時(shí)間：2023-09-19 18:33:49
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[關(guān)鍵字]露天 礦山開采設(shè)備 設(shè)備選型
[中圖分類號(hào)] TD613 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-5-48-2
要在金屬資源緊缺的今天加大開采力度，提高開采效率，降低開采成本就需要在開采設(shè)備中做出合理選擇。硬巖露天礦山開采工程中設(shè)備的選擇成為提高開采效率的關(guān)鍵。但是礦山開采設(shè)備種類繁多，我們要在學(xué)習(xí)各露天開采設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，深入研究各露天開采設(shè)備的特點(diǎn)，為不同露天礦山開采環(huán)境提供適宜的開采設(shè)備。
1露天礦山開采工程特點(diǎn)
露天開采工程是在開放的環(huán)境中，在采礦、掘進(jìn)和運(yùn)輸設(shè)備的幫助下，從地表向下采取地殼中有用礦物的一項(xiàng)工程。露天開采工程中開采設(shè)備主要用于穿孔、爆破、采裝、運(yùn)輸這四項(xiàng)工作。開采設(shè)備的損耗及油耗決定了露天開采的成本，為獲取最大利益，露天開采工程一般以最大限度降低作業(yè)成本，因此露天開采設(shè)備的選擇將對(duì)露天開采工程的工藝過程、開采成本起著支配性作用。
2設(shè)備選型
2.1意義
采礦工程的環(huán)境決定開采工藝。而開采工藝與開采設(shè)備的選擇息息相關(guān)，相輔相成。具體說(shuō)來(lái)即是開采工藝又決定開采設(shè)備的選擇，與此同時(shí)，開采設(shè)備又反過來(lái)影響開采工藝的開采成本、技術(shù)參數(shù)等。為有效的降低開采成本且讓采礦工程有條不紊的順利進(jìn)行，就需要我們?cè)陂_采工程施工之前根據(jù)相應(yīng)的開采環(huán)境，因地制宜，量身定制合理的開采設(shè)備。
2.2總順序
露天開采設(shè)備選型的過程一般是首先選擇合理的主體設(shè)備，然后根據(jù)主體設(shè)備的選擇而選定合適的輔助設(shè)備。其中包括鏟裝設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備及穿孔設(shè)備。在主體設(shè)備的選擇過程中，運(yùn)輸設(shè)備是根據(jù)鏟裝設(shè)備而配置的。
2.3裝載設(shè)備的選型
（1）挖掘機(jī)的選擇
選擇合理的挖掘機(jī)是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，在此過程中，礦巖物理機(jī)械性質(zhì)、礦山采剝總量、開采工藝和設(shè)備性能是確定挖掘機(jī)的選型的主要條件。合理型號(hào)的挖掘機(jī)保證每個(gè)工藝環(huán)節(jié)的生產(chǎn)設(shè)備間配套，保證生產(chǎn)設(shè)備的工作效率。可供選擇的挖掘機(jī)有電鏟挖掘機(jī)和液壓挖掘機(jī)。這兩種挖掘機(jī)的選型都要根據(jù)相應(yīng)的環(huán)境來(lái)確定。從挖掘機(jī)斗容來(lái)看，需要斗容大于10m3時(shí)適合選擇電鏟；需要斗容小于10 m3時(shí)適合選擇液壓鏟。從電力條件、礦石種類來(lái)看，電力條件好，礦石種類少時(shí)選擇電鏟挖掘機(jī)。在其他情況下，若設(shè)備價(jià)格與生產(chǎn)效率產(chǎn)生沖突時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)綜合考慮，從整體衡量選擇犧牲一定生產(chǎn)效率的低價(jià)位的生產(chǎn)設(shè)備，這種情況一般出現(xiàn)在進(jìn)口設(shè)備與本土設(shè)備選擇之間。但是，當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)的大型礦山在選擇使用液壓鏟的情況下，就不會(huì)面臨這樣的問題，因?yàn)閲?guó)內(nèi)大于等于10 m3 大斗容的液壓鏟技術(shù)可靠性有待進(jìn)一步的驗(yàn)證，其技術(shù)可靠性需要加強(qiáng)。
整體來(lái)說(shuō)，提升機(jī)常見故障主要有硬故障以及軟故障兩種，其中，硬故障指的是由于特定參數(shù)超限表現(xiàn)所導(dǎo)致的故障，保護(hù)裝置負(fù)責(zé)解決此種故障；軟故障涉及到一系列的變量，診斷軟件故障需要測(cè)量一系列的工況參數(shù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)推理，準(zhǔn)確率相對(duì)較低。但需要對(duì)軟故障予以足夠關(guān)注，因?yàn)楹芏嘤补收锨捌诙季哂熊浌收媳憩F(xiàn)。為最大限度的保障提升機(jī)運(yùn)行的安全性，相關(guān)部門投入了極大精力致力于提升機(jī)檢測(cè)診斷研究，并取得了一定的研究成果。其中比較具有影響力的有中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研發(fā)的KJ46 型礦井提升機(jī)狀態(tài)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)以及ASCC 型全數(shù)字提升機(jī)控制系統(tǒng)等，這兩大系統(tǒng)中均含有檢測(cè)提升機(jī)運(yùn)行參數(shù)以及進(jìn)行故障診斷等相關(guān)功能，此外還可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)失靈保護(hù)、過卷保護(hù)以及超速保護(hù)等，效果十分顯著。在煤礦生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)遇到礦井雙筒提升機(jī)松繩現(xiàn)象，并且松繩現(xiàn)象極容易導(dǎo)致較為嚴(yán)重的后果。
（2）前裝機(jī)的選擇
在選擇前裝機(jī)時(shí)，首先要考慮的主要技術(shù)性能包括額定載重及牽引力，并認(rèn)真檢測(cè)其對(duì)開采環(huán)境的適應(yīng)性，其次要考慮作業(yè)項(xiàng)目的零散性對(duì)裝載機(jī)效率的影響。當(dāng)我們有配礦要求的時(shí)候，裝載機(jī)要完成將配好的礦石運(yùn)送至破碎站的運(yùn)輸，此時(shí)前裝機(jī)的型號(hào)由運(yùn)輸距離和配礦量的數(shù)量決定。
3運(yùn)輸設(shè)備的選擇
運(yùn)輸成本占總成本的比例約40%～60%，因此運(yùn)輸設(shè)備的選擇在礦石開采項(xiàng)目中占有重要位置。
開拓運(yùn)輸方式?jīng)Q定露天礦采場(chǎng)運(yùn)輸設(shè)備的選擇。礦山自然條件復(fù)雜多樣，開采技術(shù)的靈活多變以及經(jīng)濟(jì)條件的影響了開拓運(yùn)輸方式的選擇。運(yùn)輸方式主要有單一汽車運(yùn)輸方案及聯(lián)合開拓運(yùn)輸兩種方式。運(yùn)輸方式由運(yùn)輸距離確定，運(yùn)輸距離較短時(shí)，首先考慮采用單一汽車運(yùn)輸方案；礦巖運(yùn)輸距離較長(zhǎng)，是采用單一汽車運(yùn)輸還是聯(lián)合開拓運(yùn)輸，必須通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合確定。
為降低生產(chǎn)成本，運(yùn)輸設(shè)備的選擇應(yīng)與挖掘相匹配，如采用汽車運(yùn)輸時(shí)，由運(yùn)距決定挖掘機(jī)裝載的斗數(shù)：1km的運(yùn)距裝載2斗～4斗，2km的運(yùn)距裝載3斗～5斗，3km～5km的運(yùn)距裝載4斗～6斗。
4鉆機(jī)的選擇
鉆機(jī)成本在總生產(chǎn)成本中占有較小的比例，因此這種設(shè)備最容易被忽視，但是鉆機(jī)的功能卻是不容忽視的，由于它的存在實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的露天開采。
鉆機(jī)主要有兩種可供選擇的類型，一種是牙輪鉆機(jī)，另一種是潛孔鉆機(jī)。鉆機(jī)的選擇也需要根據(jù)相應(yīng)的開采環(huán)境來(lái)選擇。在各種硬度的大中型礦巖的作業(yè)中，首先要考慮選用牙輪鉆機(jī)。在礦巖中硬的中小型礦山以及有特殊要求，如打邊坡欲裂孔、錨索孔，放水孔等選用潛孔鉆機(jī)更為合適。另外，在面對(duì)進(jìn)口牙輪鉆機(jī)的選擇時(shí)，要綜合考慮鉆機(jī)使用壽命、工作可靠性、價(jià)格及零部件的供貨周期等條件，充分與國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)做出對(duì)比后做出決定。
國(guó)產(chǎn)牙輪鉆YZ-35，孔徑250mm，設(shè)備可靠、價(jià)格實(shí)惠，在國(guó)內(nèi)礦山使用成功，因此國(guó)內(nèi)大型礦山設(shè)計(jì)選用牙輪鉆時(shí)，我們可優(yōu)先選擇該型號(hào)設(shè)備，國(guó)內(nèi)大型礦山的邊坡鉆一般選用國(guó)產(chǎn)165mm孔徑潛孔鉆機(jī)。
5輔助設(shè)備的選擇
輔助設(shè)備的規(guī)格選擇由主要生產(chǎn)設(shè)備決定，輔助設(shè)備的規(guī)格要與主要設(shè)備的規(guī)模相匹配。下面我們簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)平地機(jī)的選擇情況。
主要分為地下開采和露天開采：
1、地下開采是指從地下礦床的礦塊里采出礦石的過程。它是通過礦塊的采準(zhǔn)、切割和回采三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)的。地下采礦方法分類繁多，常用的以地壓管理方法為依據(jù)，分為自然支護(hù)采礦法、人工支護(hù)采礦法和崩落采礦法。選用采礦方法應(yīng)考慮礦床地質(zhì)條件、礦山技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)因素，以滿足安全、經(jīng)濟(jì)、高效和優(yōu)質(zhì)的要求；
2、露天開采是指從敞露地表的采礦場(chǎng)采出有用礦物的過程。當(dāng)?shù)V體埋藏較淺或地表有露頭時(shí)，應(yīng)用露天開采最為優(yōu)越。露天開采作業(yè)主要包括穿孔爆破、采裝、運(yùn)輸和排土。與地下開采相比，優(yōu)點(diǎn)是資源利用充分、回采率高、貧化率低，適于用大型機(jī)械施工，建礦快，產(chǎn)量大，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，成本低，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)安全。但需要?jiǎng)冸x巖土，排棄大量的巖石，尤其較深的露天礦，往往占用較多的農(nóng)田，設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用較高。但露天開采受氣候影響較大，對(duì)設(shè)備效率及勞動(dòng)生產(chǎn)率都有一定影響。
（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）
關(guān)鍵詞：露天轉(zhuǎn)地下，掛幫礦。
【分類號(hào)】：TF762.3
1引言
我國(guó)大中型金屬礦山大多建于上世紀(jì)50～60年代。經(jīng)過幾十年的開采，目前，80%的鐵礦將進(jìn)入中晚期開采階段，面臨閉坑壓力問題。針對(duì)礦山發(fā)展?fàn)顩r，如何充分利用礦山現(xiàn)有的露天生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備在露天轉(zhuǎn)地下開采工作完成之前最大限度地回收掛幫礦資源，具有經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，且掛幫礦體不回收將造成礦產(chǎn)資源的損失。因此掛幫礦體回采是采礦業(yè)必須正視解決的問題。
2掛幫礦介紹
2.1掛幫礦體的特征
掛幫礦體是指露天底以上，露天境界內(nèi)開采礦體在境界外延伸的部分礦體。露天開采的礦山一般均存在掛幫礦體，根據(jù)其賦存部位分為端部和上、下盤掛幫礦體3種。根據(jù)國(guó)內(nèi)露天轉(zhuǎn)井下開采礦山的設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)實(shí)踐，掛幫礦體具有如下特征：
①掛幫礦體的多樣性。由于礦體賦存條件和露天開采境界的不同，使掛幫礦體具有多樣性，有的只有端部掛幫礦體，如新疆八一鋼鐵集團(tuán)的蒙庫(kù)和山西香玉鐵礦等；海南鐵礦只有上盤掛幫礦體；鞍鋼眼前山鐵礦露天采場(chǎng)兩端和上、下盤均有掛幫礦體。
②掛幫礦體礦量不等。不同露天開采的礦山掛幫礦量的多少是不同的：蒙庫(kù)鐵礦2355萬(wàn)t、眼前山鐵礦達(dá)6332萬(wàn)t、首鋼杏山鐵礦則只有400萬(wàn)t左右。
③掛幫礦體開采過渡期的差異。掛幫礦體的開采時(shí)間，受其賦存狀況、開采方案、采礦方法及開采規(guī)模所決定，一般3～5年，多則8～10年。通鋼上青鐵礦為4年、眼前山鐵礦則為8年。
④掛幫礦體分層礦量的遞增性。露天境界外的掛幫礦體分層礦量一般是從上向下逐段遞增，因?yàn)閽鞄偷V體呈階梯形，從上向下各開采分層的礦體長(zhǎng)度是逐漸加大，礦量隨之遞增，致使各分層的生產(chǎn)能力也在遞增。
2.2掛幫礦主要采礦方法介紹
選擇適合掛幫礦體賦存和開采技術(shù)條件的開采方法，必須考慮：1）采礦強(qiáng)度高，以確保掛幫礦體開采年下降速度；2）選取的采礦方法要適應(yīng)采礦設(shè)備機(jī)械化和高效化的要求，確保掛幫礦體開采規(guī)模的實(shí)現(xiàn)；3）選擇的采礦方法要利于提前采準(zhǔn)、出礦；4）作業(yè)安全。
掛幫礦開采方法根據(jù)礦體賦存條件和與其他工程的結(jié)合程度等因素的不同，主要分為3類：
①外擴(kuò)境界露天開采：外擴(kuò)境界露天開采是根據(jù)境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的原則，圈定邊幫外擴(kuò)境界后在現(xiàn)有開采系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)幫開采設(shè)計(jì)，以采出外擴(kuò)境界內(nèi)的掛幫礦。如國(guó)內(nèi)的馬鋼凹山采場(chǎng)、齊大山鐵礦等，國(guó)外的烏克蘭的克里沃洛格礦、加拿大艾蘭銅礦、美國(guó)卡斯?fàn)柹浇鸬V均采用這種開采方法。外擴(kuò)境界露天開采方法具有露天開采的優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)連續(xù)性好，可充分利用原露天采場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備及運(yùn)輸系統(tǒng)，一般不影響露天采場(chǎng)正常生產(chǎn)，可充分回收掛幫礦，并且周期短、費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)效益較好。但由于此法是在永久邊坡上進(jìn)行的，在開采過程中需注意邊坡穩(wěn)定和開采安全的問題。
②地下開采： 掛幫礦地下開采是完全采用井下開采的方式對(duì)掛幫礦進(jìn)行開采和運(yùn)出，通常適用于開采緩傾角、向露采邊坡內(nèi)延伸較大的掛幫礦，或者掛幫礦體鄰近處有可利用的地下開采系統(tǒng)。如國(guó)內(nèi)的大冶鐵礦的鐵門坎礦體，國(guó)外的烏克蘭奧爾忠尼礦掛幫礦均采用這種開采方式。地下開采方法將掛幫礦視為深埋地下的礦石，在采出其他地下礦石的過程中順便將其采出，既減少了井巷開拓量，又可避免露天開采的諸多問題，是一種安全易行的方法。但對(duì)臨近邊坡部分的掛幫礦，在開采中要特別注意安全。地下開采一般相對(duì)周期較長(zhǎng)且費(fèi)用較高。
③露天和地下聯(lián)合開采：露天和地下聯(lián)合開采是利用露天或地下已形成的工程系統(tǒng)，采用地下系統(tǒng)對(duì)掛幫礦進(jìn)行開采，露天系統(tǒng)運(yùn)出的開采方式；或運(yùn)用露天開采將掛幫礦采出，用地下運(yùn)輸系統(tǒng)將礦石運(yùn)出。馬鋼南山礦業(yè)公司凹山采場(chǎng)北幫回采露天境界外的掛幫礦就是采用地下采出露天運(yùn)出的聯(lián)合開采方法。露天和地下聯(lián)合開采綜合了前2種開采方法的優(yōu)點(diǎn)，充分利用現(xiàn)有露天工程，發(fā)揮了地采的優(yōu)點(diǎn)，避免了外擴(kuò)境界露天開采的邊坡穩(wěn)定和開采安全問題，但因?yàn)樗枰_拓地下巷道，初期基建時(shí)間長(zhǎng)，投資大，經(jīng)濟(jì)效益較差，并且巷道開挖會(huì)引起應(yīng)力的重新分布，安全問題須特別注意。
3我國(guó)礦山掛幫礦開采現(xiàn)狀
中國(guó)露天開采的鐵礦石產(chǎn)量占國(guó)內(nèi)總量的87%～90%。但露天礦隨著開采深度的增加，剝采比超過經(jīng)濟(jì)極限值，經(jīng)濟(jì)效益明顯下降。由露天開采轉(zhuǎn)入地下開采的礦山將越來(lái)越多，如：南京鳳凰山鐵礦、江蘇冶山鐵礦、銅官山銅礦、湖北余華寺鐵礦、大廣山鐵礦、萊蕪礦山公司趙莊礦區(qū)等。總結(jié)和進(jìn)一步研究、解決露天轉(zhuǎn)地下開采的規(guī)律和存在的問題，是采礦業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)在這方面起步較晚，技術(shù)還不是很成熟，在由露天礦向地下開采過渡中要解決一系列復(fù)雜的問題如：合露天坑盆底的頂柱與緩沖墊層問題；選擇理地確定露天開采極限深度；露天轉(zhuǎn)入地下開采期間的產(chǎn)量銜接；最優(yōu)的開拓系統(tǒng)與地下采礦方法；露天邊坡管理與殘柱回采；坑內(nèi)通風(fēng)與防排水；露天生產(chǎn)與地下開采同時(shí)作業(yè)的安全問題等。
4掛幫礦開采中需要考慮的問題
（1）邊坡的穩(wěn)定性
邊坡掛幫礦采動(dòng)后，按照區(qū)域的不同邊坡有可能出現(xiàn)兩種情況；一種是礦石強(qiáng)度較好，邊坡沒有變化。另一種是礦體內(nèi)部如果存在節(jié)理裂隙發(fā)育、斷層等結(jié)構(gòu)，隨著下部礦體的開采導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，可能造成滑坡。
（2）礦體賦存條件復(fù)雜
礦體的賦存條件比較復(fù)雜，受采礦工藝、施工人員的素質(zhì)等因素的制約，使采礦技術(shù)工作難度增加，造成開采工藝的復(fù)雜化。
（3）圍巖的穩(wěn)定性
在掘進(jìn)、回采過程中，要考慮圍巖的穩(wěn)定性，防止發(fā)生冒頂、片幫以及頂板垮冒。對(duì)不穩(wěn)定區(qū)域采取支護(hù)措施，避免意外事故的發(fā)生。
（4）合理地確定露天開采極限深度
由于地下開采資金投入較大，而露天開采的后期礦量減少，剝巖量較大，需找到兩者平衡點(diǎn)，來(lái)確定合理的露天開采深度。
（5）露天生產(chǎn)與地下開采同時(shí)作業(yè)的安全問題
若地下、露天同時(shí)開采，要考慮露天開采的爆破會(huì)對(duì)地下的頂板、圍巖等產(chǎn)生安全影響。特別要避開地下的采空區(qū)，避免發(fā)生塌陷事故。
5采取的安全措施
（1）沿脈運(yùn)輸巷道布置在穩(wěn)定區(qū)。受露天開采穿孔爆破的影響，露天坑邊坡礦巖存在不同程度的裂隙、碎裂，并隨著縱深減小。因此，將沿脈運(yùn)輸巷道布置在穩(wěn)定區(qū)中，使巷道的安全系數(shù)增加。
（2）減小巷道斷面。在滿足人員、設(shè)備的進(jìn)出及采礦工藝要求的前提下，巷道斷面按最小設(shè)計(jì)，提高巷道的穩(wěn)定性。
（3）加強(qiáng)邊坡監(jiān)測(cè)。建立邊坡觀測(cè)系統(tǒng)，對(duì)邊坡進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)指導(dǎo)坑內(nèi)開采，指導(dǎo)安全生產(chǎn)都有好處。
（4）增加支護(hù)等級(jí)。對(duì)圍巖不穩(wěn)定巷道，采用錨噴支護(hù)等對(duì)巷道進(jìn)行維護(hù)，能有效防止頂板浮石冒落及片幫危害。
（5）縮短服務(wù)年限。通過加強(qiáng)計(jì)劃管理，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)采，縮短礦山服務(wù)年限，使礦井、巷道、采空區(qū)、圍巖等保持相對(duì)穩(wěn)定，保證施工環(huán)境安全。
6結(jié)論
我國(guó)很多大中型金屬礦山經(jīng)過幾十年開采，將進(jìn)入中晚期開采階段，面臨閉坑壓力問題。針對(duì)這些礦山發(fā)展現(xiàn)狀，最大限度地回收掛幫礦資源，對(duì)延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限、緩解礦山短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)產(chǎn)及安排閑置職工的壓力等，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。如何在邊坡上對(duì)掛幫礦進(jìn)行合理的開采成為掛幫礦回收開采亟待解決的問題。
參考文獻(xiàn)：
[1] 徐長(zhǎng)佑著.露天轉(zhuǎn)地下開采.武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1990：2～6.
[2] 韓波.淺析露天轉(zhuǎn)井下時(shí)掛幫礦體開采的技術(shù)問題. 礦業(yè)工程，2008，2.
關(guān)鍵詞：采礦 礦床 地質(zhì)
1 礦體埋藏條件分析研究
埋藏深度（覆蓋巖層厚度）和礦區(qū)地形等是決定開采方式的重要因素。礦床開采的方式可以分為礦床開采方法、礦床地下開采開拓方式和地下開采方法三大部分。此外，包括運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供水、供風(fēng)、供電等系統(tǒng)，組成一個(gè)完整的開采系統(tǒng)，只有通過這一完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，才能將埋藏于地下的礦產(chǎn)資源開采出來(lái)為人們所利用，到這時(shí)礦產(chǎn)資源才具有工業(yè)價(jià)值。
1.1 礦床開采方法
礦床開采方法是根據(jù)礦床地質(zhì)條件（主要是礦體分布、形態(tài)、產(chǎn)狀、埋藏條件等）和規(guī)模大小，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析而確定的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，礦體規(guī)模比較大，直接出露地表或埋藏于淺部的礦體，因?yàn)樾枰獎(jiǎng)冸x的廢石少，宜采用露天開采；反之，宜采用地下開采。總之，這是一項(xiàng)很重要工作，必須認(rèn)真分析各方面影響因素才能確定下來(lái)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和不斷改進(jìn)生產(chǎn)組織，采用露天開采方法將越來(lái)越多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)和加拿大，露天開采的鐵礦石占90%，英國(guó)為85.9%，前蘇聯(lián)為80%。露天開采，廢石剝離量（泥石流量），或剝采比系數(shù)，這是統(tǒng)計(jì)開采礦石單位體積的廢石剝離量的比例。它是影響開采技術(shù)復(fù)雜程度和成本高低的主要因素。統(tǒng)常使采用的剝采比有分層剝采比、平均剝采比、境界剝采比與經(jīng)濟(jì)剝采比。經(jīng)濟(jì)剝采比又稱極限剝采比，它是衡量露天開采經(jīng)濟(jì)效益的主要指標(biāo)，如果該礦床實(shí)際計(jì)算出來(lái)的平均剝采比小于根據(jù)類似礦山所確定的經(jīng)濟(jì)剝采比，則認(rèn)為露天開采在經(jīng)濟(jì)上是合理的，大于這一比值，露天開采在經(jīng)濟(jì)上就不合理了。確定經(jīng)濟(jì)剝采比的原則是露天開采費(fèi)用應(yīng)低于或等于地下開采費(fèi)用。其計(jì)算公式如下：η經(jīng)=■
式中：η經(jīng)――經(jīng)濟(jì)剝采比；a――地下開采1m3礦石的成本（元/m3；）；b――露天開采1m3礦石的成本（不包括剝離廢石的費(fèi)用）（元/m3；）；c――露天開采1m3礦石的成本。
1.2 礦床地下開拓方式
簡(jiǎn)單地說(shuō)，地下開拓是開辟礦面的所有綜合工程項(xiàng)目礦體組成。這使礦床開采過程中提高了運(yùn)輸，通風(fēng)，排水和其他關(guān)鍵的系統(tǒng)是合理的。因此，必須根據(jù)礦床儲(chǔ)量分布探索地質(zhì)條件，礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量大小，表面形貌，生產(chǎn)規(guī)模，技術(shù)和其他工業(yè)用地和采礦多方案比較，選擇最好的方式來(lái)開拓。
1.3 地下開采方法
可分為空?qǐng)霾傻V法、留礦采礦法、崩落采礦法、充填采礦法四類，而且各類中又可分成幾種采礦方法。例如空廠采礦法可分為全面采廠、分段采礦、階段礦房采礦法；充填采礦法可分為水、砂充填采礦法，膠結(jié)充填采礦法，尾礦充填采礦法。
一般來(lái)說(shuō)，在各種采礦方法的適用條件，礦體厚度及圍巖穩(wěn)定起著主導(dǎo)作用，最好的選擇通過比較回采率和高勞動(dòng)生產(chǎn)率高，基礎(chǔ)設(shè)施投資少，生產(chǎn)成本低，符合要求生產(chǎn)規(guī)模與安全的開采方法。礦山可行性研究的建設(shè)往往是通過選定的采礦方法和確定的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，這樣就可以計(jì)算經(jīng)濟(jì)利益。
2 露天開采邊坡工程地質(zhì)條件分析研究
此項(xiàng)分析研究一般是在地質(zhì)勘查期間所提供的礦床地質(zhì)構(gòu)造和巖性等資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行專門的邊坡工程地質(zhì)勘察和邊坡穩(wěn)固性研究，提出既經(jīng)濟(jì)又安全的邊坡角。影響邊坡穩(wěn)固性的因素很多，不僅是巖塊的極限抗壓強(qiáng)度，而更重要的是各種地質(zhì)不連續(xù)面和巖石的抗剪強(qiáng)度、地下水和地震力等。
3 礦體（層）及其頂、底板巖石的穩(wěn)固性分析研究
在露天開采礦床的頂板和底板巖石的穩(wěn)定性要特別注意。礦石或巖石的穩(wěn)定性是指礦石，巖石暴露在空間的面積允許的大小和持續(xù)時(shí)間的曝光，通常需要確定通過一個(gè)地下坑道才能予以測(cè)定。礦體頂板和底板巖石物質(zhì)組成，結(jié)構(gòu)，風(fēng)化蝕變程度，風(fēng)化帶，蝕變帶深度分銷，各種軟弱夾層巖性，厚度及變化等。水文地質(zhì)，工程地質(zhì)條件，礦石粉塵，老洞穴，洞穴，泥石流，山體滑坡，塌陷，地面沉降和其分布范圍等。對(duì)巖溶或斷裂發(fā)育的礦區(qū)，要研究并預(yù)測(cè)由于礦床疏干可能引起的巖溶塌陷情況、地面沉陷程度，在可能情況下圈定其界限。
4 礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)分析研究
礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)一般包括礦石密度，礦石和巖石的體重，礦石的濕度、孔隙度，含水性礦體頂、底板巖石的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度、變形參數(shù)（硬度），礦石和巖石的松散系數(shù)（碎脹），礦石塊度，礦石和巖石的安息角和表面摩擦角等。它們決定著礦井崩落和加固的方法，對(duì)于確定開采時(shí)的支護(hù)方式、支柱密度、爆破效率、運(yùn)輸量、露天采場(chǎng)的邊坡角、地下開采的回采方法、機(jī)械設(shè)備的選擇、勞動(dòng)生產(chǎn)率、材料消耗及采礦成本等都有較大影響。如體重、濕度測(cè)定不準(zhǔn)確，將會(huì)影響裝運(yùn)、提升設(shè)備的選定。松散系數(shù)測(cè)定不準(zhǔn)確將會(huì)影響礦車、吊車、礦倉(cāng)等的容積和運(yùn)輸量等。抗壓強(qiáng)度資料不可靠將影響鑿巖設(shè)備的選擇和采礦場(chǎng)的生產(chǎn)效率等。
5 礦床水文地質(zhì)條件分析研究
礦床水文地質(zhì)也是影響礦床開采的重要因素，從工業(yè)利用方面考慮可以分為簡(jiǎn)單和復(fù)雜兩類。在生產(chǎn)過程中需要采取特別措施來(lái)處理正常的排水模式。頂層板巖層含水豐富，且連通性好，礦床地質(zhì)構(gòu)造比較發(fā)育，坑礦涌水因素較為復(fù)雜，是涌水量較大的礦床。除了地質(zhì)勘探工作進(jìn)行了水文地質(zhì)工作中的勘探，同時(shí)也為專門的水文地質(zhì)勘探，礦井水流入預(yù)測(cè)等，取得明確的地下水可以疏干處理的結(jié)論后，才能進(jìn)行可行性研究。
無(wú)論礦床水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單或復(fù)雜，通過分析研究必須掌握礦區(qū)地層或構(gòu)造的含水性及分布情況、地下水位標(biāo)高、滲透性影響范圍、地表水體（河流、湖塘）及地下水含水層或構(gòu)造的水力聯(lián)系，礦體開采對(duì)水文地質(zhì)條件的影響、老窿條件及含水情況等，并預(yù)測(cè)礦坑涌水量，以作為礦床開采建設(shè)規(guī)劃的依據(jù)。
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【關(guān)鍵詞】地下金屬礦山；采礦技術(shù)；現(xiàn)狀分析；發(fā)展趨勢(shì)
引言
我國(guó)礦山總數(shù)的百分之九十左右是屬于地下金屬礦山，但是我國(guó)的鐵礦資源有百分之九十是露天開采的，面對(duì)越來(lái)越少的地面金屬礦產(chǎn)資源，我國(guó)應(yīng)該加強(qiáng)向地下金屬礦山開采的發(fā)展。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的地下采礦技術(shù)在不斷的發(fā)展，出現(xiàn)了跟多的新技術(shù)和新工藝。在我國(guó)的地下金屬礦山采礦技術(shù)的發(fā)展歷程中，各種采礦方法和回采工藝技術(shù)有著很明顯的變化，采礦作業(yè)的效率和回采率逐漸的升高，正在朝著機(jī)械化和半自動(dòng)化的方向發(fā)展。
一、地下金屬礦山采礦工藝技術(shù)發(fā)展
（一）主要采礦方法的進(jìn)展
我國(guó)的地下金屬礦山的采礦工藝技術(shù)有很多，應(yīng)用最廣泛的是充填采礦法、崩落采礦法和空城采礦法等等。由于各種原因得到廣泛應(yīng)用的充填采礦法，各種新工藝技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用，充填采礦法的適用范圍也在逐漸增大，對(duì)我國(guó)地下金屬礦山采礦方法的應(yīng)用比重的變化起到了不可忽視的影響。
在我國(guó)的眾多鐵礦山采礦作業(yè)中，主要的是采用崩落采礦法進(jìn)行的；在黃金礦山的采礦作業(yè)中，主要采用的是空?qǐng)霾傻V法和充填采礦法兩種，有色金屬礦山的采礦作業(yè)中，主要采用的崩落采礦法和空?qǐng)霾傻V法，充填采礦發(fā)也有不少的比例，可以說(shuō)較為均衡。近幾年我國(guó)的充填采礦技術(shù)在不斷的發(fā)展，而崩落采礦法和空?qǐng)霾傻V法也在不斷的進(jìn)行改進(jìn)和完善。
（二）深部開采
我國(guó)不少的礦山正在朝著深部開采的方向發(fā)展，開采的深度和范圍也在不斷的發(fā)展，但是深度開采的地質(zhì)條件及其他環(huán)境因素與淺層開發(fā)有很大的不同，應(yīng)該對(duì)深層開發(fā)進(jìn)行充分的研究，提高我國(guó)深部開發(fā)的作業(yè)質(zhì)量，保證我國(guó)的深部開發(fā)的發(fā)展，提高礦產(chǎn)資源的出產(chǎn)量。
（三）原地溶浸采礦法
原地溶浸采礦是一項(xiàng)直接在地下提取金屬礦物的開采工藝，將開采、選礦和冶金技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。我國(guó)的很多金屬礦場(chǎng)都是可以進(jìn)行原地溶浸采礦作業(yè)的，并且正在不斷的成功試驗(yàn)。相對(duì)于常規(guī)的采礦方法工藝，采礦技術(shù)在進(jìn)行采礦的時(shí)候不需要對(duì)地表進(jìn)行挖掘，沒有廢石和尾礦的產(chǎn)出，保護(hù)礦場(chǎng)當(dāng)?shù)氐牡乇碇脖缓蜕鷳B(tài)環(huán)境；因?yàn)闆]有廢石和尾礦的產(chǎn)出，所以節(jié)省了運(yùn)輸廢石和尾礦的費(fèi)用，節(jié)省了作業(yè)成本；許多礦場(chǎng)會(huì)因?yàn)殚_采技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題等方面的原因?qū)е虏贿m宜礦產(chǎn)資源開采，針對(duì)這種情況可以進(jìn)行原地溶浸采礦技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，能夠保證礦產(chǎn)資源的利用率；在勞動(dòng)量和勞動(dòng)條件上進(jìn)行了改變，能夠較為安全的進(jìn)行采礦作業(yè)。
二、地下金屬礦山采礦技術(shù)研究方向
首先要做好對(duì)尾礦的處理，可以將尾礦進(jìn)行處理之后作為充填材料對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填，不但能夠廢物利用，還能在環(huán)境的治理上做出貢獻(xiàn)，正因?yàn)槿绱宋覈?guó)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)尾礦造成的環(huán)境問題的處理研究。
要對(duì)采礦工藝的生產(chǎn)能力進(jìn)行研究，采取措施來(lái)提高生產(chǎn)能力，對(duì)深孔階段充填采礦法和分段充填采礦法進(jìn)行著重的研究和改進(jìn)。對(duì)大直徑深孔階段礦房采礦法和自然崩落采礦法等方法記性改進(jìn)，提高作業(yè)的效率，降低生產(chǎn)的成本和礦產(chǎn)資源的貧化。
需要加大對(duì)大型、高效的無(wú)軌化礦山設(shè)備的研制。通過對(duì)高效率打孔穿爆設(shè)備和井巷鉆進(jìn)機(jī)械等裝運(yùn)設(shè)備及相應(yīng)的輔助配套機(jī)械設(shè)備的研制，最大化的實(shí)現(xiàn)礦場(chǎng)作業(yè)的無(wú)軌化、自動(dòng)化和半自動(dòng)化，提高作業(yè)效率。另外，還有利用激光設(shè)備進(jìn)行采礦的側(cè)位、利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鑿巖臺(tái)車和鏟運(yùn)機(jī)的控制、對(duì)高效連續(xù)式裝載在和自卸式運(yùn)輸設(shè)備的車廂內(nèi)部粘連無(wú)的自動(dòng)清除等方向的發(fā)展。通過歲大型全盤機(jī)械化的引進(jìn)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦場(chǎng)作業(yè)的控制和自動(dòng)化。
對(duì)礦場(chǎng)的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的分析，不但能夠在進(jìn)行采礦作業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候合理的選用開采技術(shù)，還能夠根據(jù)不同的地質(zhì)條件對(duì)資源的回收打好基礎(chǔ)。在不少的深井開采、礦巖軟松礦床的開采進(jìn)行研究，對(duì)老礦山進(jìn)行二次的礦產(chǎn)資源的回采等等。
我國(guó)的充填采礦技術(shù)有著不少的應(yīng)用，雖然充填采礦具有一定的自身優(yōu)勢(shì)，但是還是會(huì)受到充填材料質(zhì)量和成本的影響，不少市場(chǎng)上的填充材料雖然性能良好，但是成本卻較為昂貴，而用較為低廉的充填材料則不能是充填料達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，這就要求我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)充填材料的研究，促進(jìn)充填采礦技術(shù)的發(fā)展。某礦場(chǎng)研制的高壓風(fēng)流態(tài)化造漿充填工藝，其生產(chǎn)的充填物濃度較高，而相應(yīng)的充填系統(tǒng)的成本較小，能夠?qū)崿F(xiàn)較大的自動(dòng)化作業(yè)；還有塊石膠結(jié)充填也在試驗(yàn)成功之后得到了相應(yīng)的應(yīng)用。
順應(yīng)信息化的發(fā)展，利用電子計(jì)算機(jī)和無(wú)線電通訊、遠(yuǎn)距離遙控和監(jiān)控設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)常產(chǎn)資源的儲(chǔ)量品位和邊界的存儲(chǔ)、快速的實(shí)現(xiàn)對(duì)礦場(chǎng)作業(yè)的檢測(cè)和調(diào)配，對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)也能很好的進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)。加強(qiáng)對(duì)新型采礦工藝技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，合理的結(jié)合運(yùn)用各種采礦工藝技術(shù)，提高礦場(chǎng)的出礦量和出礦效率。
三、地下金屬礦山采礦技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
（一）采礦設(shè)備的研發(fā)
自從上世紀(jì)六十年代的后期推行了無(wú)軌采礦技術(shù)之后，在采礦技術(shù)上僅僅是進(jìn)行完善而沒有進(jìn)行充分的改革，在當(dāng)今的社會(huì)形勢(shì)下，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)開礦技術(shù)的改革程度的研究，為采礦作業(yè)的自動(dòng)化和遙控技術(shù)打下基礎(chǔ)。
（二）監(jiān)控系統(tǒng)的完善
根據(jù)長(zhǎng)臂法采礦的具體實(shí)例，我們可以發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行礦場(chǎng)作業(yè)在線監(jiān)控的重要性，然而這只是監(jiān)控系統(tǒng)在礦場(chǎng)作業(yè)中的一個(gè)方向，還有很多方面也需要應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)礦產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行輔助，比如對(duì)作業(yè)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)控等等，這些方向的應(yīng)用逐漸的在不少的礦山作業(yè)中進(jìn)行使用。
（三）數(shù)字化和智能化
數(shù)字化礦場(chǎng)作業(yè)是數(shù)字地球的一個(gè)應(yīng)用，對(duì)礦場(chǎng)方方面面的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化的處理，建立和完善礦山空間信息系統(tǒng)。通過對(duì)礦山信息系統(tǒng)、空間信息系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等系統(tǒng)的多方向的聯(lián)系來(lái)建立完善的礦山信息系統(tǒng)體系。
（四）地下開采及運(yùn)輸?shù)穆短旎?/p>
相對(duì)與地下開采，露天開采能夠更好的進(jìn)行礦產(chǎn)資源的開采，所以可以加強(qiáng)對(duì)地下開采向露天開采的轉(zhuǎn)化，應(yīng)該在生產(chǎn)成本等方面進(jìn)行控制。在運(yùn)輸方面，進(jìn)行地下開采的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的基礎(chǔ)建設(shè)，不但浪費(fèi)的作業(yè)時(shí)間，還會(huì)帶來(lái)投資的增加。為了實(shí)現(xiàn)較為方面的開采運(yùn)輸，可以利用原先的露天坑內(nèi)的斜坡道進(jìn)行基礎(chǔ)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)地下開采和露天開采的運(yùn)輸方式的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)設(shè)備的合理利用，降低采礦作業(yè)的投資。
結(jié)語(yǔ)
通過對(duì)我國(guó)地下金屬礦山采礦技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)地下金屬礦山采礦技術(shù)的研究方向進(jìn)行了論述，在不同方面探究了其將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：露天；采礦機(jī)；工0藝?yán)碚摚粦?yīng)用
中圖分類號(hào)： D922 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
目前，國(guó)內(nèi)露天礦開采技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在以下以下幾個(gè)方面：大量的使用各種采礦方法、應(yīng)用回采技術(shù)、機(jī)械化的程度加快、回采率提高、采場(chǎng)生產(chǎn)能力大大提高、勞動(dòng)生產(chǎn)率的飛速猛進(jìn)，損失以及貧化指標(biāo)的大幅度降低。筆者在下文中主要對(duì)露天礦開采技術(shù)及發(fā)展方向進(jìn)行分析和介紹。
露天采礦的新工藝技術(shù)方法
目前，國(guó)內(nèi)露天采礦的新工藝技術(shù)方法主要表現(xiàn)在以下以下幾個(gè)方面：大量的使用各種采礦方法、應(yīng)用回采技術(shù)、機(jī)械化的程度加快、回采率提高、采場(chǎng)生產(chǎn)能力大大提高、勞動(dòng)生產(chǎn)率的飛速猛進(jìn)，損失以及貧化指標(biāo)的大幅度降低。
而崩落采礦法、充填采礦法以及空?qǐng)霾傻V法使用的頻率則比較高。其中，充填法獲得了很大的改進(jìn)，其使用范圍也在不斷的擴(kuò)大，這主要是因?yàn)樾录夹g(shù)和新工藝的引進(jìn)，加上新設(shè)備的適應(yīng)。
我國(guó)的鈦礦開采使用的方法主要是崩落采礦法，而空?qǐng)霾傻V法以及充填采礦法則是有色礦山以及黃金礦山使用的主要方法。最近這些年，充填采礦法以及充填工藝技術(shù)在金屬礦山中的發(fā)展越來(lái)越迅速，這兩項(xiàng)技術(shù)也在不斷的改進(jìn)和發(fā)展。
空?qǐng)霾傻V法，該方法主要有：（1）大直徑深孔采礦法。（2）地下金屬礦山采礦連續(xù)化。
崩落采礦法，該方法包括：無(wú)底柱分段崩落法以及自然崩落法。
充填采礦法以及原地溶浸采礦法。原地溶浸采礦法是一種直接從地下提取金屬的方法，其技術(shù)將采、冶以及選有機(jī)的融合到一塊。
關(guān)于深部開采工藝。礦產(chǎn)資源的開采在不斷的加劇，因此表層的資源已經(jīng)面臨枯竭的狀況，因此只能向縱深發(fā)展。我國(guó)在深部開采工藝方面也進(jìn)行了一系列的探索，已經(jīng)有許多金屬礦山進(jìn)入深部開采的階段，也就是說(shuō)垂直開采的深度大于600米。
2、露天采礦機(jī)的工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用研究
目前，我國(guó)的許多煤礦已經(jīng)開始使用露天采礦機(jī)。有的煤礦甚至將這種方法作為主要的設(shè)備來(lái)并進(jìn)行開采。下面，筆者對(duì)露天采礦機(jī)的工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論以及應(yīng)用進(jìn)行介紹。
2.1露天采礦機(jī)的作業(yè)方式、特點(diǎn)以及挖掘的方法
關(guān)于開采方式。我們可以以推進(jìn)的方向以及開采的臺(tái)階為依據(jù)來(lái)進(jìn)行劃分，主要有以下幾種開采方式，可以在表1中看到。
表1 采礦機(jī)的開采方式
2.2露天采礦機(jī)的特征
露天采礦機(jī)的特征主要有以下幾個(gè)方面：（1）傳統(tǒng)的單斗挖掘機(jī)和輪斗的挖掘機(jī)的工作能力比較弱，采掘量比較低，而露天采礦機(jī)則彌補(bǔ)了這個(gè)空白，讓挖掘的能力大大提升，因此挖掘設(shè)備的隊(duì)伍得到了充實(shí)和壯大。這樣，當(dāng)遇到不同種類的礦石時(shí)，也能進(jìn)行高效的開采。（2）在應(yīng)用的范圍上。露天采礦機(jī)可以在石灰石、石膏、鋁土、磷以以及其他的中硬礦石中進(jìn)行開采。（3）作業(yè)方式上，使用的是一層一層進(jìn)行刨采的方法，因此選采性能好，礦石貧化率低。（4）作業(yè)簡(jiǎn)單，這是因?yàn)槁短觳傻V機(jī)對(duì)多項(xiàng)的工序進(jìn)行了整合。該機(jī)器可以對(duì)礦物進(jìn)行采掘后，使用其尾部的膠帶機(jī)，因此礦物可以直接被運(yùn)輸?shù)娇ㄜ嚿先ィ械膭t被運(yùn)輸懂啊指定的地方。在這個(gè)過程中，采集到的礦物不會(huì)落到地面上。使用露天采礦機(jī)可以讓采集過程不間斷，而且是隨采隨破。因此，運(yùn)營(yíng)的成本就會(huì)降低，經(jīng)濟(jì)效益自然就提高了。（5）生產(chǎn)的能力強(qiáng)，因此時(shí)間的利用率就會(huì)得到提高。
2.3 露天采礦機(jī)的采礦方法
一般在露天采礦機(jī)中使用到的采礦方法是分層銑削。該方法按照平行逐幅度的方法，當(dāng)?shù)谝粚娱_采完之后會(huì)進(jìn)入到第二層，對(duì)煤以及巖體依次進(jìn)行開采。物料在被開采出后，會(huì)被堆積到工作平盤上，之后會(huì)進(jìn)行集中的處理。
3、露天礦開采技術(shù)的發(fā)展方向
煤炭作為一種重要的能源在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。目前，我國(guó)的煤炭工業(yè)得到了迅速的發(fā)展，一些新的技術(shù)也被運(yùn)用在其中，比如：機(jī)電一體化技術(shù)。各級(jí)的煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)都非常的重視，因此這項(xiàng)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。機(jī)電一體化是一種新的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)融各種高科技技術(shù)于一體，包括：機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等。在這些技術(shù)的支持下，機(jī)電一體化技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。我國(guó)在上個(gè)世紀(jì)80年代組建了機(jī)電一體化的科技研究團(tuán)隊(duì)，此外該技術(shù)也被列入“863”計(jì)劃項(xiàng)目中。目前，機(jī)電一體化正在朝著智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化以及微型化的方向發(fā)展。由于該技術(shù)，我國(guó)煤炭系統(tǒng)的發(fā)展面臨著巨大的沖擊，可以說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)深刻的改變了煤炭行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。使用機(jī)電一體化的產(chǎn)品不僅可以降低能耗，提高煤礦安全生產(chǎn)的系數(shù)，也可以將工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大的降低。此外，工人的作業(yè)環(huán)境也會(huì)得到很大程度的改善。
露天煤礦綠色開采技術(shù)。露天煤礦在開采的過程中會(huì)遇到許多的環(huán)境問題，這些問題 不僅復(fù)雜、多變而且敏感。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)露天開采每年破壞的土地面積約為3.3萬(wàn)畝，而這個(gè)速度也在不斷的增加之中。到了2020年，露天開采會(huì)造成228.9萬(wàn)畝土地的破壞。因此，露天煤礦綠色開采技術(shù)是一個(gè)重要的趨勢(shì)，比如：三廢處理、復(fù)墾造田以及滑坡防治等。使用這些技術(shù)可以讓礦產(chǎn)資源得到合理的運(yùn)用。而露天煤礦綠色開采技術(shù)體系則包括以下幾個(gè)方面：采礦和生態(tài)重建一體化、露天煤礦邊坡研究一起節(jié)能減排技術(shù)等。
結(jié)束語(yǔ)：
筆者露天礦開采技術(shù)進(jìn)行了分析和介紹，在此基礎(chǔ)上探討了開采技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，希望這些分析和見解對(duì)大家有一定的借鑒作用。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】采礦；工藝技術(shù)；改造
1.對(duì)采礦業(yè)的分析
在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)形勢(shì)不斷發(fā)展的今天，采礦業(yè)的發(fā)展也愈發(fā)的重要。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采礦工藝向著科學(xué)化的方向發(fā)展也才成了當(dāng)前的潮流趨勢(shì)。采礦主要是將地殼內(nèi)以及地表上進(jìn)行礦產(chǎn)資源開發(fā)的一門技術(shù)和科學(xué)，它對(duì)于當(dāng)前人們的生產(chǎn)、生活也有著極其重要的影響。
采礦主要包括了礦藏以及石油等的開采。采礦工業(yè)它是一種非常重要的原材料工業(yè)，冶煉工業(yè)的主要原料就是金屬礦石。采礦主要是進(jìn)行采準(zhǔn)和切割，并為回采時(shí)準(zhǔn)備生產(chǎn)條件。將礦石崩落和破碎，裝入運(yùn)輸容器。地下回采分為落礦和出礦作業(yè)；露天回采分為穿孔、爆破及采裝作業(yè)，將裝進(jìn)運(yùn)輸容器的各種礦石運(yùn)到選礦廠或礦倉(cāng)。在礦石運(yùn)輸?shù)倪^程中，經(jīng)過礦倉(cāng)和堆棧，將礦石混勻，同時(shí)保證生產(chǎn)礦石的質(zhì)量穩(wěn)定。并把巷道掘進(jìn)、剝離產(chǎn)出的廢石等排棄至廢石場(chǎng)。由于礦床的地質(zhì)條件以及礦山技術(shù)條件不盡不同，采礦方法的種類也繁多，不同的方法采礦，其工藝流程、機(jī)械設(shè)備、采區(qū)巷道的布置和開采的順序也不相同。若采礦的方法選擇不當(dāng)，將會(huì)長(zhǎng)期影響礦山的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)效益。各主要的生產(chǎn)過程都必須選用正確合適的機(jī)械設(shè)備，才能獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。
采礦所獨(dú)具的生產(chǎn)環(huán)境和過程和其他工業(yè)相比具有很大的差異性，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）采掘加工的原料主要是自然存在的礦體。礦址是不能自由選擇的，礦床的工業(yè)儲(chǔ)量也不能輸入，不可再生。
（2）采礦人員及設(shè)備常常要隨著采礦的進(jìn)程同加工對(duì)象一起轉(zhuǎn)移，基本上沒有固定用來(lái)加工的車間。同時(shí)開拓、采準(zhǔn)以及回采工作要互相協(xié)調(diào)，才能夠保證礦山的正常生產(chǎn)。相反就會(huì)造成采剝或采掘失調(diào)，迫使礦山減產(chǎn)，增加損失。
（3）對(duì)于開采工作來(lái)說(shuō)，它總的趨勢(shì)是采掘條件越來(lái)越差，采出來(lái)的礦石品位逐漸降低，成本也有可能隨之增高。因?yàn)閹r石的混入會(huì)使得礦石貧化，降低質(zhì)量，還有部分礦石難以采出，而被迫損失于地下。
（4）礦體的賦存條件、形狀復(fù)雜，品位也分布不均。工業(yè)儲(chǔ)量在整個(gè)開采的過程中可能存在較大的變化，使采礦的設(shè)計(jì)工作很難標(biāo)準(zhǔn)化，加上建礦周期長(zhǎng)，基建投資相對(duì)較大，所以投資的風(fēng)險(xiǎn)性也會(huì)隨之增大。
（5）采礦工作一般是在露天或者地下采場(chǎng)。勞動(dòng)量相當(dāng)大，工作條件比較差，安全性難以得到有效保障，同時(shí)對(duì)于綜合機(jī)械化及自動(dòng)化很難實(shí)現(xiàn)，因此需要特別的重視對(duì)工人勞動(dòng)條件和工作環(huán)境的改善。
（6）更為關(guān)鍵的一點(diǎn)在于：整個(gè)礦山所實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益并非完全取決于礦山管理水平的高低，其在很大程度上與采礦石市場(chǎng)價(jià)值高低及供求問題是密切相關(guān)的。
2.采礦運(yùn)用的技術(shù)方法
幾千年來(lái)，我國(guó)就一直致力于礦產(chǎn)的開發(fā)，其方法大多是依靠人力，基本上沒有什么技術(shù)含量。現(xiàn)如今，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采礦方法也得到不斷的更新。而采礦方法的選擇往往并不是從現(xiàn)有的方法中選取出一種相對(duì)較好的方法。有時(shí)還需要結(jié)合礦床地質(zhì)條件及要求，而創(chuàng)造性地應(yīng)用當(dāng)前已有采礦方法工藝和結(jié)構(gòu)知識(shí)，提出更能符合大眾要求的新方法。采礦的方法大致有以下幾種：
（1）普通機(jī)械化的開采方式。我們常常看見的大多數(shù)礦床都是用普通機(jī)械化方法開采。機(jī)械化開采又常常分為露天及地下開采兩個(gè)大類。露天開采是將礦體上覆著的巖層剝離，然后自上而下進(jìn)行開采作業(yè)。
（2）特殊采礦法。特殊采礦法分為地下物理化學(xué)和海洋采礦。物理化學(xué)采礦法是浸取、溶解或者熔融有用的成分，把溶液或者熔融體從地下舉升到地面進(jìn)行提取。這類方法的好處主要是“投資省、見效快、工作條件好”，但它只適用于銅、鈾和一些金屬的礦物和鹽、堿及自然硫等。海洋采礦主要是對(duì)濱海大陸架及洋底蘊(yùn)藏的大量有用礦藏的開采，而洋底的錳結(jié)核還尚處于試開采階段。
（3）空?qǐng)龇ê吞畛浞ā＿@兩種方法主要是為了提高對(duì)礦床的地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性和完整性的要求，它的特點(diǎn)是在回采的過程中，采空區(qū)主要是靠暫留或者永久殘留的礦柱去進(jìn)行支撐，整個(gè)過程采空區(qū)始終都是空著的。
3.采礦工藝技術(shù)改造
現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，人們對(duì)于采礦工藝的改造也愈發(fā)看重。當(dāng)前，我國(guó)現(xiàn)有的采礦工藝其主要是依據(jù)各不相同的礦石條件選取采礦，而工藝對(duì)于堅(jiān)硬的礦石，大多數(shù)都是用鑿巖爆破的方式來(lái)進(jìn)行開采；而對(duì)于松軟的礦層，則可以采用機(jī)械切割或者挖掘的方式來(lái)進(jìn)行開采；相對(duì)于松軟的砂礦床，更多是采用水力進(jìn)行沖采；對(duì)于裂隙發(fā)育較好的礦體，則可以采用自然崩落的方法進(jìn)行開采。“礦床開拓、掘溝工程、穿孔、爆破、采裝、運(yùn)輸、排土”是露天礦山的主要開采工藝；相較于露天開采，地下礦山的開采就相對(duì)復(fù)雜一些，它主要包含了“礦床開拓、井巷掘進(jìn)和支護(hù)、礦塊采準(zhǔn)和切割、回采工作面鑿巖爆破、礦石運(yùn)搬、采場(chǎng)支護(hù)和地壓管理、礦柱回采和空區(qū)處理等等”。
如今，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升和采礦工藝的不斷改進(jìn)，而且在爆破的方法上也進(jìn)行了一些探索。比如運(yùn)用“增大炮孔臨近系數(shù)”與“藥壺爆破等爆破”法，在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的環(huán)境下，取得了較好的效果，經(jīng)濟(jì)效益也隨之明顯提高。特別是刨煤機(jī)裝置能實(shí)現(xiàn)3m/s以上的切割速度且切割功率達(dá)到了2×400kW以上。這也就是是說(shuō)，刨煤機(jī)的每刀切深提高到了250mm，這對(duì)于煤炭開采工作效率的提升而言是極為關(guān)鍵的。其次，改變開采過程中的不合理的部分，盡量最大程度的進(jìn)行露天開采，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。再次，進(jìn)行排土方式的改進(jìn)，采用更為經(jīng)濟(jì)有效的排土方式。再次，對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，合理布局，減少電路損耗。最后，進(jìn)行采掘設(shè)備的改進(jìn)，讓整體設(shè)備向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)變，對(duì)露天操作設(shè)備，井下電機(jī)車，和井下照明設(shè)備等等進(jìn)行改進(jìn)提升。同時(shí)還應(yīng)注意的是，井下安全作業(yè)的改進(jìn)，提高安全作業(yè)率。
【參考文獻(xiàn)】
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【關(guān)鍵詞】有色金屬 資源狀況 開采方法
我國(guó)有色金屬礦山貧礦多，富礦少；小礦多，大型、特大型礦少，礦產(chǎn)資源缺口嚴(yán)重，金屬礦開采技術(shù)的高低直接影響到我國(guó)國(guó)防安全和全面小康社會(huì)的建設(shè)[1]。現(xiàn)階段我國(guó)部分礦山采掘設(shè)備實(shí)現(xiàn)了大型化、自動(dòng)化和智能化，采礦工藝實(shí)現(xiàn)連續(xù)或半連續(xù)化，礦山生產(chǎn)與管理廣泛應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)[2]，有力地促進(jìn)了金屬礦開采工業(yè)的發(fā)展。
1 我國(guó)有色金屬礦山狀況
1.1我國(guó)有色金屬礦藏總況
我國(guó)的礦產(chǎn)資源豐富，在華夏大地上均能找到世界上已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源種類，已探明的礦種就有148種，大大小小共計(jì)一萬(wàn)六千多處礦產(chǎn)地，是世界第三大礦產(chǎn)大國(guó)。相對(duì)于其他國(guó)家而言，我國(guó)的鉛、鋅、銻、鎳、錫、鎂、汞以及稀土等有色金屬在質(zhì)量、產(chǎn)量上有相對(duì)優(yōu)勢(shì)；部分有色金屬礦藏則處于劣勢(shì)，如銅鋁資源量不足、質(zhì)不好，開采出的有色金屬不能滿足冶煉的需要，因此我國(guó)每年的有色金屬產(chǎn)品生產(chǎn)有四分之一需要依靠原材料的進(jìn)口。
我國(guó)有色金屬礦山的分布不均衡，中小型居多、大型礦少；貧礦多、富礦少；邊遠(yuǎn)山區(qū)多、沿海地區(qū)少；礦產(chǎn)資源共生礦多、單一礦產(chǎn)少，這些資源的分布特征使得我國(guó)的礦業(yè)開采難度大。
1.2我國(guó)有色金屬礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備現(xiàn)狀
我國(guó)的采礦業(yè)主要發(fā)展在上世紀(jì)五六十年代，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平有限，我國(guó)大部分有色金屬礦山在經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)幾十年的開采之后，資源大幅度減少甚至枯竭。現(xiàn)存的有色金屬礦山中，有大部分礦藏開采進(jìn)入中、晚期成為末期礦山。近年來(lái)，我國(guó)有色金屬礦產(chǎn)品進(jìn)口量逐年加大，而我國(guó)的工業(yè)化仍然處于迅速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展伴隨著工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)對(duì)有色金屬的消費(fèi)量仍然會(huì)大量的增加，本土礦產(chǎn)資源不足以維持經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
其次，有色金屬礦山開采的品位下降，有些礦山經(jīng)過幾十年的開采，資源品位下降迅速，加上上世紀(jì)五六十年代經(jīng)濟(jì)體制的制約以及科技發(fā)展水平的限制，造成了以往礦山開采的資源浪費(fèi)、規(guī)模小等問題。
1.3有色金屬礦山資源開采利用水平
國(guó)家在上世紀(jì)中后期對(duì)礦產(chǎn)資源消耗使用量大，由于我國(guó)礦產(chǎn)資源分布不均等情況，有的礦山因有色金屬采礦條件的惡化或受技術(shù)制約，開采者會(huì)采易棄難、采富棄貧，只采品質(zhì)高的礦種而將其他礦產(chǎn)丟棄，加上礦區(qū)采礦準(zhǔn)入要求不高，有些小企業(yè)或者集體，未經(jīng)合理設(shè)計(jì)甚至沒有高水平的設(shè)備就進(jìn)入礦區(qū)采礦，造成礦區(qū)管理失控、資源浪費(fèi)以及有色金屬的采礦行業(yè)發(fā)展受限。
有色金屬的礦藏是不可再生資源，原來(lái)開采中造成的浪費(fèi)以及開采之后深加工的利用率低等因素，不僅危害周邊的環(huán)境，帶來(lái)一系列的環(huán)境污染與破壞，也使得礦產(chǎn)開發(fā)利用水平未能提高。在已經(jīng)開發(fā)的礦區(qū)中，由于技術(shù)水平受限，以及設(shè)備管理與工藝缺乏系統(tǒng)高效地研究，使得老礦區(qū)二次回采、多次回采水平亦較低。而有些有色金屬礦產(chǎn)需要在特定的環(huán)境或特定的工藝下才會(huì)分離開采出來(lái)，因而現(xiàn)有的科技水平下無(wú)法深度利用，對(duì)資源也是一種浪費(fèi)。
1.4經(jīng)濟(jì)效益低和污染破壞嚴(yán)重
由于礦山的投資周期長(zhǎng)，礦山開采有時(shí)需要幾年甚至十幾年的時(shí)間，投資成本高，有色金屬開采的難度大，加上道路運(yùn)輸成本費(fèi)用的增加以及機(jī)器設(shè)備和人工成本，經(jīng)濟(jì)效益低下。
在采礦生產(chǎn)中，固體廢棄物堆放不僅占用了大量的農(nóng)田與耕地，也造成地表植被破壞，進(jìn)而引發(fā)水土流失等后果。且空氣粉塵污染和酸性污水在有色金屬開采的整個(gè)過程中，會(huì)造成水資源與空氣的污染。以上因素危害到了當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活和農(nóng)牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
2 有色金屬資源的開采方法
2.1 露天采礦
在我國(guó)的礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中，露天采礦適用于有色金屬礦產(chǎn)資源地表埋藏淺的情形，也可以用于低品位的有色金屬礦產(chǎn)礦床和已經(jīng)開采過的地下殘礦，依賴于礦床的基本賦存條件，通過物理爆破等方法來(lái)剝離地表巖土。露天采礦要求地質(zhì)工作者做好地質(zhì)勘探工作，設(shè)計(jì)最佳優(yōu)化方案，結(jié)合道路運(yùn)輸體系，綜合考慮地表狀況進(jìn)行開采工作。其中，最主要的應(yīng)用技術(shù)是穿孔爆破，在露天礦區(qū)內(nèi)，根據(jù)最佳設(shè)計(jì)方案選取對(duì)應(yīng)深度與直徑的定點(diǎn)進(jìn)行定向爆破，再使用炸藥將附近巖壁破碎來(lái)達(dá)到剝離大量巖土的目的。
但是露天開采有色金屬礦產(chǎn)資源仍然存在著一系列的問題，更明顯的是表現(xiàn)在技術(shù)與管理的問題上，比如露天采礦境界的判定、邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、露天開采工藝、道路運(yùn)輸系統(tǒng)管理以及資源的重復(fù)利用率和礦山區(qū)域土地復(fù)用問題。道路運(yùn)輸系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)不僅能減少成本的投入，也可以提高采礦工作效率，縮短工期。綜合考慮礦區(qū)的地形地貌、開采時(shí)的氣候條件以及露天開采技術(shù)能力和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)選擇經(jīng)濟(jì)、合理的運(yùn)輸方式。多通過鐵路、公路、輸送機(jī)將礦區(qū)的礦石及巖土分別運(yùn)輸至不同的地方，并將設(shè)備及原材料運(yùn)輸至礦區(qū)，在特殊的地形中也可能會(huì)用到水力或索道運(yùn)輸。
露天開采會(huì)造成廢棄物堆放，因此排土工作顯得尤為重要。排土工作要將從礦床上剝離的表土與巖石配送到不同的場(chǎng)地，對(duì)礦石進(jìn)行深加工，對(duì)廢土進(jìn)行排棄工作。露天開采中盡量充分利用土地資源，提高資源的重復(fù)利用率，做好植被恢復(fù)工作，盡可能地還原生態(tài)平衡，減少因礦業(yè)開采帶來(lái)的環(huán)境破壞與污染，提高社會(huì)效益。
2.2地下開采
地下開采是我國(guó)有色金屬礦山開采的重要方法，占據(jù)較大的比重。這種方法是通過地下礦床的切割與回采工作采出礦石，但是地下開采工作量大，工作方法繁多，以下幾種方法使用較多。
2.2.1 采用自然支護(hù)的礦產(chǎn)采集方法
這種方法主要依賴于圍巖自身的穩(wěn)固性和礦區(qū)礦柱的作用，通過支架作為臨時(shí)支護(hù)輔助來(lái)支撐在回采工作中造成的采空區(qū)。現(xiàn)階段在我國(guó)有色金屬開采行業(yè)中使用普遍，但是要求礦區(qū)的圍巖與礦石相對(duì)穩(wěn)固。這是一種結(jié)構(gòu)比較單一的采礦方法，簡(jiǎn)單的回采工藝，機(jī)械化程度較高，采礦過程中各項(xiàng)成本低，適用于穩(wěn)定性較好的礦體。如果要開采較厚大的礦體時(shí)，需要留大量的礦柱，回采率較低，所以在此種情況下應(yīng)用較少。以敞空方式存在的回采礦房，必須依靠礦柱與圍巖的強(qiáng)度來(lái)維護(hù)支撐，礦房作業(yè)完成后要及時(shí)處理好后續(xù)工作，將礦房填滿再回到采礦柱的區(qū)域。
2.2.2 物理崩落采礦法
崩落采礦法是通過物理作用來(lái)管理地壓的采礦方法，通過崩落的礦石來(lái)填充控制采礦區(qū)域，這種方法多用在圍巖易崩落、地表允許塌陷的礦山礦體。通常，有色金屬開采過程中，物理崩落這一采礦方法可以按回采方式劃分為：壁式崩落法、無(wú)底柱分段式崩落法、分層分區(qū)崩落法、有底柱分段式崩落法以及階段崩落法。
2.2.3 礦區(qū)開采人工支護(hù)法
人工支護(hù)法是將需要充填的原材料或其他可以支撐的物體用來(lái)維護(hù)采空區(qū)的穩(wěn)定。這種方法以充填為主，在礦區(qū)采礦作業(yè)中根據(jù)回采面的推進(jìn)，將碎石水泥等填充原材料運(yùn)輸至采空區(qū)用于充填，從而控制地表移動(dòng)，預(yù)防圍巖崩落，實(shí)現(xiàn)地壓管理。
支護(hù)法按照充填方式的不同，有不同的分類。較為單一的單層次采礦充填法，按充填方向劃分的上向與下向的分層充填法，以及分采充填法。按照不同的充填料以及輸出的方式，又可分劃成干式充填法、水力充填法和膠結(jié)充填法。該方法可控制礦區(qū)圍巖的崩落和礦房地表下沉，為礦區(qū)回采工作提供了安全保障，同時(shí)也可用于自燃礦石的火災(zāi)預(yù)防。因其開采適應(yīng)性強(qiáng)，礦區(qū)礦石的回采率高，礦區(qū)作業(yè)比較安全，能高效利用礦產(chǎn)資源以及保護(hù)地表植被等優(yōu)勢(shì)而被重視，但工藝要求高、成本投入大使得使用率不是很高。
3 結(jié)語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的深入，對(duì)有色金屬的需求量只增不減，因此，要進(jìn)一步提高礦產(chǎn)資源的利用率，克服因采礦技術(shù)有限造成的礦體開采浪費(fèi)現(xiàn)象。同時(shí)，要在采礦系統(tǒng)完善、采礦作業(yè)安全、采礦效益提高的基礎(chǔ)上，注重對(duì)環(huán)境的保護(hù)，不能以環(huán)境為代價(jià)片面發(fā)展經(jīng)濟(jì)，從而打造生態(tài)和諧的礦山資源開采系統(tǒng)。
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采礦工程教學(xué)改革課程建設(shè)露天與金屬礦山開采中國(guó)礦業(yè)大學(xué)是一所具有百年辦學(xué)歷史、行業(yè)特點(diǎn)鮮明的教育部直屬重點(diǎn)大學(xué)。實(shí)施行業(yè)精英教育，培養(yǎng)能源工業(yè)精英人才，努力打造中國(guó)能源工業(yè)精英教育教學(xué)體系，是百年礦大在新歷史時(shí)期的辦學(xué)定位。作為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科和國(guó)家級(jí)特色專業(yè)，如何把握研究型本科教育特色，推進(jìn)本科教育教學(xué)研究性內(nèi)涵建設(shè)，培養(yǎng)國(guó)家能源工業(yè)領(lǐng)軍人才，是新形勢(shì)下采礦工程專業(yè)教學(xué)改革與建設(shè)面臨的新挑戰(zhàn)。
然而，在我校構(gòu)建能源工業(yè)精英教育教學(xué)體系過程中，傳統(tǒng)的教學(xué)模式、授課內(nèi)容和教學(xué)方法已不能適應(yīng)新形勢(shì)的要求。筆者結(jié)合《露天與金屬礦山開采》課程的特點(diǎn)和多年的教學(xué)實(shí)踐，分析了目前煤炭院校在露天與金屬礦山開采課程教學(xué)過程中存在的問題，并探討了該課程教學(xué)方法改革的思路。
一、課程特點(diǎn)
《露天與金屬礦山開采》是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）采礦工程專業(yè)本科一門重要的專業(yè)核心課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，使采礦工程專業(yè)的學(xué)生能夠掌握固態(tài)礦床露天開采的基本工藝與設(shè)計(jì)方法，以及金屬礦床地下開采的主要方法與參數(shù)設(shè)計(jì)，為今后從事露天礦山、地下金屬礦山開采方面的教學(xué)、科研、生產(chǎn)等工作奠定必要的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。
《露天與金屬礦山開采》課程具有以下特點(diǎn)：
1.課程內(nèi)容多且雜。該課程涵蓋固態(tài)礦床露天開采與金屬礦床地下開采兩部分內(nèi)容，涉及上述領(lǐng)域的開拓方式、生產(chǎn)工藝、采礦方法和設(shè)備選擇，主要內(nèi)容包括露天礦山的礦巖松碎、采裝、運(yùn)輸、排巖、開采境界、礦床開拓、礦山生產(chǎn)能力與采掘進(jìn)度計(jì)劃、露天礦邊坡穩(wěn)定與控制，以及金屬礦床地下開拓方式、回采工藝、采礦方法選擇、礦柱回收與空區(qū)處理等，知識(shí)涵蓋面廣并且信息量大，課程系統(tǒng)性差，故教學(xué)難度大。
2.課程學(xué)時(shí)較少。《露天與金屬礦山開采》綜合了礦山地質(zhì)學(xué)、礦山機(jī)械、爆破工程、巖土力學(xué)等多個(gè)學(xué)科的理論和知識(shí)，還需適時(shí)補(bǔ)充有關(guān)爆破作用機(jī)理、礦山公路鐵路線路設(shè)計(jì)等內(nèi)容，故課程的綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)。然而，根據(jù)我校新版教學(xué)大綱（2011版），該課程的授課時(shí)間由原來(lái)的40學(xué)時(shí)調(diào)整至32學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)少而內(nèi)容多，這給教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”均增加困難。
二、教學(xué)中存在的主要問題
由于《露天與金屬礦山開采》這一課程涉及固態(tài)礦床露天開采和金屬礦床地下開采兩部分內(nèi)容，具有知識(shí)點(diǎn)多且雜、與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密等特點(diǎn)，在課程教學(xué)過程中存在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教材選擇、實(shí)踐教學(xué)等方面的問題。
1.教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代采礦工程技術(shù)發(fā)展之間的不適應(yīng)
現(xiàn)代采礦工程技術(shù)發(fā)展日新月異，特別是露天煤礦以吊斗鏟為核心的剝離倒堆工藝以及地下深井硬巖礦山大規(guī)模安全高效開采理論與技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容提出了極大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容已明顯滯后于采礦工程技術(shù)發(fā)展，不能及時(shí)反映礦業(yè)領(lǐng)域科技動(dòng)態(tài)與最新發(fā)展，直接影響到新一代采礦高級(jí)技術(shù)人才的培養(yǎng)。
2.學(xué)時(shí)壓縮與知識(shí)量增長(zhǎng)之間的矛盾
要實(shí)現(xiàn)“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)實(shí)踐、重研究”的能源工業(yè)精英人才培養(yǎng)目標(biāo)，就需要增加基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容，在總學(xué)時(shí)不變的情況下，必將減少專業(yè)課程的學(xué)時(shí)。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采礦工程領(lǐng)域中各種新技術(shù)、新理論、新方法不斷涌現(xiàn)，讓學(xué)生了解學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)、擴(kuò)大視野是本科教育的重要任務(wù)之一。然而，根據(jù)我校新版教學(xué)大綱要求，該課程的課時(shí)由原來(lái)的40學(xué)時(shí)調(diào)整為32學(xué)時(shí)，這就形成了課程教學(xué)學(xué)時(shí)少與教學(xué)內(nèi)容寬廣之間的矛盾。
3.教學(xué)方法和教學(xué)手段單一落后
現(xiàn)代教育的教學(xué)體系突出教學(xué)方法的交互式和教學(xué)手段的多樣化，而目前許多課程的教學(xué)仍然只停留在以傳授書本知識(shí)為主、以教師講授為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式上，教學(xué)方法和教學(xué)手段單一落后。例如，由于《露天與金屬礦山開采》課程的知識(shí)體系相對(duì)比較零散，往往只注重向?qū)W生傳授已有的知識(shí)而忽略了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
4.缺少合適的教材
《露天與金屬礦山開采》在教材選擇上存在以下問題：①課程內(nèi)容涉及固態(tài)礦床露天開采和金屬礦山地下開采，橫跨兩大專業(yè)體系，無(wú)合適教材可選用；②曾選用教材是根據(jù)國(guó)家教育部1998年頒布的大采礦專業(yè)要求編寫的，不能充分滿足新版教學(xué)大綱的要求；③課程的知識(shí)體系相對(duì)比較零散，涉及礦山地質(zhì)學(xué)、礦山機(jī)械、爆破工程、巖土力學(xué)等多個(gè)學(xué)科的理論和知識(shí)，還需適時(shí)補(bǔ)充有關(guān)爆破作用機(jī)理、礦山公路鐵路線路設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
5.實(shí)踐教學(xué)嚴(yán)重不足
科學(xué)實(shí)驗(yàn)是自然科學(xué)最基本的研究手段之一，然而受到教育理念、教學(xué)經(jīng)費(fèi)、外部環(huán)境等因素的影響，我國(guó)高校普遍存在試驗(yàn)設(shè)備陳舊落后、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地嚴(yán)重不足，這使得許多高校學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)一般僅停留在書本階段，缺乏科研工作能力和實(shí)際應(yīng)用能力的訓(xùn)練。此外，采礦工程是一門操作性和實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，而學(xué)生卻缺乏必要的露天礦山認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)經(jīng)歷，勢(shì)必會(huì)影響該課程的學(xué)習(xí)和理解。
三、課程建設(shè)與教學(xué)改革的思路
《露天與金屬礦山開采》課程教學(xué)改革的基本思路：以優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容為中心，以豐富教學(xué)手段為保證，改革傳統(tǒng)教學(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)。針對(duì)當(dāng)前課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合筆者所承擔(dān)的“中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）《露天與金屬礦山開采》課程建設(shè)”項(xiàng)目，談?wù)劽禾吭盒２傻V工程專業(yè)《露天與金屬礦山開采》課程建設(shè)與教學(xué)改革的思路。
1.修訂教學(xué)大綱
課程教學(xué)大綱是指導(dǎo)教學(xué)工作的依據(jù)，是課程內(nèi)容、教學(xué)體系建設(shè)和改革思想的集中體現(xiàn)。根據(jù)我校采礦工程專業(yè)教學(xué)改革要求和人才培養(yǎng)方案，圍繞能源工業(yè)精英教育教學(xué)體系建設(shè)目標(biāo)，堅(jiān)持“全面、適用、先進(jìn)、簡(jiǎn)明”的優(yōu)化原則，認(rèn)真修訂《露天與金屬礦山開采》課程教學(xué)大綱。新版的教學(xué)大綱更加適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)計(jì)劃要求，并能反映采礦學(xué)科在煤礦露天開采與金屬礦山深部開采等方面的最新研究成果，在總課時(shí)減少的情況下，優(yōu)化選擇教學(xué)內(nèi)容，合理組織教學(xué)過程，體現(xiàn)教學(xué)改革內(nèi)容的優(yōu)化整合。
2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，應(yīng)注重將工程素質(zhì)的要素轉(zhuǎn)化為具體的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)科研促進(jìn)教學(xué)，形成貼近工程實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容。在新版課程教學(xué)大綱的指導(dǎo)下，對(duì)原有露天與金屬礦山地下開采的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍，在合理保留傳統(tǒng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，注重課程內(nèi)容的更新，通過在課堂教學(xué)中補(bǔ)充本學(xué)科的發(fā)展前沿，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，通過比較煤礦井工開采與金屬礦山地下開采在開拓、采準(zhǔn)和回采工藝等方面的異同，以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)金屬礦山地下開采工藝過程的認(rèn)識(shí)；結(jié)合最近的科研成果，介紹大型露天煤礦吊斗鏟剝離倒堆開采工藝和輪斗挖掘機(jī)-膠帶-排土機(jī)連續(xù)性開采工藝。
3.開展教材建設(shè)
一本好教材或講義是取得出色教學(xué)效果的基本保證。《露天與金屬礦山開采》課程內(nèi)容涉及固態(tài)礦床露天開采和金屬礦山地下開采兩部分內(nèi)容，曾選用的教材是根據(jù)國(guó)家教育部1998年頒布的大采礦專業(yè)要求編寫的，不能充分滿足我校新版教學(xué)大綱的要求。因此，在調(diào)整和重新組織教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，依托中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）教材建設(shè)項(xiàng)目，按新的思路組織編寫課程配套教材――《金屬礦床露天與地下開采》。與現(xiàn)有同類教材相比，該教材是針對(duì)煤炭院校本科生采礦教學(xué)的特點(diǎn)，適當(dāng)補(bǔ)充固態(tài)礦床露天開采與金屬礦床地下開采的相關(guān)知識(shí)，以及爆破作用機(jī)理、礦山公路鐵路線路設(shè)計(jì)等內(nèi)容，并力求反映近年來(lái)礦業(yè)領(lǐng)域較為成型的新概念、新成果、新方法。該教材2011年獲北京市精品教材。
4.改革教學(xué)方法
露天與金屬礦山地下開采是一門專業(yè)性較強(qiáng)的課程，作為采礦工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，又需要有一定的深度和廣度。因此，應(yīng)根據(jù)課程的特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容的難易程度，改變傳統(tǒng)的“一言堂”“灌輸式”的課堂教學(xué)方法，開展啟發(fā)式、互動(dòng)式、引導(dǎo)式、探究式等教學(xué)方法的研究，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問題的能力。例如，在講授露天開采工程設(shè)備時(shí)，結(jié)合我國(guó)現(xiàn)代化特大型礦山設(shè)備選型實(shí)例，適時(shí)引入“是什么原因阻礙了國(guó)內(nèi)工程機(jī)械制造商不能涉足大型設(shè)備領(lǐng)域，什么樣的途徑可以作為進(jìn)入大型工程機(jī)械領(lǐng)域的突破口”的思考，在爭(zhēng)鳴中解決問題，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
5.豐富教學(xué)手段
在教學(xué)過程中，將傳統(tǒng)、常規(guī)的教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，使復(fù)雜內(nèi)容簡(jiǎn)單化、抽象內(nèi)容形象化、難點(diǎn)內(nèi)容通俗化，提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效果。尤其是適當(dāng)運(yùn)用多媒體、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，通過圖片、文字、聲音、動(dòng)畫、視頻等多種形式和表現(xiàn)手段，將教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)、形象、直觀、清晰地展現(xiàn)在學(xué)生面前，以增加課堂教學(xué)信息量，更新和拓寬知識(shí)面。例如，通過動(dòng)畫演示露天礦山正鏟、反鏟、吊斗鏟等常用設(shè)備的作業(yè)過程，借助大型礦山企業(yè)的影像資料介紹相應(yīng)的生產(chǎn)工藝等。為了改善教學(xué)環(huán)境、豐富課程教學(xué)資源，還開發(fā)了露天與金屬礦山開采課程的BB網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在平臺(tái)上放置各種教學(xué)資源，包括多媒體課件、授課錄像、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷，自學(xué)指導(dǎo)等，還有課后自測(cè)題、師生討論區(qū)、答疑區(qū)、通知等，形成網(wǎng)絡(luò)“教”與“學(xué)”的集成環(huán)境。
6.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)
露天與金屬礦山開采是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。實(shí)踐教學(xué)改革的思路是：把培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐技能放在首要位置，培新學(xué)生的創(chuàng)新性思維和動(dòng)手實(shí)踐能力。通過鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或參與教師的科研項(xiàng)目，將露天與金屬礦山開采的知識(shí)點(diǎn)融入到項(xiàng)目中，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和方法解決實(shí)際問題的能力。例如，利用我校充填采礦實(shí)驗(yàn)室在儀器設(shè)備上的優(yōu)勢(shì)，先后組織在校本科生參與“全尾砂固結(jié)充填膠凝材料研究”“尾砂膠結(jié)充填體自立性能研究”“高地溫環(huán)境下全尾砂固結(jié)膠凝材料研究”等多項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)，提高了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）能源工業(yè)精英教育教學(xué)體系建設(shè)的實(shí)施，傳統(tǒng)的露天與金屬礦山開采課程的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容面臨新的挑戰(zhàn)。作為采礦工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，露天與金屬礦山開采具有鮮明的行業(yè)特色，不能簡(jiǎn)單照搬其它課程的教學(xué)模式和教學(xué)方法，應(yīng)從課程自身特點(diǎn)出發(fā)，深入開展課程體系建設(shè)和教學(xué)改革，才能提高課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。
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