浅论露天采矿技术及采矿设备的发展趋势

浅论露天采矿技术及采矿设备的发展趋势

发表时间：2018-09-10T10:31:32.923Z 来源：《基层建设》2018年第21期作者：张辉

[导读] 摘要：目前，我国科学技术不断创新，露天采矿也朝着现代化的方向发展。

神东监理有限责任公司内蒙古鄂尔多斯 017209

摘要：目前，我国科学技术不断创新，露天采矿也朝着现代化的方向发展。在开采过程中采矿设备的应用是非常重要的，其直接关系采矿的质量和效率，因此推进露天采矿中大型设备的发展至关重要。本文对露天采矿设备发展情况进行分析，为现代矿业开采技术提升提供参考。

关键词：露天采矿；采矿技术；采矿设备；发展趋势

引言

矿产资源是国家发展的重要能源支持，一个国家的发展与进步离不开能源的使用，它具有重要的动力作用。对于矿产资源的开采，不管是工作环境、采矿技术与采矿设备等多方面，会出现不同的问题。随着社会技术水平的提高与高新技术的创新，在露天采矿的技术与设备都得到了很大的提升，只有不断的创新采矿技术、完善采矿设备，才能保证我国矿产行业的稳定发展，从而推动整个国家的全面发展。 1露天开采相关概述

露天开采，是现阶段中国煤炭开采工程施工相关工作进行过程中使用到的多种采矿技术里安全系数最高的一种，在实际应用过程中展现出来的特征是开采数量比较大、开采效率比较高及采矿损失率较低等。在此基础之上会使得露天开采技术可在很多领域中得到应用，这种技术在煤矿工程开采领域中得到应用时，会受到不同类型地质条件的影响，因此露天煤炭资源开采技术难以在所有煤炭开采工程中得到应用，这种煤炭资源开采技术措施在矿床规模比较大、埋藏深度比较大及应用到大型机械设备的煤矿资源开采领域中，应用得较为广泛，这种技术措施在实际应用过程中，直接将煤层上方岩层剥离开来之后进行煤炭开采。然而在实际应用过程中会对生态环境造成严重负面影响，进而也就会使得后续的恢复工作面临一定的挑战。

2露天采矿技术分析

2.1防排水技术

露天矿区顾名思义这个矿区是全部暴露在自然环境当中的，而且所有的生产作业都是在露天的状态下进行，这种矿区受自然环境影响非常大，如果遭遇汛期很有可能导致矿区生产作业的停止，为了避免这种情况的发生，企业需要采取相应的防排水技术。这种技术是以布设截水沟、防洪堤或者是河流改道等的方式对矿区采矿之外的汇水和径流水进行拦截或者是疏导，并且采取相应的防排水措施，不仅仅是起到保证汛期可以正常生产的目的，而且还可以避免地表水流入采区中去，造成不必要的麻烦。

2.2深孔爆破技术

在深孔爆破技术运行中常常从多方面综合运用这项技术，其中孔眼间的距离控制中需要形成抵抗线，那么就要分析岩体综合特性和相关数据，从数据与采矿过程中确定孔眼钻孔的质量要求标准。与此同时在将炸药装入炮眼时则需要控制炸药量并在科学合理分布药量的基础上对炸药整体量进行控制，由此一来就可形成整体控制，有利于提升爆破质量。除此之外在处理炮眼周边爆破情况时需要严格控制炸药质量，充分保证炸药安装结构科学合理性，必要时微差爆破。开挖岩体时则需详细计算，便于更好地掌握深孔爆破技术。

2.3陡帮开采技术

在我国，现在已经有许多大型露天采矿进入深凹开采阶段，这种变化带来的是作业环境的进一步恶化，并且在开采条件以及设备等因素的影响下，开采的效率一直处于较低的水平。这种情况不能长时间存在，为了在较短的时间改善这种问题的存在，相关人员需要从提升整体生产能力的角度入手，充分运用各种先进的科学技术，为开采效率的有效提升打下良好的基础。近些年，陡帮开采技术在露天开采工程中应用越来越广泛，并且受到人们的广泛认可，这和这种技术本身初期剥离量小、基建工程量小等优势特点有密切关系。

2.4间断开采技术

对于露天采矿技术来看，其中的间断开采技术就是指使用大型的机械设备，实现对矿产资源的生产。一般情况下，需要通过卡车的运输完成。然而这种采矿模式会消耗很多的人力、物力、财力，使工程成本大大的提高，并且使用卡车进行运输，会对周围的环境造成一定的污染。面对这些严重的问题，特别是油耗过高的现状与环境的污染问题，进行了不断的研究与实验创新。利用卡车作为辅助的架线技术，得到了广泛的推广。与此同时，还可以利用节能耗油燃料起到能源的节约与和成本的降低。

3露天采矿设备的发展趋势

3.1大型化发展

随着我国社会的进步和经济的发展，人们对于矿产资源的需求越来越多，因此为了满足人们的需求，进行采矿的机械和设备逐渐朝着大型化的方向发展。以往我国工作人员在露天采矿的过程中使用的都是磕头钻等较为简陋的设备，这些设备不仅会消耗较多的人力和物力资源，而且采矿过程中的工作效率和工作质量难以得到有效地提高。而随着科技的发展，我国的露天采矿设备逐渐地变为直径较大的穿孔设备，这些新的采矿设备不仅有比较优良的性能，而且与过去相比，采矿穿孔的效率是原来采矿穿孔效率的2倍以上。这些大型的采矿设备还包括有较大斗容的装载设备，在进行露天采矿作业的过程中，可以有效地提高采矿工作的效率和质量，为采矿企业节省大量的资金和人力物力资源。除此以外，矿产运输工作也开始由大型的运输设备来完成，运输效率得到了快速提高。

3.2人性化发展

对于露天采矿技术与采矿设备的设计引起了社会的广泛关注，特别是其中的人性化设计要求。安全性是确保采矿工作安全的重要基础，提高安全性能可以有效的减少事故的发生，保证工作人员的生命与财产安全。对与舒适度的设计，我们借鉴了很多发达国家的先进技术与经验，减小了驾驶室中的噪音与振动强度，这对工作人员具有重要的影响，提高其设计的人性化对与整个采矿工作都起到推动性的作用。

3.3智能化发展

第一：卡车调度系统。该智能化调度系统在露天矿山卡车运输生产中得到了广泛的应用，该调度系统最初只是在调度运输汽车上进行简单应用，随后该系统逐渐发展且功能日益强大，不仅能够提供更为全面的实时数据与相应生产数据，还会对设备进行实时的监控，在几

台设备可能相撞前会对司机发出报警信号，基本可以避免人为事故的发生。第二：车载监控系统。该监控系统主要对设备是否完好进行实时监控，并提供设备的相关维护信息，当前在露天采矿设备主要部件中，都设有监控与警报功能，通过利用无线通讯并与计算机相连，从而有效实现对采矿设备重要部件的信息参数实时进行监控，从而可以对采矿设备运行状态进行及时的了解，一旦采矿设备出现故障，就会触发警报，从而可以迅速通知维修人员对设备进行抢修维护。第三，GPS定位系统。随着GPS技术在露天采矿应用中的技术难题被一一攻破，使得GPS技术在露天采矿中被得到了广泛应用，大大提升了露天采矿设备的智能化发展。其主要应用领域包含以下几点，一是在露天矿山地表测量得到了广泛应用。先进的GPS系统借助全球卫星定位系统进行定位，其精确度可控制在20mm以内，因此在露天矿山地表测量中传统的测量技术可被GPS系统完全进行替代。其次在应用条件方面，应用GPS系统更加的方便，其不受光线、气候条件限制，其环境适应性更好。接着是在灵活性方面，应用GPS进行测量时相对更加灵活，与应用传统测量时仍需要走到测量区域经仪器安置在固定点之上才能进行测量的方式不同，应用GPS系统进行测量时可以在车辆排土场等位置进行测量，并且依然能够保证测量的精度。

3.4环保化发展

矿山开采对于生态环境具有一定的影响，传统的矿产开采过程逐渐淘汰。随着可持续发展及环保理念的逐渐深入，各行业都积极采用节能环保策略，采矿行业同样也不例外。将环保理念融入到采矿设备的应用中，是当前采矿企业节能环保的一项重要工作。我国大多数采矿企业所使用的采矿设备都具有很好的环保效果，在应用过程中不仅能够对周边环境起到很好的预测，还能对当前开采状态及对环境造成的破坏进行检查。在环保设备的使用过程中，应该严格按照国家相关规定进行参数的设置，当运行状态下某项指标不符合要求需要及时停止运行，并将有关情况在第一时间内反映给相关的工作人员，有助于企业对超标现象进行合理分析，及时采取有效措施。 4安全管理露天采矿机械设备的有效策略

4.1提高对于采矿机械设备故障的诊断和维修技术

在露天采矿过程中，如果机械设备发生故障，要尽快地对其故障类型进行诊断并及时地进行维修，这样才能在一定程度上保证正常的采矿工作不会受到大的影响。为了进一步强化对于采矿机械设备的安全管理，就要提高采矿机械设备故障的诊断和维修技术。具体来讲，可以引进较为先进的针对采矿机械的故障诊断技术以及维修技术，充分利用计算机技术以及微机技术来对机械设备的工作过程进行远程地监控和管理，有效地对机械设备进行保护和检测。这样如果采矿机械设备出现故障，那么工作人员就能及时地发现并对其进行故障的检测。例如目前很多的采矿机械已经可以监控司机的不当操作，实现工作人员对采矿机械设备的在线监控。

4.2更新露天采矿设备

应用凹陷露天矿开发技术实现技术改造。对露天矿的最终边坡角进行相应加大，在工艺方面多采用部分台阶并段，在开采方式上采用竖分条或组合台阶台阶加大工作帮坡角，降低生产剥采比，从而有效降低成本。采用大区域微差爆破技术。当下大型智能化的钻机在露天矿山中的广泛运用，从而有效提升了钻孔的精度与效率，因此大区域微差爆破这一先进技术也得到了广泛的应用，从而有效实现了矿山生产效率的迅猛提升。提升了露天矿山开采的安全系数。随着许多大型设备投入使用，使得设备的投入总量得以相对减少，有效降低了设备密度，自然相应的操作人员也在不断减少，再加上当下露天矿山设备的智能化越来越强，不仅有效的降低了人工费用，还进一步改善了相应矿山设备的安全性、可靠性，从而有效实现了露天矿山开采的安全系数的提升。对现有凹陷矿山的运输系统进行了改造与完善，结合矿山的实际及采矿设备的大型化及智能化趋势，可以采用联合运输系统，避免卡车运输的高成本。如可以将矿山铁路的优势充分发挥出来，采用汽车-铁路共同运输系统，也可以采用爬坡能力强运输成本低的皮带代替一段卡车的运输形成汽车—胶带运输系统，从而有效降低采矿生产及运输成本，对凹陷矿山的深度可以进一步实现更加经济有效的开采。

4.3完善相关的机械设备安全标准和法规

露天采矿工作的过程中，必须要有针对机械设备安全的法规和标准来作为安全生产的准则和保证，并对工作人员的行为进行约束。我国的露天采矿企业可以结合自身特点引进发达国家对于露天采矿机械设备安全的相关规定和准则，做到与国际的露天采矿行业接轨。采矿工作人员在进行采矿工作的过程中，要严格地按照所规定的安全标准和法则来进行机械设备的操作，这样才能为露天采矿工作的顺利展开和运行提供一定的保证。

4.4加强煤矿施工安全管理

安全和经济效益之间的关系明确化，煤矿工程施工安全管理工作就是在煤炭资源开采工作进行过程中施行有效性比较强的管理措施，以此为基础来使得煤矿生产相关工作的安全性和稳定性水平得到一定提升。煤矿工程施工安全管理措施和煤矿企业经济效益水平之间呈现出来的相互关系较为密切，当在煤矿开采工程施工相关工作进行过程中施行安全管理措施时，需要明确安全和经济效益水平之间的关系，只有在对煤矿日常生产经营相关工作的安全性做出一定保证的前提条件下，才可将煤矿开采企业日常生产经营相关工作进行过程中消耗掉的非常规成本控制在既定范围内，在此基础上来对安全和效益之间的相互关系形成有效控制。在煤矿开采工程施工相关工作进行过程中，从事煤炭资源开采工作的人员和煤矿日常生产经营工作的安全性之间呈现出来的相互关系较为密切。所以应在安全管理措施施行过程中，将针对工作人员开展的培训工作的力度提升到一定的水平上，以使从事煤炭资源开采工作的人员在实际工作过程中依据相关安全规章制度施行相关操作，从而也就可使煤矿开采工程施工相关工作进行过程中安全事故出现的几率被控制在较低的水平。

4.5对机械设备的故障诊断方法和维修方法进行更新

一般情况下，进行露天采矿的机械设备都具有比较复杂的工作系统和结构，因此对其进行故障诊断和维修时就面临着较大的难度。进行采矿机械设备管理的工作人员对这些设备进行维修时，有时候会出现难以解决的故障类型和问题，因此，对机械设备的故障诊断与维修方法进行更新成为采矿过程中的一项必要工作。目前许多较为先进的新技术已经被广泛地应用于露天采矿的各个工作环节中，例如超声波技术等。露天采矿机械设备的故障诊断工作系统以及维修系统已经因为灰色分析技术等先进技术的引入而得到了很好地完善，并且还处在不断的发展中。

4.6以信息技术、数字技术为手段对矿山进行建设管理

在我国高新科技的全面发展和推动下，全球卫星系统的技术和之前相比突飞猛进，并且在露天采矿中的应用越来越普遍，现在的露天采矿已经向信息化、自动化和节能化方向发展。数字矿床模型与计算机辅助设计系统，宽带高速双向通信系统，各项监控系统技术已成为露天矿开采的重要方式。在露天开采成就非常显著的国家，露天开采设计和理论科研方面现在都已经生成很完整的体系，现在的露天工艺系统已经摆脱过去低能、复杂、效益低、投入多等的弊端和毛病，向更加节能、高效等的方面发展，以俄罗斯埃的基巴斯图兹露天矿区为例，这个矿区能够得到迅速发展的重要原因在于其在开发之前做了大量的科研工作，面对这样成功的先例，我国应该结合自身实际情况，从露天采矿科技攻关上下功夫，促进我国露天采矿水平的提升。