露天采矿生产工艺系统及关键技术论析

露天采矿生产工艺系统及关键技术论析

摘要:人类生存空间具有有限的,然而生存过程却是无限的。如何合理利用与开发有限空间的矿山资源,满足人类社会无限可持续发展需求,显然成为了人类社会共同的话题。了解和利用好露天采矿的关键技术对提高企业工作效率,获得更大经济利益具有重大意义。

关键词:露天采矿技术经济效益

当今社会是以信息化知识经济时代,信息既是一种经济资源,又是物质与自然资源的结合体,共同组成人类生存、发展的前提,并对人类开发、利用和加工各种自然资源的方式进行规范。露天采矿生产工艺关键技术包括穿孔爆破、采石、装运和排弃,GIS组件技术以及面向对象开发技术。在实际的露天采矿工作中要合理选用相关技术,不断开发相关技术措施,使企业的生产效率经济利益得到提升。

1 露天生产工艺系统

露天采矿指从敞露的矿场地表采出有用的矿物的过程。当矿体地表露头或埋藏较浅时,露天开采最为有利。与地下开采相比,有以下优点:回采率高、充分利用资源、贫化率低、建矿快、适于大型机械施工、成本低、产量大、劳动生产率高、生产安全、劳动条件好。露天开采主要包括采装、穿孔爆破、排土和运输。

1.1 穿孔爆破

所谓穿孔爆破是指在露天矿场的矿岩内钻凿相对一定深度和直径的定向爆破孔,用炸药爆破,破碎和松动矿岩。穿孔爆破是影响露天采矿生产的重要环节。穿孔技术按能量或钻进的利用方式来分,可分成热力穿孔和机械穿孔两类。除了火力钻机是热力穿孔以外,其它类型钻机均为机械穿孔。在机械钻孔中,有潜孔钻机、牙轮钻机、凿岩台车钻机以及钢绳冲击式之分,此外,超声波穿孔、化学穿孔以及高压水力穿孔新型钻机尚在开发之中。

露天开采常用的爆破方法包括:浅眼爆破法、深孔爆破法和大爆破法等。在露天采矿生产中,穿孔爆破的费用占总总费用的近20-30%,对采矿成本影响较大。因此,改善穿孔爆破技术,加强组织管理,提高穿孔爆破的效率,为后序工艺准备良好的条件,对降低矿本,强化露天开采,提高露天采矿经济效益,具有重要意义。

1.2 采装工艺

采装工艺指的是用某种方法和设备在露天采场中把处在经爆破破碎后或原始状态的矿岩掘挖出来的过程,并直接倒卸或装入运输设备到固定点的作业。采装工艺是露天矿场生产的中心环节。采装工艺依据的理论是岩石具有可挖性。改善采装工艺技术的关键在于采装设备选型与工作面参数相互能适应,使主机和辅机设备达到良好匹配。

在露天开采金属矿床的采掘设备,依照功能可区分为采运设备和采装设备。推土机和铲运机是采运设备,单斗挖掘机是采装设备,前装

机既是采运又是采装设备。各种采集设备技术上的利用率和适用性取决于岩石的矿床储存、可挖性特点、露天采矿的生产规模、设备的生产能力、相邻工序作业设备、挖掘的方法、采场气候、要素以及其他因素。

1.3 露天矿运输

在露天开采中,矿山运输十分重要,其基建额占总费用的40%～60%。工时和运输成本各占总工时和总成本50%或以上。露天矿运输的主要任务是:移运基本物料(矿石与剥离物)到矿场选矿厂、废石场或贮矿场;运送辅助物料如生产人员、线路工程材料、爆破器材、润滑材料以及采掘机械相关零部件到工作地点。任务完成后的运输网路,便形成了露天矿场的运输系统。露天矿运输系统可分成内部和外部的运输系统。露天矿运输的特点如下:矿物料运量集中;线路车辆的周转快;矿岩密度大、强度、磨蚀性大、坡度陡、与其他工艺过程联系紧密、线路场地狭窄等。

1.4 排岩工艺

排岩工作指剥离覆盖在矿床及周围的岩石和表土,并将其运到专门场地进行排弃堆放的作业。排岩工作作为露天矿主要生产过程之一,包括废选择排岩工作的方法、石场的位置;建设与发展废石场、稳固与防护废石场的措施、控制与复垦废石场的污染等内容。排石工艺不仅涉及到矿山企业的生产效益和能力,还关系农业生产的环境保护问

题。按露天采场与废石场相对的位置,可分成内部和外部废石场。由于金属矿床大部分有倾斜,且深度较大,难以即时的的形成采空区排岩,故多半使用外部废石场排弃岩土。废石场的选择要考虑废石场的总容积要适应露天矿场得总剥岩量;废石场的接受性能应达到露天采矿剥采的计划要求;要保证废石场应具有良好的工作状况,维护废石场作工作的安全与复垦。

2 GIS组件技术

GIS是一门集信息学、计算机科学、地理学等学科为一体的新型学科,它在计算机硬件和软件的支持下,运用信息科学和系统工程的理论,综合分析和科学管理具备空间内涵的地理数据,以对空间信息系统提出管理、规划、研究和决策所需的信息。将GIS引用到露天矿山开采系统将工作流程简化、工作效率、资源利用率得到显著提高,对开发矿产资源以及经济的可持续发展具有重大意义。

GIS组件技术包括COM与DCOM和ActiveX与ActiveX控件。组件式GIS的优点有:价格便宜、小巧灵活;无须专门的GIS开发语言,直接就可嵌入MIS开发工具、开发简捷以及大众化的特点。组件式GIS的开发让GIS不仅成为专家的专业的分析工具,同时还帮助普通用户对地理相的关数据可以进行进行可视化管理的工具。

3 面向对象开发技术

面向对象是新型的一种设计程序的方法和范型。其基本思想是根据类、对象、封装、消息、继承等基本完成程序设计。从程序设计来看,面向对象的语言必须有描述对象和相互关系之间的语言成分。这些语言包括:系统中的一切皆可成为对象;对象是操作及其属性的封装体;对象按其性质可划分为类从而使类成为实例; 继承关系和实例关系是对象与对象之间的静态关系;对象与对象之间的动态联系是通过消息传递这一唯一计算形式;消息的序列是方法。面向对象的要素包括抽象、封装性和共享性。面向对象的特征有对象唯一性、分类型、继承性和多态性。

4 结语

露天采矿生产工艺关键技术包括穿孔爆破、采石、装运和排弃,GIS组件技术以及面向对象开发技术。每项技术都有自己本省的优点和适合的工作,在实际的露天采矿工作中要合理选用相关技术,不断开发相关技术措施,使企业的生产效率得到提高,采矿工作的安全性能得到保障,顺利完成露天采矿工作,保障和开拓企业的经济效益。

参考文献