浅析露天采矿技术及发展前景

李加泰/中煤龙化哈尔滨矿业有限公司

浅析露天采矿技术及发展前景

李加泰/中煤龙化哈尔滨矿业有限公司

伴随经济的快速发展，与之对应的各类技术也在不断的发展创新。近几年我国采矿技术发展较快，尽管我国拥有丰富的矿产资源，但可以开发的储存量并不大，这就需要先进的采矿技术和工艺来作为支撑，从而提高矿产资源的开采量。文中对露天开采技术与装备、开采工艺进行了分析，并进一步对露天采矿技术的发展前景进行了具体的阐述。

露天采矿；采矿技术；采矿工艺；发展前景

一、露天开采技术与装备

人类对矿产资源最早的开采方式即是露天开采。以开采矿床的露头和浅部富矿为主，虽然当时并没有动力挖掘设备，但采矿技术的发展也较为迅速。特别是在十九世纪末，随着露天矿规模的不断扩大，采矿技术的发展更为迅速。近几年，剥离倒堆设备、大容积的铲斗及较高的装运能力，都加快了露天采矿技术的发展。由于露天采矿技术的发展，不仅使我国的露天采矿技术达到了国际化的标准，而且也有效的促进了我国采矿业的发展。

1.高台阶开采。由于该技术挑战了传统的“台阶的最大开采高度一般不应超过15米”的限制，所以这种技术很少被使用。但由于近几年各种大型采矿设备的增多，高台阶开采技术应用的逐渐多了起来，不少采矿企业都很青睐这项技术。

2.陡帮采矿。我国大部分露天矿开采的年限都较长，目前采矿工作都是在深部进行，这不仅给矿场作业增加了难度，而且采矿设备由于多年的使用也变得老化落后；在这种情况下，矿产资源开采率较低。为了改善这种局面，有效的提高产矿率，则需要加强对新技术和新工艺的使用，而陡帮采矿技术其不仅基础工程周期较短，而且工程量也较少，对于提高产矿率及开采企业的生产能力具有极其重要的作用。

3.胶结充填采矿技术。胶结充填采矿技术需要技术与开采条件的结合，这样才能实现资源的有效回收，更好的对地球环境进行保护。由于在技术和开采条件上需要达到一致，目前只是高分层填充技术和分段充填采矿技术取得了较好的进展，充填采矿技术大范围应用还受到一定的限制。

4.矿用电铲。国外露天采矿采装设备主要电铲，斗容以16.8、21、30、38、43m3为主国内露天矿同样以电铲为主要采装设备，斗容多为12、16.8m3。

5.钻机。目前在露天矿开采中主要是利用潜孔钻机和牙轮钻机作为矿山穿孔的主要设备，而我国中型矿山开采过程中主要选择的穿孔设备为潜孔钻机，牙轮钻机在国外采用的较多，其无论是直径还是孔深都优于潜孔钻。

6.矿用电机车。原独联体的一些国家的露天采矿大多采用电机车运输矿石，这些国家深凹露天矿电机车大都是驱动直流电机的联动机组或交流电机粘重大约在300t以上。国内电机车一般为直流电机驱动，粘重大致为150t左右。

7.露天矿用汽车。交流驱动的电动轮汽车和液力机械传动的矿用汽车在露天采矿中应用广泛，它的载重量大致在150t和320t。我国大型露天矿山汽车的最大载重量一般在120t～170t在我国矿用汽车载重量的提高还有空间。

二、露天开采工艺的分类

1.穿孔工艺。穿孔的方法主要分为热力破碎穿孔和机械破碎穿孔两种方法，穿孔设备一般有钢绳式冲击钻、火钻、凿岩台车等。当前应用设备有牙轮钻、岩台车、潜孔钻等。

2.爆破工艺。爆破是露天矿开采的重要工艺环节，通过爆破作业，将整体矿岩进行破碎及松动，形成一定形状的爆堆，为后续采装作业提供工作条件。爆破成本约占生产成本的15～20%。爆破要有一定的工程储备量，使得挖掘机能够连续的工作。一般一次的爆破量能够供给5-10天的运输量，并控制矿岩有合理的块度，以提高后续工序的作业效率，降低开采成本。同时保证爆堆堆积形态好，前冲量小，无上翻，无根底，无爆破危害。对于不能装车的大块，放置台阶根部，采用二次集中破碎的方式，再次装车。

3.采装与运输。由于采装和运输的关系十分密切，两者相互制约，相互影响。当前来看采装运输工艺的发展方向主要表现在采装和运输设备的大型化，运输与采装方面的连续化与一体化，以及计算机自动化。

4.排岩工艺。排岩工艺就是在废石场把剥离下的废石进行排弃。为了加强排岩的强度，增高堆置的高度，因此露天排岩技术的发展方向就是追求先进的的排岩设备和高效率的排岩工艺，同时也要充分保证及时的复垦造田。

5.采场防排水。采场防排水是确保采场正常生产和人员设备安全的重要工作。其目的是防止地表水流进采场，减少采场排水量，降低矿石的含水量，提高采矿效率，并且保证生产安全。可以通过河流改道，截水沟，防洪堤等将采场以外的汇水进行拦截或者导出矿区。

三、露天采矿技术的发展前景

1.选用大型高效耐用的采矿工艺设备。采矿设备不但在向大型高效耐用的方向发展，同时更加注重节能、自动、程式化。黑色和有色金属矿山为提高开采强度和设备使用效率，一般采用连续工作制。采用大型采矿设备不但可以提高采矿效率，还能够提高企业的竞争力。

2.矿山生产不断溶入新科技。优化矿山生产，提高采矿工艺环节中高科技比重，应用电子信息技术、自动控制技术、网络技术等从总体上提高设备的技术功能，提高生产阶段自动化的综合水平，提高生产信息流通，实现连续生产过程自动化、控制智能化、管理信息化和系统化的目标。

3.开采技术的综合化。高效化。近年来，随着露天开采集约化的发展，无论是露天开采的范围还是深度都得到有效的提升，而在开采技术选择上，由于单一开采工艺无法更好的适应复杂地质条件的变化情况，所以目前在同一露天矿区内多根据不同的地质条件、区域、采取不同的采矿工艺，不仅有效的降低了开采成本，而且实现了开采效率的提升，有利于采矿企业经济效益的实现。

4.注重科技攻关。针对已进入世界先进水平的部分露天矿区的开采工作进行分析，无论是在露天开采设计方面、还是露天理论科研方向上都已形成了完整的体系，更注重于开采前的可研工作，今后露天开采还会继续加大科研攻关，加快露天开采技术向高效、简单、投资少、高收益的方向发展。

5.利用信息技术。数字技术建设管理矿山。目前在露天开采过程中各种高新技术已开始进行应用，数字采矿模型和计算机辅助设计系统、高质量通信系统及监控系统等都会加快采矿技术向信息化、自动化和节能化的方向发展。

四、结束语

我国当今多数露天矿都进入深部开采阶段，在这种情况下，深部开采技术的重要性就越发显现出来。同时智能采矿设备的应用，也是提高开采率及矿山企业竞争力的重要因素。由于采矿对环境具有较大的破坏作用，所以进行无废开采已成为未来矿区开采的重要规划。相信在采矿技术不断创新及优化配置下，对我国露天采矿产业的健康发展必将起到积极的推动作用。

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[3]黄礼富。当代采矿技术发展趋势及未来采矿技术的探讨。全国金属矿山采矿新技术学术研讨与技术交流会论文集。2007-08-01.