（華潤水泥（陸川）有限公司，廣西 陸川 537726）

在建設有中國特色社會主義的新時代背景下，社會經(jīng)濟發(fā)展模式發(fā)生了劇烈的變化，對于礦產(chǎn)資源的需求和要求不斷改變，礦產(chǎn)資源開發(fā)在維持高質量發(fā)展的同時，如何更加高效、更加安全的對礦產(chǎn)資源進行開采，是相關企業(yè)和從業(yè)者需要進一步深入研究的必選題。在助力推動民族復興的宏偉目標下，做好露天開采新技術的研究和應用，有著比較顯著的現(xiàn)實意義和深遠影響。

1 露天開采概述和現(xiàn)狀

1.1 露天開采概述

露天開采指將礦體上存在的覆蓋物移除，得到所需礦物的開采技術，基本的作業(yè)流程包括了穿孔、爆破、采裝、運輸以及排土等。依照作業(yè)是否連續(xù)，可以將露天開采分為斷續(xù)式、半連續(xù)式和連續(xù)式。對比地下開采，露天開采的有著非常明顯的優(yōu)勢，如回采率高、資源利用率高、貧化率低等，適合大型機械作業(yè)，建礦速度快，生產(chǎn)率較高。而依照礦床的分布情況，可以將露天開采劃分為平緩礦床開采和傾斜礦床開采，前者比較常用的采礦方法包括橫運采礦法、縱運采礦法以及倒堆采礦法等，后者常用的采礦方法包括組合臺階法、橫采掘帶以及分區(qū)分期開采等。露天開采具備幾個非常顯著的特征，一是資源綜合利用率高，回采率可以達到95%以上；二是安全性強，在連續(xù)開采的情況下，安全可控；三是對環(huán)境破壞影響小，露天采礦能夠實現(xiàn)與生態(tài)環(huán)境的和諧相處，均衡發(fā)展；四是生產(chǎn)規(guī)模大，可以通過機械化、智能化進行多區(qū)域、多平臺同步大量開采，實現(xiàn)規(guī)模較大的年開采量目標；五是生產(chǎn)效率較高，機械設備和人員的科學合理安排，能夠為企業(yè)創(chuàng)造較高利潤。

圖1 露天開采

1.2 露天開采現(xiàn)狀

露天開采的優(yōu)勢使得其成為了很多礦產(chǎn)資源開采的首選方式，相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，當前我國鐵礦露天開采的比例為77%，有色金屬露天開采或者露天-地下聯(lián)合開采比例為52%，建材礦山幾乎全部采用露天開采。但是與此同時，露天開采在應用過程中也存在一些不足和問題，一是生產(chǎn)規(guī)模小，開采工藝落后。不少露天采場存在盲目開采的情況，沒有考慮客觀規(guī)律，影響了開采的經(jīng)濟效益，伴隨著開采的深入，采礦條件也在不斷惡化；二是開采條件較差。露天礦山在進入深部開采后，采場空間不斷壓縮，線路展線難度較大，而且采場的延伸會導致運輸距離和運輸周期的增加，運輸?shù)男蕰艿胶艽笥绊?；三是技術裝備水平落后。不少大型露天礦山建于20世紀中期，設備陳舊，存在能耗高、效率低的問題，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟效益低，存在較多安全隱患。

2 露天開采新技術其應用探究

2.1 油電混合技術

油電混合技術是露天開采中出現(xiàn)的一種新技術，主要在開采過程中，選擇一些節(jié)能環(huán)保的設備，以電能的消耗代替燃油，這樣一方面能夠減少露天開采引發(fā)的環(huán)境污染問題，另一方面也能夠在一定程度上緩解燃油價格上漲引發(fā)的開采成本增加問題。在對節(jié)能環(huán)保設備進行選擇時，應該充分考慮露天開采的現(xiàn)實需求，確保設備能夠與燃油設備實現(xiàn)相互匹配，保證生產(chǎn)的效率和效果。

2.2 排土場穩(wěn)定控制技術

以某露天煤礦為例，南排土場本身的排棄高度、邊坡角以及排棄量的設計缺乏合理性，在開采過程中發(fā)生了災難性滑坡，傾向覆蓋寬度達到650m，高差達到125m，引發(fā)了巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。在事故案例中，露天煤礦的基底土是黃土，就外排土場進行分析，其在設計、研究和生產(chǎn)等方面都存在很大漏洞。為了保障邊坡的穩(wěn)定性，可以引入相應的排土場穩(wěn)定控制技術來對事故進行規(guī)避和防范，對排土場進行勘察試驗后，就其破壞機理以及邊坡穩(wěn)定性進行分析，依照排土場地層結構特征和演化規(guī)律，得到了排土場的滑坡機理。就黃土底部演化層的形成機理、排土場邊坡設計以及穩(wěn)定性控制等相關理論進行完善，能夠為排土場穩(wěn)定技術的應用營造出良好的環(huán)境和條件。對排土過程中的水壓進行監(jiān)測，配合室內試驗結果以及現(xiàn)場勘察狀況，提出了相應的排土場穩(wěn)定技術，。而為了能夠推動黃土層內部結構演化層的順利形成，可以沿坡腳底部，搭建起相應的滲水溝，并且利用監(jiān)測以及試驗得到的信息，建立起了孔隙水壓力相關的方程，得出了相應的U控制技術，換言之，就是在排土的過程中，采用了分段的方式，在控制排土強度的同時，對整個排土過程進行實時監(jiān)督，保證了容量的穩(wěn)定。而在強度控制環(huán)節(jié)，需要對孔隙水壓力進行監(jiān)測，進一步優(yōu)化排土工藝，提高了基底的力學強度，在保證邊坡穩(wěn)定性的同時，也能夠促進排土場容量的提高。

2.3 反向內排技術

反向內排技術的基本原理，是在礦產(chǎn)開采一定時間內，采取的一種臨時性措施，能夠于短時間內減少剝離物內排運輸?shù)木嚯x，也可以確保新采區(qū)的順利推進。不過需要注意的是，反向內排技術并不能對內排空間富余引發(fā)的不利影響進行緩解和消除，結合實際情況分析，反向內排技術比較適用于連續(xù)轉向部分，或者間斷轉向的露天煤礦，能夠通過減少剝離物內排運輸距離的方式，促進其內排量的提高，繼而減少富余空間。

2.4 靠幫開采技術

在針對礦產(chǎn)資源進行露天開采的過程中，靠幫開采技術同樣比較常見，其應用的關鍵，在于提高幫坡腳，不過，在礦山設計與礦產(chǎn)生產(chǎn)中，靠幫開采的方法存在一定的差異性：礦山設計環(huán)節(jié)，靠幫開采技術主要是保持下部境界固定，上部境界由外到內逐縮進，因此在礦山設計中，不需要在端幫設置運輸?shù)缆?，能夠有效降低端幫補充擴幫量；礦山生產(chǎn)環(huán)節(jié)，靠幫開采技術強調上部境界固定，下部境界由內向外推進，在實際應用過程中，可以將現(xiàn)有的端幫運輸?shù)缆啡∠?，這樣有助于提高礦產(chǎn)的開采量和回收率，促進企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。

2.5 卡車智能調度和生產(chǎn)監(jiān)控技術

在多數(shù)露天礦產(chǎn)開采中，都使用了卡車間斷工藝，這種工藝具備很強的靈活性，不過管理和控制的難度較大。通過衛(wèi)星定位技術、計算機技術以及無線通信技術的相互結合，可以實現(xiàn)對離散設備的有效監(jiān)控和調度，促進間斷工藝生產(chǎn)效率的提高。最近幾年，以先進的信息化技術為支撐，卡車智能調度和生產(chǎn)監(jiān)控技術得到了迅猛發(fā)展，越來越多的礦產(chǎn)企業(yè)開始引入該系統(tǒng)。就目前而言，隨之5G、智能化相關行業(yè)的蓬勃發(fā)展，卡車智能調度和生產(chǎn)監(jiān)控技術正在朝著高精度、智能化的方向發(fā)展，應用范圍也得到了有效拓展，除了卡車，此項技術也在加油車、推土機、鉆機、平路機等設備中得到了應用，而且融合了很多相關技術，如智能識別技術、采礦計劃、故障診斷技術、防碰撞技術等。

2.6 雷達檢測預警技術

露天開采環(huán)節(jié)，在一定范圍內，允許邊坡出現(xiàn)可控變形，但是如果邊坡在變形的過程中，從緩慢變形進入到了加速變形階段，則表明其穩(wěn)定性容易受到破壞，對此，為了保證邊坡的穩(wěn)定性和開采的安全性，需要對邊坡設置相應的監(jiān)測系統(tǒng)，觀測邊坡特定區(qū)域的細微變化，做好變形情況的監(jiān)測管理?？刂崎_采作業(yè)對于監(jiān)測預警系統(tǒng)有著比較嚴格的要求，在進行監(jiān)測的過程中，必須實現(xiàn)高精度、零接觸和全天候的目標，對于發(fā)現(xiàn)的異常及時發(fā)出告警信息，保障生產(chǎn)安全?，F(xiàn)階段，較為先進的監(jiān)測系統(tǒng)是雷達監(jiān)測預警系統(tǒng)，現(xiàn)場監(jiān)控探頭和3D軟件的結合，可以顯示出邊坡變化情況，幫助技術人員掌握邊坡變形情況，及時處理安全隱患。

2.7 表土剝離半連續(xù)技術

在露天開采中，如果礦場表層土松軟，存在剝離的情況，尅采用表土剝離半連續(xù)技術，其核心原理，是在進行開采的過程中，利用轉載設備進行破碎。表層物料本身具備的黏結性，使得其在進入破碎機時，很容易粘結在設備中，影響設備的正常運行，引發(fā)設備堵塞的問題。對此，可以使用軟式軟巖破碎機，搭配單斗挖掘機、軟式軟巖破碎站和帶式運輸機等設備，構建起半連續(xù)工藝體系，對傳統(tǒng)的補輪斗挖掘機進行替代，適應帶式運輸機代替車輛進行物料的運輸，從而確保開采作業(yè)的順利實施。

3 結語

總而言之，礦產(chǎn)資源的開發(fā)是工業(yè)發(fā)展的壓艙石和發(fā)動機，關系著采礦能源行業(yè)穩(wěn)定，影響著社會經(jīng)濟的高質量發(fā)展。在經(jīng)過較長時間的發(fā)展后，露天采礦技術已經(jīng)進入到了一個全新的時期，呈現(xiàn)出了智能化、規(guī)?；约奥?lián)合開采的新趨勢。新的發(fā)展環(huán)境下，社會對于露天開采技術和露天開采設備的應用提出了許多新的要求，在使用節(jié)能環(huán)保設備和先進開采技術的情況下，還必須保障露天開采作業(yè)的經(jīng)濟性、高效性和安全性，實現(xiàn)礦產(chǎn)開采和環(huán)境保護的共同進行，這樣才能真正保障露天開采技術的長遠穩(wěn)定發(fā)展，更好的滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)實需求。