止地表水流入到采場當中，從而降低排水量和礦石的含水量；另一方面還能在汛期到來時確保生產(chǎn)作業(yè)的安全性。該技術(shù)主要是通過布設(shè)截水溝、防洪堤以及河流改道等措施對礦區(qū)采場之外的匯水和徑流水進行攔截或疏導(dǎo)。這樣一來，便可以使地表水沿著自然地形流出采場。

2 我國露天采礦技術(shù)的發(fā)展方向研究

目前，我國的露天采礦技術(shù)已經(jīng)日漸成熟和完善，一些技術(shù)也都趕超國際先進水平，但是，在露天采礦設(shè)備上卻略顯不足。為此，在未來一段時期內(nèi)，我國露天采礦的主要發(fā)展方向應(yīng)當以研制開發(fā)先進的露天采礦設(shè)備為重點。隨著露天采礦設(shè)備向大型化方向發(fā)展，加之微電子和衛(wèi)星通訊等技術(shù)的迅猛發(fā)展，在采礦設(shè)備的開發(fā)上應(yīng)逐步實現(xiàn)自動化和智能化，這有助于推進我國露天采礦技術(shù)向縱深方向發(fā)展。

2.1 車載監(jiān)控系統(tǒng) 該系統(tǒng)主要用于監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)，并提供相應(yīng)的維護信息。目前，國內(nèi)一些大型露天采礦設(shè)備的制造商對設(shè)備主要部件的關(guān)鍵參數(shù)都增設(shè)了報警和監(jiān)控功能，為此，可借助無線通訊技術(shù)與中央計算機進行連接，對設(shè)備的實際運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，當設(shè)備出現(xiàn)故障時可及時通知維修人員進行處理。該系統(tǒng)的應(yīng)用不但能夠提高設(shè)備的運行效率，而且還能降低維修費用，具有大范圍推廣應(yīng)用的價值。

2.2 高坡位移監(jiān)測 基于GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的高坡自動檢測技術(shù)具有十分明顯的優(yōu)越性，它能夠連續(xù)不斷地采集邊坡的移動數(shù)據(jù)，并借助無線通信網(wǎng)絡(luò)將采集到的全部數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿挥诓蓤鲛k公室的計算機中進行數(shù)據(jù)存儲和運算分析，按照數(shù)據(jù)分析結(jié)果，能夠準確得出采場內(nèi)各處邊坡的穩(wěn)定情況，同時系統(tǒng)還能自行報警，這給邊坡的及時防護提供了可靠的依據(jù)，有效的克服了以往測量方法的不足。

2.3 加大設(shè)備的環(huán)保設(shè)計力度 一些大型露天采礦設(shè)備的應(yīng)用雖然提高了礦區(qū)的生產(chǎn)作業(yè)效率，但是這些設(shè)備消耗的能源也是非常可觀的，并且設(shè)備使用過程中，還會對環(huán)境造成嚴重的污染。為此，在今后的露天采礦設(shè)備設(shè)計上，應(yīng)當以降低能耗和污染為重點，并做到以下幾點：其一，應(yīng)當遵循長壽命、低能耗的設(shè)計原則。通過延長設(shè)備的使用年限能夠減少設(shè)備產(chǎn)量，從而節(jié)約資源，而降低設(shè)備的能耗有利于節(jié)能減排；其二，設(shè)計中應(yīng)積極應(yīng)用低環(huán)境負荷材料，少使用有害材料，如氟利昂、含氯相交等等，這樣可以使廢棄零部件的處理實現(xiàn)污染最小化的目標。

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