我國露天礦山開采工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

李佳林

（太原重工股份有限公司技術中心，山西 太原 030024）

引言

人類社會的發(fā)展進步與自然礦產資源的利用技術密切相關。從發(fā)祥于古代中國的陶瓷文明和青銅文明到近代西方以發(fā)明蒸汽機為標志開啟的工業(yè)文明，其本質都是人類利用地球礦產資源的技術進步從而推動的人類文明和文化發(fā)展。因此，如何實現(xiàn)對自然資源的高效利用和創(chuàng)新轉化關乎人類文明的發(fā)展與進化。

1 我國露天礦山開采工藝的發(fā)展歷程

新中國建立以來，我國露天礦山的發(fā)展大體經歷了三個主要階段[1]：第1階段從建國到改革開放，開采工藝以單斗挖掘機+鐵道運輸占據(jù)絕對主導地位。當時建設投產的12座國有露天礦中，單斗挖掘機+鐵道運輸?shù)谋壤?3.33%。

第2階段從改革開放到2000年，以五大露天煤礦為代表，伊敏河、霍林河、平朔安太堡、黑岱溝、元寶山露天煤礦相繼投產，其中以1987年平朔安太堡露天煤礦建成投產為標志，國內露天礦開采工藝開始從單斗挖掘機+鐵道運輸為主轉向以單斗挖掘機+汽車運輸，進而轉向單斗挖掘機+移動破碎站（汽車+半移動破碎站）+帶式輸送機的半連續(xù)開采工藝。

第3階段從2000年至今，我國基本形成了以平朔礦區(qū)、準格爾礦區(qū)、勝利礦區(qū)、霍林河礦區(qū)、伊敏礦區(qū)、寶日希勒、白音華礦區(qū)和新疆礦區(qū)為第一梯隊的露天礦山集群，這些礦區(qū)的年生產能力均在千萬噸級以上，都采用了形式多樣的半連續(xù)組合工藝，尤其是連續(xù)工藝部分基本實現(xiàn)了自動化。

2 我國露天礦山開采工藝的現(xiàn)狀和特點

經過近40年的引進、吸收和發(fā)展，半連續(xù)開采工藝在我國的露天礦山得到了廣泛的應用。根據(jù)實際應用歸納總結，主要表現(xiàn)出以下兩大特點[2-3]：

1）應用形式多樣化。表1列舉了我國部分露天煤礦應用半連續(xù)工藝的情況?？梢钥闯觯鞯V山根據(jù)自身的開采運輸條件多樣化地組合應用不同的半連續(xù)工藝均較好地符合了各自的現(xiàn)實情況。

表1 我國部分露天煤礦應用半連續(xù)開采工藝情況

2）設備大型化和國產化。規(guī)模大、開采能力強是露天礦的顯著特點之一。與之相對應的半連續(xù)開采工藝設備也具有大型化的特點，目前礦山使用的破碎機能力在3000～7000t/h，有的甚至達到10 000 t/h。帶式輸送機的帶寬也從1 000 mm提高到1 800 mm，有的甚至達到2 200 mm。在半連續(xù)開采工藝中，單斗挖掘機及自卸卡車基本實現(xiàn)了國產化，大型破碎設備的國產化進程也在加快。

3 露天礦山開采工藝的發(fā)展方向和趨勢

目前，我國露天礦山在設備大型化、運輸系統(tǒng)自動化方面已經接近國際先進水平，但在智能化、礦山現(xiàn)代管理以及綜合治理等方面差距較大。

3.1 智能化無人礦山

20世紀80年代，西方發(fā)達國家就開始在井下礦實施無人開采，至今已建成一些像瑞典基律納鐵礦、澳洲皮爾巴拉鐵礦等的無人礦山。遙控智能化無人采礦是面對采礦惡劣環(huán)境時最大限度提高勞動生產率，更是最大程度保證采礦作業(yè)人員生命安全的最根本、最有效的方法，無疑是我國采礦工藝變革的方向。

目前，我國礦山僅是在半連續(xù)工藝中的連續(xù)工藝環(huán)節(jié)實現(xiàn)了自動化，整體來說還處于半自動化狀態(tài)，屬于向自動化和智能化的演進階段。此階段的主要任務首先是按照全面自動化來對現(xiàn)有采礦工藝進行升級改造，初步實現(xiàn)半智能化，進而實現(xiàn)遙控智能化無人開采。

3.2 綠色礦山

在國外，對礦山排出的廢水、廢氣、廢渣及粉塵、噪音等均有嚴格的技術標準，尤其強調礦山環(huán)境的綜合治理。近年來，發(fā)達國家開始倡導建立無廢料礦山和潔凈礦山。

十八大以來，伴隨著我國轉變增長方式、供給側結構性改革的推進，到十九大提出“綠水青山就是金山銀山”口號，綠色發(fā)展被提到了前所未有的高度。堅持綠色發(fā)展，推動資源節(jié)約和高效利用成為可持續(xù)發(fā)展的必要條件，促進人與自然和諧共處成為人民對美好生活追求的重要體現(xiàn)。

2017年5月，國土資源部、財政部、環(huán)境保護部、國家質檢總局、銀監(jiān)會、證監(jiān)會聯(lián)合印發(fā)《關于加快建設綠色礦山的實施意見》，綠色開采勢必成為未來礦山建設的基本要求。