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摘要:本文介绍了现阶段我国采矿业应用的主流采矿技术,从开采技术到爆破技术,从排土技术到防水技术,展望露天采矿的前景,我国仍然存在着很大的发展空间,有赖于行业内的竞争与技术发展,才能提升我国采矿业的水平。
关键词:露天采矿、前景展望、充填、爆破
【中图分类号】E932.4
我国露天采矿技术在现代科学技术的融合下,有了很大进步,一些新技术、新工艺在矿区得到应用,其技术水平也在不断提升,特别是一些先进的采矿技术,已然处于世界一流水平。露天采矿技术的发展,离不开对先进技术的借鉴和吸收,在先进技术的基础上合理改造,对我国冶金工业有着积极的促进作用。
一、 开采技术
1.1 胶结充填采矿技术
胶结充填采矿技术能够有效提高矿产资源的回采率,很好的保护地表,但是要使得充填采矿技术与矿床条件有效匹配,提高产能和效率,一直以来都是开采技术中的难点。因此,根据不同的矿床条件发展了不同的充填采矿技术[1]。
1.1.1 盘区高分层充填采矿技术
盘区高分层充填采矿技术应用范围广泛,能够使用大型无轨采矿设备,提升采矿作业效率,但是其分层高度不能超过3米,又阻碍了采矿效率的提高,按照现行标准,日采矿量可以达到840吨。其基本步骤是先回采矿房,采后尾砂胶结充填;然后回采矿柱,采后尾砂充填。使用的是无轨机械化向上凿岩采矿工艺、分层采场一次微差爆破和界面控制爆破技术。
1.1.2 分段充填采矿技术
分段充填采矿技术是对分层充填采矿技术的补充,因分层技术会受到一些外界条件限制,如果向地下开采,充填成本会大大增加,而向上充填,礦体的稳固性要求太高,无法保证。而分段充填可以很好的解决这类问题,特别是在露天采矿场进行采矿时,能够很大程度上缩小菜场暴露在外的面积,同时对矿体的要求也相对低一些,可以实现无矿柱连续开采,能够很好的提高采矿效率,加强生产安全。
1.1.3 高阶段大直径孔深嗣后充填采矿技术
高效率的落矿技术与阶段嗣后充填工艺相结合产生了大直径深孔采矿技术,既能够发挥胶结充填采矿法的优点,有可以充分提高效率,实现大规模的地下采矿。
1.2 陡帮开采
我国矿业发展多年,现在的矿区已经进入到深凹开采阶段,采场作业条件越来越差,而采运设备在多年的运作下趋于老化,采矿效率低下。陡帮开采技术很好的解决了这一问题,其初期剥离量小,基建工程量小,建设周期短,边坡暴露时间短等优点,能够极大的保护采场的采矿条件。
1.3 高台阶采矿
高台阶采矿工艺在我国应用还不够广泛,而在国外的一些矿山已经大规模使用高台阶开采工艺,能够充分利用大型设备的优势,提高采矿效率。尽管如此,我国已经有矿区开始使用这一技术,而且大型设备的发展水平也有了很大提高,为这一技术的发展奠定了良好的基础。
1.4 装备大型化
高科技的日新月异,特别是微电子技术、大功率柴油机和大规格轮胎为实现采矿设备大型化创造了条件,不断有不同用途的大型采矿设备投入应用,如钻机、矿用电铲、露天矿用汽车、矿用电机车、大倾角运输机等。
二、 爆破技术
爆破技术作为采矿的重要工序,其技术要根据不同需求不同选择,常用的爆破技术有挤压、微差爆破、孔内微差爆破、大区域微差爆破等,技术也在不断突破。
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2.1 微差爆破
目前露天采矿主要采用塑料导爆管非电起爆系统大区微差爆破技术,一般一个星期只需爆破一次,即可满足采矿和剥离的需求,平时只需要小规模的爆破既可以满足日常的作业。爆破采用的炸药是水胶炸药和2号岩石炸药。水胶炸药拥有很好的防水性,使用安全且稳定,相比2号岩石炸药敏感性要差一些,因此在孔内积水时,使用水胶炸药,无水时使用2号岩石炸药,以连续装载的方式填充炸药。引爆器材采用的是塑料导爆管非电起爆,其传爆稳定,对杂散电流、静电、射频电等有良好抗性,且有良好的防水性。采用大孔距、小抵抗线起爆形式,形成孔内微差,空外分区,能够较好的破碎岩石,降低爆破震动效应[2]。
2.2 二次破碎
二次爆破采用的是YT-25型和7655型凿岩机打眼,再使用2号岩石炸药进行爆破,通常应用于矿区大块产出率小的情形。
2.3 预裂爆破
在矿区爆破过程中,为了减小爆破对边坡的影响,保证台阶破面平整,在邻近边坡的区域采用预裂爆破技术。使用牙轮钻机在每个平盘的境界线的坡底线打孔,孔洞垂直,且孔深为台阶高度,孔距一般在2.5至3.5米,使用乳化炸药,用导爆索捆绑炸药卷进行同段微差爆破。
三、 排土技术
排土技术是露天采矿不可缺少的工序,决定着生产规模的大小,影响着采矿工程的经济效果。排土的方式由运输方式来决定,其使用年限由排土稳定性和病害治理来决定。一般矿场采用的汽车-推土机排土方式,这种方式机动灵活,能适应高坡度矿区的生产,因此可以堆置山坡形和平原形等多种土场,排土线路建设快捷,投资小,维护简单,在管理上也相对灵活简易。随着技术的不断改进,矿场排土技术正朝着三个方向发展着,一是以提高排土强度为方向的高效率排土工艺;二是以提高单位堆置量为方向,增高排土高度;三是对排土场进行复垦,保护环境。
四、 防水技术
矿场防水是确保矿场生产安全和正常生产的重要工作。主要是防止地下水渗入到采场,提高矿场的排水能力,降低矿石含水量,从而提高采矿效率,为矿场安全提供保证。采用的主流防水措施有挖掘截水沟、改道河流、建设防洪堤等。
五、 技术展望
现阶段,我国的采矿技术已经取得长足进步,但相较于发达国家还有很大差距,今后的发展方向主要是向大型机械化采矿技术,无底柱分段崩落法以及充填采矿等,露天采矿将能与地下采矿相结合,实现无爆破技术采矿,自动化采矿技术以及连续采矿技术等。当然技术的发展会按照市场的发展,循序渐进,一旦出现新的技术,都将会给采矿技术带来新的变化,给露天采矿技术造成巨大的影响。
六、 结语
伴随着我国国民经济的飞速发展,露天采矿事业既存在机遇也有挑战,但是从现阶段来看,我国的露天采矿技术还有很大进步空间,挑战远比机遇要大,只有逐步缩短同发达国家之间的距离,才能实现采矿事业的高水平发展,提升其在国际上的竞争力,为我国民族复兴贡献更大的力量。
参考文献
[1]黄理坚.露天采矿技术的现状研究[J].科技资讯,2008(18):75-76.
[2]池洪斌.露天采矿技术及发展方向探讨[J].中国新技术新产品,2011(4):116.
关键词:露天采矿、前景展望、充填、爆破
【中图分类号】E932.4
我国露天采矿技术在现代科学技术的融合下,有了很大进步,一些新技术、新工艺在矿区得到应用,其技术水平也在不断提升,特别是一些先进的采矿技术,已然处于世界一流水平。露天采矿技术的发展,离不开对先进技术的借鉴和吸收,在先进技术的基础上合理改造,对我国冶金工业有着积极的促进作用。
一、 开采技术
1.1 胶结充填采矿技术
胶结充填采矿技术能够有效提高矿产资源的回采率,很好的保护地表,但是要使得充填采矿技术与矿床条件有效匹配,提高产能和效率,一直以来都是开采技术中的难点。因此,根据不同的矿床条件发展了不同的充填采矿技术[1]。
1.1.1 盘区高分层充填采矿技术
盘区高分层充填采矿技术应用范围广泛,能够使用大型无轨采矿设备,提升采矿作业效率,但是其分层高度不能超过3米,又阻碍了采矿效率的提高,按照现行标准,日采矿量可以达到840吨。其基本步骤是先回采矿房,采后尾砂胶结充填;然后回采矿柱,采后尾砂充填。使用的是无轨机械化向上凿岩采矿工艺、分层采场一次微差爆破和界面控制爆破技术。
1.1.2 分段充填采矿技术
分段充填采矿技术是对分层充填采矿技术的补充,因分层技术会受到一些外界条件限制,如果向地下开采,充填成本会大大增加,而向上充填,礦体的稳固性要求太高,无法保证。而分段充填可以很好的解决这类问题,特别是在露天采矿场进行采矿时,能够很大程度上缩小菜场暴露在外的面积,同时对矿体的要求也相对低一些,可以实现无矿柱连续开采,能够很好的提高采矿效率,加强生产安全。
1.1.3 高阶段大直径孔深嗣后充填采矿技术
高效率的落矿技术与阶段嗣后充填工艺相结合产生了大直径深孔采矿技术,既能够发挥胶结充填采矿法的优点,有可以充分提高效率,实现大规模的地下采矿。
1.2 陡帮开采
我国矿业发展多年,现在的矿区已经进入到深凹开采阶段,采场作业条件越来越差,而采运设备在多年的运作下趋于老化,采矿效率低下。陡帮开采技术很好的解决了这一问题,其初期剥离量小,基建工程量小,建设周期短,边坡暴露时间短等优点,能够极大的保护采场的采矿条件。
1.3 高台阶采矿
高台阶采矿工艺在我国应用还不够广泛,而在国外的一些矿山已经大规模使用高台阶开采工艺,能够充分利用大型设备的优势,提高采矿效率。尽管如此,我国已经有矿区开始使用这一技术,而且大型设备的发展水平也有了很大提高,为这一技术的发展奠定了良好的基础。
1.4 装备大型化
高科技的日新月异,特别是微电子技术、大功率柴油机和大规格轮胎为实现采矿设备大型化创造了条件,不断有不同用途的大型采矿设备投入应用,如钻机、矿用电铲、露天矿用汽车、矿用电机车、大倾角运输机等。
二、 爆破技术
爆破技术作为采矿的重要工序,其技术要根据不同需求不同选择,常用的爆破技术有挤压、微差爆破、孔内微差爆破、大区域微差爆破等,技术也在不断突破。
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2.1 微差爆破
目前露天采矿主要采用塑料导爆管非电起爆系统大区微差爆破技术,一般一个星期只需爆破一次,即可满足采矿和剥离的需求,平时只需要小规模的爆破既可以满足日常的作业。爆破采用的炸药是水胶炸药和2号岩石炸药。水胶炸药拥有很好的防水性,使用安全且稳定,相比2号岩石炸药敏感性要差一些,因此在孔内积水时,使用水胶炸药,无水时使用2号岩石炸药,以连续装载的方式填充炸药。引爆器材采用的是塑料导爆管非电起爆,其传爆稳定,对杂散电流、静电、射频电等有良好抗性,且有良好的防水性。采用大孔距、小抵抗线起爆形式,形成孔内微差,空外分区,能够较好的破碎岩石,降低爆破震动效应[2]。
2.2 二次破碎
二次爆破采用的是YT-25型和7655型凿岩机打眼,再使用2号岩石炸药进行爆破,通常应用于矿区大块产出率小的情形。
2.3 预裂爆破
在矿区爆破过程中,为了减小爆破对边坡的影响,保证台阶破面平整,在邻近边坡的区域采用预裂爆破技术。使用牙轮钻机在每个平盘的境界线的坡底线打孔,孔洞垂直,且孔深为台阶高度,孔距一般在2.5至3.5米,使用乳化炸药,用导爆索捆绑炸药卷进行同段微差爆破。
三、 排土技术
排土技术是露天采矿不可缺少的工序,决定着生产规模的大小,影响着采矿工程的经济效果。排土的方式由运输方式来决定,其使用年限由排土稳定性和病害治理来决定。一般矿场采用的汽车-推土机排土方式,这种方式机动灵活,能适应高坡度矿区的生产,因此可以堆置山坡形和平原形等多种土场,排土线路建设快捷,投资小,维护简单,在管理上也相对灵活简易。随着技术的不断改进,矿场排土技术正朝着三个方向发展着,一是以提高排土强度为方向的高效率排土工艺;二是以提高单位堆置量为方向,增高排土高度;三是对排土场进行复垦,保护环境。
四、 防水技术
矿场防水是确保矿场生产安全和正常生产的重要工作。主要是防止地下水渗入到采场,提高矿场的排水能力,降低矿石含水量,从而提高采矿效率,为矿场安全提供保证。采用的主流防水措施有挖掘截水沟、改道河流、建设防洪堤等。
五、 技术展望
现阶段,我国的采矿技术已经取得长足进步,但相较于发达国家还有很大差距,今后的发展方向主要是向大型机械化采矿技术,无底柱分段崩落法以及充填采矿等,露天采矿将能与地下采矿相结合,实现无爆破技术采矿,自动化采矿技术以及连续采矿技术等。当然技术的发展会按照市场的发展,循序渐进,一旦出现新的技术,都将会给采矿技术带来新的变化,给露天采矿技术造成巨大的影响。
六、 结语
伴随着我国国民经济的飞速发展,露天采矿事业既存在机遇也有挑战,但是从现阶段来看,我国的露天采矿技术还有很大进步空间,挑战远比机遇要大,只有逐步缩短同发达国家之间的距离,才能实现采矿事业的高水平发展,提升其在国际上的竞争力,为我国民族复兴贡献更大的力量。
参考文献
[1]黄理坚.露天采矿技术的现状研究[J].科技资讯,2008(18):75-76.
[2]池洪斌.露天采矿技术及发展方向探讨[J].中国新技术新产品,2011(4):116.