露天采矿技术及其采矿设备的发展

摘 要：对于采矿技术的深入研究，对提高我国矿产品产量、促进我国经济发展方面有着十分重要的意义。该文笔者主要针对露天采矿技术以及采矿设备的发展进行简单的探讨。

关键词：露天采矿 采矿技术 采矿设备 发展趋势

1 露天采矿技术概述

1.1 露天开采技术、工艺更加成熟

目前，我国有大约80%的大型露天矿已经进入到深凹开采的阶段，这就造成了作业环境的日益恶化，而且受到开采技术条件以及设备生产能力的影响，开采效率低，成本高。因此，为使这一现状得到有效的改善，必须要从提升露天开采整体生产能力的角度出发，充分运用科学技术，促进开采效率的提升。分期开采陡帮扩帮技术具有初期剥离量小、基建工程量小、建设周期短等特点，在露天开采工程中获得广泛的应用。

1.2 爆破技术

爆破作业是露天开采中一道重要的工序，逐孔起爆技术、大区间微差爆破、孔内微差爆破、控制减震爆破技术等都得到广泛的应用，并且使难爆矿岩的破碎块度问题和爆破减震问题得到了有效的解决。随着各种新型的炸药以及爆破器材的产生，如：铵油炸药及各种衍生含水炸药、防水浆状炸药、非电导爆管、数码雷管等，新型爆破材料和器材的运用使得爆破精度不断提高，爆破质量也不断提升，在爆破安全方面也获得了更为有效的保障，大型露天矿山穿孔爆破工艺数字化系统研究和应用，实现了传统穿孔爆破工艺技术的变革。

2 露天采矿技术及设备发展历程

当今，露天开采技术又上了一个新的里程碑，以下就对相关的一些技术介绍给大家，希望对大家有所帮助。

2.1 穿孔爆破技术

以往传统的穿孔爆破工艺技术，被使用在上个世纪美国等发达国家的采矿作业中，这种技术运用的设备较简单，且价格便宜，因此被广泛应用在中小型的露天矿山。随着爆破技术和相邻学科的发展，特别是岩体结构力学、岩石动力学、断裂损伤力学和计算机模拟爆破技术的发展，使爆破理论的研究更实用化、系统化了，穿孔技术的核心部分已经逐渐向自动化功能不断延伸和发展。

2.2 采装运输工艺技术

装运工程技术的发展是在设备连续化发展的基础之上进行的，在电铲和液压铲的共同施工的条件下，对露天矿山进行开采作业，这种设备的性能特点使其具有很大的产能和可靠性。运用在矿山地质软、硬两种土岩中，同时这种设备的灵活性比较好，且价格低廉，受到广大矿山开采商的青睐。

3 露天分期开采陡帮扩帮技术，开采工艺已基本成熟，运输方式走多样化、高效化的特色

3.1分期开采陡帮扩帮是相对于全境界而言，其特点是临时工作帮坡角一般在20?～35?之间，有时也可以达到40?以上。而传统的水平分层采剥法的工作帮坡角缓，当采用汽车运输时Φ=12?～18?。缓帮开采的主要特点是：基建剥离工程量大，投产时间、新水平准备时间长，生产剥采比大，初期投资高，经济效果不佳，边坡暴露时间早，维护工程量大。而分期开采陡帮扩帮法是把采场分成采矿区段和扩帮剥岩区段，采矿工作面和扩帮工作面分别在不同标高各自进行独立作业，其间留有较陡的工作帮，并同时保证采矿和扩帮相适应。分期陡帮扩帮法的最大优点是可降低露天矿的初期生产剥采比，减少基建剥离量，早见矿、早投产，推迟剥离洪峰，有利于矿山的发展。

3.2 高台阶开采

露天矿高台阶开采理论，是将露天矿的台阶高度从现在的10m～15m提高到30m～80m，中心目的是为了提高露天矿的开采强度，减少采准工程，提高效率，减少同时工作台阶数，提升集中化开采程度。而建立新的露天开采模型和工艺技术，如何在高台阶的条件下研发出全新的穿孔爆破设备和工艺技术，制造出高效，挖掘高度高的采装设备，国内外的经验证明，露天矿实行高台阶开采，可以增加分层矿量，加快下降速度，相应提高露天矿的生产能力，减少剥岩工作水平数，有利于集中作业，减少采场内运输线路修筑和维修工作量。本人认为，根据我国露天矿大型化改造的客观条件，台阶高度要逐步过渡到15m，并进行18m段高试验是可行的。

4 露天采矿设备的未来发展方向

4.1 设备逐渐大型化

就矿业本身而言，一座大型矿山开采时要动用大量的人力物力，管理不好会造成很大的浪费，正是考虑到这一点，我们对于矿业的开发开采要不断推广机械化、自动化、大型化和智能化。这样做即有效地提升了工作效率，也是矿业发展的必然趋势。在采用先进的大型设备的同时我们不能满足于现状，要大力的推动改革创新，真正做到改革完善发生在我们身边时时刻刻，只有这样才能不断的推动技术的不断地发展，才会有更先进的设备产生，更先进的技术来替代传统的技术。

4.2 设备应用智能化

实现矿山的基础信息采集、传输、存储和表述的数字化，矿山地质测量过程的可视化、数字化，开采设计、生产计划编制的数字化和生产经营参数的最优化，生产调度指挥的数字化是矿山信息化的发展方向。通过将采矿设备的智能化与目前的电子信息化相连接，促进采矿系统的功能更加完善、健全。

4.3 露天采矿设备的不断发展促进了采矿工艺技术的革命

随着露天采矿设备向着大型化和智能化的方向不断发展，要求新的采矿工艺技术要适应大型化、集中化、智能化的作业条件，矿山的运输系统要向连续化和半连续的发展方向进行研发。

4.3.1 穿孔设备的大型化和智能化升级为在露天矿推广应用大区间微差挤压爆破技术提供了前置条件

随着大型智能化钻机不断投入使用，使钻孔效率、精度不断提高，大区间微差爆破技术和压碴逐孔起爆技术得到广泛应用，改善爆破质量，减少了爆破频率，提高了爆破效率和生产效率。

4.3.2 应用深凹露天矿新的高效工艺技术改造老矿山

提高露天矿的最终边坡角，采用并段或多级并段的靠帮工艺，采用高台阶或分条开采（多分期开采）技术以提高工作帮的帮坡角，降低生产剥采比，节约建设成本和生产成本，是露天矿建设和发展的方向。我国露天采场最终边坡角一般均小于45?，比国外同类矿山小5 ?左右。

4.3.3 积极改造现有凹下露天矿山的运输系统，积极发展联合运输

首先是在深凹采场，采用间断―连续生产工艺，使用胶带运输机运输矿岩，在采场内设半固定破碎站，如大孤山铁矿，石人沟铁矿已建成，并发挥重要作用。其次，对现在使用铁路运输的采场，增设转载站，采用铁路―汽车联合运输；对于采用单一运输的采场，当延深高差大时，可考虑汽车―胶带联合运输系统。

4.3.4 增加露天矿山开采的安全性

大量的大型露天采矿设备的投入和使用，大大减少了设备的投入总量，降低采场内

的设备密度，减少操作人员，一般可使人工费降低 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善，使露天开采的本质安全不断提高。

5 结语

随着科学技术的不断进步，露天采矿工艺技术也在不断的变革，采矿设备也逐渐向着大型化和智能化方向的发展，设备的不断进步同时又促进了采矿工艺技术的不断变革。采用高效率大型采、装、运矿山设备，逐步实现矿山辅助作业机械化，逐步缩小和发达国家的差距，通过对老矿挖潜和技术改造，保持和扩大现有矿山的生产规模十分重要。

参考文献：

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