露天采礦技術(shù)及其采礦設(shè)備的發(fā)展思考

李 剛，鮑萬臣

（河北鋼鐵集團(tuán)灤縣司家營鐵礦有限公司，河北 唐山 063700）

由于露天礦山施工環(huán)境惡劣,采礦設(shè)備復(fù)雜,在施工過程中,有關(guān)人員應(yīng)特別注意操作規(guī)程,避免操作失誤和其他事故的發(fā)生,不僅僅會產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還有可能產(chǎn)生人身方面的威脅。隨著露天礦山設(shè)備生產(chǎn)效率的提高,對機(jī)械設(shè)備的依賴性日益加深。為了保證露天采礦設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)和長期的使用，就需要在日常的檢查和有效的控制過程中拒絕帶著問題作業(yè)的情況，及時進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的維護(hù)與提升的工作，并對露天采礦設(shè)備進(jìn)行"帶病作業(yè)",延長露天采礦設(shè)備的使用壽命[1]。

1 露天采礦技術(shù)概述

1.1 膠結(jié)充填開采技術(shù)

膠結(jié)充填采礦技術(shù)具有較高的普遍性和普遍性,該技術(shù)在礦山開采的過程中大大提升了開采的效率與質(zhì)量，也在此過程中減少了對于周圍土壤和周圍環(huán)境的影響，這是其突出的優(yōu)勢之一，也是在長期性的礦山開采和有效的環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用。但膠結(jié)充填采礦技術(shù)在操作上存在一定的難度,在實際的采礦工作中難以很好地應(yīng)用,因此不能很好地應(yīng)用于所有的礦石開采工作。在開采工作過程中，做好填充和開采比例的控制是非常必要的工作，也是當(dāng)前工作的難點和重點之一。在挖掘過程中，前期的現(xiàn)場開采工作就是十分必要的，需要根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境制定好工作的方案，做好比例方面的設(shè)計工作。當(dāng)前工作中的許多問題都是因為填充和開采的比例上沒有得到很好的控制和有效的提升等，而造成了嚴(yán)重的礦洞塌陷和礦石受損的現(xiàn)象，影響了礦山開采的效率和質(zhì)量。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的過程中已經(jīng)對于這一問題做了針對性的解決，也就在設(shè)備和技術(shù)的雙重提升上，為采礦工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。也在設(shè)備的操控過程中，提升了便利程度，膠結(jié)充填采礦技術(shù)逐漸呈現(xiàn)出智能化發(fā)展趨勢,從而使采礦技術(shù)逐步走向智能化。

1.2 陡幫開采技術(shù)

在這個階段,露天采礦技術(shù)在礦產(chǎn)開發(fā)中的應(yīng)用價值和應(yīng)用優(yōu)勢越來越明顯,這也導(dǎo)致人們對露天采礦技術(shù)的依賴越來越大,在此背景下,露天采礦技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,這也使其在應(yīng)用過程中出現(xiàn)了一些弊端。在地理環(huán)境比較惡劣的地區(qū)使用這種方法就會大大降低開采的效率和質(zhì)量等，也就使得這種方案的應(yīng)用具有了局限性，需要針對于當(dāng)前露天采礦的不同外部環(huán)境等進(jìn)行有效的分析，優(yōu)化露天采礦的相關(guān)工作技術(shù)。陡幫開采技術(shù)的應(yīng)用就有效的解決了此類問題，進(jìn)行了施工周期方面的有效控制，也保證了建設(shè)工作的效率，在惡劣環(huán)境下可以解決好礦山開采的問題，提升露天采礦工作的優(yōu)勢。

1.3 爆破工藝

在傳統(tǒng)的露天采礦過程中以微差爆破和擠壓爆破等多種應(yīng)用方式為主，也就在一定程度上解決了礦山爆破的難題。由于礦山爆破工作的特殊性和危險性等，需要在實際的應(yīng)用過程中給予安全方面的高度重視，以防止在爆破的過程中出現(xiàn)了生命財產(chǎn)方面的威脅等。當(dāng)前我國的科技發(fā)展水平不斷提升，傳統(tǒng)的爆破材料和設(shè)備也進(jìn)行了優(yōu)化升級和改造，危險系數(shù)等不斷降低，也就在實際的工作過程中提升了開采的有效應(yīng)用程度，提升了工作的安全性[2]。

1.4 土工格柵排水技術(shù)

是當(dāng)前露天礦產(chǎn)開采作業(yè)中較為重要的內(nèi)容,該技術(shù)的順利實施將直接影響到礦山能否繼續(xù)發(fā)展。與上述幾種技術(shù)不同,排土場的采礦過程中,排土場和排土場都比較重視,在排土場中,若排土場狀況好,土質(zhì)較硬,則可將排土場堆放成斜坡狀,值得一提的是,該種排土場線路比較簡單,可以極大地改善排土場狀況。

2 露天采礦技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 有明顯的環(huán)境危險

因為人們生產(chǎn)生活的影響，生態(tài)環(huán)境已經(jīng)遭到了嚴(yán)重的破壞，我國當(dāng)前對于生態(tài)環(huán)境方面保護(hù)越來越強，國內(nèi)外也在高效率利用礦產(chǎn)資源的工作上不斷研究和深入發(fā)展。當(dāng)前針對于礦山露天開采的問題上，需要采用傳統(tǒng)技術(shù)和新技術(shù)結(jié)合的方式，提升礦產(chǎn)資源利用的有效程度，也就使得成本等多方面都得到了有效的控制和提升，進(jìn)行了環(huán)境污染的控制。采用無廢的相關(guān)采礦技術(shù)，在產(chǎn)業(yè)政策的落實方面發(fā)揮了重要的作用，也是露天采礦工作的重要發(fā)展趨勢和方向之一。露天開采工作對于土地資源進(jìn)行了大量的占用，而地下作業(yè)也會受到不同程度的影響，這對于生態(tài)環(huán)境而言都是十分嚴(yán)重的破壞，也就造成了嚴(yán)重的水土流失的現(xiàn)象，造成了生態(tài)問題。另外，當(dāng)前露天采礦過程中產(chǎn)生的酸液隨意排放造成了土壤的腐蝕，也對于地下水資源影響非常非常大。當(dāng)前礦區(qū)主要位于我國的北方地區(qū)，該地區(qū)的水土資源本身就不充裕，造成的嚴(yán)重破壞還會造成粉塵、霧霾等污染現(xiàn)象，影響人們的生產(chǎn)生產(chǎn)和生活。后續(xù)一旦產(chǎn)生了酸雨等對于整個生態(tài)環(huán)境的影響都非常大，需要得到各個部門的關(guān)注。

2.2 監(jiān)督不力

我國人口是非常多的，對于礦產(chǎn)資源也有著很大的需求，近年來礦山企業(yè)的開采中為了提升產(chǎn)量，在管理方面并沒有投入更多的資源，也就導(dǎo)致了在生產(chǎn)和開采的過程中無法健全和落實安全生產(chǎn)的相關(guān)制度，安全措施形同虛設(shè)。安全監(jiān)管工作不到位也就使得安全事故頻發(fā)，影響了企業(yè)和整個行業(yè)的發(fā)展。有些企業(yè)為了縮短露天開采的周期，也沒有在實際的工作之前進(jìn)行有效的實地考察的工作，照搬照抄原來的開采方案，也就造成了嚴(yán)重的資源浪費的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)了非法施工。相關(guān)部門的監(jiān)督管理工作并不到位，生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了漏洞，也就出現(xiàn)了僥幸心理，安全保證措施不到位，也就使得安全隱患和風(fēng)險等頻發(fā)。因此，為了進(jìn)行露天生產(chǎn)工作而保證，應(yīng)該工作人員以身作則，建立起安全管理的體系，也進(jìn)行定期的監(jiān)管工作，提升效率。

3 開發(fā)采礦設(shè)備

3.1 露天采礦設(shè)備大規(guī)模開發(fā)

開孔器的開孔徑增大。幾十年來,露天采礦的打孔設(shè)備從磕頭鉆、噴火鉆、沖擊鉆逐步發(fā)展到直徑大、穿孔效率高的牙輪鉆的發(fā)明。齒輪鉆機(jī)目前多用于大型露天礦山,其發(fā)展趨勢逐漸呈現(xiàn)如下特點：第一，鉆機(jī)直徑在250~311 mm之間，可以實現(xiàn)有效的鉆進(jìn)工作，從而保證工作的質(zhì)量。第二，實行強化鉆進(jìn)的工作，保證整體的效果。第三，采用高鉆架、長鉆桿，從而在作業(yè)的時間上進(jìn)行有效的控制也就避免出現(xiàn)了輔助作業(yè)時間演唱的現(xiàn)象。第四，實現(xiàn)了鉆機(jī)的一機(jī)多用的現(xiàn)象，進(jìn)行有效的控制，也就實現(xiàn)了高效作業(yè)。第五，對驅(qū)動交、直流電機(jī)進(jìn)行靜態(tài)控制。

因為露天設(shè)備的斗容量不斷增大，在其裝載的相關(guān)設(shè)備上，需要配合電鏟、液壓挖掘機(jī)和輪式裝載機(jī)進(jìn)行使用，保證整體工作的性能。,盡管投入成本高,但使用成本較低。但是水力挖掘機(jī)和輪式裝載機(jī)也具有電鏟不具備的優(yōu)點,其質(zhì)量比較輕、靈活性和機(jī)動性比較高，更新速度非?？?。近年來,隨著科技的進(jìn)步,液壓挖掘機(jī)和輪式裝載機(jī)也推出了大容量的產(chǎn)品,逐漸出現(xiàn)在露天礦山的開采現(xiàn)場。

3.2 露天設(shè)備智能化發(fā)展

（1）車載監(jiān)控系統(tǒng)也是當(dāng)前的重要發(fā)展方向之一，可以進(jìn)行設(shè)備運行情況的實時控制和監(jiān)測等，提供有效的運行信息，及時進(jìn)行維修和保護(hù)的工作。當(dāng)前的露天采礦工作中需要對于重要的設(shè)備部件做好監(jiān)控和報警的工作。通過無線電通訊技術(shù)設(shè)備和中央計算機(jī)連接，實現(xiàn)實時的監(jiān)控和報警，一旦出現(xiàn)問題可以及時查看故障和進(jìn)行維修。

（2）卡車調(diào)動系統(tǒng)的主要工作是露天礦的生產(chǎn)和運輸?shù)墓ぷ?，進(jìn)行運輸車輛的最初調(diào)動，也對于實時數(shù)據(jù)信息全面監(jiān)控，這也是露天礦最基本的系統(tǒng)之一。

（3）GPS定位系統(tǒng)的應(yīng)用有助于克服好露天開采方面的主要障礙，利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)的位置控制與分析，精度在一米以內(nèi)，也就利用較高的精度定位系統(tǒng)在礦山露天開采的過程中有著廣泛的應(yīng)用。利用GPS定位系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的測量方案，對于地表數(shù)據(jù)測量的精度也進(jìn)一步提升，測量的有效性得到了保證。GPS定位系統(tǒng)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量方案，對于常見計量一起的依賴性降低，地形、可見性、安全性等多方面都減少了影響，進(jìn)行有效的測量和定位的工作。在實際的工作過程中GPS定位的穩(wěn)定性和有效性都非常高，不會受到光線、氣候等多方面的限制，也就使得其應(yīng)用的效率更高，使用時 GPS系統(tǒng)可以開始高精度測量,而無需安裝固定點。

（4）露天采礦過程中需要進(jìn)行整體的作業(yè)優(yōu)化和有效的控制工作，對于鉆井的機(jī)位進(jìn)行前期的有效控制和定位的工作，也就減少了前期在現(xiàn)場測量過程中會產(chǎn)生的時間成本，將布置的精度不斷提升，可以在實際的工作過程中發(fā)揮其工作時間短、爆破設(shè)計方案十分優(yōu)化的優(yōu)點。然后,采用無線通訊技術(shù),對于整體的工作進(jìn)行有效的控制，實現(xiàn)了工程人員的實時精準(zhǔn)控制，也就在裝備的運輸中發(fā)揮作用，并實時反饋信息。通過機(jī)載顯示系統(tǒng)對周圍環(huán)境的了解,可減少事故的發(fā)生,提高生產(chǎn)效率。在露天礦場,運輸費用是成本的重要組成部分，大型露天礦場的運輸設(shè)備調(diào)度和管理也是十分重要的工作，利用GPS無線電和多頻道的無線電通訊設(shè)備等，可以實現(xiàn)了傳送設(shè)備的調(diào)度室的高效的信息傳輸工作，確定好裝運的地點和卸載的地點，實現(xiàn)最優(yōu)的運輸線路，從而降低成本。

3.3 重點研究低能耗設(shè)備

露天采礦工作對于生態(tài)環(huán)境的影響是非常巨大的，在當(dāng)前國家可持續(xù)發(fā)展理念的要求之下，礦產(chǎn)開采作業(yè)工作也朝著低碳減排的方向發(fā)現(xiàn)，開采過程中采用了低能耗的開采方式，有效控制污染問題。

4 結(jié)論

礦產(chǎn)資源是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要資源支撐之一，只有在科技創(chuàng)新和技術(shù)設(shè)備的有效提升中才能保證工作的有效性，也保證采礦行業(yè)的平穩(wěn)和有效的發(fā)展。露天采礦的過程中應(yīng)該做好防護(hù)工作，滿足安全作業(yè)的具體工作要求，野外開采保證安全和設(shè)備運行的基本情況，做好設(shè)備維護(hù)。在維護(hù)和養(yǎng)護(hù)的過程中采取科學(xué)和有效的工作方式，減少在時間上的影響，避免長時間停機(jī)作業(yè)帶來的問題。也就使得礦山開采的實際質(zhì)量得到相應(yīng)的保障，獲得穩(wěn)定的生產(chǎn)工作效益。