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露天煤礦開采技術的特點與發展趨勢

發布日期:2019-09-26  瀏覽次數:346
  眾所周知我國露天礦開采先對比較落后,但經過幾十年不懈努力,已逐漸改變了原始落后的面貌,建成了一批具有國際領先水平的大型現代化露天煤礦。深入研究我國煤炭資源開采條件,大力發展煤炭露天開采技術、裝備和工藝,對提升我國煤炭工業生產力的整體水平具有重要意義。本文主要對露天開采特點以及我國露天采煤存在問題和發展趨勢進行了闡述。

  1、引言

  在我國以煤炭為主的一次能源消費結構格局將長期存在, 合理開發煤炭資源, 走可持續發展道路,已成為共識。實現煤炭資源合理持續健康發展, 就開采技術而言, 首先要實現煤炭工業開采技術的現代化, 一方面要科學利用煤炭資源, 降低資源耗竭速度, 延長資源服務年限, 做到相對可持續;另一方面煤炭生產要向集約、高效、潔凈、環保方向發展, 在有條件的地區大力發展露天開采。露天開采是人類最早從地層中獲取有用礦物的方式。原始露天開采可追溯到新石器時代,機械開采始于上世紀下半葉。現代開采新技術新工藝的引入,使在條件適宜地區露天開采成本大幅度下降,勞動生產率大幅度提高,獲得顯著經濟效益。我國露天煤礦開采技術取得了長足的發展和進步。

  2、露天開采特點

  我們都知道露天開采是在敞露的空間從事礦床開采作業,與地下開采比較,它有如下特點:

  ①礦山生產能力大。特大型露天礦年產礦石量達3000~5000×104t,采剝總量達1~3×108t;

  ②機械化程度高。大中型露天礦的機械化程度為100%,而且正朝著設備大型化和自動化方向發展,從而大大提高了勞動生產率(為地下開采的5~10倍);

  ③安全和勞動條件好。開采的安全條件和作業條件好,不受有害氣體與頂板等災害的威脅,勞動強度低;

  ④礦石損失貧化小。損失率和貧化率不超過3~5%;

  ⑤開采成本低。為地下開采的1/2~1/3;

  ⑥基建期短。約為地下開采的一半,每噸礦石的基建投資額低于地下開采。

  ⑦污染與破壞環境。開采過程中,穿爆、采裝、運輸、排卸等作業粉塵較大,運輸汽車排出的一氧化碳逸散到大氣中,廢石場的有害成分在雨水的作用下流入江河湖泊和農田等,污染大氣、水域和土壤,將危及人民身體健康,影響農作物與動植物的生長,破壞生態環境, 露天開采后留下赤裸的礦坑,破壞地表植被;

  ⑧占用土地多。露天開采的礦坑以及排棄的大量剝離物均要占用大片土地,一個露天開采的礦區占用的土地可達幾十平方公里;

  ⑨受氣候條件影響大。暴雨、大風、嚴寒、酷熱等對露天開采均有一定影響;

  ⑩對礦床埋藏條件要求嚴格,合理的開采深度較淺。

  由此可見,雖然露天開采在經濟和技術上的優越性很大,但它不能取代地下開采。當開采技術條件一定時,隨著露天開采深度增加,剝巖量迅速增大,達到一定深度后繼續用露天開采,經濟上不再合理,這種情況就應轉入地下開采。隨著地下開采技術進步,地下開采的能力和生產條件也正在逐步提高。

  3、我國露天采煤存在問題和發展趨勢

  3、1存在和急需解決的主要問題

  我國露天煤礦一般具有近水平礦床、多煤層、厚煤層、厚覆蓋層等賦存特點。目前的生產露天煤礦多以單斗挖掘機-卡車間斷工藝為主,開采工藝單一,主要設備依賴進口,且長期超期服役;設計理論與手段陳舊;地處生態環境脆弱地區,管理手段落后。

  ①我國露天煤礦的煤層賦存條件、開采工藝、經營與管理模式具有共性。因此,需要加強校企聯合,對露天開采設計理論、開采方法及相應的關鍵技術進行創新性研究,推動我國露天采煤事業整體達到國際先進水平。

  ②對露天開采的特點與優勢應有充分認識。特別是露天開采可實現高度集中化開發,我國內蒙、山西、云南等省區適于露天開采的煤炭儲量豐富,可興建一批千萬噸級的特大型露天礦,以解決我國能源緊張的問題,并實現高產高效;露天開采安全性高,極少發生人員傷亡事故;露天開采資源回收率達95%以上,遠比礦井開采回收率高;露天開采后生態環境可以得到恢復與重建。

  ③對露天開采煤炭資源、新技術發展及其經濟效益等缺乏全局性研究、評估與規劃。近年探明了一批特大型煤田,如勝利、白音華等礦區煤炭儲量皆在百億噸以上,加上原有十余處特大型煤田,可供露天開采的煤炭儲量相當豐富,可以保證本世紀的高強度持續開發。由于煤炭加工與發電技術的進步,褐煤已得到進一步的充分利用,成為我國急需能源及化工產品的重要來源。

  ④露天開采工藝過于單一,限制了經濟效益的提高。現有生產礦山開采工藝以單斗電鏟-卡車為主,其開采成本居高不下,尤其目前燃油價格飛漲,更應適時改變開采工藝,使之多樣化。

  ⑤對露天開采環境保護方面有認識誤區,如對露天開采方法的敘述中,有人提到“對地表和生態環境嚴重破壞”,提法不當。隨著對環境保護及礦區可持續發展的重視,露天開采環境保護已經出現了嶄新面貌。

  3、2露天采礦工藝發展趨勢

  我國露天煤礦開采技術與國外先進水平相比,仍存在著很多問題問題。發展我國大型現代化露天開采技術,還需要進行不懈的努力,這也是煤炭工業技術今后主要的攻關課題和研究方。

  ①設備大型化與開采集中化

  目前單斗電鏟勺斗容積已達76.5m3,其裝載重量超過100t;與之相匹配的卡車載重量已達363t。單個露天礦的生產能力已逾60Mt/a。

  ②開采工藝的連續化

  為了加大開采規模,在露天煤礦中對條件適宜的礦山盡量采用連續工藝;對于巖石較硬的礦山,可采用移動式或半固定式破碎機來擴大生產環節中的連續作業部分。最具代表性的連續工藝是輪斗挖掘機-帶式輸送機-排土機,采用這種工藝可以實現高效率、低成本。

  ③應用聯合開拓方式

  根據礦山不同的條件,選用多種開拓開采方式配合,進行揚長避短的強化開采,如可利用橫采加大工作線推進強度等;

  ④開采工藝的綜合化

  隨著礦山開采的集中化趨勢,單個露天礦的開采范圍擴大,開采深度日益增加,開采境界內礦巖賦存條件往往復雜多變。針對這種情況,傳統的單一開采工藝方式往往不能與之相適應,使開采效率降低,開采成本提高。

  ⑤加強計算機在露天礦設計、管理中的應用

  4、結論

  總之,提高煤炭露天開采能力和技術裝備水平,是推進我國煤炭生產力水平不斷提高的重要組成部分,希望大家要始終,落實科學發展觀,緊跟時刊發展步伐,深入開展重大關鍵技術攻關,加大新技術、新工藝和新裝備的推廣和應用,為構建新型的煤炭工業體系,促進建設資源利用率高、安全有保障、經濟效益好、環境污染少的可持續發展的新型煤炭工業做出新的更大的貢獻。

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