露天采矿技术及采矿设备的发展趋势

露天采矿技术及采矿设备的发展趋势

粟兴虎

四川鑫顺矿业股份有限公司610000

摘要：露天采矿是将矿体上的覆盖物移走以得到所需矿物的过程，露天采矿既包括露天煤矿开采，又包括露天煤矿开采。随着社会经济的不断发展，社会生产活动对能源的需求急剧上涨，露天采矿活动开展日益频繁。在露天采矿过程中不可避免的会使用到露天采矿技术及采矿设备，在能源开采技术更新速度不断加快的背景下，露天采矿技术及采矿设备也得到了一定的发展，正在朝着大型化、高效化的方向迈进。本文通过分析露天采矿技术及采矿设备的类型及其应用优势，指出了露天采矿技术及采矿设备的发展趋势。

关键词：露天采矿技术；采矿设备；发展趋势

伴随着工业生产的不断进步，社会生产活动对相关技术和设备的要求越来越高。我国作为工业大国，矿产是保障工业生产的基础，为了加快我国经济发展的脚步，增强我国综合国力，以最快的速度赶超发达国家，我国对露天采矿技术及采矿设备的研究和创新更加重视，在具体实践中不断总结经验并改进采矿技术及设备，在相关技术人员的不懈努力下，我国露天采矿技术及采矿设备得到了极大的改善，其功能优势更加明显，为提高矿产开采效率，保障矿产开采质量奠定了坚实的基础。

1、露天采矿技术

露天开采生产规模大，对效率要求高，成本相对于一般的矿井开采低。但是在开采的过程中需要占用大量的土地和耕地，并对土地造成一定程度的破坏，且受气候条件的影响比较大，开采作业难度相对较大。因此，需要借助先进的露天采矿技术及采矿设备以切实保障露天采矿作业的顺利开展。见图1、露天采矿作业主要包括穿孔、爆破、采装、运输和排土等内容，其中采装作业中需要用到交结充填采矿技术、盘区高分层充填采矿技术、陡帮开采技术等；在爆破作业中会用到微差爆破技术、预裂爆破技术、二次破碎技术等。

1.1开采技术

1.1.1胶结充填采矿技术

胶结充填采矿技术在传统采矿技术的基础上进行进一步的提升和完善而发展起来的，对提高矿产资源的回收率和开采率提供了有利的条件，同时可以对开采现场的地表起到一定的保护作用，大大提高了矿产开采的效率和质量，降低了开采成本，具有良好的经济和社会效益。但是这种开采技术对开采的条件的要求比较高，注重与矿床的匹配，其适用性相对较差。

1.1.2盘区高分层充填采矿技术

盘区高分层充填采矿技术主要是利用分层开采的原理，对不同的矿层进行开采作业，以提高开采的效率。一旦矿床具备分层的条件就可以采用这种技术，同时可以应用打大型的无轨采矿设备，大大提升标准分区上的采矿作业能力，如果开采作业进展顺利，每天可以达到八百多吨的开采量。但是这种开采技术对层间高度的划分要求比较高，不同的划分高度对采矿生产能力和效率都会产生一定的影响。

1.1.3陡帮开采技术

陡帮开采技术的在露天采矿中的应用比较广泛，经常被应用于大型的露天采矿作业中。陡帮开采技术在我国胜利露天煤矿开采作业中的应用，大大提高了煤矿开采的效率，为满足社会生产活动对能源的需求奠定了坚实的基础。例如，某矿产的矿权范围东西平均长为7.6KM，南北平均宽为4.98km，总面积达到了37.85，该矿床中的剥离物多为泥、砂岩等软岩，全矿剥采比平均为2.76，为了保障露天矿初期的开采安全，采取增大平盘宽度、减缓帮坡角的方法已保障边坡的稳定，并采用陡帮开采技术将矿床中煤矿全部采出。在此次实践作业中，陡帮开采技术展现出了初期剥离量小、基建工程量少以及建设周期短的优势，大大提高了露天采矿的效率和质量。

1.1.4爆破技术

目前我国露天采矿作业中经常会用到塑料导爆管系统大区微差爆破技术以及预裂爆破技术，在开采作业中如果采用微差爆破技术，只需要一周爆破一次，但是由于作业条件的限制，通常都是采用小规模的爆破作业。为了减轻爆破震动对边坡的影响，确保每一个台阶坡面的平整性，需要在临近边坡的地方采用预裂爆破技术。利用牙轮钻进在每个平盘的境界线处进行打孔处理，孔距应控制在2.5m-3.5m之间，并合理控制炸药的数量，以达到最佳的爆破效果。

1.2发展趋势

露天采矿技术受气候条件的影响较大，同时对环境的破坏程度高，为了满足现代经济发展的需求，我国露天采矿技术得到了进一步的发展和进步，与现阶段所倡导的生态文明建设发展理念向融合，降低了资源的损耗率，有利于节约资源，保护生态环境。同时在社会各界的帮助下，我国露天采矿技术的科技含量增加，开采效率显著提升，正朝着低耗能、高效率的方向迈进，有利于实现露天采矿作业的经济效益与生态效益最大化目标。

2、采矿设备

现阶段我国露天采矿作业所使用的采矿设备有拉斗铲、斗轮挖掘机、机械式单斗挖掘机、液压式单斗挖掘机、移动破碎站、排土及以及矿用大型自卸汽车等。

2.1常用采矿设备类型

2.1.1拉斗铲

拉斗铲是一种大型的步行挖掘机，主要应用于剥离作业，将大块的岩石搬运至较远的采空区，以保障露天采矿活动的顺利开展。这种采矿设备具有易安装、操作方便灵活、可靠性强的优势，在提高开采作业效率上发挥了显著的作用。

2.1.2斗轮挖掘机

图2斗轮挖掘机图

斗轮挖掘机是近几年才发展起来的大型采矿设备，具有效率高、灵活方便、可连续挖掘的特点，能够适用于多种类型的土壤层和岩石层。比如美国某公司生产的多轮斗式挖掘机其自重达到了150吨，功率为1800KW，每小时可以挖掘物料2500，相当于一万名作业人员的工作量，其工作效率难以想象。

2.1.3移动破碎站

当前的大型移动破碎站主要分为移动式和半移动式两种，其中移动式破碎站的工作位置可以随意移设，施工方便。移动式破碎站可以将现场的物理直接进行进行加工，不必再将其搬离现场，大大降低了物料运输的成本。

2.2发展趋势

2.2.1采矿设备大型化

随着矿产资源的开发力度不断加大，矿产开采的数量不断增多，为了满足矿产大规模的作业需求，大型采矿设备的应用越来越频繁。尤其是穿孔设备从喷火钻、冲击站发展成为现在的牙轮站，钻孔直径不断加大，钻孔效率也在不断提升。

2.2.2采矿设备智能化

智能技术的发展为采矿设备实现自动化目标奠定了基础，将智能技术应用于采矿设备中，对开采的过程进行实时的监控，及时发现和判断开采作业中的问题，并提出有效的解决方案，降低或避免开采失误，确保采矿作业的安全性。比如，一些采矿设备中安装有车载监视系统，可以对设备进行全方位的监控，提高采矿设备的使用效率，延长其使用周期。再比如，一些钻机上安装有GPS定位系统，以确保钻孔的精确性，提升爆破的效率和质量。

3、结语

综上所述，我国露天采矿技术及采矿设备在长期的应用实践中得到了大大的改善，其工作效率和质量不断提高，降低了采矿作业人员的劳动力度，具有良好的经济和社会效益。在相关技术人员的不懈努力下，我国露天采矿技术及采矿设备正朝着智能化、人性化的方向发展，将更符合现代露天采矿的需求，有利于推动我国露天采矿行业的稳定、健康发展。

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