露天采矿技术及其发展方向

高兵

摘 要： 我国矿产资源含量十分丰富，社会和经济快速发展过程中对于矿产资源需求量不断增加，这也对矿山开采工作提出了更高的要求。但受制于露天采矿技术的制约，有效的限制了矿山开采的效率。因此需要加快推动露天采矿技术的发展，以此来全面提高我国矿产资源的开采水平。文中分析了露天采矿工艺技术，并进一步对露天采矿技术的发展方向进行了具体的阐述。

关键词： 露天采矿；开采工艺；爆破；排土；防排水；发展方向

在现代科学技术快速发展的新形势下，我国露天采矿技术取得了较大的进步，一些新技术和新工艺在矿区中进行应用，特别是一些先进的采矿技术的应用，有效的提高了矿区开采的水平，这对我国冶金工业的发展起到了积极的促进作用。

1露天采矿工艺技术

1.1开采工艺

1.1.1胶结充填采矿技术

利用胶结充填采矿技术可以有效的提高矿产资源的回采率，并对地表进行有效保护。随着胶结充填采矿技术的不断发展，一些新技术的出现，进一步提高采充填采矿工艺与矿床开采条件匹配度，實现了矿区的高效率、高产能，而且采矿成本有所降低。

（1）盘区高分层充填采矿技术

分层充填采矿工艺在露天采矿中应用较为广泛，但由于其分层高度多以2m～3m左右，这就有效的制约了分层采矿法的生产能力和生产效率。通过将大型无轨采矿设备在分层采矿工艺中进行应用，形成盘区高分层充填采矿技术，要有效的提高生产能力和生产效率。在具体开采过程中，其采矿盘区沿矿体走向进行布置，并在盘区内划分出矿房及矿柱采场。对于回采矿房，在采后利用尾砂胶结充填，回采矿柱则在采后用尾砂充填。具体作业过程中，需要将无轨机械化凿岩采矿工艺、分层采场一次微差爆破、界面控制爆破等相结合进行作业，可以实现集中强化采矿，不仅能够提高产能，而且采矿效率处于较高水平。

（2）分段充填采矿技术

在应用充填采矿法时，一般会采用分层回采方式，但这种方式存在充填成本高及对矿体稳固性具有较高的要求。通过应用分段充填采矿技术，可以有效的缩小采场暴露面积，能够在矿体不太稳固下实现高效率的充填采矿，能够实现无矿柱连续开采，即使对于难采矿体，也能够实现采矿作业的安全、高效、低耗。在分段充填采矿法中，其将采矿中段划分成分段，在各分段进行采场单元布置，完成采、出和充作业。在中段内呈现梯状多分段来布置采场，按照采矿步距在分段采场内进行交替回采和充填作业。凿岩、出矿和充填作业则在巷道内进行，采用深孔挤压充填体爆破，对于形成的采空区立即进行胶结充填。

（3）高阶段大直径深孔嗣后充填采矿技术

高阶段大直径深孔采矿工艺采用了大孔距小抵抗线爆破、小断面VCR法掏槽、倒梯段侧向崩矿、水孔排水气囊和水孔装药工艺，很好地解决了大直径深孔爆破中的技术难题。通过铲运机平底出矿，遥控铲运机回收残矿，采空区高浓度尾砂胶结充填等工艺的集成，有效的提高采场综合生产能力和采矿工效。

1.1.2陡帮开采技术

陡帮开采技术的特点是开采初期剥离量相对较小、基础设施的建设周期短、工程量小、边坡暴露时间短等，对于我国现阶段的露天矿区开采非常适用。

1.1.3高台阶采矿技术

我国在该技术方面的研究较晚，目前应用的露天矿区并不多，台阶高度最大也只有14m-15m，但随着露天采掘设备的逐步向大型化发展，高台阶采矿技术的研究力度也在不断加大。

1.2穿孔工艺

穿孔技术按能量或钻进的利用方式来分，可以分为热力破碎穿孔和机械破碎穿孔两种方法，穿孔设备一般有钢绳式冲击钻、火钻、凿岩台车等。此外，超声波穿孔、化学穿孔以及高压水力穿孔新型钻机也正在开发之中。

1.3爆破技术

在矿山开采过程中，爆破是其中非常关键的一个环节。通过应用微孔爆破技术和孔内微差爆破技术，有效的解决了露天采矿作业中难爆岩层的破碎块度及爆破减震等问题。而且一些新型炸药及爆破器材的应用，也有效的提高了爆破的效率和质量，有效的保证作业的安全。当前露天矿区多采用微差爆破技术，尽管受制于作业条件限制，多以小规模爆破作业为主，但也能够有效的满足采剥量的需求。预裂爆破技术主要应用于临近边坡的位置处，能够有效的降低爆破作业时震动效应对边坡带来的影响，保障每一个台阶坡面的平整度。在二次破碎中，主要是利用凿岩机打眼，采用岩石炸药进行爆破，可以采用集中二次破碎的方式，利用电雷管进行瞬间引爆，以此来提升采矿时的大块产出率。

1.4排土技术

在进行露天采矿作业时，排土效率的高低直接影响生产规模，并且同时也会影响经济效益。一般情况来说，排土方式是根据开拓运输方式来选择的，汽车-排土机的排土方式以其机动灵活、爬坡能力强，适应地形丰富、成本低、易于维护等优点被大部分矿山所选用。

1.5防排水技术

因为露天采矿的生产作业均是在露天进行的，防排水除了能够在汛期时保证作业的安全性，同时也能防止地表水的流入，降低排水量和矿石的含水量。该技术主要是通过设置截水沟、防洪堤，以及进行河流改道等措施来进行拦截和疏导。

2露天采矿工艺的发展方向

2.1 设备大型化，开采集中化

在合理范围内，通过采用大型开采设备可以有效的提高露天采矿的产量及经济效益。而且采矿技术也开始向高效化和实用化的方向发展，采矿工艺以连续化和半连续化为主，实现了露天采矿全业的高效率和低成本。

2.2矿山数字化、智能化

矿山自动化调度系统、采矿设备的自动化控制、智能化全球定位系统等现代技术已在一些矿山推广使用，并取得了很好的效果。

2.4 开采工艺的综合化

随着矿山开采的集中化趋势，单个露天矿的开采范围趋于扩大，开采深度日益增加，开采境界内矿岩赋存条件往往复杂多变，这也使多种开采工艺综合应用成为大型露天开采的主要发展模式。

2.5 开采设备自动化

随着科技的发展，计算机技术也迅猛发展，许多自动化、智能计算机设备已经运用到露天开采的许多领域。例如，矿床勘探与地质模型建立、矿山设计计划、矿区及矿山生产管理到设备故障监测等。计算机的合理化运用有利于露天开采的自动化发展。

2.6 对开采矿产资源及周边环境的可持续开发保护合理化

当前矿山开采要求越来越严重，为了实现资源的充分利用，重建生态环境，在矿山开采过程中需要做好环境保护工作，尽量采用节能、环保和高效的矿山开采设备，通过将高效率开采设备与专业化合作分工相结合，加快推动露天矿山开采规模的大型化和效益的最大化。

3结束语

近年来露天采矿事业发展速度较快，这也使露天采矿技术水平了取得了较大的进步。但相较于发达国家露天采矿技术与其还存在较大的差异，特别是采矿设备发展相对滞后，因此还要加大研发力度，以此为推动采矿行业的快速发展，全面提高其在国际上的竞争力。

参考文献

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