露天采矿技术及其采矿设备的发展思考

陈 莉

（甘肃钢铁职业技术学院，甘肃 嘉峪关 735100）

目前，我国经济发展逐渐趋于稳定，国家的科研技术也伴随着稳定进入高速发展状态，而各行业的发展离不开矿产资源的使用，目前的矿产资源已经不再仅限于奢侈品方面，而是向更多产业提供材料。例如计算机技术，就需要一部分的金矿做某一零件的原材料。伴随着各行业对矿产资源的需求不断增加，露天采矿技术的更新与转型迫在眉睫，加强传统的采矿模式，不断推陈出新成为了当下矿产企业的主要工作内容。

1 露天采矿技术概述

经过我国矿产企业的多年的发展，目前正在投入使用的矿产开采技术主要分为四种，分别是胶结充填采矿技术、陡帮开采技术、爆破技术以及排土技术，其应用于不同的矿产开采环境中。

1.1 胶结充填采矿技术

胶结充填采矿技术相较于其他几种开采技术拥有较高的普及度，该种开采技术可以极大程度的提高矿石企业的开采效率，保障开采质量[1]。同时也能够在开采的过程中，减少对土质以及周遭环境的破坏，这种开采技术相较于其他的开采模式，拥有明显的优势，但是，胶结充填采矿技术存在一定的操作难度，在实际的采矿工作中开采难度较高，无法良好的运用到所有的矿石开采工作中。其中，在开采的过程中，如何调配充填和开采的比例是胶结充填采矿技术的难点之一。在开采的过程中，需要工作人员做好开采现场的勘验工作，并且根据现场的环境，设计相应的开采方案，但是充填和开采的比例设计一直是当下矿产开采的难点之一，在开采的过程中，往往会因为充填与开采不能做好平衡，导致矿洞坍塌或者矿石受损等情况，严重影响了矿产开采质量以及效率。但是，当下我国科研技术的发展，已经逐渐改善了这个问题，通过设备的更迭，为开采工作提供保障，并且加强设备的操控性，让设备操控更加简单，不但如此，胶结充填采矿技术逐渐展现出智能化发展趋势，让该技术的操作愈发简便，开采质量得到保障。

（1）盘区高分层充填采矿技术。盘区高分层充填采矿技术具备着明显的优点以及缺点，在开采的过程中，该开采技术具备较大的开采范围，能够适应大型矿场的开采工作，并且能够为大型采矿设备的正常运行提供保障，并提高大型矿产的开采效率[2]。在大型矿场的开采工作中，标准采矿量高达每天840吨，可以极大程度的保障整个矿产企业的经济效益以及矿产开采产量。其缺点也有其明显，该种采矿技术不的分层高度过小，仅能承受三米以内的分层开采，严重影响了矿产开采的效率。目前，各矿产企业经过盘区高分层充填采矿技术与爆炸技术相结合，有效改善了这个问题，在开采的过程中，将各个盘区进行细分，并且将整个矿区的设备进行合理的布置，在大型矿场中布置矿房以及矿柱采场，将爆破技术结合到其中，以此弥补盘区高分层充填采矿技术存在的弊端。

（2）分段充填采矿技术。充填采矿技术的核心思路是分层回采。在采矿的过程中，分层回采技术对矿体有着较为严格的要求，如果分层是纵向并从上至下的走势，就会极大的增加分层回采的成本，因此，并不不适用分层回采技术[3]。但是，如果分层是向上的走势，就要求矿体需要有较高的稳定性，如果矿体的稳定性较低，就极易导致回采过程中出现坍塌等问题。以上都是充填采矿技术存在的问题以及开采难点，分段充填采矿技术可以有效的弥补充填采矿技术的不足，在开采的过程中，可以将分层矿场暴露在空气中的部分进行不规则断面处理，大幅度降低矿物的暴露程度，不仅如此，该类技术对矿体的要求也更低，适用于各种矿体之中。开采的过程中，操作也更为简单，可以将矿体分为多个不同的矿层，并在开采的过程中，以段为单位，循序渐进的进行开采，进行某一段的开采过程中，可以让工作人员提前做好下段矿体开采的准备，不但大幅度降低了整个矿产开采的难度，还有效提高了矿产开采的安全度，避免矿体出现坍塌造成人员伤亡以及设备的损害。

1.2 陡帮开采技术

目前，伴随着经济与科研技术的发展，各行业对矿产的需求逐渐增加，矿产企业开发的矿坑也逐渐看向一些自然环境恶劣的矿坑开采中。恶劣的环境为矿产开采工作带来的直接影响就是开采效率低下，开采质量差，开采人员的人身安全无法保障。所谓的陡帮开采技术，就是应对于矿坑所在环境较为恶劣的开采作业中，其主要特点为工程量较小，该种技术的工期较短，可以有效应对各种恶劣自然环境，可以有效地保障矿产开采的质量。与此同时，由于陡帮开采技术具备较高的开采效率以及建设周期，被广泛的运用在恶劣环境下的矿坑开采作业中，切实提高了我国矿产企业的经济效益。

1.3 排土技术

排土技术，是当下露天矿产开采作业中较为重要的内容，该项技术的顺利实施将直接决定矿场是否能够继续扩大。排土技术不同于上述几种技术，更注重开采过程中的运输以及排土场，在开采过程中，如果排土场的状态优良，土质较硬，就可以将其堆置为坡形，值得一提的是，该种排土场线路较为简单，可以极大程度的改善运输效率，资金的投入也更少，可以有效保障整个矿产企业的经济效益。

2 露天采矿设备的发展形势

2.1 露天采矿设备的大型化发展

矿产资源是一种不可再生资源，合理的开发并运用矿产资源，成了当下矿产企业的重要内容。但是，伴随着经济的发展，人们对奢侈品的需求以及各个行业发展对矿产资源的需求逐渐增加，为我国的矿产企业增加了压力，在矿场开采的方面，矿产企业开始注重矿产资源的开采效率以及开采质量，并且急于提高自身的开采技术[3]。目前，我国矿产开采已经从人工开采转变为机械开采，又从机械开采发展至大型机械开采，一步步走向高效率低成本的开采趋势。

（1）露天钻孔设备直径增大。我国的露天采矿机械钻孔设备一直处于不断发展的阶段，从最初效率低下，开采质量查的“磕头钻”再到后来的喷火钻、冲击钻，直到现如今的牙轮钻，钻孔设备的不断地更迭换代，并且钻孔设备的直径也逐渐变大，钻孔效率也得到了提升。钻孔效率最高，质量最好的钻孔设备是由美国Harnischfeger生产的P&H120A型钻头，该钻孔的轴压高达67吨，能够应对多数钻孔作业。目前，我国主要使用的钻孔设备型号的YZ—55型钻孔，该钻孔设备的钻孔直径为310～380（mm），钻孔深度为19（m），外形尺寸为27.03×6.11×7.55（mm），重量达140（t）在过去的钻孔设备中，属于庞然大物。

（2）露天装载运输设备内容大。在露天矿产开采工作中，需要装载的设备较多，例如电铲等设备，都需要良好的装载设备为其提供良好的运行平台。在国外，最大斗容量的电铲型号为Harnischfeger生产的P＆H5700型，该类电铲斗容高达53.5m33，值得一提的是，目前我国的电铲斗容最高可达到55m3，是世界最大斗容电铲，由我国太原重型机械集团有限公司自主开发研制的WK—55型电铲，为我国的设备装载提供了良好保障。

（3）露天运输设备吨位大。在露天矿空开采中，设备以及矿物的运输尤为重要，目前的运输设备也逐渐向大型化发展，目前露天矿坑开采工程中，运输作业通常由专门的运矿车完成，其中利勃海尔公司生产的T282电动轮矿用汽车的最高载重，高达327吨，为矿产运输提供了保障。

2.2 露天采矿设备的智能化发展

伴随着我国电子信息技术以及计算机技术的不断发展，在露天矿坑开采作业中，也得到了良好的应用，开采设备也展现出自动化和智能化发展趋势，并且被切实的应用到日常的矿产开采作业中。

首先，是车载监控系统的智能化，在运输的过程中，加强对运矿车的监控尤为重要，需要保障矿车在运输的过程中，不会出现事故。同时，也可以加强矿车的管理工作，通过无线电设备，将矿车的运输状况以及矿车本身的运行状况汇报给矿产企业的管理部门，以此加强对矿车运输状态的掌控。其次，是在卡车调度系统的应用，顾名思义，卡车调度系统就是通过无线电技术，从管理部门发送相应的命令给卡车司机，再由卡车司机完成命令，智能化系统可以让管理人员更为直观的看到整个矿场中卡车的使用情况以及停放状态，可以有效提高调度效率。

2.3 GPS定位系统被广泛使用

GPS定位基于我国航天技术的发展逐渐完善，GPS系统可以有效观测整个矿场的地质环境以及生态黄静，GPS系统的高精度，可以为矿产开采提供良好的地表测量和露天开采作业设备控制以及优化工作。同时GPS技术也能够应用于矿车的运输以及卡车的调度方面，让矿车能够通过精准的定位，准确到达有运输需求的位置，缩小运输效率。

2.4 注重低能耗设备研发

露天开采作业往往会对生态环境造成一定的影响，伴随着国家对可持续发展理念的呼吁，矿产开采作业也逐渐向低耗减排开启，在开采的过程中，尽量采用低耗能开采方法，减轻矿产开采对环境造成的污染。

3 结语

伴随着国家各个行业以及国民经济的发展，对于矿产的需求也越来越高，矿产的应用不再局限于人们的奢侈品，各个行业中都需要矿产资源的加持，因此，增加开采效率，保障开采质量就成了当下矿产企业的重要任务。目前我国的矿产开采技术仍然有较大的进步空间，希望本文能够为我国未来的矿产开采作业提供一定的建议，为我国未来的经济发展提供帮助。