瑞典挖矿机
『壹』 为什么现在虚拟货币这么火,国家怎么监管。我身边的人现在都在挖矿,
原因:在信息技术高速发展的今天,实体货币远远不能满足人们的资金流动需求。如果有足够多的人认可某种虚拟货币的价值,则它完全可能成为物质交换的替代单位,虚拟币的存在必然还会再引起金融界的一股热潮。
针对虚拟货币可能存在的风险,目前已有许多国际组织和中央银行对虚拟货币体系的监管问题进行了公开回应。这些回应大体可以分为四类:警告与风险提示,监管与登记许可,立法规范,明令禁止。
(1)警告与风险提示。
一些中央银行与监管机构对比特币及虚拟货币体系发出了风险警告。德国联邦金融监管局、法兰西银行、荷兰和比利时中央银行就针对使用比特币可能引发的洗钱与恐怖主义融资发出了公开警告。欧洲银行业管理局(EBA)在2013年底发布的报告中警告消费者虚拟货币存在的诸多风险,如兑换损失、电子钱包被盗、支付不受保护、价格波动等。西班牙虽然没有类似的风险警告,但及时发布了与虚拟货币有关的信息公告。
(2)监管与登记许可。
总体而言,国际组织均认为对虚拟货币的监管应在防范风险和促进创新之间找到平衡。瑞典从2012年开始要求与虚拟货币有关的交易必须在金融监管机构进行登记。另外一些国家则注重资质监管,进而使其间接满足审慎监管要求。还有些国家的监管主要针对虚拟货币交易的商业模式。法国金融审慎监管局将提供比特币流通买卖服务,并在此过程中赚取资金的行为视作是一种支付服务而要求得到政府授权。另外一些国家将监管的重点着眼于与虚拟货币有关的中介机构。德国联邦金融监管局和丹麦的监管机构认为,为虚拟货币提供中介服务需要获得授权。
(3)立法规范。
目前,已有部分国家拟立法监管虚拟货币交易。加拿大拟立法允许政府对比特币交易进行监管,并将数额大于一万美元的交易纳入可疑监管范围。美国希望调整相关法律结构应对比特币的发展。美国财政部金融犯罪执法网络(FinCEN)为使银行保密法(BSA)在网络背景下适用,于2013年发布了针对私人生成、持有、分配、交易、接受和传输虚拟货币的行为及主体界定的解释性指引。欧洲央行强调应加强现有法律框架下的国际合作,从欧洲与全球层面在现有法律制度框架下对虚拟货币加以规范。更多的国家则认为比特币不是一种流通货币,不具有法律地位,也不符合金融工具的定义,如芬兰、瑞典、马来西亚和印尼等。
(4)明令禁止。
在某些国家,与比特币有关的交易被禁止。2013年12月,中国人民银行禁止金融机构进行比特币交易,上述禁令随后扩展至支付服务的供应商。持同样态度的还有泰国和印尼央行。匿名网络货币(包括比特币)的流通被俄罗斯司法检查部门视作对货币的替代而被禁止。俄罗斯中央银行早先已经将提供比特币服务纳入可疑交易的监察范围。美国证券交易委员会(SEC)禁止发行未注册股票换取比特币,禁止未经注册从事以虚拟货币计价的网上证券交易活动。
『贰』 〈挖矿系列3〉比特币矿机发展史
比特币从发明诞生出来后,比特币挖矿主要经历了3个阶段(现在的矿池是挖矿的方式,非矿机技术)
CPU→GPU→ASIC专业矿机
一、CPU挖矿
说起CPU挖矿,谁是第一个呢?前面文章也说了,就是比特币的发明者中本聪(无明确的证据,按逻辑应该是正确的)。
CPU挖矿是第一代的挖矿。2009年1月3日,比特币创始人中本聪用电脑CPU挖出了第一批比特币,挖出了第一个创始区块,区块里包含50个比特币。
随后一些极客、程序员、游戏挖机纷纷加入CPU挖矿,但当时的CPU挖矿,仅仅是一种尝试和好玩,并没有现在的商业化。
二、GPU挖矿
GPU(图形处理单元,即显卡)挖矿是第二代的挖矿。
从CPU换到GPU挖矿,是因为CPU中央处理器是通用性计算单元,里面设计了计算机很多的分析处理需求,其综合能力强但单项能力较弱,而比特币的SHA256 hash运算,是非常单一的无脑重复计算,而且CPU的并行运算能力不强,后来,有人发现GPU的高吞吐率和高并行处理能力,其运算效率比CPU高10倍以上,并且GPU可以超频使用以提升性能,适用于大规模的并发运算,比如密码破解,于是人们纷纷转向GPU挖矿。
大家肯定都听说过比特币历史上最贵的吃货、比特币Pizza的故事了。没错,这个人叫Laszlo Hanyecz,他是个程序员,他在2010年5月22日,用1万枚比特币购买了两个披萨,当时这两个披萨只值不到50美元,但是这一万枚比特币拿到现在值几个亿了。
大家都在说Laszlo Hanyecz肯定肠子都悔青了,但是也未必,因为Laszlo Hanyecz是第一个使用GPU挖比特币的人,他挖到了非常多的比特币,当时的1万枚可能只是九牛一毛了。
图片来源于网上
但是GPU也存在缺陷,就是原本是做图像处理的,内置的这些硬件非常好电,散热也是个问题。
三、ASIC专业矿机挖矿
ASIC专业矿机是属于第三代的挖矿。
ASIC是Application Specific Integrated Circuit的缩写,是一种专门为某种特定用途设计的电子电路(芯片)。用于挖矿的芯片,就是矿机ASIC芯片了。因为被设计为只进行某一挖矿需要的特定算法,所以ASIC芯片的设计可以简单的多,成本也低的多。不过最重要的是,就挖矿算力来说,ASIC可以比同时代的CPU、GPU高出几万倍甚至更多。
ASIC矿机的出现,是随着参与挖矿的人越来越多,算力不段上升,而GPU的算力也达到了极限,为了突破这个局限,就有人开始研发专门的矿机。
世界上第一台ASIC芯片的矿机是谁发明的呢?对,就是人称“南瓜张”的张楠赓的阿瓦隆矿机。
矿机的芯片,需要非常强的研发技术实力,比如通讯领域,最强的芯片研发企业是高通、华为海思,因此矿机的芯片研发是一场高科技的竞赛,最早的矿机厂商有龙矿矿机、闪电矿机、瑞典的KNC Minner,都已经从市场上消失,现在市场上最大的矿机厂商包括比特币大陆(蚂蚁矿机)、嘉楠耘智(阿瓦隆矿机)、Bitfury、Watts Miners等,
现在最火爆的矿机当属比特大陆的蚂蚁系列了,后续再详细介绍如何挑选和购买矿机。
本文只简单结束了比特币矿机从CPU、GPU到ASIC的技术发展历程,而现在的ASIC矿机尤其比特币大陆的矿机占据了市场70%以上的算力和市场份额,被质疑为“算力霸权”和跟“去中心化”违背,潜在的“51%”攻击和不公平等。而现在的矿机已经是一条完整的产业链,无论如何发展,也是基于市场和追求利益的行为。后续继续分析。
『叁』 弄一套挖矿机大概多少钱
便宜的几千一台,贵的几万一台,甚至几十万一台。
‘挖矿’是虚拟货币交易的前置环节,国务院和地方把‘挖矿’作为监管重点是必要的,表达了从源头上打击虚拟货币交易的态度和决心。”招联金融首席研究员董希淼说。
“挖矿”的高能耗一直被环保人士所诟病。“挖矿”不仅耗时,还会消耗大量的电力。尤其是自去年以来,在比特币火爆行情带动下,“挖矿”收益节节攀升。为了不在算力竞争中落后,“矿工”们加大了大算力矿机的使用,导致电力消耗急剧上升。
比特币“挖矿”每年消耗约133.68太瓦时用电量,这一数值超过2020年瑞典全国用电量。而剑桥大学新兴金融中心发布的另一项数据显示,在全球比特币算力分布中,我国以60%以上的算力占比位居首位。且这些“矿场”主要聚集在电力充足且电费相对便宜的地区,比如四川、内蒙古等地。
『肆』 挖矿耗电量高于瑞典全国用电量,挖矿为何如此费电
虚拟货币逐渐开始跌落神坛了。为了得到虚拟货币,也就是挖矿,无数个矿机都在没日没夜的运转,每天的耗电量十分惊人,有专家研究发现,光是比特币这一种虚拟货币所带来的耗电量,都能够和一个国家的耗电量相比较了。也就是说,挖矿就是在烧电,而且是以惊人的速度在烧。
在内蒙古,当地的有关部门就出台了一些政策,限制挖矿的行为,这是一个好现象。原本电就是一种不太清洁的能源,如果挖矿越来越疯狂,我们的自然也会遭受到严重的破坏,因此,抵制挖矿应该从现在做起,只有这样,全民挖矿这种奇怪的风潮,才会停止下来。
『伍』 比特币“挖矿”到底有多耗电
2021年末,牡丹江一犯罪团伙想通过虚拟货币挖矿赚钱,便租下几个小区车库,购置了60余台“挖矿”设备,但是开挖后才发现“挖矿”设备耗电量大太,于是就动就了歪脑筋,购买了变压器、高压电缆等设备,通过搭接小区进线方式窃取国家电能想节省耗电成本。但是没用上三个月就被顺藤摸瓜的我公安民警抓了个正着。没收了所有的挖矿设备和非法所得,还将面临一大笔的罚金和刑事责任。
据新闻报道西部某省一家从事“数据业务”的企业,2020年全年纳税仅25万元,但月均耗电量却高达2500万度!今年前4个月,纳税仅9万元,但月均耗电量高达4500万度,折算能耗约为1.5万吨标煤。经调查发现,这台企业实则就是一家“矿场”。这么大的电力损耗,但是实际真的为社会贡献却是微乎其微。另外你可能还不知道,全世界最主要的矿场有60%是在中国,因此很多专家人都说,这根本就不是什么挖矿生意,就是给我们的子孙们“挖坑”呀!
好在国家已经及时的发现这个情况,并在去年5月国务院金融稳定发展委员会会议明确提出,打击比特币挖矿和交易行为。由此国内大的矿场纷纷转向了海外,剩下小也由地上转入了地下。相信在国家重拳整治下这些破坏生态,浪费电能的挖矿行业将无所遁形。
『陆』 各国相继整治挖矿业,比特币还有未来吗
新年刚过,币圈又迎来了新一轮打击,继很多国家之后,科索沃也对比特币矿场出手了。
2021年9月,中国率先出台了全面清理比特币矿场的禁令,国内大量矿场被迫出海寻找生路,很多矿场盯上了绿色能源富集的北欧国家,还有一些则瞄准了哈萨克斯坦、伊朗、科索沃等盛产煤炭和天然气的能源国家,连小小的阿布哈兹都吸引了不少矿主。到了2021年秋天,全球已经有超过四分之一的比特币(Bitcoin)产自哈萨克斯坦和伊朗的矿场。
不过最近几个月,一些曾经对比特币表示欢迎的国家也开始大批驱赶矿主了。原因无他,这些比特币矿场都是耗电大户,给所到之处造成了电力短缺甚至大面积停电,连德黑兰和阿拉木图这样的首都城市也未能幸免。这对那些相信比特币行业一定能够通过可再生能源解决污染问题的人可以说是“啪啪”打脸。连可再生能源极其丰富的北欧国家都表示,如果任由比特币挖矿业消耗掉越来越多的风能和地热能,北欧国家自身或者都将无法实现它们的清洁能源目标。
最近又一些地方被这些“挖矿游击队”盯上了。这些地方应该对此保持警惕,认真思考这些矿场为什么不容于中国、哈萨斯克斯坦和伊朗等国。比如最近,很多矿场都登陆了美国的得克萨斯州,这里已经成了矿圈当前最热的目的地。荷兰经济学家亚历克斯·德·弗里斯经营着一个名叫Digiconomist的追踪比特币能耗的网站,他说:“美国得州人的想法是,有了新的需求之后,就能够修复该州脆弱的电网了。这是我听过的最荒唐的想法。冬天和夏天一般是电网用电需求最大的时候,而比特币采矿只会造成电力供给更加捉襟见肘,结果一定不会好看。”
现在,对比特币采矿业出手的国家越来越多,这对美国得州、纽约州、肯塔基州以及德国、爱尔兰等仍然欢迎比特币采矿的一些欧洲国家来说是一个值得警惕的信号。让我们看看近期有哪些国家明确表示将打击比特币,首先从新年前夜突袭比特币的科索沃开始。
科索沃重拳打击比特币
近年来,科索沃的火电厂生产的廉价电力吸引了不少比特币矿主。科索沃总共有180万人口,比特币挖矿业主要集中在科索沃北部地区,尤其是在年轻的塞族人口中较为流行。塞族人是科索沃境内的反对势力,他们不承认科索沃是一个国家,而且拒绝缴纳电费。最近几个月,由于当地多家火电厂停机断电,科索沃当局只得从欧洲邻国进口了大量昂贵的天然气用于发电。目前,科索沃有大约40%的能源依赖国外。科索沃已经宣布全境进入60天的紧急状态,在此期间将限制家庭和商业用电。而禁止比特币采矿正是科索沃应对能源危机而打出的一记重拳。
2021年12月31日,科索沃当局宣布“全境禁止生产虚拟货币”。希望比特币禁令颁布后,释放出的多余电力可以帮助科索沃度过这个寒冷的冬天。科索沃传递出的信息是明确的:现在全球能源越来越稀缺,而且越来越多的国家都在质疑,将大量能源用于一种几乎没有什么实际用途的货币,这到底有什么意义吗。
伊朗再次出手
2021年5月,伊朗各大城市轮番遭遇停电。为了缓解发电厂的压力,并且给广大家庭储备更多电力,伊朗政府宣布暂停比特币挖矿四个月。不过在短期解禁后不久,伊朗政府于2021年12月28日(也就是科索沃决定打击比特币的前三天)再次决定暂停比特币挖矿。从官方统计看,比特币挖矿的耗电量大致相当于伊朗全国发电量的3%到4%。这项禁令将持续到2022年3月中旬,届时伊朗政府可能会再度允许挖矿,以换取伊朗政府急需的外汇。不过伊朗的挖矿业最大的问题是,超过60%的挖矿都是在非法的“黑作坊”里进行的,就连一些工业级的矿主也在违法“黑挖”。伊朗前总统哈桑·鲁哈尼曾经亲口承认,这些“黑作坊”很难限制,而且会继续占用大量家庭和商业用电。现在伊朗对比特币的态度显然已经趋于负面,因此在禁令到期后,伊朗是否会继续允许挖矿业存在,还是非常值得怀疑的。
哈萨克斯坦态度转向
除了美国之外,哈萨克斯坦也是从中国离开的矿主们的黄金目的地之一。2021年秋天,剑桥大学(Cambridge University)发现,哈萨克斯坦的比特币产量已经达到了全球总产量的22%。据估算,在中国颁布比特币禁令后,短短几个月内,就有大约9万台矿机被转移到哈萨克斯坦,昼夜不停地进行挖矿。在该国最大城市阿拉木图,采矿业的规模从2021年5月到11月中旬翻了一番。一般来说,哈萨克斯坦的用电量平均每年会增长1%到2%。但是在2021年,由于大量矿场从中国涌入,加之比特币价格飙升吸引来了大量新人加入挖矿业,导致哈萨克斯坦的全国用电量较上年提高了8%。
哈萨克斯坦拥有巨量的石油储备,2021年年初,该国还表示有很多富余的电力产能。不过才几个月,比特币就将该国的发电能力打回了原型。到2021年7月,全国各地都出现了停电。为此,政府在9月出台了新规,对50家注册矿场的用电量作出限制。两个月后,政府又颁布了一项法律,将所有新矿场的用户量限制在极低的水平。自此以后,哈萨克斯坦的挖矿热潮开始迅速消退。
冰岛对挖矿者说“不”
冰岛坐拥丰富的廉价地热能,这使它近几年吸引了大量挖矿者前来淘金。中国香港的Genesis、Bitfury和加拿大的Hive等挖矿公司都在这个岛国拥有庞大业务。但冰岛的铝冶炼厂和数据中心产业也很发达,这些产业也有巨大的电力需求。现在,冰岛遭遇了能源瓶颈问题,而比特币挖矿正是导致冰岛能源短缺的主要原因。这场能源危机甚至迫使政府削减了对支柱产业的能源供给。2021年12月7日,冰岛的国家能源公司Landsvirkjun宣布,它将不再接受新的虚拟币矿场的用电请求。
瑞典想拉上欧盟一起禁比特币
2021年11月12日,瑞典的两名高级官员给该国监管机构写了一封公开信,并向欧盟(EU)提出要求。此举很有可能影响很多人畅想的“绿色比特币”计划——比如埃隆·马斯克和杰克·多尔西都认为,清洁能源能够让比特币摘掉污染的帽子。写这封信的人是瑞典的环保署署长和金融监管机构负责人,他俩呼吁瑞典领导人叫停境内的所有比特币挖矿行为。他们还呼吁欧盟27国共同签署比特币挖矿禁令。不过他们的理由并非是比特币挖矿的碳足迹问题,而是因为比特币挖矿消耗了大量可再生能源,从而阻碍了传统行业的绿色转型。瑞典有超过50%的电力来自风能、太阳能和水力,它也是世界上绿色能源占比最高的国家之一。由于电价低廉,它也吸引了众多从中国离开的矿商。这两位官员指,从2021年4月到8月,该国比特币挖矿业消耗的电力已经增加了好几倍。
这两位官员认为,比特币挖矿消耗的这些电力,原本可以用于一些有益民生的项目,例如给电动 汽车 充电。他们指出:“如果瑞典允许虚拟币挖矿产业,那么我们的可再生能源或许将不足以实现我们所需要的气候转型。”比如在炼钢和电池制造等产业推动清洁能源等等。他们认为,禁止比特币挖矿,对于实现《巴黎协定》(The Paris Agreement)的气候目标至关重要。他们还举了一些例子,称瑞典比特币挖矿业的耗电量相当于20万个家庭的用电量。“开采一个比特币的耗电量,足以让一辆中型电动 汽车 行驶180万公里。”他们的结论也很直白——比特币“不是可再生能源的合理利用方向”。
瑞典禁了,挪威大概率跟进
就在瑞典官员的这封公开信发表几天后,一名瑞典高官也加入了他们的阵营。瑞典地方政府与地区发展部部长比约恩·阿里尔德·格拉姆称:“看了瑞典监管部门提出的方案后,挪威目前正在考虑制定相关政策,以应对与虚拟币挖矿产业相关的挑战。”格拉姆还表示,和瑞典一样,挪威也需要大量绿色能源,才能够推动炼钢和炼铝等行业摆脱化石能源。随着近年来铝价飙升,炼铝行业的电力需求也水涨船高。最近,挪威还新建了一些电缆项目,未来将具备将可再生电能出口到欧洲其他国家的能力,这将为挪威带来一笔不小的收入。但另一方面,挪威将能源产量下降至仅满足国内市场使用的水平——而且不包括比特币。目前还不清楚挪威是否会跟随瑞典的脚步对比特币进行限制,但是关于欧盟是否可以在容许比特币挖矿业的前提下实现其极其激进的气候目标则已经成了一个热门话题。
弹丸之地阿布哈兹
位于黑海(Black Sea)边陲的阿布哈兹是20世纪90年代中期才从格鲁吉亚分裂出来的一个蕞尔小国。但是它早在伊朗和哈萨克斯坦之前就经历了比特币挖矿业的危害。阿布哈兹一共只有25万人口,但2020年这里却出现了625个比特币矿场,很多矿机就架设在老百姓的厨房和卧室里。比特币挖矿业的崛起使2020年当地的用电量增加了20%左右。2020年11月中旬,当地家庭和工厂都陷入了停电。政府在当年年底正式颁布了比特币挖矿禁令。为了防止有人“黑挖”,政府还派人突袭企业和民宅,踹门撬锁,搬机器剪网线,一时搞得人人自危。
将比特币拒之门外的国家越多,欢迎它的国家自然就会越少,而这些国家的电网承受的压力就会更大。目前仍然欢迎比特币挖矿的美国得克萨斯州、肯塔基州和加拿大艾伯塔省等地很快就要面临这种挑战。可能首先你会听说矿商与当地的电力公司建立了合作关系,而电力公司则表示将提高发电总量,而矿场也会在用电高峰时段关闭,好把更多的电力留给家庭和企业。
对这个问题,冰岛国家能源公司的首席执行官总结得最到位:“没有人会为比特币专门建一个发电厂,它的未来有很多不确定性。”比特币矿商赚钱最多的时候,就是它们昂贵的矿机马力全开的时候。“所以他们绝对没有动力在用电高峰时停机,甚至根本不会去这样做。”
归根结底,比特币挖矿最大的问题,就是它提高了对能源的需求,而这个世界的能源本来就不够用。(财富中文网)
译者:朴成奎
『柒』 6张3070要用多大电源挖矿
6张3070要用650瓦的电源挖矿。
但根据上一代显卡的性能与功耗比,大概也能推算出最新显卡的功耗了。如果统一用10700k做CPU的话,那么3070需要大概650瓦的电源,3080大概在800瓦左右,而3090的话估计要达到恐怖的1000瓦范围了。
这两大硬件都不怎么耗电,这套整机负载大概也就是200W左右,因为1060基本锁定在120W左右,再高也高不到哪里去,6500功耗也不高。所以整机功耗大概在200W左右吧。保险起见额定350W电源差不多就够了,不过不能是杂牌电源。
研发背景:
比特币诞生至今,在世界上刮起了一阵旋风,越来越多的人开始了解BTC,从最初的处理器/显卡到如今的挖矿机,另外制造工艺也在不断攀升。
从第一台Avalon矿机从诞生起便迅即成为炙手可热的IT产品,来自瑞典的KnCMiner也研发出旗下ASIC架构矿机,产品运行速率高达350GHash/s,近来网络上开始流传KnCMiner Jupiter旗下的挖矿机。
该公司希望改变当前比特币挖矿的局面。该公司的产品几乎瞬间一售而空——售价5000美元的Jupiter已售完。KnCMiner的硬件是高度专用的。
每块ASIC(应用集成电路)板都需要大量散热片和风扇,因此大部分金属外壳都是开放的,以便空气自由流动。一个小控制板负责输入输出,其他线缆为电源线。每块板都需要供电。
『捌』 我的世界工业MOD采矿机怎么用
要先合成一个木箱子八块木板围一圈,即可得到
合成基础金属外壳
合成电路板
合成采矿管道
最后我们使用以上的零件合成【采矿机】
『玖』 比特币挖矿机多少钱
这个要看你买什么配置的比特币挖矿机了,以阿瓦隆矿机为例,AVALON2
1T套装(10个单模组):价格为13999元;AVALON2单模组100G价格为1599元人民币;阿瓦隆2代矿机2模组200G价格为2500元。目前,Avalon三代芯片已经发布,Avalon3矿机也即将进入市场。
『拾』 非金属矿采矿
矿山的开拓方式、生产规模、采矿方法、装备水平主要取决于矿床规模、矿床储存条件、矿物的性质、矿产品的价值以及国家的技术经济基础。一些矿业发达国家,特别是工业发达国家拥有大型、特大型金刚石、石膏、高岭土、大理石、石棉等的矿山,采用大规模、集约化开采,这些非金属矿山的技术装备水平一般与大型煤矿山、金属矿山相当,有的非金属矿山的开采作业达到了采矿业的先进水平,如俄罗斯雅库基、南非的金刚石矿、俄罗斯巴日诺夫和加拿大魁北克的石棉矿、美国的高岭土、凹凸棒石、膨润土和石膏矿,以及挪威的石灰石矿等,那些先进国家的石墨、滑石、重晶石、白云石等非金属矿山,规模较小,但装备水平和经营管理水平较高,相应的技术经济指标也较高。
目前国外非金属矿采矿技术发展现状大致如下:
一、露天开采比重大于地下开采,露天矿采深越来越大
非金属矿的开采,露采地采兼有。然而,露天开采具有可采用大型高效采矿设备、生产能力大、劳动安全条件相对较好、资金投入产出较快等一系列优点,国外非金属矿山只要条件许可都尽可能采用露天开采。据美国地调局《Mineral Yearbook》2005统计,2004年美国工业矿物矿岩量36.08×108t,其中露采35×108t,占97%,同比增长4%,地采1.08×108t,只占3%,工业矿物产品的平均价格,露采为20.54美元/t,地采为28.34美元/t。2004年美国几种非金属矿露采和地采的开采量如表2-1-1所示。
表2-1-1 2004年美国几种非金属矿开采量(104t)
占世界高岭土产量50%以上的英美高岭土矿山都采用露天采矿方法,目前世界最大的石棉生产国俄罗斯和加拿大的石棉矿山也都采用露天采矿,绝大多数的世界大型的石膏、膨润土、石灰石、大理石等的矿山都是露天开采。
随着采矿工作的进展,矿坑开采深度不断加深。如2005年俄罗斯雅库基的和平金刚石矿、纪念日金刚石矿、成功金刚石矿的深度已分别达到525 m、500 m和610 m。俄罗斯巴日诺夫石棉矿原设计露采最终深度为680 m,目前采深已超过700 m。由于通风安全和运输的经济性,目前他们都在计划或已实施露转地的问题。
二、机械化自动化水平不断提高,大力发展连续式或半连续式采矿工艺
为了节省人力,提高劳动生产率,降低生产成本,国外非金属矿山不断提高机械化和设备大型化的水平。与此相配合,发展了连续式或半连续式采矿工艺。
国外非金属矿露天矿山一般采用螺旋沟开拓、台阶式开采。表土剥离采用凿岩爆破法,用前端式装载机、液压铲或大型索斗铲配合大型汽车装运。如俄罗斯萨勃鲁夫斯基滑石生产联合体的“新透镜体”滑石矿。储量2718×104t,矿体长1050 m,滑石菱镁矿层厚度50~350 m,探矿深度80~90 m。该矿采用水平分层下行式台阶开采,台阶高度10 m。表土层为页岩、斜长花岗岩和角闪岩。年矿石量19700 m3,剥离量3500 m3。剥离岩石由凿外工作预松散后,用5 m3机铲采装到翻斗车,运去填路或露天尾矿堆。矿块用SBMK-5行钻机穿孔。爆破后矿石用电铲、翻斗车装运至中间矿仓或选矿厂受矿仓。
德国Stassfurt白云石矿床,矿石平均密度为2.3~2.5g/cm3,矿体性状多变,裂隙丰富,在几米范围内,矿石强度和品位都显著不同。矿山采用选择性开采,根据配料要求挖掘所需块段。因此采用了Caterpillar的液压铲进行挖掘。液压铲重93 t,最大功率448 kW。铲斗具有5个弯齿,同铲斗底部曲线性状相匹配。斗容5.5 m3,工作压力500 kW。大块岩石用铲斗底部坠球捣碎,再用铲斗铲装到自卸汽卡车。
在采矿生产中,广泛采用大孔径牙轮钻或潜孔钻凿岩-电铲(液压铲、前装机)-汽车-半固定式破碎机-带式输送机装运的半连续式生产工艺(如俄罗斯乌拉尔石棉公司)。有些非金属矿种的生产采用了连续式生产。如英国的高岭土矿山使用高压水枪水力开采高岭土,矿浆通过管道泵送到储浆池,再泵送至选厂进行水洗。乌克兰的高岭土矿使用斗轮铲联合装置进行开采、运输和堆矿,实现了高度机械化的连续工艺。
美国Oil-Dri公司年产包括凹土在内的漂白土100×104t,是世界最大的优质宠物垫料和吸附剂生产和供应商,其矿山采用露采,4个矿段,每个矿段仅用3人,分层开采机械复垦,生产过程全盘机械化。
地下开采采用竖井、斜井、平硐等方式进行开拓。为了进一步降低成本、提高劳动生产率,实现半连续或连续式采矿生产,国外非金属矿山地下开采尽量采用斜井开拓,带式输送机或自行式输送设备运输矿石的方式,如英国三维世硬石膏矿等。
三、不断改进采矿方法,以适应高效设备的需要,提高劳动生产率和资源回收率
在地采矿开采方法上,随着无轨采矿技术、中深孔大孔径凿岩技术,以及先进的采矿机械设备的发展,使较老的劳动强度较高、材料消耗较高的采矿方法,如人工水平分层充填法、留矿法等,逐步被以利用先进技术设备的机械胶结充填法、阶段崩落法、房柱法、中深孔分段崩落法、分段平巷法所取代。例如美国石膏矿采用露天矿台阶式开采,铲运机直接进坑装矿运矿。英国三维世硬石膏矿使用6 m3铲运机,工效达到230 t/工班。
摩洛哥Samine矿自1974年投产,它以38%高品位CaF2的矿石而闻名,矿石能加工成98%CaF2的产品。原用留矿法开采,矿石回采率低,选择性差,生产率低,生产成本高,初始投资高。他们利用钻探岩心资料绘制三维地质图,根据地质条件开发了机械化倾斜分层充填法,使矿石回采率达到了90%,生产率提高了20%,最高矿石贫化率仅10%,采矿成本降低了1/3,特别是抢救了270×104t CaF2,37.4%的矿石储量,提高了10年的矿山寿命。对于邻近矿区相同的地质条件下采用该采矿方法,预期又能增加350×104t的储量。
目前俄罗斯雅库基ALROSA金刚石公司“国际”矿含金刚石金伯利岩的地下开采,就是采用联合采矿机进行开采的。这是世界上采用联合采矿机开采金刚石矿的第一例。该矿井下使用了2台奥地利Fest Alpine Bergtechnik公司出品的联合采矿机,以及2台雅库基金刚石设计研究院和ALROSA公司共同研制的联合采矿机。“国际”矿改进了联合采矿机的执行机构,加快了切割头的转速,改进了刀头的分布方案、数量和尺寸。采用联合采矿机对保护金刚石的天然晶体有着重要的意义。矿山进行的检验和统计证明,从1t金伯利岩中回收的金刚石的价值比原来采用小孔凿爆法采矿时要高。该矿目前的开采量为50×104t/a。
四、非凿岩爆破开采法得到因矿制宜的应用,且其应用有扩大的趋势
非凿岩爆破开采法在半硬和硬质岩石的露天矿开采中的研究已经有很长时间了。问题的提出,一是因为希望用它来取代劳动强度很大,且有危险的凿爆工艺;二是借此开发新一代的高效、经济的露天矿开采和剥离工作的连续作业工艺。
非凿爆开采法在中等硬度以下的矿岩挖掘中也早就有所应用。如用在国外的高岭土、石膏、滑石和石灰石的采矿中,像乌克兰的高岭土矿使用斗轮铲和堆取料机联合装置进行采矿,实现了高度机械化的连续工艺;美国帕贝科日恩松石膏矿采用铲运机进行开采,取代原用的凿岩爆破法,采矿成本可降低2/3。
自20世纪90年代中期以来,专业生产的炸药价格大幅度上涨,使1 m3凿爆法采出毛矿的成本大大提高。此外,随着世界各国对环境问题的关注度日益提高,为消除或降低凿岩爆破采矿所带来的噪声、粉尘和震动,近年来非凿岩爆破采矿法的研究有所加强,应用有逐渐扩大的趋势。
岩体非凿爆法采掘的采矿设备必须具备以下条件:一是具有很高的切割应力,以及相应于应用单位生产能力的劳动生产率;二是松岩和采掘矿岩的能耗要低;三是应有足够的机动灵活性和在较大坡面的工作平台上操作的能力;四是应具有工艺和生态上的安全性。
采掘装岩设备可以同时完成松岩、挖掘和装岩功能,是最能满足大规模生产要求的。从被开采和可能使用该法开采的矿床的采矿地质条件和采矿机械现状来看,在最近10~15年内,最可能用作非凿爆采矿的主要设备有带刨岩斗齿的单斗液压铲和索斗铲、分层刨岩机和斗轮铲。用于非凿爆法采矿的单斗液压铲的发展方向是配备专用铲斗和松岩器的液压铲和带冲击式斗齿的机铲和液压铲(动力铲斗的挖掘机)。而后者是最有希望的。20 世纪末,奥地利Fest-Alpine公司和德国的Nidermaier公司以及瑞典的公司已经制成和成功试验了斗容5~7 m3的动力铲斗液压铲。俄罗斯乌拉尔重型机器公司在俄罗斯科学院矿业研究院的配合下,在原成批生产的ЭКГ-5A型电铲的基础上,制成了带动力铲斗的ЭКГ-5B型电铲其与ЭКГ-5A型电铲的区别和改进是主要工作机构改变了,并在电铲扩大的回转平台上配备了附加机构。ЭКГ-5B型电铲在石灰石、白云石和煤矿投入了生产,实践表明,斗齿刃的单位冲击能为100 J/cm,可以成功地开采抗压强度80MPa的岩石,平均劳动生产率为120~275 m3/h,在使用率为0.41~0.67的情况下,年生产能力可达72×104m3。还确定了ЭКГ-12B型带动力铲斗的电铲的工作机构参数,证实了将单位冲击能提高到200~250 J/cm,冲击频率提高到8~12 Hz的合理性,在这种条件下,设备能有效地采掘抗压强度达100MPa的岩石。
全世界都很关注无须预松岩直接连续作业的岩体采掘装载机的制造。在20世纪80年代初,俄罗斯就有分层刨岩型联合采矿机生产,现在全世界采矿设备制造商已经对40种型号的联合采矿机进行了工业试验。最有代表性的有Virtgen公司的联合采矿机,可以开采层厚0.2~0.6 m、抗压强度达80MPa的岩石。由德国Krupp Ferdertechnik公司和俄罗斯库兹巴斯塔尔琴斯基煤矿合作研发的KSM-2000 p型联合采矿机,在抗压强度为70~80MPa的岩石中进行分层开采,最大刨岩深度可以达到2.6 m,在松岩后的岩体中,它的最高生产率达到2000 m3/h,是目前所有联合采矿机中效率最高的。美国石膏矿采用铲运机开采法,取代原用的凿爆法,使采矿成本降低了3倍。
为了保持传统台阶式开采工艺的技术优势,确保非凿爆法流水作业的进行,一些国家着力配制增强切割应力的斗轮式挖掘机。捷克Unex公司K-650型斗轮式挖掘机在俄罗斯“成功”金刚石露天矿的工业性试验和俄罗斯ЭКГ-400/1000型斗轮式挖掘机在俄罗斯雅库基金刚石砂矿的生产应用证明,这类设备基本上能满足在抗压强度为60~80MPa的岩体中的非凿爆法采矿作业要求。
然而,研究结果和实践经验证明,在可预见的将来,还不能完全将非凿爆法看作是凿爆法开采的替代方案。在大量不同的采矿地质条件下,每一种采矿设备都有它有效应用的范围。特硬和特黏的整体岩体,如花岗岩、辉长岩和辉岩等,在目前的发展水平下,进行有效的松岩还得依靠爆破。砂矿、砂砾矿、粘土矿、中等硬度的矿床,如石灰岩、页岩、砂岩、粉砂岩、泥质岩、白垩、交代类岩石、金伯利岩,以及某些类型的铁矿、铜矿、有色金属矿和金矿,采用非凿爆法开采,目前还是成功的。
总之,利用目前已有的设备正在和可以成功地进行非凿爆法开采的应用范围有:
1)抗压强度在60~80MPa的Ⅰ类、Ⅱ类和部分Ⅲ类岩石的矿床和个别矿块。
2)需要选择性开采的、结构复杂的矿体。
3)不能采用凿爆法进行松岩的矿床和矿块,如居民点、工业建筑附近的矿床和矿块。
4)由于技术原因残留的矿块和矿堆等。
我国岩石为中等硬度以下的小型非金属矿山,多数都采用手工开采的方法,挖掘装运矿石的工具仅为手镐、簸箕和手推矿车。尚未看到有采用机械化非凿爆法开采非金属矿的报道,因此在这方面目前无法与国外先进水平相比。
五、设备继续趋向合理的大型化、讲究高效和节能
国外非金属矿的露天开采采用大孔径牙轮钻或潜孔钻、长钻杆自动控制穿孔技术。俄罗斯建材矿山70%以上采用高效牙轮钻机凿岩。如俄罗斯ALROSA金刚石露天矿目前采用俄罗斯国产CБШ-250、270型牙轮钻机、芬兰Tamrock D-75 KS和Ingersol Rand D-2m钻机,孔径达250~270mm。装矿用斗容4~16 m3的电铲或前装机,运输用装载量30~136t的自卸车。俄罗斯乌拉尔石棉公司巴日诺夫石棉露天矿穿孔用CБШ-250 MH型牙轮钻,孔径为250mm,装矿用8~12.5m3电铲,运输用30~120 t自卸车,以及黏着质量930 t的173-2M牵引机组。加拿大黑湖石棉公司露天矿采用φ190~250mm的牙轮钻穿孔,7 m3前装机装矿,100 t级以上的自卸车运输。
为了节能和提高劳动生产率,国外非金属矿山注重适时更新设备。如俄罗斯ALROSA金刚石公司每年投入23亿~30亿卢布购置发达国家制造的设备,如Caterpillar和Komazu斗容16 m3的反向铲,吨位136 t的Caterpillar,Komazu和Dresser翻斗车,俄产5~15 m3的正向铲。巴西Mineracao de Amianto石棉公司2003~2004财政年度投资1300万美元置换运输翻斗车,2006年投资1500万美元更新设备。
在地下矿巷道掘进方面,俄罗斯研发和投产了一种钻机、装药和爆破-岩石装载工序的联合机组,附设工业机器人和微处理机,确保巷道掘进工作准确安全高效地进行,消除了掘进工人笨重的体力劳动。
俄罗斯乌拉尔石棉公司巴日诺夫露天矿开发了一种乳状炸药机械化制备、装运和装药机。这种设备是在对适应本矿崩矿需要的安全、廉价的乳状炸药进行了长期研究后开发出来的。这种MЗГ-10型制药、运药、装药机,载重10 t,可以直接开到工作面进行制药和装药。2004年通过了验收后,全面投入了使用,目前能满足露天矿炸药总消耗量的98.2%。采用这种技术,对于含水矿体的爆破工作,与原先采用的技术相比,可节省费用2.6倍。
加拿大石棉矿山的装药车配备自控装置,可以根据不同矿岩不同的爆破性能随时调整炸药的成分含量以改变炸药的爆炸威力。甚至在同一炮孔中也可以做到不同部位装不同的炸药,以提高爆破质量。
六、注重科学采矿,不断改进工艺,提高劳动生产率
(一)全球定位系统技术和工业电视的应用
目前工业发达国家非金属矿业在露天采矿中较为普遍地采用全球定位系统技术(GPS)来配置监控调度钻机、矿岩铲装和运输设备,保障其正常生产,以及在各种设备发生故障时及时地调度维修,以便最大限度地减少窝工时间,提高设备利用率。地下采矿的矿山,则广泛采用工业电视,在中央控制室监控各工作面、卸矿点、装矿点的工作和提升运输的情况。
(二)广泛采用计算机技术
计算机技术,已在工业发达国家的非金属矿山得到了广泛的应用,在采矿工作设计阶段,帮助设计人员利用计算机技术模拟矿床的条件,应用专用的软件,准确地作出决策和设计方案;在采矿工程开展过程中帮助采矿工程技术人员采用计算机模型模拟采矿现场情况,进行采矿方案的比较和选择,可提高采矿场的稳定性和安全性,提高资源的回收率和劳动生产率;在采矿过程中,可帮助采矿工程技术人员进行采矿工作的管理,矿石的运输管理。如加拿大石棉矿,根据地质勘探的结果,将矿石按其质量、品位、矿物组成、性质等因素,确定不同的价值。然后利用计算机技术按照地质勘探的结果,绘制出矿体三维模型,并将其按其中矿石的价值划分成不同矿石价值的矿块。为一定质量要求的产品进行采矿时,可在三维模型上进行配矿,确定所需的矿块以及采掘的数量,再按此设计各矿块工作面炮孔布置、炮孔数量和深度、各排炮孔的装药量、爆破方法和顺序、装运设备的配置和调度等。
(三)重视矿石的质量控制
工业发达国家的非金属矿业不仅对最终产品实施质量控制,而且对加工过程实施在线控制。如俄罗斯采矿化学品有限公司Kulr水镁石矿,从采矿开始就把好质量关,通过详探台架试验确定生产矿块,再用生探进一步取样分析准确确定应爆矿段,爆破后将矿石按要求破碎分级,送往不同产品的工艺流程。在整个采矿和加工过程中都对MgO、CaO、SiO2、Fe2O3的含量进行测定和监控。而我国非金属矿山普遍只对最终产品进行质量控制,而且大多数小型非金属矿山并无正规的质量检验。
(四)金刚石开采中爆破对晶体破坏的研究
俄罗斯矿山科学研究院对在开采含金刚石金伯利岩时,爆破工作对晶体的破坏进行了研究,并对爆破破坏晶体的行为进行了模拟,确定了破坏晶体的潜在危险带的半径,研定了爆破脉冲形式和应力波振幅-时间特性的控制方法,从而为计算能保护晶体的爆破工作参数奠定了基础。
(五)露天矿强化装运工作的新技术
俄罗斯矿山科学研究院研发了一种强化装运过程的工艺和一套矿石堆料卸料装置,使露天矿装运工作实现了流水化。矿石堆料卸料装置由列车式矿仓、矿堆下移动式振动给料器和自行式翻斗车组成。这套装置的工作原理如下:沿工作面平行于矿车轨道建一条辅助轨道,列车式矿仓停靠在辅助轨道上,列车式矿仓起到一种缓冲矿仓的作用。矿堆下移动式振动给料器和自行式翻斗车安装在列车式矿仓的车架上。电铲将矿石装在列车式矿仓中由移动式振动给料器和自行式翻斗车将矿石转卸到运输矿车的车皮中。这样电铲可以连续向列车式矿仓装矿,移动式振动给料器又可以连续向运输矿车的车皮装矿,使露天矿装运工作流水化。运输矿车的停靠和装车时间不超过2~3 min,比循环作业时装车作业时间缩短了10~20倍。
另一种强化露天矿装运工作的方法是使用大容量的铲斗配合长度与翻斗车车厢一样的振动给矿器。生产时,后者停放在运输线附近已采台阶的上帮,给矿器一次就能装满一辆翻斗车车厢,可大大缩短装车时间,提高主要采矿设备的利用率,露天矿的工作台阶也可提高,从总体上提高了采矿能力和劳动生产率,节省了能源,并有利于降低对环境的污染。
这种工艺和综合装备已在俄罗斯一些露天矿投产,可提高电铲的利用率20%~240%;运输车辆的利用率10%~120%。
(六)涡流爆破工艺
俄罗斯新西伯利亚的一个石料露天矿采用涡流爆破工艺,可以使用低能廉价炸药,节省了生产成本;提高了岩矿爆破的抛掷能力,减少了有害气体的排放,改善了技术经济效益和生态环境。
涡流爆破工艺的原理是在药包中装一个“涡流发生器”,起爆时,涡流发生器生成涡流,促进爆破气流产物的强制对流,补爆起爆气流产物中未爆燃料和氧化剂颗粒,增大了爆破气体的体积和对钻孔深部的挤压,提高了爆破脉冲,从而提高了爆破效率。
该矿在使用涡流爆破工艺后,台阶高度提高到15 m,炮孔深度18 m。
我国大中型非金属矿山,大多是20世纪50~60年代建立的老企业,更新改造能力差,矿山虽然实现了部分机械化,但现有的设备远不及工业发达国家的水平。而占我国非金属矿山企业绝大多数的是小型乡镇企业或个体企业。它们大多没有正规的设计,没有完整的开采顺序和采矿方法,采矿巷道及其装备也不正规。采用的是手工开采,铁锤钢钎凿岩,贴炮爆破崩矿,人工装矿,手推矿车运矿等等。甚至乱采乱挖,采富弃贫。因此矿石损失贫化严重,矿石块度不均匀,大块率高,二次破碎率高,导致资源回收率低,浪费严重;劳动强度大,劳动生产率低。改革开放以来有一些矿山企业进行了一些技术改造,但绝大多数企业变化不大。与工业发达国家相比,我国非金属矿业采矿业的生产技术水平差距很大,采用的设备规格小,在自动化上基本上是空白。然而近年来,我国引进了外资,出现了一批外资和合资非金属矿企业,同时也引进了一些较为先进的采矿方法工艺和较为先进和大型的设备,如广西桂林桂广滑石开发有限公司,辽宁海城艾海滑石有限公司和一些大型水泥集团公司的石灰石矿山等。如法资拉法基 都江堰水泥厂3500 t/d生产线的石灰石矿山,采场采用自上而下水平分层采矿方法,用全液压顶锤式钻机穿孔,手持式风钻辅助凿岩,中深孔多排孔微差爆破;矿石用5.5 m3全液压履带式挖掘机装入32 t矿用翻斗车运至储矿点,经6.7 m3轮式装载机装运到破碎站,破碎的矿石用钢心胶带输送机输送到水泥厂石灰石储库,实现了全机械化循环流水作业。这些企业对我国的非金属矿采矿事业起着一定的示范作用。