露天開采的研究

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1、露天開采技術(shù)的研究摘要隨著煤礦開采的大型化趨勢，礦區(qū)開采范圍不斷擴(kuò)大，開采深度日益增加，針對目前我國煤炭資源露天開采的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了當(dāng)前我國露天煤礦開采工藝的主要特點(diǎn)、發(fā)展?fàn)顩r以及存在的主要問題.關(guān)鍵詞露天開采技術(shù)存在問題解決對策引言露天煤礦是煤炭工業(yè)的重要組成部分，露天開采相對于井工開采有著生產(chǎn)集中，生產(chǎn)效率高和生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，因此我國一直優(yōu)先發(fā)展露天開采，我國煤炭產(chǎn)量的增長、國民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)，也取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但是基于歷史原因，認(rèn)識自然的局限性及法制法規(guī)的不完善，露天采煤業(yè)迅猛發(fā)展的同時，也帶來了一系列的礦山環(huán)境問題和生態(tài)

2、破壞，已嚴(yán)重影響地區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。有鑒于此，如何使煤炭資源開發(fā)和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為當(dāng)前研究的一個重要方面，于是一個全新的煤炭開采理——綠色開采產(chǎn)生了，并被認(rèn)為是未來礦產(chǎn)資源開發(fā)的必然之路。然而，綠色開采概念產(chǎn)生以來，國內(nèi)外對綠色開采的研究主要集中在綠色開采的技術(shù)體系和理論的闡述及具體應(yīng)用方面，而對綠色開采評價的研究還處于探索階段。因此開展露天煤礦綠色開采評價研究，有利于用科學(xué)的方法評價綠色開采的實(shí)施效果，進(jìn)而解決煤炭露天開采過程中造成的生態(tài)環(huán)境的破壞問題，節(jié)約原材料和各種資源，實(shí)現(xiàn)煤炭資源開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展1.露天

3、開采技術(shù)1.1露天開采發(fā)展人類從事固體礦物的開采從45萬年前的舊石器時代開始,露天開采石料[1].按照固體礦物開采方法分類,主要分為露天開采和地下開采兩大類.露天開采固體礦物歷經(jīng)約41萬年開始進(jìn)入地下開采.據(jù)國土資源部網(wǎng)站報道,截至2006年初,中國已發(fā)現(xiàn)171種礦產(chǎn)資源,查明資源儲量的有159種,其中石油、天然氣、煤、鈾、地?zé)岬饶茉吹V產(chǎn)10種,鐵、錳、銅、鋁、鉛、鋅等金屬礦產(chǎn)54種,石墨，磷、硫、鉀鹽等非金屬礦產(chǎn)91種,地下水、礦泉水等水氣礦產(chǎn)3種.在我國固體礦產(chǎn)資源中,露天開采占很大的比重,例如建筑材料、石料等幾乎全部由露天開采方法采出,化工原料

4、礦石70%以上用露天開采方法采出,黑色冶金輔助礦石露天開采比重達(dá)到90%以上,鐵礦石90%以上、有色金屬礦石30%以上由露天開采方法采出[2].在世界主要產(chǎn)煤國家中,露天開采煤炭由于受自然賦存條件限制,比例有所不同.目前我國是第一產(chǎn)煤大國,但煤層賦存條件復(fù)雜,適合露天開采的比例不大.目前露天開采產(chǎn)量比重約占全國煤炭產(chǎn)量的8%左右.1996年美國露天開采所占比例為61%,原東德占100%,西德占54%,俄羅斯60.9%,澳大利亞73.8%,印度占75%[3].1.2開采工藝的選擇露天煤礦的生產(chǎn)過程基本是一樣的，而不同礦山具體條件下，所用的機(jī)械設(shè)備類型和

5、開采工藝是不同的。目前某露天煤礦開采工藝具體應(yīng)用如下:1.輪斗系統(tǒng)連續(xù)開采工藝。該某露天煤礦上部黃土覆蓋層厚，平均厚40m，采用輪斗挖掘機(jī)—膠帶輸送機(jī)—排土機(jī)連續(xù)工藝。露天煤礦地表溝壑縱橫、土壤干松，氣候干燥，常年降雨量少，非常適合于輪斗系統(tǒng)連續(xù)作業(yè)。該系統(tǒng)可以利用冬季土層凍結(jié)后進(jìn)行大修整修設(shè)備，而在大多數(shù)作業(yè)期間可以提前完成土方剝離任務(wù)，確保上層覆土的清除，給剝采設(shè)備提供足夠的采挖量。2.單斗挖掘機(jī)—自卸卡車間斷工藝及煤層開采半連續(xù)工藝。黃土與巖石結(jié)合層中部巖石(平均厚19m)采用穿孔爆破松動單斗挖掘機(jī)采挖－卡車運(yùn)輸?shù)拈g斷工藝。下部煤層(平均厚28

6、．8m)煤炭采運(yùn)量相對土巖量要小，采用較小型單斗挖掘機(jī)———自卸卡車間斷開采運(yùn)送到坑邊半移動破碎站經(jīng)膠帶輸送機(jī)輸送至選煤廠，屬于半連續(xù)工藝。3．拉斗鏟倒堆工藝。該某露天煤礦巖石覆蓋層較厚，下部巖石平均厚45m。剝離巖石對開采進(jìn)度至關(guān)重要，且采掘?qū)訛樗胶徒街泻駧r層，非常適合于拉斗鏟倒堆工藝。露天礦不斷擴(kuò)大采礦規(guī)模，提高采剝效率，自引進(jìn)斗容90m3、懸臂100m的拉斗鏟，可實(shí)現(xiàn)日倒堆排棄量6萬m3，滿足整體剝離推進(jìn)進(jìn)度。倒堆式開采工藝在該礦的應(yīng)用，體現(xiàn)出了高效穩(wěn)定的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了土巖剝離作業(yè)過程中，土巖的采挖、移運(yùn)、排卸3個生產(chǎn)過程，由一臺設(shè)備來完成

7、，將剝離物由采掘臺階鏟挖后直接倒至采空區(qū)或排入內(nèi)部排土場。二、綜合開采工藝分析露天煤礦采礦實(shí)際生產(chǎn)能力的高低，除了受剝離采裝運(yùn)輸生產(chǎn)設(shè)備等諸多影響外，還與工藝、環(huán)境的綜合選擇利用有很大關(guān)系。該縣露天煤礦根據(jù)實(shí)際開采情況如開采厚度、地質(zhì)條件、物料性質(zhì)、內(nèi)外排土場容量及運(yùn)距等的不同，充分利用不同開采工藝的優(yōu)點(diǎn)，采用綜合開采工藝，并在多年來實(shí)踐摸索中總結(jié)出了合理的開采工藝設(shè)計方法。1.輪斗系統(tǒng)連續(xù)開采工藝分析。相對而言卡車運(yùn)輸運(yùn)距遠(yuǎn)，成本高，單斗卡車剝移成本為7．8元/m3，而用輪斗系統(tǒng)剝離的成本為6．8元/m3。對于不需要爆破松動處理的黃土覆蓋層，斗輪機(jī)

8、可以直接采挖剝移，采用緊湊型輪斗挖掘機(jī)采掘，膠帶輸送機(jī)輸送，排土機(jī)排卸，每小時排棄黃土3100t，每年可以按