露天煤礦開采理論及工藝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

袁子文

摘要：改革開放以來(lái)，我國(guó)的綜合經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，推動(dòng)著我國(guó)露天煤礦事業(yè)持續(xù)進(jìn)步。露天煤礦建設(shè)是煤炭能源開發(fā)利用發(fā)展的必然結(jié)果，而能源高效利用是推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。在煤炭資源的開采過(guò)程中，必須考慮煤炭資源利用條件和開發(fā)環(huán)境，通過(guò)借鑒國(guó)外先進(jìn)開采技術(shù)，不斷改進(jìn)、創(chuàng)新、優(yōu)化我國(guó)煤礦開采工藝。

關(guān)鍵詞：露天煤礦;開采理論;工藝技術(shù);發(fā)展趨勢(shì)

露天煤礦的快速發(fā)展，首先是實(shí)現(xiàn)了在露天礦開采理論方面與國(guó)際先進(jìn)開采理論的接軌和融合，建立起我們自己的露天開采理論，在某些方面還形成了獨(dú)特的理論優(yōu)勢(shì)，其次是世界上最先進(jìn)的4種典型露天開采工藝在中國(guó)得到成功應(yīng)用與發(fā)展。

1 露天煤礦開采工藝選擇原則

第一，經(jīng)濟(jì)效益原則。在選擇開采工藝時(shí)，首要考慮企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，必須遵循市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)律，重視建礦初期經(jīng)濟(jì)效益，以最少的投資快速獲取較大的經(jīng)濟(jì)效益，緩解煤礦前期資金投入壓力;第二，不同環(huán)境條件不同開采工藝。在選擇開采工藝時(shí)，應(yīng)該結(jié)合露天礦建設(shè)區(qū)域地形、地貌等特征，選擇合適的施工工藝;第三，資源賦存條件與煤礦建設(shè)規(guī)模目標(biāo)。在選擇開采工藝時(shí)，需要考慮露天煤礦資源賦存條件和建設(shè)規(guī)模目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)煤礦的滾動(dòng)可持續(xù)發(fā)展;第四，設(shè)備選型。在選擇開采設(shè)備時(shí)，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)貜氖略O(shè)備駕駛員數(shù)量，同時(shí)盡量選擇高科技、大型的開采設(shè)備，降低人員、設(shè)備投入量，以減少人的不安全因素，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效、經(jīng)濟(jì)效益最大化目標(biāo);第五，露天開采受氣候影響較明顯，選擇開采工藝必須研究和分析煤礦建地氣候。

2 露天煤礦開采工藝及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 半連續(xù)工藝應(yīng)用更廣泛

我國(guó)煤田的自然賦存特點(diǎn)、氣候條件等，決定了輪斗-帶式輸送機(jī)連續(xù)工藝受氣候、硬巖等條件限制，應(yīng)用受到局限;拉斗鏟無(wú)運(yùn)輸?shù)苟压に囍粦?yīng)用于部分條件適宜礦田的部分剝離工作中，而我國(guó)大多數(shù)露天煤礦開采的煤層傾角、巖石硬度、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度以及氣候條件等因素使得半連續(xù)工藝得以重視，從而得到廣泛的應(yīng)用。近幾年，全球內(nèi)單斗—自移式破碎機(jī)—帶式輸送機(jī)半連續(xù)露天開采工藝得以新一輪的快速發(fā)展，大型自移式破碎機(jī)在澳大利亞Goonyella露天煤礦已穩(wěn)定運(yùn)行10多年，該半連續(xù)工藝作業(yè)成本比傳統(tǒng)單斗—卡車工藝降低50%以上，能有效解決卡車運(yùn)輸成本高、尾氣排放污染大氣環(huán)境以及輪胎、備品備件供應(yīng)不及時(shí)的問(wèn)題。盡管國(guó)內(nèi)露天煤礦受投資控制、外包經(jīng)營(yíng)模式的影響，露天礦單斗—自移式破碎—帶式輸送機(jī)半連續(xù)工藝應(yīng)用范圍還不廣泛，但其本身具有的節(jié)能、環(huán)保、安全、高效等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 表土剝離工藝

表土剝離工藝存在兩種方法：一是單斗—卡車間斷式開采;二是輪斗—排土機(jī)或者帶式運(yùn)輸機(jī)連續(xù)開采工藝。第一種工藝適用于硬度高的表土，如剝離物結(jié)構(gòu)緊密、硬度大的巖石，如果采取連續(xù)開采方式，很難解決疏排水問(wèn)題，容易堵塞表土層，所以應(yīng)該采取間接開采方式，這種情況下，應(yīng)該通過(guò)爆破技術(shù)輔助進(jìn)行開采。第二種施工工藝適用于松散、硬度小的表土，可以采用輪斗挖掘機(jī)直接開采。

2.3 端幫采煤機(jī)得到應(yīng)用

國(guó)內(nèi)露天煤礦端幫、邊幫露頭煤較多，由于受采區(qū)邊界開采限制、開采成本原因（剝采比）、井工轉(zhuǎn)露天等情況，部分資源不能充分回采，造成資源浪費(fèi)，影響露天礦山經(jīng)濟(jì)效益和一定程度上的環(huán)保問(wèn)題。隨著新技術(shù)—露天端幫采煤機(jī)技術(shù)的發(fā)展，端幫采煤機(jī)直接于垂直端幫方向開掘巷道，巷道之間無(wú)需支護(hù)，也不用錨桿，采用預(yù)留煤柱來(lái)支撐山體，端幫采煤機(jī)可對(duì)端幫壓煤長(zhǎng)度300m以上進(jìn)行開采，在合法、安全的前提下，開采大量端幫壓煤，利用少量人力物力有效提高資源回收率，從而提高生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 露天開采設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)

①當(dāng)前我國(guó)露天煤礦許多大型化、先進(jìn)化、環(huán)?；O(shè)備已實(shí)現(xiàn)自發(fā)研究生產(chǎn)，一定程度上扭轉(zhuǎn)了國(guó)外裝備壟斷消費(fèi)市場(chǎng)的局面，為我國(guó)露天煤礦大規(guī)模、機(jī)械化、高效化、環(huán)?；l(fā)展創(chuàng)造了條件;②大型露天煤礦要求大規(guī)格的高效開采設(shè)備，同時(shí)裝備充分利用數(shù)字及信息化技術(shù)的新成果，加速了智能化的發(fā)展，同時(shí)，露天裝備應(yīng)更加注重工人的工作環(huán)境、健康問(wèn)題、可操作性、舒適性等人性化的設(shè)計(jì)理念;③隨著信息化、自動(dòng)化和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，如無(wú)人卡車的現(xiàn)實(shí)（位于澳大利亞西北部的皮爾巴拉地區(qū)是聞名于世的鐵礦石產(chǎn)區(qū)），實(shí)現(xiàn)智能化、高效化，徹底解決了人為造成的安全問(wèn)題，通過(guò)無(wú)人智能卡車運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)穩(wěn)定，有效保障了生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，企業(yè)效益將顯著提高。

3 結(jié)語(yǔ)

開采工藝逐漸朝著開采集中化和設(shè)備大型化、開采工藝連續(xù)化、智能化礦山建設(shè)、環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)規(guī)劃化等方向發(fā)展。因此，需要深入研究露天煤礦開采工藝，開創(chuàng)露天煤礦發(fā)展新局面，提高礦產(chǎn)資源開采率，從而推動(dòng)我國(guó)煤礦經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙紅澤，甄選，厲美杰.中國(guó)露天煤礦發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國(guó)礦業(yè)，2016，25（6）12-15.