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金属矿露天地下高效转换绿色开采综合技术与示范
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TD854.4
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属于金属矿开采(4403530)和矿山安全(44075)交叉学科领域。 我国60%以上的金属矿石产量来自露天开采。随着开采深度的增加,当前大型露天金属矿坑底下蕴藏的超过80多亿吨资源需要适时转入地下开采。转换周期长、产能断点、安全问题突出是露天转换至地下开采过程中普遍存在的重大技术、经济和安全难题。在国家科技支撑计划、国家院所基金等项目支持下,研究成员自2003年起即开展了基础性探索,并在2006年以后,逐步以河钢、举钢、昆钢、铜化、马钢等露天转地下的矿山为基地,进行系统研究和推广应用。通过10年的不懈努力,构建了“平稳转换时空协调理论-转换期规模化连续开采-垮塌、冒顶、突水灾害安全防控-露天坑无害化生态处罝技术”为核心的露天地下高效转换综合开采技术体系,实现了露天地下开采平稳、高效、安全、绿色转换,主要创新成果如下: (1)创立了露天-地下开采时空协调平稳转换技术。创建了露天-地下时空协调转换与产能平衡理论模型,提出了矿山开采生命期经济价值最大的露天转地下开采界线动态确定方法,建立了露天-地下平稳转换、产量平稳衔接时空关系式,从理论上解决了矿山露天转地下“何时转、何处转”的重大技术难题。示范矿山河北矿业石人沟铁矿在转地下开采第二年即达产,仅用时3年就完成从露天开采转入地下开采,实现平稳转换,而国外金属矿露天-地下开采的代表瑞典Kiruna铁矿过渡期长达10年。 (2)创建了露天-地下开采协同连续高效转换技术。开发了以露天地下开采工程一体化、地下盘区无矿柱规模化连续开采、露天地下错峰作业为主要特征的成套露天地下高效开采技术。解决了露天转地下过渡期,地下开采难以实现大产量衔接的技术难题。在保障采场结构稳定情况下,提升了示范矿山新桥硫铁矿地下开采效率200%和原露天相比,转入地下开采后生产能力不减反而提升17.6%,实现高效转换。 (3)发明了露天-地下开采“防冒,防突”安全转换技术。创新了集露天防高陡边坡滑塌、井下采场垮塌,覆盖层防突冒,露天地下联合防突水于一体的灾害控制技术体系。解决了露天地下三大采矿方法(空场法、充填法、崩落法)过渡特有的安全难题及共性的突水灾进难题,为露天-地下开采的平稳、高效转化提供了安全保障。 (4)开发了露天-地下开采固废零排放绿色转换技术。研发了露天转地下开采后,地下充填开采与露天坑胶结堆填协同的尾矿无害化生态处罝技术,采场充填与露天坑尾矿胶结堆填的协同机制及快速连续井下充填、露天坑堆填工艺,取消了尾矿库,节约尾矿库用地1604万m3,实现了露天地下平稳、高效、安全转化的绿色开采,在示范矿山石人沟铁矿建立了全国第一座露天转地下铁矿尾矿零外排矿山,推动了矿山行业向安全、绿色矿业的快速转型。 该项目已获授权发明专利25项,实用新型专利5项,软件著作权5项,发表论文50余篇,出版学术专著2部,获省部级科技进步奖一等奖3项。整体技术应用于河钢、攀钢等6个矿山,近三年新增经济效益167397.5万元。
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