大型露天矿高效开采技术研究

张 宁

（鹤庆县鹤庆北衙矿业有限公司，云南 大理 671507）

随着经济规模、速度的快速增长，对于矿产资源的需求也更大。因此，需合理、高效的开发矿产资源，确保人类生存、经济的可持续发展。而创新我国露天矿开采技术，在减少投资、缩短时间的同时实现矿山低成本、高产、安全，是推动我国冶金行业发展的关键，也是我国冶金行业得以实现可持续发展的前提。

1 我国大型露天矿开采中存在的主要问题

首先，我国露天矿赋存特点通常包含厚覆盖层、近水平矿床、厚矿层及多矿层等。当前，对于露天矿的开采所选用的工艺大多为单斗挖掘机——卡车间断工艺，过于单一，主要设备长期超期服役。露天矿山通常都仅有几十年的服务年限，在最初设计确定的开采境界中开采，因经济环境、技术条件始终在改变，很难长时间适用[1]。故而，在初期便将台阶推至最终境界与客观规律不相符，会对开采总体经济效益造成影响。

其次，在对露天开采特点及优势等方面的认识也存在不足。在露天开采中，能够有效实现高度集中化开采，如我国云南、山西及内蒙等地区中有着丰富的露天开采储量，故而可建立大型露天矿，实现高效高产，为我国提供丰富的能源，以此解决我国能源紧张的问题；以露天的形式开采矿，具有较高的安全性，人员伤亡事故极少发生，且资源开采回收率能够实现95%以上，相对于井下开采而言回收率更高。

最后，露天矿开采工艺过于单一，对经济效益的增长造成了很大的阻碍。当前，生产矿山开采工艺中单斗电铲-卡车的使用十分普及，该工艺有着较高的开采成本，再加上当前燃油价格始终处于上升的趋势，以至于露天矿开采成本不断上升，因此对于开采工艺的创新、改变势在必行。同时，在露天开采环境保护方面也存在一定的不足。

2 大型露天矿高效开采技术创新点

2.1 拉斗铲无运输倒堆新工艺

该工艺集采掘、运输、排土于一体，直接倒堆排弃剥离物于露天采空区内，作业效率高，生产可靠，生产能力大，设备少，生产成本低。拉斗铲无运输倒堆工艺在近水平或缓倾斜矿层中十分适用，并未有关于气候条件及剥离物物理力学性质等方面的要求。

倒堆开采指的是在采空区内直接倒堆排弃从矿层上剥离的覆盖物，一次所暴露的矿石仅有一小部分，并将该过程不断重复。拉斗铲有着较大的规格及生产能力，在具体生产作业中坑底积水等不利条件对其造成的影响可以忽略不计，有着极强的气候条件、资源条件变化适应能力。尽管拉斗铲无运输倒堆工艺有着较高的设备投资、较大的辅助设备工程量等劣势存在，然而只要资源条件适宜，该工艺有着远低于其他工艺的开采成本，故而有着广阔的应用前景。

2.2 表土剥离半连续新工艺

表土物料的粘结性较大，若是采用传统破碎机，设备极易出现粘结、堵塞等问题，对设备的正常工作造成影响。而根据这一问题所提出的轮式软岩破碎机，通过单斗挖掘机-轮式软岩破碎站-带式输送机组成的半连续工艺系统，可将轮斗挖掘机的工作取代，采用带式运输机将汽车运输取代。该采矿系统还能兼顾间断、连续工艺的优点。

在露天矿建设早期，通常都会建设堆放剥离物的外部排土场，而将带式输送机应用到该作业中，半连续工艺系统所排弃的剥离物可朝着排土场较远的区域堆排，汽车运输的剥离物可朝着排土场较近的区域堆排，如此一来可将最大限度地发挥胶带运输、汽车运输的各自优点。而在露天矿山工程中内部排土得以实现时，需拆铺之前设置的带式输送机系统，这样就会在一定程度上影响露天矿生产效率[2]。要想解决该问题，可在建立内排土场之后再设置表土剥离半连续工艺系统。

而不论是在露天矿建设早期亦或是内排时期进行设置，都有不同的电铲、带式输送机配置方式，也就是在端帮进行半固定式破碎转载站或是在工作面上进行移动式破碎转载站的设置。而若是在工作面上进行移动式破碎转载站的设置，那么铲装的剥离物可直接排弃至转载装置中，随后输送至工作面带式输送机中。

2.3 靠帮开采新方法

该方法指的是靠帮开采过程中开采出的剥离物体积与原矿石重量之比，而靠帮开采剥采比的确定必须在已确定的区域范围内进行，当原矿石与剥离物体积分别为，那么靠帮开采剥采比为。式中：

n 指的是靠帮开采剥采比，m3/t ；

K指的是原矿石容量，t/m3；

指的是原矿石体积，m3；

指的是剥离物体积，m3。

靠帮开采的核心是将端帮帮坡角提高，具体的靠帮开采方法主要有：在生产矿山时，靠帮开采方式的应用为上部境界不动，下部境界朝外推进。要想将这一目的实现，应将现存于端帮的运输道路取消。该方式能获得更多的生产露天矿的产量，可实现生产剥采比降低、经济效益与矿产资源回收率提高的目的。

而在设计矿山时，靠帮开采方式的应用应为下部境界不动，上部境界朝内推进。要想将这一目的实现，在设计矿山时就不应考虑端帮处运输道路布置。该方式能在确保矿产开采量维持不变的基础上，将剥离量减少，可实现生产剥采比降低、经济效益与矿产资源回收率提高的目的。

2.4 移动式破碎站开采技术

采用移动式破碎机开采露天矿，不但可有效降低露天矿中汽车使用数量，同时还能降低露天矿开采生产成本、开采效率显著提升，能为大气环境提供可靠保障的同时改善露天矿周边环境。

移动式破碎站可分为圆锥破履带式移动破碎站、筛分履带移动破碎站、反击破履带式移动破碎站及履带式移动破碎站等，能满足任何地形条件下的矿山开采需求，也可实现优化组合[3]。同时也具备多功能、高破碎效率等优势，可满足露天矿开采中细、中、粗物料破碎筛分需求。在露天矿开采中运用该开采工艺，能使生产过程中的粉尘污染、噪音减少，可获得更高的露天矿开采社会经济效益。此外，移动式破碎站矿开采工艺不但能为环境提供保护，同时还能使空气中的CO2排放减少，并未有较高的施工现场要求，操作简单，开采效率高。

3 结语

当前，我国社会主义经济的发展十分迅速，而快速发展的经济也加大了对能源的需求。在国民经济组成中，传统的露天矿山生产模式已无法将社会主义经济发展需求有效满足，故而对露天矿高效开采技术的研究意义十分深远。

[1]杨振华.石灰石矿露天矿开采技术及设备配置研究[J].建筑技术开发，2017，44(12).

[2]张津鹏.我国露天煤矿开采新技术与应用[J].工业，2017(2)：00276-00277.

[3]陈亚军，常治国，赵斐，等.高段陡帮山坡露天矿采矿方法研究[J].煤炭技术，2016，35(5)：6-7.