露天采礦技術(shù)及其發(fā)展方向

高兵

摘 要： 我國礦產(chǎn)資源含量十分豐富，社會和經(jīng)濟快速發(fā)展過程中對于礦產(chǎn)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(shù)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(shù)的發(fā)展，以此來全面提高我國礦產(chǎn)資源的開采水平。文中分析了露天采礦工藝技術(shù)，并進一步對露天采礦技術(shù)的發(fā)展方向進行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞： 露天采礦；開采工藝；爆破；排土；防排水；發(fā)展方向

在現(xiàn)代科學技術(shù)快速發(fā)展的新形勢下，我國露天采礦技術(shù)取得了較大的進步，一些新技術(shù)和新工藝在礦區(qū)中進行應(yīng)用，特別是一些先進的采礦技術(shù)的應(yīng)用，有效的提高了礦區(qū)開采的水平，這對我國冶金工業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進作用。

1露天采礦工藝技術(shù)

1.1開采工藝

1.1.1膠結(jié)充填采礦技術(shù)

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

（1）盤區(qū)高分層充填采礦技術(shù)

分層充填采礦工藝在露天采礦中應(yīng)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(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。通過將大型無軌采礦設(shè)備在分層采礦工藝中進行應(yīng)用，形成盤區(qū)高分層充填采礦技術(shù)，要有效的提高生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。在具體開采過程中，其采礦盤區(qū)沿礦體走向進行布置，并在盤區(qū)內(nèi)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(jié)充填，回采礦柱則在采后用尾砂充填。具體作業(yè)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(jié)合進行作業(yè)，可以實現(xiàn)集中強化采礦，不僅能夠提高產(chǎn)能，而且采礦效率處于較高水平。

（2）分段充填采礦技術(shù)

在應(yīng)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(wěn)固性具有較高的要求。通過應(yīng)用分段充填采礦技術(shù)，可以有效的縮小采場暴露面積，能夠在礦體不太穩(wěn)固下實現(xiàn)高效率的充填采礦，能夠?qū)崿F(xiàn)無礦柱連續(xù)開采，即使對于難采礦體，也能夠?qū)崿F(xiàn)采礦作業(yè)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(yè)。在中段內(nèi)呈現(xiàn)梯狀多分段來布置采場，按照采礦步距在分段采場內(nèi)進行交替回采和充填作業(yè)。鑿巖、出礦和充填作業(yè)則在巷道內(nèi)進行，采用深孔擠壓充填體爆破，對于形成的采空區(qū)立即進行膠結(jié)充填。

（3）高階段大直徑深孔嗣后充填采礦技術(shù)

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(cè)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(shù)難題。通過鏟運機平底出礦，遙控鏟運機回收殘礦，采空區(qū)高濃度尾砂膠結(jié)充填等工藝的集成，有效的提高采場綜合生產(chǎn)能力和采礦工效。

1.1.2陡幫開采技術(shù)

陡幫開采技術(shù)的特點是開采初期剝離量相對較小、基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)周期短、工程量小、邊坡暴露時間短等，對于我國現(xiàn)階段的露天礦區(qū)開采非常適用。

1.1.3高臺階采礦技術(shù)

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

1.2穿孔工藝

穿孔技術(shù)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(shè)備一般有鋼繩式?jīng)_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(fā)之中。

1.3爆破技術(shù)

在礦山開采過程中，爆破是其中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。通過應(yīng)用微孔爆破技術(shù)和孔內(nèi)微差爆破技術(shù)，有效的解決了露天采礦作業(yè)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(yīng)用，也有效的提高了爆破的效率和質(zhì)量，有效的保證作業(yè)的安全。當前露天礦區(qū)多采用微差爆破技術(shù)，盡管受制于作業(yè)條件限制，多以小規(guī)模爆破作業(yè)為主，但也能夠有效的滿足采剝量的需求。預(yù)裂爆破技術(shù)主要應(yīng)用于臨近邊坡的位置處，能夠有效的降低爆破作業(yè)時震動效應(yīng)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(chǎn)出率。

1.4排土技術(shù)

在進行露天采礦作業(yè)時，排土效率的高低直接影響生產(chǎn)規(guī)模，并且同時也會影響經(jīng)濟效益。一般情況來說，排土方式是根據(jù)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(yīng)地形豐富、成本低、易于維護等優(yōu)點被大部分礦山所選用。

1.5防排水技術(shù)

因為露天采礦的生產(chǎn)作業(yè)均是在露天進行的，防排水除了能夠在汛期時保證作業(yè)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(shù)主要是通過設(shè)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(dǎo)。

2露天采礦工藝的發(fā)展方向

2.1 設(shè)備大型化，開采集中化

在合理范圍內(nèi)，通過采用大型開采設(shè)備可以有效的提高露天采礦的產(chǎn)量及經(jīng)濟效益。而且采礦技術(shù)也開始向高效化和實用化的方向發(fā)展，采礦工藝以連續(xù)化和半連續(xù)化為主，實現(xiàn)了露天采礦全業(yè)的高效率和低成本。

2.2礦山數(shù)字化、智能化

礦山自動化調(diào)度系統(tǒng)、采礦設(shè)備的自動化控制、智能化全球定位系統(tǒng)等現(xiàn)代技術(shù)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(nèi)礦巖賦存條件往往復(fù)雜多變，這也使多種開采工藝綜合應(yīng)用成為大型露天開采的主要發(fā)展模式。

2.5 開采設(shè)備自動化

隨著科技的發(fā)展，計算機技術(shù)也迅猛發(fā)展，許多自動化、智能計算機設(shè)備已經(jīng)運用到露天開采的許多領(lǐng)域。例如，礦床勘探與地質(zhì)模型建立、礦山設(shè)計計劃、礦區(qū)及礦山生產(chǎn)管理到設(shè)備故障監(jiān)測等。計算機的合理化運用有利于露天開采的自動化發(fā)展。

2.6 對開采礦產(chǎn)資源及周邊環(huán)境的可持續(xù)開發(fā)保護合理化

當前礦山開采要求越來越嚴重，為了實現(xiàn)資源的充分利用，重建生態(tài)環(huán)境，在礦山開采過程中需要做好環(huán)境保護工作，盡量采用節(jié)能、環(huán)保和高效的礦山開采設(shè)備，通過將高效率開采設(shè)備與專業(yè)化合作分工相結(jié)合，加快推動露天礦山開采規(guī)模的大型化和效益的最大化。

3結(jié)束語

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

參考文獻

[1]宋欣.露天采礦技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J].數(shù)字化用戶，2013（22）.

[2]成浩然.淺論露天采礦技術(shù)的關(guān)鍵點及前景展望[J].中國科技博覽，2013（30）.

[3]池洪斌.露天采礦技術(shù)及發(fā)展方向探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（04）.