露天矿高效开采新技术与设备分析

露天矿高效开采新技术与设备分析
摘要：露天矿具有安全友好，容易实现矿产开采与环境一体建设，生产集中，
机械化、自动化程度高，开采成本低，资源的回采率较高等特点。

西方发达国家
露天开采量占全部煤炭产量的比值均在50%以上，由于我国煤炭赋存条件复杂，
我国露天矿煤炭产量仅仅占到煤炭生产总量的5%。

我国露天开采的矿井采用的
开采工艺及设备与西方发达国家均有一定的差距，基于此，笔者对西方发达国家
采用的拉斗铲无运输倒堆工艺进行分析阐述，以期能更好的促进我国露天矿开采
技术的前进。

关键词：露天矿；新技术；设备；高效开采
引言
随着经济规模、速度的快速增长，对于矿产资源的需求也更大。

因此，需合理、高效的开发矿产资源，确保人类生存、经济的可持续发展。

而创新我国露天
矿开采技术，在减少投资、缩短时间的同时实现矿山低成本、高产、安全，是推
动我国冶金行业发展的关键，也是我国冶金行业得以实现可持续发展的前提。

1我国大型露天矿开采中存在的主要问题
首先，我国露天矿赋存特点通常包含厚覆盖层、近水平矿床、厚矿层及多矿
层等。

当前，对于露天矿的开采所选用的工艺大多为单斗挖掘机——卡车间断工艺，过于单一，主要设备长期超期服役。

露天矿山通常都仅有几十年的服务年限，在最初设计确定的开采境界中开采，因经济环境、技术条件始终在改变，很难长
时间适用。

故而，在初期便将台阶推至最终境界与客观规律不相符，会对开采总
体经济效益造成影响。

其次，在对露天开采特点及优势等方面的认识也存在不足。

在露天开采中，
能够有效实现高度集中化开采，如我国云南、山西及内蒙等地区中有着丰富的露
天开采储量，故而可建立大型露天矿，实现高效高产，为我国提供丰富的能源，
以此解决我国能源紧张的问题；以露天的形式开采矿，具有较高的安全性，人员
伤亡事故极少发生，且资源开采回收率能够实现95%以上，相对于井下开采而言
回收率更高。

最后，露天矿开采工艺过于单一，对经济效益的增长造成了很大的阻碍。

当前，生产矿山开采工艺中单斗电铲-卡车的使用十分普及，该工艺有着较高的开采成本，再加上当前燃油价格始终处于上升的趋势，以至于露天矿开采成本不断上升，因此对于开采工艺的创新、改变势在必行。

同时，在露天开采环境保护方面
也存在一定的不足。

2露天矿高效开采新技术与设备应用要点
2.1拉斗铲工作装置
拉斗铲是单斗挖掘机的一种，是用钢丝绳连接铲斗与悬臂对大型露天矿产资
源进行剥离开采的机械设备。

拉斗铲有电力驱动，柴油驱动、油-电混合驱动等三种方式，现在常用的现代化拉斗铲均为电力驱动方式。

主要装置有铲斗、悬架、
导向器、提升与牵引机构等。

（1）铲斗。

用耐磨材料焊接而成，一般造得比较重，以便使铲斗能靠自重插入土壤中，但重量要适当，否则会使摩擦损失加大。

在斗前部斗唇上部焊有重的
拱梁，用来连接两侧壁并加强其强度；斗上固定了提升链、牵引链和卸载钢绳，
完成挖掘工作；当铲斗内有料时，拉紧牵引链，卸斗钢绳张紧，通过拱梁拉紧铲斗，使其保持不撒料；当需要卸载时，松开牵引链，卸斗钢绳松弛，头部下沉，
卸料。

（2）悬架。

悬架由悬臂和悬臂支撑结构组成，悬臂的主要作用是通过悬臂顶部的滑轮将钢丝绳与铲斗连接为一个整体，同时支持拉斗铲作业过程中产生的悬
挂载荷作用；悬臂支撑结构的主要作用承载悬臂自身及悬挂载荷的作用力，基本
原理是通过主支撑钢和中间支撑钢丝绳，将拉斗铲回转平台本体与悬臂形成具有
稳定结构的三角体。

拉斗铲挖掘时，悬架不受挖掘阻力，主要受提升力，所以拉
斗铲悬架可以做成较长而较轻的桁架结构。

（3）导向器。

拉斗铲工作装置为挠性连接，为使铲斗能适应工作面的工况而设；从牵引卷筒来的牵引绳经上滑轮、中空的导向架、下滑轮至铲斗，导向架与
下滑轮为一体，可绕垂直轴线转动。

（4）提升与牵引机构。

提升与牵引机构是拉斗铲的主机构，主要用以完成工作循环中铲斗的刨铲装料和铲斗提升的功能，分别由各自的电机驱动，两个装置
尽管完成的功能不一样，但机构基本相同。

2.2表土剥离半连续新工艺
表土物料的粘结性较大，若是采用传统破碎机，设备极易出现粘结、堵塞等
问题，对设备的正常工作造成影响。

而根据这一问题所提出的轮式软岩破碎机，
通过单斗挖掘机-轮式软岩破碎站-带式输送机组成的半连续工艺系统，可将轮斗
挖掘机的工作取代，采用带式运输机将汽车运输取代。

该采矿系统还能兼顾间断、连续工艺的优点。

在露天矿建设早期，通常都会建设堆放剥离物的外部排土场，
而将带式输送机应用到该作业中，半连续工艺系统所排弃的剥离物可朝着排土场
较远的区域堆排，汽车运输的剥离物可朝着排土场较近的区域堆排，如此一来可
将最大限度地发挥胶带运输、汽车运输的各自优点。

而在露天矿山工程中内部排
土得以实现时，需拆铺之前设置的带式输送机系统，这样就会在一定程度上影响
露天矿生产效率。

要想解决该问题，可在建立内排土场之后再设置表土剥离半连
续工艺系统。

而不论是在露天矿建设早期亦或是内排时期进行设置，都有不同的电铲、带
式输送机配置方式，也就是在端帮进行半固定式破碎转载站或是在工作面上进行
移动式破碎转载站的设置。

而若是在工作面上进行移动式破碎转载站的设置，那
么铲装的剥离物可直接排弃至转载装置中，随后输送至工作面带式输送机中。

2.3移动式破碎站开采技术
采用移动式破碎机开采露天矿，不但可有效降低露天矿中汽车使用数量，同
时还能降低露天矿开采生产成本、开采效率显著提升，能为大气环境提供可靠保
障的同时改善露天矿周边环境。

移动式破碎站可分为圆锥破履带式移动破碎站、
筛分履带移动破碎站、反击破履带式移动破碎站及履带式移动破碎站等，能满足
任何地形条件下的矿山开采需求，也可实现优化组合。

同时也具备多功能、高破
碎效率等优势，可满足露天矿开采中细、中、粗物料破碎筛分需求。

在露天矿开
采中运用该开采工艺，能使生产过程中的粉尘污染、噪音减少，可获得更高的露
天矿开采社会经济效益。

此外，移动式破碎站矿开采工艺不但能为环境提供保护，同时还能使空气中的CO2排放减少，并未有较高的施工现场要求，操作简单，开
采效率高。

2.4建立健全的运输机械设备管理与维修制度
建立健全的运输机械设备管理与维修制度是总体的保障，必须要加以落实。

首先，要加强相关管理与维修工作的信息化建设，建立运输机械设备管理与维修
数据库，将定期的管理工作以及每次维修的情况都进行数据存储，以便需要时有
据可查。

其次，要落实对于机械设备管理与维修的复查工作，建立相关工作小组
或落实相关工作责任人，从而使运输机械设备的管理与维修工作得到规范化和系
统化的保障，更好的落实管理与维修工作。

结束语
综上所述，当前，我国社会主义经济的发展十分迅速，而快速发展的经济也
加大了对能源的需求。

在国民经济组成中，传统的露天矿山生产模式已无法将社
会主义经济发展需求有效满足，故而对露天矿高效开采技术的研究意义十分深远。

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