露天采礦技術及其采礦設備的發展思考

李 剛，鮑萬臣

（河北鋼鐵集團灤縣司家營鐵礦有限公司，河北 唐山 063700）

由于露天礦山施工環境惡劣,采礦設備復雜,在施工過程中,有關人員應特別注意操作規程,避免操作失誤和其他事故的發生,不僅僅會產生嚴重的經濟損失，還有可能產生人身方面的威脅。隨著露天礦山設備生產效率的提高,對機械設備的依賴性日益加深。為了保證露天采礦設備的正常運轉和長期的使用，就需要在日常的檢查和有效的控制過程中拒絕帶著問題作業的情況，及時進行機械設備的維護與提升的工作，并對露天采礦設備進行"帶病作業",延長露天采礦設備的使用壽命[1]。

1 露天采礦技術概述

1.1 膠結充填開采技術

膠結充填采礦技術具有較高的普遍性和普遍性,該技術在礦山開采的過程中大大提升了開采的效率與質量，也在此過程中減少了對于周圍土壤和周圍環境的影響，這是其突出的優勢之一，也是在長期性的礦山開采和有效的環境保護中發揮了關鍵性的作用。但膠結充填采礦技術在操作上存在一定的難度,在實際的采礦工作中難以很好地應用,因此不能很好地應用于所有的礦石開采工作。在開采工作過程中，做好填充和開采比例的控制是非常必要的工作，也是當前工作的難點和重點之一。在挖掘過程中，前期的現場開采工作就是十分必要的，需要根據當前的環境制定好工作的方案，做好比例方面的設計工作。當前工作中的許多問題都是因為填充和開采的比例上沒有得到很好的控制和有效的提升等，而造成了嚴重的礦洞塌陷和礦石受損的現象，影響了礦山開采的效率和質量。在當前科學技術飛速發展的過程中已經對于這一問題做了針對性的解決，也就在設備和技術的雙重提升上，為采礦工作奠定了堅實的基礎。也在設備的操控過程中，提升了便利程度，膠結充填采礦技術逐漸呈現出智能化發展趨勢,從而使采礦技術逐步走向智能化。

1.2 陡幫開采技術

在這個階段,露天采礦技術在礦產開發中的應用價值和應用優勢越來越明顯,這也導致人們對露天采礦技術的依賴越來越大,在此背景下,露天采礦技術的應用范圍不斷擴大,這也使其在應用過程中出現了一些弊端。在地理環境比較惡劣的地區使用這種方法就會大大降低開采的效率和質量等，也就使得這種方案的應用具有了局限性，需要針對于當前露天采礦的不同外部環境等進行有效的分析，優化露天采礦的相關工作技術。陡幫開采技術的應用就有效的解決了此類問題，進行了施工周期方面的有效控制，也保證了建設工作的效率，在惡劣環境下可以解決好礦山開采的問題，提升露天采礦工作的優勢。

1.3 爆破工藝

在傳統的露天采礦過程中以微差爆破和擠壓爆破等多種應用方式為主，也就在一定程度上解決了礦山爆破的難題。由于礦山爆破工作的特殊性和危險性等，需要在實際的應用過程中給予安全方面的高度重視，以防止在爆破的過程中出現了生命財產方面的威脅等。當前我國的科技發展水平不斷提升，傳統的爆破材料和設備也進行了優化升級和改造，危險系數等不斷降低，也就在實際的工作過程中提升了開采的有效應用程度，提升了工作的安全性[2]。

1.4 土工格柵排水技術

是當前露天礦產開采作業中較為重要的內容,該技術的順利實施將直接影響到礦山能否繼續發展。與上述幾種技術不同,排土場的采礦過程中,排土場和排土場都比較重視,在排土場中,若排土場狀況好,土質較硬,則可將排土場堆放成斜坡狀,值得一提的是,該種排土場線路比較簡單,可以極大地改善排土場狀況。

2 露天采礦技術的應用現狀

2.1 有明顯的環境危險

因為人們生產生活的影響，生態環境已經遭到了嚴重的破壞，我國當前對于生態環境方面保護越來越強，國內外也在高效率利用礦產資源的工作上不斷研究和深入發展。當前針對于礦山露天開采的問題上，需要采用傳統技術和新技術結合的方式，提升礦產資源利用的有效程度，也就使得成本等多方面都得到了有效的控制和提升，進行了環境污染的控制。采用無廢的相關采礦技術，在產業政策的落實方面發揮了重要的作用，也是露天采礦工作的重要發展趨勢和方向之一。露天開采工作對于土地資源進行了大量的占用，而地下作業也會受到不同程度的影響，這對于生態環境而言都是十分嚴重的破壞，也就造成了嚴重的水土流失的現象，造成了生態問題。另外，當前露天采礦過程中產生的酸液隨意排放造成了土壤的腐蝕，也對于地下水資源影響非常非常大。當前礦區主要位于我國的北方地區，該地區的水土資源本身就不充裕，造成的嚴重破壞還會造成粉塵、霧霾等污染現象，影響人們的生產生產和生活。后續一旦產生了酸雨等對于整個生態環境的影響都非常大，需要得到各個部門的關注。

2.2 監督不力

我國人口是非常多的，對于礦產資源也有著很大的需求，近年來礦山企業的開采中為了提升產量，在管理方面并沒有投入更多的資源，也就導致了在生產和開采的過程中無法健全和落實安全生產的相關制度，安全措施形同虛設。安全監管工作不到位也就使得安全事故頻發，影響了企業和整個行業的發展。有些企業為了縮短露天開采的周期，也沒有在實際的工作之前進行有效的實地考察的工作，照搬照抄原來的開采方案，也就造成了嚴重的資源浪費的現象，甚至出現了非法施工。相關部門的監督管理工作并不到位，生產過程中出現了漏洞，也就出現了僥幸心理，安全保證措施不到位，也就使得安全隱患和風險等頻發。因此，為了進行露天生產工作而保證，應該工作人員以身作則，建立起安全管理的體系，也進行定期的監管工作，提升效率。

3 開發采礦設備

3.1 露天采礦設備大規模開發

開孔器的開孔徑增大。幾十年來,露天采礦的打孔設備從磕頭鉆、噴火鉆、沖擊鉆逐步發展到直徑大、穿孔效率高的牙輪鉆的發明。齒輪鉆機目前多用于大型露天礦山,其發展趨勢逐漸呈現如下特點：第一，鉆機直徑在250~311 mm之間，可以實現有效的鉆進工作，從而保證工作的質量。第二，實行強化鉆進的工作，保證整體的效果。第三，采用高鉆架、長鉆桿，從而在作業的時間上進行有效的控制也就避免出現了輔助作業時間演唱的現象。第四，實現了鉆機的一機多用的現象，進行有效的控制，也就實現了高效作業。第五，對驅動交、直流電機進行靜態控制。

因為露天設備的斗容量不斷增大，在其裝載的相關設備上，需要配合電鏟、液壓挖掘機和輪式裝載機進行使用，保證整體工作的性能。,盡管投入成本高,但使用成本較低。但是水力挖掘機和輪式裝載機也具有電鏟不具備的優點,其質量比較輕、靈活性和機動性比較高，更新速度非常快。近年來,隨著科技的進步,液壓挖掘機和輪式裝載機也推出了大容量的產品,逐漸出現在露天礦山的開采現場。

3.2 露天設備智能化發展

（1）車載監控系統也是當前的重要發展方向之一，可以進行設備運行情況的實時控制和監測等，提供有效的運行信息，及時進行維修和保護的工作。當前的露天采礦工作中需要對于重要的設備部件做好監控和報警的工作。通過無線電通訊技術設備和中央計算機連接，實現實時的監控和報警，一旦出現問題可以及時查看故障和進行維修。

（2）卡車調動系統的主要工作是露天礦的生產和運輸的工作，進行運輸車輛的最初調動，也對于實時數據信息全面監控，這也是露天礦最基本的系統之一。

（3）GPS定位系統的應用有助于克服好露天開采方面的主要障礙，利用全球衛星定位系統進行精準的位置控制與分析，精度在一米以內，也就利用較高的精度定位系統在礦山露天開采的過程中有著廣泛的應用。利用GPS定位系統代替了傳統的測量方案，對于地表數據測量的精度也進一步提升，測量的有效性得到了保證。GPS定位系統可以代替傳統的測量方案，對于常見計量一起的依賴性降低，地形、可見性、安全性等多方面都減少了影響，進行有效的測量和定位的工作。在實際的工作過程中GPS定位的穩定性和有效性都非常高，不會受到光線、氣候等多方面的限制，也就使得其應用的效率更高，使用時 GPS系統可以開始高精度測量,而無需安裝固定點。

（4）露天采礦過程中需要進行整體的作業優化和有效的控制工作，對于鉆井的機位進行前期的有效控制和定位的工作，也就減少了前期在現場測量過程中會產生的時間成本，將布置的精度不斷提升，可以在實際的工作過程中發揮其工作時間短、爆破設計方案十分優化的優點。然后,采用無線通訊技術,對于整體的工作進行有效的控制，實現了工程人員的實時精準控制，也就在裝備的運輸中發揮作用，并實時反饋信息。通過機載顯示系統對周圍環境的了解,可減少事故的發生,提高生產效率。在露天礦場,運輸費用是成本的重要組成部分，大型露天礦場的運輸設備調度和管理也是十分重要的工作，利用GPS無線電和多頻道的無線電通訊設備等，可以實現了傳送設備的調度室的高效的信息傳輸工作，確定好裝運的地點和卸載的地點，實現最優的運輸線路，從而降低成本。

3.3 重點研究低能耗設備

露天采礦工作對于生態環境的影響是非常巨大的，在當前國家可持續發展理念的要求之下，礦產開采作業工作也朝著低碳減排的方向發現，開采過程中采用了低能耗的開采方式，有效控制污染問題。

4 結論

礦產資源是經濟社會發展的重要資源支撐之一，只有在科技創新和技術設備的有效提升中才能保證工作的有效性，也保證采礦行業的平穩和有效的發展。露天采礦的過程中應該做好防護工作，滿足安全作業的具體工作要求，野外開采保證安全和設備運行的基本情況，做好設備維護。在維護和養護的過程中采取科學和有效的工作方式，減少在時間上的影響，避免長時間停機作業帶來的問題。也就使得礦山開采的實際質量得到相應的保障，獲得穩定的生產工作效益。