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采礦工程技術

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露天采礦工程技術
在露天采矿技术领域,面向世界采矿学科技术前沿,承担了国家“六五”至“十二五”重大攻关项目,其技术研究取得多项重大成果,获得国家、省部级科技进步一、二、三等奖30余项,授權專利15余项。深凹露天矿陡帮开采、大区微差爆破控制技术、陡坡铁路运输技术改变了传统开采模式,规模大、成本低、效率高,在国内外矿山得到大范围应用。
1露天境界外駐留礦體開采技術

露天礦境界外駐留礦體的開采已經成爲當前和今後一段時間國內礦山熱點之一。中鋼礦院在太鋼峨口鐵礦建成750萬噸/年駐留礦體開采示範礦山,集外擴境界開采、地下開采、露天地下聯合開采3種模式,有效解決了複雜開采環境下駐留礦體的綜合回收利用。

2采礦虛擬現實(VR)技術

依托金屬礦山安全與健康國家重點實驗室,建設了采礦虛擬仿真實驗室,配備了Surpac、Minesched、Whittle、Dimine、MPS管控系統、3Dmine等礦業專用軟件,建立數字化資源儲量模型與經濟模型,實現地質礦産資源儲量利用的精准化管理,並可實現礦山開采環境和開采工藝的虛擬仿真。爲數字礦山建設提供技術支撐。

3高台階開采技術

該技術是國家"八五"科技攻關成果,在本鋼南芬露天鐵礦試驗成功,填補了我國露天開采工藝一項空白,試驗研究表明,隨著台階高度的增加,設備效率提高,作業成本下降。18m台階較12m台階:穿孔效率提高10.7%,作業成本降低5.21%;爆破成本降低14.9%;電鏟效率提高10.84%,作業成本降低6.42%;運輸效率提高4.41,作業成本降低1.4%。開采總成本降低5.43%。




4深凹露天礦山陡坡鐵路運輸技術

該技術是國家"十五"科技攻關成果,在朱家包包鐵礦試驗成功後,解決了制約陡坡鐵路運輸技術在我國推廣應用的關鍵性技術和施工難題,成功實現了40‰~50‰陡坡鐵路運輸。

5大型露天礦山陡幫開采技術

該技術是國家"六五"、"七五"科技攻關成果,在大孤山和南芬露天鐵礦試驗成功,確定了鐵路運輸和汽車運輸兩種方式的組合台階結構參數和開采工藝,提高了工作幫坡角10~15°,有效降低了礦山初期生産剝采比30%~40%。露天礦山開采高效節能技術已在露天礦山普遍使用。

6露天礦汽車-鐵路、汽車-膠帶聯合運輸技術

多年來一直從事露天礦聯合開拓運輸研究。汽車-鐵路、汽車-膠帶聯合運輸技術保證了采場上、下部運輸的有機結合,降低露天礦運輸成本,提高礦山生産效能和經濟效益。

地下采礦工程技術
1地下礦山高分段大間距無底柱崩落采礦技術

該技術是國家“十五”科技攻關成果,在國內外礦山得到了廣泛應用。目前梅山鐵礦結構參數爲18m×20m、大紅山鐵礦結構參數爲20m×20m。該技術具有開采強度大、機械化程度高、回采工藝簡單、開采成本低且安全等顯著優點,爲我國地下礦山的發展起到了積極的推動作用。

2地質環境複雜礦床上行式充填(嗣後充填)采礦技術

該技術把上行式開采模式、連續開采、無廢開采及高效充填作爲一個系統協同設計,解決了地表保護要求高等環境複雜難采礦體的開采難題。該成果在蒼山鐵礦等礦山成功應用,爲我國環境複雜礦體上行式開采模式提供了示範作用,在同類礦山具有較高的推廣價值。

超厚流沙強含水地層中大斷面斜坡道快速掘進技術

研究應用高壓擺噴構築地下截滲牆、正台階分步分序短掘快支和整體式模板襯砌台車一次性澆注永久支護體成形等綜合新技術,取代了傳統的高能耗冷凍掘進方法,解決了超厚流沙、強含水地層大斷面斜坡道掘進的技術難題,並獲得安徽省科學技術三等獎。

3礦井通風、節能及熱害防治技術

通過采用軟件開發與長期實踐積累的成果建立通風系統模型,自主開發了適應于礦井通風遠程集中監控系統成套裝置以及深井開采熱害防治技術,爲通風系統運行效果提供技術保障,節能效果顯著。同時較好地解決了大型千米深井冬瓜山銅礦采區夏季高溫熱害問題。典型國家攻關技術有:深井開采地熱防治與通風降溫技術研究(“十五”國家科技攻關計劃項目);深井開采通風系統優化與調控技術研究(十二五”國家科技攻關計劃項目);深井開采通風降溫與節能控制技術研究(中國有色金屬工業科學技術獎二等獎)。

4井下充填技術

中鋼礦院開展了“地下礦山無(少)廢開采關鍵技術研究”,注重解決高濃度全尾砂充填料的制備、輸送等關鍵工藝技術和裝備,自主研制和設計了自動控制的臥式充填系統和立式充填系統,充填能力爲100-200m3/h,全尾砂充填料的濃度最高可達到73%-75%,該技術先後在大昌鐵礦、徐州利國鐵礦等得到推廣應用,技術處于國內先進水平。

5大水礦山水害防治技術

选择陆地声纳仪、全空间瞬变电磁法探测技术等综合探测手段,实现中小溶洞等远距离(120m) 识别与定位、水量估算。通过高压旋喷注浆堵水技术,实现矿山井下注浆堵水。

6采空區“測-繪-診-治”成套系列技術

中鋼礦院開發了采空區探測、穩定性評估、危害解除、功能化利用、安全處置成套新技術,研制了具有雙向梯度加載的采礦工程多功能試驗系統和移動充填關鍵裝備,采用集成開發的物探、三維探測及分析軟件,可對地下曆史遺留不明采空區、複雜群空區進行調查、探測及分析。形成了複雜采空區“測”、“繪”、“診”、“治”技術體系,爲采空區的科學有效處置提供了新技術。

7礦山微震在線地壓監測技術

通過在岩石破裂區周圍布置振動信號檢波器,檢測岩石彈性波到時和能量等相關地震學參數,通過震源定位算法計算出岩石破裂源的發生位置、發生時刻、震級等參數。指導礦山進行災害預防措施,避免災害的發生。成功應用于內蒙古陳旗天寶礦業謝爾塔拉鉛鋅礦等。

8深井高應力破碎圍岩支護技術

我國深部礦産資源正逐步成爲開發重點,破碎岩體在深部高應力條件下,礦山巷道等工程圍岩碎裂化嚴重,井下人員、設備安全威脅大。公司研發的“高強度”、“高剛度“、”高預緊力“的支護技術,可有效控制破碎岩體在深部高應力條件下的破碎變形,實現低成本安全支護,成功應用于山東黃金鑫彙金礦等礦山。

9破碎礦床非連續接頂充填開采技術

下向充填法开采破碎矿床,成本高、效率低、作业工序复杂,研究开挖应力拱-充填矿柱-顶板协同作用机理,研发了破碎礦床非連續接頂充填開采技術,实现破碎矿床低成本高效开采。成功应用于喀拉通克铜镍矿,充填成本降低达7%。

露天地下聯合開采工程技術
1露天與地下平穩過渡開采關鍵技術

中鋼礦院在露天轉地下、地下轉露天采礦和露天與地下聯合開采方面具有豐富的經驗和雄厚的技術力量,先後完成了“福建紫金山金礦地下轉露天開采技術研究”、“攀鋼蘭尖鐵礦露天轉地下開采技術研究”等課題。

2多礦體露天地下時空同步高效綠色開采技術

中鋼礦院系統研究了淺部露天開采、深部礦充填法開采、深部礦崩落法開采多區段、多方法、大規模、機械化、高效率、低擾動的聯合開采技術,創建了露天地下多位一體環境重構開采模式和互適應開采技術。該技術在玉溪大紅山礦業有限公司礦山得到應用。

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