露天采矿设备更新对采矿技术提高的促进

露天采矿设备更新对采矿技术提高的促进

张作红

内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司内蒙古呼和浩特010010

摘要：随着经济全球化发展，我国的矿产资源需求量逐渐增加，进而增加了矿产资源的供求压力。为了有效缓解这一矛盾，采矿开始逐渐深入发展，规模也不断扩大，采矿技术也随之大大提高，而为了提高采出率，露天采矿设备依旧需要不断提高。据此，本文主要对露天采矿设备更新对采矿技术提高的促进进行了详细分析。

关键词：露天采矿；设备；更新；采矿技术；提高

一、工程概况

某金矿区位于内蒙古赤峰市喀喇沁旗境内，采矿权面积为15.585m2，矿区北距赤峰市约50km，西距喀喇沁旗30km，铁路、公路都较为发达，交通运输方便。矿区自然地理位置处于内蒙高原东缘，努鲁儿虎山脉南段，属中低山区，海拔高程995.4-1234.0m，相对高差一般为50-100m，最大高差238.6m，区内山势平缓，坡角10°-20°，北缓南陡。沟谷开阔，河曲发育，矿区内第四系覆盖较小，植被稀疏，为矿区地质勘探工作提供了便利条件。矿区内山势低缓，各矿井与矿部间及各矿井间均有简易公路连通，且公路修建、维护较易，为矿山建设与生产提供了便利的交通条件。本区冬季严寒，夏季炎热，多季风，雨量稀少。矿区内村落稀疏，属于半农半牧区，主要农作物以谷子、黍子、玉米为主，牧业以羊为主。由于土质贫瘠，气候干旱，当地劳动力充足。附近有平庄煤矿、头道营子水泥厂等可为矿山提供充足的燃料、电力和建材。

二、露天采矿设备的智能化发展

（一）车载监控系统

主要用于监控设备的完好状态和提供相关的维护信息。现在，大型露天采矿设备的制造商，对设备的主要部件的重要参数都增设了监控和报警功能，可以通过无线通讯与中央计算机连接，对设备进行实时监控，对故障进行报警，及时通知维修人员进行处理。

（二）卡车调度系统

主要应用于露天矿山的优化运输生产中，从最初的应用于运输汽车的调度，发展成为全面提供实时数据和相关生产数据，进行实时设备监控，也是最基本的系统。

（三）GPS定位系统

由于GPS技术在露天矿开采中应用的主要障碍得到了很好的克服，GPS系统利用全球卫星定位系统进行卫星定位，精度可达1m以内，还有精度达到厘米级的高精度系统，在露天矿山的应用领域越来越广。

1、露天矿山地表测量

采用GPS系统可以完全取代传统的测量手段来进行露天矿地表测量工作，可以大大提高测量效率，主要表现在：其一，仪器安装方面。传统的测量仪器安装时间取决于地形、能见度和测量人员的工作熟练程度，而采用GPS系统只需简单打开设备，测量定位很快就会完成。其二，应用方面。GPS系统不受传统测量仪器在良好通视条件下才能正常工作的限制，不受气候和光线条件的限制，在大多数气候条件下都能工作。其三，灵活性。使用GPS系统进行测量，测量人员不需要步行到测量区把仪器安置在固定点上，可以在排土场、车辆上进行满足精度的测量。其四，可利用性。传统的测量仪器不仅结构不够紧凑，带有大量活动附件，而且时间久了容易损坏，维修也不方便，费时费力。GPS系统没有活动部件，是一个固定的整体，不易损坏。

2、露天开采设备作业优化和控制

首先，钻机精确定位与作业控制。可以实现钻机的精确定位，大幅度减少现场测量工作量，炮孔布置精度高、时间短，大幅减少超钻和欠钻现象，为制定出更好的爆破设计方案创造了更好的条件。其次，装载设备作业优化控制。通过无线传输系统，工程技术人员可以把生产计划从控制中心发送到装载设备上的GPS系统，系统可以实时记录装载设备的工作进程，及时把信息反馈给控制中心，进行存储和分析。其次，卡车跟踪系统与优化调度。露天矿运输作业成本约占总成本60%，大型露天矿中电铲和汽车调度是矿山管理的重要内容，通过GPS卫星定位和多频道无线电通信，可以实现车-铲-调度室之间的信息传递。

3、露天矿卡车运输安全预警

GPS系统能够自动实现对卡车进行定位跟踪，在卡车接近公路边缘或卸矿场、排土场的边缘时，以及卡车相互靠近到危险距离时，能及时地发出预警信号。

4、露天矿高边坡位移监测

基于GPS系统的高边坡自动监测技术具有独特的优越性，这是一套基于无线数据通讯的系统，能够连续收集边坡移动的数据，输送到采场办公室的计算机进行数据存储和运算，根据数据分析可以得知采场各处边坡的稳定情况，并及时进行报警，克服了传统测量方法的诸多缺陷。

三、露天采矿工艺分析

在矿山的开采过程中，露天采矿是其中主要的开采方式。根据相关数据统计，在过去的几年中，露天开采的矿石产量差不多是地下开采的矿石产量的6倍，露天矿石的开采量大概是85%，而地下矿石开采量大约为15%。出现这种情况主要是山于地下矿石开采技术有限，而露天矿石技术水平较高。但是也由于过去过度地开采露天矿石，导致现在和未来露天的浅部矿石资源可供开采量十分有限，需要提高矿石开采技术，开采更多的深部矿产资源，深部资源勘探技术将会得到较快的发展。露天采矿工艺也将向综合化方向发展。

四、露天采矿设备更新对采矿技术提高的促进作用

随着露天采矿设备向着大型化和智能化的方向不断发展，对新的采矿技术的更新和既有矿山的运输系统改造起到了巨大的推进作用。

（一）采用大区域微差爆破

随着大型智能化钻机不断在大型露天矿山投入使用，使钻孔效率、精度不断提高，大区域微差爆破技术得到广泛应用，大大提高了生产效率。

（二）应用深凹露天矿高效开发技术建设新矿山

加大露天矿的最终边坡角，采用并段或多级并段的靠帮工艺，采用高台阶或竖分条开采以提高工作帮的坡角，降低生产剥采比，节约建设成本。

（三）改造既有凹陷矿山的运输系统

根据既有矿山的实际，充分发挥既有矿山铁路的优势，对铁路和机车车辆进行改造，使用汽车——铁路联合运输、汽车——胶带运输系统、汽车——提升机运输系统，降低生产成本，可以加大凹陷矿山的经济合理开采深度，甚至可以使用到露天开采的后期。

（四）增加露天矿山开采的安全性

很多的大型露天采矿设备的投入和运用，大大削减了设备的投入总量，下降采场内的设备密度，减少操作人员，人工费下降20%以上。同时，随着设备的安全功能和相应安全功能的可靠性的不断改进，使采场开采的安全性不断提高。科技的不断前进，推动露天采矿设备向着大型化、智能化和人性化方向迅猛开展，同时又活跃推动采矿技术的更新前进，提高了矿山的生产力，节省了出资，下降了成本，对中国低档次、边界档次大型露天矿的开发提供了很好的开发前景。在不远的将来，我们乃至能够在新矿山开发建造之前，经过建立模仿采矿系统进行经济比较，向虚拟采矿方向开展。跟着微电子技术和GPS的扩展使用，为无人驾驶矿用轿车的研制和投产，创造了有利的条件。

结语

综上所述，随着科技的不断进步，露天采矿设备逐渐朝着大型化、智能化、人性化方向快速发展，并且进一步推进了采矿技术的更新，提高了矿山的生产力，大大节约了投资和成本，这就对我国大型露天矿的开发朝着较好的开发前景。在未来，还可以在新矿山开发建设前，通过模拟采矿系统，进行经济比较分析，朝着虚拟采矿方向发展。随着微电子技术和GPS系统的广泛应用，从而为无人驾驶矿用汽车的研发和投产，奠定了有利的基础。

参考文献

[1]李恒武.探究露天采矿技术及采矿设备的发展形势[J].科技创新导报,2012(32):62-62.

[2]梁宏伟,王愈芬.露天采矿技术及其采矿设备的发展[J].建筑工程技术与设计,2014(11).

[3]詹涛涛,辛立志.露天采矿设备更新对采矿技术提高的促进[J].城市建设理论研究:电子版,2014(19).

[4]张子龙,李虎卫,刘清泉.露天采矿设备更新对采矿技术提高的促进[J].城市建设理论研究:电子版,2015(16).