露天开采矿山中的采矿技术及安全问题分析

引言

露天开采作为矿山资源开发的重要方式，以其高效、低成本的优势，在全球矿产资源供应中占据关键地位。随着经济发展对矿产资源需求的持续增长，露天开采规模不断扩大，开采环境日趋复杂，对采矿技术与安全管理提出了更高要求。当前，穿孔爆破、采装运输等传统采矿技术在效率与资源利用率方面存在提升空间，边坡滑坡、爆破事故、设备故障等安全问题频发，不仅造成巨大的人员伤亡和财产损失，也严重制约了矿山行业的可持续发展。

1.1 穿孔爆破技术

穿孔爆破是露天开采的关键前置工序。穿孔作业中，牙轮钻机凭借高转速与大扭矩，通过镶齿牙轮破碎岩石，适用于中硬及坚硬矿岩，其钻孔直径大、深度深，能满足大规模爆破需求；潜孔钻机则以冲击器直接冲击钻头破碎岩石，灵活性强，在复杂地形和小型矿山作业中表现出色 。爆破环节，深孔爆破通过集中装药形成强大爆破力，可一次性崩落大量矿岩，常用于大规模开采；预裂爆破沿设计轮廓线布置密集炮孔，先于主爆孔起爆，形成预裂缝削弱爆破震动对保留岩体的影响，保障边坡稳定。光面爆破则精准控制爆破范围，使爆破后的岩体表面光滑平整，减少超欠挖。

1.2 采装运输技术

采装运输直接决定矿山生产效率。采装设备方面，电铲挖掘力大、作业效率高，适用于大型露天矿山的矿石和岩土装载；液压挖掘机动作灵活、挖掘精度高，在复杂工况下优势明显。装载机则常用于短距离转运和辅助作业。运输方式上，汽车运输机动灵活，可实现 “门到门” 运输，适应不同地形和开采阶段，但运营成本较高。铁路运输适合长距离、大运量运输，单位运输成本低，但初期建设投资大、灵活性差。胶带运输具有连续高效、能耗低、环保等优点，能实现矿岩的长距离、大运量输送，常用于地形相对固定的大型露天矿山，通过优化运输路线和车辆调度，可进一步提升运输系统整体效能。

1.3 特殊采矿技术

特殊采矿技术为复杂条件下的开采提供解决方案。陡帮开采通过增大工作帮坡角，减少前期剥离量，降低初期投资，加快开采进度，适用于矿体埋藏深、剥离量大的矿山。分期开采将矿山划分为多个开采阶段，合理安排开采顺序和时间，可有效平衡资金投入与资源开发，提高经济效益。高台阶开采通过增加台阶高度，减少台阶数量，降低穿孔、爆破、采装等作业成本，提高设备作业效率，但对边坡稳定性要求更高。这些特殊采矿技术根据矿山地质条件、资源赋存状态和经济技术指标灵活运用，能显著提高资源利用率，降低开采成本，为露天矿山的高效开发提供技术支撑。

二、露天开采矿山安全问题分析

2.1 边坡安全问题

露天矿业边坡是矿山主要风险源。地质原因是边坡崩塌、滑坡的自然内因，岩体较弱的、裂隙较发育的地段，岩体强度低，在重力影响下容易沿软弱部位发生滑落。例如，页岩、泥岩地段边坡，饱水后力学强度大减。采矿活动也是重要外部因素，个别矿区为了短视利益超挖坡脚或随意加大边坡角、破坏了原有的岩应力平衡；而频繁的爆破振动也会使结构体减弱、岩体稳定降低。

2.2 爆破作业安全问题

爆破施工安全风险大，风险管控整条线。在安全风险管控存在重大隐患的器材管理中，部分矿山炸药和雷管使用不规范，炸药库、雷管库防火、防潮、防盗设施不完善，高温、静电等条件下可能存在爆炸危险，在运送时未根据安全规程进行操作，碰撞挤压都会发生意外爆炸。爆破施工设计与施工缺陷也较多，爆破设计方案因地质和周边环境考虑不够导致药量过大或布孔不合理，导致爆破飞石伤人，爆破冲击波伤害建筑物，施工时的警戒圈太小，起爆信号传递不通畅，人员撤离不及时，都会导致作业人员发生人员伤亡事故。

2.3 采装运输作业安全问题

采装运作业安全风险高。作业人员操作风险。电铲、挖掘机司机疲劳驾驶、违章操作，可能碰撞周边设备、人员。设备长年使用，长期缺少维护，液压油管漏油、制动失效等，提高作业风险。矿车运输安全风险高。矿道路多临时搭接，坡大、弯急、路窄、路险，下雨泥泞湿滑、晴天扬尘四散。车辆易打滑跑车。部分司机安全意识淡薄，超速、超载、无证驾驶严重，加之车陈旧，车灯、刹车不运行，雨雪天事故频频发生，造成严重的人员伤亡和财产损失。

三、露天开采矿山安全问题应对策略

3.1 边坡安全防护措施

完善“监测—分析—防护”三管齐下的边坡安全防控。监测预警主要依靠 InSAR 卫星遥感与北斗位移监测以及地面传感器网相结合，在监测边坡位移、应力与含水量等信息的基础上，结合边坡地质实际条件采用锚杆锚索+格构梁加固应对浅层滑坡危险区，采用挡土墙+植被护坡对高陡边坡进行加固防护，通过植物根系固土与蒸腾减少边坡土体的含水量。

3.2 爆破作业安全管理措施

从全流程管控爆破风险。器材管理实施 “双人双锁、全程追溯” 制度，炸药雷管分开存放于防爆库房，配备温湿度监控、消防报警系统。运输采用专用防爆车辆，安装 GPS定位与震动监测装置，确保运输轨迹可查、异常情况实时响应 。设计与施工环节引入BIM 技术进行爆破模拟，结合地质数据优化装药量、布孔参数，降低飞石和冲击波危害；严格执行 “一炮三检”（装药前、爆破前、爆破后检查）制度，划定警戒范围并使用无人机巡逻，确保人员撤离到位。针对盲炮处理，制定标准化流程，采用注水软化、爆炸诱爆等安全方式，严禁手工掏挖。

通过技术升级与管理强化降低作业风险。设备安全方面，为电铲、挖掘机安装防碰撞雷达和智能监控系统，当设备接近人员或障碍物时自动报警并限制动作。建立设备全生命周期管理平台，记录维护保养数据，根据运行时长和工况自动推送检修提醒。运输安全着重改善道路条件与规范驾驶行为，采用级配碎石硬化路面，设置防滑链、避险车道，利用车载北斗定位系统和 AI 摄像头，实时监控车速、超载情况，对违规驾驶自动预警并纳入绩效考核。

结语

露天开采矿山采矿技术与安全问题，提出针对性应对策略。新型技术应用与标准化管理结合，可显著提升采矿效率、降低安全风险。但随着开采深度与规模扩大，极端工况下的技术适应性、智能化安全管理的精准度仍需提升。未来应深化多技术融合创新，加强动态风险防控，推动露天开采向更安全、高效、绿色方向迈进。

参考文献

[1] 刘志旭. 露天矿山工程开采技术及施工安全管理分析[J]. 世界有色金属,2024,(21):193-195.

[2] 费文涛. 矿山工程开采技术设备及施工安全管理分析[J]. 中国设备工程,2024,(06):244-246.