露天采礦技術及其采礦設備的發展思考

陳 莉

（甘肅鋼鐵職業技術學院，甘肅 嘉峪關 735100）

目前，我國經濟發展逐漸趨于穩定，國家的科研技術也伴隨著穩定進入高速發展狀態，而各行業的發展離不開礦產資源的使用，目前的礦產資源已經不再僅限于奢侈品方面，而是向更多產業提供材料。例如計算機技術，就需要一部分的金礦做某一零件的原材料。伴隨著各行業對礦產資源的需求不斷增加，露天采礦技術的更新與轉型迫在眉睫，加強傳統的采礦模式，不斷推陳出新成為了當下礦產企業的主要工作內容。

1 露天采礦技術概述

經過我國礦產企業的多年的發展，目前正在投入使用的礦產開采技術主要分為四種，分別是膠結充填采礦技術、陡幫開采技術、爆破技術以及排土技術，其應用于不同的礦產開采環境中。

1.1 膠結充填采礦技術

膠結充填采礦技術相較于其他幾種開采技術擁有較高的普及度，該種開采技術可以極大程度的提高礦石企業的開采效率，保障開采質量[1]。同時也能夠在開采的過程中，減少對土質以及周遭環境的破壞，這種開采技術相較于其他的開采模式，擁有明顯的優勢，但是，膠結充填采礦技術存在一定的操作難度，在實際的采礦工作中開采難度較高，無法良好的運用到所有的礦石開采工作中。其中，在開采的過程中，如何調配充填和開采的比例是膠結充填采礦技術的難點之一。在開采的過程中，需要工作人員做好開采現場的勘驗工作，并且根據現場的環境，設計相應的開采方案，但是充填和開采的比例設計一直是當下礦產開采的難點之一，在開采的過程中，往往會因為充填與開采不能做好平衡，導致礦洞坍塌或者礦石受損等情況，嚴重影響了礦產開采質量以及效率。但是，當下我國科研技術的發展，已經逐漸改善了這個問題，通過設備的更迭，為開采工作提供保障，并且加強設備的操控性，讓設備操控更加簡單，不但如此，膠結充填采礦技術逐漸展現出智能化發展趨勢，讓該技術的操作愈發簡便，開采質量得到保障。

（1）盤區高分層充填采礦技術。盤區高分層充填采礦技術具備著明顯的優點以及缺點，在開采的過程中，該開采技術具備較大的開采范圍，能夠適應大型礦場的開采工作，并且能夠為大型采礦設備的正常運行提供保障，并提高大型礦產的開采效率[2]。在大型礦場的開采工作中，標準采礦量高達每天840噸，可以極大程度的保障整個礦產企業的經濟效益以及礦產開采產量。其缺點也有其明顯，該種采礦技術不的分層高度過小，僅能承受三米以內的分層開采，嚴重影響了礦產開采的效率。目前，各礦產企業經過盤區高分層充填采礦技術與爆炸技術相結合，有效改善了這個問題，在開采的過程中，將各個盤區進行細分，并且將整個礦區的設備進行合理的布置，在大型礦場中布置礦房以及礦柱采場，將爆破技術結合到其中，以此彌補盤區高分層充填采礦技術存在的弊端。

（2）分段充填采礦技術。充填采礦技術的核心思路是分層回采。在采礦的過程中，分層回采技術對礦體有著較為嚴格的要求，如果分層是縱向并從上至下的走勢，就會極大的增加分層回采的成本，因此，并不不適用分層回采技術[3]。但是，如果分層是向上的走勢，就要求礦體需要有較高的穩定性，如果礦體的穩定性較低，就極易導致回采過程中出現坍塌等問題。以上都是充填采礦技術存在的問題以及開采難點，分段充填采礦技術可以有效的彌補充填采礦技術的不足，在開采的過程中，可以將分層礦場暴露在空氣中的部分進行不規則斷面處理，大幅度降低礦物的暴露程度，不僅如此，該類技術對礦體的要求也更低，適用于各種礦體之中。開采的過程中，操作也更為簡單，可以將礦體分為多個不同的礦層，并在開采的過程中，以段為單位，循序漸進的進行開采，進行某一段的開采過程中，可以讓工作人員提前做好下段礦體開采的準備，不但大幅度降低了整個礦產開采的難度，還有效提高了礦產開采的安全度，避免礦體出現坍塌造成人員傷亡以及設備的損害。

1.2 陡幫開采技術

目前，伴隨著經濟與科研技術的發展，各行業對礦產的需求逐漸增加，礦產企業開發的礦坑也逐漸看向一些自然環境惡劣的礦坑開采中。惡劣的環境為礦產開采工作帶來的直接影響就是開采效率低下，開采質量差，開采人員的人身安全無法保障。所謂的陡幫開采技術，就是應對于礦坑所在環境較為惡劣的開采作業中，其主要特點為工程量較小，該種技術的工期較短，可以有效應對各種惡劣自然環境，可以有效地保障礦產開采的質量。與此同時，由于陡幫開采技術具備較高的開采效率以及建設周期，被廣泛的運用在惡劣環境下的礦坑開采作業中，切實提高了我國礦產企業的經濟效益。

1.3 排土技術

排土技術，是當下露天礦產開采作業中較為重要的內容，該項技術的順利實施將直接決定礦場是否能夠繼續擴大。排土技術不同于上述幾種技術，更注重開采過程中的運輸以及排土場，在開采過程中，如果排土場的狀態優良，土質較硬，就可以將其堆置為坡形，值得一提的是，該種排土場線路較為簡單，可以極大程度的改善運輸效率，資金的投入也更少，可以有效保障整個礦產企業的經濟效益。

2 露天采礦設備的發展形勢

2.1 露天采礦設備的大型化發展

礦產資源是一種不可再生資源，合理的開發并運用礦產資源，成了當下礦產企業的重要內容。但是，伴隨著經濟的發展，人們對奢侈品的需求以及各個行業發展對礦產資源的需求逐漸增加，為我國的礦產企業增加了壓力，在礦場開采的方面，礦產企業開始注重礦產資源的開采效率以及開采質量，并且急于提高自身的開采技術[3]。目前，我國礦產開采已經從人工開采轉變為機械開采，又從機械開采發展至大型機械開采，一步步走向高效率低成本的開采趨勢。

（1）露天鉆孔設備直徑增大。我國的露天采礦機械鉆孔設備一直處于不斷發展的階段，從最初效率低下，開采質量查的“磕頭鉆”再到后來的噴火鉆、沖擊鉆，直到現如今的牙輪鉆，鉆孔設備的不斷地更迭換代，并且鉆孔設備的直徑也逐漸變大，鉆孔效率也得到了提升。鉆孔效率最高，質量最好的鉆孔設備是由美國Harnischfeger生產的P&H120A型鉆頭，該鉆孔的軸壓高達67噸，能夠應對多數鉆孔作業。目前，我國主要使用的鉆孔設備型號的YZ—55型鉆孔，該鉆孔設備的鉆孔直徑為310～380（mm），鉆孔深度為19（m），外形尺寸為27.03×6.11×7.55（mm），重量達140（t）在過去的鉆孔設備中，屬于龐然大物。

（2）露天裝載運輸設備內容大。在露天礦產開采工作中，需要裝載的設備較多，例如電鏟等設備，都需要良好的裝載設備為其提供良好的運行平臺。在國外，最大斗容量的電鏟型號為Harnischfeger生產的P＆H5700型，該類電鏟斗容高達53.5m33，值得一提的是，目前我國的電鏟斗容最高可達到55m3，是世界最大斗容電鏟，由我國太原重型機械集團有限公司自主開發研制的WK—55型電鏟，為我國的設備裝載提供了良好保障。

（3）露天運輸設備噸位大。在露天礦空開采中，設備以及礦物的運輸尤為重要，目前的運輸設備也逐漸向大型化發展，目前露天礦坑開采工程中，運輸作業通常由專門的運礦車完成，其中利勃海爾公司生產的T282電動輪礦用汽車的最高載重，高達327噸，為礦產運輸提供了保障。

2.2 露天采礦設備的智能化發展

伴隨著我國電子信息技術以及計算機技術的不斷發展，在露天礦坑開采作業中，也得到了良好的應用，開采設備也展現出自動化和智能化發展趨勢，并且被切實的應用到日常的礦產開采作業中。

首先，是車載監控系統的智能化，在運輸的過程中，加強對運礦車的監控尤為重要，需要保障礦車在運輸的過程中，不會出現事故。同時，也可以加強礦車的管理工作，通過無線電設備，將礦車的運輸狀況以及礦車本身的運行狀況匯報給礦產企業的管理部門，以此加強對礦車運輸狀態的掌控。其次，是在卡車調度系統的應用，顧名思義，卡車調度系統就是通過無線電技術，從管理部門發送相應的命令給卡車司機，再由卡車司機完成命令，智能化系統可以讓管理人員更為直觀的看到整個礦場中卡車的使用情況以及停放狀態，可以有效提高調度效率。

2.3 GPS定位系統被廣泛使用

GPS定位基于我國航天技術的發展逐漸完善，GPS系統可以有效觀測整個礦場的地質環境以及生態黃靜，GPS系統的高精度，可以為礦產開采提供良好的地表測量和露天開采作業設備控制以及優化工作。同時GPS技術也能夠應用于礦車的運輸以及卡車的調度方面，讓礦車能夠通過精準的定位，準確到達有運輸需求的位置，縮小運輸效率。

2.4 注重低能耗設備研發

露天開采作業往往會對生態環境造成一定的影響，伴隨著國家對可持續發展理念的呼吁，礦產開采作業也逐漸向低耗減排開啟，在開采的過程中，盡量采用低耗能開采方法，減輕礦產開采對環境造成的污染。

3 結語

伴隨著國家各個行業以及國民經濟的發展，對于礦產的需求也越來越高，礦產的應用不再局限于人們的奢侈品，各個行業中都需要礦產資源的加持，因此，增加開采效率，保障開采質量就成了當下礦產企業的重要任務。目前我國的礦產開采技術仍然有較大的進步空間，希望本文能夠為我國未來的礦產開采作業提供一定的建議，為我國未來的經濟發展提供幫助。