露天采矿技术分析探讨

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摘要：随着经济的发展及科学技术水平的不断提升，对矿产资源的需求量也逐渐提高，采矿行业不断利用国外的新型技术和设备。露天采矿技术作为当前采矿行业的主流操作方式，得到广泛应用。通过对当前露天采矿的具体流程技术进行分析，结合当前采矿技术的发展，对当前露天开采时运用的新兴技术进行探析。

关键词：露天采矿；技术分析；采矿技术

引言

随着经济飞速发展，社会对矿产资源消耗日益增大，对采矿行业提出了更高的要求，促使采矿行业的不断发展。随着生态文明建设的不断深入，国家及人民越来越重视环境保护，采矿行业作为对环境污染较为严重的行业，需要不断学习先进技术并进行创新，在满足日益增长的矿产资源需求的前提下，提升采矿工程的质量和效率，保护生态环境，提高采矿企业的经济效益。

1采矿技术的特征及分类

1.1采矿技术的特征

采矿作业具有危险性，虽然露天采矿作业相对于地下作业安全性较高，但在实际的工作中也不能忽视采矿作业中的安全隐患。在露天作业中对多设备联动的要求较高，设备的使用与技术的组合较为复杂，这一因素导致露天采矿作业具有一定的复杂性与危险性[1]。因此施工企业在施工中要根据工程实际情况，选择合适的施工方式，避免由于工程企业选择施工方式不当导致的安全事故。

1.2露天采矿分类

露天采矿按照其作业的连续性可以划分为间断式、半连续式及连续式等。所谓间断式就是利用大型机械设备对矿产进行开采，然后再利用汽车进行运输，这种开采方式由于采用较多功率较大的机械设备，导致整个开采过程中对于汽、柴油等油耗较高，使得成本较高，且易造成环境污染[2]。随着生态文明建设的深入，相关行业对采矿过程中减少油耗、保护环境等问题投入了大量成本，当前比较常用的是卡车辅助架线技术，通过对发动机供电使其处于怠速状态，可以显著降低尾气排放量及油耗，新能源的采用也为采矿过程中对于生态环境的保护起到了重要作用。当前露天开采常用的方式是半连续式及连续式开采，此方法运输成本及污染程度低，符合绿色、低碳、环保理念。但其对矿场地质及实际工作环境有着较高要求[3]。一旦现场地质使得施工难度较大，爆破时将比较难以控制，使爆破很难达到开采所需效果，使得需要额外进行爆破而导致开采成本增加。

2传统露天采矿流程技术分析

2.1穿孔流程

在进行露天开采时第一道工序是穿孔，穿孔水平将直接决定爆破质量，对于整个采矿过程有重要意义，因此在进行穿孔时要注意以下事项：①由于关键位置需要用到相应的机械设备进行辅助穿孔，所以在施工现场要保证这类设备能即用即取[4]；②在进行穿孔时要根据开采相关规定以及采矿进度施行分区作业，确保穿孔的质量；③在进行穿孔作业之前要统筹安排，做好相关流程的设计，按照相关规定进行设计，如在穿孔作业中孔深误差应当控制在5mm以内，而孔位误差应当控制在3mm以内，以此来确保穿孔作业的质量。由于施工现场存在诸多不确定因素，在进行实际作业时补孔作业时有发生，在进行补孔作业时应当尽可能避免之前失败的废孔，应当在其周围进行补孔作业，补孔后相关工作人员要及时开展对新孔进行检查及维护工作，确保其能够可靠、安全运行。

2.2爆破流程

爆破是露天开采时的必要流程，对于整个采矿过程具有至关重要的作用。爆破是矿产开采中最危险的作业步骤之一，因此对于其作业的安全性应当足够重视。因此在进行爆破工作时首先要确保开采前定制的计划能够顺利进行，其各项工作细节能够落实到位，以此来确保爆破工作能够安全、有效[5]。其次，采用符合行业标准及施工实际情况的开采、爆破设备，以及对爆破范围进行预先设置也能显著提升开采现场的爆破效率。此外在进行爆破作业时还要安排具有专业爆破知识及经验的工作人员进行现场指导，以便施工现场出现问题能够得到及时解决。随着科学技术水平的不断提高，部分较为安全的新型爆破材料及设备逐渐被应用到开采作业中，对采矿爆破作业安全性的提升起到了重要作用。

2.3采装流程

在进行露天采矿时采装和运输技术对整个开采进度起到比较重要的作用。在开采过程中只有将已经开采出的岩石、矿石进行分别装车运输才能确保采矿工作继续进行[6]。因此对于矿产的采装首先要根据现场开采实际情况科学、合理的制定开采计划，选择对应的工艺及流程，选用水平分层法或台阶法自上而下进行开采等方式，来确保达到预期开采效果，在进行铲装时要制定相关计划并严格落实，合理安排现场操作，使铲装操作能分类、有序进行，对于运输过程，应当根据矿岩的实际去向进行合理统筹安排，在确保运输效率的前提下，尽量减小运输成本及对环境的污染。

2.4排土流程

排土在露天采矿整个流程中不可或缺，排土流程技术关键不仅体现在对于排土操作以及后续运输过程中对于经济成本方面的控制，更关系到整个露天采矿工程规模[7]。当前的采矿工程中一般是通过挖掘机进行铲装后由汽车进行运输到排土场的排土方式，对于各种地质地貌均能适用，且具有机动灵巧的特点。还可以通过建设平原型排土场的方式进行排土，该方式的技术工艺容易掌握，且建设周期短、成本较低。

3露天采矿新兴技术及其要点

3.1陡帮开采技术

随着科学技术水平的不断提升，露天采矿技术得到相应的发展，露天开采在矿产开采中得到广泛应用。露天采矿技术的广泛应用，其对于施工条件要求较高的问题日益凸显，在地质条件较差的施工地进行开采时，其采矿效率将会显著降低[8]。随着不断深入研究，陡帮开采技术应运而生，其不仅解决了露天采矿对于采矿施工现场条件要求高的难题，还具有前期剥离量较小、建设周期短、施工作业量低等优点，目前主要应用于凹陷露天矿。在此过程中几个采矿台阶共用同一平台，各个台阶的工作帮坡角要确保在16°以上，不仅能维持边坡稳定，还能使其基建周期得到明显缩减。此外，在进行陡帮开采时要注意根据开采深度及施工现场地质特点选择对应的工艺参数。采用陡帮开采能显著提高采矿效率，使采矿成本降低，提升采矿企业的经济效益。

3.2胶结充填采矿技术

随着露天采矿各种新技术的普及，胶结充填采矿技术已经成为当前露天采矿技术中使用频率高的技术。采用此技术进行矿产开采不仅能提高施工的质量及效率，更能降低开采过程中对周边环境的破坏，但在实际开采中对于充填和开采比例的调配却成为矿产开采中的重要难题。若在矿产开采过程中对于填充和开采的比例分配不合理会给整个采矿过程造成严重影响，只有当两者处于合适的比例才能提升开采的效率[9]。当前这一问题正随着科学技术水平的不断提高得到有效的改善，且随着更加先进的露天采矿设备的普及和应用，更加促进了胶结充填采矿技术的发展，使露天采矿技术得到不断改进和完善。

3.3高台阶采矿技术

随着露天采矿技术的不断普及以及相关仪器设备的发展，高台阶采矿技术逐渐被国际广泛应用。国内对于此项技术的研究起步较晚，国内采用此方式进行露天采矿施工数目有限且台阶高度也较低，台阶高度最高仅为15m。采用此方式进行采矿需要对巷道的具体位置进行详细分析，以此制定开采参数和相应计划，通过在施工区域开设平行巷道，将露天矿外部与斜坡道进行连接，使台阶高度进一步提升，随着大型采矿设备的应用，使高台阶采矿技术得到进一步应用和普及，对于提高采矿作业的连续性，降低运输及开采成本及保护环境具有现实意义。

3.4采矿现场排水技术

由于在进行矿产开采时可能存在渗水现象，可能造成严重安全事故，因此开采现场的防水和排水技术具有重要意义[10]。采矿现场的防排水技术水平是确保开采过程安全进行的重要途径，采矿现场运用相关技术能有效防止施工范围内地表水的渗入，不仅能使所采矿石的含水量得到显著降低，使采矿效率得到显著提升，更能确保采矿过程能够安全进行。对于山坡地貌进行露天采矿时，地表水能按照其地貌、地形自然地流到施工现场之外的区域，对于凹陷地貌的露天采矿则应当提前进行相关设计，在施工平台之上修建拦截水的装置，并将其排出施工范围，以此使采场底部机械排水的压力得到缓解，提高采矿效率和安全程度。

4结束语

随着采矿行业的不断发展及露天采矿技术的广泛应用，为工业生产提供了大量的矿石原料。随着矿产技术及机械设备的不断升级和改进，使得露天采矿技术得到不断完善，在采矿的作业效率、矿石质量及施工过程中的安全性方面有着显著的提升。对于露天采矿中穿孔、爆破、采装、排土等具体流程进行逐步升级和创新，并逐渐发展出一批新型的露天开采技术，如陡帮、高台、胶结充填采矿技术等，使采矿行业蓬勃发展，有利于采矿过程中对生态环境的保护、矿产资源的合理利用及采矿企业经济效益的提高。

参考文献

［1］王继东.对露天矿采矿建设用地报批的研究［J］.西部资源，2020（6）：184-185，188.

［2］张先，马鹏.露天采矿对地质环境的影响及防治对策［J］.科技经济导刊，2020，28（26）：92，95.

［3］李婷.浅谈露天采矿企业设备采购管理优化［J］.内蒙古科技与经济，2020（16）：43-44.

［4］祁浩.露天采矿技术及其采矿设备的发展思考［J］.设备管理与维修，2020（14）：7-9.

［5］王晓东.测绘新技术在露天开采金属矿山测量中的应用与分析［J］.世界有色金属，2020（11）：25-26.

［6］王平.露天开采过程的污染及生态环境保护措施研究［J］.矿业装备，2020（2）：60-61.

［7］刘鹏.露天煤矿绿色开采评价指标体系及建设路径研究［D］.徐州：中国矿业大学，2020.

［8］盛守才.新时期露天开采工艺及机电设备科学管理探究［J］.内蒙古煤炭经济，2020（6）：62-63.

［9］张梦丽.露天采矿设备变频装置常见故障排除及保养维护［J］.现代矿业，2020，36（3）：162-163，166.

［10］李致迪.露天采矿设备尾气现状的研究与治理装置的应用［J］.低碳世界，2020，10（3）：66-67.

作者：刘海洋 单位：中铁十九局集团矿业投资有限公司