瑞典挖礦機
『壹』 為什麼現在虛擬貨幣這么火,國家怎麼監管。我身邊的人現在都在挖礦,
原因:在信息技術高速發展的今天,實體貨幣遠遠不能滿足人們的資金流動需求。如果有足夠多的人認可某種虛擬貨幣的價值,則它完全可能成為物質交換的替代單位,虛擬幣的存在必然還會再引起金融界的一股熱潮。
針對虛擬貨幣可能存在的風險,目前已有許多國際組織和中央銀行對虛擬貨幣體系的監管問題進行了公開回應。這些回應大體可以分為四類:警告與風險提示,監管與登記許可,立法規范,明令禁止。
(1)警告與風險提示。
一些中央銀行與監管機構對比特幣及虛擬貨幣體系發出了風險警告。德國聯邦金融監管局、法蘭西銀行、荷蘭和比利時中央銀行就針對使用比特幣可能引發的洗錢與恐怖主義融資發出了公開警告。歐洲銀行業管理局(EBA)在2013年底發布的報告中警告消費者虛擬貨幣存在的諸多風險,如兌換損失、電子錢包被盜、支付不受保護、價格波動等。西班牙雖然沒有類似的風險警告,但及時發布了與虛擬貨幣有關的信息公告。
(2)監管與登記許可。
總體而言,國際組織均認為對虛擬貨幣的監管應在防範風險和促進創新之間找到平衡。瑞典從2012年開始要求與虛擬貨幣有關的交易必須在金融監管機構進行登記。另外一些國家則注重資質監管,進而使其間接滿足審慎監管要求。還有些國家的監管主要針對虛擬貨幣交易的商業模式。法國金融審慎監管局將提供比特幣流通買賣服務,並在此過程中賺取資金的行為視作是一種支付服務而要求得到政府授權。另外一些國家將監管的重點著眼於與虛擬貨幣有關的中介機構。德國聯邦金融監管局和丹麥的監管機構認為,為虛擬貨幣提供中介服務需要獲得授權。
(3)立法規范。
目前,已有部分國家擬立法監管虛擬貨幣交易。加拿大擬立法允許政府對比特幣交易進行監管,並將數額大於一萬美元的交易納入可疑監管范圍。美國希望調整相關法律結構應對比特幣的發展。美國財政部金融犯罪執法網路(FinCEN)為使銀行保密法(BSA)在網路背景下適用,於2013年發布了針對私人生成、持有、分配、交易、接受和傳輸虛擬貨幣的行為及主體界定的解釋性指引。歐洲央行強調應加強現有法律框架下的國際合作,從歐洲與全球層面在現有法律制度框架下對虛擬貨幣加以規范。更多的國家則認為比特幣不是一種流通貨幣,不具有法律地位,也不符合金融工具的定義,如芬蘭、瑞典、馬來西亞和印尼等。
(4)明令禁止。
在某些國家,與比特幣有關的交易被禁止。2013年12月,中國人民銀行禁止金融機構進行比特幣交易,上述禁令隨後擴展至支付服務的供應商。持同樣態度的還有泰國和印尼央行。匿名網路貨幣(包括比特幣)的流通被俄羅斯司法檢查部門視作對貨幣的替代而被禁止。俄羅斯中央銀行早先已經將提供比特幣服務納入可疑交易的監察范圍。美國證券交易委員會(SEC)禁止發行未注冊股票換取比特幣,禁止未經注冊從事以虛擬貨幣計價的網上證券交易活動。
『貳』 〈挖礦系列3〉比特幣礦機發展史
比特幣從發明誕生出來後,比特幣挖礦主要經歷了3個階段(現在的礦池是挖礦的方式,非礦機技術)
CPU→GPU→ASIC專業礦機
一、CPU挖礦
說起CPU挖礦,誰是第一個呢?前面文章也說了,就是比特幣的發明者中本聰(無明確的證據,按邏輯應該是正確的)。
CPU挖礦是第一代的挖礦。2009年1月3日,比特幣創始人中本聰用電腦CPU挖出了第一批比特幣,挖出了第一個創始區塊,區塊里包含50個比特幣。
隨後一些極客、程序員、游戲挖機紛紛加入CPU挖礦,但當時的CPU挖礦,僅僅是一種嘗試和好玩,並沒有現在的商業化。
二、GPU挖礦
GPU(圖形處理單元,即顯卡)挖礦是第二代的挖礦。
從CPU換到GPU挖礦,是因為CPU中央處理器是通用性計算單元,裡面設計了計算機很多的分析處理需求,其綜合能力強但單項能力較弱,而比特幣的SHA256 hash運算,是非常單一的無腦重復計算,而且CPU的並行運算能力不強,後來,有人發現GPU的高吞吐率和高並行處理能力,其運算效率比CPU高10倍以上,並且GPU可以超頻使用以提升性能,適用於大規模的並發運算,比如密碼破解,於是人們紛紛轉向GPU挖礦。
大家肯定都聽說過比特幣歷史上最貴的吃貨、比特幣Pizza的故事了。沒錯,這個人叫Laszlo Hanyecz,他是個程序員,他在2010年5月22日,用1萬枚比特幣購買了兩個披薩,當時這兩個披薩只值不到50美元,但是這一萬枚比特幣拿到現在值幾個億了。
大家都在說Laszlo Hanyecz肯定腸子都悔青了,但是也未必,因為Laszlo Hanyecz是第一個使用GPU挖比特幣的人,他挖到了非常多的比特幣,當時的1萬枚可能只是九牛一毛了。
圖片來源於網上
但是GPU也存在缺陷,就是原本是做圖像處理的,內置的這些硬體非常好電,散熱也是個問題。
三、ASIC專業礦機挖礦
ASIC專業礦機是屬於第三代的挖礦。
ASIC是Application Specific Integrated Circuit的縮寫,是一種專門為某種特定用途設計的電子電路(晶元)。用於挖礦的晶元,就是礦機ASIC晶元了。因為被設計為只進行某一挖礦需要的特定演算法,所以ASIC晶元的設計可以簡單的多,成本也低的多。不過最重要的是,就挖礦算力來說,ASIC可以比同時代的CPU、GPU高出幾萬倍甚至更多。
ASIC礦機的出現,是隨著參與挖礦的人越來越多,算力不段上升,而GPU的算力也達到了極限,為了突破這個局限,就有人開始研發專門的礦機。
世界上第一台ASIC晶元的礦機是誰發明的呢?對,就是人稱「南瓜張」的張楠賡的阿瓦隆礦機。
礦機的晶元,需要非常強的研發技術實力,比如通訊領域,最強的晶元研發企業是高通、華為海思,因此礦機的晶元研發是一場高科技的競賽,最早的礦機廠商有龍礦礦機、閃電礦機、瑞典的KNC Minner,都已經從市場上消失,現在市場上最大的礦機廠商包括比特幣大陸(螞蟻礦機)、嘉楠耘智(阿瓦隆礦機)、Bitfury、Watts Miners等,
現在最火爆的礦機當屬比特大陸的螞蟻系列了,後續再詳細介紹如何挑選和購買礦機。
本文只簡單結束了比特幣礦機從CPU、GPU到ASIC的技術發展歷程,而現在的ASIC礦機尤其比特幣大陸的礦機占據了市場70%以上的算力和市場份額,被質疑為「算力霸權」和跟「去中心化」違背,潛在的「51%」攻擊和不公平等。而現在的礦機已經是一條完整的產業鏈,無論如何發展,也是基於市場和追求利益的行為。後續繼續分析。
『叄』 弄一套挖礦機大概多少錢
便宜的幾千一台,貴的幾萬一台,甚至幾十萬一台。
『挖礦』是虛擬貨幣交易的前置環節,國務院和地方把『挖礦』作為監管重點是必要的,表達了從源頭上打擊虛擬貨幣交易的態度和決心。」招聯金融首席研究員董希淼說。
「挖礦」的高能耗一直被環保人士所詬病。「挖礦」不僅耗時,還會消耗大量的電力。尤其是自去年以來,在比特幣火爆行情帶動下,「挖礦」收益節節攀升。為了不在算力競爭中落後,「礦工」們加大了大算力礦機的使用,導致電力消耗急劇上升。
比特幣「挖礦」每年消耗約133.68太瓦時用電量,這一數值超過2020年瑞典全國用電量。而劍橋大學新興金融中心發布的另一項數據顯示,在全球比特幣算力分布中,我國以60%以上的算力佔比位居首位。且這些「礦場」主要聚集在電力充足且電費相對便宜的地區,比如四川、內蒙古等地。
『肆』 挖礦耗電量高於瑞典全國用電量,挖礦為何如此費電
虛擬貨幣逐漸開始跌落神壇了。為了得到虛擬貨幣,也就是挖礦,無數個礦機都在沒日沒夜的運轉,每天的耗電量十分驚人,有專家研究發現,光是比特幣這一種虛擬貨幣所帶來的耗電量,都能夠和一個國家的耗電量相比較了。也就是說,挖礦就是在燒電,而且是以驚人的速度在燒。
在內蒙古,當地的有關部門就出台了一些政策,限制挖礦的行為,這是一個好現象。原本電就是一種不太清潔的能源,如果挖礦越來越瘋狂,我們的自然也會遭受到嚴重的破壞,因此,抵制挖礦應該從現在做起,只有這樣,全民挖礦這種奇怪的風潮,才會停止下來。
『伍』 比特幣「挖礦」到底有多耗電
2021年末,牡丹江一犯罪團伙想通過虛擬貨幣挖礦賺錢,便租下幾個小區車庫,購置了60餘台「挖礦」設備,但是開挖後才發現「挖礦」設備耗電量大太,於是就動就了歪腦筋,購買了變壓器、高壓電纜等設備,通過搭接小區進線方式竊取國家電能想節省耗電成本。但是沒用上三個月就被順藤摸瓜的我公安民警抓了個正著。沒收了所有的挖礦設備和非法所得,還將面臨一大筆的罰金和刑事責任。
據新聞報道西部某省一家從事「數據業務」的企業,2020年全年納稅僅25萬元,但月均耗電量卻高達2500萬度!今年前4個月,納稅僅9萬元,但月均耗電量高達4500萬度,折算能耗約為1.5萬噸標煤。經調查發現,這台企業實則就是一家「礦場」。這么大的電力損耗,但是實際真的為社會貢獻卻是微乎其微。另外你可能還不知道,全世界最主要的礦場有60%是在中國,因此很多專家人都說,這根本就不是什麼挖礦生意,就是給我們的子孫們「挖坑」呀!
好在國家已經及時的發現這個情況,並在去年5月國務院金融穩定發展委員會會議明確提出,打擊比特幣挖礦和交易行為。由此國內大的礦場紛紛轉向了海外,剩下小也由地上轉入了地下。相信在國家重拳整治下這些破壞生態,浪費電能的挖礦行業將無所遁形。
『陸』 各國相繼整治挖礦業,比特幣還有未來嗎
新年剛過,幣圈又迎來了新一輪打擊,繼很多國家之後,科索沃也對比特幣礦場出手了。
2021年9月,中國率先出台了全面清理比特幣礦場的禁令,國內大量礦場被迫出海尋找生路,很多礦場盯上了綠色能源富集的北歐國家,還有一些則瞄準了哈薩克、伊朗、科索沃等盛產煤炭和天然氣的能源國家,連小小的阿布哈茲都吸引了不少礦主。到了2021年秋天,全球已經有超過四分之一的比特幣(Bitcoin)產自哈薩克和伊朗的礦場。
不過最近幾個月,一些曾經對比特幣表示歡迎的國家也開始大批驅趕礦主了。原因無他,這些比特幣礦場都是耗電大戶,給所到之處造成了電力短缺甚至大面積停電,連德黑蘭和阿拉木圖這樣的首都城市也未能倖免。這對那些相信比特幣行業一定能夠通過可再生能源解決污染問題的人可以說是「啪啪」打臉。連可再生能源極其豐富的北歐國家都表示,如果任由比特幣挖礦業消耗掉越來越多的風能和地熱能,北歐國家自身或者都將無法實現它們的清潔能源目標。
最近又一些地方被這些「挖礦游擊隊」盯上了。這些地方應該對此保持警惕,認真思考這些礦場為什麼不容於中國、哈薩斯克斯坦和伊朗等國。比如最近,很多礦場都登陸了美國的得克薩斯州,這里已經成了礦圈當前最熱的目的地。荷蘭經濟學家亞歷克斯·德·弗里斯經營著一個名叫Digiconomist的追蹤比特幣能耗的網站,他說:「美國得州人的想法是,有了新的需求之後,就能夠修復該州脆弱的電網了。這是我聽過的最荒唐的想法。冬天和夏天一般是電網用電需求最大的時候,而比特幣采礦只會造成電力供給更加捉襟見肘,結果一定不會好看。」
現在,對比特幣采礦業出手的國家越來越多,這對美國得州、紐約州、肯塔基州以及德國、愛爾蘭等仍然歡迎比特幣采礦的一些歐洲國家來說是一個值得警惕的信號。讓我們看看近期有哪些國家明確表示將打擊比特幣,首先從新年前夜突襲比特幣的科索沃開始。
科索沃重拳打擊比特幣
近年來,科索沃的火電廠生產的廉價電力吸引了不少比特幣礦主。科索沃總共有180萬人口,比特幣挖礦業主要集中在科索沃北部地區,尤其是在年輕的塞族人口中較為流行。塞族人是科索沃境內的反對勢力,他們不承認科索沃是一個國家,而且拒絕繳納電費。最近幾個月,由於當地多家火電廠停機斷電,科索沃當局只得從歐洲鄰國進口了大量昂貴的天然氣用於發電。目前,科索沃有大約40%的能源依賴國外。科索沃已經宣布全境進入60天的緊急狀態,在此期間將限制家庭和商業用電。而禁止比特幣采礦正是科索沃應對能源危機而打出的一記重拳。
2021年12月31日,科索沃當局宣布「全境禁止生產虛擬貨幣」。希望比特幣禁令頒布後,釋放出的多餘電力可以幫助科索沃度過這個寒冷的冬天。科索沃傳遞出的信息是明確的:現在全球能源越來越稀缺,而且越來越多的國家都在質疑,將大量能源用於一種幾乎沒有什麼實際用途的貨幣,這到底有什麼意義嗎。
伊朗再次出手
2021年5月,伊朗各大城市輪番遭遇停電。為了緩解發電廠的壓力,並且給廣大家庭儲備更多電力,伊朗政府宣布暫停比特幣挖礦四個月。不過在短期解禁後不久,伊朗政府於2021年12月28日(也就是科索沃決定打擊比特幣的前三天)再次決定暫停比特幣挖礦。從官方統計看,比特幣挖礦的耗電量大致相當於伊朗全國發電量的3%到4%。這項禁令將持續到2022年3月中旬,屆時伊朗政府可能會再度允許挖礦,以換取伊朗政府急需的外匯。不過伊朗的挖礦業最大的問題是,超過60%的挖礦都是在非法的「黑作坊」里進行的,就連一些工業級的礦主也在違法「黑挖」。伊朗前總統哈桑·魯哈尼曾經親口承認,這些「黑作坊」很難限制,而且會繼續佔用大量家庭和商業用電。現在伊朗對比特幣的態度顯然已經趨於負面,因此在禁令到期後,伊朗是否會繼續允許挖礦業存在,還是非常值得懷疑的。
哈薩克態度轉向
除了美國之外,哈薩克也是從中國離開的礦主們的黃金目的地之一。2021年秋天,劍橋大學(Cambridge University)發現,哈薩克的比特幣產量已經達到了全球總產量的22%。據估算,在中國頒布比特幣禁令後,短短幾個月內,就有大約9萬台礦機被轉移到哈薩克,晝夜不停地進行挖礦。在該國最大城市阿拉木圖,采礦業的規模從2021年5月到11月中旬翻了一番。一般來說,哈薩克的用電量平均每年會增長1%到2%。但是在2021年,由於大量礦場從中國湧入,加之比特幣價格飆升吸引來了大量新人加入挖礦業,導致哈薩克的全國用電量較上年提高了8%。
哈薩克擁有巨量的石油儲備,2021年年初,該國還表示有很多富餘的電力產能。不過才幾個月,比特幣就將該國的發電能力打回了原型。到2021年7月,全國各地都出現了停電。為此,政府在9月出台了新規,對50家注冊礦場的用電量作出限制。兩個月後,政府又頒布了一項法律,將所有新礦場的用戶量限制在極低的水平。自此以後,哈薩克的挖礦熱潮開始迅速消退。
冰島對挖礦者說「不」
冰島坐擁豐富的廉價地熱能,這使它近幾年吸引了大量挖礦者前來淘金。中國香港的Genesis、Bitfury和加拿大的Hive等挖礦公司都在這個島國擁有龐大業務。但冰島的鋁冶煉廠和數據中心產業也很發達,這些產業也有巨大的電力需求。現在,冰島遭遇了能源瓶頸問題,而比特幣挖礦正是導致冰島能源短缺的主要原因。這場能源危機甚至迫使政府削減了對支柱產業的能源供給。2021年12月7日,冰島的國家能源公司Landsvirkjun宣布,它將不再接受新的虛擬幣礦場的用電請求。
瑞典想拉上歐盟一起禁比特幣
2021年11月12日,瑞典的兩名高級官員給該國監管機構寫了一封公開信,並向歐盟(EU)提出要求。此舉很有可能影響很多人暢想的「綠色比特幣」計劃——比如埃隆·馬斯克和傑克·多爾西都認為,清潔能源能夠讓比特幣摘掉污染的帽子。寫這封信的人是瑞典的環保署署長和金融監管機構負責人,他倆呼籲瑞典領導人叫停境內的所有比特幣挖礦行為。他們還呼籲歐盟27國共同簽署比特幣挖礦禁令。不過他們的理由並非是比特幣挖礦的碳足跡問題,而是因為比特幣挖礦消耗了大量可再生能源,從而阻礙了傳統行業的綠色轉型。瑞典有超過50%的電力來自風能、太陽能和水力,它也是世界上綠色能源佔比最高的國家之一。由於電價低廉,它也吸引了眾多從中國離開的礦商。這兩位官員指,從2021年4月到8月,該國比特幣挖礦業消耗的電力已經增加了好幾倍。
這兩位官員認為,比特幣挖礦消耗的這些電力,原本可以用於一些有益民生的項目,例如給電動 汽車 充電。他們指出:「如果瑞典允許虛擬幣挖礦產業,那麼我們的可再生能源或許將不足以實現我們所需要的氣候轉型。」比如在煉鋼和電池製造等產業推動清潔能源等等。他們認為,禁止比特幣挖礦,對於實現《巴黎協定》(The Paris Agreement)的氣候目標至關重要。他們還舉了一些例子,稱瑞典比特幣挖礦業的耗電量相當於20萬個家庭的用電量。「開采一個比特幣的耗電量,足以讓一輛中型電動 汽車 行駛180萬公里。」他們的結論也很直白——比特幣「不是可再生能源的合理利用方向」。
瑞典禁了,挪威大概率跟進
就在瑞典官員的這封公開信發表幾天後,一名瑞典高官也加入了他們的陣營。瑞典地方政府與地區發展部部長比約恩·阿里爾德·格拉姆稱:「看了瑞典監管部門提出的方案後,挪威目前正在考慮制定相關政策,以應對與虛擬幣挖礦產業相關的挑戰。」格拉姆還表示,和瑞典一樣,挪威也需要大量綠色能源,才能夠推動煉鋼和煉鋁等行業擺脫化石能源。隨著近年來鋁價飆升,煉鋁行業的電力需求也水漲船高。最近,挪威還新建了一些電纜項目,未來將具備將可再生電能出口到歐洲其他國家的能力,這將為挪威帶來一筆不小的收入。但另一方面,挪威將能源產量下降至僅滿足國內市場使用的水平——而且不包括比特幣。目前還不清楚挪威是否會跟隨瑞典的腳步對比特幣進行限制,但是關於歐盟是否可以在容許比特幣挖礦業的前提下實現其極其激進的氣候目標則已經成了一個熱門話題。
彈丸之地阿布哈茲
位於黑海(Black Sea)邊陲的阿布哈茲是20世紀90年代中期才從喬治亞分裂出來的一個蕞爾小國。但是它早在伊朗和哈薩克之前就經歷了比特幣挖礦業的危害。阿布哈茲一共只有25萬人口,但2020年這里卻出現了625個比特幣礦場,很多礦機就架設在老百姓的廚房和卧室里。比特幣挖礦業的崛起使2020年當地的用電量增加了20%左右。2020年11月中旬,當地家庭和工廠都陷入了停電。政府在當年年底正式頒布了比特幣挖礦禁令。為了防止有人「黑挖」,政府還派人突襲企業和民宅,踹門撬鎖,搬機器剪網線,一時搞得人人自危。
將比特幣拒之門外的國家越多,歡迎它的國家自然就會越少,而這些國家的電網承受的壓力就會更大。目前仍然歡迎比特幣挖礦的美國得克薩斯州、肯塔基州和加拿大艾伯塔省等地很快就要面臨這種挑戰。可能首先你會聽說礦商與當地的電力公司建立了合作關系,而電力公司則表示將提高發電總量,而礦場也會在用電高峰時段關閉,好把更多的電力留給家庭和企業。
對這個問題,冰島國家能源公司的首席執行官總結得最到位:「沒有人會為比特幣專門建一個發電廠,它的未來有很多不確定性。」比特幣礦商賺錢最多的時候,就是它們昂貴的礦機馬力全開的時候。「所以他們絕對沒有動力在用電高峰時停機,甚至根本不會去這樣做。」
歸根結底,比特幣挖礦最大的問題,就是它提高了對能源的需求,而這個世界的能源本來就不夠用。(財富中文網)
譯者:朴成奎
『柒』 6張3070要用多大電源挖礦
6張3070要用650瓦的電源挖礦。
但根據上一代顯卡的性能與功耗比,大概也能推算出最新顯卡的功耗了。如果統一用10700k做CPU的話,那麼3070需要大概650瓦的電源,3080大概在800瓦左右,而3090的話估計要達到恐怖的1000瓦范圍了。
這兩大硬體都不怎麼耗電,這套整機負載大概也就是200W左右,因為1060基本鎖定在120W左右,再高也高不到哪裡去,6500功耗也不高。所以整機功耗大概在200W左右吧。保險起見額定350W電源差不多就夠了,不過不能是雜牌電源。
研發背景:
比特幣誕生至今,在世界上颳起了一陣旋風,越來越多的人開始了解BTC,從最初的處理器/顯卡到如今的挖礦機,另外製造工藝也在不斷攀升。
從第一台Avalon礦機從誕生起便迅即成為炙手可熱的IT產品,來自瑞典的KnCMiner也研發出旗下ASIC架構礦機,產品運行速率高達350GHash/s,近來網路上開始流傳KnCMiner Jupiter旗下的挖礦機。
該公司希望改變當前比特幣挖礦的局面。該公司的產品幾乎瞬間一售而空——售價5000美元的Jupiter已售完。KnCMiner的硬體是高度專用的。
每塊ASIC(應用集成電路)板都需要大量散熱片和風扇,因此大部分金屬外殼都是開放的,以便空氣自由流動。一個小控制板負責輸入輸出,其他線纜為電源線。每塊板都需要供電。
『捌』 我的世界工業MOD采礦機怎麼用
要先合成一個木箱子八塊木板圍一圈,即可得到
合成基礎金屬外殼
合成電路板
合成采礦管道
最後我們使用以上的零件合成【采礦機】
『玖』 比特幣挖礦機多少錢
這個要看你買什麼配置的比特幣挖礦機了,以阿瓦隆礦機為例,AVALON2
1T套裝(10個單模組):價格為13999元;AVALON2單模組100G價格為1599元人民幣;阿瓦隆2代礦機2模組200G價格為2500元。目前,Avalon三代晶元已經發布,Avalon3礦機也即將進入市場。
『拾』 非金屬礦采礦
礦山的開拓方式、生產規模、采礦方法、裝備水平主要取決於礦床規模、礦床儲存條件、礦物的性質、礦產品的價值以及國家的技術經濟基礎。一些礦業發達國家,特別是工業發達國家擁有大型、特大型金剛石、石膏、高嶺土、大理石、石棉等的礦山,採用大規模、集約化開采,這些非金屬礦山的技術裝備水平一般與大型煤礦山、金屬礦山相當,有的非金屬礦山的開采作業達到了采礦業的先進水平,如俄羅斯雅庫基、南非的金剛石礦、俄羅斯巴日諾夫和加拿大魁北克的石棉礦、美國的高嶺土、凹凸棒石、膨潤土和石膏礦,以及挪威的石灰石礦等,那些先進國家的石墨、滑石、重晶石、白雲石等非金屬礦山,規模較小,但裝備水平和經營管理水平較高,相應的技術經濟指標也較高。
目前國外非金屬礦采礦技術發展現狀大致如下:
一、露天開采比重大於地下開采,露天礦采深越來越大
非金屬礦的開采,露采地采兼有。然而,露天開采具有可採用大型高效采礦設備、生產能力大、勞動安全條件相對較好、資金投入產出較快等一系列優點,國外非金屬礦山只要條件許可都盡可能採用露天開采。據美國地調局《Mineral Yearbook》2005統計,2004年美國工業礦物礦岩量36.08×108t,其中露采35×108t,佔97%,同比增長4%,地采1.08×108t,只佔3%,工業礦物產品的平均價格,露采為20.54美元/t,地采為28.34美元/t。2004年美國幾種非金屬礦露采和地採的開采量如表2-1-1所示。
表2-1-1 2004年美國幾種非金屬礦開采量(104t)
佔世界高嶺土產量50%以上的英美高嶺土礦山都採用露天采礦方法,目前世界最大的石棉生產國俄羅斯和加拿大的石棉礦山也都採用露天采礦,絕大多數的世界大型的石膏、膨潤土、石灰石、大理石等的礦山都是露天開采。
隨著采礦工作的進展,礦坑開采深度不斷加深。如2005年俄羅斯雅庫基的和平金剛石礦、紀念日金剛石礦、成功金剛石礦的深度已分別達到525 m、500 m和610 m。俄羅斯巴日諾夫石棉礦原設計露采最終深度為680 m,目前采深已超過700 m。由於通風安全和運輸的經濟性,目前他們都在計劃或已實施露轉地的問題。
二、機械化自動化水平不斷提高,大力發展連續式或半連續式采礦工藝
為了節省人力,提高勞動生產率,降低生產成本,國外非金屬礦山不斷提高機械化和設備大型化的水平。與此相配合,發展了連續式或半連續式采礦工藝。
國外非金屬礦露天礦山一般採用螺旋溝開拓、台階式開采。表土剝離採用鑿岩爆破法,用前端式裝載機、液壓鏟或大型索斗鏟配合大型汽車裝運。如俄羅斯薩勃魯夫斯基滑石生產聯合體的「新透鏡體」滑石礦。儲量2718×104t,礦體長1050 m,滑石菱鎂礦層厚度50~350 m,探礦深度80~90 m。該礦採用水平分層下行式台階開采,台階高度10 m。表土層為頁岩、斜長花崗岩和角閃岩。年礦石量19700 m3,剝離量3500 m3。剝離岩石由鑿外工作預鬆散後,用5 m3機鏟采裝到翻斗車,運去填路或露天尾礦堆。礦塊用SBMK-5行鑽機穿孔。爆破後礦石用電鏟、翻斗車裝運至中間礦倉或選礦廠受礦倉。
德國Stassfurt白雲石礦床,礦石平均密度為2.3~2.5g/cm3,礦體性狀多變,裂隙豐富,在幾米范圍內,礦石強度和品位都顯著不同。礦山採用選擇性開采,根據配料要求挖掘所需塊段。因此採用了Caterpillar的液壓鏟進行挖掘。液壓鏟重93 t,最大功率448 kW。鏟斗具有5個彎齒,同鏟斗底部曲線性狀相匹配。斗容5.5 m3,工作壓力500 kW。大塊岩石用鏟斗底部墜球搗碎,再用鏟斗鏟裝到自卸汽卡車。
在采礦生產中,廣泛採用大孔徑牙輪鑽或潛孔鑽鑿岩-電鏟(液壓鏟、前裝機)-汽車-半固定式破碎機-帶式輸送機裝運的半連續式生產工藝(如俄羅斯烏拉爾石棉公司)。有些非金屬礦種的生產採用了連續式生產。如英國的高嶺土礦山使用高壓水槍水力開采高嶺土,礦漿通過管道泵送到儲漿池,再泵送至選廠進行水洗。烏克蘭的高嶺土礦使用斗輪鏟聯合裝置進行開采、運輸和堆礦,實現了高度機械化的連續工藝。
美國Oil-Dri公司年產包括凹土在內的漂白土100×104t,是世界最大的優質寵物墊料和吸附劑生產和供應商,其礦山採用露采,4個礦段,每個礦段僅用3人,分層開采機械復墾,生產過程全盤機械化。
地下開采採用豎井、斜井、平硐等方式進行開拓。為了進一步降低成本、提高勞動生產率,實現半連續或連續式采礦生產,國外非金屬礦山地下開采盡量採用斜井開拓,帶式輸送機或自行式輸送設備運輸礦石的方式,如英國三維世硬石膏礦等。
三、不斷改進采礦方法,以適應高效設備的需要,提高勞動生產率和資源回收率
在地采礦開采方法上,隨著無軌采礦技術、中深孔大孔徑鑿岩技術,以及先進的采礦機械設備的發展,使較老的勞動強度較高、材料消耗較高的采礦方法,如人工水平分層充填法、留礦法等,逐步被以利用先進技術設備的機械膠結充填法、階段崩落法、房柱法、中深孔分段崩落法、分段平巷法所取代。例如美國石膏礦採用露天礦台階式開采,鏟運機直接進坑裝礦運礦。英國三維世硬石膏礦使用6 m3鏟運機,工效達到230 t/工班。
摩洛哥Samine礦自1974年投產,它以38%高品位CaF2的礦石而聞名,礦石能加工成98%CaF2的產品。原用留礦法開采,礦石回採率低,選擇性差,生產率低,生產成本高,初始投資高。他們利用鑽探岩心資料繪制三維地質圖,根據地質條件開發了機械化傾斜分層充填法,使礦石回採率達到了90%,生產率提高了20%,最高礦石貧化率僅10%,采礦成本降低了1/3,特別是搶救了270×104t CaF2,37.4%的礦石儲量,提高了10年的礦山壽命。對於鄰近礦區相同的地質條件下採用該采礦方法,預期又能增加350×104t的儲量。
目前俄羅斯雅庫基ALROSA金剛石公司「國際」礦含金剛石金伯利岩的地下開采,就是採用聯合採礦機進行開採的。這是世界上採用聯合採礦機開採金剛石礦的第一例。該礦井下使用了2台奧地利Fest Alpine Bergtechnik公司出品的聯合採礦機,以及2台雅庫基金剛石設計研究院和ALROSA公司共同研製的聯合採礦機。「國際」礦改進了聯合採礦機的執行機構,加快了切割頭的轉速,改進了刀頭的分布方案、數量和尺寸。採用聯合採礦機對保護金剛石的天然晶體有著重要的意義。礦山進行的檢驗和統計證明,從1t金伯利岩中回收的金剛石的價值比原來採用小孔鑿爆法采礦時要高。該礦目前的開采量為50×104t/a。
四、非鑿岩爆破開采法得到因礦制宜的應用,且其應用有擴大的趨勢
非鑿岩爆破開采法在半硬和硬質岩石的露天礦開采中的研究已經有很長時間了。問題的提出,一是因為希望用它來取代勞動強度很大,且有危險的鑿爆工藝;二是藉此開發新一代的高效、經濟的露天礦開采和剝離工作的連續作業工藝。
非鑿爆開采法在中等硬度以下的礦岩挖掘中也早就有所應用。如用在國外的高嶺土、石膏、滑石和石灰石的采礦中,像烏克蘭的高嶺土礦使用斗輪鏟和堆取料機聯合裝置進行采礦,實現了高度機械化的連續工藝;美國帕貝科日恩松石膏礦採用鏟運機進行開采,取代原用的鑿岩爆破法,采礦成本可降低2/3。
自20世紀90年代中期以來,專業生產的炸葯價格大幅度上漲,使1 m3鑿爆法采出毛礦的成本大大提高。此外,隨著世界各國對環境問題的關注度日益提高,為消除或降低鑿岩爆破采礦所帶來的雜訊、粉塵和震動,近年來非鑿岩爆破采礦法的研究有所加強,應用有逐漸擴大的趨勢。
岩體非鑿爆法採掘的采礦設備必須具備以下條件:一是具有很高的切割應力,以及相應於應用單位生產能力的勞動生產率;二是松岩和採掘礦岩的能耗要低;三是應有足夠的機動靈活性和在較大坡面的工作平台上操作的能力;四是應具有工藝和生態上的安全性。
採掘裝岩設備可以同時完成松岩、挖掘和裝岩功能,是最能滿足大規模生產要求的。從被開采和可能使用該法開採的礦床的采礦地質條件和采礦機械現狀來看,在最近10~15年內,最可能用作非鑿爆采礦的主要設備有帶刨岩斗齒的單斗液壓鏟和索斗鏟、分層刨岩機和斗輪鏟。用於非鑿爆法采礦的單斗液壓鏟的發展方向是配備專用鏟斗和松岩器的液壓鏟和帶沖擊式斗齒的機鏟和液壓鏟(動力鏟斗的挖掘機)。而後者是最有希望的。20 世紀末,奧地利Fest-Alpine公司和德國的Nidermaier公司以及瑞典的公司已經製成和成功試驗了斗容5~7 m3的動力鏟斗液壓鏟。俄羅斯烏拉爾重型機器公司在俄羅斯科學院礦業研究院的配合下,在原成批生產的ЭКГ-5A型電鏟的基礎上,製成了帶動力鏟斗的ЭКГ-5B型電鏟其與ЭКГ-5A型電鏟的區別和改進是主要工作機構改變了,並在電鏟擴大的回轉平台上配備了附加機構。ЭКГ-5B型電鏟在石灰石、白雲石和煤礦投入了生產,實踐表明,斗齒刃的單位沖擊能為100 J/cm,可以成功地開采抗壓強度80MPa的岩石,平均勞動生產率為120~275 m3/h,在使用率為0.41~0.67的情況下,年生產能力可達72×104m3。還確定了ЭКГ-12B型帶動力鏟斗的電鏟的工作機構參數,證實了將單位沖擊能提高到200~250 J/cm,沖擊頻率提高到8~12 Hz的合理性,在這種條件下,設備能有效地採掘抗壓強度達100MPa的岩石。
全世界都很關注無須預松岩直接連續作業的岩體採掘裝載機的製造。在20世紀80年代初,俄羅斯就有分層刨岩型聯合採礦機生產,現在全世界采礦設備製造商已經對40種型號的聯合採礦機進行了工業試驗。最有代表性的有Virtgen公司的聯合採礦機,可以開采層厚0.2~0.6 m、抗壓強度達80MPa的岩石。由德國Krupp Ferdertechnik公司和俄羅斯庫茲巴斯塔爾琴斯基煤礦合作研發的KSM-2000 p型聯合採礦機,在抗壓強度為70~80MPa的岩石中進行分層開采,最大刨岩深度可以達到2.6 m,在松岩後的岩體中,它的最高生產率達到2000 m3/h,是目前所有聯合採礦機中效率最高的。美國石膏礦採用鏟運機開采法,取代原用的鑿爆法,使采礦成本降低了3倍。
為了保持傳統台階式開采工藝的技術優勢,確保非鑿爆法流水作業的進行,一些國家著力配製增強切割應力的斗輪式挖掘機。捷克Unex公司K-650型斗輪式挖掘機在俄羅斯「成功」金剛石露天礦的工業性試驗和俄羅斯ЭКГ-400/1000型斗輪式挖掘機在俄羅斯雅庫基金剛石砂礦的生產應用證明,這類設備基本上能滿足在抗壓強度為60~80MPa的岩體中的非鑿爆法采礦作業要求。
然而,研究結果和實踐經驗證明,在可預見的將來,還不能完全將非鑿爆法看作是鑿爆法開採的替代方案。在大量不同的采礦地質條件下,每一種采礦設備都有它有效應用的范圍。特硬和特黏的整體岩體,如花崗岩、輝長岩和輝岩等,在目前的發展水平下,進行有效的松岩還得依靠爆破。砂礦、砂礫礦、粘土礦、中等硬度的礦床,如石灰岩、頁岩、砂岩、粉砂岩、泥質岩、白堊、交代類岩石、金伯利岩,以及某些類型的鐵礦、銅礦、有色金屬礦和金礦,採用非鑿爆法開采,目前還是成功的。
總之,利用目前已有的設備正在和可以成功地進行非鑿爆法開採的應用范圍有:
1)抗壓強度在60~80MPa的Ⅰ類、Ⅱ類和部分Ⅲ類岩石的礦床和個別礦塊。
2)需要選擇性開採的、結構復雜的礦體。
3)不能採用鑿爆法進行松岩的礦床和礦塊,如居民點、工業建築附近的礦床和礦塊。
4)由於技術原因殘留的礦塊和礦堆等。
我國岩石為中等硬度以下的小型非金屬礦山,多數都採用手工開採的方法,挖掘裝運礦石的工具僅為手鎬、簸箕和手推礦車。尚未看到有採用機械化非鑿爆法開采非金屬礦的報道,因此在這方面目前無法與國外先進水平相比。
五、設備繼續趨向合理的大型化、講究高效和節能
國外非金屬礦的露天開采採用大孔徑牙輪鑽或潛孔鑽、長鑽桿自動控制穿孔技術。俄羅斯建材礦山70%以上採用高效牙輪鑽機鑿岩。如俄羅斯ALROSA金剛石露天礦目前採用俄羅斯國產CБШ-250、270型牙輪鑽機、芬蘭Tamrock D-75 KS和Ingersol Rand D-2m鑽機,孔徑達250~270mm。裝礦用斗容4~16 m3的電鏟或前裝機,運輸用裝載量30~136t的自卸車。俄羅斯烏拉爾石棉公司巴日諾夫石棉露天礦穿孔用CБШ-250 MH型牙輪鑽,孔徑為250mm,裝礦用8~12.5m3電鏟,運輸用30~120 t自卸車,以及黏著質量930 t的173-2M牽引機組。加拿大黑湖石棉公司露天礦採用φ190~250mm的牙輪鑽穿孔,7 m3前裝機裝礦,100 t級以上的自卸車運輸。
為了節能和提高勞動生產率,國外非金屬礦山注重適時更新設備。如俄羅斯ALROSA金剛石公司每年投入23億~30億盧布購置發達國家製造的設備,如Caterpillar和Komazu斗容16 m3的反向鏟,噸位136 t的Caterpillar,Komazu和Dresser翻斗車,俄產5~15 m3的正向鏟。巴西Mineracao de Amianto石棉公司2003~2004財政年度投資1300萬美元置換運輸翻斗車,2006年投資1500萬美元更新設備。
在地下礦巷道掘進方面,俄羅斯研發和投產了一種鑽機、裝葯和爆破-岩石裝載工序的聯合機組,附設工業機器人和微處理機,確保巷道掘進工作準確安全高效地進行,消除了掘進工人笨重的體力勞動。
俄羅斯烏拉爾石棉公司巴日諾夫露天礦開發了一種乳狀炸葯機械化制備、裝運和裝葯機。這種設備是在對適應本礦崩礦需要的安全、廉價的乳狀炸葯進行了長期研究後開發出來的。這種MЗГ-10型制葯、運葯、裝葯機,載重10 t,可以直接開到工作面進行制葯和裝葯。2004年通過了驗收後,全面投入了使用,目前能滿足露天礦炸葯總消耗量的98.2%。採用這種技術,對於含水礦體的爆破工作,與原先採用的技術相比,可節省費用2.6倍。
加拿大石棉礦山的裝葯車配備自控裝置,可以根據不同礦岩不同的爆破性能隨時調整炸葯的成分含量以改變炸葯的爆炸威力。甚至在同一炮孔中也可以做到不同部位裝不同的炸葯,以提高爆破質量。
六、注重科學采礦,不斷改進工藝,提高勞動生產率
(一)全球定位系統技術和工業電視的應用
目前工業發達國家非金屬礦業在露天采礦中較為普遍地採用全球定位系統技術(GPS)來配置監控調度鑽機、礦岩鏟裝和運輸設備,保障其正常生產,以及在各種設備發生故障時及時地調度維修,以便最大限度地減少窩工時間,提高設備利用率。地下采礦的礦山,則廣泛採用工業電視,在中央控制室監控各工作面、卸礦點、裝礦點的工作和提升運輸的情況。
(二)廣泛採用計算機技術
計算機技術,已在工業發達國家的非金屬礦山得到了廣泛的應用,在采礦工作設計階段,幫助設計人員利用計算機技術模擬礦床的條件,應用專用的軟體,准確地作出決策和設計方案;在采礦工程開展過程中幫助采礦工程技術人員採用計算機模型模擬采礦現場情況,進行采礦方案的比較和選擇,可提高采礦場的穩定性和安全性,提高資源的回收率和勞動生產率;在采礦過程中,可幫助采礦工程技術人員進行采礦工作的管理,礦石的運輸管理。如加拿大石棉礦,根據地質勘探的結果,將礦石按其質量、品位、礦物組成、性質等因素,確定不同的價值。然後利用計算機技術按照地質勘探的結果,繪制出礦體三維模型,並將其按其中礦石的價值劃分成不同礦石價值的礦塊。為一定質量要求的產品進行采礦時,可在三維模型上進行配礦,確定所需的礦塊以及採掘的數量,再按此設計各礦塊工作面炮孔布置、炮孔數量和深度、各排炮孔的裝葯量、爆破方法和順序、裝運設備的配置和調度等。
(三)重視礦石的質量控制
工業發達國家的非金屬礦業不僅對最終產品實施質量控制,而且對加工過程實施在線控制。如俄羅斯采礦化學品有限公司Kulr水鎂石礦,從采礦開始就把好質量關,通過詳探台架試驗確定生產礦塊,再用生探進一步取樣分析准確確定應爆礦段,爆破後將礦石按要求破碎分級,送往不同產品的工藝流程。在整個采礦和加工過程中都對MgO、CaO、SiO2、Fe2O3的含量進行測定和監控。而我國非金屬礦山普遍只對最終產品進行質量控制,而且大多數小型非金屬礦山並無正規的質量檢驗。
(四)金剛石開采中爆破對晶體破壞的研究
俄羅斯礦山科學研究院對在開采含金剛石金伯利岩時,爆破工作對晶體的破壞進行了研究,並對爆破破壞晶體的行為進行了模擬,確定了破壞晶體的潛在危險帶的半徑,研定了爆破脈沖形式和應力波振幅-時間特性的控制方法,從而為計算能保護晶體的爆破工作參數奠定了基礎。
(五)露天礦強化裝運工作的新技術
俄羅斯礦山科學研究院研發了一種強化裝運過程的工藝和一套礦石堆料卸料裝置,使露天礦裝運工作實現了流水化。礦石堆料卸料裝置由列車式礦倉、礦堆下移動式振動給料器和自行式翻斗車組成。這套裝置的工作原理如下:沿工作面平行於礦車軌道建一條輔助軌道,列車式礦倉停靠在輔助軌道上,列車式礦倉起到一種緩沖礦倉的作用。礦堆下移動式振動給料器和自行式翻斗車安裝在列車式礦倉的車架上。電鏟將礦石裝在列車式礦倉中由移動式振動給料器和自行式翻斗車將礦石轉卸到運輸礦車的車皮中。這樣電鏟可以連續向列車式礦倉裝礦,移動式振動給料器又可以連續向運輸礦車的車皮裝礦,使露天礦裝運工作流水化。運輸礦車的停靠和裝車時間不超過2~3 min,比循環作業時裝車作業時間縮短了10~20倍。
另一種強化露天礦裝運工作的方法是使用大容量的鏟斗配合長度與翻斗車車廂一樣的振動給礦器。生產時,後者停放在運輸線附近已采台階的上幫,給礦器一次就能裝滿一輛翻斗車車廂,可大大縮短裝車時間,提高主要采礦設備的利用率,露天礦的工作台階也可提高,從總體上提高了采礦能力和勞動生產率,節省了能源,並有利於降低對環境的污染。
這種工藝和綜合裝備已在俄羅斯一些露天礦投產,可提高電鏟的利用率20%~240%;運輸車輛的利用率10%~120%。
(六)渦流爆破工藝
俄羅斯新西伯利亞的一個石料露天礦採用渦流爆破工藝,可以使用低能廉價炸葯,節省了生產成本;提高了岩礦爆破的拋擲能力,減少了有害氣體的排放,改善了技術經濟效益和生態環境。
渦流爆破工藝的原理是在葯包中裝一個「渦流發生器」,起爆時,渦流發生器生成渦流,促進爆破氣流產物的強制對流,補爆起爆氣流產物中未爆燃料和氧化劑顆粒,增大了爆破氣體的體積和對鑽孔深部的擠壓,提高了爆破脈沖,從而提高了爆破效率。
該礦在使用渦流爆破工藝後,台階高度提高到15 m,炮孔深度18 m。
我國大中型非金屬礦山,大多是20世紀50~60年代建立的老企業,更新改造能力差,礦山雖然實現了部分機械化,但現有的設備遠不及工業發達國家的水平。而占我國非金屬礦山企業絕大多數的是小型鄉鎮企業或個體企業。它們大多沒有正規的設計,沒有完整的開采順序和采礦方法,采礦巷道及其裝備也不正規。採用的是手工開采,鐵錘鋼釺鑿岩,貼炮爆破崩礦,人工裝礦,手推礦車運礦等等。甚至亂采亂挖,采富棄貧。因此礦石損失貧化嚴重,礦石塊度不均勻,大塊率高,二次破碎率高,導致資源回收率低,浪費嚴重;勞動強度大,勞動生產率低。改革開放以來有一些礦山企業進行了一些技術改造,但絕大多數企業變化不大。與工業發達國家相比,我國非金屬礦業采礦業的生產技術水平差距很大,採用的設備規格小,在自動化上基本上是空白。然而近年來,我國引進了外資,出現了一批外資和合資非金屬礦企業,同時也引進了一些較為先進的采礦方法工藝和較為先進和大型的設備,如廣西桂林桂廣滑石開發有限公司,遼寧海城艾海滑石有限公司和一些大型水泥集團公司的石灰石礦山等。如法資拉法基 都江堰水泥廠3500 t/d生產線的石灰石礦山,采場採用自上而下水平分層采礦方法,用全液壓頂錘式鑽機穿孔,手持式風鑽輔助鑿岩,中深孔多排孔微差爆破;礦石用5.5 m3全液壓履帶式挖掘機裝入32 t礦用翻斗車運至儲礦點,經6.7 m3輪式裝載機裝運到破碎站,破碎的礦石用鋼心膠帶輸送機輸送到水泥廠石灰石儲庫,實現了全機械化循環流水作業。這些企業對我國的非金屬礦采礦事業起著一定的示範作用。