露天煤矿开采技术的特点与发展趋势

　　《煤矿开采》期刊是国家煤矿安全监察局主管、煤炭科学研究总院主办的国家级综合性学术期刊,面向国内外公开发行,国内统一刊号：CN11-3677/TD，国际标准刊号：ISSN1006-6225。是煤炭行业矿井开采新技术、新产品及研究成果的主要发布媒体之一。主要刊登煤矿机械、矿山电气、煤炭化学、开采技术、选煤技术、安全技术、安全教育、环境保护、技术交流、技术进步、机电技术、地质勘探、煤炭转化、问题探讨和企业管理的文章。

　　众所周知我国露天煤矿开采先对比较落后，但经过几十年不懈努力，已逐渐改变了原始落后的面貌，建成了一批具有国际领先水平的大型现代化露天煤矿。深入研究我国煤炭资源开采条件，大力发展煤炭露天开采技术、装备和工艺，对提升我国煤炭工业生产力的整体水平具有重要意义。本文主要对露天开采特点以及我国露天采煤存在问题和发展趋势进行了阐述。

　　1、引言

　　在我国以煤炭为主的一次能源消费结构格局将长期存在, 合理开发煤炭资源, 走可持续发展道路,已成为共识。实现煤炭资源合理持续健康发展, 就开采技术而言, 首先要实现煤炭工业开采技术的现代化, 一方面要科学利用煤炭资源, 降低资源耗竭速度, 延长资源服务年限, 做到相对可持续;另一方面煤炭生产要向集约、高效、洁净、环保方向发展, 在有条件的地区大力发展露天开采。露天开采是人类最早从地层中获取有用矿物的方式。原始露天开采可追溯到新石器时代，机械开采始于上世纪下半叶。现代开采新技术新工艺的引入，使在条件适宜地区露天开采成本大幅度下降，劳动生产率大幅度提高，获得显著经济效益。我国露天煤矿开采技术取得了长足的发展和进步。

　　2、露天开采特点

　　我们都知道露天开采是在敞露的空间从事矿床开采作业，与地下开采比较，它有如下特点：

　　①矿山生产能力大。特大型露天矿年产矿石量达3000～5000×104t，采剥总量达1～3×108t;

　　②机械化程度高。大中型露天矿的机械化程度为100%，而且正朝着设备大型化和自动化方向发展,从而大大提高了劳动生产率(为地下开采的5～10倍);

　　③安全和劳动条件好。开采的安全条件和作业条件好，不受有害气体与顶板等灾害的威胁，劳动强度低;

　　④矿石损失贫化小。损失率和贫化率不超过3～5%;

　　⑤开采成本低。为地下开采的1/2～1/3;

　　⑥基建期短。约为地下开采的一半，每吨矿石的基建投资额低于地下开采。

　　⑦污染与破坏环境。开采过程中，穿爆、采装、运输、排卸等作业粉尘较大，运输汽车排出的一氧化碳逸散到大气中，废石场的有害成分在雨水的作用下流入江河湖泊和农田等，污染大气、水域和土壤，将危及人民身体健康，影响农作物与动植物的生长，破坏生态环境，露天开采后留下赤裸的矿坑，破坏地表植被;

　　⑧占用土地多。露天开采的矿坑以及排弃的大量剥离物均要占用大片土地，一个露天开采的矿区占用的土地可达几十平方公里;

　　⑨受气候条件影响大。暴雨、大风、严寒、酷热等对露天开采均有一定影响;

　　⑩对矿床埋藏条件要求严格，合理的开采深度较浅。

　　由此可见，虽然露天开采在经济和技术上的优越性很大，但它不能取代地下开采。当开采技术条件一定时，随着露天开采深度增加，剥岩量迅速增大，达到一定深度后继续用露天开采，经济上不再合理，这种情况就应转入地下开采。随着地下开采技术进步，地下开采的能力和生产条件也正在逐步提高。

　　3、我国露天采煤存在问题和发展趋势

　　3、1存在和急需解决的主要问题

　　我国露天煤矿一般具有近水平矿床、多煤层、厚煤层、厚覆盖层等赋存特点。目前的生产露天煤矿多以单斗挖掘机-卡车间断工艺为主，开采工艺单一，主要设备依赖进口，且长期超期服役;设计理论与手段陈旧;地处生态环境脆弱地区，管理手段落后。

　　①我国露天煤矿的煤层赋存条件、开采工艺、经营与管理模式具有共性。因此，需要加强校企联合，对露天开采设计理论、开采方法及相应的关键技术进行创新性研究，推动我国露天采煤事业整体达到国际先进水平。

　　②对露天开采的特点与优势应有充分认识。特别是露天开采可实现高度集中化开发，我国内蒙、山西、云南等省区适于露天开采的煤炭储量丰富，可兴建一批千万吨级的特大型露天矿，以解决我国能源紧张的问题，并实现高产高效;露天开采安全性高，极少发生人员伤亡事故;露天开采资源回收率达95%以上，远比矿井开采回收率高;露天开采后生态环境可以得到恢复与重建。

　　③对露天开采煤炭资源、新技术发展及其经济效益等缺乏全局性研究、评估与规划。近年探明了一批特大型煤田，如胜利、白音华等矿区煤炭储量皆在百亿吨以上，加上原有十余处特大型煤田，可供露天开采的煤炭储量相当丰富，可以保证本世纪的高强度持续开发。由于煤炭加工与发电技术的进步，褐煤已得到进一步的充分利用，成为我国急需能源及化工产品的重要来源。

　　④露天开采工艺过于单一，限制了经济效益的提高。现有生产矿山开采工艺以单斗电铲-卡车为主，其开采成本居高不下，尤其目前燃油价格飞涨，更应适时改变开采工艺，使之多样化。

　　⑤对露天开采环境保护方面有认识误区，如对露天开采方法的叙述中，有人提到“对地表和生态环境严重破坏”，提法不当。随着对环境保护及矿区可持续发展的重视，露天开采环境保护已经出现了崭新面貌。

　　3、2露天采矿工艺发展趋势

　　我国露天煤矿开采技术与国外先进水平相比,仍存在着很多问题问题。发展我国大型现代化露天开采技术，还需要进行不懈的努力，这也是煤炭工业技术今后主要的攻关课题和研究方。

　　①设备大型化与开采集中化

　　目前单斗电铲勺斗容积已达76.5m3，其装载重量超过100t;与之相匹配的卡车载重量已达363t。单个露天矿的生产能力已逾60Mt/a。

　　②开采工艺的连续化

　　为了加大开采规模，在露天煤矿中对条件适宜的矿山尽量采用连续工艺;对于岩石较硬的矿山，可采用移动式或半固定式破碎机来扩大生产环节中的连续作业部分。最具代表性的连续工艺是轮斗挖掘机-带式输送机-排土机，采用这种工艺可以实现高效率、低成本。

　　③应用联合开拓方式

　　根据矿山不同的条件，选用多种开拓开采方式配合，进行扬长避短的强化开采，如可利用横采加大工作线推进强度等;

　　④开采工艺的综合化

　　随着矿山开采的集中化趋势，单个露天矿的开采范围扩大，开采深度日益增加，开采境界内矿岩赋存条件往往复杂多变。针对这种情况，传统的单一开采工艺方式往往不能与之相适应，使开采效率降低，开采成本提高。

　　⑤加强计算机在露天矿设计、管理中的应用

　　4、结论

　　总之，提高煤炭露天开采能力和技术装备水平，是推进我国煤炭生产力水平不断提高的重要组成部分，希望大家要始终，落实科学发展观，紧跟时刊发展步伐，深入开展重大关键技术攻关，加大新技术、新工艺和新装备的推广和应用，为构建新型的煤炭工业体系，促进建设资源利用率高、安全有保障、经济效益好、环境污染少的可持续发展的新型煤炭工业做出新的更大的贡献。

　　参考文献

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