王林堂

(山西省交口县水头镇政府煤管站，山西 吕梁 032400)

我国拥有非常丰富的煤炭资源，其中适合于露天开采的煤炭储量达到了641亿吨，如果按照经济剥采比为褐煤4.0，烟煤6.0进行计算的话，我国可以露天开采的煤炭经济储量为460亿吨，这些煤炭资源大多分布在内蒙、云南、山西、新疆等地，上述这四个区域所具有的露天煤炭经济储量分别为250、100、70、30亿吨，另外其他地区一共储量为10亿吨。以上这些数据郡经过精密详细的勘察，而且分布的区域均处于我国煤炭工业重点建设的区域，适合于一些大型的露天煤矿开采，从这些来看，影响我国露天煤矿开采的主要因素并不是煤炭资源本身。此外，我国露天煤矿开采经历了一个曲折的发展过程，在最初阶段，露天煤矿产量占我国煤炭总产量的比重一直维持在3%～4%。随着近些年来露天煤矿开采工程的发展，露天煤矿的这一比例，也从2002年的4%，发展到了2010年的9%左右。

露天煤矿开采工艺的发展，主要是由相应开采设备的制造能力决定的。当前我国露天煤矿的开采量占全国煤炭总产量的比例比较低，一方面由于我国煤炭资源的煤层赋存条件相对复杂，另外一方面主要是由于我国相应的露天煤矿开采设备制造水平落后，很多设备都需要进口。我国可以露天开采的煤炭经济储量达到460亿吨，因此，提高我国露天煤矿的建设速度，提升煤炭资源的利用率，对于我国这样一个人口众多，人均资源占有水平较低的国家而言，有着非比寻常的重要作用和意义。

一 当前露天煤矿开采工艺的特点

当前，我国露天煤矿开采工艺的划分主要是以物料流是否连续来进行划分的，一般可以分为间断式、连续式以及半连续三种基本的形式。还有的是按照开采工艺的不同环节：采掘、运输、排卸等是否由不同的设备来完成，通常可以将开采工艺分为独立式和合并式两种开采工艺系统。对于露天煤矿的开采工艺系统而言，其发展主要是由煤层的赋存条件以及开采设备的制造能力决定的。我国当前的大型露天煤矿开采工艺通常具备以下特点：

第一，剥离主要通过单斗汽车工艺为主。我国当前的几个主要露天煤矿开采都是利用的这种工艺，如伊敏河、霍林河、安太堡露天煤矿。最近新建的一些露天煤矿也有很多采用的这种开采工艺。

第二，对于露天煤矿开采过程的表土剥离而言，在条件适宜的前提下，可以选择连续的开采工艺系统，我国的黑岱沟、元宝山、哈尔乌素等露天煤矿都是采用的这种开采工艺。

第三，煤炭的开采过程主要通过半连续的开采工艺系统进行，这种开采方式大多应用在那些生产能力巨大，多在百万吨以上，而且煤炭的开采深度在100米以上的大型露天煤矿开采中。

第四，很多大型的露天煤矿大多使用的是综合开采工艺系统，也就是在统一矿山的开采中，同时采用两种或者两种以上的煤矿开采工艺系统进行开采。

第五，对于那些条件允许的露天煤矿而言，多数已经开始设计和使用一些大型拉斗铲倒堆开采工艺。

第六，煤矿开采运输中所使用的设备逐渐朝着大型化的方向发展。露天煤矿所使用的单斗挖掘机斗容从以往的3～4m3逐渐提高到了25～27m3，一些露天煤矿使用斗容更大的挖掘机;运输中所使用的车辆也从原来的载重20～23吨，上升到了154～219吨，一些煤矿使用的车辆载重更大。

二 我国露天煤矿开采工艺的现状

1.轮斗连续开采工艺

这种露天煤矿开采工艺现在在部分露天煤矿仍有使用，比方说：准格尔黑岱沟露天煤矿现在仍然有四台轮斗挖掘机在正常使用，每年的生产能力可以达到1300～1500万立方米;元宝山露天煤矿也有两台轮斗挖掘机正在运行，而且每一台轮斗挖掘机的年生产能力在800万立方米左右，比其设计时的年生产能力高出许多;而在小龙潭露天煤矿也有六台轮斗挖掘机，但是由于其实际生产能力并没有达到设计的要求，所以现在已经停止使用。上述这些仍在使用轮斗连续开采工艺的露天煤矿大多建设于上个世纪的九十年代以前，而近些年设计和建设的露天煤矿，轮斗连续开采工艺也只是停留在设计阶段的考虑，很多时候，因为这种工艺的灵活性以及开采条件和经济方面的原因，无法真正在露天煤矿广泛应用。

2.单斗——卡车开采工艺

这种工艺是当前露天煤矿开采工艺中发展较为成熟的一种，在我国当前露天煤矿中的应用率也达到了85%以上，特别是在一些生产规模不大的露天煤矿生产中，绝大多数都采用了这种开采工艺。从多年的实际生产经验来看，这种工艺当卡车的运输距离超过3公里时，其运输成本将会呈现非线性的增长趋势，实际生产过程中，多数露天煤矿的剥离物运输距离都在3公里以内，只有煤的运输距离较远。所以，在露天煤矿生产过程中，经常采用单斗——卡车开采工艺与带式运输机共同使用的开采运输工艺。

3.吊斗铲倒堆开采工艺

吊斗铲倒堆这种露天煤矿开采工艺的最大优点就是节省了生产中的运输环节，从而使生产成本大大降低，但是这种开采工艺要求煤层属于近水平赋存，而且煤层的整个厚度需要控制在40米以内，开采工作面长度要大，一般最小也要在两千米以上，否则，开采设备的生产效率将会受到非常大的影响。在我国使用这种开采工艺的煤矿只有准格尔黑岱沟露天煤矿，所使用的吊斗铲的斗容达到了90m3，该开采设备的有效工作半径达到了100米，年剥离生产效率可以达到2611万m3，可以说该开采设备的生产效率非常高。

4.单斗——自移式破碎机——带式输送机半连续开采工艺

这种开采工艺与传统的轮斗连续开采工艺相比，其机动性和适应性大大增强，而其灵活性却要比单斗——卡车开采工艺低很多，虽然这易开采工艺增加的破碎这一生产环节，但是它却有效的降低了运输成本。

我国露天煤矿最早采用这一开采工艺的伊敏一号露天煤矿，这一开采工艺的设计年生产能力为900万吨，每个小时的破碎能力可以达到8000吨。随着这一开采工艺在我国的成功使用，在我国接下来新建的露天煤矿生产中，这种开采工艺还会得到越来越多应用。

三 我国露天煤矿开采技术的发展趋势

1.设备大型化、开采集中化、生产规模化

未来的露天煤矿开采，必然会朝着优势资源的集中化开采的方向发展，充分发挥规模化生产的优势，从而进一步提升露天煤矿开采的经济效益，利用大的集团化经营方式，对露天煤矿实行集约化的经营方式，从而保证露天煤矿开采的经济效益进一步提升。

2.传统开采工艺的创新

随着露天煤矿开采相关科技水平的提升，以原来传统开采工艺为基础的新工艺创新发展，将会是一种必然的趋势。这种露天煤矿开采技术的发展，将会不断吸收相关科技及成果，促使相关联学科间更好的融合，并不断推动更新的科技及技术发明创新。

3.露天煤矿绿色开采技术

露天煤矿开采环境问题复杂、多样、特殊、敏感，由于特定历史因素影响对矿业城市地质环境和生态环境的影响和破坏非常巨大。露天煤炭绿色开采技术是未来露天煤炭开采技术的发展趋势。

4.露天煤炭开采数字化、自动化

如今，已有多种新技术可以供应并且可以用于露天开采，其中不仅有先进的数字计算技术设备，而且还有精密可靠的全球卫星定位系统、高速高频双向无线数据通信技术、平面显示器等等。同时，这些新技术乃是目前正在开发的各种矿山控制系统的基础。

矿山数字化是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分，是评价矿山资源生态环境的重要数据基础。数字矿山建设是资源可持续发展的重要基石，是化解高危行业风险的根本途径。数字矿山是建立在数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化基础上的，由计算机网络管理的管控一体化系统，它综合考虑生产、经营、管理、环境、资源、安全和效益等各种因素，使企业实现整体协调优化，在保障企业可持续发展的前提下，达到提高其整体效益、市场竞争力和适应能力的目的。数字矿山的最终目标是实现矿山的综合自动化。

四 结语

总之，我国露天煤矿经过半个多世纪的发展，已经进人了大型化、集中化、现代化的新时代。规模化、新技术、综合工艺、联合开采、集约化生产、开采—复垦一体化、的新时代。只有熟练掌握和应用露天煤矿各式开采技术，才能取得最大的经济效益和社会效益。

[1]贾荣军，白砺滩露天煤矿开采工艺方案比选，煤炭工程，2012，07(7)

[2]周国辉，某大型露天煤矿开采工艺探析，城市建设理论研究(电子版)，2012(13)

[3]范正祥，露天煤矿开采工艺与设备现状及发展趋势，矿业装备，2012(3)