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露天采礦技術(shù)最大降低爆破隱患

讓采礦范圍更廣

　　美國威猛制造公司是一家集生產(chǎn)、研制、開發(fā)于一身的世界著名專業(yè)制造商，成立至今超過60年歷史。威猛結(jié)合創(chuàng)新的科技、精良的設(shè)計以及多年以來的巖石切削工業(yè)經(jīng)驗和液壓研發(fā)經(jīng)驗，得意研發(fā)出適應(yīng)市場需求的露天采礦(地平王)設(shè)備。

　　在俄克拉荷馬中西部一望無際的平原之下蘊藏著大量的石膏礦。石膏是在數(shù)千萬年的過程中淺海逐漸蒸發(fā)形成的，它是一種由硫酸鈣組成的天然水合鹽—其功用多種多樣,高純度石膏最常用于水泥生產(chǎn)和灰板內(nèi)墻制造，并且用于多種消費品的制造，如牙膏，罐裝食品和藥品。

　　石膏通常露天礦進行開采。傳統(tǒng)的石膏采礦過程通常涉及一系列步驟。首先，通過鉆孔和爆破破碎外露石膏。然后將碎裂的大塊石膏送往破碎機去破碎。這樣就可以產(chǎn)生一些規(guī)整并尺寸均勻的小聲石膏顆?；旌衔铩Ｗ詈笤俑鶕?jù)最終用途運送到相應(yīng)處理設(shè)備去進行最終處理。而其實這樣一系列步驟的結(jié)果是既耗財又耗力，并且爆破的過程往往非常危險并受到相關(guān)限制。

　　城市中心增長和地下基礎(chǔ)設(shè)施的擴大也對減少了許多礦山可開采的范圍，監(jiān)管機構(gòu)頒布的相應(yīng)法規(guī)嚴(yán)格限制了爆破地點以及允許時間。因此，許多煤礦經(jīng)營者不得不重新評估并尋求可替代傳統(tǒng)采礦工藝的新技術(shù)?？死锼?#8226;金德就是其中一人，他是俄克拉荷馬州諾曼市哈里森石膏公司的運營副總裁。

　　“我們有些礦山位于住宅和天然氣管道附近，”金德說，“但是法規(guī)限制在管道500英尺范圍內(nèi)進行爆破。盡管爆破監(jiān)管是善意的，但它卻限制了我們從某些特定礦山進行采礦，這就像擁有一座原料寶庫卻無法利用。我們需要一種替代方法能夠安全有效地采獲更多的礦?！?/P>

　　哈里森石膏成立于1955年，由一個小型家族運作公司起家，主要提供石膏給家族農(nóng)場和一些鄰居農(nóng)業(yè)使用。哈里森1號礦在俄克拉荷馬州水泥公司附近，最初公司的名字叫水泥石膏公司。哈里森后來通過供應(yīng)原料石膏給附近的水泥生產(chǎn)商而逐漸擴大，直到現(xiàn)在經(jīng)歷了穩(wěn)步增長。到現(xiàn)在為止，此公司擁有的石膏礦總量估計值也超過了2.5億噸。

　　除了石膏，哈里森還開采大型硬石膏礦，生產(chǎn)特殊用途的純無水硫酸鈣，以及聚合物，其硬度與優(yōu)質(zhì)石灰石相當(dāng)。該公司還提供鐵路，卡車和駁船形式的礦物運輸服務(wù)。

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　　創(chuàng)新替代科技

　　金德首次發(fā)現(xiàn)一種創(chuàng)新機器—威猛T1255地平王 露天采礦機(SEM)—是在2001年，那時附近的威猛經(jīng)銷商銷售代表聯(lián)絡(luò)他，并問他是否可以提供一些有關(guān)新設(shè)備的信息。威猛開發(fā)T1255地平王最初，用于覆蓋層剝離，道路建設(shè)和土壤修復(fù)，而它其實也特別適應(yīng)于露天采礦應(yīng)用。當(dāng)時，由于哈里森的礦山大多數(shù)都還沒有直接受到爆破的限制。然而，一直在尋找可以提高效率的新技術(shù)的金德同意進行商務(wù)會談。

　　幾年后，該公司收購很多石膏，它們很接近地下天然氣管道和房屋。而今，金德面臨著爆破限制，使用傳統(tǒng)的方法會限制他們開采一大部分新收購的石膏礦，這時他想起了威猛的設(shè)備，并撥通了銷售商的電話。

　　“他們[金德的威猛地方經(jīng)銷商]同意將一個T1255地平王到我們的礦山之一進行現(xiàn)場演示，”金德說，“在考慮進行投資時，我們就已經(jīng)談清楚了這臺設(shè)備所需要達到的生產(chǎn)效率。在觀察地平王演示以及看到它是怎樣高質(zhì)高效采獲那些會讓我們面臨爆破限制的礦層時，我們完全信服了。它不僅能滿足我們生產(chǎn)效率的標(biāo)準(zhǔn)，而且使我們能在限制爆破的煤礦領(lǐng)域進行開采。

　　根據(jù)金德所說，控制礦粒尺寸也是一個大問題?！叭魏伪任覀円蟪叽缧〉牡V粒都是廢料，”金德解釋到， “地平王產(chǎn)生礦粒均勻一致，而這僅需簡單地通過機器設(shè)定就可實現(xiàn)。相比爆破工藝，我們平均至少獲得15%以上更多的可用產(chǎn)品。它大大地減少了廢料?！?/P>

　　裝備有600匹馬力(447.4kW)發(fā)動機，自身重110噸的T1255地平王露天采礦機，也免去了對額外破碎機，大型裝載機及礦用卡車的投資。此設(shè)備滾筒的切削深度在46厘米至69厘米之間，寬度12英尺(3.7米)。根據(jù)切削材料的密度，地平王行進速度約2.7至3.6米/分鐘)。哈里森石膏公司工作人員每天操作時間不到10小時，平均每小時采獲可用礦料450噸。

　　地平王露天采礦機采用了專利設(shè)計的滾筒附件，使用的是“自上而下”的切削技術(shù)。自上而下的切削在不使用機器的牽引力的情況下使刀齒穿透力更大。當(dāng)設(shè)備前行且滾筒旋轉(zhuǎn)時，滾筒上方的切齒從正上方垂直切入巖石表面。該技術(shù)大大提高了運行效率，因為有更多的馬力用在切削巖石而更少的馬力用在牽引機器上。相比之下，自下而上的切割方式需要機器提供更多的牽引力來推動切齒切入巖石表面，影響了機器的性能。

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　　投資回收期

　　雖然初期投資很大，金德卻承認地平王露天采礦機在迅速幫他收回成本。“這臺機器幫助我們采獲更多的可用材料，”金德說，“而且它能夠生產(chǎn)出均勻大小的產(chǎn)品，這大有裨益。從資產(chǎn)投資來說，雖然使用地平王露天采礦機的采礦總成本并沒有顯著下降，但如果你考慮到那些增加的可采獲的15%礦料，它的回本速度還是相當(dāng)快的。”

　　“選擇性采礦技術(shù)使我們在石膏開采中靈活性更高，因為它可以舍棄雜質(zhì)以及不合格的礦料，而這對我們企業(yè)的成功來說至關(guān)重要，”金德說，“我們投資的優(yōu)良采礦設(shè)備和采用預(yù)防性維修計劃，這可以幫助提供可靠的設(shè)備運作。地平王使我們能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)，它使我們能夠開采使用爆破技術(shù)無法得到的礦物。

　　場地還原

　　一旦他們某個礦已經(jīng)采盡，哈里森石膏公司會不厭其詳?shù)剡M行“場地還原”工作。這一過程涉及將礦山還原到石膏開采之前的狀態(tài)。

　　“在采礦行業(yè)里，哈里森石膏公司樂于承擔(dān)責(zé)任，且往往都會將場地恢復(fù)到比采礦前還更好的狀態(tài)，”金德說，“鉆孔爆破對土地構(gòu)成的完整性會造成不利影響，且其范圍不限于開采區(qū)域。而地平王露天采礦機對土地帶來得創(chuàng)傷則小多了。任何我們可以在開采過程中盡量減少場地破壞的行為都有助于我們將礦山恢復(fù)到一個既美又實用的狀態(tài)。(文章翻譯自“Surface mining technology minimizing blasting concerns”)