國(guó)內(nèi)外露天礦山開(kāi)采技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

　　國(guó)內(nèi)外露天礦開(kāi)采技術(shù)發(fā)展總的趨勢(shì)是開(kāi)采規(guī)模大型化、生產(chǎn)連續(xù)化、裝備現(xiàn)代化。智能礦山的研究與開(kāi)發(fā)，是露天礦科技進(jìn)步的發(fā)展方向，采礦技術(shù)正向液壓化、聯(lián)動(dòng)化、自動(dòng)化發(fā)展。
　　1、水泥原料礦山開(kāi)采規(guī)模大型化
　　建設(shè)大型礦山，可以采用大型設(shè)備，提高勞動(dòng)生產(chǎn)，降低礦石開(kāi)采成本。隨著預(yù)分解窯熟料生產(chǎn)線(xiàn)5000～10000t/d的投產(chǎn)，涌現(xiàn)一批年產(chǎn)100～500萬(wàn)t級(jí)礦石的大型礦山，而年產(chǎn)50～100萬(wàn)t礦石已屬中型礦山。目前，礦石年產(chǎn)量＞500萬(wàn)t級(jí)的超大型礦山已開(kāi)始顯現(xiàn)。
　　2、選用大型、高效、耐用的采礦工藝設(shè)備
　　水泥礦山在礦山設(shè)備大型化基礎(chǔ)上，向節(jié)能型、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。黑色和有色金屬礦山為提高開(kāi)采強(qiáng)度，提高設(shè)備利用效率，一般采用連續(xù)工作制。
　　2.1鉆孔設(shè)備
　　水泥礦山應(yīng)淘汰鉆速低、排渣難的低風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)；淘汰送風(fēng)管道長(zhǎng)、耗能高、效率低的低風(fēng)壓固定式空壓機(jī)。
　　中、高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)和全液壓露天鉆機(jī)將是水泥礦山未來(lái)的主力鉆機(jī)。固定式低風(fēng)壓(0.5～0.7Mpa)空壓機(jī)正逐步淘汰，僅適應(yīng)中硬以下巖石穿孔的切削回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和穿鑿堅(jiān)硬、極堅(jiān)硬的牙輪鉆機(jī)也將逐步淡化出水泥礦山市場(chǎng)。
　　2.1.1 中、高風(fēng)壓露天潛孔鉆機(jī)
　　鉆機(jī)使用中風(fēng)壓(1.O～1.4MPa)和高風(fēng)壓(1.7-2.4MPa)的壓縮空氣作動(dòng)力，由壓縮空氣直接驅(qū)動(dòng)沖擊器和鉆頭選行鉆孔作業(yè)，鉆具回轉(zhuǎn)采用液壓馬達(dá)，滑架起落應(yīng)用液壓缸支撐。目前國(guó)內(nèi)外一些礦山采用鉆機(jī)和壓縮機(jī)分開(kāi)的分體式配置，但一體化鉆機(jī)，即鉆機(jī)、柴油機(jī)風(fēng)冷空壓機(jī)和柴油機(jī)液壓泵組三位一體，是鉆機(jī)配置的發(fā)展方向。
　　2.1.2全液壓露天鉆機(jī)
　　鉆機(jī)自動(dòng)鑿巖系統(tǒng)能保持到貫穿孔底的最大鑿巖效率，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)沖擊力、推進(jìn)力、旋轉(zhuǎn)和雙重緩沖器裝置，不斷適應(yīng)不同巖層和巖性的變化，從而提高鑿巖性能，降低能耗并延長(zhǎng)鉆具使用壽命，鑿巖能量得以充分傳遞，并使鉆進(jìn)中的反射沖擊波降低到最小。
　　全液壓露天鉆機(jī)采用高排量的空氣壓縮機(jī)，增大了排塵風(fēng)量，盡快地將鑿巖的粉塵顆粒分離出來(lái)，提高鉆孔速度，減少鉆頭磨損。使用高排量空氣壓縮機(jī)，也加大了鉆孔口徑。
　　2.2 裝載設(shè)備
　　液壓挖掘機(jī)在水泥礦山進(jìn)一步得到推廣使用，并將在鏟裝設(shè)備中占據(jù)主導(dǎo)位置。
　　與機(jī)械挖掘機(jī)比較，液壓挖掘機(jī)自重輕，三維自由度賦于液壓挖掘機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，可在陡坡上挖掘，便于選別開(kāi)采。
　　水泥礦山裝載設(shè)備，宜選用4～8m3液壓挖掘機(jī)和30～60t設(shè)的礦用汽車(chē)。
　　3、走礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用和地質(zhì)生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的綠色礦業(yè)道路。
　　建立低生態(tài)危害的采礦工藝系統(tǒng)，做到無(wú)廢少?gòu)U、零排放，國(guó)外一些礦山注重自然景觀的保有度，在礦山開(kāi)采中堅(jiān)持低能耗、短流程、高效率、無(wú)廢、少污的原則，保持礦區(qū)周?chē)坝^的和諧度。
　　4、礦山生產(chǎn)不斷溶入新科技
　　優(yōu)化礦山生產(chǎn)，提高采礦工藝環(huán)節(jié)中高科技比重。應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、電子信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從整體上提高設(shè)備技術(shù)效能，提高生產(chǎn)過(guò)程中綜合自動(dòng)化水平，提高生產(chǎn)信息化程度，實(shí)現(xiàn)控制智能化、連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、管理信息化和系統(tǒng)化。
　　智能數(shù)字礦山，是信息技術(shù)在礦山應(yīng)用的集中表現(xiàn)。以計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)為手段，把礦山三維空間和有屬性數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化存儲(chǔ)、傳輸、表達(dá)和加工，建立全方位生產(chǎn)管理系統(tǒng)，隨著“數(shù)字化礦山”發(fā)展，礦山開(kāi)采開(kāi)始進(jìn)入智能化控制時(shí)代。
　　5、開(kāi)拓方式、采礦工藝多樣化
　　開(kāi)采順序由單一的縱向布置向橫向布置方式發(fā)展，施行強(qiáng)化開(kāi)采，提高工作線(xiàn)推進(jìn)速度，為礦石均化搭配創(chuàng)造條件。采用組合臺(tái)階、分期開(kāi)采、陡幫開(kāi)采，以便均衡生產(chǎn)剝采比。
　　6、運(yùn)用汽車(chē)一帶式半連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)，是近年來(lái)發(fā)展的高效運(yùn)輸技術(shù)
　　該系統(tǒng)充分發(fā)揮汽車(chē)運(yùn)輸適應(yīng)性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)靈活、短途運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，有利于強(qiáng)化開(kāi)采，同時(shí)又顯現(xiàn)帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)力大、爬坡能力強(qiáng)、運(yùn)營(yíng)成本低的長(zhǎng)處，汽車(chē)、膠帶兩種運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。首鋼水廠鐵礦，1998～2003年，汽車(chē)一帶式運(yùn)輸成本為0.65元/噸，僅為單一汽車(chē)運(yùn)輸成本1.35元/t的48%，15年內(nèi)將創(chuàng)收經(jīng)濟(jì)效益16億元。
　　部份水泥礦山正在或行將進(jìn)入露天凹陷開(kāi)采，采用半移動(dòng)式破碎機(jī)的汽車(chē)一半移動(dòng)破碎機(jī)一膠帶運(yùn)輸機(jī)的半連續(xù)開(kāi)采工藝是一種行之有效采礦工藝系統(tǒng)。
　　7、礦山輔助作機(jī)械機(jī)化
　　目前，礦山輔助作業(yè)不配套、機(jī)械化程度低，是礦山生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)。隨著開(kāi)采規(guī)模的擴(kuò)大，為保證主機(jī)正常作業(yè)，提高設(shè)備效率，必須提高礦山輔助作業(yè)水平。在清理工作平臺(tái)、礦體內(nèi)夾石分采分運(yùn)、鏟裝工作面的準(zhǔn)備、運(yùn)輸?shù)缆返木S護(hù)、邊坡整理，大塊的二次破碎、炮孔裝藥和炮孔填塞工作中，配備必要的前端式裝載機(jī)、推土機(jī)、平道機(jī)、壓路機(jī)、灑水車(chē)、裝載車(chē)，炮孔填塞機(jī)等輔助礦山機(jī)械，從整體上提高礦山裝備效能。
　　8、銑刨機(jī)采礦是一種有發(fā)展前途的采礦方法
　　應(yīng)用銑刨機(jī)(又稱(chēng)機(jī)械犁)采礦，代替?zhèn)鹘y(tǒng)穿孔爆破采礦方法，有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　(1)無(wú)爆破地震、空氣沖擊波、飛石等危害；
　　(2)擴(kuò)大開(kāi)采境界，不受爆破安全境界的限制；
　　(3)連續(xù)作業(yè)，不受爆破干擾；
　　(4)要求作業(yè)場(chǎng)地相對(duì)小；
　　(5)可根據(jù)礦層和礦石不同品級(jí)，分采分運(yùn)，可有效剔除有害夾層，可選別回采；
　　(6)采礦成本可降低20～50%；
　　(7)不需粗碎，可調(diào)整開(kāi)采粒度，有利于帶式輸送機(jī)長(zhǎng)距離運(yùn)輸。
　　銑刨機(jī)采礦，集采、裝、碎為一體，有效簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，作業(yè)工作平臺(tái)、釆場(chǎng)道路平整，減少輪胎消耗，刨銑礦石粒徑可控在30～80mm，可根據(jù)需要，生產(chǎn)＜30mm的粒徑的礦石，為振動(dòng)放礦，豎井溜礦石，緩沖礦倉(cāng)磨損創(chuàng)造條件。
　　銑刨采礦法，從根本上保證礦山邊坡的安全，從而增大邊坡安全角度，增加可采礦量，減少邊坡工程量和維護(hù)量。
　　德國(guó)維特根Wirtgen表采機(jī)，在南斯拉夫Serbia石灰石礦，應(yīng)用SM-2600，切削(銑刨)、破碎裝料一次完成，礦石平均單軸抗壓強(qiáng)度為25MPa，產(chǎn)量在600t/h，約90%粒徑＜16mm，最大粒徑為150mm。
　　法國(guó)紐來(lái)寧根石灰石礦，美國(guó)、印度、巴西、墨西哥應(yīng)用表采機(jī)開(kāi)采石灰石取得一定效果。
　　維特根表采機(jī)在切削礦石中同時(shí)將礦石破碎?？蓳?jù)粒徑要求，選用不同切削刀具及切削轉(zhuǎn)子，清潔、平整穩(wěn)定作業(yè)表面，給裝載機(jī)平穩(wěn)行駛創(chuàng)最佳條件。