我國露天煤礦開采工藝之淺見

王華 王國輝 李振明

摘 要：在研究我國露天煤礦開采工藝的工作中，必須結(jié)合我國的資源分布情況、地質(zhì)等因素，充分吸收國外優(yōu)秀的技術(shù)經(jīng)驗，促進我國露天煤礦開采事業(yè)的發(fā)展，提高開采工藝水平，本文對我國露天煤礦開采工藝進行了分析。

關(guān)鍵詞：露天；煤礦；開采；工藝

隨著露天煤礦事業(yè)的進步發(fā)展，露天煤礦開采工藝技術(shù)也不斷革新，由于我國科技的發(fā)展，機械化大規(guī)模的開采逐漸取代傳統(tǒng)的人力開采。目前各個國家依據(jù)本國的煤炭資源分布狀態(tài)，研發(fā)出具有本國特色的露天煤礦開采工藝。我國的露天煤礦開采工藝也向著多種工藝、連續(xù)工藝和使用大型機械設(shè)備方向發(fā)展。近幾年，我國露天煤礦開采工藝飛速發(fā)展，綜合使用多種開采工藝逐漸成為主流。

1 露天煤礦開采工藝選擇的原則

第一，選擇開采工藝時必須考慮企業(yè)的經(jīng)濟效益，應(yīng)該使用最少的投資獲得最大的效益，遵循市場經(jīng)濟規(guī)律，重視初期效益；第二，選擇開采工藝時要考慮到露天開采的規(guī)模大小程度，同時要促進露天煤礦開采的滾動發(fā)展；第三，選擇露天煤礦開采的機械設(shè)備是，應(yīng)首先考慮大型、先進、有科技含量的機械設(shè)備，以保證實現(xiàn)高效、高產(chǎn)的目標(biāo)，確保工期，最大程度的獲取經(jīng)濟效益；第四，具體問題具體分析，選擇露天煤礦開采工藝時，應(yīng)該首先考慮要進行開采的煤礦的特點，制定適合其開采的工藝技術(shù)；第五，對于當(dāng)?shù)貧夂颍热绯Ｄ觋幱辍⒍囡L(fēng)、冬季嚴寒、夏季酷暑、干燥等氣候進行充分的研究，之后再制定科學(xué)合理的開采工藝。

2 傳統(tǒng)露天煤礦開采工藝

傳統(tǒng)的露天煤礦開采使用卡車和拉鏟或者輪斗和單斗挖掘機或者綜合運用。對于開采工藝，即使用輪斗連續(xù)開采工藝對上部40m的黃土底層進行開采，使用卡車和單斗挖掘機對中部巖石底層進行開采，使用拉鏟對下部45m的巖石底層進行開采。

2.1 平緩礦床的開采工藝

平緩礦床是指傾角小于12°的礦床，對于此種礦床，有三種開采工藝。

第一，采用倒推法進行露天煤礦開采。采用索斗鏟或者機械鏟將剝離物向前一采掘帶，緊接著將采礦工作面向前推進。剝離高臺階時，一般使用索斗鏟，這是由于索斗鏟比機械鏟的重量輕1.8倍左右。若剝離臺階更高時，可以進行多次推倒。主要是用的機械及使用方法是使用一臺索斗鏟進行二次推倒或使用兩臺索斗鏟進行配合工作或使用一臺索斗鏟一臺機械鏟相互配合工作。

第二，采用橫運法進行開采。使用懸臂排土機和排土橋?qū)冸x物運往采空區(qū)，運送時要將剝離物與工作線垂直。由于運輸設(shè)備規(guī)格不同，在推進時，采礦臺階與剝離臺階的距離也不相同，但是對于兩者距離的限制范圍比推到法寬松。此種方法主要應(yīng)用于剝離厚度較大的開采情況中。

第三，采用縱運法進行開采。使用輪斗機車、單斗氣車、單斗帶式輸送機或者單斗機車將剝離物縱向運往采空區(qū)，運送時要注意將剝離物繞過端幫。此種方法靈活性較大，不受剝離巖石厚度以及運輸設(shè)備的規(guī)格限制。

對于這三種方法，縱運法最差，橫運法次之，推到法最佳。

2.2 傾斜礦床的開采方法

這種情況一般是將剝離物運送至場外，只有開采工作進行到一定的深度后，才能使用采空區(qū)進行內(nèi)排。布置工作線的方法主要有兩種，第一種是垂直礦體走向布置，第二種是沿礦體方向布置。

選擇推進方向和初始位置時，必須充分考慮生產(chǎn)剝采比的均衡、基建剝離量、運輸方式、生產(chǎn)能力以及礦床的地質(zhì)地形條件等因素。在進行開采工藝研究時，要考慮到經(jīng)濟效益，推遲剝離高峰、減少基建剝離量。

3 現(xiàn)代露天煤礦開采工藝

3.1 表土剝離工藝

在表土剝離工藝中，主要存在兩種方法，即使用排土機、帶式輸送機和輪斗進行連續(xù)開采的工藝以及使用卡車和單斗進行間斷開采。若表土硬度較小、較為松散，則優(yōu)先使用輪斗挖掘機進行直接的開采運送，可以使用第一種工藝進行連續(xù)開采；若表土較為堅硬，例如剝離物為巖石等硬度大、結(jié)構(gòu)緊密的物體，由于采用連續(xù)開采工藝不容易將水排出，導(dǎo)致表土層堵塞，則不應(yīng)使用連續(xù)開采工藝。在這種情況下，需要使用爆破技術(shù)進行開采裝運，所以輪斗挖掘機不適用于此種環(huán)境。另外，粘土巖和表土的含水量大、粘性非常高，若使用帶式輸送機影響排土場的穩(wěn)定性。所以此時應(yīng)該是用卡車和單斗進行開采。

3.2 泥灰?guī)r剝離工藝

在露天煤礦開采中，泥灰?guī)r層不堅固，下部顏色較深，有貝殼狀的斷口，密度均勻一致。在剝離泥灰?guī)r時，主要采用三種工藝方法：第一，使用輪斗卡車進行連續(xù)工藝，使用單斗卡車進行間斷工藝，兩種工藝結(jié)合使用；第二，使用帶式傳送機和單汽車進行破碎以及半連續(xù)工藝；第三，使用單斗汽車進行間斷工藝。第一種工藝方法充分使用了系統(tǒng)以及設(shè)備，通過連續(xù)工藝和間斷工藝的相互配合，提高了工作效率，但兩者在相互協(xié)調(diào)工作時可能對彼此造成干擾。第二種方法主要使用汽車進行開采，充分利用汽車靈活機動的優(yōu)點。第三種方法靈活性較強，更加可靠，便于管理，同時具有較強的適應(yīng)性。

4 現(xiàn)代露天煤礦開采工藝發(fā)展趨勢

4.1 開采集中化與設(shè)備大型化

近幾年，露天煤礦開采使用的電鏟已經(jīng)達到76.5m?，我國已有一些企業(yè)進行使用，與此同時，配套使用的卡車載重量已經(jīng)達到360t。

4.2 開采工藝連續(xù)化

目前我國露天煤礦開采研究出使用排土機、帶式輸送機、輪斗挖掘機進行連續(xù)開采的工藝，與傳統(tǒng)的間斷式工藝相比，連續(xù)工藝成本更低，效率更高，可以更好的實現(xiàn)企業(yè)以最小的投資獲得最大利潤的目的。但是在實際應(yīng)用中，煤礦開采的環(huán)境多種多樣，存在形式也不盡相同，這就使連續(xù)工藝在實施時受到一定的阻礙。

半連續(xù)開采工藝的應(yīng)用范圍更廣，不受煤礦存在形式的制約，因此我國使用此種工藝方法較為廣泛。近年來，許多企業(yè)在進行露天煤礦開采時，綜合使用多種工藝進行大型開采。

4.3 智能化礦山建設(shè)

近幾年計算機在我國露天煤礦開采事業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，在對煤礦資源進行勘測、對煤礦開采工藝進行設(shè)計、對開采過程進行管理、對機械設(shè)備進行控制等方面，計算機已經(jīng)成為露天煤礦開采中不可或缺的先進工具。

4.4 環(huán)境保護及安全生產(chǎn)規(guī)范化

對煤礦資源進行合理的開發(fā)利用，開采時注意對周邊生態(tài)環(huán)境的保護，不過度開采，使煤礦資源能夠進行可持續(xù)發(fā)展，開采后進行礦山的重建工作，對開采后的礦山進行清理。在保護礦山生態(tài)環(huán)境工作中，煤炭自然、高陡邊坡防治、三廢處理、土地復(fù)墾等問題受到人們的密切關(guān)注，也使露天煤礦開采單位不斷研究科學(xué)合理采礦的新工藝、新技術(shù)，更加深入研究生態(tài)重建與露天煤礦開采事業(yè)一體化，使兩者不相互沖突，和諧相處的理論方法。