露天煤矿开采技术的

摘 要：对现代露天开采技术的世界性发展特点作了分析.探讨了我国露天采煤科技发展战略,预测了露天采煤的发展前景,对相应的发展思路提出了若干建议.

关 键 词：露天开采技术；露天采煤；发展

70年代以来,煤炭在一次能源中所占比重在70%左右.据专家预测,在未来100年内,煤炭在我国一次性能源构成中仍占主导地位.中国人均煤炭探明可采储量仅为世界人均平均值的1/2.可见我国煤炭资源虽然储量大,但相对储量明显不足,而且石油和天然气的储量又很少.按目前预测,到2020年我国煤炭需求量将达50亿吨左右.按此开采强度递增,我国煤炭开采不足维持50年.由此可见,如何开采煤炭资源将关系到我国的能源安全问题.煤炭开采可持续发展问题,随着国民经济的飞速发展,逐渐凸现出来.优先大力发展劳动生产率高、资源回收率高、生产能力大、安全性好的露天煤矿势在必行.

一、露天采煤技术

地下采煤生产的发展,推动了采煤技术的进步,18世纪以来,地下采煤技术经历过两个发展阶段：第一个发展阶段,18世纪肇始于英国,采煤从手工生产过渡到机械化生产.以蒸汽为动力的提升绞车、水泵、扇风机,取代了辘轳提升、水斗戽水和自然通风.20世纪初到40年代后期,陆续出现了风镐、电钻、凿岩机、链板输送机、气动装岩机、电动装载机、带式输送机、自动卸载矿车等采掘设备和大功率的电动绞车、水泵、扇风机等技术装备,但采掘工作面仍以使用电钻的爆破落煤技术和凿岩机为主.我国自1875年起,逐渐实现了矿井提升、矿井通风、排水等几个主要辅助生产工序的机械化作业,这是中国近代采煤工业的开始.第二个发展阶段,采掘工作面从单一生产工序的机械化,发展为全部工序的综合机械化.矿井生产的日趋集中,生产规模的日益扩大,推动了矿井运输、矿井提升等环节的进一步技术改造.一些装备正朝着大型、强力、高速的方向发展.露天采煤包括剥离和采煤作业是一个移走矿体上的覆盖物,得到所需矿物的过程.首先剥去上覆岩层,使煤层敞露,然后开采.地下开采则需开凿一系列井巷（包括岩巷和煤巷）,进入地下煤层,然后进行采煤.

二、露天采煤发展

露天开采是人类使用矿物最早出现的开采方式,中国可供露天开采的矿产资源丰富.平朔、霍林河、伊敏河、准格尔、元宝山、昭通等地的煤田,均有可观的储量可供露天开采.露天采煤始于出现了勺斗容积为3～4立方米的动力铲和以铁道或汽车配合使用的采、装、运设备.60年代以来,露天采煤规模、技术装备发展迅速,各种工艺方式都已形成配套的设备组合和系列,并已用电子计算机监控的吊斗铲,日产20余万立方米的轮斗铲,载重达200～350吨系列的自翻车和自卸汽车；以及带宽3.6米,最长作业线98.65公里,最大生产能力每小时达48000米立方的带式输送机等.我国现在正在大力发展露天采煤.

三、露天采煤过程

无论露天开采还是地下开采,都必须首先进行地质勘探,查明含煤地层的分布范围、可采层数、层厚、倾角、储量,以及地质构造、自燃倾向、水、瓦斯等赋存状况和开采条件,然后合理规划矿区的建设规模、矿井数目、产量和建设顺序.根据矿区总体设计和矿井设计,逐一建设后移交生产.

四、露天开采工艺

露天开采工艺,按作业的连续性,分间断式、连续式和半连续式.间断式开采工艺适用于各种地质矿岩条件；连续式工艺劳动效率高,易实现生产过程自动化,但只能用于松软矿岩；半连续式工艺兼有以上两者的特点,但在硬岩中,需增加机械破碎岩石的环节.开采顺序是采矿和剥离在时间和空间上的相互配合.当矿体埋藏较浅或地表有露头时,应用露天开采最为优越.与地下开采相比,优点是资源利用充分、回采率高、贫化率低,适于用大型机械施工,建矿快,产量大,劳动生产率高,成本低,劳动条件好,生产安全.但需要剥离岩土,排弃大量的岩石,尤其较深的露天矿,往往占用较多的农田,设备购置费用较高,故初期投资较大.此外,露天开采,受气候影响较大,对设备效率及劳动生产率都有一定影响.随着开采技术的发展,适于露天采矿的范围越来越大,可用于开采低品位矿床和某些地下开采过的残矿.对平缓矿床（一般矿层倾角小于12°）采用倒堆、横运或纵运采矿法.对于倾斜矿床采用组合台阶、横采掘带或分区分期开采的方法.

五、露天开采作业内容

主要包括穿孔爆破、采装、运输和排土.这四项工作的好坏及它们之间的配合如何,是露天采矿的关键.穿孔爆破是在露天采场矿岩内钻凿一定直径和深度的定向爆破孔,以爆破.对矿岩进行破碎和松动.采装工作是用人工或机械将矿岩装入运输设备,或直接卸到指定地点的作业.常用的设备是挖掘机（有多斗和单斗两类）、轮斗铲和前端式装载机,广泛采用的为单斗挖掘机.运输工作是将露天采场的矿、岩分别运送到卸载点（或选矿厂）和排土场,同时把生产人员、设备和材料运送到采矿场.主要运输方式有铁路、公路、输送机、提升机,还有水力运输和用于崎岖山区的索道运输.选择运输方式必须综合考虑地形、地质、气候条件,露天矿生产能力,开采深度,矿石和围岩的物理力学性质等,经过全面技术经济比较后,确定合理的运输方式.排土工作系指从露天采场将剥离覆盖在矿床上部及其周围的大量表土和岩石,运送到专门设置的场地（如排土场或废石场）进行排弃的作业.排土方法依其排土设备的不同,分为推土犁推土、推土机排土、前装机排土和拖拉铲运机或索斗铲排土等.

六、露天开采的展望

露天开采具有安全、高效易复垦、采出率高、成品低便于采用数字信息的特点,为了高效合理开发,世界各产煤大国无不优先发展露天开采.由此可见,现阶段从开采技术方式入手,提高露天采煤产量在总产量中的比重,实现煤炭合理开发,提高煤炭资源安全保障十分有利的途径.露天采煤技术是露天采煤科技发展的主题,露天采煤工艺是发展采煤技术最主要的因素.采煤工艺的创新,则是露天矿安全及生产能力得以充分发挥重要保证.我国露天煤田的资源应提早划分和保护.

科技已经日益渗进人们的生活,高科技促进了全球化,带动了数字化.因此坚持与时俱进,利用高科技给我们带来的好处,这也是我们在煤矿露天开采时应该注意到的问题.在开采中,我们应该用高科技手段来进行管理与开采,这不仅是世界煤矿露天开采的发展方向,也应该是我们的发展定位.因此在露天开采煤矿充分利用高科技手段将是我们以后发展的主要方向.今后我们要充分利用计算机的辅助功能,采用数字化管理,进行智能监控,广泛利用高科技开采设备等,只有这样我们才能在煤矿开采方面翻开崭新的一页.