我国露天矿山开采工艺的发展现状及趋势

李佳林

（太原重工股份有限公司技术中心，山西 太原 030024）

引言

人类社会的发展进步与自然矿产资源的利用技术密切相关。从发祥于古代中国的陶瓷文明和青铜文明到近代西方以发明蒸汽机为标志开启的工业文明，其本质都是人类利用地球矿产资源的技术进步从而推动的人类文明和文化发展。因此，如何实现对自然资源的高效利用和创新转化关乎人类文明的发展与进化。

1 我国露天矿山开采工艺的发展历程

新中国建立以来，我国露天矿山的发展大体经历了三个主要阶段[1]：第1阶段从建国到改革开放，开采工艺以单斗挖掘机+铁道运输占据绝对主导地位。当时建设投产的12座国有露天矿中，单斗挖掘机+铁道运输的比例占83.33%。

第2阶段从改革开放到2000年，以五大露天煤矿为代表，伊敏河、霍林河、平朔安太堡、黑岱沟、元宝山露天煤矿相继投产，其中以1987年平朔安太堡露天煤矿建成投产为标志，国内露天矿开采工艺开始从单斗挖掘机+铁道运输为主转向以单斗挖掘机+汽车运输，进而转向单斗挖掘机+移动破碎站（汽车+半移动破碎站）+带式输送机的半连续开采工艺。

第3阶段从2000年至今，我国基本形成了以平朔矿区、准格尔矿区、胜利矿区、霍林河矿区、伊敏矿区、宝日希勒、白音华矿区和新疆矿区为第一梯队的露天矿山集群，这些矿区的年生产能力均在千万吨级以上，都采用了形式多样的半连续组合工艺，尤其是连续工艺部分基本实现了自动化。

2 我国露天矿山开采工艺的现状和特点

经过近40年的引进、吸收和发展，半连续开采工艺在我国的露天矿山得到了广泛的应用。根据实际应用归纳总结，主要表现出以下两大特点[2-3]：

1）应用形式多样化。表1列举了我国部分露天煤矿应用半连续工艺的情况。可以看出，各矿山根据自身的开采运输条件多样化地组合应用不同的半连续工艺均较好地符合了各自的现实情况。

表1 我国部分露天煤矿应用半连续开采工艺情况

2）设备大型化和国产化。规模大、开采能力强是露天矿的显著特点之一。与之相对应的半连续开采工艺设备也具有大型化的特点，目前矿山使用的破碎机能力在3000～7000t/h，有的甚至达到10 000 t/h。带式输送机的带宽也从1 000 mm提高到1 800 mm，有的甚至达到2 200 mm。在半连续开采工艺中，单斗挖掘机及自卸卡车基本实现了国产化，大型破碎设备的国产化进程也在加快。

3 露天矿山开采工艺的发展方向和趋势

目前，我国露天矿山在设备大型化、运输系统自动化方面已经接近国际先进水平，但在智能化、矿山现代管理以及综合治理等方面差距较大。

3.1 智能化无人矿山

20世纪80年代，西方发达国家就开始在井下矿实施无人开采，至今已建成一些像瑞典基律纳铁矿、澳洲皮尔巴拉铁矿等的无人矿山。遥控智能化无人采矿是面对采矿恶劣环境时最大限度提高劳动生产率，更是最大程度保证采矿作业人员生命安全的最根本、最有效的方法，无疑是我国采矿工艺变革的方向。

目前，我国矿山仅是在半连续工艺中的连续工艺环节实现了自动化，整体来说还处于半自动化状态，属于向自动化和智能化的演进阶段。此阶段的主要任务首先是按照全面自动化来对现有采矿工艺进行升级改造，初步实现半智能化，进而实现遥控智能化无人开采。

3.2 绿色矿山

在国外，对矿山排出的废水、废气、废渣及粉尘、噪音等均有严格的技术标准，尤其强调矿山环境的综合治理。近年来，发达国家开始倡导建立无废料矿山和洁净矿山。

十八大以来，伴随着我国转变增长方式、供给侧结构性改革的推进，到十九大提出“绿水青山就是金山银山”口号，绿色发展被提到了前所未有的高度。坚持绿色发展，推动资源节约和高效利用成为可持续发展的必要条件，促进人与自然和谐共处成为人民对美好生活追求的重要体现。

2017年5月，国土资源部、财政部、环境保护部、国家质检总局、银监会、证监会联合印发《关于加快建设绿色矿山的实施意见》，绿色开采势必成为未来矿山建设的基本要求。