露天采礦技術及其發展方向

高兵

摘 要： 我國礦產資源含量十分豐富，社會和經濟快速發展過程中對于礦產資源需求量不斷增加，這也對礦山開采工作提出了更高的要求。但受制于露天采礦技術的制約，有效的限制了礦山開采的效率。因此需要加快推動露天采礦技術的發展，以此來全面提高我國礦產資源的開采水平。文中分析了露天采礦工藝技術，并進一步對露天采礦技術的發展方向進行了具體的闡述。

關鍵詞： 露天采礦；開采工藝；爆破；排土；防排水；發展方向

在現代科學技術快速發展的新形勢下，我國露天采礦技術取得了較大的進步，一些新技術和新工藝在礦區中進行應用，特別是一些先進的采礦技術的應用，有效的提高了礦區開采的水平，這對我國冶金工業的發展起到了積極的促進作用。

1露天采礦工藝技術

1.1開采工藝

1.1.1膠結充填采礦技術

利用膠結充填采礦技術可以有效的提高礦產資源的回采率，并對地表進行有效保護。隨著膠結充填采礦技術的不斷發展，一些新技術的出現，進一步提高采充填采礦工藝與礦床開采條件匹配度，實現了礦區的高效率、高產能，而且采礦成本有所降低。

（1）盤區高分層充填采礦技術

分層充填采礦工藝在露天采礦中應用較為廣泛，但由于其分層高度多以2m～3m左右，這就有效的制約了分層采礦法的生產能力和生產效率。通過將大型無軌采礦設備在分層采礦工藝中進行應用，形成盤區高分層充填采礦技術，要有效的提高生產能力和生產效率。在具體開采過程中，其采礦盤區沿礦體走向進行布置，并在盤區內劃分出礦房及礦柱采場。對于回采礦房，在采后利用尾砂膠結充填，回采礦柱則在采后用尾砂充填。具體作業過程中，需要將無軌機械化鑿巖采礦工藝、分層采場一次微差爆破、界面控制爆破等相結合進行作業，可以實現集中強化采礦，不僅能夠提高產能，而且采礦效率處于較高水平。

（2）分段充填采礦技術

在應用充填采礦法時，一般會采用分層回采方式，但這種方式存在充填成本高及對礦體穩固性具有較高的要求。通過應用分段充填采礦技術，可以有效的縮小采場暴露面積，能夠在礦體不太穩固下實現高效率的充填采礦，能夠實現無礦柱連續開采，即使對于難采礦體，也能夠實現采礦作業的安全、高效、低耗。在分段充填采礦法中，其將采礦中段劃分成分段，在各分段進行采場單元布置，完成采、出和充作業。在中段內呈現梯狀多分段來布置采場，按照采礦步距在分段采場內進行交替回采和充填作業。鑿巖、出礦和充填作業則在巷道內進行，采用深孔擠壓充填體爆破，對于形成的采空區立即進行膠結充填。

（3）高階段大直徑深孔嗣后充填采礦技術

高階段大直徑深孔采礦工藝采用了大孔距小抵抗線爆破、小斷面VCR法掏槽、倒梯段側向崩礦、水孔排水氣囊和水孔裝藥工藝，很好地解決了大直徑深孔爆破中的技術難題。通過鏟運機平底出礦，遙控鏟運機回收殘礦，采空區高濃度尾砂膠結充填等工藝的集成，有效的提高采場綜合生產能力和采礦工效。

1.1.2陡幫開采技術

陡幫開采技術的特點是開采初期剝離量相對較小、基礎設施的建設周期短、工程量小、邊坡暴露時間短等，對于我國現階段的露天礦區開采非常適用。

1.1.3高臺階采礦技術

我國在該技術方面的研究較晚，目前應用的露天礦區并不多，臺階高度最大也只有14m-15m，但隨著露天采掘設備的逐步向大型化發展，高臺階采礦技術的研究力度也在不斷加大。

1.2穿孔工藝

穿孔技術按能量或鉆進的利用方式來分，可以分為熱力破碎穿孔和機械破碎穿孔兩種方法，穿孔設備一般有鋼繩式沖擊鉆、火鉆、鑿巖臺車等。此外，超聲波穿孔、化學穿孔以及高壓水力穿孔新型鉆機也正在開發之中。

1.3爆破技術

在礦山開采過程中，爆破是其中非常關鍵的一個環節。通過應用微孔爆破技術和孔內微差爆破技術，有效的解決了露天采礦作業中難爆巖層的破碎塊度及爆破減震等問題。而且一些新型炸藥及爆破器材的應用，也有效的提高了爆破的效率和質量，有效的保證作業的安全。當前露天礦區多采用微差爆破技術，盡管受制于作業條件限制，多以小規模爆破作業為主，但也能夠有效的滿足采剝量的需求。預裂爆破技術主要應用于臨近邊坡的位置處，能夠有效的降低爆破作業時震動效應對邊坡帶來的影響，保障每一個臺階坡面的平整度。在二次破碎中，主要是利用鑿巖機打眼，采用巖石炸藥進行爆破，可以采用集中二次破碎的方式，利用電雷管進行瞬間引爆，以此來提升采礦時的大塊產出率。

1.4排土技術

在進行露天采礦作業時，排土效率的高低直接影響生產規模，并且同時也會影響經濟效益。一般情況來說，排土方式是根據開拓運輸方式來選擇的，汽車-排土機的排土方式以其機動靈活、爬坡能力強，適應地形豐富、成本低、易于維護等優點被大部分礦山所選用。

1.5防排水技術

因為露天采礦的生產作業均是在露天進行的，防排水除了能夠在汛期時保證作業的安全性，同時也能防止地表水的流入，降低排水量和礦石的含水量。該技術主要是通過設置截水溝、防洪堤，以及進行河流改道等措施來進行攔截和疏導。

2露天采礦工藝的發展方向

2.1 設備大型化，開采集中化

在合理范圍內，通過采用大型開采設備可以有效的提高露天采礦的產量及經濟效益。而且采礦技術也開始向高效化和實用化的方向發展，采礦工藝以連續化和半連續化為主，實現了露天采礦全業的高效率和低成本。

2.2礦山數字化、智能化

礦山自動化調度系統、采礦設備的自動化控制、智能化全球定位系統等現代技術已在一些礦山推廣使用，并取得了很好的效果。

2.4 開采工藝的綜合化

隨著礦山開采的集中化趨勢，單個露天礦的開采范圍趨于擴大，開采深度日益增加，開采境界內礦巖賦存條件往往復雜多變，這也使多種開采工藝綜合應用成為大型露天開采的主要發展模式。

2.5 開采設備自動化

隨著科技的發展，計算機技術也迅猛發展，許多自動化、智能計算機設備已經運用到露天開采的許多領域。例如，礦床勘探與地質模型建立、礦山設計計劃、礦區及礦山生產管理到設備故障監測等。計算機的合理化運用有利于露天開采的自動化發展。

2.6 對開采礦產資源及周邊環境的可持續開發保護合理化

當前礦山開采要求越來越嚴重，為了實現資源的充分利用，重建生態環境，在礦山開采過程中需要做好環境保護工作，盡量采用節能、環保和高效的礦山開采設備，通過將高效率開采設備與專業化合作分工相結合，加快推動露天礦山開采規模的大型化和效益的最大化。

3結束語

近年來露天采礦事業發展速度較快，這也使露天采礦技術水平了取得了較大的進步。但相較于發達國家露天采礦技術與其還存在較大的差異，特別是采礦設備發展相對滯后，因此還要加大研發力度，以此為推動采礦行業的快速發展，全面提高其在國際上的競爭力。

參考文獻

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