露天采矿技术及其采矿设备的发展思考

＊姚考军

（蒙东能源控股有限责任公司西二露天矿 内蒙古 026000）

现阶段，我国经济社会快速发展，对于矿产资源的使用需求也日益增大。从现实角度来看，能源在开采时会造成一定的资源浪费，对于采矿技术，人们已经经历了较长时间的研究和探索，只为了追上时代的脚步，解决当前的资源需求。随着时代的进步，采矿技术也应进行不断地创造和更新，打破传统方式，不断适应未来时代的需求。

1.露天采矿技术的现状

如今，我国的采矿技术无论是理论方面，还是技术方面，都达到了较高的成熟阶段，现阶段，主要有胶结充填采矿技术、陡帮开采技术、爆破技术以及排土技术这四种采矿技术类型投入使用，具体分析如下。

(1)胶结充填采矿技术

胶结充填采矿技术是目前露天采矿技术中使用比较广泛的技术，该技术不仅能降低对周边环境的损坏，而且能保证一定的采矿质量和效率。然而，在进行实际操作时，胶结充填采矿技术也存在一定的问题，从而影响矿业开采的进度。首先，在进行矿业开采的过程中，对于填充和开采无法确定匹配比例，这会直接影响开采的质量和效率，当然，随着时代的进步，科研水平的提高，该问题已经有了相应的解决措施。与此同时，伴随现代矿业的快速发展，采矿设备的使用也日益广泛，对于采矿设备的广泛使用，胶结充填采矿技术也有了一定的提升，两者的结合更是保障了开采的采矿质量，推进了采矿行业的发展。胶结充填采矿技术包含两种技术类型，具体分析如下。

首先，是盘区高分层充填采矿技术，该技术的开采范围较广，即使是大型矿场，其开采工作也可以顺利进行，并保障开采效率。对于大型矿场的开采，采矿量极高，每天可达到840t，因此，盘区高分层充填采矿技术的使用能够保证足够的开采量，保证矿产的整体经济效益。但是，该技术也存在一定的问题，对于分层的高度，只能承受3m以内，这将直接影响开采的整体进度。对于该问题的解决，主要是将爆炸技术与其进行结合，先对盘区进行划分，在对施工现场进行整体的规划和布置，设置矿房和矿柱采场。

其次，是分段充填采矿技术。充填采矿技术主要是进行分层回采，但是，该种方式存在一定的问题和难点。在进行分层回采时，如果按照向下走的趋势，将会加大分层回采成本，如果按照向上走的趋势，其结果将直接取决于矿体的稳定性，一旦稳定性较差，就会造成坍塌、倾倒等事故。因此，分段充填采矿技术将会解决充填采矿技术存在的问题和难点。首先，分段充填采矿技术对于矿体的要求较低，任何矿体都能够适用该技术，而且该技术的使用，能够降低矿物在空气中的暴露程度；其次，分段充填采矿技术的操作比较容易，主要是将矿体分层，以段位单位，逐步开采；最后，该技术可以给工作人员足够的准备时间，既能降低开采的难度，又能提高开采过程中的安全性，保证工作人员与采矿设备的安全。

(2)陡帮开采技术

目前，露天采矿技术的使用领域越来越广，人们也逐渐发现，露天开采技术容易受到周边环境的影响，造成开采质量和效率的降低，比如在一些地理环境复杂，自然环境恶劣的区域使用露天开采技术，在开采的过程中，会受到周边环境多种因素的限制，而对露天开采技术的使用造成一定的难度，从而直接影响了开采的效率。按照我国地理位置的划分，矿产资源多数分布在自然环境恶劣的区域，所以，为了解决此问题，我国研究出了陡帮开采技术，该技术不仅能够克服恶劣环境，而且周期短，施工量少，从根本上解决了地质条件和环境条件对于矿产开采的影响，使露天开采技术更加广泛的应用于各种区域，更快的提升了露天开采技术的开采质量和开采效率，从而加速了矿产行业的快速发展。

(3)爆破技术

爆破技术是矿产开采中最为基础的一种技术，对于该技术的使用，无论是地下开采，还是露天开采，都能够相互结合。爆破技术能够确保一定的精准度，该技术包含微差爆破、挤压爆破和孔内微差爆破，对于以上爆破技术的使用，有效的解决了开采过程中的难题，降低了对环境的损害，确保了爆破过程的安全性。对于矿产开采的爆破工作属于危险性较高的作业，因此，在使用的过程中尤为注意安全问题，随着现在科技水平的提高，研发出一些安全系数较高的新型爆破设备，通过这些设备的使用，既保证了爆破的开采效果，又提高了爆破工作的安全性。

(4)排土技术

排土技术的使用主要取决于矿场的扩大情况。与其他露天采矿技术相比，排土技术主要是针对运输以及排土场的情况，在进行开采过程中，坡形的排土场线路更有助于运输，但前提是要保证排土场的土质条件优良，这样，既能够降低开采成本，又能确保开采的质量和效率，从而提升整个矿产的经济。

2.露天采矿设备的发展趋势

(1)采矿设备的大型化发展

采矿设备的大型化发展，既提升了企业的经济效益，又降低了人员成本。目前，在进行开采时，常常会有采空区的问题出现，但是，由于大型设备的自身体重较重，若出现采空区，将会发生地面坍塌现象，会造成一定安全风险。因此，对于大型设备的使用需要着重注意该问题的产生。目前，我国的矿产资源储存量较低，消耗较快，面对矿产资源紧缺的情况，需要加快露天采矿技术的研发以及采矿设备的制造工作，加大提升矿产的开采效率。近几年，我国对于采矿设备的研制工作日益提升，对于采矿设备的大型化发展具体表现为以下几个方面。

首先，露天钻孔设备的直径不断增大。我国的露天采矿机械钻孔设备随着时代的进步，一直处于不断创造和完善的过程，从磕头钻、喷火钻、冲击钻到现在的牙轮钻，钻孔设备的直径不断增大，钻孔设备不断更新，工作效率不断提升。目前，我国主要使用的是YZ-55型钻孔设备，其直径达到310～380mm。

其次，露天采矿装载设备斗容量增大。大量装载设备都应用于露天矿产的开采工作中，比如电铲、液压挖掘机等等，电铲是最基本的装载设备，目前，我国最大斗容量的电铲是WK-57，斗容量达到55m3，液压挖掘机对于矿产的开采工作也具有一定的优势，对于特殊环境的使用具有一定的必要性。面对现在时代的进步，科技水平的提高，装载设备的斗容量也在逐渐增加，从而提升矿产开采工作的效率。

最后，露天运输设备吨位增大。在露天矿产的开采过程中，运输流程尤为重要，特别是采矿设备的大型化发展。对于设备和矿物的运输，都需要有一定的运输设备。目前，我国主要使用的运输设备是汽车，该设备具有动力强、上坡能力大等优势，而且，为了满足露天开采的运输需求，汽车的载重力也在不断增加，目前最高载重量高达327t，从而确保了每次运输的有效性以及开采工作的效率性。

(2)采矿设备的智能化发展

随着信息化时代的到来，信息技术不断发展，电子工程领域也有了逐步的提升，智能化技术的发展也成为了当今时代的社会需求。在露天开采工作中，将智能化技术发展到采矿设备中，有效的提升了开采效率，做到随时开采监控管理，及时的处理了开采过程中的突发问题，因此，对于采矿设备的智能化发展，将更加有利于矿产的开采工作。对于设备的智能化发展，具体表现为以下几个方面。

首先是车载监控系统的智能化。车载的监控系统主要是监控管理采矿设备，在进行运输时，一旦出现问题，能够及时得到反馈，做到实时监控，而且，通过有效监控，既能够强化对矿车的监督管理，又能够掌握设备的运输状态，对于运输数据做到准确分析，如果出现异常状况，会及时发出预警，便于及时检修，对于车载监控系统的智能化，有效地提高了设备的维修工作以及设备的工作效率。

其次是卡车调度系统的智能化。卡车调度系统主要是对运输汽车进行调控，通过无线电的形式，将信息传给司机，司机再进行执行，智能化的卡车调度系统既能让管理人员随时掌握运输汽车的使用情况以及运行路线，又能够对运输汽车进行实时的监控，从而有效的提升矿区的运输效率。

最后是GPS定位系统的智能化。GPS定位系统主要功能是用于进行矿山地表测量以及开采作业的设备控制等工作。GPS定位系统具有很高的精准度，这将有利于精准定位矿车的位置，而且，对于矿车的运输和卡车调度方面都具有一定的作用，能够准确找到具有运输需求的定位，从而缩短运输距离，提升运输效率。

(3)采矿设备的人性化发展

目前，我国很多行业为了提高产品的竞争力，都会在设计阶段进行不断的更新和创造，融入更多的人性化内容，以确保人们更好的应用。对于采矿设备也是如此，在设计阶段，逐渐趋于人性化理念，坚持以人为本的原则，充分考虑设备使用的安全性和舒适性。确保采矿设备的安全性有助于降低安全事故的发生，提升设备的舒适性，能够缓解工作人员的劳累，使其更有效的进行工作。与此同时，也应注重设备外观的舒适性，使其与采矿环境融为一体，从而缓冲视觉上的疲劳。

3.结语

综上所述，我国露天采矿技术水平正在不断提升，采矿设备也有着越来越好的发展趋势，对于矿产资源的应用也更加广泛，所以，保证开采质量，提升开采效率是当前的首要任务。如今我国采矿技术和采矿设备还存在一定的不足，因此，要加大研发力度，学习先进的开采技术，不断对采矿技术和设备进行创新和完善，从源头上提升我国的露天开采技术，以此促进我国矿业的快速发展。