露天采矿技术及其发展探究

赵建才 许垅清 李厚龙

摘 要： 作为常见的采矿模式，露天采矿技术得到了广泛应用。基于此，本文对露天采矿技术展开了分析，对常见爆破施工、边坡治理、环境治理等多种开采技术进行了探讨，并对技术的高效化、信息化和智能化发展方向展开了研究，为关注这一话题的人们提供参考。

关键词： 露天矿;采矿技术;发展方向

【中图分类号】C35     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）21-0234-01

引言：露天矿的开采环境恶劣，开采活动中容易出现资源浪费等问题，不利于采矿事业的发展。合理应用露天采矿技术，使相关工艺得到不断完善，能够使采矿问题得到陆续解决，促使露天采矿技术取得进一步发展。因此，还应加强露天采矿技术及其发展研究，从而把握采矿作业发展趋势，使矿产开发取得较好发展。

1 露天采矿技术研究

1.1 爆破技术

露天矿的开采需要频繁使用爆破技术，需要综合节理发育、岩体强度、开采走向等各种因素制定科学工艺方案，确保开采作业顺利进行。现阶段，多采用微差爆破技术，使岩石得到均匀破碎，并且有效控制爆破震动，在取得良好破碎效果的同时，使爆破减震问题得到解决。应用该技术，相邻段炮孔的爆破间隔在几毫秒到几十毫秒之间，产生的能量场将发生相互影响，保证效果的同时，使冲击波、飞石等危害得到减少，因此适用于露天矿开采。开采作业期间，为达到理想破碎效果，还可能进行二次爆破。在采矿深度不断增加的情况下，边坡高度将有所提升，在爆破时还要保证边坡的稳定性。采用控制性爆破技术，能够使倾倒方向、飞石、爆炸范围等达到控制目标，使露天采矿边坡爆破的安全性得到保證。此外，中小型露天矿多采用深孔爆破技术，钻孔直径超出75mm，孔深达到5m以上，消耗的单位炸药量较少[1]。在开采作业中，可以在修好的台阶上进行钻孔，装入延长药包进行爆破，配合光面爆破等技术能够对路堑边坡进行挖掘，在保证边坡稳定性的同时，降低施工成本。

1.2 边坡治理

小型露天矿在开采作业期间容易出现边坡不稳问题，一旦发生滑坡、坍塌、落石等情况，轻则造成机械设备损坏，重则造成人员伤亡。在边坡治理上，需要按照从上而下顺序进行开采，并实施分台阶开采。遵循“先剥并举”的原则，需要对矿柱、挂棒矿体等进行保留。在环境不断恶化的情况下，则要做好陡帮开采处理，在保证作业安全的同时，提升开采效率。实施陡帮作业，可以对加陡露天矿的岩石进行少量剥离。在凹陷露天矿初期开采中，往往生产剥采将比平均值大一倍，造成整个生产周期剥采比受到影响。采用陡帮采矿技术，能够使部分剥岩量得到延迟，在对基础建设投资进行节约的同时，使边帮暴露时间得到缩短，从而使边坡保持稳定，最终使露天采矿作业能够取得可持续发展。结合采矿和剥岩的空间关系，实践作业中需要保持采矿量相同，然后运用帮坡角方法暂时保留接近露天界圈周围的部分岩石，从而使实现灵活开采。对空间上小下大的矿体进行开采，运用该技术可以取得良好效益。

1.3 环境治理

露天采矿作业需要暴露在自然环境中，开展的爆破作业、采掘作业等都将产生尾矿、废石等大量废弃物，容易给周边环境带来污染。部分酸性、碱性或重金属也将通过大气或河流传播，导致环境受到污染。在环境治理上，可以采用削坡和开挖台阶等技术减轻施工带来的污染程度，也可以通过客土喷覆技术实现地表植被恢复。在开采作业中，采用分水平台阶进行开拓，并实施深孔爆破，能够使台阶宽和开采坡度得到有效控制，为后续环境治理和恢复奠定良好基础。针对挖掘出的废弃土石等，应进行集中堆放，避免占用生态用地。针对建立的废渣、废水排放系统，结束采矿后需要采用平整绿化、台阶绿化、护坡绿化等不同技术实现生态用地恢复。因地制宜的采用环境治理技术，如在深凹矿坑修建水塘和种植边坡植被，能够取得较好治理效果。

2 露天采矿技术发展

2.1 高效化发展

在采矿事业取得快速发展的过程中，露天采矿技术应用开始向着高效化方向发展。在各种采矿技术实现上，开始引入大型机械设备，使开采作业强度和效率得到保证。如在电铲、装载机、挖掘机等设备选型上，倾向于选择大斗容设备。在运输设备选用上，则选择大吨位矿用汽车，载重能够达到334t。为满足高效开采作业需求，采用直径在250-311mm之间的牙轮钻等钻孔设备，通过强化钻进减少作业时间[2]。此外，相较于间断式采矿技术，半连续和连续开采技术得到了广泛应用，以便作业效率得到提高。应用这些技术，对采矿设备提出了较高要求，不仅需要选择作业强度高、效率高的设备，还要求设备带有自动化特点，能够与施工作业相符，推动了采矿设备的专业化发展，确保露天采矿效率能够得到整体提升。

2.2 信息化发展

在信息技术取得快速发展的背景下，露天采矿技术也呈现出信息化发展趋势。运用微电子、卫星通信等各种技术，通过为采矿设备配备车载监控系统，能够对设备运行状态信息进行实时监控和传递，从而使采矿作业得到信息化管控。如在露天矿山运输方面，就采用了卡车调度系统，能够完成作业信息全面收集，为作业监控管理提供支持。在信息技术支撑下，采矿设备获得了较强移动性，能够通过灵活运作满足半连续开采作业需求。在信息化建设工作得到全面推进的背景下，露天采矿可以实现信息化管理，保证各项作业有序开展的同时，为人员安全提供保障。此外，应用信息技术加强露天矿开采环境污染监测，也能强化露天采矿管理，满足节能环保发展要求。

2.3 智能化发展

在人工智能等技术得到应用的情况下，露天采矿向着智能化方向发展。在采矿测量方面，运用GPS定位系统能够对主要障碍和逆行进行精确定位，精度在1m以内，一些地理信息系统精度甚至能够达到厘米级别。将地理信息系统当成是平台完成数字化矿山模型建设，利用计算机辅助系统开展仿真模拟分析，能够对采矿过程可能出现的崩塌、滑坡等灾害进行科学预测，为采矿工艺设计和安全管理提供科学依据。在采矿设备控制方面，可以通过智能分析完成路径科学规划，通过预设程序实现自动化作业，使现场作业精度得到保证。如在爆破施工阶段，可以通过智能化分析预测爆破效果，通过科学设计爆破方案避免超欠问题的发生。利用计算机加强矿运设备信息采集，通过智能分析调度可以使设备调度得到优化。

结论：矿产资源作为不可再生资源，在开采过程中需要同时面对需求量不断增加和资源日渐紧缺的问题。科学运用各种露天采矿技术，能够在提高采矿效率的同时，保证出矿品味，使矿场取得可持持续发展，从而使矿产资源供求矛盾得到缓解。伴随着科学技术的发展，未来露天采矿将向着高效化、信息化和智能化的方向发展，使煤矿各项工艺技术得到不断改进，继而使采矿作业得到科学管理。

参考文献

[1] 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.

[2] 李超.采矿工程中的现代化采矿工艺技术[J].当代化工研究，2020（14）：119-120.