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(shù)及發(fā)展前景

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伴隨經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，與之對(duì)應(yīng)的各類技術(shù)也在不斷的發(fā)展創(chuàng)新。近幾年我國(guó)采礦技術(shù)發(fā)展較快，盡管我國(guó)擁有豐富的礦產(chǎn)資源，但可以開發(fā)的儲(chǔ)存量并不大，這就需要先進(jìn)的采礦技術(shù)和工藝來(lái)作為支撐，從而提高礦產(chǎn)資源的開采量。文中對(duì)露天開采技術(shù)與裝備、開采工藝進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)露天采礦技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了具體的闡述。

露天采礦；采礦技術(shù)；采礦工藝；發(fā)展前景

一、露天開采技術(shù)與裝備

人類對(duì)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(dāng)時(shí)并沒(méi)有動(dòng)力挖掘設(shè)備，但采礦技術(shù)的發(fā)展也較為迅速。特別是在十九世紀(jì)末，隨著露天礦規(guī)模的不斷擴(kuò)大，采礦技術(shù)的發(fā)展更為迅速。近幾年，剝離倒堆設(shè)備、大容積的鏟斗及較高的裝運(yùn)能力，都加快了露天采礦技術(shù)的發(fā)展。由于露天采礦技術(shù)的發(fā)展，不僅使我國(guó)的露天采礦技術(shù)達(dá)到了國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)，而且也有效的促進(jìn)了我國(guó)采礦業(yè)的發(fā)展。

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

2.陡幫采礦。我國(guó)大部分露天礦開采的年限都較長(zhǎng)，目前采礦工作都是在深部進(jìn)行，這不僅給礦場(chǎng)作業(yè)增加了難度，而且采礦設(shè)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(qiáng)對(duì)新技術(shù)和新工藝的使用，而陡幫采礦技術(shù)其不僅基礎(chǔ)工程周期較短，而且工程量也較少，對(duì)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(jié)充填采礦技術(shù)。膠結(jié)充填采礦技術(shù)需要技術(shù)與開采條件的結(jié)合，這樣才能實(shí)現(xiàn)資源的有效回收，更好的對(duì)地球環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。由于在技術(shù)和開采條件上需要達(dá)到一致，目前只是高分層填充技術(shù)和分段充填采礦技術(shù)取得了較好的進(jìn)展，充填采礦技術(shù)大范圍應(yīng)用還受到一定的限制。

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

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

6.礦用電機(jī)車。原獨(dú)聯(lián)體的一些國(guó)家的露天采礦大多采用電機(jī)車運(yùn)輸?shù)V石，這些國(guó)家深凹露天礦電機(jī)車大都是驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的聯(lián)動(dòng)機(jī)組或交流電機(jī)粘重大約在300t以上。國(guó)內(nèi)電機(jī)車一般為直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，粘重大致為150t左右。

7.露天礦用汽車。交流驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)輪汽車和液力機(jī)械傳動(dòng)的礦用汽車在露天采礦中應(yīng)用廣泛，它的載重量大致在150t和320t。我國(guó)大型露天礦山汽車的最大載重量一般在120t～170t在我國(guó)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(jī)械破碎穿孔兩種方法，穿孔設(shè)備一般有鋼繩式?jīng)_擊鉆、火鉆、鑿巖臺(tái)車等。當(dāng)前應(yīng)用設(shè)備有牙輪鉆、巖臺(tái)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(guò)爆破作業(yè)，將整體礦巖進(jìn)行破碎及松動(dòng)，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(chǔ)備量，使得挖掘機(jī)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(yùn)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(shí)保證爆堆堆積形態(tài)好，前沖量小，無(wú)上翻，無(wú)根底，無(wú)爆破危害。對(duì)于不能裝車的大塊，放置臺(tái)階根部，采用二次集中破碎的方式，再次裝車。

3.采裝與運(yùn)輸。由于采裝和運(yùn)輸?shù)年P(guān)系十分密切，兩者相互制約，相互影響。當(dāng)前來(lái)看采裝運(yùn)輸工藝的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在采裝和運(yùn)輸設(shè)備的大型化，運(yùn)輸與采裝方面的連續(xù)化與一體化，以及計(jì)算機(jī)自動(dòng)化。

4.排巖工藝。排巖工藝就是在廢石場(chǎng)把剝離下的廢石進(jìn)行排棄。為了加強(qiáng)排巖的強(qiáng)度，增高堆置的高度，因此露天排巖技術(shù)的發(fā)展方向就是追求先進(jìn)的的排巖設(shè)備和高效率的排巖工藝，同時(shí)也要充分保證及時(shí)的復(fù)墾造田。

5.采場(chǎng)防排水。采場(chǎng)防排水是確保采場(chǎng)正常生產(chǎn)和人員設(shè)備安全的重要工作。其目的是防止地表水流進(jìn)采場(chǎng)，減少采場(chǎng)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?？梢酝ㄟ^(guò)河流改道，截水溝，防洪堤等將采場(chǎng)以外的匯水進(jìn)行攔截或者導(dǎo)出礦區(qū)。

三、露天采礦技術(shù)的發(fā)展前景

1.選用大型高效耐用的采礦工藝設(shè)備。采礦設(shè)備不但在向大型高效耐用的方向發(fā)展，同時(shí)更加注重節(jié)能、自動(dòng)、程式化。黑色和有色金屬礦山為提高開采強(qiáng)度和設(shè)備使用效率，一般采用連續(xù)工作制。采用大型采礦設(shè)備不但可以提高采礦效率，還能夠提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)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(yīng)用電子信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等從總體上提高設(shè)備的技術(shù)功能，提高生產(chǎn)階段自動(dòng)化的綜合水平，提高生產(chǎn)信息流通，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、控制智能化、管理信息化和系統(tǒng)化的目標(biāo)。

3.開采技術(shù)的綜合化。高效化。近年來(lái)，隨著露天開采集約化的發(fā)展，無(wú)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(shù)選擇上，由于單一開采工藝無(wú)法更好的適應(yīng)復(fù)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(shí)現(xiàn)了開采效率的提升，有利于采礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。

4.注重科技攻關(guān)。針對(duì)已進(jìn)入世界先進(jìn)水平的部分露天礦區(qū)的開采工作進(jìn)行分析，無(wú)論是在露天開采設(shè)計(jì)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(huì)繼續(xù)加大科研攻關(guān)，加快露天開采技術(shù)向高效、簡(jiǎn)單、投資少、高收益的方向發(fā)展。

5.利用信息技術(shù)。數(shù)字技術(shù)建設(shè)管理礦山。目前在露天開采過(guò)程中各種高新技術(shù)已開始進(jìn)行應(yīng)用，數(shù)字采礦模型和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)、高質(zhì)量通信系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)等都會(huì)加快采礦技術(shù)向信息化、自動(dòng)化和節(jié)能化的方向發(fā)展。

四、結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)當(dāng)今多數(shù)露天礦都進(jìn)入深部開采階段，在這種情況下，深部開采技術(shù)的重要性就越發(fā)顯現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)智能采礦設(shè)備的應(yīng)用，也是提高開采率及礦山企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素。由于采礦對(duì)環(huán)境具有較大的破壞作用，所以進(jìn)行無(wú)廢開采已成為未來(lái)礦區(qū)開采的重要規(guī)劃。相信在采礦技術(shù)不斷創(chuàng)新及優(yōu)化配置下，對(duì)我國(guó)露天采礦產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展必將起到積極的推動(dòng)作用。

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