露天煤矿高效开采新技术和新装备

露天煤矿高效开采新技术和新装备

张彦丽

中国葛洲坝集团第三工程有限公司   陕西省西安市710000

摘要：煤炭作为我国的兜底保障能源，未来很长一段时间内的基础能源地位不会改变。露天煤矿具备生产能力大、开采成本低、生产效率高、安全条件好等一系列优势，推进露天煤矿高质量发展将为我国煤炭长期稳定供应、保障国家能源安全提供重要保障。目前，高安全性和高效是煤矿开采的主要发展方向之一，在煤矿开采技术的升级优化方面也应结合上述发展目标，走出一条安全有保障、生产有效能的煤矿集约化发展道路，为中国经济和社会的发展做出一定贡献。基于此，本文主要分析了露天煤矿高效开采新技术和新装备。

关键词：煤矿开采；采煤技术；围岩控制；节能环保

中图分类号：TD823文献标志码：A

引言

在新的时代，产生了拉斗铲、矿用大型自卸汽车、破碎机、液压挖掘机等新型设备，以及无人机航测技术、数字信息化技术、电气自动化技术等新型技术。但是，装备与技术革新在煤矿企业普及的过程中，也遇到了一些阻碍。资金不足、员工就业等问题阻碍了新技术、新设备在我国露天煤矿采集事业中的发展，还需要进一步优化研究。

1露天煤矿高效开采新装备分析

1.1轮斗挖掘机

轮斗挖掘机连续开采的形式，这种作业形式主要是通过几台大型的轮斗挖掘机进行矿产资源的开采。这种技术手段效率较差而且对环境的适应能力较差，所以应用范围不广，没有大规模的推进；其次是单斗挖掘机+矿车运输的半连续开采形式，这种形式是现阶段矿产资源开采的关键形式之一，也是应用最广泛的一种形式。

1.2拉斗铲

在我国准能黑岱沟露天煤矿基地，已经使用了最新的煤矿开采设备拉斗铲，拉斗铲代替了传统的挖掘机，能够高效率地完成露天煤矿剥离工作。与传统的挖掘机相比，拉斗铲具有斗容更大、机械臂更长、额定悬浮载重率更高等优势，能够让露天煤矿开采的剥离工作更便捷。拉斗铲的外形类似于建筑工地的吊塔，但是造价却比吊塔高很多。

1.3单斗挖掘机

实际的作业环节，工作人员通过计算单斗挖掘机的容量与矿车的运输量进行匹配，选择合适的单斗挖掘机和矿车，主要适用于年开采量不大的露天煤矿中，然后是拉斗铲倒堆连续开采形式，相较于上述形式来说，该技术一定程度上节约了矿车的运输成本，施工总成本较低。但是其一次设备的投入较高，而且还会受到环境的限制，局限性较大。

1.4破碎机

破碎机主要应用于煤矿开采后的破碎阶段。破碎机将煤矿磨成煤粉，并且通过传送带，运输到指定的落煤斗里面。破碎机具有很大的危险性，主要出现在从运输带到落煤斗的过程中。高效的煤矿破碎机，能够将煤粉磨得非常细，尽量避免在煤矿运输过程中堵塞落煤口，从根源出发，保护工作人员的安全问题，同时使碎煤的效率提高[1]。

1.5液压挖掘机

液压挖掘机与传统的机械挖掘机是有区别的。液压挖掘机依靠液压缸进行工作，工作原理更加复杂，已经广泛适用于露天煤矿开采行业，并且在不断地改革创新。传统的机械挖掘机的功率小、耗油量大，难以穿越复杂的地形，安全性差。液压挖掘机经过几代的革新，已经克服上述问题，在煤矿露天开采领域逐渐替代了传统机械挖掘机的作用。

2露天煤矿高效开采新技术应用

2.1陡帮开采技术

露天矿产资源是指裸露在外的矿产资源，随着矿产资源开采作业的进行，土层外部的资源逐渐开采完毕，相关人员就不得不深入山体或者是地下进行后续的开采作业。在露天采矿作业中，一旦遭遇矿山作业环境出现恶化、矿场采掘效率不断降低等情况，可以利用陡帮开采技术缩短最终边坡的暴露时间，短期内的矿场建设需求也能得到极大满足。实际中可以采用的作业方式有很多，比如组合台阶开采、倾斜条带式开采、并段穿爆分段采装开采等。

2.2高台阶采矿技术

高台阶采矿是在矿产开采发展过程中出现的技术种类，由于其需要借助大型的机械化设备实现，所以实际的发展过程中其技术性就较强。高台阶技术是指将开采流程形成台阶式的一项技术，随着开采设备的规模化和大型化，高台阶开采技术就逐渐出现，已经成为露天开采的关键技术手段之一，其对于露天采矿具有很强的优势。而且随着科学技术的发展，中国大型露天矿装备水平有了很大提高，采用10m3以上的大型挖掘设备逐渐增多，该技术的功能也就得到保证[2]。

2.3大采高采煤技术

大采高采煤技术，是对矿井综合机械化放顶煤开采技术的全面发展和提升，对其中的高液压支护进行了全面的更新和提升，将高液压支护改进为大采高液压支护，可以有效提高煤矿开采过程中煤炭资源的利用效率和煤炭开发项目的稳定性，进而提高煤矿开发项目的产品质量和效益，保证正常的煤炭能源供应，推动社会主义市场经济的迅速健康发展。大采高采煤技术的核心优点是使传感控制系统、中枢控制系统、机械伸缩控制系统和增压系统实现了全面的融合，极大地提高了煤矿采煤活动的智能化水平和自动化水平，并在很大程度上减少了煤矿采煤活动中所产生的环境污染和资源浪费，有效改进了综采放顶煤技术所存在的问题和不足。

2.4矸石减排技术

煤矿生产中主要的废物是煤矸石，目前由于在采矿中对煤矸石的处理不合理，大量的煤矸石堆积在地面，对环境造成了危害，同时煤矸石极易自燃，带来环境污染和火灾危害。煤矸石是煤炭开采和加工洗选过程中排出的一种固体废弃物，一般是混杂在煤层中的石块。随着煤矿开采规模的扩大，矸石的产出量也成比例增加。这些矸石如果随意堆放，在水的侵蚀下少部分溶于水并流进土壤等周边环境，将会对土壤、水源和附近生态等造成严重污染。除此之外，随意堆放矸石还会造成大气污染、重金属污染和地质危害等。而矸石减排技术是通过减少岩巷来减少矸石的产出量，实现从源头减排，同时针对矸石的排放处理进行分析思考与拓展，扩大利用范围、提高利用价值，对矸石进行更合理的利用[3]。

2.5保水开采技术

保水开采技术的应用实现了煤矿高效开采与矿区生态环境保护的良性循环，也极大地改善了矿区环境。所谓“保水开采”，就是在煤矿开采中尽可能不破坏水层的情况下，结合矿井水净化技术等实现水资源的循环利用。保水开采的含义包括以下两个方面：确保煤炭资源开采的安全，避免井下出现涌水现象，保证工作环境安全；矿区水资源与煤炭资源一样重要，在生产中不仅要保护水资源，还要做到重复利用水资源，实现水层的恢复和再造。

2.6智能化视频监控技术

智能化视频监控技术能够实时监测煤矿综采工作面开采作业情况，与传统应用的视频监控技术相比，智能化视频监控技术能够利用虚拟现实技术，模拟三维采矿环境，呈现相关作业技术设备以及碳流量等与开采作业质量安全相关的参数变化情况。在应用智能化视频监控技术时，操作人员可以直接借助计算机控制系统进行交互操作，将控制指令传输至系统内部的模拟区域。在这一过程中，系统能够自动判断文件室状态、物理操作控制对象等，并验证输入信息的准确性。由此可见，智能化视频监控技术能够借助计算机向相关人员呈现更真实的采矿情况，以有效满足操作控制相关设备的要求[4]。

结束语

采煤技术作为煤矿开采的核心环节之一，直接决定着矿井的开采效能。随着国家政策的调整，采煤技术的发展应该朝着更高的安全性、更高的生产效率迈进。露天开采技术相较于矿井开采技术，更加安全、便捷，发生矿难的事故率相对较低。近几年，一些露天煤矿开采新设备和新技术也逐渐兴起，为露天煤矿的开采提供了更高的效益。

参考文献

[1]马勇.关于煤矿工程采矿技术与施工安全管理的研究[J].海峡科技与产业,2017(10):88-89.

[2]宋波,陈伟.关于煤矿工程采矿技术与施工安全管理的研究[J].能源与节能,2014(10):10-11+70.

[3]吴志林.矿山工程开采技术及施工安全管理初探[J].世界有色金属,2021(05):41-42

[4]杨效博.新形势下对煤矿开采中的采煤技术探讨［J］.中国包装工业，2012(9)：36.