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摘要：露天煤矿开采是在确保矿山生产安全、高效的同时，使露天采煤不影响生态环境。利用一切可用资源，减小露天采煤对空气、水以及土壤等方面的不良影响。打造露天矿山“高效、低排、轻污染”的运行模式，以此促进矿山企业在高收益状态下可持续发展。
关键词：露天煤矿；开采；生态环境
引言
目前，矿业发展速度相当快，煤矿资源的消耗量也在升。几乎每个矿山企业都在考虑如何安全有效地提高采煤效率。因此，本文从露天煤矿开采作业的各种影响因素入手，分析了露天开采工艺的新技术应用及其对应的优化策略，可供参考。
一、露天煤矿开采对草原生态的影响
（一）污染空气
一般情况下，自然环境下的恶劣天气，严重影响着露天开采连续过程。因为装载设备及运输设备的年作业时间受冻结天气及超低温的影响，而且受大风天气影响，能见度不高导致这些大型设备工作效率降低，一定程度上增加了处理冷冻快等辅助工作的工作量。而且矿区采场范围内需要大量爆破，以及很多大型机械设备进行采装、排土等相关作业。在此过程中极易产生各种有害气体或粉尘颗粒，使矿区空气被严重污染。露天开采因为生产工序不同，产尘量也受设备类型、岩石性质等多种因素影响。气体于粉尘在不良的通风条件下，很容易污染大气，严重时可能引起酸雨等灾害，对矿区周边的牧草等作物的生长极为不利[1]。
（二）损害土地资源
由于露天开采需要按一定的作业流程剥离煤层上方的表土，若表土直接被挖损，草种赖以生存的基本物质条件就会丧失，而且排土场需要占用大片土地堆放土岩。因此被占用土地表面的牧草经过排弃物的侵压，现有环境已经不再适合牧草等相关作物的生长，最终导致大量草原面积退化。从某种意义上来说，露天矿规模越大，占地面积也就越大，对环境的破坏也越严重。
（三）污染水资源
露天开采在进行相关的疏干排水作业时，矿区范围内的含水层会遭到不同程度的破坏，很可能导致地下水位降低，形成上万米半径的降落漏斗，排土场中废弃物与水或空气接触后，极易发生各种化学反应，产生二次污染源，而且雨水会连同有害的化学物质渗透到地下，导致地下水被污染。此外矿区基岩裸露，导致坑内水体被污染，若含有大量有害物质的矿坑水未经处理直接排放，很可能会污染周边水系及土壤。矿区周边若长期遭受相关的化学污染，则该区域内植被的生长将会受到严重影响。更重要的是，露天开采所形成的边坡稳定性极差，维护相当困难，露天煤矿的边坡会因为各种应力等因素的影响，发生泥石流、滑坡等地质灾害，既影响矿业的正常生产，也会导致建筑物破损或重大财产损失等。
二、现代露天煤矿开采新技术的应用
（一）雷达监测预警系统
在控制开采工程时，若边坡变形由缓慢期变为加速期时，则表明边坡的稳定性极易被破坏。为了保证边坡稳定，就必须设置边坡监测系统，实时关注其变化情况。因此矿山企业对控制开采作业的监控系统也有了更高的要求，他们需要全日制、高精度而且是零接触的监测过程，做到及时报警，达到安全生产的目的。而雷达监测预警系统则可以很好地满足这类需求。
（二）卡车智能调度
很多露天煤矿在进行开采作业时，都会采用卡车间断工艺。但该工艺最大的弊端就是不便于管理。因此结合现代的卫星定位及无线通信等相关技术，对离散设备进行合理调度，使间断工艺的生产效率得到有效提升。而且该类技术正迈向智能化发展，精准度越来越高。该技术在推土机、钻机等设备的应用过程中有效融合了智能识别、故障诊断等相关技术，应用范围非常广泛[2]。
（三）反向内排
反向内排能在短时间内缩短剥离物内排的运输距离，是一种临时措施比较适用于新采区。因为该方法不能缓解内排空间过大造成的不良影响。除此之外，该方法适合连续转向部分露天煤矿，增加剥离物内排量，使其富余空间减小。
三、露天煤矿开采技术的优化策略
（一）合理选择开采工艺及设备
露天矿在设计环节，应充分考虑露天矿的投资及相关的开采成本及其建设或生产。因此，合理选择对应的开采工艺及设备非常重要。在选择开采工艺系统时，应充分考虑矿区气候、规以及开发现状等方面的因素，尽量选择能耗及污染物产生较小的开采工艺（如“以电代油”的开采工艺）。露天矿在选型方面应充分考虑矿床赋条件、矿山生产能力等方面的条件，优先选用省电、省油的生产设备。同时合理配置相关的铲、车等，以便于设备发生故障时能够得到及时维修，力求设备能够达到高效生产，降低能耗的效果。
（二）露天煤矿回采率最大化
煤炭资源的回采率，是露天矿开采所要考虑的重点内容。因为回采率最大化能够减少煤炭损失，提高经济效益。所以对于水平煤层的露天矿，应采用顶板露煤与倾斜分层有效结合的方式，利用相关设备在回采前清理煤面。对一些倾斜煤层则可以采用顶板露煤的方式，用电铲装车的办法采煤。此外，为了提高煤矿资源采出率，可以使用露天联采技术，使环境破坏程度降到最低。利用深部陡帮横采内排技术，减少运距，稳定边坡，扩大露天开采煤的储量，使矿区煤炭资源的回采率大大提高[3]。
（三）优化露天煤矿运输系统
优化露天矿的运输系统有利于节约运输成本，减轻矿区的环境污染。因此优化矿区运输系统，应根据矿、岩流向，选择合理的运输路线及交通工具，综合考虑运距或运输时间、费用及运输方式等。力求路径最短、运费最低，做好矿、岩运输等方面的运输管理工作，确保企业利益能够得到有效提升。
（四）实现矿山生产、经营数字化管理
在进行矿山的运营管理过程中，应大力推进煤矿数字化管理，以矿区资源开采安全、高效为目标，全方位监控露天矿地质、采矿计划边坡稳定等方面的业务管理以及露天矿各生产环节的调度情况。及时反应出工作环境及管理目标等方面的变化，实现精准、可靠的全日制智能化管理，能够有效节省人力物力等。
（五）建立一体化露天采矿与生态环境
露天矿合理采煤的同时，应将粉煤灰、废气等也看作资源，对其进行开发利用，进一步修复已被破坏的生态环境。根据矿山不同开采特点及自然因素，及时制定合理的生态修复方案，力求在采煤环节尽可能避免环境遭到破坏，建立露天采矿与生态环境一体化管理体制，实现矿区可持续发展。
（六）净化烟气、粉尘
为了减轻矿区污染，露天矿山企业可以采用脱硫技术减少SO2的排放，使锅炉烟尘达标，或者及时清理露天采场的浮煤，避免煤炭自燃；边帮压煤则应做好相应的灭火措施，能有效降低空气污染的同时确保边坡稳定。此外在设备进行采煤作业时，可以采用洒水防尘的方式，减少粉尘，与此同时，作业人员应充分做好相关的个体防护，建立储煤场的防风墙，降低大气污染[4]。
结束语
总之，露天煤矿开采技术在不断地发展与优化，采煤工艺也步入多元化时代，各种开采设备已经趋近智能，而且煤矿规模也在不断扩大，开采深度及回采率等都在相应增加，因此，采煤对生态环境的各种不利影响也应同步重视。做好矿区全方位的控管工作，进一步实现露天采矿与重建生态环境一体化的智能管理，为矿区的可持续发展奠定良好的基础。
参考文献：
[1]张宇，王永伟，石磊.露天煤矿开采工艺现状及发展方向[J].当代化工研究，2020，No.61（08）：14-15.
[2]王平.露天煤矿开采工艺与设备现状及发展趋势[J].矿业装备，2020，No.111（03）：149-150.
[3]蔡忠超，张继平.疏浚开采法在露天煤矿中的应用[J].露天采矿技术，2020，v.35；No.220（04）：14-16.
[4]刘嵘，孙健东，张瑞新，等.黑岱沟露天煤矿拉斗铲倒堆作业方式比选分析[J].中国矿业，2020，029（006）：139-144.