国能宝日希勒能源魏志丹：我国露天煤矿连续化采剥工艺应用现状及发展趋势

随着我国大型露天煤矿运距及采深的不断增加，单斗-卡车间断工艺已不能适应露天煤矿安全、高效、绿色、智能的发展方向，连续化工艺是行之有效的替代手段。露天煤矿连续化开采工艺主要分为轮斗连续开采工艺及基于破碎站的半连续开采工艺，目前此2种工艺在国内均得到了一定应用，取得了较好的成效。但在应用过程中也存在连续化工艺应用的难题，大型化、国产化、智能化和本质安全是露天矿连续运输技术发展的必然趋势。

近10年来我国煤炭总产量由近40亿t增加到约46亿t，增加15%，其中露天煤矿煤炭产量由5亿t增加到11亿t，增长超2倍，露天煤矿产量以平均每年1%的速度增加，露天煤矿数量却从400余座减少到350余座，呈大型化趋势。

露天煤矿的运输成本一般占总成本的60%以上，国内目前除国能伊敏煤电有限责任公司露天矿（简称伊敏露天矿）、内蒙古扎哈淖尔煤业有限公司露天矿、国家能源集团平庄煤业元宝山露天煤矿、准能集团有限责任公司黑岱沟露天煤矿、云南小龙潭矿务局小龙潭露天煤矿、国家能源集团霍林河煤电集团有限责任公司露天煤矿（霍林河露天矿）的部分剥离工程采用了连续、半连续及吊斗铲开采工艺以外，国内露天煤矿剥离系统全部采用单斗-卡车间断工艺。

在煤矿产能核增及煤炭保供的大背景下，释放了国内露天煤矿产能，露天开采推进度持续加大，目前最大推进度已突破400 m/a，露天煤矿年剥离量持续增加。随着采坑的推进，露天煤矿开采深度不断增加，剥离工作面和排土工作面的距离持续拉大，运煤卡车折返运距逐年增加、内排空间严重不足的问题普遍存在，部分露天矿剥离及采煤运距达到5 km，如国能准东露天煤矿、国家能源集团宝日希勒能源有限公司露天煤矿、国家能源集团胜利能源有限公司胜利西一号露天煤矿、国能新疆黑山露天煤矿、内蒙古白音华煤电有限公司白音华一号露天煤矿（简称白音华露天矿）。

01、我国露天煤矿主要开采工艺

国内各大露天煤矿对符合“安全、绿色、智能、高效”发展方向的新质生产力提出迫切需求，产能大、易实现智能化、能耗低、污染小的连续化采剥工艺是目前的最优解。连续化采剥工艺是指以带式输送机运输替代或部分替代卡车运输的露天矿生产工艺，主要包括以下2种工艺。

1.1 轮斗挖掘机连续开采工艺

轮斗连续工艺以轮斗挖掘机+带式输送机为核心（图1），替代卡车运输，实现无爆破高效开采，降低能耗与污染。该工艺及成套装备应用于露天矿中硬以下缓倾斜煤层和表土松散层的高效连续开采，可替代单斗-卡车的间断生产工艺，且无需爆破，实现露天矿煤和剥离物的高效连续运输，提高露天矿开采和运输的安全、经济和环境效益。

图1 典型连续开采工艺示意

1.2 半连续开采工艺

半连续开采工艺系统主要由单斗挖掘机-卡车+半固定破碎站-带式输送机-排土机（图2）或单斗挖掘机-自移式破碎站-带式输送机-排土机组成（图3），核心装备为半移动破碎站或自移式破碎站及排土机。该工艺综合了单斗挖掘机-卡车工艺适应性强、机动灵活的优点和带式输送机连续运输爬坡能力大、效率高、运输成本低的优点，可有效地扩大生产规模和降低生产成本。

图2 典型半固定破碎站半连续开采工艺示意

图3 典型自移式破碎站半连续开采工艺示意

02、我国连续化工艺应用现状及问题

2.1 连续开采工艺

我国轮斗连续开采工艺研究与应用起步于20世纪70年代，20世纪90年代起，引进克虏伯（C3100ZG，3 100 m³/h）、塔克拉夫（SRs1602，3 600 m³/h）大型轮斗设备，用于表土剥离；2014 年引入塔克拉夫SRs（K）2000型设备（6 600 m³/h），2019 年引进克虏伯 C6700 型设备（6 700 m³/h，亚洲最大产能）。

国产装备方面，中煤集团新疆能源有限公司哈密大南湖七号煤矿曾于2014—2017 年投用3000型、1500型全液压轮斗挖掘机采煤，新疆疆纳矿业有限公司兴盛露天煤矿2020年投用2 000型设备；新疆疆纳矿业有限公司兴盛露天煤矿即将投用 4 000 m³/h 级大切割力紧凑型设备，首次实现高寒地区原煤挖掘应用，国内轮斗挖掘机应用情况见表1，连续开采工艺存在以下3个方面的应用问题。

表1 国内轮斗挖掘机应用情况

（1）连续开采工艺适用条件要求高

连续开采工艺核心装备轮斗挖掘机及带式输送机运行效率受到地质条件、气候因素、物料性质、装备配置等多方面因素的影响，在正式采用连续开采工艺前需要进行详尽的可行性研究，针对不同露天煤矿进行定制化研究及设计，导致前期准备周期过长。

（2）连续开采工艺装备可靠性要求高

轮斗连续开采工艺不同于单斗-卡车间断生产工艺属于“串联”系统，任一环节出现故障停机均会导致整个系统停止运行，严重影响煤矿生产任务，所以连续系统对装备的可靠性要求更高，研制智能故障预测及检测系统将为连续工艺系统的稳定运行提供强有力的保障。

（3）连续工艺系统核心装备依赖进口投入大

大能力装备方面国外设备处于绝对垄断地位，中小能力设备市场占有率大于60%。进口设备价格昂贵采购周期长、运营维护成本高、难度大、备品备件采购周期长，国内长期处于被动局面。

综上，国内露天矿智能大型装备关键技术尚未完全突破，装备能力偏低且连续工艺系统智能化水平低，难以满足露天矿产能需求以及智能化建设需求。突破露天煤矿智能连续核心装备关键技术，实现大型核心装备自主可控，是突破单斗卡车工艺困局，实现大规模煤矿安全、绿色、高效连续运输的必由之路。

2.2 半连续开采工艺

国内露天煤矿采煤多采用半连续工艺，经统计国内半连续系统共70余套，剥离半连续系统为17套。国内最大在用露天煤矿破碎站系统处理能力约3 500 t/h，多数为2 000～3 500 t/h，其中国外品牌早期主导国内高端破碎站市场，随着国产品牌的崛起，同时因其建设周期长、采购成本高等劣势，市场份额正在逐年降低，当前整体市场占有率降至60%以下。以中煤科工集团唐山研究院有限公司、北京博创凯盛机械制造有限公司、河南省振源科技有限公司为代表的国产半移动破碎站处理能力均已突破2 500 t/h，在新疆、内蒙古等地区推广，产品应用稳定可靠，且经历多年发展，部分处理能力为3 500 t/h的产品也得到应用，且具备5 000 t/h破碎站开发能力。

国内露天剥离物综合处理起步较晚，相关处理系统发展较慢；目前国内露天煤矿应用最多的是英国MMD公司的破碎站，剥离系统破碎站设计能力达万吨级，适应大粒度物料破碎。国内投入应用的最大半移动破碎站为霍林河露天煤矿引进的MMD产品，其剥离的破碎能力为7 200 t/h。国内半移动破碎站生产厂家主要为中信重工机械股份有限公司和北京博创凯盛机械制造有限公司等，其生产的破碎机破碎能力为3 500 t/h。

自移式破碎机系统相比固定式和半固定式系统是一种较为新型的工艺。自移式破碎机自身具有行走装置，由单斗挖掘机或前装机向破碎机直接给料，随工作面开采移动，省掉了卡车从工作面到破碎站的运输费用，“以电代油”、环境污染小。

我国目前对自移式破碎机半连续工艺系统的应用除了在伊敏露天矿取得一定的成效外，在国内大型露天矿的应用研究尚处于起步阶段，从长远来看，该开采工艺在我国的露天矿具有良好的应用前景。自移动破碎站半连续工艺在实际的应用中，存在以下4个方面的问题。

（1）冬季冻粘问题

大型露天煤矿较多处于温带大陆性季风气候，冬季寒冷漫长，无霜期短，最低气温可达近-50 ℃，剥离物及煤含水率高，导致在开采运输过程中带式输送机的输送带、滚筒、转载点及溢料刮板、破碎站齿辊等部位均存在不同程度的冻粘情况，降低了设备效率，导致设备故障，增加人员劳动强度并影响露天煤矿生产计划，各矿针对半连续系统的冻粘问题均尝试了不同的解决办法，但目前仍无法根治。

（2）半移动破碎站移设问题

半移动破碎站移设是用户关注重点，由于大型破碎站质量通常为1 000 t以上，无法实现整体搬迁，在移设时需要将各部件拆解零散后运输到新地点后重新安装，造成部件变形严重，重新组装困难，导致移设工期延长、停产时间较长，严重影响露天矿的生产。现阶段，国内外半移动破碎站生产厂家对移设问题的重视程度不够，尚未提出有效解决方案。

（3）核心装备依赖进口，初期投入大

核心装备破碎机基本被国外企业垄断，价格高，并逐步形成全球唯一供应商的格局，处于严重“受制于人”的状态。国内的半移动破碎站的大型剥离工程暂无应用实例。在国内行业需求激增的大背景下，攻克大型半移动破碎站、大型半移动带式输送机和大型排土机等核心装备“卡脖子”技术，实现核心装备的自主可控，符合国家实现高水平科技自立自强总体要求，更是保障国家能源安全的迫切需求。

（4）破碎站选型设计方法存在问题

目前不同设备厂家有各自的破碎机选型设计方法，均以经验数据为主，少数厂家的经验计算公式，考虑因素不完善，缺乏理论依据，无权威性；生产能力计算方法与实际不符。半连续工艺系统各环节设备生产能力不完全匹配，造成相互影响和制约；半连续工艺系统设计年工作时间在系统设备组成单元较多时明显少于实际的年工作时间。

03、连续化开采工艺发展趋势

随着国内露天煤矿对采用露天矿连续、半连续工艺替代间断工艺，实现绿色高效开采需求及国家加快实现高水平科技自立自强政策推动，从煤炭工业高质量发展对露天矿提出的要求分析，连续化、无人化、低碳化、高效协同和本质安全是露天矿智能运输技术发展的必然趋势。

连续化工艺核心装备的革新是推动工艺发展的原动力，随着国内露天矿重大装备研究的不断深入，露天矿连续、半连续重大装备及配套环保设备，实现从模仿制造到自主研发制造的转变，逐步解决“卡脖子”难题，主要技术参数逐步达到国际先进水平，产品可靠性满足露天矿连续生产要求。露天煤矿连续及半连续工艺智能成套装备发展趋势主要包括在以下4个方向。

（1）露天开采工艺设计理论与技术突破

构建以地质条件、物料特性、产能需求为核心的工艺设计理论框架，突破系统协同优化技术，解决工艺设计标准化与适应性难题，为连续化工艺大规模应用奠定基础。在实现核心装备国产替代目标的基础上，连续化工艺核心装备领域的技术创新，如工作面自移式带式输送机，解决了工作面输送带移设困难、周期长的问题；露天矿端帮可移式大倾角带式输送机，可在端帮台阶上直接布置，无需建设出入沟，解决了出入沟影响卡车通行及大型露天煤矿因开采深度不断增加，卡车运输成本剧增的问题，并可按需移设。

（2）面向高强度开采需求的装备大型化

国内连续、半连续系统能力已经不能满足露天矿的产能需求，轮斗连续系统向着年剥离1 000万m3，半移动破碎站及排土机等半连续重大装备年剥离3 000万m3的大型化方向发展。基于高新技术的装备“大型化”，提高单系列设备产能，而且降低露天煤矿基建投资费用、矿山生产管理费用，提高矿山生产安全性等方面具有优越性。

（3）轻量化、模块化

大型轮斗挖掘机、半移动破碎站及排土机单机质量均大于1 000 t，设备体积庞大，结构质量大，在设计阶段应加强模块化、轻量化结构设计，降低设备成本，改善设备移动灵活性，便于运输，提升露天煤矿大型装备的适应性。

（4）智能化

随着各露天煤矿智能化建设工作的快速推进，轮斗连续系统、半连续工艺系统及半移动破碎站和排土机等重大装备的智能化水平需求不断提升，实现开采一体化智能管控平台集中控制，减轻操作者负担并改善工作环境，实现最佳控制方案，达到系统和设备的生产能力、能量消耗、设备工作状态、人机安全等方面的合理平衡。

04、结 语

近年来国家及地方的政策导向，连续化工艺相对单斗-卡车间段工艺在安全、高效、绿色、智能等方面的巨大优势，都将推动连续化工艺在我国露天煤矿的大量应用，使我国摆脱“大而不强”的露天煤矿开采现状。

文章来源：《智能矿山》2026年第1期“科创探讨”栏目

作者简介：魏志丹，工程师，主要从事煤矿智能化、信息化相关研究工作。E-mail：84987634@qq.com

作者单位：国能宝日希勒能源有限公司

引用格式：魏志丹. 我国露天煤矿连续化采剥工艺应用现状及发展趋势[J]. 智能矿山，2026，7（1）：106-110.

编辑丨李莎

审核丨赵瑞