有关采矿技术及采矿设备发展形势的探讨

摘要：通过不断创新与探索，矿业的资源开采技术目前已经取得了不错的成绩，但目前随着成本不断增加，效率保持不变，已经不再满足当前日益增长的社会市场需求，急需进行改革创新，对采矿的技术与设备进行升级。随着地势复杂多变，为了满足现代不同条件更多开采任务的需求，在采矿技术和设备上提出了更高的要求。

关键词：露天采矿；技术；设备；发展

中图分类号：C35文献标识码： A

一、露天采矿的技术方法

1陡帮开采

我国大部分大型露天矿已进入深凹开采，采场作业条件逐年劣化，采运设备陈旧老化，效率降低。而陡帮开采的方式具有初期剥离量小，基建工程量少，建设周期短和最终边坡暴露时间短等优点，因此要想从根本上改变矿业面貌，提升整体生产能力，必须依靠科学技术，提高科技贡献率，增强工企业活力，以求得可持续性发展。

2高台阶采矿

随着露天开采设备大型化的发展，国外一些矿山研究并采用高台阶开采工艺。我国对高台阶开采技术的研究起步较晚采用高台阶开采的露天矿不多，台阶高度最大也只有14m～15m。近几年来，我国大型露天矿装备水平有了很大提高，采10m3 以上的大型挖掘设备逐渐增多，为高台阶开采新工艺的实施提供了有利的技术保证。

3露天采矿的爆破技术

爆破作业是矿山生产的重要工序。控制爆破技术广泛应用挤压、微差爆破、孔内微差爆破大爆区微差爆破等技术能够有效的解决难爆矿岩的破碎块度问题和爆破减振问题。此外，随着新型炸药以及爆破器材不断问世，比如铵油炸药及各种衍生含水炸药、防水浆状炸药、爆药雷管、电子雷管、塑料导爆系统、气爆系统等新型爆破器材的使用，有效地提高了爆破精度、改善了爆破质量、加强了爆破安全。

微差爆破

露天矿目前采用塑料导爆管非电起爆系统大区微差爆破技术。大区微差爆破一般1星期只需爆破1次，可满足采矿和剥离的需要，但受作业条件的限制，平时只搞小规模爆破，满足1 台电铲2～3 天的采剥量即可。爆破所用炸药为水胶炸药和2#岩石炸药。水胶炸药防水性能好，安全稳定、敏感性比2#岩石药差，孔内积水装水胶炸药，无水时装岩石炸药。装药方式为连续装药。由于水胶炸药价格大幅度上涨，袋装乳化炸药，在一定程度上降低了因炸药价格上涨造成的成本提高的幅度。引爆器材为非电系统塑料导爆管，具有传爆稳定，抗杂散电流、静电、射频电，抗水性能好的优点。导爆管与雷管、联接传爆元件、引爆元件组成导爆管非电起爆系统。起爆形式采用大孔距小抵抗线起爆形式，孔内微差，孔外分区（规模较大时采用），排间微差时间控制在45ms左右，这样可以较好地破碎岩石，降低爆破震动效应。炮孔充填用牙轮钻屑，充填深度6m 左右。

预裂爆破

为了减轻爆破震动对边坡的影响，并保证每个台阶坡面平整，临近边坡采用预裂爆破。用现有的牙轮钻机在每个平盘的境界线的坡底线打垂直孔孔深为台阶高度，孔距2.5m～3.5m，空气间隔不偶合袋装乳化炸药，导爆索捆扎药卷同段微差导爆管起爆。

4排土技术

排土技术是露天采矿过程中必不可少的生产工序，它不仅关系生产规模的扩大，而且体现着运输和排土的技术经济效果。排土方式取决于开拓运输方式，而排土场的稳定性及病害治理则是排土场能否长久使用的关键。矿采用汽车推土机排土方式，该方式具有机动灵活、爬坡能力大等优点，适用于任何地形条件，可堆置山坡形和平原形排土场，即高台阶和多台阶排土场且排土线路建设快、投资少、容易维护，其排土工艺和土场技术管理也比较简单。在排土过程中，该矿采用灵活机动的排土方法，有单台阶排土，高差达80m 以上的，也有多台阶分层排土，每层20m～30m 不等。按每个土场布置一台堆土机配合汽车排土作业。排土运距最长的3.6km，最短的也有2.4km，排土量近几年在7Mt～8Mt 以上，最大高差达130m 以上线路坡度达8%。露天矿排土技术与排土场治理发展趋势有3 个方面，一是采用高效率的排土工艺，提高排土强度；二是增加单位面积的排土容量，提高堆置高度，减少排土场占地；三是排土场复垦，减少环境污染。

二、露天采矿技术发展与趋势分析

目前，随着矿业资源本身的需求增多，以及工装设备的不断发展，国内外对于露天矿的开采技术发展也进行了一场深化的改革。从技术上来讲，开采规模不断扩大、生产连续化程度提高，装备更加现代化。采用的几种主要的开矿技术都有了明显的改革提升。随着我国对资源与环境的保护政策不断加强，在未来的露天开矿中，开始走向绿色环保的道路，建立了低能耗高效率的先进工艺流程，做到少排放，多生产，既不对环境产生较大的破坏，同时满足市场的需求

开采顺序由单一的纵向布置向横向布置方式发展，施行强化开采，提高工作线推进速度，为资源均化搭配创造条件。采用组合台阶、分期开采、陡帮开采，以便均衡生产剥采比。除了技术的发展外，还有设备多样化发展趋势。另外国外在露天采矿时特别注意对自然环境的保护，我国在未来的露天采矿中，也需要坚持低能耗、高效率技术理念，保持周围的景观不受严重影响。

三、露天采矿设备的发展趋势：

1.近年来，采矿设备一直朝向大型化方向发展。

1.1露天装载设备的斗容不断增大。大型露天矿山装载设备主要包括：电铲、液压挖掘机和轮式装载机。电铲一直是大型和特大型露天矿山的主导装载设备，哈尼希费格公司生产的P＆H5700型电铲的斗容量为53.5m3，我国太原重机生产的具有自主知识产权的电铲WK-55的斗容量达到55m3。液压挖掘机和轮式装载机具有很多优点，如投资少、设备更新快、易于实现无级调速和控制等。随着科技的进步，液压挖掘机和轮式装载机也在不断推出大斗容的产品，进入大型露天矿山的施工现场。小松公司生产的PC8000挖掘机斗容量达到48m3，卡特彼勒公司生产的Cat994轮式装载机斗容量最大达到31m3。

1.2.露天运输设备的吨位不断增大。汽车具有爬坡能力大、转弯半径小的优点。汽车运输机动灵活，特别适合需要均衡配矿和多点作业的矿山，成为现代露天矿山的主要运输方式。为适应露天矿山大型化发展的需要，矿用汽车的有效载重也在不断提高，卡特彼勒公司生产的Cat797矿用汽车有效载重达到326t，利渤海尔公司生产的T282电动轮矿用汽车有效载重达到327t。

2.露天采矿设备向智能化发展

随着现代技术的发展，车载视频系统已经开始应用于露天采矿业，为安全生产提供了强力的保障。GPS系统的应用，大大提高了露天矿山测量的效率，同时也提高了准确度；现代汽车安全技术极大地提高了采矿设备的安全生产系数。除此之外，露天采矿设备也开始向着人性化发展方向迈进。随着电子技术的发展，更多的自动控制技术、电子信息技术与网络技术开始应用于设备性能提升上，对自动化水平的提升、安全防护以及智能化发展提供了更加全面的思路。通过计算机与网络技术，对矿山三维空间进行描述，建立生产管理系统，指导设备进行精确开采。在露天采矿的设备与生产管理中，增强智能化系统研究，促进了生产力的提升。

随着矿区地形的复杂多变，存在当前设备不能满足生产需求的问题，这就需要采用特定化的设备与工装。设备生产企业面对市场需求，也在不断开发个性设备，在较短的制造周期内设计生产完成需要定制的设备，满足多种情况的露天采矿。露天采矿设备的个性化发展已经不再只是单纯的开采设备，而针对主要设备、辅助设备以及其他工装等进行的全面生产方案制定。设备服务商不但需要保证设备的性能与使用需求，同时对与设备相关的配套均需要进行进一步研究，协助采矿单位完成整体开采流程最优化，达到共同双赢的目的。个性化、全面化设备是未来生产力提升的关键，单一的产品不再满足社会经济发展的需求

总结：

随着我国国民经济的高速发展，带动露天采矿业发展的同时也给其带来一定的冲击。我国采矿业从整体上看较外国先进水平仍有一定差距，但在一些矿用设备上已经完全接近甚至超越国际水平。因此我国采矿业应在充分总结现阶段经验基础上，进一步发展自身优势，提升整体竞争力。

作者简介：郭一娜，1988-1，女，汉，河北省，北京科技大学，矿物资源工程，内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司