露天采礦技術(shù)及其采礦設(shè)備的發(fā)展思考

段鵬

摘 ?要：近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，露天采礦業(yè)也取得了較大的發(fā)展，同時(shí)隨著全球合作交流的不斷深入，國外各種新型的采礦設(shè)備和高科技采礦技術(shù)也被引進(jìn)到國內(nèi)。我國的礦產(chǎn)能源人均儲(chǔ)備量少，消耗量大，這種特點(diǎn)對(duì)于露天采礦技術(shù)和采礦設(shè)備提出了更高的要求，如何利用現(xiàn)代科技提高我國能源產(chǎn)量成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。因此進(jìn)行有關(guān)露天采礦技術(shù)和采礦設(shè)備的研究十分必要。文章結(jié)合目前我國露天采礦的實(shí)際情況，開展露天采礦技術(shù)和采礦設(shè)備發(fā)展的研究，希望能為以后的礦產(chǎn)露天開采工作提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：露天采礦技術(shù);采礦設(shè)備;發(fā)展

中圖分類號(hào)：TD824 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）36-0175-01

傳統(tǒng)的地下開采方式由于受到各種因素的影響，在實(shí)踐過程中存在很多問題，這些問題的存在嚴(yán)重影響了采礦的安全性和穩(wěn)定性。露天采礦是一種新型的采礦方式，相比于傳統(tǒng)采礦方式而言，它具有安全性穩(wěn)定、采礦效率高、不受空間限制等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)階段，我國在露天采礦技術(shù)方面的研究取得一定的成果，但也還有很大的提升空間，因此進(jìn)行露天采礦技術(shù)及其采礦設(shè)備的研究具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文將結(jié)合露天采礦技術(shù)在我國實(shí)踐的實(shí)際情況，分別介紹露天采礦技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和露天采礦設(shè)備發(fā)展形勢(shì)。

1 ?露天采礦技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

經(jīng)過多年的發(fā)展，露天采礦技術(shù)有了很大的發(fā)展，各種新型的露天采礦技術(shù)層出不窮，但大部分的研究還停留在理論層面上，目前在實(shí)踐過程中常用的露天采礦技術(shù)包括三種，分別為膠結(jié)充填采礦技術(shù)、陡幫開采技術(shù)以及爆破技術(shù)，下文對(duì)這三種露天采礦技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1.1 ?膠結(jié)充填采礦技術(shù)

上述三種露天采礦技術(shù)中，膠結(jié)充填采礦技術(shù)是使用頻率最高的一種露天采礦技術(shù)，使用這種采礦技術(shù)不僅能大大提高采礦的效率和質(zhì)量，還能減少采礦過程中對(duì)周圍環(huán)境的破壞。這種采礦技術(shù)相比與其它采礦技術(shù)而言雖然具有很大的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)踐過程中卻存在一些問題，給礦產(chǎn)開采帶來一定的困難。其中一個(gè)難點(diǎn)就是如何調(diào)配充填和開采的比例數(shù)量。如果填充和開采的比例調(diào)配不當(dāng)就會(huì)給開采過程帶來更大的問題，只有讓二者之間的比例關(guān)系達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)才能確保礦產(chǎn)開采的效率。隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展和進(jìn)步，這一難題正在逐漸被解決，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行完善，使其不再是影響露天采礦技術(shù)實(shí)施的一個(gè)難點(diǎn)。近年來，我國使用的露天采礦設(shè)備也有了很大的提高，先進(jìn)的露天采礦設(shè)備促進(jìn)了膠結(jié)充填采礦技術(shù)的發(fā)展，使其向更加科學(xué)化、規(guī)范化的方向發(fā)展。

1.2 ?陡幫開采技術(shù)

目前，隨著露天采礦技術(shù)的不斷發(fā)展和使用，露天采礦技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)越來越明顯，人們對(duì)其依賴的程度越來越高，使用的范圍不斷擴(kuò)大。隨著露天采礦技術(shù)使用范圍的擴(kuò)大，人們開始發(fā)現(xiàn)在一些地理環(huán)境較差、自然環(huán)境較為惡劣的地區(qū)使用這種技術(shù)會(huì)有一定的難度，同時(shí)采礦的效率也會(huì)下降，為了解決這些問題，人們不得不對(duì)露天采礦技術(shù)進(jìn)行更為深入的研究。在這種背景條件下，陡幫開采技術(shù)出現(xiàn)了，陡幫開采技術(shù)具有基建工程量小、建設(shè)周期短等優(yōu)勢(shì)，陡幫開采技術(shù)解決了自然環(huán)境惡劣條件下礦產(chǎn)開采的難題，充分發(fā)揮了露天采礦技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高了露天礦產(chǎn)開采的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率，并逐漸在國內(nèi)礦產(chǎn)開采行業(yè)流行開來，越來越受到人們的重視。

1.3 ?爆破技術(shù)

爆破技術(shù)是礦產(chǎn)開采必須使用的一種技術(shù)，無論是傳統(tǒng)的礦產(chǎn)開采還是露天礦產(chǎn)開采。在露天采礦過程中一般都會(huì)使用到爆破技術(shù)中的微差爆破、擠壓和孔內(nèi)微差爆破工藝，這些工藝的使用能有效解決在礦產(chǎn)開采過程中遇到的難題，如礦巖難以爆破等。但由于礦產(chǎn)爆破屬于危險(xiǎn)作業(yè)，在實(shí)際使用過程中應(yīng)格外注意爆破技術(shù)的安全性問題。但隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些新型的、危險(xiǎn)性較低的爆破材料和爆破設(shè)備被發(fā)明出來并用于礦產(chǎn)開采施工作業(yè)中，如銨油炸藥、爆藥雷管等。在礦產(chǎn)開采過程中使用新型的爆破技術(shù)和爆破裝備可以大大提高礦產(chǎn)爆破作業(yè)的安全性。

2 ?露天采礦設(shè)備的發(fā)展形勢(shì)

2.1 ?露天采礦設(shè)備向大型化發(fā)展

目前，我國正處于礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備量少、消耗量大的一個(gè)矛盾局面。而礦產(chǎn)資源又屬于不可再生資源，消耗量的增加使礦產(chǎn)資源面臨枯竭的困境。為了提高礦產(chǎn)開采的效率和開采的質(zhì)量，人們除了要發(fā)展礦產(chǎn)開采技術(shù)，還要將關(guān)注重點(diǎn)放在如何加大礦產(chǎn)資源的開采規(guī)模，實(shí)現(xiàn)提高礦產(chǎn)資源開采效率、提升礦產(chǎn)質(zhì)量的目標(biāo)上。通過對(duì)近些年采礦設(shè)備的研究不難發(fā)現(xiàn)，露天采礦設(shè)備逐漸向大型化發(fā)展，主要表現(xiàn)在下述幾個(gè)方面。

第一，露天穿孔設(shè)備的鉆孔直徑在不斷擴(kuò)大。露天穿孔設(shè)備的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段，從最初的磕頭鉆到現(xiàn)在的牙輪鉆，鉆孔的直徑越來越大，穿孔的效率也越來越高。目前，世界三大鉆機(jī)生產(chǎn)公司之一的哈尼希費(fèi)格公司生產(chǎn)的牙輪鉆鉆孔直徑已達(dá)到559 mm。

第二，露天采礦裝載設(shè)備的斗容量在不斷增大。露天采礦過程中需要使用的裝載設(shè)備比較多，如電鏟、輪式裝載機(jī)、液壓挖掘機(jī)等等。其中，電鏟是大型露天礦山在采礦過程中必需要使用的裝載設(shè)備，國外研制出的最大斗容量的電鏟型號(hào)是P﹠H5700，斗容量是53.5m3，而我國研發(fā)出的最大斗容量電鏟型號(hào)為WK-57，其斗容量為55m3，并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。液壓挖掘機(jī)和輪式裝載機(jī)在露天礦產(chǎn)開采時(shí)也經(jīng)常用到，這兩種裝載設(shè)備也有自身的優(yōu)勢(shì)，在一些特殊環(huán)境下施工作業(yè)必需要使用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這兩種裝載設(shè)備的斗容量也在不斷增加，以滿足大型和特大型露天煤礦施工的要求。

第三，露天采礦運(yùn)輸設(shè)備的噸位在不斷增加。露天采礦使用的主要運(yùn)輸設(shè)備就是汽車，汽車在礦區(qū)運(yùn)輸具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、爬坡能力大的優(yōu)勢(shì)，正是因?yàn)槠嚲哂羞@些優(yōu)點(diǎn)，所以它成為露天礦區(qū)使用的主要運(yùn)輸設(shè)備。為了滿足露天礦區(qū)運(yùn)輸?shù)囊螅嚨妮d重能力也在不斷提升，有的礦用汽車載重已經(jīng)能達(dá)到327 t。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，礦區(qū)汽車有效載重還將會(huì)不斷增加。

2.2 ?露天采礦設(shè)備向智能化發(fā)展

隨著我國通訊技術(shù)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，露天礦區(qū)采礦設(shè)備逐漸向智能化和自動(dòng)化方向發(fā)展，并取得一定的成績(jī)。目前，露天礦區(qū)使用智能化手段的采礦設(shè)備很多，這對(duì)于提高露天礦區(qū)采礦的效率具有很大的促進(jìn)作用。

第一，智能化技術(shù)被應(yīng)用于車載監(jiān)控系統(tǒng)。車載監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對(duì)采礦設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)采礦設(shè)備存在的問題并向有關(guān)部門反映。現(xiàn)在很多露天采礦設(shè)備都裝有車載監(jiān)控系統(tǒng)，通過無線通訊技術(shù)對(duì)設(shè)備的使用情況和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。這樣有助于提高設(shè)備使用的效率。

第二，智能化技術(shù)被應(yīng)用于卡車調(diào)度系統(tǒng)。卡車調(diào)動(dòng)系統(tǒng)的主要功能是對(duì)礦區(qū)使用的運(yùn)輸汽車進(jìn)行調(diào)控。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的卡車調(diào)度系統(tǒng)還能對(duì)汽車進(jìn)行全面實(shí)時(shí)監(jiān)控，并及時(shí)向有關(guān)部門提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

第三，智能化技術(shù)被應(yīng)用于GPS定位系統(tǒng)。GPS定位系統(tǒng)可以用于露天礦山地表測(cè)量，GPS定位系統(tǒng)的精度能達(dá)到米，甚至某些高精度的定位系統(tǒng)能使定位精度達(dá)到厘米。使用GPS進(jìn)行地表測(cè)量可以提高測(cè)量的精度。

2.3 ?露天采礦設(shè)備向人性化方向發(fā)展

露天采礦設(shè)備向人性化發(fā)展主要體現(xiàn)在采礦設(shè)備設(shè)計(jì)階段。在進(jìn)行采礦設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到設(shè)備使用的安全性和設(shè)備使用的舒適性問題，要遵守“以人為本”的設(shè)計(jì)原則。保證采礦設(shè)備的安全性可以有效避免安全施工的發(fā)生，提高采礦設(shè)備的舒適度可以緩解疲勞，使操作人員更加高效的完成作業(yè)任務(wù)。此外，還需要注意設(shè)備外觀造型的設(shè)計(jì)問題，要讓采礦設(shè)備與采礦環(huán)境之間形成一種和諧，給人一種視覺上的舒適感。

3 ?結(jié) ?語

總之，我國露天采礦技術(shù)正在不斷的發(fā)展過程中，技術(shù)水平已經(jīng)逐漸追趕上國際先進(jìn)水平。而采礦設(shè)備也將向大型化、智能化、人工化的方向發(fā)展，從而更好地實(shí)現(xiàn)提高露天采礦效率和采礦質(zhì)量的目標(biāo)。

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