人造板生产线
露天采矿技术的研究现状和发展趋势隧道定位
露天采矿工程学科的核心内容是采矿工艺、边坡控制和地下水控制,而露天采矿工艺的形成与发展,除遵守一般的工艺组成原则外,尚受煤田赋存条件的制约。所以在借鉴国外露天采矿的理论和经验时,必须考虑我国煤田的具体赋存条件。 随着全球性科学技术的突飞猛进,国内外采矿技术也发展很快,很多采矿新技术、新工艺在矿山得到了应用。国内一批先进的采矿工艺技术,己步入世界先进水平的行列。借鉴、吸收国内外的采矿新技术,利用现代科学技术,改造传统矿业,必将对我国冶金矿产资源的开发产生积极的推动作用,使我国采矿技术水平迅速提高,有力地促进了采矿业的发展。
一、我国露天采煤技术概况
我国生产露天矿多数是倾斜煤层,中硬岩石,采用单斗一铁道运输工艺。60年代以后,对生产露天矿的工艺技术进行了大规模的技术改造,研制了潜孔钻机和回转钻机,穿孔效率提高2-5倍,以后陆续研制成功按油、按沥蜡、乳化油等和毫秒、非电导爆管等爆破材料,爆破技术得到显著提高。70年代初试验成功挤压介质爆破技术,改善了爆破效果,提高了电铲的装车率。 “一五”至“二五”期间一机部有关制造厂先后研制成3-4m3电铲,100t及150t电机车和60t自翻车,装备了露天煤矿,使露天矿向机械化、大型化迈进了一步。
抚顺西露天矿设计深度450m,1980年已采到300m深,随着开采深度的增加,运距延长,运输设备效率下降,边坡不稳,环境污染等问题日趋严重.抚顺矿务局于1980年提出了“分区开采、联合运输、内部排土”的技术改造方案:实行集中生产,优先开采剥采比小的西区,煤和油页岩采用联合运输,利用西区采空区进行内部排土.为深露天矿的技术改造开拓了一条新的途径。 与一机部合作研制了理论生产能力为500-700 m3/h整套连续开采工艺装备,于1976年在广东茂名油母页岩露夭矿完成了工业试验,目前已在小龙潭露天矿得到运用。在此基础上为布沼坝露天矿研制了一套理论生产能力为1500-2000 m3/h的中型成套连续开采工艺设备,已在布沼坝露天正常运用,为褐煤田的大规模开发奠定了基础。
焊割气1970年前后,发现和查明了霍林河、伊敏河、平朔、准格尔和元宝山等大型适于露天开采的煤田。70年代中期揭开了建设特大型露天矿的序幕。20年来,先后建成了安太堡、黑岱沟、霍林河、伊敏河和元宝山露天矿,除元宝山露天矿上部冲积层采用连续开采工艺外,
其余均采用单斗、卡车开采工艺。从而使我国露天开采技术水平达到了一个新的高度。
二、开采新工艺与新技术
褐煤干燥
1、胶结充填采矿技术
充填采矿工艺,尤其是胶结充填采矿工艺,对于提高矿产资源的回采率和保护地表不受破坏具有十分显著的效果。但如何使充填采矿工艺与矿床开采条件有效匹配,实现高效率、高产能,并且降低采矿成本,一直是个难题,因而制约了充填采矿工艺的推广应用。随着高分层充填采矿、分段充填采矿和阶段深孔采矿嗣后充填等工艺和技术取得重大进展,有力促进了充填采矿法的推广应用。
(1)陡帮开采
目前,我国大部分大型露天矿已进入深凹开采,采场作业条件逐年劣化,采运设备陈旧老化,效率降低。因此要想从根本上改变铁矿工业面貌,提升整体生产能力,必须依靠科学技术,提高科技贡献率,增强工企业活力,以求得发展。陡帮开采技术具有初期剥离量小,基建工程量少,建设周期短和最终边坡暴露时间短等优点。
(2)高台阶采矿
随着露天开采设备大型化的发展,国外一些矿山研究并采用高台阶开采工艺。我国对高台阶开采技术的研究起步较晚采用高台阶开采的露天矿不多,台阶高度最大也只有14m~15m。近几年来,我国大型露天铁矿装备水平有了很大提高,采10m3以上的大型挖掘设备逐渐增多,为高台阶开采新工艺的实施提供了有利的技术保证。
(3)装备大型化不锈钢精密冲压
随着高新技术特别是微电子技术的进一步扩大应用,大功率柴油机和大规格轮胎相继研制成功,为装载设备大型化发展创造了条件。在21世纪必将会有采用先进技术特别是高科技微电子控制系统的、更加灵活可靠的、造价较低的更大型装载设备登上露天开采的舞台。
2、爆破技术
爆破作业是矿山生产的重要工序。控制爆破技术广泛应用挤压、微差爆破、孔内微差爆破大爆区微差爆破等技术,解决了难爆矿岩的破碎块度问题和爆破减振问题。新型以及不断问世:及各种衍生含水、防水浆状、爆药、电子
、塑料导爆系统、气爆系统等新型的使用对提高爆破精度、改善爆破质量、加强爆破安全等都有重大的影响。
(1)微差爆破
露天矿目前采用塑料导爆管非电起爆系统大区微差爆破技术。大区微差爆破一般1星期只需爆破1次,可满足采矿和剥离的需要,但受作业条件的限制,平时只搞小规模爆破,满足1台电铲2~3天的采剥量即可。爆破所用为和2#岩石。防水性能好,安全稳定,敏感性比2#岩石药差,孔内积水装,无水时装岩石。装药方式为连续装药。由于价格大幅度上涨,袋装,在一定程度上降低了价格上涨造成的成本提高的幅度。引爆器材为非电系统塑料导爆管,具有传爆稳定,抗杂散电流、静电、射频电,抗水性能好的优点。导爆管与、联接传爆元件、引爆元件组成导爆管非电起爆系统。起爆形式采用大孔距小抵抗线起爆形式,孔内微差,孔外分区(规模较大时采用),排间微差时间控制在45ms左右,这样可以较好地破碎岩石,降低爆破震动效应。炮孔充填用牙轮钻屑,充填深度6m左右。
(2)二次爆破
采用YT-25型和7655型凿岩机打眼,2#岩石爆破,由于该矿大块产出率小,所以一般实行集中二次破碎,8#电瞬发引爆。
(3)预裂爆破
为了减轻爆破震动对边坡的影响,并保证每个台阶坡面平整,临近边坡采用预裂爆破。用现有的牙轮钻机在每个平盘的境界线的坡底线打垂直孔孔深为台阶高度,孔距2.5m~3.5m,空气间隔不偶合袋装,捆扎药卷同段微差导爆管起爆。
3、排土技术
排土技术是露天采矿过程中必不可少的生产工序,它不仅关系生产规模的扩大,而且体现着运输和排土的技术经济效果。排土方式取决于开拓运输方式,而排土场的稳定性及病害治理则是排土场能否长久使用的关键。金堆城钼矿采用汽车—推土机排土方式,该方式具有机动灵活、爬坡能力大等优点,适用于任何地形条件,可堆置山坡形和平原形排土场,即高台阶和多台阶排土场,且排土线路建设快、投资少、容易维护,其排土工艺和土场技术管理也比较简单。在排土过程中,该矿采用灵活机动的排土方法,有单台阶排土,高差
达80m以上的,也有多台阶分层排土,每层20m~30m不等。按每个土场布置一台堆土机配合汽车排土作业。排土运距最长的3.6km,最短的也有2.4km,排土量近几年在7Mt~8Mt以上,最大高差达130m以上,线路坡度达8%。露天矿排土技术与排土场治理发展趋势有3个方面,一是采用高效率的排土工艺,提高排土强度;二是增加单位面积的排土容量,提高堆置高度,减少排土场占地;三是排土场复垦,减少环境污染。
4、采场防排水
采场防排水是确保采场正常生产和安全度汛的一项重要工作。该工程是防止地表水流入采场,以减少采场排水量,降低矿石含水量,提高采掘效率及保障采场安全运行的技术措施。它可以通过截水沟、河流改道、防洪堤、调洪水库等措施将采场以外的汇水、泾流水等拦截或导流出矿区。山坡露天开采时,地表水可以沿自然地形流出采场外;进入凹陷露天开采时,可按原设计在1164m宽平台上修筑周边截水沟,以拦截该水平以上地表水并排出采场,减轻底部机械排水的压力。
三、结语
固态去耦合器
随着浅部资源的逐渐消耗,矿床开采将向深部发展,安全高效的深井采矿技术的重要性将日显突出。信息技术的发展将为采矿工艺和技术的发展带来新的突破。数字信息技术在采矿工艺优化、采矿工程设计、生产调度、设备智能化、灾害预报及无人采矿系统等方面的应用将得到长足发展。智能采矿设备将成为21世纪金属矿山提高劳动生产率和竞争能力所追求的目标。采矿引发的环境破坏已成为不可忽视的严峻问题,无废开采技术也因此纳入我国中长期科技发展规划。无废、少废采矿工艺技术的创新及其技术的工程化集成配套,将成为我国矿山技术的主要发展方向。