露天采矿技术及其采矿设备的发展思考

李 刚，鲍万臣

（河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司，河北 唐山 063700）

由于露天矿山施工环境恶劣,采矿设备复杂,在施工过程中,有关人员应特别注意操作规程,避免操作失误和其他事故的发生,不仅仅会产生严重的经济损失，还有可能产生人身方面的威胁。随著露天矿山设备生产效率的提高,对机械设备的依赖性日益加深。为了保证露天采矿设备的正常运转和长期的使用，就需要在日常的检查和有效的控制过程中拒绝带着问题作业的情况，及时进行机械设备的维护与提升的工作，并对露天采矿设备进行"带病作业",延长露天采矿设备的使用寿命[1]。

1 露天采矿技术概述

1.1 胶结充填开采技术

胶结充填采矿技术具有较高的普遍性和普遍性,该技术在矿山开采的过程中大大提升了开采的效率与质量，也在此过程中减少了对于周围土壤和周围环境的影响，这是其突出的优势之一，也是在长期性的矿山开采和有效的环境保护中发挥了关键性的作用。但胶结充填采矿技术在操作上存在一定的难度,在实际的采矿工作中难以很好地应用,因此不能很好地应用于所有的矿石开采工作。在开采工作过程中，做好填充和开采比例的控制是非常必要的工作，也是当前工作的难点和重点之一。在挖掘过程中，前期的现场开采工作就是十分必要的，需要根据当前的环境制定好工作的方案，做好比例方面的设计工作。当前工作中的许多问题都是因为填充和开采的比例上没有得到很好的控制和有效的提升等，而造成了严重的矿洞塌陷和矿石受损的现象，影响了矿山开采的效率和质量。在当前科学技术飞速发展的过程中已经对于这一问题做了针对性的解决，也就在设备和技术的双重提升上，为采矿工作奠定了坚实的基础。也在设备的操控过程中，提升了便利程度，胶结充填采矿技术逐渐呈现出智能化发展趋势,从而使采矿技术逐步走向智能化。

1.2 陡帮开采技术

在这个阶段,露天采矿技术在矿产开发中的应用价值和应用优势越来越明显,这也导致人们对露天采矿技术的依赖越来越大,在此背景下,露天采矿技术的应用范围不断扩大,这也使其在应用过程中出现了一些弊端。在地理环境比较恶劣的地区使用这种方法就会大大降低开采的效率和质量等，也就使得这种方案的应用具有了局限性，需要针对于当前露天采矿的不同外部环境等进行有效的分析，优化露天采矿的相关工作技术。陡帮开采技术的应用就有效的解决了此类问题，进行了施工周期方面的有效控制，也保证了建设工作的效率，在恶劣环境下可以解决好矿山开采的问题，提升露天采矿工作的优势。

1.3 爆破工艺

在传统的露天采矿过程中以微差爆破和挤压爆破等多种应用方式为主，也就在一定程度上解决了矿山爆破的难题。由于矿山爆破工作的特殊性和危险性等，需要在实际的应用过程中给予安全方面的高度重视，以防止在爆破的过程中出现了生命财产方面的威胁等。当前我国的科技发展水平不断提升，传统的爆破材料和设备也进行了优化升级和改造，危险系数等不断降低，也就在实际的工作过程中提升了开采的有效应用程度，提升了工作的安全性[2]。

1.4 土工格栅排水技术

是当前露天矿产开采作业中较为重要的内容,该技术的顺利实施将直接影响到矿山能否继续发展。与上述几种技术不同,排土场的采矿过程中,排土场和排土场都比较重视,在排土场中,若排土场状况好,土质较硬,则可将排土场堆放成斜坡状,值得一提的是,该种排土场线路比较简单,可以极大地改善排土场状况。

2 露天采矿技术的应用现状

2.1 有明显的环境危险

因为人们生产生活的影响，生态环境已经遭到了严重的破坏，我国当前对于生态环境方面保护越来越强，国内外也在高效率利用矿产资源的工作上不断研究和深入发展。当前针对于矿山露天开采的问题上，需要采用传统技术和新技术结合的方式，提升矿产资源利用的有效程度，也就使得成本等多方面都得到了有效的控制和提升，进行了环境污染的控制。采用无废的相关采矿技术，在产业政策的落实方面发挥了重要的作用，也是露天采矿工作的重要发展趋势和方向之一。露天开采工作对于土地资源进行了大量的占用，而地下作业也会受到不同程度的影响，这对于生态环境而言都是十分严重的破坏，也就造成了严重的水土流失的现象，造成了生态问题。另外，当前露天采矿过程中产生的酸液随意排放造成了土壤的腐蚀，也对于地下水资源影响非常非常大。当前矿区主要位于我国的北方地区，该地区的水土资源本身就不充裕，造成的严重破坏还会造成粉尘、雾霾等污染现象，影响人们的生产生产和生活。后续一旦产生了酸雨等对于整个生态环境的影响都非常大，需要得到各个部门的关注。

2.2 监督不力

我国人口是非常多的，对于矿产资源也有着很大的需求，近年来矿山企业的开采中为了提升产量，在管理方面并没有投入更多的资源，也就导致了在生产和开采的过程中无法健全和落实安全生产的相关制度，安全措施形同虚设。安全监管工作不到位也就使得安全事故频发，影响了企业和整个行业的发展。有些企业为了缩短露天开采的周期，也没有在实际的工作之前进行有效的实地考察的工作，照搬照抄原来的开采方案，也就造成了严重的资源浪费的现象，甚至出现了非法施工。相关部门的监督管理工作并不到位，生产过程中出现了漏洞，也就出现了侥幸心理，安全保证措施不到位，也就使得安全隐患和风险等频发。因此，为了进行露天生产工作而保证，应该工作人员以身作则，建立起安全管理的体系，也进行定期的监管工作，提升效率。

3 开发采矿设备

3.1 露天采矿设备大规模开发

开孔器的开孔径增大。几十年来,露天采矿的打孔设备从磕头钻、喷火钻、冲击钻逐步发展到直径大、穿孔效率高的牙轮钻的发明。齿轮钻机目前多用于大型露天矿山,其发展趋势逐渐呈现如下特点：第一，钻机直径在250~311 mm之间，可以实现有效的钻进工作，从而保证工作的质量。第二，实行强化钻进的工作，保证整体的效果。第三，采用高钻架、长钻杆，从而在作业的时间上进行有效的控制也就避免出现了辅助作业时间演唱的现象。第四，实现了钻机的一机多用的现象，进行有效的控制，也就实现了高效作业。第五，对驱动交、直流电机进行静态控制。

因为露天设备的斗容量不断增大，在其装载的相关设备上，需要配合电铲、液压挖掘机和轮式装载机进行使用，保证整体工作的性能。,尽管投入成本高,但使用成本较低。但是水力挖掘机和轮式装载机也具有电铲不具备的优点,其质量比较轻、灵活性和机动性比较高，更新速度非常快。近年来,随着科技的进步,液压挖掘机和轮式装载机也推出了大容量的产品,逐渐出现在露天矿山的开采现场。

3.2 露天设备智能化发展

（1）车载监控系统也是当前的重要发展方向之一，可以进行设备运行情况的实时控制和监测等，提供有效的运行信息，及时进行维修和保护的工作。当前的露天采矿工作中需要对于重要的设备部件做好监控和报警的工作。通过无线电通讯技术设备和中央计算机连接，实现实时的监控和报警，一旦出现问题可以及时查看故障和进行维修。

（2）卡车调动系统的主要工作是露天矿的生产和运输的工作，进行运输车辆的最初调动，也对于实时数据信息全面监控，这也是露天矿最基本的系统之一。

（3）GPS定位系统的应用有助于克服好露天开采方面的主要障碍，利用全球卫星定位系统进行精准的位置控制与分析，精度在一米以内，也就利用较高的精度定位系统在矿山露天开采的过程中有着广泛的应用。利用GPS定位系统代替了传统的测量方案，对于地表数据测量的精度也进一步提升，测量的有效性得到了保证。GPS定位系统可以代替传统的测量方案，对于常见计量一起的依赖性降低，地形、可见性、安全性等多方面都减少了影响，进行有效的测量和定位的工作。在实际的工作过程中GPS定位的稳定性和有效性都非常高，不会受到光线、气候等多方面的限制，也就使得其应用的效率更高，使用时 GPS系统可以开始高精度测量,而无需安装固定点。

（4）露天采矿过程中需要进行整体的作业优化和有效的控制工作，对于钻井的机位进行前期的有效控制和定位的工作，也就减少了前期在现场测量过程中会产生的时间成本，将布置的精度不断提升，可以在实际的工作过程中发挥其工作时间短、爆破设计方案十分优化的优点。然后,采用无线通讯技术,对于整体的工作进行有效的控制，实现了工程人员的实时精准控制，也就在装备的运输中发挥作用，并实时反馈信息。通过机载显示系统对周围环境的了解,可减少事故的发生,提高生产效率。在露天矿场,运输费用是成本的重要组成部分，大型露天矿场的运输设备调度和管理也是十分重要的工作，利用GPS无线电和多频道的无线电通讯设备等，可以实现了传送设备的调度室的高效的信息传输工作，确定好装运的地点和卸载的地点，实现最优的运输线路，从而降低成本。

3.3 重点研究低能耗设备

露天采矿工作对于生态环境的影响是非常巨大的，在当前国家可持续发展理念的要求之下，矿产开采作业工作也朝着低碳减排的方向发现，开采过程中采用了低能耗的开采方式，有效控制污染问题。

4 结论

矿产资源是经济社会发展的重要资源支撑之一，只有在科技创新和技术设备的有效提升中才能保证工作的有效性，也保证采矿行业的平稳和有效的发展。露天采矿的过程中应该做好防护工作，满足安全作业的具体工作要求，野外开采保证安全和设备运行的基本情况，做好设备维护。在维护和养护的过程中采取科学和有效的工作方式，减少在时间上的影响，避免长时间停机作业带来的问题。也就使得矿山开采的实际质量得到相应的保障，获得稳定的生产工作效益。