露天采矿技术及其采矿设备的发展思考

包虞1,  ,朱建华2   ,梁德宏3

云南小龙潭矿务局有限责任公司 云南开远661600

摘要：由于露天矿山施工环境恶劣，采矿设备复杂，在施工过程中，有关人员应特别注意操作规程，避免操作失误和其他事故的发生，不仅仅会产生严重的经济损失，还有可能产生人身方面的威胁。随著露天矿山设备生产效率的提高，对机械设备的依赖性日益加深。为了保证露天采矿设备的正常运转和长期的使用，就需要在日常的检查和有效的控制过程中拒绝带着问题作业的情况，及时进行机械设备的维护与提升的工作，并对露天采矿设备进行“带病作业”，延长露天采矿设备的使用寿命。

关键词：露天采矿技术；采矿设备；发展

1露天采矿技术类型

1.1胶结充填开采技术

伴随现代矿业的快速发展，采矿设备的使用也日益广泛，对于采矿设备的广泛使用，胶结充填采矿技术也有了一定的提升，两者的结合更是保障了开采的采矿质量，推进了采矿行业的发展。胶结充填采矿技术包含两种技术类型，具体分析如下。首先，是盘区高分层充填采矿技术，该技术的开采范围较广，即使是大型矿场，其开采工作也可以顺利进行，并保障开采效率。对于大型矿场的开采，采矿量极高，每天可达到840t，因此，盘区高分层充填采矿技术的使用能够保证足够的开采量，保证矿产的整体经济效益。但是，该技术也存在一定的问题，对于分层的高度，只能承受3m以内，这将直接影响开采的整体进度。对于该问题的解决，主要是将爆炸技术与其进行结合，先对盘区进行划分，在对施工现场进行整体的规划和布置，设置矿房和矿柱采场。其次，是分段充填采矿技术。充填采矿技术主要是进行分层回采，但是，该种方式存在一定的问题和难点。在进行分层回采时，如果按照向下走的趋势，将会加大分层回采成本，如果按照向上走的趋势，其结果将直接取决于矿体的稳定性，一旦稳定性较差，就会造成坍塌、倾倒等事故。因此，分段充填采矿技术将会解决充填采矿技术存在的问题和难点。首先，分段充填采矿技术对于矿体的要求较低，任何矿体都能够适用该技术，而且该技术的使用，能够降低矿物在空气中的暴露程度；其次，分段充填采矿技术的操作比较容易，主要是将矿体分层，以段位单位，逐步开采；最后，该技术可以给工作人员足够的准备时间，既能降低开采的难度，又能提高开采过程中的安全性，保证工作人员与采矿设备的安全。

1.2陡帮开采技术

现阶段，露天采矿技术逐步应用于矿产开采中，其应用价值和应用优势也愈加显著，这也导致人们对其依赖性日益增加，在此背景下，露天采矿技术的应用范围不断扩大，这也导致其应用过程中的弊端逐渐凸显。例如，将其应用于地理环境较为恶劣的地区，则会大大降低矿产开采效率和质量，鉴于此，不断优化和改进露天采矿技术是当下矿业工作者所要面对的重点课题。基于此情况，陡帮开采技术应运而生，其有着明显优势，如施工周期短、建设效率高等等，且能够有效解决恶劣条件下矿产开采的难题，并使得露天采矿技术的优势能够得到充分发挥。

1.3间断开采技术

间断开采技术具有极强的适用性，且广泛应用于国内外露天开采中，其中最为常见的施工工艺则为单斗挖掘机-卡车。由于矿山卡车发动机具机械设备的维护成本有较大的功率，运行过程中造成大量燃油的消耗，而且也会带来了环境污染等较为严峻的问题。近年来，我随着我国社会主义市场经济的高度发展，我国科学技术水平也迈上了一个新的台阶，在此背景上，露天采矿业得到了良好的发展契机，间断开采技术得到了有效改进和优化，相关部门逐级强化了度新技术的探索力度，以此来最大程度上降低设备怠速运转，降低尾气排放对环境的污染。

2露天采矿设备的发展趋势

2.1露天采矿设备的大型化发展

（1）露天钻孔设备直径增大。我国的露天采矿机械钻孔设备一直处于不断发展的阶段，从最初效率低下，开采质量查的“磕头钻“再到后来的喷火钻、冲击钻，直到现如今的牙轮钻，钻孔设备的不断地更迭换代，并且钻孔设备的直径也逐渐变大，钻孔效率也得到了提升。钻孔效率最高，质量最好的钻孔设备是由美国Harnischfeger生产的P&H120A型钻头，该钻孔的轴压高达67吨，能够应对多数钻孔作业。目前，我国主要使用的钻孔设备型号的YZ—55型钻孔，该钻孔设备的钻孔直径为310~380（mm），钻孔深度为19（m），外形尺寸为27.03×6.11×7.55（mm），重量达140（t）在过去的钻孔设备中，属于庞然大物。（2）露天装载运输设备内容大。在露天矿产开采工作中，需要装载的设备较多，例如电铲等设备，都需要良好的装载设备为其提供良好的运行平台。在国外，最大斗容量的电铲型号为Harnischfeger生产的P＆H5700型，该类电铲斗容高达53.5m3，值得一提的是，目前我国的电铲斗容最高可达到55m3，是世界最大斗容电铲，由我国太原重型机械集团有限公司自主开发研制的WK—55型电铲，为我国的设备装载提供了良好保障。

2.2露天设备智能化发展

在露天采矿设备朝着大型化发展的同时，随着微电子技术和卫星无线通信技术的发展，采矿设备也在逐渐朝着智能化的方向发展，并且取得了实质性的进步。（1）车载监控系统主要的应用方向是对设备的完好状态进行监控、提供有关的维修信息。目前大部分露天采矿设备的生产商，都在设备的重要部件处设置了监控和报警功能，通过无线通信技术和中央计算机进行连接，实现了设备的实时监控和报警功能，能够及时通知维修人员查看故障，及时维修。（2）卡车调度系统在露天矿山的运输生产中得到了主要应用。最开始是为了进行运输汽车的调度，现在已逐步实现实时数据的全面提供和监控，成为了露天矿山的最基本的系统之一。（3）GPS定位系统在露天开采中帮助克服了开采的主要障碍。其利用全球卫星定位系统对主要障碍及逆行精准定位，精确度在1m以内，甚至还有精度以厘米为单位的高精度系统，因此在露天矿山中的应用也越来越广泛。而且GPS定位系统能够取代传统的测量手段来对露天矿的地表进行测量，提高了测量效率。传统测量仪器对安装状态的依赖性高，对于地形、能见度和安装人员的能力都有一定要求，而GPS系统只需要打开设备，就能够完成测量定位。在具体应用方面，GPS系统不会受到气候和光线的限制，在大多数时候都能够进行正常工作，并且在使用时GPS系统不需要进行固定点的安装，就能够开始高精度的测量。（4）露天采矿过程中需要进行整体的作业优化和有效的控制工作，对于钻井的机位进行前期的有效控制和定位的工作，也就减少了前期在现场测量过程中会产生的时间成本，将布置的精度不断提升，可以在实际的工作过程中发挥其工作时间短、爆破设计方案十分优化的优点。然后，采用无线通讯技术，对于整体的工作进行有效的控制，实现了工程人员的实时精准控制，也就在装备的运输中发挥作用，并实时反馈信息。通过机载显示系统对周围环境的了解，可减少事故的发生，提高生产效率。在露天矿场，运输费用是成本的重要组成部分，大型露天矿场的运输设备调度和管理也是十分重要的工作，利用GPS无线电和多频道的无线电通讯设备等，可以实现了传送设备的调度室的高效的信息传输工作，确定好装运的地点和卸载的地点，实现最优的运输线路，从而降低成本。

3结束语

伴随着国家各个行业以及国民经济的发展，对于矿产的需求也越来越高，矿产的应用不再局限于人们的奢侈品，各个行业中都需要矿产资源的加持，因此，增加开采效率，保障开采质量就成了当下矿产企业的重要任务。目前我国的矿产开采技术仍然有较大的进步空间，希望本文能够为我国未来的矿产开采作业提供一定的建议，为我国未来的经济发展提供帮助。

参考文献

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