露天采礦技術(shù)及采礦設(shè)備的發(fā)展探討

楊國(guó)華

摘 要：本文針對(duì)露天采礦技術(shù)及采礦設(shè)備的發(fā)展情況提出作者自己的見解，希望為相關(guān)工作人員提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：露天采礦 采礦技術(shù) 采礦設(shè)備

中圖分類號(hào)：D26文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-9082（2019）10-0219-02

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和工業(yè)水平的不斷提升，煤炭行業(yè)作為核心部分也隨之崛起，對(duì)采礦技術(shù)的新開發(fā)成為一項(xiàng)重要工程。隨著對(duì)露天采礦要求的不斷提升，為了進(jìn)一步提升露天采礦質(zhì)量與采礦效率還需要對(duì)露天采礦技術(shù)與采礦設(shè)備進(jìn)行革新與創(chuàng)造。相關(guān)的露天采礦企業(yè)還需要對(duì)當(dāng)前采礦技術(shù)與采礦設(shè)備進(jìn)行研究，并能夠?qū)崿F(xiàn)露天采礦技術(shù)與露天采礦設(shè)備協(xié)同發(fā)展，為露天采礦業(yè)的不斷發(fā)展與繁榮，露天采礦企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，促進(jìn)露天采礦進(jìn)一步發(fā)展。

黑岱溝露天煤礦位于鄂爾多斯高原，該露天煤礦所處的地理環(huán)境與自然環(huán)境相對(duì)比較惡劣，其設(shè)計(jì)原煤生產(chǎn)能力為 1 200萬 t/a。礦區(qū)表層黃土平均厚 49 m，中部巖石厚 54 m，下部煤層厚 24 m。在實(shí)際的露天采礦作業(yè)中，在黃土剝離中采用的工藝是輪斗-膠帶連續(xù)工藝系統(tǒng)，其中應(yīng)用到的機(jī)械設(shè)備為履帶式斗輪機(jī)、履帶式轉(zhuǎn)載機(jī)（皮帶車 A）、工作面膠帶輸送機(jī)及位于膠帶機(jī)上的軌道式電纜和漏斗車、滑翹式轉(zhuǎn)載機(jī)（皮帶車 B）、端幫膠帶輸送機(jī)、排土場(chǎng)膠帶輸送機(jī)及位于膠帶機(jī)上的軌道式轉(zhuǎn)載機(jī)、履帶式排土機(jī)、及膠帶移設(shè)用的履帶搬運(yùn)車等設(shè)備。原煤生產(chǎn)應(yīng)用的工藝是牙輪鉆機(jī)穿孔，在爆破作業(yè)結(jié)束之后再應(yīng)用單斗電鏟采裝爆破物。為了能夠有效的提升黑岱溝的開采效率與質(zhì)量，還需要對(duì)露天采礦技術(shù)與采礦設(shè)備進(jìn)行研究，對(duì)露天采礦技術(shù)與采礦設(shè)備的未來發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行深入的研究，從而提升露天采礦的效率與質(zhì)量，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

一、常見的露天采礦技術(shù)

就我國(guó)目前的露天采礦技術(shù)發(fā)展情況來看，露天采礦主要采取深入開采的方式，但是這樣的開采方式往往會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的傷害。而且很多時(shí)候由于采礦技術(shù)、采礦設(shè)備的更新比較慢就很難滿足露天采礦的不斷發(fā)展。目前露天采礦中使用比較廣泛的露天采礦技術(shù)來看，主要包括膠結(jié)充填采礦技術(shù)、陡幫開采技術(shù)以及爆破技術(shù)。

1.膠結(jié)充填采礦技術(shù)

在露天采礦技術(shù)中膠結(jié)充填技術(shù)是被應(yīng)用最廣泛的，在露天采礦中通過應(yīng)用膠結(jié)充填技術(shù)可以有效的提升露天采礦的工作質(zhì)量與工作效率，使得礦產(chǎn)資源的經(jīng)濟(jì)效益得到最大提升，該技術(shù)還能盡可能的控制與減少實(shí)際的采礦過程中可能產(chǎn)生的環(huán)境破壞問題。該露天采礦技術(shù)在實(shí)際的開采作業(yè)中還存在調(diào)配充填、開采的比例數(shù)量上存在較大的問題，如何實(shí)現(xiàn)二者的有效協(xié)調(diào)，從而保證露天采礦各項(xiàng)作業(yè)的順利展開是未來露天采礦作業(yè)中需要重點(diǎn)解決的問題。根據(jù)近年來我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展情況來看，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，膠結(jié)充填采礦技術(shù)中存在的問題已經(jīng)逐漸被解決，在問題解決的基礎(chǔ)上還對(duì)其技術(shù)進(jìn)行不斷的改進(jìn)與完善，在一些露天采礦中應(yīng)用膠結(jié)充填采礦技術(shù)對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，最終促進(jìn)露天采礦設(shè)備技術(shù)的進(jìn)一步向智能化、規(guī)范化、科學(xué)化的方向發(fā)展。

2.陡幫開采技術(shù)

隨著礦產(chǎn)開采中露天礦采礦技術(shù)不斷發(fā)展與實(shí)際應(yīng)用，其中所包含的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)越來越明顯，因此人們對(duì)露天采礦技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。隨著露天采礦技術(shù)的不斷發(fā)展，陡幫開采技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，在一些地理環(huán)境比較差、自然環(huán)境比較惡劣的地區(qū)就不適合使用該開采工藝技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)的工作難度會(huì)增加，礦采資源的開采效率也會(huì)受到影響降低。例如黑岱溝的開采中，由于該露天煤礦位于鄂爾多斯高原，該露天煤礦所處的環(huán)境在春季會(huì)面臨比較嚴(yán)重的風(fēng)沙問題，且礦區(qū)表層黃土平均厚 49 m，中部巖石厚 54 m，下部煤層厚 24 m。在實(shí)際的開采中運(yùn)用傳統(tǒng)的開采方式就很難獲得較好的開采效果。隨著露天煤礦開采技術(shù)的不斷完善，陡幫開采技術(shù)因?yàn)槠浣ㄔO(shè)工程量較小，且建設(shè)周期短的優(yōu)勢(shì)，就能較好的解決因?yàn)樽匀画h(huán)境、地理?xiàng)l件惡劣等影響露天礦產(chǎn)開發(fā)的隔離的影響因素，也能充分的體現(xiàn)露天采礦技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并逐漸獲得比較廣泛的應(yīng)用。

3.爆破技術(shù)

在露天采礦作業(yè)中使用比較廣泛的采礦技術(shù)還包括爆破技術(shù)，這種采礦技術(shù)在傳統(tǒng)礦產(chǎn)開采與露天礦產(chǎn)開采中都得到了廣泛的應(yīng)用。在露天礦采開采中應(yīng)用爆破技術(shù)主要是對(duì)微差爆破、擠壓爆破、孔內(nèi)微差爆破等工藝的應(yīng)用。通過應(yīng)用爆破工藝可以較好的解決礦產(chǎn)開采規(guī)程中遇到的諸如礦巖很難被爆破等多種問題。但是需要注意的是，在礦產(chǎn)開采中應(yīng)用爆破技術(shù)開采礦產(chǎn)是具有一定的危險(xiǎn)性，還需要在實(shí)際使用該工藝的過程中注意爆破可能存在的安全問題進(jìn)行重點(diǎn)預(yù)防。隨著我國(guó)信息技術(shù)、科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，關(guān)于爆破技術(shù)、爆破材料、爆破設(shè)備的研究就更加深入，一些新型的、危險(xiǎn)性較低的爆破材料和爆破設(shè)備都針對(duì)礦產(chǎn)開采進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)，在實(shí)際的工作中還必須對(duì)使用爆破品的安全性進(jìn)行全面的考慮，可以在爆破中使用銨油炸藥、爆藥雷管等多種新型的爆破產(chǎn)品，從而保證開采作業(yè)的順利展開。

二、露天采礦設(shè)備的未來發(fā)展方向

1.設(shè)備逐漸向大型化發(fā)展

在以黑岱溝為案例的大型露天煤礦開采的過程中，還需要對(duì)人力等進(jìn)行全面的管理，從而加強(qiáng)管控能力，盡可能的將損失控制在最小范圍內(nèi)。這也要求在未來的露天采礦設(shè)備進(jìn)行持續(xù)的開發(fā)與創(chuàng)新，從而促使露天采礦設(shè)備逐漸向智能化、大型化、機(jī)械化方向發(fā)展，在實(shí)際的露天采礦作業(yè)中能夠不斷提升露天煤礦開采的質(zhì)量與效率。通過對(duì)采礦設(shè)備的不斷改善與規(guī)范，從而使得露天采礦設(shè)備的功能能夠得到有效的提升。根據(jù)我國(guó)的研究，未來我國(guó)的采礦設(shè)備將逐漸向大型化方向發(fā)展。首先，露天穿孔設(shè)備的鉆孔直徑在不斷擴(kuò)大。在露天穿孔設(shè)備的發(fā)展中一共經(jīng)歷了四個(gè)階段，從磕頭鉆發(fā)展到牙輪鉆，露天采礦穿孔設(shè)備的直徑越來越大，在實(shí)際的作業(yè)中工作效率也得到了有效的提升。其次，露天采礦的裝載設(shè)備的斗容量也在逐漸增加。在露天采礦作業(yè)中需要使用到大量的裝載設(shè)備，其中電鏟是露天采礦作業(yè)中的必備裝載設(shè)備，就我國(guó)目前研發(fā)出來的最大斗容量電鏟型號(hào)為WK5700，斗容量可以達(dá)到53.5m，且該設(shè)計(jì)還擁有自主產(chǎn)權(quán)。最后，露天采礦運(yùn)輸設(shè)備的噸位在逐漸增加，因?yàn)樵诼短觳傻V運(yùn)輸設(shè)備比較廣泛的是汽車，在露天采礦的作業(yè)區(qū)應(yīng)用汽車作為運(yùn)輸工具不僅機(jī)動(dòng)性比較強(qiáng)，在爬坡作業(yè)上還存在較大的優(yōu)勢(shì)?；谶@一點(diǎn)，為了提升露天采礦的實(shí)際運(yùn)輸工作質(zhì)量，在部分露天采礦作業(yè)區(qū)內(nèi)運(yùn)輸所使用的汽車載重已經(jīng)達(dá)到了327t。但是，在該發(fā)展中也要相關(guān)的領(lǐng)導(dǎo)與開采技術(shù)負(fù)責(zé)人認(rèn)識(shí)到，雖然開采設(shè)備大型化發(fā)展能夠提高單機(jī)開采率，但是也在另一方面說明，一旦其中某一設(shè)備在開采中發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)開采作業(yè)受到嚴(yán)重影響。

2.設(shè)備逐漸向智能化方向發(fā)展

近年來我國(guó)的信息技術(shù)不斷發(fā)展，信息技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，露天采礦設(shè)備也逐漸向數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，在實(shí)際的應(yīng)用中還取得了一定的成績(jī)。就目前我國(guó)的露天采礦設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用情況來看，智能化設(shè)備越來越多，這對(duì)促進(jìn)我國(guó)的露天采礦作業(yè)效率與質(zhì)量提升具有重要意義。首先，可以將智能化技術(shù)應(yīng)用到露天采礦作業(yè)的車載監(jiān)控系統(tǒng)中。通過在露天采礦作業(yè)中的車載監(jiān)控系統(tǒng)提升其智能化技術(shù)，這樣就能夠更加及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)采礦設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督與管理，一旦發(fā)現(xiàn)采礦設(shè)備在作業(yè)的過程中存在一定的問題，首先就要對(duì)露天采礦設(shè)備的存在的問題進(jìn)行及時(shí)的反應(yīng)。就我國(guó)露天煤礦采礦設(shè)備中對(duì)車載監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)際情況來看，露天采礦企業(yè)能夠格局已經(jīng)設(shè)置的智能車載監(jiān)控系統(tǒng)和無線通信技術(shù)對(duì)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，明確采礦情況，從而有效的提升設(shè)備的使用率。其次，智能化技術(shù)也被應(yīng)用在露天采礦設(shè)備中的卡車調(diào)度系統(tǒng)中，在露天采礦作業(yè)中通過科學(xué)、合理的卡車調(diào)動(dòng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)采礦區(qū)的運(yùn)輸汽車進(jìn)行全面的了解，并對(duì)運(yùn)輸汽車采取有效的調(diào)控。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，通過應(yīng)用智能化技術(shù)使得露天采礦作業(yè)中的卡車調(diào)度系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)礦區(qū)內(nèi)運(yùn)輸?shù)钠嚨娜姹O(jiān)控，可以及時(shí)的向相關(guān)的領(lǐng)導(dǎo)部門匯報(bào)礦區(qū)運(yùn)輸汽車的實(shí)際運(yùn)行狀況。例如近年來，黑岱溝露天煤礦采用的采掘設(shè)備有輪斗挖掘機(jī)、單斗挖掘機(jī)（俗稱電鏟）、拉斗鏟以及前裝機(jī)。其中，單斗挖掘機(jī)中359B型6臺(tái)，WK-35型3臺(tái)，WK55型2臺(tái)，PH2800型1臺(tái)，WK-20型1臺(tái)，拉斗鏟8750-65型，前裝機(jī)為L(zhǎng)1350型1臺(tái)，992G型2臺(tái)，分別被用于剝離或采煤作業(yè)。但是，在黑岱溝采礦技術(shù)與設(shè)備發(fā)展中根據(jù)黑岱溝的實(shí)際發(fā)展情況來看，機(jī)械設(shè)備發(fā)展向大型化與智能化發(fā)展還需要結(jié)合實(shí)際開采來看，不宜過快采用或者是更新?lián)Q代，避免設(shè)備故障，可能會(huì)對(duì)露天煤礦的生產(chǎn)形成較大的壓力。

3.逐漸向人性化方向發(fā)展

在近年來的露天采礦設(shè)備的設(shè)計(jì)階段工作可以看出未來的露天采礦設(shè)備正在向人性化方面發(fā)展。在露天采礦設(shè)備設(shè)計(jì)的過程中要充分考慮到該設(shè)備在實(shí)際使用中是否兼具舒適性與安全性。在設(shè)計(jì)中要充分遵守“以人為本”的設(shè)計(jì)原則，采礦設(shè)備投入使用之后要盡可能的避免采礦過程中出現(xiàn)安全事故，還要在一定程度上緩解采礦中出現(xiàn)的疲勞問題，從而使采礦設(shè)備的操作工作人員能夠應(yīng)用舒適、安全的設(shè)備完成露天采礦作業(yè)，從而提升作業(yè)的效率與質(zhì)量。此外，在采礦設(shè)備的設(shè)計(jì)中相關(guān)的設(shè)計(jì)人員還越來越關(guān)注設(shè)備的造型與外觀，使得設(shè)備更加符合人們的審美，使采礦設(shè)備與露天采礦的環(huán)境更加契合。

三、露天采礦技術(shù)的發(fā)展前景

1.應(yīng)用分段填充的露天采礦技術(shù)

在露天采礦作業(yè)中應(yīng)用分段填充的采礦技術(shù)其中最重要的施工工藝就是要進(jìn)行分層開采。在該開采階段對(duì)相關(guān)的采礦技術(shù)、采礦工藝要求相對(duì)比較高，分層方向的選擇對(duì)分段填充采礦技術(shù)的開采結(jié)果會(huì)產(chǎn)生重要的影響。通過應(yīng)用分段填充采礦技術(shù)不僅可以解決分層方向難的問題，還能將露天采礦作業(yè)中的分層劃分為多個(gè)不規(guī)則的多段結(jié)構(gòu)進(jìn)行作業(yè)，這樣在一定程度上可以有效的提升露天采礦的工作效率。而黑岱溝露天煤礦的開采設(shè)計(jì)采用的是臺(tái)階式開采技術(shù)，這就導(dǎo)致應(yīng)用WK20出現(xiàn)采掘臺(tái)階超高，采掘帶超寬，采三幅不夠，采兩幅采不完的情況;應(yīng)用WKK55又會(huì)出現(xiàn)采掘帶偏窄，采兩幅不夠，采一幅采不完的現(xiàn)象。因此，在未來的開采中，就可以靈活的應(yīng)用分段填充采礦技術(shù)。

2.加強(qiáng)對(duì)露天采礦作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的穩(wěn)定性控制

在露天采礦作業(yè)技術(shù)之后，應(yīng)用一定的廢料來對(duì)采礦過后的空區(qū)進(jìn)行填充，這樣不僅可以有效的提升作業(yè)過程中能夠的安全性，避免相關(guān)的工作人員出現(xiàn)安全事故，還可以有效的提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。黑岱溝在實(shí)際的開采中為了避免各類事故，針對(duì)實(shí)際開采中作業(yè)設(shè)備，設(shè)置了專門的設(shè)備器械檢修崗位和檢修技術(shù)人員，盡可能的規(guī)避開采過程中出現(xiàn)各類設(shè)備問題，保證開采作業(yè)正常進(jìn)行。在實(shí)施開采作業(yè)之前往往會(huì)先應(yīng)用相關(guān)的設(shè)備對(duì)露天采礦的具體位置進(jìn)行分析，并結(jié)合相關(guān)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)還采礦區(qū)的開采情況先進(jìn)行預(yù)測(cè)，使得后續(xù)的開采工作能夠順利展開，有效的減少露天采礦種可能出現(xiàn)的安全事故概率。

3.應(yīng)用鉆探注漿施工工藝，并保證施工順序

在露天采礦作業(yè)中還可以用鉆探注漿施工工藝。要求在應(yīng)用該工藝之前，相關(guān)的施工作業(yè)者能夠先對(duì)施工人員的安全性進(jìn)行分析，還要對(duì)該露天采礦區(qū)的儲(chǔ)層的傾斜度、連接器上層壓力進(jìn)行分析，考慮到鉆探注漿液體的重力。在應(yīng)用鉆探注漿工藝的時(shí)候還需要對(duì)該施工工藝的施工程序進(jìn)行明確的規(guī)定，要求做到以下幾點(diǎn)：首先，在注漿施工的時(shí)候先要用注漿液對(duì)澆筑孔進(jìn)行填充，還必須要對(duì)澆注孔的澆注順序進(jìn)行明確的規(guī)定。其次，在對(duì)澆注孔進(jìn)行填充的過程中還要注意填充的順序，要保證先填充下部分然后再填充澆注孔的上部分。在澆注孔填充的過程中還要注意澆注使用的放下，還需要對(duì)露天煤礦的采空區(qū)順著塔下游的傾斜的方向，根據(jù)影響孔的范圍再?zèng)Q定澆注孔的澆注順序。

4.充填采礦工藝技術(shù)

充填采礦工藝技術(shù)在露天采礦中是一項(xiàng)比較重要的技術(shù)，在露天采礦作業(yè)中一旦發(fā)現(xiàn)某一環(huán)節(jié)的作業(yè)中采礦現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)不合理的地方，就可以及時(shí)的采取充填采礦工藝技術(shù)對(duì)該問題進(jìn)行處理。通過采取該露天采礦工藝也可以有效的提升礦產(chǎn)資源全面開采與開發(fā)的程度，使得礦產(chǎn)資源的利用率得到有效的提升。在露天采礦作業(yè)中應(yīng)用該工藝，還需要對(duì)露天采礦的具體位置、地理環(huán)境以及開采技術(shù)進(jìn)行全面的考慮，從而選擇充填采礦工藝技術(shù)，使得采礦作業(yè)能夠在相對(duì)比較安全的作業(yè)環(huán)境中完成。而且根據(jù)大量的露天采礦實(shí)際應(yīng)用情況來看，通過應(yīng)用充填采礦工藝技術(shù)還可以有效的降低采礦過程后者能夠發(fā)生安全事故的概率，保證各項(xiàng)采礦作業(yè)安全展開，保護(hù)工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

結(jié)語

綜上所述，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，在露天采礦作業(yè)中所使用的采礦工藝技術(shù)、采礦設(shè)備正在進(jìn)行高度的更新與改進(jìn)，提高礦山的生產(chǎn)力，最大限度的節(jié)約投資，從而降低成本，讓我國(guó)露天礦的開發(fā)有了非常廣闊的前景。我國(guó)露天采礦技術(shù)及采礦設(shè)備盡管得到了很大的提升，但是和一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有待提升。因此我們要結(jié)合實(shí)際，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，促進(jìn)露天采礦技術(shù)的不斷發(fā)展，使得露天采礦工作更加科學(xué)、合理、安全的展開，并獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。

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