露天礦水力開採

露天礦水力開採是指用水槍射流沖采土岩將形成的固液混合漿體，用水力輸送到選礦廠或排土場的露天開採作業。水力開採是供水、沖采、水力輸送、水力排土組成的連續生產工藝系統。水力開採主要用於開採砂礦床、枯土礦床和其他露天礦的表面剝離。粘土礦由於水力開採的適用條件比較嚴格。特別是水力排土場占用的面積比其他機械開採要大，而且從排土場泄出的澄清水中固體含量仍較高，有害於農漁業生產和對水系的污染，採空區的復墾周期較長，復墾的成本也較高。因此世界各國水力開採所占的比重日益下降。

基本介紹

• 中文名：露天礦水力開採
• 外文名：Hydraulic mining of open pit mine.
• 學科：採礦工程
• 領域：能源
• 範圍：露天開採
• 釋義：用水槍射流沖采土岩

簡介

露天礦水力開採是指用水槍射流沖采土岩將形成的固液混合漿體，用水力輸送到選礦廠或排土場的露天開採作業。水力開採是供水、沖采、水力輸送、水力排土組成的連續生產工藝系統。水力開採主要用於開採砂礦床、枯土礦床和其他露天礦的表面剝離。粘土礦由於水力開採的適用條件比較嚴格。特別是水力排土場占用的面積比其他機械開採要大，而且從排土場泄出的澄清水中固體含量仍較高，有害於農漁業生產和對水系的污染，採空區的復墾周期較長，復墾的成本也較高。因此世界各國水力開採所占的比重日益下降。

露天礦水力開採效益的高低。取決於水槍射流的最優沖采單位壓力、正確的沖采方法、合理的水力輸送、送水的方法及其系統。

水槍射流最優沖采單位壓力的確定

水力沖采土岩的單位水耗量是表征水力沖采的基本技術經濟指標。沖采不同類型土岩所需要的最優沖采單位力。實踐證明，對於緻密難沖采的土岩，採用其他方法將十岩預先進行鬆動，然後用水力沖采，是提高水力沖采效率和節省能耗的有效措施。因此，為了提高水槍沖采效率，通常將水槍布置在台階的下平盤上，並儘可能使水槍接近工作面，對著工作面進行沖采。只有當台階高度小於3m。而且土岩中含礫卵石較多時，才將水槍布置在台階的上平盤上，向下進行沖采。

水力輸送

水力沖采形成的漿體，是屬於非均質漿體。而漿體的輸送、是依靠於流體處於紊流狀態所產生的脈動速度使固體物質呈懸浮運動而實現的，是一種複雜的兩相流輸送。為了降低水力輸送的成本，當采場位置高於選礦廠或排土場的位置，且有足夠高差時。即應採用最經濟的自流水力輸送系統；否則，採用加壓水力輸送系統，為達到水力輸送的暢通性及其經濟合理性，其合理的流速應等於或大於10%或15%水力輸送臨界速值。因此，針對輸送物料顆粒的平均粒徑及漿體濃度等因素，正確地確定水力輸送臨界流速值，是合理確定水力輸送主要技術參數、設備選擇和水力輸送系統的基礎。

供水

向水槍供給具有必要壓力的足夠水量，是採用水力開採的必要條件。當水源位置高於采場位置且有足夠的高差時。即應採用自流供水，否則，採用水泵加壓供水，或者自流與水泵加壓的聯合供水。為節約水資源和減少對鄰近水系的污染，一般應儘可能採取循環供水系統。

水力開採的特點和適用條件

水力開採的基本特點是連續化的生產工藝過程。勞動牛產率高，設備簡單，投資省，建礦快，回採率高；主要缺點是單位產量的水耗量大，能耗量高，生產中排出的含泥水對環境有一定的污染危害。例如、中國雲南錫業公司於20世紀60年代建設的新冠砂錫礦舊產原礦6000t，2年建成，與電鏟配汽車開採工藝相比較，投資節省30%，開採成本降低30%以上，資源回採率提高了25%，全員平均的原礦勞動生產率達到11258t/人·a，而且均衡生產性好。水力開採的單位能耗量，與沖采上岩的難易程度、供水條件、水力輸送方法及其輸送距離等因素有關。中國砂錫礦平均單位能耗在2.5-12kW/t範圍內。

水力開採的適用條件是：土岩比較鬆軟；含大的卵石(100-200mrn)量不超過20%。或含中粒卵石(60~100mm)量不超過30%；有充足的經濟水源;有合適的水力排土場場地;礦區遠離城市，使民用及工業用水免受污染。

發展簡史

中國古代就採用了人工水力開採，即利用具有一定壓差的自然水流沖采砂礦。約在公元20世紀中期，比較成功地採取開掘明溝或“聯百竹為視”。引用山溪水流沖采與淘選砂錫及砂金礦。人工水力開採法在民間有時還可見。1929年，中國水岩壩砂錫礦首先採用小型水槍沖采的水力開採工藝，然後在其他地方的砂錫礦開採中推廣使用。1949年中華人民共和國建立後，在長江以南各省大規模發展露天水力開採砂錫礦床。20世紀60年代末期，水力開採法發展到開採海濱欽錯砂礦和內陸風化氧化錳堆積礦床以及粘土礦，此外還用於少數銅、煤及油母頁岩露天礦的表土剝離。20世紀80年代初期以來，主要由於陸上砂錫富礦資源日趨枯竭，以及土地復墾和環境保護的要求日益嚴格，中國露天礦水力開採占的比重迅速下降，但在開採底板為岩溶的砂礦床以及含水量大的露天礦表土剝離中，水力開採法仍保持其固有的優勢。