露天煤礦開采理論及工藝技術(shù)發(fā)展趨勢

袁子文

摘要：改革開放以來，我國的綜合經(jīng)濟飛速發(fā)展，推動著我國露天煤礦事業(yè)持續(xù)進步。露天煤礦建設(shè)是煤炭能源開發(fā)利用發(fā)展的必然結(jié)果，而能源高效利用是推動社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵。在煤炭資源的開采過程中，必須考慮煤炭資源利用條件和開發(fā)環(huán)境，通過借鑒國外先進開采技術(shù)，不斷改進、創(chuàng)新、優(yōu)化我國煤礦開采工藝。

關(guān)鍵詞：露天煤礦;開采理論;工藝技術(shù);發(fā)展趨勢

露天煤礦的快速發(fā)展，首先是實現(xiàn)了在露天礦開采理論方面與國際先進開采理論的接軌和融合，建立起我們自己的露天開采理論，在某些方面還形成了獨特的理論優(yōu)勢，其次是世界上最先進的4種典型露天開采工藝在中國得到成功應用與發(fā)展。

1 露天煤礦開采工藝選擇原則

第一，經(jīng)濟效益原則。在選擇開采工藝時，首要考慮企業(yè)經(jīng)濟效益，必須遵循市場經(jīng)濟的發(fā)展規(guī)律，重視建礦初期經(jīng)濟效益，以最少的投資快速獲取較大的經(jīng)濟效益，緩解煤礦前期資金投入壓力;第二，不同環(huán)境條件不同開采工藝。在選擇開采工藝時，應該結(jié)合露天礦建設(shè)區(qū)域地形、地貌等特征，選擇合適的施工工藝;第三，資源賦存條件與煤礦建設(shè)規(guī)模目標。在選擇開采工藝時，需要考慮露天煤礦資源賦存條件和建設(shè)規(guī)模目標，實現(xiàn)煤礦的滾動可持續(xù)發(fā)展;第四，設(shè)備選型。在選擇開采設(shè)備時，應該結(jié)合當?shù)貜氖略O(shè)備駕駛員數(shù)量，同時盡量選擇高科技、大型的開采設(shè)備，降低人員、設(shè)備投入量，以減少人的不安全因素，實現(xiàn)高產(chǎn)、高效、經(jīng)濟效益最大化目標;第五，露天開采受氣候影響較明顯，選擇開采工藝必須研究和分析煤礦建地氣候。

2 露天煤礦開采工藝及技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1 半連續(xù)工藝應用更廣泛

我國煤田的自然賦存特點、氣候條件等，決定了輪斗-帶式輸送機連續(xù)工藝受氣候、硬巖等條件限制，應用受到局限;拉斗鏟無運輸?shù)苟压に囍粦糜诓糠謼l件適宜礦田的部分剝離工作中，而我國大多數(shù)露天煤礦開采的煤層傾角、巖石硬度、地質(zhì)構(gòu)造復雜程度以及氣候條件等因素使得半連續(xù)工藝得以重視，從而得到廣泛的應用。近幾年，全球內(nèi)單斗—自移式破碎機—帶式輸送機半連續(xù)露天開采工藝得以新一輪的快速發(fā)展，大型自移式破碎機在澳大利亞Goonyella露天煤礦已穩(wěn)定運行10多年，該半連續(xù)工藝作業(yè)成本比傳統(tǒng)單斗—卡車工藝降低50%以上，能有效解決卡車運輸成本高、尾氣排放污染大氣環(huán)境以及輪胎、備品備件供應不及時的問題。盡管國內(nèi)露天煤礦受投資控制、外包經(jīng)營模式的影響，露天礦單斗—自移式破碎—帶式輸送機半連續(xù)工藝應用范圍還不廣泛，但其本身具有的節(jié)能、環(huán)保、安全、高效等優(yōu)點。

2.2 表土剝離工藝

表土剝離工藝存在兩種方法：一是單斗—卡車間斷式開采;二是輪斗—排土機或者帶式運輸機連續(xù)開采工藝。第一種工藝適用于硬度高的表土，如剝離物結(jié)構(gòu)緊密、硬度大的巖石，如果采取連續(xù)開采方式，很難解決疏排水問題，容易堵塞表土層，所以應該采取間接開采方式，這種情況下，應該通過爆破技術(shù)輔助進行開采。第二種施工工藝適用于松散、硬度小的表土，可以采用輪斗挖掘機直接開采。

2.3 端幫采煤機得到應用

國內(nèi)露天煤礦端幫、邊幫露頭煤較多，由于受采區(qū)邊界開采限制、開采成本原因（剝采比）、井工轉(zhuǎn)露天等情況，部分資源不能充分回采，造成資源浪費，影響露天礦山經(jīng)濟效益和一定程度上的環(huán)保問題。隨著新技術(shù)—露天端幫采煤機技術(shù)的發(fā)展，端幫采煤機直接于垂直端幫方向開掘巷道，巷道之間無需支護，也不用錨桿，采用預留煤柱來支撐山體，端幫采煤機可對端幫壓煤長度300m以上進行開采，在合法、安全的前提下，開采大量端幫壓煤，利用少量人力物力有效提高資源回收率，從而提高生產(chǎn)效率與經(jīng)濟效益。

2.4 露天開采設(shè)備發(fā)展趨勢

①當前我國露天煤礦許多大型化、先進化、環(huán)?；O(shè)備已實現(xiàn)自發(fā)研究生產(chǎn)，一定程度上扭轉(zhuǎn)了國外裝備壟斷消費市場的局面，為我國露天煤礦大規(guī)模、機械化、高效化、環(huán)保化發(fā)展創(chuàng)造了條件;②大型露天煤礦要求大規(guī)格的高效開采設(shè)備，同時裝備充分利用數(shù)字及信息化技術(shù)的新成果，加速了智能化的發(fā)展，同時，露天裝備應更加注重工人的工作環(huán)境、健康問題、可操作性、舒適性等人性化的設(shè)計理念;③隨著信息化、自動化和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，如無人卡車的現(xiàn)實（位于澳大利亞西北部的皮爾巴拉地區(qū)是聞名于世的鐵礦石產(chǎn)區(qū)），實現(xiàn)智能化、高效化，徹底解決了人為造成的安全問題，通過無人智能卡車運輸實現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)穩(wěn)定，有效保障了生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，企業(yè)效益將顯著提高。

3 結(jié)語

開采工藝逐漸朝著開采集中化和設(shè)備大型化、開采工藝連續(xù)化、智能化礦山建設(shè)、環(huán)境保護和安全生產(chǎn)規(guī)劃化等方向發(fā)展。因此，需要深入研究露天煤礦開采工藝，開創(chuàng)露天煤礦發(fā)展新局面，提高礦產(chǎn)資源開采率，從而推動我國煤礦經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]趙紅澤，甄選，厲美杰.中國露天煤礦發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國礦業(yè)，2016，25（6）12-15.