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2017年省科技奖-马鞍山矿山研究院-大型露天矿境界外驻留矿产资源开采关键技术
发布时间:[2018-03-05]   浏览人数:881  来源:安徽省勘察设计信息网

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一、项目名称

大型露天矿境界外驻留矿产资源开采关键技术

二、项目简介

该项目属于矿山科学技术领域。在国家科研院所专项资金、十一·国家科技支撑计划等资助下,针对我国大型露天矿境界外驻留矿产资源开采技术存在的两大关键性问题:采矿工程技术问题和采场稳定性问题,展开了系统研究,构建了“境界外驻留矿与露天耦合开采理论—驻留矿体一坑多方案自适应开采技术—低扰动高效能开采应用”为核心的露天矿境界外驻留矿安全高效开采成套新技术体系,并成功应用于工程实践。

三、主要创新

1.创建了基于时空关联度-同步回采相互影响度的境界外驻留矿与露天耦合开采理论。构建出了驻留矿体与露天矿开采时空关联度模型Kt(时间)、Kn(空间)以及计算方法;首次通过单轴压缩过程岩石声发射来表征露天边坡岩石损伤,揭示了岩石声速与损伤、声发射的关系,推导出用岩石声速表征岩石损伤的理论公式,为露天矿与境界外驻留矿同步回采过程中的相互影响分析提供了理论依据,使驻留矿体和露天开采相互影响度降至最低。

2.开发出多因素干扰下的境界外驻留矿体一坑多方案自适应开采技术。建立了驻留矿体资源、露天资源高度关联一体化的开拓系统,构建了基于经济指标、采场低压控制指标、技术指标等多因素综合评价指标体系,为驻留矿体采矿方法的选择决策提供了科学的量化理论依据,降低示范矿山驻留地下开采采矿成本7.60元/t,实现了驻留矿体矿产资源地下开拓系统与露天工程的有效衔接。

3.开发出驻留矿体开采多场复杂环境下低扰动、微毒气、水力增压破岩技术。提出了水力增压爆破能量利用率和合理水柱高度计算理论,开发出差异微差-柔性缓冲的精准延时减振爆破技术,建立了爆破毒气收集及测试分析系统,研制了爆破毒气吸收剂,使示范矿山现场爆破有毒气体吸收率达到60%,爆破振动强度降低50%以上,爆破能量利用率增加23%以上,实现了驻留矿与露天矿开采低扰动高效能落矿和清洁爆破。

项目获授权专利发明5项,实用新型专利4项,发表论文50余篇(EI收录8篇),获企业科技进步一等奖1项。整体技术应用于马钢姑山铁矿、南山铁矿,包钢白云鄂博铁矿,创直接经济效益93亿元,其中近三年创直接经济效益26亿元。

四、推广应用情况

该项目立项以来在实施和以及后续应用过程中,矿山共产生经济效益1028226.8万元。其中:该项目整体技术在示范矿山马钢集团南山矿凹山采场、马钢集团姑山矿以及包钢集团白云鄂博铁矿进行了应用,为企业共创造经济效益930890.8万元,其中近三年创造经济效益260495.86万元该单项技术推广至云南大红山铜矿、海南铁矿应用,为企业共创造经济效益97336万元

该项目开发出的成套露天境界外驻留矿体安全防灾与高效采矿技术集成,对于我国类似矿山安全高效开采提供了技术借鉴,具有示范意义。另一方面,该研究成果中的部分关键技术,如边坡岩体损伤与灾变智能控制技术,工程岩体爆破扰动次数与其累积损伤之间的非线性关系等,完全可以应用于隧道、城市地铁、水利等岩土工程中,其推广应用价值极大。


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