一段时间以来，煤矿运营商越来越多地转向一种替代传统的分层开采或钻孔爆破开采的方法:使用地面矿工。各种研究和试验表明，露天采矿在经济效率和最终产品方面都具有相当大的优势。
Wirtgen地表采矿技术的主要优点包括:
- 选择性开采
- 避免爆破
- 切割，破碎和装载在一次操作
- 最大限度开采矿床
- 降低运输成本
Wirtgen提供各种性能等级的露天矿工，用于选择性开采商品，如煤炭、石灰石、铝土矿、石膏、盐和磷酸盐。除了采矿，这些机器还可以进行道路和铁路轨道的建设，修复道路和安装隧道地板的布线作业。应用范围还包括沟渠和通道的精密切割以及表面平整。
图1:Wirtgen 4200sm露天矿在生产率、安全性、目标粒度和成本效益方面得分很高。
Wirtgen与亚琛工业大学合作，在澳大利亚昆士兰州的一个黑煤矿进行了一项研究。本文将在此研究成果的基础上探讨露天矿在煤矿开采中的优势。
案例研究
4200sm露天矿被整合到一个持续的作业中，用于煤和夹层的选择性开采。定期检查之前确定的目标，以确定是否达到了目标。项目记分卡(图1)说明了在这个矿中使用露天矿机的优点。在4个月的时间里，根据各种性能指标，将该露天矿的产量与之前使用的撕裂堆叠法进行了比较。传统的采矿系统包括两台超大型推土机，用于开采和堆放材料，以及一台超大型轮式装载机，用于将其装载到有效载荷为130-190吨的自卸卡车上。
更好的HSE
与之前矿场使用的三台矿机相比，使用露天矿机显著降低了噪音排放。
使用4200sm采矿同样对粉尘排放有积极影响。与推土机和轮式装载机产生的大量粉尘影响工作环境不同，露天采矿机产生的粉尘包含在切割滚筒外壳中。由集成喷水系统组成的抑尘系统也有助于额外减少和结合灰尘。
对两种采矿方法的分析进一步表明，燃料消耗降低了约79%，因此也降低了CO2与使用传统方法时相比(图2)，使用较少的机器对风险管理也有积极影响，因为较少的机器意味着矿山事故风险的降低。
地面矿工的防震舱为机器操作员提供了更好的人体工程学和优化的工作条件。根据澳大利亚as 2670-2001标准，4200 SM产生的振动被评为“低”，而传统系统的评级更高。
由于罚款减少，处理成本降低
煤层一般厚度不等，由夹层分隔。如果要尽可能低成本地开采煤炭，精确地分离各种材料是非常重要的，因为它大大降低了加工成本。在这方面的另一个主要成本驱动因素是罚款的比例，因为它们的加工成本比粗料要高得多。
在本研究中，在露天采矿机作业期间，共分析了100个样品(每个30 t)，以确定粒度分布。这些样品与从传统采矿设备和相同矿区提取的类似样品进行了比较。与传统采矿系统相比，与露天采矿系统相比，露天采矿系统产生的颗粒尺寸小于2毫米的细粉减少了14%。颗粒尺寸小于1毫米的细粒加工比例下降22%，颗粒尺寸小于0.5毫米的细粒加工比例甚至下降36%。通过显著减少超大尺寸的数量，进一步节省了成本。例如，地面矿工开采的材料中只有17%需要粉碎，而推土机开采的材料中有26%需要粉碎。
研究分析的矿床中含有菱铁矿侵入体，尤其是在煤层与夹层之间的边界处。在常规的开采过程中，由于菱铁矿侵入体非常坚硬，因此很难开采，这往往会带来困难。因此，推土机经常会产生超大的菱铁矿卵石，导致破碎机堵塞。当使用露天矿工采矿时，情况就不同了。
此外，与露天矿工一起工作减少了煤矿开采损失和煤矿中的煤炭贫化。这导致了更多的产品，从而增加了周转率，甚至改善了矿床的开采，从而获得了更好的剥离比。
Wirtgen露天矿工可以通过稳定的输送系统直接将材料装载到卡车或翻车机上，一次操作即可完成。该材料也可以沉积在履带轨道之间的窗口或放置在机器旁边。
一个操作中有三个任务
Wirtgen露天矿工可以在一次操作中切割、粉碎并直接将材料装载到卡车或翻车机上。这节省了时间和购买机器和燃料的额外成本。在澳大利亚矿山使用4200 SM后，每立方米开采材料的燃料消耗减少了79%。与传统采矿方法相比，人工成本降低了60%，每吨采矿单位成本降低了60%。
记分卡清楚地表明，当考虑到整个流程链时，矿山经营者在使用露天采矿机时可大大降低成本。这些减少不仅是更容易处理的结果。上述较少的矿机数量和减少的人力，以及避免运输和处理废石的额外成本，也大大有助于露天矿工取得良好的总体分数。
并非所有来自露天采矿的好处都在这项研究中。下面介绍了其他好处。
避免爆破就是避免危险
有了露天矿，钻井和爆破就可以省去了。换句话说，即使是位于居民区、公共道路或其他基础设施附近的商品也可以被有效开采。同样，也可以开采位于缓冲区和安全区的资源。
在大多数情况下，爆破工作的规划和执行需要付出相当大的努力、高昂的成本和监管限制。事实上，取消钻孔和爆破可以减轻人们面临的许多挑战。矿山经营者不再需要花时间取得所需的许可证、雇用合格的爆破人员或编制相关文件。此外，取消钻孔和爆破对公众舆论有非常积极的影响，这意味着露天采矿作业可以在不引起社区摩擦的情况下继续进行。
取消钻孔和爆破还有以下优点:
- 由于不需要储存炸药，矿井的安全性得到了提高
- 不需要搬运巨石
- 对环境影响小(振动、灰尘、噪音)
- 爆破不中断(生产延误)
- 改善边坡稳定性
- 减少落石
- 加强堤防复耕
露天采矿机的使用对露天矿的水管理也有积极的影响。切面是水平的，可以在一个角度切割。排水得到了进一步的改善，减少了渗水到地下的情况。
运输:每小时多吨
露天采矿的主要成本因素是运输。使用Wirtgen露天采矿机进行采矿，可以产生水平的表面，作为稳定的道路，支持物料的快速运输。这增加了整个卡车车队的运输能力。由于道路的质量，甚至轮胎、框架和悬挂的磨损也减少了，这使得使用标准的公路卡车成为可能。
露天矿提高了质量和成本效益
近年来，Wirtgen对粒径分布和ROM材料降解进行了多次大规模的现场试验。在这些研究中，分析了来自八个不同坑的煤和沉积矿石，以确定它们的粒度分布。筛选了大约8 000吨材料，以比较露天矿工生产的材料与传统采矿方法提取的材料。
所有研究都表明，使用Wirtgen露天矿在最终产品质量、成本效益、环境保护和安全方面都有显著改善。为了充分利用露天采矿业的利润潜力，在开始规划采矿项目时应进行分析。
