高兵

摘 要： 我國(guó)礦產(chǎn)資源含量十分豐富，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過程中對(duì)于礦產(chǎn)資源需求量不斷增加，這也對(duì)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(dòng)露天采礦技術(shù)的發(fā)展，以此來全面提高我國(guó)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(jìn)一步對(duì)露天采礦技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)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(xué)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢(shì)下，我國(guó)露天采礦技術(shù)取得了較大的進(jìn)步，一些新技術(shù)和新工藝在礦區(qū)中進(jìn)行應(yīng)用，特別是一些先進(jìn)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(duì)我國(guó)冶金工業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)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(duì)地表進(jìn)行有效保護(hù)。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(jìn)一步提高采充填采礦工藝與礦床開采條件匹配度，實(shí)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(jìn)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(jìn)行布置，并在盤區(qū)內(nèi)劃分出礦房及礦柱采場(chǎng)。對(duì)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(jī)械化鑿巖采礦工藝、分層采場(chǎng)一次微差爆破、界面控制爆破等相結(jié)合進(jìn)行作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)集中強(qiáng)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(shí)，一般會(huì)采用分層回采方式，但這種方式存在充填成本高及對(duì)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(chǎng)暴露面積，能夠在礦體不太穩(wěn)固下實(shí)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(duì)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(jìn)行采場(chǎng)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(chǎng)，按照采礦步距在分段采場(chǎng)內(nèi)進(jìn)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(jìn)行，采用深孔擠壓充填體爆破，對(duì)于形成的采空區(qū)立即進(jìn)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(yùn)機(jī)平底出礦，遙控鏟運(yùn)機(jī)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(chǎng)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(diǎn)是開采初期剝離量相對(duì)較小、基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)周期短、工程量小、邊坡暴露時(shí)間短等，對(duì)于我國(guó)現(xiàn)階段的露天礦區(qū)開采非常適用。

1.1.3高臺(tái)階采礦技術(shù)

我國(guó)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(tái)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(tái)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(jìn)的利用方式來分，可以分為熱力破碎穿孔和機(jī)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(tái)車等。此外，超聲波穿孔、化學(xué)穿孔以及高壓水力穿孔新型鉆機(jī)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(gè)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(dāng)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(shí)震動(dòng)效應(yīng)對(duì)邊坡帶來的影響，保障每一個(gè)臺(tái)階坡面的平整度。在二次破碎中，主要是利用鑿巖機(jī)打眼，采用巖石炸藥進(jìn)行爆破，可以采用集中二次破碎的方式，利用電雷管進(jìn)行瞬間引爆，以此來提升采礦時(shí)的大塊產(chǎn)出率。

1.4排土技術(shù)

在進(jìn)行露天采礦作業(yè)時(shí)，排土效率的高低直接影響生產(chǎn)規(guī)模，并且同時(shí)也會(huì)影響經(jīng)濟(jì)效益。一般情況來說，排土方式是根據(jù)開拓運(yùn)輸方式來選擇的，汽車-排土機(jī)的排土方式以其機(jī)動(dòng)靈活、爬坡能力強(qiáng)，適應(yīng)地形豐富、成本低、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)被大部分礦山所選用。

1.5防排水技術(shù)

因?yàn)槁短觳傻V的生產(chǎn)作業(yè)均是在露天進(jìn)行的，防排水除了能夠在汛期時(shí)保證作業(yè)的安全性，同時(shí)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(jìn)行河流改道等措施來進(jìn)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(jì)效益。而且采礦技術(shù)也開始向高效化和實(shí)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(shí)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(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)、采礦設(shè)備的自動(dòng)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(shì)，單個(gè)露天礦的開采范圍趨于擴(kuò)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(dòng)化

隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也迅猛發(fā)展，許多自動(dòng)化、智能計(jì)算機(jī)設(shè)備已經(jīng)運(yùn)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(jì)計(jì)劃、礦區(qū)及礦山生產(chǎn)管理到設(shè)備故障監(jiān)測(cè)等。計(jì)算機(jī)的合理化運(yùn)用有利于露天開采的自動(dòng)化發(fā)展。

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

當(dāng)前礦山開采要求越來越嚴(yán)重，為了實(shí)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(hù)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(dòng)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(jìn)步。但相較于發(fā)達(dá)國(guó)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(duì)滯后，因此還要加大研發(fā)力度，以此為推動(dòng)采礦行業(yè)的快速發(fā)展，全面提高其在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力。

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