王旭光 國家能源集團公司準能黑岱溝露天煤礦

前言：采礦行業(yè)在開采的過程中，因工作環(huán)境的影響，導致具體開采工作環(huán)節(jié)很難順利進行，會嚴重降低開采工作的穩(wěn)定性，并且由于開采穩(wěn)定性差，極易出現(xiàn)安全隱患。露天開采方式與傳統(tǒng)開采方式相比，將開采位置從地下轉(zhuǎn)移到了地上，通過露天開采可大大提高開采效率，同時開采環(huán)境有較高的安全性，空間利用靈活、自由。目前，在露天采礦中，開采技術與設備的應用一直是研究的重要內(nèi)容，并且提升空間巨大，所以對露天采礦技術與設備有較高的研究價值。

一、露天采礦技術

（一）間斷開采技術

間斷開采技術主要是在進行煤礦開采期間使用大型機械設備，但是在運行的過程中往往會出現(xiàn)成本增加的情況。在采用間斷開采技術生產(chǎn)期間，在運輸煤炭資源時主要采用卡車，因卡車由于自身運輸功率大，并且會增加耗油量，導致運輸期間的成本增加。此外，在運輸?shù)倪^程中如果對煤炭覆蓋不當，極易出現(xiàn)環(huán)境污染的情況發(fā)生，所以為了響應國家節(jié)能減排、綠色環(huán)保理念，企業(yè)在降低污染、節(jié)能減排方面進行了深入的試驗與研究，研發(fā)出了一種降低油耗的技術，該技術便是卡車輔助架線技術，卡車啟動后使用電能驅(qū)動車輛，在此期間車輛發(fā)動機處于一種怠速狀態(tài)，以此達到節(jié)油的目的。

（二）半連續(xù)與連續(xù)開采技術

半連續(xù)與連續(xù)開采技術與傳統(tǒng)開采技術相比，采用了低碳理念，綠色能源，可有效保護環(huán)境，并且在此基礎上滿足運輸作業(yè)要求。但是，該技術在應有的過程中有自身的適應范圍，需要在特定的環(huán)境中才能進行開采作業(yè)，否則很難完成爆破流程，同時對地質(zhì)也有較高要求，會導致開采成本有不同程度的增加。機械設備在使用與運行期間，對設備類型與工作方式有較高要求，需要選擇與施工環(huán)境相適應的儀器，比如自動式破碎剝離儀器，把碎石運輸?shù)脚磐翀鲋?，能夠有效提高工作效率?/p>

半連續(xù)開采技術是在連續(xù)開采技術的基礎上，利用其優(yōu)越性能進行半連續(xù)開采，在此過程中需要確保物料輸送的連續(xù)性，以此使自卸車運輸距離減少，確保在于其的距離之內(nèi)運行，并且在此基礎上還需要體現(xiàn)出自卸車自身的機動性以及適應性特點，從而確保物料輸送的連續(xù)性。該開采技術結合了信息化技術，具有較高的自動化優(yōu)勢。由于半連續(xù)開采技術物料的輸送是利用帶式輸送機完成輸送工作，工作效率高，能夠保證系統(tǒng)長時間的運行，同時工作強度低。我國其他開采工作也有效印證了該技術的優(yōu)勢。

半連續(xù)開采技術有兩種，一種是上述工作原理，另一種是主要是通過單斗挖掘機進行物料的開采，通過移動式破碎站，再有帶式輸送機系統(tǒng)輸送物料。此種技術在規(guī)模較小的采礦區(qū)使用，不建議在規(guī)模較大的采礦區(qū)應用。有目前采礦技術而言，一般采用帶式輸送機軟啟動方式，其中變頻驅(qū)動最為適用，主要是因變頻驅(qū)動體積小，結構緊密，能夠較好的應用在半固定式帶式輸送機與移動式帶式輸送機。

（三）膠結充填采礦技術

在露天采礦開采的過程中，膠結充填采礦技術是所有技術中應用作為廣泛的一種，與其他技術相比開采效率高，并且在此基礎上還能夠保護開采環(huán)境。但是，在運用期間也存在有待解決的問題，就比如充填與開采之間的比例數(shù)量問題，若兩者比例無法有效調(diào)配，很難確保開采過程順利進行，所以重點需要協(xié)調(diào)兩者之間的比例關系。隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，露天采礦設備有了較大的革新，在較大程度上為膠結充填采礦技術的發(fā)展奠定良好的基礎。

（四）陡幫開采技術

我國傳統(tǒng)采礦開采技術在運用的過程中，很難滿足社會對資源的需求。目前，露天采礦技術的應用優(yōu)勢逐漸凸顯，并且在開采期間對露天開采技術有一定的依賴性，有較好的應用效果，在其他一些開采中也逐漸采用此種技術。但是，在采用此種技術開采期間也有自身的局限性，比如會受環(huán)境因素的影響，如果開采環(huán)境惡劣以及地形不便的情況下，采用該技術會增加開采難度，很難提高開采效率[1]。為此，需要具體情況深入分析采用露天開采技術的適應范圍，創(chuàng)新出了一種陡幫開采技術。此種技術在應用期間能夠以最小的工程量完成預期工作，并且可在預期時間內(nèi)完成工作，在一定程度上彌補了露天采礦技術無法發(fā)揮的優(yōu)勢，可大大提升露天礦產(chǎn)開采能力與效率。

（五）爆破技術

在進行礦山開采的過程中，需要通過較強的沖擊力擊碎一些巖層，因此爆破技術在開采中是必須實施的環(huán)節(jié)，較為常用的推廣技術有孔內(nèi)微差爆破技術、微孔爆破技術等，通過以上技術可有效粉碎采掘中塊度。目前，對爆破裝置以及爆破材料進行了創(chuàng)新，不但能夠提升爆破效率，而且還可在爆破期間避免安全隱患。其中微差爆破技術應用較為廣泛，該技術采用的是塑料導爆管非電爆系統(tǒng)，適用于一些小面積的爆破，主要是因微差爆破技術有自身的應用條件。預裂爆破技術一般在邊坡位置應用，在較大程度上對邊坡起到一定的保護作用，避免在邊坡位置出現(xiàn)震動效應，確保不同坡面的平整度。二次破碎是通過機械設備在鑿巖中打眼，再進行爆破，以此提高礦大塊產(chǎn)出率。

（六）排土與防排水技術

在露天采礦開采的過程中，排土是必不可少的環(huán)節(jié)，并且排土效率直接關系到生產(chǎn)規(guī)模。在排土期間排土方式的選擇尤為重要，需要根據(jù)運輸方式而定，其中排土場結構穩(wěn)定性會對其使用時間造成一定影響。如果采礦地形不平或者有一定的坡度，一般情況下采用排土機，主要是因排土機能夠適應多種復雜環(huán)境，同時受自身機械能的影響，爬坡能力較強，并且具有較高的靈活性，最為重要的是此種排土方式與其他方式相比產(chǎn)生的費用低，且后期維修難度低，應用在較多采礦工作中。此外，由于露天采礦開采工作均是露天作業(yè)，當遇到陰雨天氣時，工作面易受到雨水的沖刷，會在較短時間內(nèi)增加工作難度。為此，為了確保工作能夠正常進行，需要應用防排水技術設置排水設施，若出現(xiàn)汛期能夠?qū)⒂晁ㄟ^排水溝順利排出，減少地面出現(xiàn)積水的情況，使礦石含水量與人工排水量有效降低。該技術一般是設置一些防洪堤、截水溝以及河流改道等設施對水進行疏導。

二、露天采礦設備

（一）大型化設備

隨著我國科學技術的發(fā)展，露天采礦工作應用了信息化技術，在此基礎上采礦設備也由小型化向大型化方向發(fā)展，在采礦開采中的各個方面大型化設備逐漸替代小型化設備。我國露天開采期間，所采用的自卸卡車載重量約為200噸，隨著設備向大型化方向發(fā)展，載重300噸的自卸車也擴大了使用范圍。 此外穿孔設備的孔徑是150 mm-300 ram，比如特拉斯CDM75E鉆機[2]。

（二）設備專業(yè)化

露天采礦開采技術應用的過程中，需要提升其專業(yè)化，在開采結構作業(yè)中需要具備較高的專業(yè)水平，同時在使用設備期間對設備專業(yè)化也有較高要求。在煤礦開采期間，開采設備與技術逐漸向?qū)I(yè)化方向發(fā)展，通過專業(yè)化的開采技術對提高開采效率與質(zhì)量發(fā)揮著較為重要的作用[3]。

（三）設備移動性強

由于采礦開采作業(yè)受到設備性能與開采環(huán)境、地形等較大影響，在開采的過程中嚴格規(guī)定了設備的具體移動，其移動距離與方向也具有較強的技術性。所以，在作業(yè)期間設備具體移動需要根據(jù)開采實際情況進行針對性調(diào)整，以此才能使設備在作業(yè)面中有正確的移動。比如在半連續(xù)作業(yè)的過程中，較多設備所使用的均是自己移動的設備進行開采工作，既可提高設備自身的性能，又能提高工作效率。

三、露天采礦技術與采礦設備的發(fā)展方向

（一）露天采礦技術發(fā)展方向

1.車載監(jiān)控系統(tǒng)

在露天采礦開采期間，車載監(jiān)控系統(tǒng)的應用是未來的一個發(fā)展方向，該系統(tǒng)主要是對設備運行狀態(tài)進行監(jiān)控，在監(jiān)控的過程中觀察設備是否出現(xiàn)運行故障，如果產(chǎn)生故障能夠在第一時間維修。此外，在一些大型化設備中還有報警監(jiān)控功能，此種功能不但會對設備進行實時性監(jiān)控，而且還及時維修，能夠使維修成本有效降低，同時降低損耗[4]。

2.高坡位移監(jiān)測

高坡位移監(jiān)測離不開定位系統(tǒng)，主要是與GPS定位系統(tǒng)相結合實現(xiàn)對目標物的精準定位與監(jiān)控，能夠不間斷向計算機中傳送邊坡中的相關數(shù)據(jù)，計算機自動保存數(shù)據(jù)，再深入分析，以此幫助工作人員全面掌握不同邊坡是否的穩(wěn)定，同時有報警功能。

3.增加設備環(huán)保性

我國經(jīng)濟在發(fā)展的過程中，對于較多能源短缺，需要依靠進口滿足國內(nèi)需求，在此環(huán)境中更需要研發(fā)環(huán)保設備，不但能夠增加產(chǎn)出量，而且還可避免我國環(huán)境惡化。所以，在未來采礦設備生產(chǎn)與應用時，應關注使用年限、能耗等因素，使設備向環(huán)保方向發(fā)展[5]。

（二）露天采礦設備發(fā)展趨勢

1.向大型化方向發(fā)展

隨著我國采礦開采行業(yè)的不斷發(fā)展，目前的設備很難提高工作效率，無法滿足國內(nèi)使用量。為此制造企業(yè)開始根據(jù)采礦工作特點，制造一些大型采礦設備，可大大提高采礦效率，逐漸縮小了與一些國際品牌的差距。比如我國一些公司生產(chǎn)NTE卡車載重量可達300噸，其中履帶推土機可900馬力。此外，采礦設備逐漸向大型化方向發(fā)展，可減少崗位配置人員數(shù)量，能夠使安全隱患有效降低。但是，近幾年來，國家對煤礦企業(yè)進行了改革與整頓，將不同小煤礦進行了有效的整合，導致在開采期間易出現(xiàn)采空區(qū)，而因大型設備在工作期間如果在采空區(qū)上方，極易導致地面出現(xiàn)塌方情況的發(fā)生，對煤礦企業(yè)而言有較大經(jīng)濟損失，這也是大型化設備應用中一個棘手的問題。

2.向智能化方向發(fā)展

在采礦開采中應用智能化技術是未來時代發(fā)展的要求，煤礦企業(yè)的發(fā)展需要適應社會的發(fā)展。隨著信息化技術的發(fā)展，也在較大程度上推動了采礦行業(yè)的信息化建設。將智能化技術的應用在采礦工作中，能夠提高設備單位工作量，降低工作人員工作量與安全事故發(fā)生率，從而提升工作效率。此外，通過智能化技術還可對設備運行情況進行嚴格監(jiān)控，并且在此基礎上判斷存在的問題，同時提出針對性解決方案[6]。目前，一些設備中安裝有承載監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要作用是對設備進行實時監(jiān)控，達到提高工作效率的目的。

3.向人性化方向發(fā)展

在進行露天采礦設備中需要融入人性化是未來的發(fā)展方向，其中需要從設備設計環(huán)節(jié)體現(xiàn)人性化，并且還應提升設備運行的穩(wěn)定性與安全性，同時保證設備設計符合操作者操作習慣。在設備設計階段需要在不同環(huán)節(jié)多考慮安全性問題，避免設備在運行階段出現(xiàn)不必要的安全隱患，同時提升設備操作期間的舒適性，以此提升工作效率。

四、露天采礦設備與采礦技術的關系

（一）運輸系統(tǒng)改造

對礦山實際情況進行深入分析，同時對機車車輛實施有效改造，以此發(fā)揮礦山交通優(yōu)勢。在優(yōu)化交通的過程中，可以將不同形式交通工具進行聯(lián)合使用，以此形成多種運輸系統(tǒng)，比如汽車與、鐵路、提升機以及輸送機進行有效結合，以此提高運輸效率，可使凹陷礦山開采深度增加。

（二）新礦山建設

在對礦山進行建設的過程中，主要使用深凹露天礦高效開發(fā)技術，可使邊坡角度有效增加，同時通過多級并段靠幫開采工藝，能夠使工作幫坡角增加，可降低煤礦開采剝采比，既能提高資源利用率，又可在礦山建設的過程中控制建設費用。

（三）提升露天采礦開采安全性

隨著開采設備逐漸向大型化、智能化方向發(fā)展，能夠有效減少開采工作環(huán)境中設備運行數(shù)量，同時也可減少人工勞動數(shù)量，降低勞動強度，使采礦企業(yè)降低了人工工資的發(fā)放，并且在此基礎上還可減少設備運行成本。此外，隨著設備逐漸智能化，其功能逐漸完善，可在不同工作環(huán)境中安全、穩(wěn)定運行，確保露天采礦開采期間的安全性[7]。

在露天采礦開采的過程中，開采設備與開采技術之間存在一定的關聯(lián)性，其中科學技術的發(fā)展能夠使設備逐漸向大型化、智能化以及人性化方向發(fā)展，使開采速度不斷加快，能夠縮短開采時間，增加單位時間內(nèi)的開采量。

結語：綜上所述，本文主要闡述了露天采礦技術與設備的發(fā)展方向，從以上論述能夠發(fā)現(xiàn)我國露天采礦技術取得了一定的成果，但是很難達到一些國外發(fā)達國家的先進技術，并且設備運行效率與國外相比也有一定的差距。為此，采礦工作者除了提升采礦技術與設備之外，還應提升自身的工作專業(yè)技能，同時投入技術創(chuàng)新成本。還可引進國外先進的管理理念與技術，與我國采礦實際情況相融合，形成符合我國采礦開采的理念。隨著我國近幾年科學技術的發(fā)展水平，與國際技術水平差距越來越小，目前采礦設備的發(fā)展逐漸向人工化、智能化以及大型化方向發(fā)展，可為露天采礦效率與質(zhì)量的提高奠定良好的基礎。