露天采矿行业是全球采矿业的关键组成部分,以其高效的开采方式和相对较低的成本,在全球矿产资源的开发中占有重要地位。该行业主要涉及煤炭、铁矿石、铜矿石等多种矿产的开采。从产业链角度看,露天采矿的上游包括矿产资源的勘探、开采及相关设备的采购与使用;中游则是对矿石的加工处理,如破碎、筛分等物理过程;下游则是矿产资源在建筑、化工、冶金等领域的应用
一旦确定了矿藏的存在,就进入了开挖阶段。这是露天开采的核心环节,通常涉及到大规模的机械操作。开挖过程中,首先需要移除地表覆盖层,这一层通常包括土壤和植被,称为“剥离层”。移除这些剥离层后,矿石层就会暴露出来。为了进行更深入的开采,通常需要使用大型挖掘机、铲车和卡车等设备来进行挖掘和运输。
露天煤矿通常具有大型生产能力和大型设备,这导致了高劳动强度和低信息化程度。近年来,随着企业对安全生产、高效率和低成本的需求不断增加,先进通信技术和智能控制技术的引入逐渐受到重视。
PAMA的管理难题在于无法实时监控露天煤矿,管理和审批流程复杂,以及空间信息的无效利用。为了应对这些需求,SuperMap提供了GeoMining解决方案(以下简称“解决方案”)。
使用智能传感器,矿内各种设备的位置可以同步到云端。参考采矿过程和计划,解决方案采用地理围栏技术来指定设备的作业区域。同时,精确的设备进出时间将被监控。通过准确的管理,可以有效提高设备的利用效率,缩短项目周期,并节省成本。地理围栏技术还提供了预警功能。“该系统通过监控矿区附近和敏感环境的采矿活动,帮助日常运营,确保合规,并生成行动和指导的警报,”PAMA说。、
值得一提的是,露天开采不仅需要高效的机械设备,还需要各种技术手段来提高开采效率和安全性。在这方面,劈裂机作为一种现代化的设备,发挥了重要作用。劈裂机是一种通过液压技术将岩石分裂成块的设备。与传统的爆破方法相比,劈裂机更具精准性和安全性。它可以在不使用炸药的情况下,将岩石劈裂成需要的大小,这不仅减少了环境污染,还降低了安全风险。像是九江市德顺宏机械制造有限公司生产的器械还是比较不错的,劈裂机的使用能够有效提高开采效率,同时也减少了对周围环境的破坏,是现代露天开采中的一种重要工具。
根据中研普华研究院撰写的《2024-2029年中国露天采矿市场发展状况分析及投资前景研究报告》分析
“露天转地下开采平稳过渡关键技术”是国家“十一五”科技攻关课题,该课题针对露天矿何时向地下矿过渡、矿山开拓系统和露天地下产能怎么平稳衔接、在高陡边坡下如何实现地下高效采矿、露天转地下采场如何防突水、如何建立采矿扰动引起的露天边坡滑坡和地下围岩崩塌的预警机制等露天转地下开采过程中采矿与安全的关键技术难点展开了研究,并取得了如下的成果:创建了露天转地下开采界线动态关系函数,发明了露天转地下开采平稳过渡合理时机的确定方法;为保证露天转地下崩落法采矿安全,发明了露天转地下崩落法覆盖层厚度计算公式,首次提出了矿岩复合覆盖层形成工艺技术,攻克了露天转地下崩落采矿法安全技术难题;基于提高露天转地下井下二步骤回采效能,发明了双底部结构及其工艺技术,实现了安全高效采矿;针对露天采场汇水瞬间量大且集中的特点,创造性地提出了建造应急中段防范突水灾害的新思路,发明了应急水仓建设方法,提高了露天转地下开采的防突水灾害能力;在国内首次建立了国内30通道微震监测网系统,构建了露天转地下开采过程安全监控和灾害预警体系,开发出围岩损伤劣化评价和岩体质量软件分析、微震监测数据和三维应力场数据交融、矿山应力场背景的预警预报可视数字化场景、监测数据互联网远程传输与专家会诊和矿井人员定位及应急救援的全新功能,可靠预防了矿山灾害。
国外金属露天矿在生产管理自动化、计算机在线控制和设计应用等方面,开发出多款软件平台,如Gemcom公司的surpac、mineshed、whi吨吨le,Micromine公司的micromine、fieldmarshal、gbis等已取得显著成就。这些软件平台可以进行露天矿境界优化、设计,生产进度计划编制,露天矿开发战略性规划,生产模拟分析,评价开拓运输系统与选择装运设备,编制汽车调度系统,实现采装运设备维修计划管理,计划备品配件存储和供应控制,模拟主要生产过程和优化工作参数,进行财务分析等。我国近年来也自主研发了相关软件平台,如中南大学数字矿山研究中心自主研发的dimine软件、北京3DMINE矿业软件公司研发的3Dmine软件,但总体自动化管理程度不高,需要经一步加强。
国外露天转地下矿山,大多采用露天采场内外联合开拓系统衔接方式,在露天采场深部不设运输系统,统一利用地下巷道运输,共同使用井下破碎站和提升系统,这样减少了露天剥离和地下开采的基建投资,如瑞典基鲁纳矿、芬兰皮哈萨尔米矿;而我国不少露天转地下开采的矿山大多采用的是露天采场外开拓,较少考虑露天与地下开采工艺系统的结合和相互利用问题,造成了地下井巷工程量大,投资高,基建时间长的问题。“十一五”科技攻关期间,国内有许多科研机构针对国内露天转地下开采的技术要求及今后的发展趋势,进行了大量的研究,并取得了重要进展。如中钢集团马鞍山矿山研究院开发出的露天转地下开采平稳过渡技术在河北石人沟、马钢姑山等露天矿山进行了设计研究,取得了很好的应用效果,为国内露天转地下开采的矿山提供了理论依据和实际经验。
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