煤炭資源的露天開采是煤礦開采技術中的一種主要技術,經(jīng)過近些年的發(fā)展,在煤礦開采中已經(jīng)廣泛應用開來,本文主要探討了露天煤礦開采的技術特點。
《煤礦開采》期刊是國家煤礦安全監(jiān)察局主管、煤炭科學研究總院主辦的國家級綜合性學術期刊,面向國內(nèi)外公開發(fā)行,國內(nèi)統(tǒng)一刊號:CN11-3677/TD,國際標準刊號:ISSN1006-6225。是煤炭行業(yè)礦井開采新技術、新產(chǎn)品及研究成果的主要發(fā)布媒體之一。主要刊登煤礦機械、礦山電氣、煤炭化學、開采技術、選煤技術、安全技術、安全教育、環(huán)境保護、技術交流、技術進步、機電技術、地質(zhì)勘探、煤炭轉化、問題探討和企業(yè)管理的文章。
眾所周知我國露天煤礦開采先對比較落后,但經(jīng)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(xiàn)代化露天煤礦。深入研究我國煤炭資源開采條件,大力發(fā)展煤炭露天開采技術、裝備和工藝,對提升我國煤炭工業(yè)生產(chǎn)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(fā)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(fā)煤炭資源, 走可持續(xù)發(fā)展道路,已成為共識。實現(xiàn)煤炭資源合理持續(xù)健康發(fā)展, 就開采技術而言, 首先要實現(xiàn)煤炭工業(yè)開采技術的現(xiàn)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(xù);另一方面煤炭生產(chǎn)要向集約、高效、潔凈、環(huán)保方向發(fā)展, 在有條件的地區(qū)大力發(fā)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,F(xiàn)代開采新技術新工藝的引入,使在條件適宜地區(qū)露天開采成本大幅度下降,勞動生產(chǎn)率大幅度提高,獲得顯著經(jīng)濟效益。我國露天煤礦開采技術取得了長足的發(fā)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(yè),與地下開采比較,它有如下特點:
①礦山生產(chǎn)能力大。特大型露天礦年產(chǎn)礦石量達3000~5000×104t,采剝總量達1~3×108t;
、跈C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(fā)展,從而大大提高了勞動生產(chǎn)率(為地下開采的5~10倍);
、郯踩蛣趧訔l件好。開采的安全條件和作業(yè)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%;
、蓍_采成本低。為地下開采的1/2~1/3;
、藁ㄆ诙。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。
、呶廴九c破壞環(huán)境。開采過程中,穿爆、采裝、運輸、排卸等作業(yè)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(nóng)田等,污染大氣、水域和土壤,將危及人民身體健康,影響農(nóng)作物與動植物的生長,破壞生態(tài)環(huán)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(qū)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;
、鈱ΦV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(jīng)濟和技術上的優(yōu)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(xù)用露天開采,經(jīng)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(chǎn)條件也正在逐步提高。
3、我國露天采煤存在問題和發(fā)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(chǎn)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(tài)環(huán)境脆弱地區(qū),管理手段落后。
、傥覈短烀旱V的煤層賦存條件、開采工藝、經(jīng)營與管理模式具有共性。因此,需要加強校企聯(lián)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(chuàng)新性研究,推動我國露天采煤事業(yè)整體達到國際先進水平。
、趯β短扉_采的特點與優(yōu)勢應有充分認識。特別是露天開采可實現(xiàn)高度集中化開發(fā),我國內(nèi)蒙、山西、云南等省區(qū)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(xiàn)高產(chǎn)高效;露天開采安全性高,極少發(fā)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(tài)環(huán)境可以得到恢復與重建。
、蹖β短扉_采煤炭資源、新技術發(fā)展及其經(jīng)濟效益等缺乏全局性研究、評估與規(guī)劃。近年探明了一批特大型煤田,如勝利、白音華等礦區(qū)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(xù)開發(fā)。由于煤炭加工與發(fā)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(chǎn)品的重要來源。
④露天開采工藝過于單一,限制了經(jīng)濟效益的提高。現(xiàn)有生產(chǎn)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。
、輰β短扉_采環(huán)境保護方面有認識誤區(qū),如對露天開采方法的敘述中,有人提到“對地表和生態(tài)環(huán)境嚴重破壞”,提法不當。隨著對環(huán)境保護及礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重視,露天開采環(huán)境保護已經(jīng)出現(xiàn)了嶄新面貌。
3、2露天采礦工藝發(fā)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(fā)展我國大型現(xiàn)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(yè)技術今后主要的攻關課題和研究方。
、僭O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(chǎn)能力已逾60Mt/a。
、陂_采工藝的連續(xù)化
為了加大開采規(guī)模,在露天煤礦中對條件適宜的礦山盡量采用連續(xù)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(chǎn)環(huán)節(jié)中的連續(xù)作業(yè)部分。最具代表性的連續(xù)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(xiàn)高效率、低成本。
③應用聯(lián)合開拓方式
根據(jù)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(nèi)礦巖賦存條件往往復雜多變。針對這種情況,傳統(tǒng)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。
、菁訌娪嬎銠C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(chǎn)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(fā)展觀,緊跟時刊發(fā)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(yè)體系,促進建設資源利用率高、安全有保障、經(jīng)濟效益好、環(huán)境污染少的可持續(xù)發(fā)展的新型煤炭工業(yè)做出新的更大的貢獻。
參考文獻
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