煤炭如何实现自动下料

3.1 风、水、给煤、排料、周期等跳汰机主要参数控制系统

跳汰机各工艺参数之间相关性强，调整时需互相协调。跳汰过程由两个基本过程组成，即物料按密度分层和最终产品的分离过程，两个过程既相互独立又相互影响，物料按密度分层是全过程的关键。这是因为，只有在精确分层的基础上，才可能分离出更多的合格产品；而且作为排料依据的床层检测元件—浮标所处层位的可靠性和准确性均依赖于分层效果。分层过程是煤和矸石、中煤相对运动的结果，煤相对向上、向前运动就产生了分层，相对运动的阻力大，相对位移困难，分层也困难，反之亦然。因此，相对运动阻力的大小直接反映了分层难易程度。

跳汰机主要参数控制系统，通过调整风、水、给煤、排料、周期等参数，将相对运动阻力控制在一定范围内，使其不要过大，也不要过小，以保证物料顺利地按密度分层，同时，在一定程度上也保证了浮标检测的准确性和自动排料系统的可靠运行，最终保证了建立在自动排料基础上的煤质划分系统的可靠性。

3.2 跳汰机及其周边关联设备的自动启停系统

该系统能在接到启车指令后，进行必要的打点联络，在得到回应后逆煤流启车，接到停车指令后顺煤流停车。在缓冲仓料位计和总水流量计等仪器的配合下还可实现欠煤、欠水、设备故障报警，同时使跳汰机处于休眠或半休眠等待状态，保持床层，待报警解除后自动恢复正常运行。

3.3 跳汰机处理量优化控制系统

该系统给料控制，除人为给定外还可有下面两种选择：①在不要求大处理量的场合，根据来煤量自动调整入洗量以减少等待和设备的启停次数，做到长期均衡入洗，稳定产品质量。②根据自感知的入料性质（矸石和中煤排量和粒度组成），自动调整给料量使其达到较为理想的分选效果的同时，尽可能加大处理量。

3.4 入料煤质变化自感知系统

该跳汰机采用了漏斗仓式稳静滚轮排料方式，可实现连续排料，排料体积量与排料轮转速成正比；同时采用了给料量与变频调速器频率对应较好的给料机。因此，在分选过程中对当前的给煤和中煤、矸石量的相对情况，系统是可感知的，系统可根据矸石和中煤的相对排放量，粗略地划分出分选的难易程度（易选、中等可选、难选等九级模糊分类）。同时实践表明，床层横向推力检测装置的信号一定程度地反映了入料整体平均粒度的大小，所以系统也可根据粒度组成的大概情况将其进行模糊分类。

跳汰机风阀自动控制

1 前 言

目前跳汰机数控风阀控制，均采用手动调节的开环控制方式，跳汰机作为选煤厂的关键设备，其风阀控制的自动化问题长期以来未能解决。跳汰司机在生产操作过程中，需要根据入料性质、给料量、工作风压、床层状态等外部条件的变化，不断调整风阀参数，操作繁琐，产品质量得不到保证。同时，由于风阀系统的执行元件动作频繁，故障率相对较高，现有控制方法无法判断故障和发出有效的报警信号，致使设备带故障运行，更严重地影响分选指标。本文在分析跳汰机工作原理的基础上，提出利用空气室水位信号进行风阀参数自动调节的方法，从而实现跳汰机风阀控制自动化。使跳汰床层始终保持适宜的振幅，保证较高的洗选效率和处理量，不但克服了由于风压波动、给煤量改变等因素造成的不良跳汰现象，同时，当风阀系统的执行气缸、电磁阀及其接线发生故障时，能够及时报警,通知维修人员进行处理，从而将迈出实现跳汰机岗位无人值守的重要一步。

2 跳汰过程

施行风阀自动调整的外部条件为：控制用风压力为0.4～0．5MPa；工作用风压力为0.03～

0.04MPa（筛下空气室）；跳汰机水量和筛上水位正常；各室的进气阀和排气阀最大开度（行程）已调整合理。

为了避免床层“翻花”，设备开机时的跳汰周期从排气期开始，之后是压缩期、进气期和膨胀期，如图1所示。以上的风阀跳汰参数，是以电控设备发出的电平信号为时间基准的。其对应的机械动作过程和工艺分选过程均滞后于电平信号。为叙述方便起见，以进气期开始分析其动作过程。

图1 跳汰波形曲线

进气期：进气阀电平打开，排气阀电平关闭。在进气过程中，工作风进入空气室，室内水位下降。水流经过导流板后上升，将跳汰机筛板上的物料床层托起。托起的速度取决于风压和进气阀开度，托起的高度取决于进气期（进气时间）。通常，入选物料粒级越宽，要求托起的速度和高度越大；反之，粒级越窄，要求托起的速度和高度越小。进气期的作用是保证物料被整体有序地托起，且形成足够的沉降分层距离，同时进气过程也具有某些分层作用。

膨胀期：进气期结束后，进气阀电平关闭，排气阀电平仍关闭。在膨胀过程中，空气室内的水位处于低位，振荡趋稳。筛板的上升水流停止，物料依其密度在水介质中按不同的速度沉降分层。密度越大，沉降速度越快；反之，密度越小，沉降速度越慢。膨胀期（膨胀时间）是物料最主要的分层过程，应保证重物料（该分选段的产品）沉降停止。

排气期：排气阀电平打开，进气阀电平关闭。在排气过程中，空气室内气体排至大气，室内水位上升。筛板的水流下降，在膨胀期未充分沉降的上层较轻物料迅速落下，少部分细颗粒高密度物料透筛排出。排气速度取决于排气阀开度，排气期（排气时间）应保证空气室水位恢复到进气期开始时的位置。

压缩期：排气期结束后，排气阀电平关闭，进气阀电平仍关闭。在压缩过程中，空气室内的水位处于高位，振荡趋稳。筛板下降水流停止，物料床层稳定。此延时时间应大于排气阀的关闭动作过程，以避免排气阀和进气阀在动作过渡期（均处于半开状态）将工作风“短路”掉。

跳汰周期是进气期、膨胀期、排气期和压缩期之和。在同一个产品段内，各分选室间的进气期、排气期分别同步动作，以免打乱床层。不同的产品段（如矸石段、中煤段）间可以同相或反相动作，一台跳汰机的各分选室工作在共同的跳汰周期，该跳汰周期的值等于各分选室要求跳汰周期的最大值。

每一个跳汰周期，空气室水位经历一个循环变化，空气室的水位波动状态将随着不同的跳汰参数而改变，不合理的跳汰参数将导致不良的跳汰床层，如图2所示。保持稳定和适当的水位振幅，是跳汰机筛上物料良好分层的必要条件，跳汰机的各个空气室具有不同的水位振幅要求。在矸石段，物料床层较厚，需要较大的振幅；在中煤段，物料床层较薄，需要较小的振幅。

图2 床层现象分析

3 故障原因

造成常见故障现象的原因是：该空气室的进气量和排气量不平衡。当进气量大于排气量时，气体就会从空气室下沿溢出，上升至筛板并穿过物料层在水面形成大量气泡，冲乱已经形成的床层，这就是“翻花”现象；反之，当进气量小于排气量时，空气室水位振荡范围不断上移，直至空气室顶端，水位振幅减小，最终使筛板上物料失去分选动力，形成“偏振”现象。跳汰机在运行过程中，由于工作风压、床层厚度以及跳汰参数（尤其是风阀参数）的异常变化，就会形成上述现象。在特殊情况下，风阀控制系统中电路故障、接线脱落、控制风压失常，气源三联体、电磁阀或者执行气缸损坏等，也会形成上述现象。

事实上，空气室水位的变化对风阀的进、排气期调整效果具有一种制衡作用。设想当进气期和排气期都等于某一值时，空气室水位稳定在高水位G和低水位D之间振荡。

增加进气期，水位将稳定在偏下的两点间振荡，仅当进气期增加较多时，才会产生“翻花”现象，如果空气室有足够的高度，低水位时具有的反水压足以平衡工作风压，则无论如何增加进气期，也不会有“翻花”产生。增加排气期，水位将稳定在偏上的两点间振荡，仅当排气期增加较多时，才会产生“偏振”现象，如果空气室为筛侧式的，高水位时空气室内气压等于大气压，则无论如何增加排气期，也不会有“偏振”产生。

由上述分析可以看出，当空气室顶端和底端均具有一定高度时，进、排气期可以任意调整而不会出现问题。但是，这样做就将极大增加机体重量，并且返回到筛侧式跳汰机时代，其代价是不可接受的。

可以适当设计空气室的高度，利用其制衡作用，再辅以空气室水位电控，完全能够保证跳汰床层始终处于正常起振状态。

4 控制原理

要达到理想的控制目标，需要在每个空气室安装一台水位传感器，同时在每个分选室的筛板上安装一台床层料位传感器，风阀自动控制装置将根据对物料振幅的要求，以及空气室水位不超越上、下限的要求，自动调整各室的进气期、膨胀期、排气期和共同的跳汰周期。对传感器的基本要求是精度高、跟踪速度快、防尘防水、可靠性好、寿命长，而且，安装固定这些传感器的机械部分也同样要求适应传感器的性能。由于床层料位传感器和其安装机构较为复杂和昂贵，目前配备起来仍有困难。为了避繁就简，考虑只安装水位传感器的简单控制系统，基本可满足现有选煤厂在资金紧张情况下设备改造的需要，保证控制系统的可靠性（图3）。具体控制过程如下：安装在空气室侧边的水位传感器，不断检测空气室水位的变化，并在每一个跳汰周期结束时，控制器采集并存储一个最高水位信号值G和一个最低水位信号值D，当G与D的差（水位振幅）大于水位振幅设定值与死区的和时，自动步进减小进气期H和排气期L的值，以使检测的水位振幅逐步减小，直至接近设定的水位振幅。相反，当G与D的差小于水位振幅设定值与死区的差时，自动步进增大进气期H和排气期L的值，以使检测的水位振幅逐步增大，直至接近设定的水位振幅。

图3 水位传感器安装示意图

除了控制空气室水位的振幅之外，水位还必须在空气室的上、下限之内波动。否则，跳汰机床层将会出现“翻花”或“偏振”现象，“翻花”将搅乱已形成的床层，而“偏振”将难以形成良好的床层。这就要求当G大于设定上限时，自动步进增加进气期H的值，同时，减小排气期L的值，以使水位振幅保持不变，而振荡中心线下移。反之，当D小于设定下限时，自动步进减小进气期H的值，同时增大排气期L的值，以使水位振幅保持不变，而振荡中心线上移。

进气期H和排气期L的值不是可以无限增加或减小的，在振幅一定的情况下，影响其值的主要因素有：进气阀和排气阀的最大开度（行程）、工作风压力、物料床层厚度等。在各因素可以允许的波动范围内，H和L的值通常为0.15～0．50s。

膨胀期的长短取决于跳汰机筛上重物料的振幅和在水中的干扰沉降速度。总的来说：密度越大、颗粒越大、形状圆滑的物料沉降速度越快，如果振幅越小，则需要的膨胀期越短；密度越小、颗粒越小、形状不规则的物料沉降速度越慢，如果振幅越大，则需要的膨胀期越长。由于物料振幅小于水位振幅，而且物料在膨胀期初期由上升状态转化为沉降状态需要一个过渡时间，忽略正负两方面的因素，根据设定的水位振幅，可以近似计算各室膨胀期的时间：

P*=(S*。h。kb)/vc=k。S*

式中：P*——某室膨胀期的计算值（s)。计算结果通常在0.20～0.60之间；

S*——某室水位振幅设定值（％）。设定范围20％～70％；

h——水位传感器标定长度（m）。如0.6、0.8等；

kb——空气室水平截面与该室筛面之比。通常为0.5左右；

vc——该段重物料的平均沉降速度（m/s）。矸石为0.3～0.4，中煤为0.2～0．3；

k——综合沉降常数。当h=0.6m, vc=0.3m/s,kb=0.5时，k=1。

从上式可以看出，膨胀期的大小应正比于设定振幅。调整设定振幅的大小，膨胀期的时值就被自动地改变。压缩期的时值，应略大于排气阀关闭动作的过渡时间。盖板式风阀、滑动式风阀和蝶阀式风阀的动作速度稍有差异,通常其压缩期可在0.1～0．15s间选取。风阀自动控制装置按照上述计算方法，对每一个空气室的进气期、膨胀期、排气期和压缩期分别计算，求和得到多个不同的计算周期，取其最大值，作为各室共同的候选跳汰周期，与原有跳汰周期进行比较，其差值小于死区范围时，保留原有跳汰周期；其差值大于死区范围时，启用候选跳汰周期。保证跳汰周期既能够自动调整又避免频繁变化。压缩期应取相同的值并设为同步点，跳汰周期内多余的时间归入膨胀期。

应当注意的是：尽量合理调整风阀行程，使跳汰机的风阀整齐动作，以保持各分选室间的床层同步，减少紊流对床层的破坏作用。一个产品段内相邻分选室的跳汰振幅应当接近，相位应当同步，这样才能使整机分选效率有较大的提高。设计的程序框图见图4。当某空气室高水位超过上限，同时该室进气期已调到最大值，排气期到最小值，即：G＞95％，H=0.50s，L=0.15s，此时进行上限报警。故障直接原因有：进气缸常闭、排气缸常开、工作风压消失等。

图4 风阀控制程序框图

当某空气室高水位低于下限，同时该室进气期已调到最小值，排气期到最大值，即：G＜5%，H=0.15s，L=0.50s，此时进行下限报警。故障的直接原因有：进气缸常开、排气缸常闭、控制风压消失等。

当某空气室水位振幅小于下限，同时该室的进、排气期均已调整到最大值，即：G-D＜20％，H=L=0.50s，此时进行振幅下限报警。故障的直接原因有：工作风压消失、控制风压消失等。

厂房巡检员能够根据报警情况，迅速查明原因，及时清除故障并恢复系统正常运转。

5 结 语

基于空气室水位的风阀闭环自动调节，还可以简化跳汰机给料自动控制和风压自动控制系统。通过前面的介绍可以判断，这种全新概念的风阀自动控制方法，必将以其优越的控制原理、低廉的改造代价和巨大的改造效益，在不久以后应用于越来越多的选煤厂。

原煤的盘点方法采用称重方法，用地磅秤一车一车的称即可。煤炭必须加工拣选，实行选后计量，即拣出粒度大于50 mm以上的矸石后，经验收合格的，方可计算原煤产量。凡有选煤厂的矿井，出井的煤必须经过手工或机械拣出矸石后，才能计量。没有选煤厂的矿井，也应采用简易方法拣选，扣除矸石后计算原煤产量。

原煤产量的计量应当以矿井主井口所采用的提升方式来定，但应扣除由井口提出毛煤到原煤筒仓(储煤场)之前拣出的粒度大于50 mm的矸石。

扩展资料

煤的组织与结构是相当复杂的，宏观表现有以下几种性质：

(1)粘结性：煤从350℃加热到500℃的过程中，会放出气体和焦油，同时软化熔融而失去原形，显示出流动性，煤的这种性质称为粘结性。

(2)收缩性：将已经软化熔融的煤在高温下进一步加热，分解出胶体质，使其硬化收缩而形成焦炭的性质。

(3)结焦性：煤的粘结和收缩性质总称为结焦性。对于炼制高炉用焦的原煤，不仅要求灰分低，含硫、磷低，而且在干馏结束时应具有强粘结性，能形成坚实的焦炭。

(4)氧化变质：煤暴露于大气中，即使在常温下也会慢慢地同氧反应而变质，导致结焦性变坏，发热量降低。这种现象称为氧化变质。一般来说，煤化程度低的煤越易氧化变质。煤在存放过程中要注意保护，防止氧化变质。

1.提高物资需求的预见性和计划性。物资需求是必要的，但更重要的是对物资需求的深度了解，对物资计划的刚性控制，最大限度降低物资采购的综合成本。生产单位和物资供销单位要加强沟通协调，定期通告生产对物资的需求计划。物资供销单位要以生产需求为己任，及时主动地确定货源，在有效的生产时间内采购予以使用维护。

2.优化物资库存的结构。对于每一个企业来说，保证一定的物资库存是必要的也是很重要的。适量的物资库存可以为企业整体运营提供硬件支撑。如果物资库存管理不完善，物资缺货或者备件补库不及时，库存运转效率低下，废旧物资挤压过多等等，不仅会筑高企业的综合运营成本，而且会造成企业计划及决策的失真和缺位。

3.建立多方映射式管理机制。对于多报不领和以领代耗的情况，尽可能的回避此类现象长时间生存，应以用料单位和物资供应部门的相关人员有效沟通，建立多方合效简约管理机制。建于缺货、库存物资积压的问题，不单单是某个部门的问题和责任，更要深入到各个部门负责人。使用部门多报计划，而供应及相关部门全部采购，这样长此运作无法从根本改变库存居高不下的局面，也难以杜绝小库多量并存的问题。

4.物资供应与维护使用相辅相成。物资供应部门与生产部门要相互协和起来。物资供应部门应尽可能的了解使用部门的所需的物料为备用还是急用，用在什么地方使用部门较大程度的掌握库存物资，现在库里有多少本部门所用的各种材料，保障生产的供应维持时间长短，尽量减少供应过程中的脱节和超额采购问题。入细入微，相互协作，相互了解充分利用库房来彻底改善不良局面。

5.及时处置库房积压待废设备材料，减少资金占用。物资供应及相关部门应经常进行库房物资调整，多年不用的物资、超过使用时限物料进行处理。要制度有序的进行积压物资处理，及时消除不良资产，减少无功负担。

6.有效发挥库存控制的作用。现如今仓储不只是存储物资的场所。实现对物资收发料动态管理，对使用物资的当前动态及周转效率开展定期统计，依时反映物资收发存动态、超储、积压和不合理库存物资信息,有利于库存资金分析，优化库存结构，合理资金周转。实践证明：库存的高效利用是控制物资管理成本的重要抓手，各单位有必要在这方面下大力气和真功夫。

7.改善名称型号模糊入账的现状。名称型号模糊入账给仓库和财务部门都带来了不必要的往复劳动，而且会造成实物和财务帐套数据不一致。建议建立条码扫描设备，进行出入库的物料确认。

8.提高相关人员职业素质和业务水平。当前，企业已经进入信息化竞争时代，管理的电子化、信息化、智能化已经成为家常便饭，在这种情况下，企业必须要提高库房管理人员的综合素质和业务技能———加强现代管理知识的培训，使他们对库存管理与控制的重要性有更为深入和透彻的了解加强职业道德培训，特别是要加强他们的廉洁自律意识、效率意识、服务意识和市场意识，让他们明白每一个备件都是企业的资产，每一台备用设备都是企业安全生产的重要保证，提醒他们不要动歪脑筋、不要不敢不能损害企业的利益。

9.实行物资全过程管理，实现材料领用零浪费。煤矿企业月度材料预算指标下达、月度材料需求计划网上申报与审批、刷卡领料以及自动扫描入库、出库、盘存、记账和统计、考核、分析材料消耗情况的一体化管理。企业各单位月度材料消耗情况，在超市管理人员作账务处理后，由内部市场化管理系统自动生成物资收发存报表，反映矿及各单位物资消耗情况。这样以来，各单位可随时查寻成本信息，有利于控制消耗，节约用材。同时，经营和物资供应部门可根据物资消耗情况及时统计物资消耗轨迹，分析投入规律，为物资储备提供科学依据，减少不必要的物资储备。

10.充分利用物资供应商的有利条件。高效的物资库存管理必须有一定的物资供应商作为后盾，这是保证企业安全运作的重要保障。在确定供货商的问题上，每一个煤炭企业要注意：分承包商供应的物资的质量必须真实可信，必须有技术质量部门出具的质量指标评价分承包商的生产稳定、企业外围环境良好分承包商的产品价格处于市场合理区间承包商的客户服务良好，企业诚信度高，履行合同良好，供货时间按计划、供货渠道及运输畅通尽可能与承包商建立合作共赢、团结协作的战略合作伙伴关系，并建立良好的付款协议制度。

1.2.3.1 露天开采主要特点分析

当矿体埋藏较浅或地表有露头时，采用露天开采最为优越(图1-3)。与地下开采相比，露天开采优点是:资源利用充分、回采率高、贫化率低，适于用大型机械施工，建矿快，产量大，劳动生产率高，成本低，劳动条件好，生产安全缺点是:需剥离并排弃大量岩土，尤其较深的露天矿，往往占用较多的农田设备购置费用较高，初期投资较大设备效率及劳动生产率受气候影响较大。

图1-3 煤炭露天开采

随着开采技术的发展，适于露天采矿的范围越来越大，包括开采低品位矿床和某些地下开采过的残矿。对平缓矿床(一般矿层倾角小于12°)采用倒堆、横运或纵运采矿法对于倾斜矿床采用组合台阶、横采掘带或分区分期开采的方法。

纵观世界经济发达国家煤炭工业的发展特点是:依据本国煤田赋存条件，优先发展露天采煤，露天采煤量占总采煤量的比重不断增加。开采条件好的国家露天开采比重均超过50%，其中加拿大88.0%、德国78.3%、印度73.8%、澳大利亚70.0%、印尼70.0%、美国61.5%、俄罗斯56.1%、南非52.9%、波兰33.3%、英国23.6%、日本11.6%。各国逐渐形成了各具特点的露天采煤工艺，其中具有代表性的有美国、澳大利亚、俄罗斯及印度。

经过几十年的发展，随着露天开采现代新技术和新工艺的引入，我国在条件适宜地区的露天开采成本大幅度下降，劳动生产率大幅度提高，获得显著经济效益。同时，露天煤矿产量占全国煤矿产量比重逐渐增加，由2002年的4%左右提高到目前的10%左右。根据《煤炭工业“十一五”发展规划》，全国将重点建设10个千万t级现代化露天煤矿。在这种大的宏观经济和能源供需背景下，我国煤炭露天开采又进入了新的发展阶段。

1.2.3.2 露天开采主要作业内容

露天开采作业主要内容包括:穿孔爆破、采装、运输和排土。这四项工作的好坏及它们之间的配合如何，是露天采矿的关键。

(1)穿孔爆破。是在露天采场矿岩内钻凿一定直径和深度的定向爆破孔，以炸药爆破，对矿岩进行破碎和松动。穿孔设备主要有回转钻机、潜孔钻机和牙轮钻机等，爆破多用铵油炸药、浆状抗水炸药、乳化炸药及粒状乳化炸药。

(2)采装。是用采矿或机械将矿岩装入运输设备，或直接卸到指定地点的作业。常用的设备有单斗挖掘机轮斗挖掘机、拉斗铲与露天采矿机等，最广泛采用的为单斗挖掘机。

(3)运输。是将露天采场的矿、岩分别运送到卸载点(或选矿厂)和排土场，同时把生产人员、设备和材料运送到采矿场。主要运输方式有铁路、公路、输送机、提升机，还有水力运输和用于崎岖山区的索道运输。选择运输方式必须综合考虑地形、地质、气候条件，露天矿生产能力，开采深度，矿石和围岩的物理力学性质等，经过全面技术经济比较后，确定合理的运输方式。

(4)排土。是指从露天采场将剥离覆盖在矿床上部及其周围的表土和岩石，运送到专门设置的排土场进行排弃的作业。排土方法依其排土设备的不同，分为推土犁推土、推土机排土、前装机排土和拖拉铲运机或拉斗铲排土等。排土场优先选用内部排土方式，外土场应选择在尽量靠近采矿场，少占农田的位置，有条件的应放置在山谷、洼地处，利于环境保护和土地复垦。

1.2.3.3 露天开采存在的问题剖析

我国露天煤矿开采技术与国外先进水平相比，仍存在着规模小、产业集中度低、经济效益较低，技术工艺与装备水平、设备制造水平相对落后，自动化程度低，大型成套装备国产化程度低、进程较慢等问题。

(1)我国露天开采技术发展缓慢

同国外露天煤矿的发展相比，我国的露天煤矿发展缓慢。主要原因是我国适宜于露天开采的煤炭资源地理位置不佳，离煤炭消费重心较远，综合开发条件较好的很少，大部分煤田埋藏较深，基建工程量大，剥采比大。同时，我国机械制造水平低，过去已有的技术设备无法适应大型露天煤矿的开发。

20世纪80年代，我国煤炭部提出了“优先发展露天开采”的方针，规划建设霍林河、伊敏河、平朔、准格尔、元宝山等5大露天矿，把露天开采作为持续稳定、健康发展煤炭工业的一项重要战略方针[4]。可是，由于我国煤炭工业建设长期以井工开采为主，露天开采在煤炭工业中没有放在应有的重要地位，而且在我国可以划归的露天开采储量中，煤化程度普遍较低，最高为气煤，最多是褐煤。

我国露天采煤发展缓慢还有一个原因是露天煤矿分布具有明显的区域性，多集中在中西部地区，以山西、内蒙古、陕西、新疆等地为主。这些地区多属于煤炭输出区，自身对煤炭的消费量不大，加上向外运输条件较差，使得大规模露天开采受到制约。这些地区生态系统比较脆弱，考虑到大规模露天开采对环境的破坏，一是恢复起来比较难，二是植被破坏后造成沙尘增加，直接影响到我国的中部和东部地区。另外，这些地区经济欠发达，而大规模露天采煤前期投入较高，地方无力承担，这也是煤炭露天开采比重一直较低的一个原因。

(2)露天煤炭开采新技术研发投入不足

一方面，我国露天矿具有各不相同的内、外部复杂条件，其各项重大技术决策具有举足轻重的作用，正确的设计决策能为露天矿带来上千万元甚至以亿元计的经济效益，而错误的决策会造成惊人的损失。长期以来，露天煤炭开采设计缺乏创新，一些煤炭开采技术问题始终难以解决。如:绝大多数露天煤矿为近水平煤层埋藏、分区开采、汽车端帮环线开拓运输系统压帮内排、端帮边坡设计采用静态分析，造成端帮边坡角偏小、端帮压煤、运输成本高等问题。

另一方面，除了传统的技术开发研究，未来的露天煤炭开采技术——数字化技术、自动化技术、无人化技术研究投入不够。矿业界迄今尚未能达到实现开采系统完全自动化、无人化操作的目标。如获成功，这将可大大提高生产效率，大大降低生产成本，大大提高作业安全水平。我国尚没有对煤炭开采作业的自动化和机器人化的深入研究。

(3)露天煤炭开采造成的环境问题

世界各采煤国家都将优先发展露天采煤作为增加煤产量的主要途径，尽量实现集中开采，以提高劳动生产率，降低成本。但是露天采煤业迅猛发展的同时，也带来了一系列的矿山环境问题和生态破坏，严重影响地区的生态环境质量和经济持续发展。以往传统的地质、采矿及管理学科没有或很少将矿山环境勘查、评价、预测、管理、立法、执法与露天煤矿勘查、露天煤矿建设、设计、生产、闭坑有机地结合起来。如露天采矿学就追求剥离最少，采煤最多，只要不滑坡，边坡越陡越好，很少考虑地面变形或闭坑后灾害，很少以综合的、长远的经济效益、社会效益和环境效益作为研究追求的出发点。露天采煤形成的凹坑，由于地质构造、边坡岩体、地表水地下水作用等原因，诱发滑坡、塌陷、水土流失、泥石流等一系列地质灾害，又引起地面变形而危及周边地区的工业企业和居民建筑的安全，既造成巨大的经济损失又破坏了原来的生态地质环境。

我国露天煤矿开采环境问题复杂、多样、特殊、敏感，由于特定历史因素影响，对矿业城市地质环境和生态环境的影响和破坏巨大。露天煤矿开采环境问题根本上说是人类采矿工程活动使环境发生变化或恶化。这就需要决策者、管理者、生产者有可持续发展的眼光，开发科学、先进、环保的煤炭开采技术，从事露天煤矿开采，主动地、积极地利用开采工程改善、美化周边环境，变有害为无害，变不利为有利，实现资源开发和环境保护的协调发展。发展露天煤炭开采技术解决环境问题是非常必要的。