浅析露天煤矿开采工艺

 浅析露天煤矿开采工艺

白志华

现在山西忻州神达卓达煤业有限公司

摘要：露天开采是当今煤炭工业中一种重要的采煤方式，因其成本低、效率高、开采方便而被广泛使用。然而，煤炭开采会造成严重的环境破坏和一系列环境问题，以及水流失、噪音、地下水位下降、有机污染以及地下水和地表水的重金属污染。煤炭开采造成的环境污染严重阻碍了煤炭工业的可持续发展。因此，煤炭行业迫切需要在保证煤炭开采效益的同时，采取有效措施解决环境污染问题。

关键词：露天煤矿；开采工艺

就我国目前的情况来看，大部分露天煤矿开采效率不高，主要是落后的采矿设备数量有限。我国露天煤矿一般按物料流动的连续性分类，主要分为连续式、间歇式和半连续式三种。根据采矿工艺的不同，所选择的采矿设备会有一些差异，一般采用独立采矿工艺和组合采矿工艺两种，每种采矿工艺都有自己的特点。在露天煤矿的实际开采过程中，需要在表土裸露的情况下，选择最合适的时间使用连采工艺进行施工，半连采工艺更适合煤炭开采，而综合开采工艺更适用于一些比较大的煤矿的开采。

1 煤炭工业的意义

煤炭工业在我国国民经济中占有重要地位，我国也是世界上最大的煤炭消费国。煤炭是一次能源消费的主要组成部分，例如煤炭发电。从目前情况看，我国煤炭消费结构呈现多元化趋势。煤炭消费大户众多，主要包括电力、建材、钢铁、化工等，煤炭行业发展前景广阔。进入重工业化阶段，能源需求快速增长，民用煤需求潜力巨大。虽然煤炭工业在经济发展中发挥着重要作用，但煤炭开采带来的危害也应引起重视。大多数煤炭企业的生产技术相对落后，在开采过程中造成严重的浪费和环境破坏。因此，煤炭企业必须从资源和环境两个方面入手，引进创新的采矿技术。与地下开采相比，露天开采具有资源利用完全、回收率高、稀释率低、适合大型工程、矿山建设快、生产率大、劳动生产率高、成本低等优点。但需要除石除土，弃石量大，特别是深坑往往占用较多农用地，设备购置成本高，初期投资大。此外，露天开采受气候影响较大，对设备效率和劳动生产率有一定影响。

2 目前露天煤矿现场施工存在的问题

2.1 环境问题

露天煤矿对环境造成了一定的破坏，首先是地球资源的破坏。对于矿业公司来说，在采矿过程中直接开挖道路，不仅会破坏现有土地，还会影响周边土地的开发。同时，在采矿过程中，经常会占用部分土地，导致土地逐渐流失，对原有景观造成严重破坏。此外，掘进机开采后，弃岩无法正确定位，岩土结构被削弱，煤层序列逐渐混乱，不利于煤矿建设。二是水污染。在露天开采方面，许多工作面位于干旱地区。因此，施工期间可能会出现局部缺水的情况。在整个在采矿中，由于矿井水没有完全净化，工人直接排放，造成水污染。此外，水位下降不仅会影响矿山地下水资源，这将使供水变得特别困难。

2.2 安全风险

安全问题也是煤矿建设中出现的问题。一是山坡陡峭。由于许多采矿作业位于相对偏远的地区，环境相对孤立，因此对采矿作业的监管监督不足。同时，由于监管人员对煤矿建设过程中的安全问题不了解，没有进行认真的监管。此外，山坡又大又陡，在缺乏规章制度的情况下，会给煤矿建设带来严重的风险。其次，如果操作条件不规范，采矿安全风险会增加。电气设备不良不仅干扰矿山企业的安全运行，还会干扰采石场的建设。一些矿山企业在工作场所使用旧线无法及时更换，没有标准接线盒，有的厂家更换旧开关，导致旧线不符合安装要求。
3 现代露天煤矿开采技术

3.1 表土剥离工艺

表土剥离工艺存在两种方法：采用单斗或卡车进行间断开采；采用轮斗、排土机或者带式运输机进行连续开采。第一个过程适用于硬表土。例如，剥离物是结构致密、硬度大的岩石，如果采用连续开采方式，排水困难，容易堵塞表土，因此应采用间接开采方式。在这种情况下，应使用爆破技术进行采矿。第二种工法适用于硬度较低的松散表土，可用斗式挖掘机直接开采。另外，如果表层土壤或黏土黏度高、含水量高，则应使用单斗或卡车进行开采，不得使用皮带输送机，否则会降低排土场的稳定性。

3.2 泥灰岩剥离工艺

在采煤过程中，泥灰下部颜色较深，岩层较脆，密度均匀，有贝壳状裂缝。剥采泥灰岩时，可采用以下方法：一是间歇式开采采用单斗，连续开采采用轮式铲斗，两种开采工艺相结合。其次，铲车用于间歇性采矿；最后，铲车或皮带输送机用于半连续或破碎采矿。首采工艺将连续开采和间歇开采相结合，综合运用各种机械设备，提高开采效率。第二种开采过程非常可靠、灵活、适应性强且易于管理。第三种采矿工艺适用于汽车采矿，利用汽车的灵活性。
4 露天煤矿开采工艺优化

4.1 加强现场工作环境管理

露天矿山的工作条件尤为重要。如果工作条件符合安全标准，不仅可以提高采矿作业的安全性，还可以提高煤矿的建设质量。首先，需要检查露天矿山的大量电气设备，并在开关上安装适当的联锁装置，以改善地面设备并使其高效。更重要的是，必须将安全管理系统纳入某些采矿流程的设计中，并加强对这些流程的控制以确保其安全。此外，需要改进电气布线，以简化机械化操作，减少工人接触危险，并确保现场工人的安全。例如，轮式推土机可用于矿山或道路的修复，有效修复采石场道路，并确保道路的宽度和平整度符合设计要求。此外，机器必须配备防撞系统，当机器接近安全距离时，应向驾驶员发出多次警告，并作为预防机械事故的警告。在此期间，可以安装卡车交通控制系统，现场检查设备，维护现场秩序。此外，管理层必须带头领导施工现场，能够带头执行过程控制标准、管理、设备监控和操作程序，确保管理具有一定的可预见性，并在同时，加强安全培训和安全考核，强化风险防控能力，提升安全意识。

4.2 与煤电、煤化工企业一体化发展

目前，一些煤矿正逐渐成为燃煤电厂和煤化工企业的一部分。由于大部分煤矿所在地区的经济发展水平有待提高，运输资源成本较高。因此，为了获得更大的经济效益，一些矿山企业与合作企业附近的煤矿进行了合作，既可以提高煤炭利用效率，提高企业经济效益，又可以促进共同能源的发展。
4.3 提高员工的安全意识

安全意识会影响煤矿建设。因此，要进一步提高工人自身的安全意识，真正转变思想，科学防范一切安全隐患，确保施工阶段的整体安全。例如，可以在现场安装适当的危险标志并显示为公告板，让工作人员随时看到并更好地理解它。同时，安全人员可以分发一些培训资料，让现场工作人员可以看到和阅读这些风险管理知识，了解危险的来源。一旦在施工过程中发现了这些危害，就可以采取有效的预防措施，防止施工事故的发生。尤其应印制安全管理制度或制度中应采取的注意事项，以利于对现场人员进行煤矿安全管理活动的培训。其次，在企业中培养安全文化。对于一些矿业公司来说，加强安全文化是一个非常积极的发展。一方面，可以改善矿工的心态，增加他们对安全管理的兴趣，提高他们的自学能力。另一方面，有助于安全文化的研究，丰富工作内容。还可以开展与安全相关的活动，例如组织安全月、组织培训、推广安全文化和提高管理效率。

5结论

综上所述，我国煤炭总产量逐年增加，露天煤矿开采技术不断发展，煤炭开采理论逐步完善，煤炭开采事业长足发展。采矿过程正逐步向集中采矿和大型设备、连续采矿过程、智能矿山建设、环境保护和安全生产规划方向发展。因此，有必要对露天煤矿开采技术进行深入研究，以提高开采速度，从而促进我国煤炭开采业经济的可持续发展。

参考文献：

[1]曹雨.我国露天煤矿开采工艺研究[J].化工设计通讯,2020,46(03):14+23.

【作者简介】白志华1989年1月，男，汉族，山西宁武人。2021年毕业于中国矿业大学，采矿工程，本科学历。助理工程师职称；现在山西忻州神达卓达煤业有限公司，从事安全生产建设副总工程师职务。

工作单位：山西忻州神达卓达煤业有限公司

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