露天开采的采矿方法范文

导语：如何才能写好一篇露天开采的采矿方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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[关键字]露天 矿山开采设备 设备选型

[中图分类号] TD613 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-48-2

要在金属资源紧缺的今天加大开采力度，提高开采效率，降低开采成本就需要在开采设备中做出合理选择。硬岩露天矿山开采工程中设备的选择成为提高开采效率的关键。但是矿山开采设备种类繁多，我们要在学习各露天开采设备的先进技术基础上，深入研究各露天开采设备的特点，为不同露天矿山开采环境提供适宜的开采设备。

1露天矿山开采工程特点

露天开采工程是在开放的环境中，在采矿、掘进和运输设备的帮助下，从地表向下采取地壳中有用矿物的一项工程。露天开采工程中开采设备主要用于穿孔、爆破、采装、运输这四项工作。开采设备的损耗及油耗决定了露天开采的成本，为获取最大利益，露天开采工程一般以最大限度降低作业成本，因此露天开采设备的选择将对露天开采工程的工艺过程、开采成本起着支配性作用。

2设备选型

2.1意义

采矿工程的环境决定开采工艺。而开采工艺与开采设备的选择息息相关，相辅相成。具体说来即是开采工艺又决定开采设备的选择，与此同时，开采设备又反过来影响开采工艺的开采成本、技术参数等。为有效的降低开采成本且让采矿工程有条不紊的顺利进行，就需要我们在开采工程施工之前根据相应的开采环境，因地制宜，量身定制合理的开采设备。

2.2总顺序

露天开采设备选型的过程一般是首先选择合理的主体设备，然后根据主体设备的选择而选定合适的辅助设备。其中包括铲装设备、运输设备及穿孔设备。在主体设备的选择过程中，运输设备是根据铲装设备而配置的。

2.3装载设备的选型

（1）挖掘机的选择

选择合理的挖掘机是一个较为复杂的过程，在此过程中，矿岩物理机械性质、矿山采剥总量、开采工艺和设备性能是确定挖掘机的选型的主要条件。合理型号的挖掘机保证每个工艺环节的生产设备间配套，保证生产设备的工作效率。可供选择的挖掘机有电铲挖掘机和液压挖掘机。这两种挖掘机的选型都要根据相应的环境来确定。从挖掘机斗容来看，需要斗容大于10m3时适合选择电铲；需要斗容小于10 m3时适合选择液压铲。从电力条件、矿石种类来看，电力条件好，矿石种类少时选择电铲挖掘机。在其他情况下，若设备价格与生产效率产生冲突时，我们应当综合考虑，从整体衡量选择牺牲一定生产效率的低价位的生产设备，这种情况一般出现在进口设备与本土设备选择之间。但是，当我们设计的大型矿山在选择使用液压铲的情况下，就不会面临这样的问题，因为国内大于等于10 m3 大斗容的液压铲技术可靠性有待进一步的验证，其技术可靠性需要加强。

整体来说，提升机常见故障主要有硬故障以及软故障两种，其中，硬故障指的是由于特定参数超限表现所导致的故障，保护装置负责解决此种故障；软故障涉及到一系列的变量，诊断软件故障需要测量一系列的工况参数，并进行数据推理，准确率相对较低。但需要对软故障予以足够关注，因为很多硬故障前期都具有软故障表现。为最大限度的保障提升机运行的安全性，相关部门投入了极大精力致力于提升机检测诊断研究，并取得了一定的研究成果。其中比较具有影响力的有中国矿业大学研发的KJ46 型矿井提升机状态监护系统以及ASCC 型全数字提升机控制系统等，这两大系统中均含有检测提升机运行参数以及进行故障诊断等相关功能，此外还可以实现制动失灵保护、过卷保护以及超速保护等，效果十分显著。在煤矿生产实践中经常会遇到矿井双筒提升机松绳现象，并且松绳现象极容易导致较为严重的后果。

（2）前装机的选择

在选择前装机时，首先要考虑的主要技术性能包括额定载重及牵引力，并认真检测其对开采环境的适应性，其次要考虑作业项目的零散性对装载机效率的影响。当我们有配矿要求的时候，装载机要完成将配好的矿石运送至破碎站的运输，此时前装机的型号由运输距离和配矿量的数量决定。

3运输设备的选择

运输成本占总成本的比例约40%～60%，因此运输设备的选择在矿石开采项目中占有重要位置。

开拓运输方式决定露天矿采场运输设备的选择。矿山自然条件复杂多样，开采技术的灵活多变以及经济条件的影响了开拓运输方式的选择。运输方式主要有单一汽车运输方案及联合开拓运输两种方式。运输方式由运输距离确定，运输距离较短时，首先考虑采用单一汽车运输方案；矿岩运输距离较长，是采用单一汽车运输还是联合开拓运输，必须通过技术经济比较综合确定。

为降低生产成本，运输设备的选择应与挖掘相匹配，如采用汽车运输时，由运距决定挖掘机装载的斗数：1km的运距装载2斗～4斗，2km的运距装载3斗～5斗，3km～5km的运距装载4斗～6斗。

4钻机的选择

钻机成本在总生产成本中占有较小的比例，因此这种设备最容易被忽视，但是钻机的功能却是不容忽视的，由于它的存在实现了自动化的露天开采。

钻机主要有两种可供选择的类型，一种是牙轮钻机，另一种是潜孔钻机。钻机的选择也需要根据相应的开采环境来选择。在各种硬度的大中型矿岩的作业中，首先要考虑选用牙轮钻机。在矿岩中硬的中小型矿山以及有特殊要求，如打边坡欲裂孔、锚索孔，放水孔等选用潜孔钻机更为合适。另外，在面对进口牙轮钻机的选择时，要综合考虑钻机使用寿命、工作可靠性、价格及零部件的供货周期等条件，充分与国产钻机做出对比后做出决定。

国产牙轮钻YZ-35，孔径250mm，设备可靠、价格实惠，在国内矿山使用成功，因此国内大型矿山设计选用牙轮钻时，我们可优先选择该型号设备，国内大型矿山的边坡钻一般选用国产165mm孔径潜孔钻机。

5辅助设备的选择

辅助设备的规格选择由主要生产设备决定，辅助设备的规格要与主要设备的规模相匹配。下面我们简单说说平地机的选择情况。

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关键词：采矿 矿床 地质

1 矿体埋藏条件分析研究

埋藏深度（覆盖岩层厚度）和矿区地形等是决定开采方式的重要因素。矿床开采的方式可以分为矿床开采方法、矿床地下开采开拓方式和地下开采方法三大部分。此外，包括运输、通风、排水、供水、供风、供电等系统，组成一个完整的开采系统，只有通过这一完整的生产系统，才能将埋藏于地下的矿产资源开采出来为人们所利用，到这时矿产资源才具有工业价值。

1.1 矿床开采方法

矿床开采方法是根据矿床地质条件（主要是矿体分布、形态、产状、埋藏条件等）和规模大小，通过技术经济分析而确定的。简单地说，矿体规模比较大，直接出露地表或埋藏于浅部的矿体，因为需要剥离的废石少，宜采用露天开采；反之，宜采用地下开采。总之，这是一项很重要工作，必须认真分析各方面影响因素才能确定下来。随着科学技术的不断进步和不断改进生产组织，采用露天开采方法将越来越多。据统计，在美国和加拿大，露天开采的铁矿石占90%，英国为85.9%，前苏联为80%。露天开采，废石剥离量（泥石流量），或剥采比系数，这是统计开采矿石单位体积的废石剥离量的比例。它是影响开采技术复杂程度和成本高低的主要因素。统常使采用的剥采比有分层剥采比、平均剥采比、境界剥采比与经济剥采比。经济剥采比又称极限剥采比，它是衡量露天开采经济效益的主要指标，如果该矿床实际计算出来的平均剥采比小于根据类似矿山所确定的经济剥采比，则认为露天开采在经济上是合理的，大于这一比值，露天开采在经济上就不合理了。确定经济剥采比的原则是露天开采费用应低于或等于地下开采费用。其计算公式如下：η经=■

式中：η经――经济剥采比；a――地下开采1m3矿石的成本（元/m3；）；b――露天开采1m3矿石的成本（不包括剥离废石的费用）（元/m3；）；c――露天开采1m3矿石的成本。

1.2 矿床地下开拓方式

简单地说，地下开拓是开辟矿面的所有综合工程项目矿体组成。这使矿床开采过程中提高了运输，通风，排水和其他关键的系统是合理的。因此，必须根据矿床储量分布探索地质条件，矿产资源储量大小，表面形貌，生产规模，技术和其他工业用地和采矿多方案比较，选择最好的方式来开拓。

1.3 地下开采方法

可分为空场采矿法、留矿采矿法、崩落采矿法、充填采矿法四类，而且各类中又可分成几种采矿方法。例如空厂采矿法可分为全面采厂、分段采矿、阶段矿房采矿法；充填采矿法可分为水、砂充填采矿法，胶结充填采矿法，尾矿充填采矿法。

一般来说，在各种采矿方法的适用条件，矿体厚度及围岩稳定起着主导作用，最好的选择通过比较回采率和高劳动生产率高，基础设施投资少，生产成本低，符合要求生产规模与安全的开采方法。矿山可行性研究的建设往往是通过选定的采矿方法和确定的技术和经济指标，这样就可以计算经济利益。

2 露天开采边坡工程地质条件分析研究

此项分析研究一般是在地质勘查期间所提供的矿床地质构造和岩性等资料的基础上进行专门的边坡工程地质勘察和边坡稳固性研究，提出既经济又安全的边坡角。影响边坡稳固性的因素很多，不仅是岩块的极限抗压强度，而更重要的是各种地质不连续面和岩石的抗剪强度、地下水和地震力等。

3 矿体（层）及其顶、底板岩石的稳固性分析研究

在露天开采矿床的顶板和底板岩石的稳定性要特别注意。矿石或岩石的稳定性是指矿石，岩石暴露在空间的面积允许的大小和持续时间的曝光，通常需要确定通过一个地下坑道才能予以测定。矿体顶板和底板岩石物质组成，结构，风化蚀变程度，风化带，蚀变带深度分销，各种软弱夹层岩性，厚度及变化等。水文地质，工程地质条件，矿石粉尘，老洞穴，洞穴，泥石流，山体滑坡，塌陷，地面沉降和其分布范围等。对岩溶或断裂发育的矿区，要研究并预测由于矿床疏干可能引起的岩溶塌陷情况、地面沉陷程度，在可能情况下圈定其界限。

4 矿石和围岩的物理力学性质分析研究

矿石和围岩的物理力学性质一般包括矿石密度，矿石和岩石的体重，矿石的湿度、孔隙度，含水性矿体顶、底板岩石的抗拉、抗压、抗剪强度、变形参数（硬度），矿石和岩石的松散系数（碎胀），矿石块度，矿石和岩石的安息角和表面摩擦角等。它们决定着矿井崩落和加固的方法，对于确定开采时的支护方式、支柱密度、爆破效率、运输量、露天采场的边坡角、地下开采的回采方法、机械设备的选择、劳动生产率、材料消耗及采矿成本等都有较大影响。如体重、湿度测定不准确，将会影响装运、提升设备的选定。松散系数测定不准确将会影响矿车、吊车、矿仓等的容积和运输量等。抗压强度资料不可靠将影响凿岩设备的选择和采矿场的生产效率等。

5 矿床水文地质条件分析研究

矿床水文地质也是影响矿床开采的重要因素，从工业利用方面考虑可以分为简单和复杂两类。在生产过程中需要采取特别措施来处理正常的排水模式。顶层板岩层含水丰富，且连通性好，矿床地质构造比较发育，坑矿涌水因素较为复杂，是涌水量较大的矿床。除了地质勘探工作进行了水文地质工作中的勘探，同时也为专门的水文地质勘探，矿井水流入预测等，取得明确的地下水可以疏干处理的结论后，才能进行可行性研究。

无论矿床水文地质条件简单或复杂，通过分析研究必须掌握矿区地层或构造的含水性及分布情况、地下水位标高、渗透性影响范围、地表水体（河流、湖塘）及地下水含水层或构造的水力联系，矿体开采对水文地质条件的影响、老窿条件及含水情况等，并预测矿坑涌水量，以作为矿床开采建设规划的依据。

参考文献：

[1]古志宏，廖小华，肖光铭.广东省铜矿类型划分及成矿特征[J].华南地质与矿产，2011年02期.

[2]郭晓东，王治华，王梁，阎家盼，杨玉霞，陈晓吾.滇西马厂箐斑岩型铜-钼-金矿集区成岩成矿时代探讨[J].地质论评，2011年05期.

[3]朱凤丽，张强.河北省安妥岭斑岩型钼矿床围岩蚀变特征[J].吉林地质，2011年02期.

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【关键词】采矿；工艺技术；改造

1.对采矿业的分析

在当前经济形势不断发展的今天，采矿业的发展也愈发的重要。随着科学技术的不断发展，采矿工艺向着科学化的方向发展也才成了当前的潮流趋势。采矿主要是将地壳内以及地表上进行矿产资源开发的一门技术和科学，它对于当前人们的生产、生活也有着极其重要的影响。

采矿主要包括了矿藏以及石油等的开采。采矿工业它是一种非常重要的原材料工业，冶炼工业的主要原料就是金属矿石。采矿主要是进行采准和切割，并为回采时准备生产条件。将矿石崩落和破碎，装入运输容器。地下回采分为落矿和出矿作业；露天回采分为穿孔、爆破及采装作业，将装进运输容器的各种矿石运到选矿厂或矿仓。在矿石运输的过程中，经过矿仓和堆栈，将矿石混匀，同时保证生产矿石的质量稳定。并把巷道掘进、剥离产出的废石等排弃至废石场。由于矿床的地质条件以及矿山技术条件不尽不同，采矿方法的种类也繁多，不同的方法采矿，其工艺流程、机械设备、采区巷道的布置和开采的顺序也不相同。若采矿的方法选择不当，将会长期影响矿山的生产技术指标及经济效益。各主要的生产过程都必须选用正确合适的机械设备，才能获取最大的经济效益。

采矿所独具的生产环境和过程和其他工业相比具有很大的差异性，其主要表现在以下几个方面：

（1）采掘加工的原料主要是自然存在的矿体。矿址是不能自由选择的，矿床的工业储量也不能输入，不可再生。

（2）采矿人员及设备常常要随着采矿的进程同加工对象一起转移，基本上没有固定用来加工的车间。同时开拓、采准以及回采工作要互相协调，才能够保证矿山的正常生产。相反就会造成采剥或采掘失调，迫使矿山减产，增加损失。

（3）对于开采工作来说，它总的趋势是采掘条件越来越差，采出来的矿石品位逐渐降低，成本也有可能随之增高。因为岩石的混入会使得矿石贫化，降低质量，还有部分矿石难以采出，而被迫损失于地下。

（4）矿体的赋存条件、形状复杂，品位也分布不均。工业储量在整个开采的过程中可能存在较大的变化，使采矿的设计工作很难标准化，加上建矿周期长，基建投资相对较大，所以投资的风险性也会随之增大。

（5）采矿工作一般是在露天或者地下采场。劳动量相当大，工作条件比较差，安全性难以得到有效保障，同时对于综合机械化及自动化很难实现，因此需要特别的重视对工人劳动条件和工作环境的改善。

（6）更为关键的一点在于：整个矿山所实现的经济效益并非完全取决于矿山管理水平的高低，其在很大程度上与采矿石市场价值高低及供求问题是密切相关的。

2.采矿运用的技术方法

几千年来，我国就一直致力于矿产的开发，其方法大多是依靠人力，基本上没有什么技术含量。现如今，随着科学技术的不断发展，采矿方法也得到不断的更新。而采矿方法的选择往往并不是从现有的方法中选取出一种相对较好的方法。有时还需要结合矿床地质条件及要求，而创造性地应用当前已有采矿方法工艺和结构知识，提出更能符合大众要求的新方法。采矿的方法大致有以下几种：

（1）普通机械化的开采方式。我们常常看见的大多数矿床都是用普通机械化方法开采。机械化开采又常常分为露天及地下开采两个大类。露天开采是将矿体上覆着的岩层剥离，然后自上而下进行开采作业。

（2）特殊采矿法。特殊采矿法分为地下物理化学和海洋采矿。物理化学采矿法是浸取、溶解或者熔融有用的成分，把溶液或者熔融体从地下举升到地面进行提取。这类方法的好处主要是“投资省、见效快、工作条件好”，但它只适用于铜、铀和一些金属的矿物和盐、碱及自然硫等。海洋采矿主要是对滨海大陆架及洋底蕴藏的大量有用矿藏的开采，而洋底的锰结核还尚处于试开采阶段。

（3）空场法和填充法。这两种方法主要是为了提高对矿床的地质资料的准确性和完整性的要求，它的特点是在回采的过程中，采空区主要是靠暂留或者永久残留的矿柱去进行支撑，整个过程采空区始终都是空着的。

3.采矿工艺技术改造

现代科技的迅猛发展，人们对于采矿工艺的改造也愈发看重。当前，我国现有的采矿工艺其主要是依据各不相同的矿石条件选取采矿，而工艺对于坚硬的矿石，大多数都是用凿岩爆破的方式来进行开采；而对于松软的矿层，则可以采用机械切割或者挖掘的方式来进行开采；相对于松软的砂矿床，更多是采用水力进行冲采；对于裂隙发育较好的矿体，则可以采用自然崩落的方法进行开采。“矿床开拓、掘沟工程、穿孔、爆破、采装、运输、排土”是露天矿山的主要开采工艺；相较于露天开采，地下矿山的开采就相对复杂一些，它主要包含了“矿床开拓、井巷掘进和支护、矿块采准和切割、回采工作面凿岩爆破、矿石运搬、采场支护和地压管理、矿柱回采和空区处理等等”。

如今，随着科学技术的不断提升和采矿工艺的不断改进，而且在爆破的方法上也进行了一些探索。比如运用“增大炮孔临近系数”与“药壶爆破等爆破”法，在地质条件较为复杂的环境下，取得了较好的效果，经济效益也随之明显提高。特别是刨煤机装置能实现3m/s以上的切割速度且切割功率达到了2×400kW以上。这也就是是说，刨煤机的每刀切深提高到了250mm，这对于煤炭开采工作效率的提升而言是极为关键的。其次，改变开采过程中的不合理的部分，尽量最大程度的进行露天开采，从而提高经济效益。再次，进行排土方式的改进，采用更为经济有效的排土方式。再次，对供电系统进行改进，合理布局，减少电路损耗。最后，进行采掘设备的改进，让整体设备向数字化、智能化转变，对露天操作设备，井下电机车，和井下照明设备等等进行改进提升。同时还应注意的是，井下安全作业的改进，提高安全作业率。

【参考文献】

[1]邱忠明.试探采矿工艺技术改造[J].中国集体经济，2011，（12）：187.

[2]宋茂阳.试探采矿工艺技术改造[J].民营科技，2011，（9）：17-17.

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【关键词】矿体特征；开采条件；开采方法

1.概述

拉尔玛矿区在地理分区上属秦岭山脉西段，海拔3600―3900米，拉尔玛主峰高4059.4米，山势西低东高，地形坡度大都在20°―30°之间，地形较平缓，切割深度不大，在地貌上属于高山侵蚀地形和剥蚀堆积地形，并形成大小不等的高原沼泽。

矿区位于青藏高原的东北部，属大陆性高寒气候，总的特点是寒冷潮湿，气温变化大，年平均气温-1.1℃，最高气温（7月份）17.4℃，最低（元月份）-17.6℃；9月份开始降雪，10月至次年5月为冰冻期，冻土层厚1.0―3.0米；年平均降水量为810毫米，降水集中在7―8月，一年四季多有西北风，最大风力达8级。

2.矿床地质特征

2.1 含矿断层地质特征

矿区位于甘川交界的西缘，碌曲县贡巴的东北侧，东起拉尔玛主峰，西至纳卜加索迪，东西长4.0公里，南北宽1.0公里范围内，矿体严格受断裂构造控制，产出于F1上盘的F7―F8断裂间上震旦统拉尔玛组和下寒武统俄都组黑色含炭碎屑岩系的碎裂岩带和角砾岩带中，矿体展布方向70°―80°，与区域总体构造方向基本一致。

研究区内已发现4 条规模较大的含矿断裂带。含矿断裂带长度在400-1500m不等间,宽几米到十几米不等左右,走向北东70～90°,倾向北东,倾角70°～85°。

2.2 矿体地质特征

2.2.1矿体分布特征

研究区矿体具如下特点：

a.矿体主要受断裂向西收敛，向东撒开控制，在断裂向西收敛部位，矿体规模大，矿化集中；在断裂向东撒开部位，矿体规模小，且分散。

b.矿体受一组压扭性断裂控制，反映有明显膨大收缩现象，厚度较薄矿体，延伸较大；膨大或厚度大的矿体，延伸不大，可能与断层性质和倾角有关。

c.表内矿体赋存在表外矿体之中，表外矿体赋存在矿化之中，其特点是贫矿包富矿，矿化包贫矿，两者界线不清，是逐渐过渡的；以表内矿体为中心，组成表内矿体（高品位）―表外矿体（低品位）―矿化岩石―围岩过渡矿化序列。

d.金矿化主要在硅岩与含硅质团块条带状粉砂质板岩，粉砂质板岩的岩相过渡带上，是矿化最富集的部位，而出现厚层块状硅质岩的岩石组合时，矿化减弱或消失，硅质岩经构造作用和热液作用，形成较厚的碎斑岩（或角砾岩）和硅化硅质岩，是富矿体主要赋存部位。

e.本矿床最大的特点是矿石品位低，规模大，埋藏浅，绝大部分为表露矿体，开采条件好.

2.2.2 矿体形态、规模、产状

本矿床共赋存70个金矿体, 主要集中分布在矿区中西部（95―111线），组成一个很大的矿体群，矿体形态很复杂，时有膨大、收缩和分枝，复合、尖灭、再现的特征（图25），出露标高3450―3780米。对其中33个矿体统计，有3个矿体一般长180―466.0米，平均厚度2.01―6.30米，平均品位为3.36―7.90g/t，矿体呈串珠状透镜状、似层状、长条状，矿体在空间分布上彼此平行或大致平行于断层面上，呈斜列式排列，其产状受断裂破碎带控制，矿体展布方向北东东，倾向NW，倾角60°―70°，与断裂破碎带基本一致。其余30个金矿体矿体一般长81.0―220.0米，最长达435.0米，宽1.5―6.0米，最宽达18.0米，品位1.0―1.7g/t，矿体呈长条状，似层状，矿体规模小，且分散。

3.开采条件

3.1 工程地质条件

矿区地层出露岩性为灰色千枚状绢云母板岩、绢云母粉砂质板岩、炭质板岩、粉砂质板岩、薄层状钙质粉砂岩、含铁千枚岩、含炭绢云母粉砂质板岩、千枚状绢云母泥质板岩、凝灰质板岩、紫红色含铁板岩及中厚层硅质岩等，岩石节理、裂隙发育，构造挤压强烈，风化带厚度在构造破碎带中可达100米以上，一般达20―30米，矿床的地质构造属于断裂褶皱型。矿床总体构造线方向北东东呈近东西向，褶曲以线型紧密褶曲为主，断裂以走向断裂为多见。该区地层强度不均，工程地质条件较差。

3.2 水文地质条件

碌曲县每年7―9月为雨季，最大日降水量为44.9mm，最大蒸发量为9.4mm，区内所见地下水，地表水体不多。

矿床内地表水、地下水主要靠大气降水补给，矿床位于当地侵蚀基准面以上，高出66米之多，储水地层主要为第四系地层，其它地层除构造破碎带微含水外，基本不含水，所以矿床水文地应属简单到中等类型。

4.采矿方法选择

结合矿体赋存特点，从开采技术条件看，拉尔玛金矿首采范围内实施露天开采无论在技术还是在生产管理上均明显优越于地下开采，本次设计确定露天开采为矿山开采方案。深部开采方法将视将根据矿体延伸特征再确定。

4.1 露天开采境界的确定

4.1.1 境界圈定原则

⑴ 以境界剥采比小于或等于经济合理剥采比初定露天采场境界。

⑵ 以平均剥采比小于经济合理剥采比来校核露天采场境界。

⑶ 在减少剥岩量的前提下，尽可能把顶底盘及两端的矿体圈定在境界内，减少采矿损失率。

4.1.2 经济合理剥采比确定

经济合理剥采比是露天开采的重要依据。在计算经济合理剥采比时，采用原矿成本法计算，确定拉尔玛金矿的经济合理剥采比，计算所用参数见下表，利用公式nJH=γ(CD-a)/b计算经济合理剥采比为5.98m3/m3。

经济合理剥采比计算的基础数据

指标名称 符 号 单 位 露天开采 地下开采

露天剥离成本 b 元/米 3 45 ―

露天开采成本 a 元/吨 18 ―

地下开采成本 CD 元/吨 ― 120

矿石容重 γ t/m 3 2.64 2.64

4.1.3 露天边坡参数的选取

拉尔玛金矿露天开采的优点是很明显的，最重要的是要减少基建剥岩量，基于安全和效益两个因素，依据资料并类比其他相似矿山资料，确定边坡参数如下：

台阶坡面角：原生矿岩层600，台阶高度10m。

4.1.4 露天境界圈定及分层矿岩量计算

选择95～113号勘探线间较厚大部位的矿体圈定露天境界。在保证境界剥采比不大于经济合理剥采比的前提下，合理缩小露天境界以减小剥岩量。通过分层进行境界剥采比计算，其境界剥采比均小于经济合理剥采比。最终确定露天境界：

采场境界尺寸810×282m2（长×宽），露天顶部标高3784m，

露天底部标高 3714m，台阶高度10m，最小工作平台宽40m，段沟最小底宽18m，段沟最小顶宽26m，清扫平台宽度7m，安全平台宽度4m台阶坡面角原生矿岩层600，露天最终边坡角44025′34″，境界内矿岩总量832万米3，其中岩石量549万米3，矿石量720万吨，矿山平均剥采比为2.2m3/m3。

4.2 开拓运输

开拓运输方案的选择：矿区山势西低东高，地形坡度大都在15°―30°之间，地形较平缓，露天采场距选矿厂0.5km。上述条件决定了该矿山较适宜的开拓运输方案为单一的公路开拓，汽车运输。

该矿为山坡露天矿，矿山剥采比小，运输线路对剥岩工程量和边坡扩帮量影响较小，结合地表运输方向，在露天境界下盘修折返线路，矿石由汽车运至破碎。废石运输从各水平分层直接由汽车运至废石场。

4.3 采剥作业

4.3.1.采剥工艺选择

矿区地势东高西低，采用水平分层采矿，每个水平都沿地形由西向东偏南方向开沟，工作线沿东西偏南方向布置，由南向北偏西方向推进。

4.3.2.爆破作业

根据矿岩物理力学性质及确定的采矿规模，矿岩均采用中深孔爆破，采矿台阶高10m，矿石大块产出率8%，并采用二次破碎。矿山中深孔爆破在靠近端帮时，必须减少一次起爆孔数和一次爆破的装药量。在靠近采场边界时，须采用控制爆破。

4.3.3.铲装作业

根据采场条件，采用液压挖掘机铲装，并配前装机辅助装矿。边剥离边采矿，台阶间超前40m以上，以保证一个台阶最小工作平台宽度，这样既可以最大限度地满足矿山二级矿量要求，又能充分发挥设备效率。

4.4 露天防排水

地表排水采用自然排水，在露天采场周围约20米处挖沟，在矿体上盘采场边界沿矿体走向掘沟，采场端部边界沿垂直矿体走向掘沟，将雨水引到矿区外。排水沟底宽0.6～1m，上口宽1.0～1.5m。

矿山采用露天开采，矿体赋存在3714m标高以上的山脊上，开采过程中具有很好的自然排水条件。不需要机械排水即可保证生产。

5.开采中主要安全因素

⑴作业现场产生的粉尘、有害尾气对环境有一定的影响。

⑵产生设备产生的噪音对操作人员健康有一定影响。

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【关键词】金属矿；开采技术；发展趋势

0.前言

我国矿产资源具有富矿少、贫矿多、大矿少及小矿多等特点。在近代，我国金属矿的开采技术处于长期处于落后状态，基本依靠手工作业，使得矿产资源浪费极其严重。而自改革开放后，金属矿的开采强度大幅提高，开采技术不断进步。现阶段我国部分矿山采矿工艺实现连续或半连续化，采掘设备实现了大型化、自动化和智能化，金属矿的开采技术得到加强，有效地提高了我国金属矿资源的产量。今后随着科学技术的突飞猛进，采矿技术将向设备更加可靠，生产率再次提高，采矿系统更加完善，生产更加安全，矿产资源开采更加注重生态环境和谐的方向发展。本文将简单介绍几种金属矿的开采方法。

1.金属矿开采的方法

1.1深井高温开采

矿产资源是经济发展和社会进步的重要物质基础，随着全球经济的高速推进，浅部矿产资源逐渐枯竭，矿床开采将向深部发展。随开采深度的下降，采矿作业环境趋于恶劣，深井开采面临高地压、高温和高井深三大问题，然而深井开采又是目前解决矿产资源短缺问题最有效的途径，所以深井开采技术成为矿业学者研究的重点，安全高效的深井采矿技术的重要性将显突出。

深井开采是一个复杂的系统工程，不只是地下采矿技术的简单延伸。面临高应力、高温、高井深的“三高”特殊条件，就高温来说，井下高温会导致矿石自燃、炸药自爆，使工作环境恶化，人的正常生理活动受到限制，作业效率下降，事故发生率升高，严重阻碍生产的进行。除了要面对浅部开采的所有问题外，还需解决诸多关键技术问题：采场地压的控制、冲击地压的防治、深井提升运输、热害治理和深井的通风排水等。所以分析深井高温开采的技术革沿与发展趋向，结合国外某金铜矿的开采条件确定其深井降温开采方案，为国内矿山企业选择井下降温方案提供参考与建议就成为了专家们重要的战略任务。他们提出采用地面制冷进风与水冷却系统相结合的方式治理井下热害，用地面冷却进风方式处理巷道余热，该方式是处理井下余热的主要措施。其工艺技术较简单，管理、维护也较容易，可行性强。采用水冷却系统消除局部工作面的热害，该种方式承担的除热量较少，从一定程度上降低了实施难度，也是在金属矿山使用较为先进的热害控制技术的一次尝试。

1.2金属矿滨海基岩开采

随着浅部资源的日益减少，开采海底资源已成为国内外矿产资源开采的必然趋势。我国海岸线总长度约 3.2×10^4km，其中大陆海岸线 1.8×10^4km，岛屿海岸线 1.4×10^4km，海岛6500 多个，开展海底基岩开采的岩石力学研究具有重大的意义。因此我们在总结国内外滨海矿床开采经验的基础上，开发了海下开采模拟试验平台，确定了海底开采安全隔层厚度，采用数值计算方法得出了滨海基岩开采合理结构参数和最佳回采顺序，提出了滨海基岩低沉降安全开采方案，建立了海下开采的安全监测系统，实现了我国第一个滨海金属矿床安全开采。海滨基岩金属矿床是埋藏在海滨基岩中的岩脉或层状固体矿床，矿石和围岩的物理力学性质、赋存状态等与陆地同类矿床有相似之处，因而海滨基岩金属矿床可借用陆地矿产的某些开拓方法和采矿方法开采。但是海基金属矿床开采具有很大的难度，其具体体现在没有很多成功经验可供借鉴，目前世界范围内只有 4 个国家进行过海基金属矿床开采，分别是英国、澳大利亚、芬兰和中国，常用的开拓方法按照矿体距离海岸线的长度分为海岸竖井开拓法、人工岛竖井开拓法和海滨预制隧道–封闭井筒开拓法。

1.3复杂难采矿体开采

矿产资源中品位高、开采条件好的矿床大多已经或正在被利用，今后将面对的水文地质条件复杂、难采的矿床越来越多。这部分资源数量十分巨大，对于这类矿床采用什么样的采矿方法、开拓方式，如何经济有效地做好岩层变形控制、巷道维护、排水疏干、采空区处理以及地表设施保护等，将是该类矿床能否实现安全、经济、高效开采的关键。

松散破碎矿体综合开采技术研究。该类矿床在形成过程中或形成之后经历了剧烈地质构造运动，造成了矿体和其周围岩体或矿体和其周围矿体的严重破碎构造。因此应加强该类矿区的工程地质研究评价，研究矿、岩体破碎状态及在开采过程中的破坏模式及其可能产生的影响；研究该类矿岩的采准巷道总体开采布局的优化；研究支护加固最优方案、与其相适应的采矿工艺配套技术；研究、引进消化国外先进高效采矿设备，并使其国产化；研究矿床开采经济效果，寻求高效开发利用方案。

富含水层矿体或大水层体覆盖下矿体开采综合技术研究。这类矿床应首先弄清楚水体或水系与矿体之间尤其是矿体在开采过程中的两者之间的动态关系。加强矿、岩体能量集聚与消散规律及其控制理论研究；加强岩层变形破坏和涌水状况监测方法及预报系统研究；加强研究不同的采矿顺序、开拓和采准工程布置、采场结构参数、回采工艺技术等对采场稳定性的影响状况和岩层移动控制技术；加强研究全尾矿充填体快速脱水技术以及低廉、高效的全尾矿浆料制备、贮存、输送与充填方法和技术。

残留矿体开采技术研究。开发利用这类资源必须进一步加强残留矿体合理开采方法和采场结构参数的优化研究；加强采空区及残留矿体的探测技术研究；加强残留矿体开采过程中的损失贫化控制技术研究；加强残留矿体开采过程中地压控制技术研究；加强境界外矿体开采的工艺技术研究；加强开采境界外矿体对采场边坡稳定性影响的研究；加强露天矿边坡和残留矿体开采过程中的岩层变形监测预报系统研究，确保露天边坡的稳定性和该类矿体开采的安全性。

1.4露天开采及露天地下联合开采

我国现阶段金属露天矿山虽不多，但露天采矿产量较大，其中约80%的矿石为露天开采。露天开采工艺与装备技术也得到了迅速发展。采矿工艺实现了连续化或半连续化，可移式破碎站的应用，使汽车运输始终处于最佳运距，陡坡铁路运输的研究应用也取得了相当进展，高陡边坡加固技术已得到成功应用。深部矿体露天转地下开采技术在国外有较系统的研究，并且积累了较为丰富的实践经验，而国内无论是在基础理论上还是在技术内涵、适应条件的研究上均不太成熟，还处于不断的探索之中。目前国内正在或即将要露天转地下开采的矿山较多。因此，针对这些矿山开展全面系统的研究，寻找露天转地下开采的合理方法和途径，将是我国采矿工作者今后一段时间工作的重点之一。这方面的研究主要涉及露天地下联合开采工艺系统研究、露天与地下合理开采范围与条件的界定、联合开采运输系统的衔接、保持采场稳定的开采隔离层厚度、露天与地下采场爆破的影响关系、岩移的分析和预报、以及露天一地下开采的排水、通风防尘等技术问题。

2.结语

自动化、智能化及数字化已成为现代知识经济重要标志，这对金属矿开采产生了深刻影响，因此我国矿山正朝着自动化调度、采矿设备自动控制及智能全球定位等现代技术应用发展，我国的金属矿开采技术也在向连续开采、无废开采、化学开采及地下露天相联合的开采技术发展，虽然如此，但还是需要不断完善开采技术，以促进发展。

【参考文献】（下转第271页）

（上接第133页）[1]李树忱，冯现大，李术才，等.新型固流耦合相似材料的研制及其应用[J].岩石力学与工程学报，2010，29（2）：281-289.（LIShuchen，FENG Xianda，LI Shucai，et al.Research and developmentof a new similar material for solid-fluid coupling and its application[J].ChineseJournal of Rock Mechanics and Engineering，2010，29（2）：281-289.（in Chinese）.

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关键词：宽采矿专业人才；课程体系；模块化教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）36-0147-03

目前我国采矿工程专业的培养模式仍沿用上世纪50年代前苏联培养模式，将采矿工程专业分为煤矿开采（露采、地采）、金属矿床开采（露采、地采）、非金属矿床开采专业，以学生毕业后能胜任某一采矿专业方向的工程技术管理为目的，专业知识面相对狭窄；美国、加拿大等国采用重基础、宽口径的采矿人才培养模式，培养方式灵活、教学内容综合和学科交叉，使学生成为一专多能的复合型人才。在现行的就业、用人制度下，培养专业知识面窄的学生已难以适应科学技术发展和矿山企业“多元化”经营的需要。

新疆发现矿产有138种，占全国探明矿种的82%，其中煤炭资源预测储量（2.19万亿吨）居于全国之首，金、铜、铁等10种金属矿床储量居全国前列，已成为我国十分重要的资源基地接替区和战略资源储备区，随着矿业开发现代化、数字化水平的不断提高，急需高素质复合型采矿专业人才。因此，新疆大学采矿工程专业在以金属矿开采方向为主的2008版培养方案基础上，制订了以培养“宽采矿”专业人才为目标的2012版培养方案，培养具有露天开采、煤炭地下开采、金属矿地下开采和矿山安全四个方面的专业能力，主要培养基础宽、能力强、素质高，具有创新意识和初步创新能力，能在固体矿床开采和矿山安全领域从事生产、管理、设计等方面工作的高级工程技术人才。“宽采矿”人才培养核心主要体现在《采矿学》课程体系的建立和实践上。随着教学改革和《采矿学》精品课程建设深入开展，如何保证“宽采矿”课程教学质量、培养实践创新人才，科学、系统地建立课程体系是亟待解决的问题。

一、“宽采矿”《采矿学》课程的性质与特点

《采矿学》是高等学校采矿工程专业的“标志”与“招牌”课程，是培养目标中“具有专业素质与技能、理论知识、实践能力与创新意识”的核心专业课程，也是采矿本科生就业的“看家本领”课程。通过“宽采矿”课程的学习，使学生具备固体矿床（煤矿、金属矿）开采（露天、井工）的基本知识、原理和掌握基本技能，了解学科的现状及发展趋势，具备根据矿床地质条件选择及设计合理的开拓方法、开采方法和开采工艺的能力，为从事矿业工作打下坚实基础。

《采矿学》是一门较为抽象又具体的、课程内容多又偏重实践的课程。“宽采矿”课程的明显特点为：（1）课程领域覆盖面广，其涵盖矿床开采、爆破工程、井巷工程等多课程知识。（2）专业性强，可能一个概念、工艺、方法，需要历经很长时间讲授、学习，且初学者不易入门和接受。（3）学科知识交叉性、综合性强，需应用多学科知识综合分析、解决采矿问题。（4）实践性强，采矿理论依托采矿工程实践。（5）时空关系强，在时间上，采掘工序相互依存，周而复始；在空间上，工作场所不断移动，以致形成错综复杂的生产系统。（6）学科发展变化快，设备、技术、采矿方法、工艺和理论不断更新。授课内容多而课时有限，因此，《采矿学》课程特点决定讲授及学习具有相当难度性。

二、“宽采矿”采矿学课程体系面临的挑战

基于新疆矿产资源优势、发展需求以及高等工科教育发展要求，培养高起点、高素质且具有创新能力的采矿专业人才，课程体系建设主要面临四大挑战。

1.面向“宽采矿”教材建设的挑战。目前采矿教材内容已落后于新技术的发展，而有关新疆采矿的教材很少，更没有体现出新疆采矿技术的特质内容，如巨厚煤层高效开采（世界上最大的整装煤田――准东煤田单层厚度可达80m，平均厚度为43m）、急倾斜厚煤层安全开采（小红沟煤矿煤层平均65m，倾角83°～87°）；生态环境保护性开采（新疆煤田，金属矿全部处于干旱半干旱地区）；高海拔、严寒地区和严重干旱条件下开采等。

2.“宽采矿”课程教学衔接的挑战。我校《采矿学》课程是将资源开采（煤、金属）及开采方式（地下、露天）融合在一起教学，因此面临课程内容“宽”、“精”，教学内容衔接紧密，课程体系系统、科学，并满足宽口径专业人才的学习需求的挑战。

3.面向“宽采矿”教学方法的挑战。学生对矿山工程了解甚少，主观的感性认识缺乏而实际工程较为复杂，传统的单向灌输“填鸭式”的教学方法叙述性枯燥，易使学生失去学习兴趣，导致教学效果差。因此，为提高学生学习兴趣，需对教学方法进行革新的挑战。

4.先进开采技术与面向“大学生实践创新能力”培养的挑战。近年来，神华、博地和紫金等60多家国内外大型企业集团来疆开发矿产资源，带来了先进的开采技术与装备，技术的消化吸收，以及集成应用与再创新，对大学生的实践与创新能力培养带来了挑战。

三、面向“宽采矿”采矿学课程教学改革与实践

根据自治区对采矿专业人才的需求和学校新的目标定位，以“基础扎实、知识面宽、素质高、能力强”为原则，着力培养专业人才，初步构建了具有新疆特色的“宽采矿”《采矿学》课程体系（见图1），以促进学生知识、能力和素质全面发展。

（一）引入模块化教学，联合备课，强化教学衔接，初步构建“宽采矿”人才培养的课程体系

1.根据教学教改实践，以“宽采矿”为目标，以“宽”、“精”为核心，调整采矿学课程教学内容。将目前矿业类高校多选用杜计平主编的《采矿学》、解世俊主编的《金属矿床地下开采》和高永涛主编的露天采矿学内容综合，保留教材主干部分，避免各章节内容前后之间重复，对教材中专业术语进行取舍、统一，对教材的科学性、衔接性和逻辑性进行调整；及时补充新型采矿技术和方法，如矿床连续开采、阶段充填采矿法等。教学内容进行拓宽、充实和精练，落后和现场应用较少的陈旧知识进行删减和精练，并精简《井巷工程》、《凿岩爆破》、《采掘机械》和《矿井提升与运输》等相应课程的内容。为此，不仅需要补充或更新教材内容，往往还要打乱教材现有结构，梳理讲授内容，重新形成条理清楚、逻辑性强的系统化知识并传授给学生。

2.合理分配课时，建立模块化教学方法。原培养计划将《采矿学》分为金属地下开采、煤矿井工开采结合露天开采三门课程讲授，学时分别为84学时、84学时、42学时；新版计划将课程调整为一门课，84学时讲授，为了更好地讲授将课程分为三大模块：煤矿井工开采模块，金属矿床地下开采模块，露天（煤、非煤）矿床开采模块。知识模块顺序及对应的学时。

3.联合备课，加强课程衔接。备课是教学的首要环节，对教学质量有很大影响。目前课程教师是从原各类采矿工程方向专业毕业的，本身的知识面能胜任专业模块教育，但相关模块教学能力有一定的局限性，为了适应课程知识面拓宽的需要，按模块联合备课很好地弥补了该方面的不足，拓宽课程教师的知识面。备课的重点是将知识交叉部分综合讲授，减少重复讲授，加强衔接。综合讲授内容主要包括：开拓、回采巷道布置、矿床划分、井底车场及硐室等。

根据授课总学时数、教料，将内容重新组合，分模块讲授，从而突出了教学的重点、难点、热点，教学实践表明，取得了很好的教学效果。

（二）引入案例式教学，培养学生自主学习能力、综合运用知识能力和工程意识

课程涉及的内容繁杂、枯燥，易使学生感觉知识空洞，较难深入理解，不易与实际融会贯通，与工程实践脱节等突出问题，将典型工程案例应用到教学中，结合课堂传授与自学指导，能实现课程的理论与实践相结合，培养综合运用知识能力和工程意识。

1.课堂上将重难点的内容引入国内外典型开采案例教学。针对本课程强实践特点及课堂教学进展状况，选择有代表性的矿山案例，如赞比亚谦比希铜矿、国内神东大柳塔煤矿、神新五彩湾露天矿、喀拉通克铜镍矿等多个案例为典型教学案例应用到教学中，适时邀请企业矿业工程师对工程案例进行详细讲解。案例教学重点讲授各类开拓方法、金属矿山多种采矿方法综合应用、露天开采转地下开采、急倾斜厚煤层开采等。将课堂教学与实际工程案例紧密结合，增强课程学习的针对性，提高学生分析和解决实际工程问题的能力。

2.以疆内典型矿床案例为作业，引导学生提高自主学习能力、综合运用知识能力。作业案例教学在组织和实施过程，首先精心准备新疆典型的煤矿地采矿山（小红沟煤矿）、金属矿山（阿舍勒铜矿）、露天开采矿山（五彩湾露天煤矿区）等多个案例，使学生充分了解案例的内容和要求，分组交流、讨论、启发，调动学习主动性提出完善的开采方案，推荐2名同学参加集体讨论；课堂集体讨论分析中，老师对小组间差异的地方要深入讨论和讲解；老师以总结的形式对小组设计方案进行分析评价，以提升案例式教学效果。

两种案例式教学法的应用，突出了学生的主体地位，引导学生主动参与教学活动，是提高学习效率、培养学生工程素养和实践能力的良好途径。

3.采用互动教学方法，激发学习兴趣，有助于提高学生的认知能力。互动教学法指在教学过程中充分发挥学生和教师双方的主观能动性，从而形成师生之间相互对话、交流并促进的一种教学方法。

在教学实践中，课程采用两种互动式教学模式：（1）以开拓方式为例，学习基本的概念及方法，采用“个人自学―教师讲授―问题驱动―讨论学习”模式。课前，教师针对教学任务、目标，精心备课、准备讲义，讲义分发给学生，让学生有充足时间自学、小组讨论学习内容，教师进行讲授，双方以问题驱动的方式学习、交流，进而深层次把握课程内容的关键所在。（2）学习类似开拓方式时，采用“个人自学―小组讨论―学生主讲―教师点评”模式。老师将开拓方式分成若干知识点，学生分成若干学习小组。老师将有关专题资料发给各个小组，要求各小组利用各种途径查阅相关资料，制作课件，课堂上各小组讲述各自开拓专题，教师根据讲述内容进行补充、点评，进一步完善学生知识体系。

依据课程特点采用两种相结合的互动教学方法，有效解决了互动模式单一、互动深度不够的问题。教师由单边互动向多边互动转变，构建多样化的互动形式，并积极引导学生由教材向学科拓展，形成开阔的互动内容；突出了学生的主体地位。

4.通过实验课程学习，加深对知识实践性的训练及理解。采矿学是一门实践性很强的课程，为增强学生对知识的理解和掌握，实验课教学是必不可少的环节。我院的实验平台有自治区级“地质与矿业工程实验教学示范中心”、采矿工程模型实验室、多功能数字矿山实验室和采矿工艺实验室，应用虚拟操作软件、多样化的实验方法与手段，使实验教学向“以学生为主体、教师为主导”的教学模式转变。为了切实提高实验教学水平，将教师的科研经验应用到实验教学上，丰富实验内容，活跃实验气氛，提高学生做实验的积极性，锻炼学生科学的思维方式，加强了对知识实践性的训练。

5.以“宽采矿”为基础，结合启发式教学，将科技竞赛、创新训练计划项目等作为课程延伸，建立大学生创新精神培养途径。以启发式教学结合老师自身风采来感染、激发学生的创新思维，消化吸收国内外矿业企业先进的开采技术与装备，使“宽采矿”授课极具创新优势，如三大类开采结合创新，可将煤矿的连续开采工艺应用到金属矿开采；露天开采工艺应用到地下采场；充填工艺应用到煤矿的绿色开采中；煤矿的巷道支护技术应用到金属矿山；液压支架应用到金属矿山开采和充填法法应用到煤矿的开采中等。通过课程的学习，以科技竞赛、创新训练计划项目等作为课程延伸，在提升学生的创新能力方面已取得了一些成果，获得与课程直接相关的国家级、校级“大学生创新训练计划项目”1项和4项，及各类学术竞赛获奖18项等。

四、结语

为全面适应新疆矿山企业“多元化”经营的用人需求，培养具有新疆矿业特色的新型人才，形成了以“宽采矿”为培养目标，以教学内容改革与特色教学方法为手段，建立了《采矿学》课程体系，为我校采矿学生的厚基础、高水平、宽技能和强实践的综合素质提供强有力的支持，是采矿专业学生专业知识、就业竞争力增强的有效保障。

参考文献：

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并且大多数分布在偏远的山区。全省共有9对煤与瓦斯突出井，市矿山企业点多、面广、分布复杂。市就有3对；监管的矿山企业涉及到煤矿、井采矿、尾矿库等6大行业。而我局矿山科科室仅有3名工作人员，做为矿山科的科长，深知自已担负着全市76个矿山企业的监管工作，任务非常繁重。为了更好地完成监管任务，与科室成员在工作中深入贯彻落科学发展观思想，并紧密结合我市矿山企业实际情况，通过实践调研，反复研究，制定了周密的工作计划，并开展了有关的工作措施，工作中取得了另人瞩目的工作成绩。现将我工作进行以下总结。

一、认真谋划。

把76个矿山按照安全生产环境和危险程度分为三类，企业监管时间安排上。有针对性地开展了监管检查。规定，对于煤矿、井峒开采非煤矿的山检查每月不少于一次；对于露天开采的采石场、石煤矿、膨润土矿和尾矿库的检查每两月不少于一次；对于轮窑厂和砂场的检查每三月不少于一次。突出了对重点行业、重点企业和重点部位的检查督导，有效地缓解了人手不足监管困难的问题；监管对象的安排上，突出了煤矿和井峒开采的矿山企业的监管检查，优先考虑、优先组织，确保及时、有效；监管内容的安排上，突出了对煤矿企业的瓦斯治理、井采矿山的防冒顶、露采矿山的防边坡垮塌和使用火工品企业的爆破安全，确保把主要精力放在重点位置上。

二、夯实基础。

一抓制度建设。根据国家安全监管总局《关于加强金属非金属矿山安全基础管理的指导意见》要求，重点做了以下四项工作。年初我督促企业修改完善了十四项安全管理制度，督促煤矿企业按照《小煤矿安全基础工作指导意见》按时按质的配备“七大员”并制定落实相应的工作职责；二抓矿山安全技术基础管理，市非煤矿山安全技术管理力量相对薄弱，安全技术资料缺乏，大部分矿山企业均没有安全技术管理人员，采矿无序现象较为严重，针对这一问题，局于年初召开了非煤矿山行业工作会议，明确规定，非煤矿山企业无安全技术管理人员，不予复产，各矿对这一问题也高度重视，年初均聘请、配备了专职或兼职安全技术管理人员，通过大半年来时间努力，矿山安全技术基础资料正逐一完善，井峒开采矿山采掘布局不合理的现象得到根本扭转，采掘失调问题得到有效遏制，生产矿山消除了无作业规程和施工技术措施施工作业现象；三抓矿山硬件及设备设施建设，严格按照各级规定的安全生产基本条件要求抓好日常督查，地下开采矿山重点抓安全出口、采矿、通风及机电安全管理，露天开采矿山重点抓台阶开采和边坡安全管理，煤矿重点抓好瓦斯抽放和治理，对不符合安全生产基本条件的矿山，坚决予以停产整顿，对安全生产许可证到期的不予延期换证；四抓安全现场管理，露天开采矿山均配备了2名以上安全管理人员，地下开采矿山配备了3名以上安全管理人员，各矿山企业今年以来安全管理人员配备足够，现场安全管理工作得到根本加强，做到安全员班班跟班，落实了矿山主要领导安全现场检查制度，安全工作做到靠前指挥、现场解决问题，最大程度上扼杀了事故苗头，及时消除了事故隐患。

三、严格执法。

不能一蹴而就。除了要考虑人和物的因素之处，矿山企业监管是个动态的连续的管理过程。还要考虑地质条件、作业环境等因素。科严格按照年初制定的工作计划，经常占用双休日的时间，完成了既定的工作目标。今年110月份，共对企业检查178次（下井检查64次）共查出安全隐患493条，督促企业及时进行了整改。对于发现隐患未及时整改的企业，立即责令其停产并依照相关法规予以处罚，决不姑息迁就。为更好地查找、消除安全隐患，日常监管过程中，注重抓好三个环节，一抓企业自查，二抓现场督查，三抓隐患跟踪复查，对各矿山企业每月上报的安全隐患自查和安全隐患整改反馈报表及时按月汇总分析，及时掌握了解情况，发现和解决问题，隐患排查治理工作稳步推进，取得的成效显著。

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中图分类号：C35文献标识码： A

一、我国金属矿山采矿的发展现状

近 20 ～30 年以来，采矿技术突飞猛进的发展，它使矿业开发的运营和投资等理念发生了巨大变化，为提高矿山效益和活力发挥了积极作用，但该模式受传统采矿模式的影响，在我国还处于发展中，加之我国矿产资源赋存一般比较复杂，组织生产、技术管理等还比较复杂、困难，特别是安全生产问题还比较突出。经过笔者调查研究，矿山采矿公司主要存在以下几方面问题:

( 1) 施工资质挂靠现象多，机械装备水平普遍较差。小型施工队伍基本都是挂靠，其工程施工技术无法到位，现场常有安全隐患，施工队老板仅就派遣监工管理现场民工，既无专业工程技术人员，也无法进行矿山专用设备资本投资，因而一般都缺乏企业管理方法、对资源综合利用与安全生产的考虑。

( 2) 企业安全生产主体责任落实不到位，现场采掘施工和井建作业安全管理混乱监管失控等问题。由于采矿作业是一个庞大的系统工程，其中包括的很多作业工序都必须协调和平衡，而矿山采矿生产组织作业工序之间的协调难度大，安全生产隐患多。

( 3) 采矿生产人员流动性大。矿山采矿单位尽管在用工制度上采用灵活的用工制度，如长期合同制、轮换制、短期合同制等，但有一定技能的操作工及工程技术人员流动频繁，大部分工人为附近或边远贫困地区的农民工，安全和职业健康防护意识差。

( 4) 地下采矿承包商大多缺乏核心竞争力。地下采矿承包难度相比露天开采大的多，矿山采矿承包商缺少工程技术人员、先进设备和现场管理创新，仅靠低成本人力资源来盈利将会越来越举步维艰。

( 5) 合同管理难度大。主要存在合同采矿的进场、日常考核、结算、合同变更及退场等细节问题，业主必须有专业工程团队来管理、指挥调度，实现。如果矿山管理机制、体制、制度不够健全，业务部门之间没有相互制约，合同管理将很是混乱，甚至导致行贿受贿等腐败现象发生。

( 6) 超强度、超负荷生产严重。由于矿山采矿是计量结算，井下工人超强度、超负荷生产是普遍存在现象，井下生产交叉影响大，人员、设备、作业点多，潜伏着诸多不安全因素。

二、当前采用的主要采矿技术

（1）陡帮的开采。这种开采技术在初期时的剥离量比较小，基建的工程量也比较少，最终边坡的暴露时间以及建设周期都十分短。所以，很早以前我国就将陡帮的开采纳入到国家科技攻关项目中，在露天矿中进行了大规模工业试验的开展，这给大中型露天矿技术的新建、改造以及扩建提供了相关的实践经验。

（2）铲运机和松土机所进行的露天开采。这种开采技术主要适用于对铝土矿进行开采，其主要技术特点为采用松土机对矿岩进行松散和破碎，从而来代替凿岩爆破方式，而铲运机则主要进行运输、装载、卸载。这种采矿工艺十分简单，能够实现一机多用的效果，通过进行分层铲装来实现分层排土、分层开采，最终达到排土和复垦一体化的效果。

（3）间断和连续相结合的开采技术。这种采矿技术是指在工作面上用电铲对矿石加以装载，经过破碎机破碎和汽车运输以后，将矿石通过胶带运输机运出采场。这种采矿工艺能够使得胶带机和汽车的优点得到充分发挥，使用于开采那些深凹的露天矿。

（4）地下金属采矿的连续化。连续开采地下金属矿山主要是指：连续回采矿房、连续开采矿体（床）、连续运送矿石以及连续的全工艺过程。也就是说在开采的过程中实现一步到位；在回采的过程中实现出矿、落矿、搬运矿石工艺的连续性作业；实现井下矿石的运输、转载、提升等环节的连续化；落矿、掘进、运搬、出矿、运输等工艺过程连续化。

（5）无底柱的分段崩落方法。我国当前的无底柱分段崩落采矿技术面临着怎样对结构参数进行加大和优化的问题。优化结构参数的主要方向为使得进路间距不断增大。通过进路间距的增大能够实现采掘工程量的大幅减少，此外还能使得一次崩矿量增大，从而使得采矿强度得以增加，降低矿石的成本，大大提高矿山经济和社会效益。

（6）自然崩落的技术和方法。自然崩落的技术和方法主要是指通过岩石自然应力的应用实现落矿的技术，其具有采矿成本低、生产能力大等方面的优点，尤其适用于那些矿化均匀、矿体厚大、易于自然崩落的矿床开采过程。

三、我国地下金属矿山采掘技术的发展现状

空场采矿法，充填采矿法和崩落采矿法是现阶段主要的地下金属矿山采掘方法。崩落采矿法是地下铁矿的主要采掘方法，充填采矿法和空场采矿法是黄金矿山的主要采掘方法，以下是介绍了几种主要的金属矿山的采掘方法：深孔，阶段出矿，空场，大孔和大采场是如今地下空场采矿法的主要的发展特点，地下空场采矿法提高了地下金属矿山的采掘效率，减少了地下金属矿山的采掘成本；崩落采矿法这种金属矿山采掘方法是十分安全的，而且这种采掘的采掘效率非常的高；设备大型化和各工序实现机械化是充填采矿法的主要的发展特点，充填采矿法这种采掘方法不仅安全，采掘成本低而且采掘的效率较高；原地溶浸采矿法，原地溶浸采矿是把冶，采和选这三个技术结合在一起的一种开采工艺，原地溶浸采矿法的特点是可以直接从地下提取金属。

四、我国地下金属矿山采掘技术的发展趋势

（1）深井开采。随着浅部资源的逐渐消耗和枯竭，我国已开始向地下深部获取资源，预计在今后10～20 a内，我国矿山将进入1000～2000 m深度开采。20世纪60～70年代建设的部分矿山相继进入深部开采，一些新建矿山采矿深度也很大。

（2）大型极深露天矿采矿技术。目前，我国已有部分矿山进入大型极深露天矿山开采。随着开采深度的增加，采场空间作业尺寸逐渐缩小，开拓运输和新水平准备困难增加，采矿强度降低，运输距离增长，重车上坡长距离运行，设备效率降低，生产能力下降。目前我国已形成了较为成熟的系统研究方法，初步形成了大型极深露天矿开采的工艺、设备配套工艺、爆破控制技术、防灾变控制和环境控制等。

（3）露天矿境界外驻留矿开采技术。我国许多大型冶金露天矿山逐渐步入晚期开采，但由于受技术经济条件约束，露天矿境界外遗留大量矿产资源。如果扩大境界，可能造成矿山经济指标的恶化，并且征用大量土地，破坏生态环境。这些储量已无法通过扩大露天境界回收。为了减少损失我国已通过对蚀变岩型矿岩特性的研究，采用灰色系统方法选择采矿方法，控制了复杂条件下的采场顶板；运用声发射与地压、位移监测相结合的方法，掌握非煤矿山矿岩体的地压活动特征。初步形成了驻留矿体开采与原开采的耦合方法、矿山开采对矿岩层损伤的数值分析方法、顶板岩层变形监测措施、岩层变形监测及预报方法、低扰动爆破技术等。

（4）复杂富水矿床开采技术。今后应在复杂水体矿床安全高效采矿方法、全尾砂浓缩充填材料、工艺设备及自控技术研究以及水患和地压突变规律及监测预报控制技术方面开展研究工作。特别是复杂水体矿床突水机理及防治技术，井下充填的新型廉价尾砂胶结材料，微细粒尾砂高效浓缩泵送充填及自控技术，岩层变形―应力―渗流三场耦合分析技术，低能耗沉密脱水卧式仓造浆工艺与技术方面重点开展研究工作。

（5）复杂难采地下残留矿体开采技术。我国地下金属矿山长时间的开采，由于当时技术水平的制约以及乱采乱挖的影响，采区内仍残留有大量的矿石资源。这些残留矿石资源回采技术复杂，安全条件差，遗留的大量空区和矿柱长期不能得到有效处理。回收这些残留资源的主要难点是复杂空区残留资源探测技术、大参数大步距整体崩落技术、残留资源开采条件再造技术、复杂充填体下矿柱回收技术以及复杂残留矿体安全回采监测预警等技术。这些技术难题的解决，必将对提高矿产资源利用水平、推进我国采矿技术进步具有重要意义。

（6）无人采矿、自动采矿、数字矿山。随着无人采矿技术、可视化技术、3S(RS，GPS，GIS)技术和虚拟现实技术的发展，系统数字化势如破竹，把矿山及其他相关信息、计算技术和工业控制技术进行整合，优化设计矿床开采方案、合理配置资源、最佳控制工艺及其支撑系统，已成为全面、动态、准确地掌握我国矿产资源的存量及变化、进而科学合理地开发利用和保护资源、实现矿产资源可持续发展提供手段。

（7）无废开采。无废开采与可持续发展有着密不可分的关系。一方面在矿区开发和发展过程中往往聚集和形成了相当数量人口的社区或一定规模的城市，其环境保护有着重要的意义；另一方面，如果忽视无废开采，不注重环境与资源的利用和保护，过早地开采完资源，势必会对矿山与国民经济造成很大的损失。所以，必须从长远的眼光来规划矿山的开采，确保矿山长期可持续发展。

结束语：

随着世界经济水平的提高和科学技术的发展，智能化，信息化，自动化和高效化金属矿山的采掘设备，环保化和合理化金属金属矿山已经成为我国地下金属矿山采掘技术的发展趋势。

参考文献：

[1] 吴爱祥，王洪江，杨保华，尹升华．溶浸采矿技术的进展与展望[J]．采矿技术，2006，6(3)：39―48．

篇9

【关键词】露天采矿；地质环境；治理

一、前言

露天开采是指先将覆盖在矿体上面的土石剥掉（剥离），自上而下把矿体分为若干梯段，直接在露天进行采矿的方法。在对矿产资源的开发和利用的过程中，很多地质条件变化是由于人类活动诱发的，大规模无序开采，使自然环境遭到严重破坏，地质环境问题异常突出，对人民生命和财产安全造成危害处处可见。滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的在矿山附近很常见，露天矿山是先将覆盖在矿体上面的土石剥掉（剥离），自上而下把矿体分为若干梯段，直接在露天进行采矿的方法。地质灾害的主要表现在：一是使边坡改变原有的天然平衡状态、地面及边坡开挖影响山体及斜坡稳定，最终导致岩（土）体变形，诱发崩塌和滑坡等地质灾害；二是矿山矿渣的随意堆放，造成超负荷，以致引起滑坡；三是部分矿山矿渣顺沟随意堆放，一旦遭遇下雨等恶劣天气，就会形成泥石流。

二、露天采矿矿山地质环境治理的原则

在矿山地质环境治理工作中，应本着“宜耕则耕，宜绿则绿，宜景则景，宜用则用”的思路，因地制宜，多渠道恢复治理。

1、以人为本，排险防灾。矿山地质环境治理首先要对矿区易诱发地质灾害的隐患进行排查、整治，达到防灾减灾的目的。

2、因地制宜、综合整治。矿山地质环境治理应因害设防、因地制宜，针对矿山地质环境破坏的特点、方式、分布及危害程度，分别采取拦、排、护、整、填、植等方式进行综合治理。

3、科学规划，注重效益。矿山地质环境治理应根据矿山实际情况，本着生态社会效益优先的原则，科学制定治理规划，根据矿山地质环境问题的危害程度、轻重缓急，以及资金情况，分期、分阶段进行治理。

4、多措并举，合理配置。充分利用工程措施能防治地质灾害，生物措施能改善小气候的特点，针对工程措施投资大，生物措施投资小的特点，搞好合理配置，实现矿山环境治理的综合效益最大化。

三、露天采矿矿山地质环境治理及恢复对策

1、完善法律法规，依法保护矿山环境。

首先，矿产开发过程中，规定选择恰当的措施，将对环境的影响减小到尽可能小的程度； 在开发结束后，选择合理的恢复措施，恢复到规定的程度。露天开采过程中，排土、爆破、采装、修路过程都会造成环境问题，对所有造成环境问题的环节，明确规定降低环境影响的技术标准； 对破获后的环境恢复，对采矿期间所使用的临时设施也应作出技术规定。其次，根据矿山具体情况，确定合适的环境保护与恢复的技术标准。我国大多数矿区在进行环境恢复时，未对表土实行单独剥离，出现表土资源不足的情况。因此，可根据当时剥离物的肥力情况，作出规范，进行植物种植或借土覆盖后种植。根据当地的气候环境，合理改变规范标准。例如，由于依降水量不同，干旱区植被恢复时间应长一些，因此恢复标准应做恰当变动。最后，完善相关法规，保障标准实施。完善采矿许可制度，在采矿许可证申请时，必须包含如何开发矿产资源以及以后的恢复方案； 制定违反矿产开发的处罚办法与执行方案； 建立环境保护与开发相关的保证金制度，未完成者，根据环境污染与恢复程度确定返还保证金比例。

2、严格实施规划，规范矿山管理

一是严格新建矿山的地质环境治理。新建、改扩建矿山必须严格执行地质灾害危险性评估、地质环境影响评价制度。开采矿产资源必须坚持经济、社会、环境效益相统一的原则，选用先进的生产技术、采矿方法和选矿工艺，以最大限度的保护矿产资源，方案中必须包括地质环境影响评估报告、生态环境保护和恢复治理方案，并经有关主管部门审查审批。矿山地质灾害防治费用、地质环境治理费用一并列入矿山开采成本，对费用不落实、没有地质灾害防治和地质环境治理能力的矿山企业，不予发放采矿许可证。二是加强对生产中矿山地质环境治理。对已经批准的现有矿山企业加大监督管理力度，严肃查处开采生产过程中的违法违规行为，鼓励矿山企业在矿山环境保护和污染防治方面加大研究与开发、技术改造的投入，采用先进适用的工艺、技术和设备，改进管理措施，坚持边开采、边治理，对开采生产中发生的矿山地质环境问题，及时组织进行恢复治理。督促矿山企业建立健全地质环境管理机构，建立健全地质环境和地质灾害监测网络，切实做好矿山地质环境保护和地质灾害防治工作。采取有效措施不断提高“三废”综合利用水平，确保“三废”达标排放。对不符合法律、法规及国家有关政策要求，大矿小开、一证多矿、乱采滥挖、存在严重安全隐患和破坏、污染环境的企业，责令限期整改，仍达不到标准的，吊销其采矿许可证。

3、提高资源利用水平

积极开展矿山地质环境基础研究和技术创新，加强矿产资源勘查评价、开发利用与保护、矿山地质环境恢复与治理的新理论、新技术、新工艺、新方法的研究，并推广应用，为提高矿产资源利用水平和保护矿山地质环境提供科技支撑。研究制定符合实际的矿山地质环境恢复治理和影响评价技术标准，基于现有矿山地质环境评估技术要求的基础上，融合相关学科技术方法并进行优化创新。积极鼓励和引导矿山企业加大科技投入，结合矿山企业实际，引进应用和研究开发开采加工新技术，把巩固提高现有生产技术成果与探索新技术、新工艺相结合，实现工艺技术改造与挖潜、降耗、增效相结合，提高资源利用率和经济效益。积极发展环境监测、保护和恢复治理技术，逐步建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的矿产资源开发科技创新体系。

4、加大矿山生态恢复和复垦种植力度

一是规范矿业开采方式。把矿山地质环境治理与采矿权市场建设相结合，采取财政政策、货币政策等经济调控手段，督促矿山企业对矿产资源开发利用中破坏的矿山地质环境及时进行治理恢复，实现资源开发和矿山环境的双赢。二是加强矿山地质环境保护的监督管理。严格执行环境影响评价制度、“三同时”制度，建立 GPS 动态监测管理体系，对矿山地质环境实行有效的监控，增强矿山企业进行矿山地质环境保护、土地复垦的自觉性和责任感。三是健全完善监督管理制度。进一步建立完善矿山地质环境准入制度、环境恢复治理书面承诺与担保制度。由政府向采矿权人或相应的担保机构收取质量保证金，按照“企业所有、政府监管、专款专用”的原则管理，矿山关停时由政府指令专门委员会或机构评审合格后，方可退还这笔资金及利息。如果评审不合格，则从企业缴存的保证金中扣除治理费用，用于矿山地质环境治理工作。四是提高矿山地质环境的生态治理率。积极引进和开发适用于矿山损毁土地复垦和生态恢复的新技术，开展矿山生态恢复工程研究，加大关停矿山土地复垦力度，选择不同地区、不同类型的矿业基地，以可持续发展的观点，组织实施矿区的复垦种植，增加耕地数量，确保辖区内耕地占补平衡。

5、创新投资机制，拓宽投融资渠道

针对历史遗留矿山多，地质环境治理资金无着落的情况下，研究建立矿山地质环境治理基金为主体，以其他市场化筹资方式为辅的治理办法，从收缴的矿产资源价款、资源税等涉矿科目中提取一定比例，对以往关停矿山开采造成的环境欠帐进行恢复治理。二是出台优惠扶持政策。从财政补贴、信贷支持、土地使用等方面研究制定矿山地质环境治理的优惠政策，以废旧矿山二次资源利用、复垦矿山土地使用权等作为回报，体现谁恢复、谁使用、谁受益的原则，大力鼓励社会法人或自然人参与矿山地质环境治理，进行产业化经营。三是实施企业化运作。研究创建专业的矿山地质环境治理投资公司，具体承担矿山地质环境治理的资金筹措、运行和管理。鼓励支持企业上市融资，或以发行债券等形式从资本市场融通资金，帮助企业从银行或财团融资，筹集矿山地质环境治理资金，建立矿山地质环境治理的多元化市场融资机制。

总之，矿山地质环境治理是一项有着高度经济、社会、生态环境效益的事业，需要全社会的共同努力才能达到预期效果。

参考文献：

[1]王永生，我国矿山环境治理的现状、问题与对策，西部资源，2006-10-30.

[2]徐曙光，国外矿山环境立法综述，国土资源情报，2009-08-20.

篇10

地下开采和露天开采是采矿业较为常见的的两种采矿形式，与地下开采相比，露天开采在开采空间、采矿安全、劳动生产率、生产成本、设备运用等方面都存在一定的优势，因此在这些年来的发展和应用都呈现加速化和普及化的趋势。这种形势令我国在露天采矿的技术与设备两方面都得到了很大的提高，逐渐具备了与国际接轨的实力。技术的发展能够令采矿的效率获得提升，进而得到更好的发展基础与发展资本，有了发展的资本，采矿设备的大型化与智能化研究就更容易实现，优秀的设备又能有效促进技术的进步，最终形成一个相互促进、相互提高的良性循环。

1 露天采矿的技术发展

1.1充填采矿技术的发展

采矿技术往往面临着矿产资源回采率低与地表资源破坏严重两大难题，胶结充填技术正是解决这两大难题的有效手段。不过，最初的充填工艺与采矿技术本身存在一定的脱节，二者在匹配后的效率与产能上都存在一定的问题，这些问题长期制约着我国的露天采矿技术。不过，近几年的科技进步令我们拥有了分段充填、高分层充填、嗣后充填（配合阶段深孔技术）等先进充填工艺，这些工艺与现有的露天采矿技术具有很高的配合度，能极大地提升生产效率，同时有效确保资源回采率与环境保护。

1.1.1分段充填

露天矿应用充填采矿技术时需要进行分层回采，而分层的朝向不同，产生的结果也会有所区别。但只要使用分段填充，分层中原本曝露出的大面积就会变成一种多断面结构，而且在形状上会很不规则，最终达到减小露天矿场曝露面的目的。

1.1.2高分层充填

该技术优缺点并存，虽然能够扩大开采面与开采范围，便于使用各种大型机械来提高工作效率。但分层高度上有很大的限制，最高到3米就是极限了，这对生产效率有一定的负面影响。

1.1.3嗣后充填（配合阶段深孔技术）

结合了以上两种技术的技术优势，具有很高的适应性、特殊性与生产效率。具体体现为可以应用于各种不同的特殊工段，而且在性能上较为独特，这种通用的技术极大提升了工作效率与管理的便捷性。

1.2陡帮采矿技术的发展

随着开采深度的增加，我国许多大型的露天矿都不得不处于深凹开采的恶劣作业条件下。这种复杂的开采环境对开采条件与开采设备都有很大影响，进而会引起开采效率的低下。这种严峻的形式迫使人们开始研究和发展陡帮开采技术，具体来说就是对部分的剥岩量加以推迟，这样一来就能令剥采比在整个生产期得到均衡，因为露天矿在初期需要大量的剥岩量，其剥采比是比平均剥采比要高的。陡帮开采技术不仅能令基建投资得到有效控制，而且由于其令最终边帮在暴露时间上得到了有效缩短，所以可以使边坡更加稳定。

1.3爆破采矿技术的发展

露天采矿中，经常需要使用爆破进行作业，具体的环节包括微差爆破与孔内微差爆破、挤压等。这些技术能有效解决爆破减震与难爆矿岩两大问题。爆破技术的提升主要依靠的是各种新型爆破器材与炸药，这些新型器材与炸药的应用极大地提高了爆破精度，令爆破采矿获得了更高的质量与安全性。

2.露天采矿的设备发展

2.1采矿设备的大型化发展

任何工程的设备和技术都是在依循自身的特点而不断进步的，对采矿业来说，其自身就具有工程庞大的特点。尤其是露天采矿，其大的特点不仅体现在工作区域、矿产所在区域、工作量和资源量上，而且体现在对设备的需求上。巨大的工作面令露天采矿不得不需要数量极大的人力与物力，这种低效率的采矿方法可以说是对资源的一种浪费，因此采矿所需的机械设备也必须向大型化的方向发展才行。这种大型化的发展趋势体现在三方面.

2.1.1穿孔设备的大型化

穿孔设备的大型化主要体现在可钻孔直径上，能够在钻孔时直接钻出更大的钻孔直径，令开采效率得到提升。该设备的发展包括四个阶段，第一阶段为磕头钻，第二阶段为喷火钻，第三阶段为冲击钻，第四阶段为目前的牙轮钻。牙轮钻现在的最大孔径可达559毫米，钻孔效率非常之高，对露天采矿的高效化进程有极大的促进作用。

2.1.2装载设备的大型化

装载设备的大型化具体体现为各种开采设备的斗容得到了大幅度的提升，提高了单次的开采量。该种设备主要包括液压挖掘机、轮式装载机、电铲三种，其中采矿过程以电铲为主导。国外通用的电铲最大斗容可达53.5立方米，而我国随着科技的发展，所生产的电铲在斗容上已经超过了这个数值，wK 55型号的电铲斗容可达55立方米。这种先进设备的制造技术是我国在露天采矿技术上已经达到国际先进水平的证明。另外，轮式装载机、液压挖掘机则应用于矿产装载工作，这种设备的先进化不只体现在斗容的增加上，还体现在动作的灵活与操作的便捷上，三方面的提高令这两种设备获得了更高的作业率，进而提升了装载效率。

2.1.3运输设备的大型化

运输设备的大型化具体体现在运输工具吨位的进化上，包括汽车在内的各种矿产运输工具在吨位上都不断增长，令开采出的矿产资源都能迅速、高效地运输出去，避免了矿石的积压，扩大了作业空间与作业环境。其中汽车是最主要的运输设备，具有活动灵活、易于转弯、擅于爬坡等多方面的优点。汽车的吨位是伴随着露天矿整体的大型化而增长的，目前较为先进的载矿用汽车的载重吨位都超过了300吨，比如Cat797型有效载重为326吨，T282型有效载重则能达到327吨。

2.2采矿设备的智能化发展

采矿设备虽然在形体和开采量上始终在向大型化发展，但在操作和控制上，迎合目前的信息发展趋势，体现出了极强的智能化特征。这种发展融合了计算机技术、微电子技术、远程数控技术、遥感技术等多重技术，具体表现在以下三个方面。 2.2.1智能化车载监控系统 车载监控系统被广泛应用于各个采矿机械上，时刻监视机械设备的运作与维护情况，结合报警功能和无线通信功能就能将设备的问题与故障及时反馈给维修人员，令他们及时针对状况进行维修和处理。具体来说就是在主要的部件上设置监控系统和报警系统，监视这些部件的参数，一旦参数出现问题，监控系统就会发现，继而报警系统以无线通讯的方式连接中央计算机，对中央计算机的操作人员提出警告。这种监控方法具有很高的便捷性和即时性。

2.2.2智能化GPS定位系统

CPS定位系统的定位勘测功能令矿产资源的位置得到更好的确定，避免了更多的无意义作业。由于其定位精度能够被控制在1米之内甚至厘米级，所以能令露天采矿实现高精度化、高效率化。其具体应用包括如下两个方面。

（1）对露天矿的地表进行精确测量

CPS系统应用在地表测量上可以不受仪器、地形、人员、能见度、气候、位置等因素的限制，大大节省了人力物力。而且因为GPS采用卫星定位，相比传统测量，消除了大量的人为误差，令测量精度得到了有效的提升。GPS系统测出的精确地表定位图对优化作业面和采矿区域整体布置有很大帮助。

（2）对露天矿的开采进行精确定位

利用GPS系统测定出最适合钻机打孔的位置，能令现场的测量作业负担得到减轻，令钻机的操作者得以在最短的时间内以最高的精度完成钻孔的准备。而且将CPS系统与钻机结合就能更进一步促进智能化的发展，令超钻现象或欠钻现象大幅减少。

2.2.3智能化环保系统

矿业开采一直是环保工作的重点与难点，因此在设备上加入环保设计不只是目前的主流发展设计，更是我国可持续发展战略的必要要求。但由于露天采矿的环保系统受到工作环境和工作技术的约束，所以想令其实现有效化和智能化必须从技术的角度入手。举例来说，可以设置自动的环境质量监测系统，一旦采矿工作引起某项环境指标超标，立刻停止作业，检讨降低该指标的方法。

3.结语

科技的进步是露天采矿技术得以发展的基础，科技进步了，更安全、高效的采矿技术才能得到应用，更大型、智能的采矿设备才能开发出来。在这个科技日新月异的发展背景下，相关的技术人员不能停止研究创新的脚步，只有时刻关注新科学、新技术的出现，才能第一时间将相关技术应用于露天采矿工程和露天采矿设备，令我国在露天矿方面的生产力与生产效率都获得持续而长期的发展，确保经济发展所必须的那大量能源，为我国的社会主义建设做出应有的贡献。

参考文献：

[1]秦继生.露天采矿技术及采矿设备发展趋势的分析[J].建材发展导向，2011（8）.

[2]张征.露天采矿的技术及发展方向探讨[J].内蒙古煤炭经济，2013（2）.