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1700430001 湖北
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2017
成果简介:为了保证程潮铁矿采矿方法的成功过渡和过渡期间的采场生产安全,开展了程潮铁矿无底柱分段崩落法与充填法联合开采关键技术及应用研究,对两种采矿方法情况下采场地压控制、采场良好的生产调度和技术经济指标优化等问题进行了探讨,解决了两种采矿方法并存下安全生产问题,并给出了控制对策措施,促进了井下采矿方法的平稳过渡。利用未确知测度理论和粗糙集理论,提出了崩落—充填联合采矿法;采用相似模拟实验和数值模拟相结合的方法,分析了联合开采对副井和地表构建(筑)物的稳定性的影响,提出了相应防治方案和应对措施;通过数值计算软件,基于本构关系和隔离矿柱监测数据,提出了隔离矿柱合理开采厚度和最优回采顺序;利用集中分析法原理,研究矿岩移动角对矿山经济效益和成本的影响;采用模糊数学综合评价法来研究三级矿量的优化控制,提出了生产优化组织措施;通过巷道综合支护相似模拟实验、现场实验和监测分析,引入了锚喷加锚杆联系链的支护方式来应对巷道较为复杂的地质情况。提出了无底柱分段崩落法与充填法联合的安全开采关键技术,实现了保安矿柱的高效回收,确保了保安矿柱保护的地表构建筑物的安全与稳定,同时又保证了相邻矿体安全、高效地开采。通过联合开采下三级矿量优化、保安矿柱岩层移动角优化和生产组织管理优化,建立了崩落法与充填法联合开采的经济管理数学分析模型,提高了矿山劳动生产率,降低了矿山采矿成本,提高了矿山经济效益。在锚喷支护的基础上,引入锚杆联系链,形成了巷道综合支护关键技术,改善了巷道的稳定性,减少了补强支护,降低了支护成本。通过该项目的研究,使武钢程潮铁矿顺利地解决了崩落法与充填法联合开采下关键技术与技术经济指标优化问题,使得矿石回收率提高了3.25%;多回收难采矿石11.2万吨;减少了采场巷道维护长度427m;为矿山创造了5858.34万元/年的经济效益,产生了较大的社会效益和经济效益。
1700320191 湖南
TF0 应用技术 铁矿采选 公布年份:2016
成果简介:铁矿造块是钢铁冶炼的第一步工序,直接影响着高炉炼铁产品质量、成本、能耗及排放。经过百年发展,世界炼铁生产形成了烧结和球团两种造块方法,及高碱度(R>1.8)烧结矿配加酸性球团矿(R<0.2)为主的炉料结构。但这种炉料结构须同时建设烧结和球团两类生产线,工艺复杂、能耗高、污染大。进入21世纪后,全球酸、碱炉料不平衡问题突出,中国尤其严重:烧结矿超过8亿吨/年,球团矿产量不足2亿吨/年,在造块总产能过剩的形势下,新建球团生产线解决该问题不具可行性;另一方面,各类难处理含铁资源供应量快速增加,现有烧结、球团造块法难以高效处理。该项目在国家科技计划和校企合作项目的支持下,历经十余年研究,发明了铁矿粉复合造块法并投入应用,成功解决了上述难题。主要技术发明点如下:1)发现了铁矿造块固相固结和液相粘结耦合成矿规律,突破了传统方法单一成矿模式,创建了复合成矿新理论,构建了复合造块技术原型:高碱度基体以铁酸钙液相粘结成矿,酸性球团以铁氧化物固相固结成矿,过渡带以液相渗入球团表层交织成矿;通过优化配置原料,同时创造酸性球团和碱性基体耦合成矿的热制度,实现了酸性球团矿和高碱度烧结矿制备的一体化。2)建立了造块原料的配置原则,发明了骨架原料和基体原料的配置方法,解决了酸性球团和碱性基体同步成矿的原料匹配难题:将造粒性能好的含铁原料作为骨架原料,采用圆盘造球机制成8~12mm酸性球团;反应性能好的含铁原料和碱性熔剂、固体燃料一并作为基体原料,采用圆筒造粒机制成平均粒径3.8~4.5mm碱性颗粒料,控制球团比例30~60%。与烧结法相比,料层透气性提高30%以上,产能提高20%以上。3)发明了复合造块布料装置与方法,调控球团运动轨迹,将其“植入”基体料层,实现了球团在料层中的合理分布,攻克了球团过度偏析的难题;发明了利用料层自动蓄热及基体料热场联合焙烧球团的新技术:高料层(700~1000mm)增加蓄热确保球团成矿所需热量、低配碳(4.0~4.5%)保证气氛、低抽风负压(7~9kPa)保证成矿时间,解决了酸性球团和碱性基体同步成矿热制度耦合的难题,固体燃耗较烧结法低10%以上。4)在核心技术发明基础上,开发了预处理与添加剂协同改性方法,发明了系列难处理含铁资源复合造块新技术,将含氟铁矿、钒钛磁铁矿、镜铁矿和含铁尘泥利用率分别由40%、60%、15%和8%提高到60%、100%、50%和30%。申请发明专利17项,授权10项,发表论文27篇。整体技术在包钢应用,解决了困扰包钢数十年的酸性炉料短缺问题,并在公司历史上首次将自产精矿使用比例由40%提高到60%,近三年新增利润19亿元;宝钢、攀钢正建厂实施。该方法对中国钢铁产业结构优化、节能减排和持续健康发展具有重要意义,专家鉴定“是与烧结法、球团法并列的第三种造块方法,是炼铁炉料制备方法和工艺的重大创新,整体技术处于国际领先水平”。
1600440409 青海
TD9 应用技术 铁矿采选 公布年份:2016
成果简介:采用国际先进的MLA自动定量分析技术对青海祁漫塔格地区难选铁多金属矿组合矿床进行工艺矿物学研究,查明了矿物间复杂的共生关系,得出难选矿物合理的选矿工艺指标,进而通过流程结构调整,选矿药剂复配等方法,使得难选铁铜锌多金属矿的回收率达到了国内同类型难选矿石中的优异指标。在选矿试验研究的基础上系统总结了祁漫塔格地区不同类型多金属矿的选矿方法、工艺流程和技术指标,为祁漫塔格地区多金属矿矿产资源的开发利用提供了技术经济评价依据。成果达到国内领先水平。
1700280242 广东
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2016
成果简介:该项目属资源勘查、高效开采与综合利用技术领域。铁矿石是钢铁工业的重要原料,中国是世界上最大的铁矿石需求国。中国铁矿石贫矿多,富矿少,回收率低,生产成本高。由于近年来不规范开采及采富弃贫现象的客观存在,留下了大量间柱、顶柱矿体以及大量隐患采空区。这些残留矿体的充分回收利用和大量隐患采空区的综合治理,对资源的安全高效开采、综合利用,保障铁矿石供给具有重要的战略意义。该项目针对大面积隐患采空区处理、低品位矿石高效开采、大水矿山水患治理等技术难题,开展产学研合作,按照理论研究先行,边研究边应用的技术思路,经多年研究攻关,取得了资源高效低扰开采等多项技术突破,主要技术创新如下:创立了空场法转崩落法平稳衔接及低扰开采关键技术。采用多区段、分步骤、渐进衔接过渡技术,将矿山正常生产、矿柱及顶板回收、采空区处理、覆盖层形成等因素融合统筹,实现了低扰转变和资源的集约化利用。矿山生产规模由60万t/a逐步增加到120万t/a,矿石贫化率由20%下降至15%。攻克了超长水平深孔精准施工、低扰爆破关键技术。通过理论分析计算、详细地质调查和现场试验的耦合验证,研制了精准定向凿岩,突破了孔深大于50m的超长水平深孔炮孔偏斜和炸药装填困难的问题,利用优势结构面诱导,极大的降低爆破危害,形成了超长水平深孔凿岩爆破施工成套技术。利用该技术,三年累计回收顶柱间柱矿石84.5万吨,节约辅助巷道工程量3602米,矿石回采率由80%提高至90%。发明了大水矿山应急水仓建设技术。综合利用先进的物探技术,摸清了矿区的地下水流场特征,建立矿区水文地质模型,研制了独特的矿区水文地质管理体系,采用“应急水仓建设”、“间隔直通式排水孔”、“关键区帷幕注浆”等技术手段,成功地消除了矿山水患。矿区水位标高由+160米下降至-10米,保证了井下开采安全。该项目获得发明专利3项,发表代表性论文6篇,培育硕士研究生4人。该项目在下告铁矿成功研发应用,形成了一套完整的水平深孔精准施工、资源高效低扰开采、隐患采空区处理、地压控制及水患治理核心技术方案,并在宝山铁矿、桃冲铁矿、苦竹岽锡矿得到了应用和验证。2013年~2015年,下告铁矿通过回收顶柱、间柱矿石及低品位矿石,累计新增销售额19466.75万元,新增利润3094.71万元,经济效益显著;采用低扰开采技术,降低了对周边环境的影响,减少了土地资源的破坏和占用,社会效益显著。该项目突破了超长水平深孔精准施工技术瓶颈,形成了资源高效回收低扰开采核心技术,对矿山资源整合、开采安全、环境保护起到了重要推动作用,促进了采矿业的技术进步与创新发展。该成果通过科技成果鉴定,成果技术水平达到国内领先水平。
1700310075 河北
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2016
成果简介:该项目属于应用研究,矿山安全、绿色开采技术研究领域。 随着铁矿石资源的快速消耗,未来将向复杂的地质环境探取资源。同时,为降低对外依存度,铁矿石矿山须寻找一条大规模开采的技术路径。作为研究对象司家营南区,为一大型鞍山式沉积变质铁矿床,总长度约10km,东西宽约3km。设计矿石年产量高达2500万吨,矿区水文地质条件复杂,第四系厚大含水层超大富水强度给矿山基建和未来铁矿石开采带来巨大压力,约束地下矿安全建设和矿体开采。另外,矿山超大规模开采、大结构参数尺寸矿房、高爆能释放所带来的地压活动、采场围岩及充填体稳定性、结构参数合理性、支护参数等等都将成为制约矿山和谐安全生产的主要问题。 为解决制约司家营南区厚大含水层矿体安全开采的技术瓶颈,也为国内类似矿山开辟一条新的有效建井和安全开采途径,课题组围绕大水矿井治水、矿房结构安全、采场围岩稳定性、阶段爆破可行性、安全控制等问题,采用现场调研、数值模拟、理论分析、监测探测等方法,开展了系统的研究工作,形成了大水矿山竖井地面预注浆新技术、矿体稳定性分析技术、矿房回采顺序优化方法、TRT6000超前探测技术、矿体安全开采技术、大规模侧阶段凿岩爆破技术、连跨超静定三铰拱力学模型、VCR法掘井技术等,取得了显著的研究成果,创造经济效益可达4.4亿元。 该项目技术创新点如下:研发获得了适用于铁矿地层注浆堵水的高性能粘土水泥浆配方,设计了适用于铁矿复杂地层条件地面预注浆的双圈梅花布孔方式,增加了注浆孔揭露含水层的概率,有效提高了注浆效果,并增加了帷幕厚度。实施了“钻孔与注浆平行作业”,提高综合钻注效率40%以上。利用杆件失稳力学模型分析,计算得到临界矿房高度为79.3m,研究取矿房高度参数为50m,安全系数可达1.6。提出三步矿房回采充填顺序进行矿块开采。实现充填体与围岩协同支撑作用,增加矿柱的自稳能力,加大矿房结构尺寸,保证大规模安全开采。研究基于地压监测、微震监测、TRT超前探测技术的监测开采方案。形成一套包含地压、渗水、不利构造监测预测的监测方案,确保井下开采安全。建立超静定连跨拱结构分析模型,并优化凿岩硐室跨度为6m,硐室间柱宽3m。对硐室间柱进行锚网喷支护,约束间柱横向变形,综合提高硐室间柱的承载能力。 该项目通过预注浆新技术实施、矿房回采参数优化、TRT超前探测技术、监测安全开采技术、阶段凿岩爆破技术等研究成果的转化与应用,可有效保证司家营南区矿井安全建设和井下矿体大规模安全生产,为井下作业人员提供良好的安全作业环境,最大程度的降低安全隐患。通过充填接顶技术和围岩稳定性分析技术的实施可有效保护地表环境及生态环境不受破坏。为建设新型现代化绿色矿山开发基础,同时也为国内类似矿山提供借鉴参考,具有广泛的应用推广价值。
1700160983 甘肃
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2016
成果简介:龙首矿东采区采用的采矿方法为六角形高进路下向分层胶结充填采矿法,充填采用细砂管道自流输送充填。采场为普通电耙六角形进路,采用YT-28型凿岩机凿岩,电耙子出矿。在采场回采结束后,在采空的采场进路端部上掘充填小井与穿脉主充填道连通,但是上掘充填小井的毛石很难分出,直接混入回采的矿石中,导致矿石品位贫化。同时充填时人员提前要在充填小井中悬挂充填管,由于充填小井内环境比较恶劣,上下充填小井非常危险。采场作业人员为了上掘充填小井容易,一般充填时灰浆压过采场进路的腰线就停止充填,因充填不接顶,造成地压应力集中在进路两侧面,很容易发生采场进路充填体两侧面垮塌。 该技术成果针对现有技术中的缺点而提供一种不掘充填小井和充填道减少或避免大量毛石的产生和提高采空采场进路充填接顶率的下向进路分层胶结充填采矿法。采场进路为垂直分层道双翼布置,断面形状为六角形,采场进路布置特点为相邻进路在垂直高度上交错半层,采场进路隔一采一,每回采一层下降高度为采场进路高度的一半,在采场垂直矿体两翼分别设有一条穿脉进路,开层后回采时,先回采正对溜矿井的采场进路,采场进路回采时并同时前掘分层道,所述穿脉进路比所采的分层水平高一条采场进路的高度,采场进路回采结束后向上与穿脉进路掘通,然后开始吊挂所有采场进路,穿脉进路在每分层中设有1-2条充填管道井,所述充填管道井与上中段穿脉主充填巷道连通,充填管道井内设置的充填管上部与穿脉主充填巷道的充填管联接,充填管下部架设在上层的充填管道井中,充填管直接联接到穿脉进路中,各采场进路的充填是通过与矿体垂直的穿脉进路充填的。
1600620037 山西
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2016
成果简介:太钢袁家村铁矿属于露天开采,在公司未进行资源整合前,矿区内有36家矿山,其中30家为地下开采。由于长期无序开采及周边村民私挖滥采,存在几个矿山同时在同一区域、不同深度多阶段开采,或者沿水平方向和垂直方向越界开采的现象,导致采空区上下联通,错综复杂。尽管整合前期地方政府组织过开采资料测绘,但采集资料较少,实际需验证的空区范围扩大。这些采空区对露天开采人员及设备带来极大的安全威胁,同时成为露天大规模开采的重大安全隐患。该项目针对袁家村铁矿采空区分布范围广、形态复杂、资料掌握少等特点导致的采空区钻探勘查难度大、复杂叠层采空区探测及处理技术落后、隐伏采空区危险性及处理时机判断难等对露天矿山生产安全造成威胁的技术难题,进行了一系列研究与实践应用探索,开发出了采空区无遗漏勘査、叠层空区勘查及同步扫描、空区处理等一整套专有工艺技术,主要技术创新点如下:开发了全境界、多要素、交错网格隐伏采空区无遗漏钻探技术,解决了采场轮廓大,矿体数量多,采空区群布复杂、难以准确探明的难题。研发了叠层空区穿层钻探与测量技术及配套装备,实现了对垂直方向分布的叠层空腔一次性钻探和不提钻同步扫描的先进技术。开发了厚大顶板中心掏槽全点燃阵面分层一次崩落技术,实现了使高大贯通空腔厚大顶板充分崩塌的问题。开发了复杂重叠采空区隔层顶板定向诱导失稳爆破处理技术,实现了一次性爆破处理叠层空区,解决了叠层空腔之间隔板最小安全厚度不足带来的后续作业不安全的难题。研究了多因素影响的空区顶板保安层的稳定性问题,确定了各种保安层与跨度的关系,建立了露天矿隐伏采空区保安层危险性分析评价体系。袁家村铁矿采空区超深孔勘查标准的网度布局合理,达到无遗漏探明采空区,叠层采空区一次性精准钻探和不提钻同步扫描在国内外矿山尚属首次。高大贯通空区如空7,其形态复杂、多层联通,空腔体积达80万m<'3>,深度达506m,成功爆破处理该类型空区在国内尚属首例。该项目的研究与应用确保了袁家村铁矿从2011年至今,探测率100%,成功处理率100%,使矿山实现了安全生产事故为零的目标,并实现袁家村铁矿采空区探测处理程序规范化、体系化和效果准确可靠化,有效确保了袁家村铁矿采矿生产安全稳定,项目整体技术达到了国际领先水平。
1600620030 河北
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2016
成果简介:技术领域:属于应用研究,矿山安全、绿色开采技术研究领域。主要内容:矿山地质与矿体分布状态调查。对矿区工程条件、岩体(石)物理力学性质进行调查;对结构面统计,进行岩石载荷试验,并进行稳定性分级,估算力学参数。矿山水文分布规律。对矿区水文条件进行补勘,根据其勘测结果研究矿区地下含(隔)水层的特征,掌握地下水系分布范围,以及未来采场主要充水水源和涌水量。采场围岩稳定性分析。应用Flac3D、Ansys等力学分析软件,建立符合矿山实际的力学摸型,采用数值模拟和力学理论计算的方法对井下采场结构参数和回采顺序进行研究。超前探测技术。根据开拓、采切工程的推进以及采场的稳定性,在矿体附近利用TRT6000超前探测系统对采场周围水系的分布进行探测和统计分析。矿体安全开采技术。根据地下水系的分布特点和岩体稳定性状况,研究监测强采技术、矿房充填接顶技术。以安全、经济为原则,研究适合超大规模矿体爆破落矿方案,保证井下铁矿石的安全回收。爆破技术研究。通过理论计算和数值模拟,分析爆破震动影响下采场围岩力学响应,优化凿岩硐室结构参数,确定围岩支护形式及参数,及爆破顺序。同时,研究降震措施和切割井VCR法开掘技术,确保矿房安全生产。课题特点与应用推广情况:该文围绕矿房结构安全、采场围岩稳定性、阶段爆破可行性、安全控制等问题,采用现场调研、数值模拟、理论分析、监测探测等方法,开展了系统的研究工作,取得了显著的研究成果。该课题研究成果经济效益共计3.81亿元。通过矿房回采参数优化、TRT超前探测技术、监测安全开采技术、阶段凿岩爆破技术等研究成果的转化与应用,可有效保证田兴铁矿安全生产,为井下作业人员提供良好的安全作业环境,最大程度的降低安全隐患。通过充填接顶技术和围岩稳定性分析技术的实施可有效保护地表环境及生态环境不受破坏。为建设新型现代化绿色矿山开发基础,同时也为国内类似矿山提供借鉴参考,具有广泛的应用推广价值。
1600620015 辽宁
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2016
成果简介:《露天转地下楔形过渡开采关键技术研究与应用》项目主要研究解决过渡期露天、地下生产相互干扰导致减产或停产过渡问题相关的关键技术,该项目以海南铁矿露天转地下开采为背景,在总结国内外露天转地下研究成果与生产经验的基础上,分析了传统的预留境界矿柱隔离露天地下采场的过渡模式对矿床高效开采的不适应性,提出了过渡期地下诱导冒落法开采挂帮矿体、露天延深开采坑底矿体的楔形转接过渡模式,研究了该模式下露天地下协同开采的技术方法,包括挂帮矿体地下诱导工程的布置形式与诱导冒落参数的确定方法、露天坑底延深开采境界的确定原则与细部优化方法、露天地下同时生产的安全保障措施与高效开采技术等,提出了利用诱导工程的回采顺序与空区高度,控制边坡岩移的方向,使其指向塌陷坑而不滑落于露天采场的采动岩移控制方法;按露天与地下开采最优方案的回采指标与回采便利条件,比选择优确定过渡期露天地下开采细部境界的方法。此外,研究了露天地下协同安排回采顺序、协同形成覆盖层、协同布置开柘系统与协同优化产能管理等的理论方法与工艺技术,由此形成了完整的露天转地下楔形过渡协同开采方法。在海南铁矿应用中,进一步研究了挂帮矿体提前高效开采技术、复杂矿体三维探采结合技术、高陡边坡岩移控制方法、覆盖层简易形成方法等问题,从而延长了露天地下同时开采的时间,加速了地下产能的提高,有效解决了海南铁矿露天转地下过渡期产能平稳衔接的难题,并实现了增产过渡。该项目研究成果自2012年始在海南铁矿全面应用,由于增大过渡期产能、降低采准系数、节省废石回填形成覆盖层的费用等,创直接经济效益15.17亿元。理论分析与应用实践表明,该项目提出的露天转地下楔形过渡协同开采方法,克服了传统过渡方法存在的露天与地下开采时空的制约关系,消除了采动滑坡危害,有效利用了露天与地下开采的工艺优势,是一种安全高效的新型采矿方法。该法具有露天转地下过渡工艺简单、露天与地下采场安全生产条件好、开采强度大、效率高等优特点,适用于各种稳定条件的露天转地下开采的金属矿山,可大幅度提高过渡期矿体的开采效率,实现露天转地下的安全过渡与增产衔接。该项目成果已在黑山铁矿、大孤山铁矿、眼前山铁矿、西石门铁矿和弓长岭井下铁矿等多座矿山得到推广应用,经济效果显著,成果应用前景广阔。
1500520552 湖南
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2015
成果简介:中国金属矿山存在大量空区环境下的矿柱及受空区影响矿体,资源量占矿山储量的30-35%。这类矿体受空区制约存在高度危险隐患、极其难采。国内外采用传统技术进行分步和分体开采,生产过程中频繁地发生事故,损失大量资源,且效率低、产能低和成本高,致使矿山不能正常生产。项目研发了群空区高危矿体协同强化开采技术原理及方法,攻克了采区结构设计、采区一步骤爆破和协同崩落的关键技术,形成技术系统.解决了这类高危矿体的开采难题。1.建立了协同强化开采原理与方法。建立了一步骤爆破协同崩落群空区高危矿体的强化开采技术原理及工艺方法,将危险性高度关联的矿柱、空区和受空区影响矿体划归一个采区,按协同原则对采区实施一次爆破整体崩落,消除危险隐患;创建了矿体回采与空区处理协同、区间区内崩落协同、拉槽与回采爆破协同的三协同开采原则,矿柱稳定性、空区协同性和技术匹配性的采区结构三要素关联规则,采区结构设计方法及关联指标模型:构建了总体解决方案。2.开发了露天大区协同强化开采关键技术。针对群空区相互交错重叠、形态复杂、危险程度高、不允许井下作业的开采难题,发明露天大区协同强化开采方法,开发了深孔轴向爆破协同拉槽、差别孔网协同爆破和大区逐孔崩矿等关键技术,在无侧向自由面条件下实行回采切割一步骤爆破、协同崩落结构力学体系关联采区,实现了交错叠层群空区环境下协同崩落强化幵采技术的突破。3.开发了井下立体分区协同强化开采关键技术。针对群空区环境下高危矿体井下开采问题,开发了井下立体分区协同崩落采矿方法、多临空面自拉槽协同挤压崩矿、非线性等阻力爆破、井下粉粒状炸药装药车和双线同径起爆系统等关键技术,解决了大规模井下钻孔爆破崩矿块度与减震控制、受限空间强化装药与联网的难题,实现立体分区一步骤爆破协同崩落结构力学体系关联采区。4.研发了井下空区激光三维探测智能技术与装备。突破国外技术壁垒自主研制成功BLSS-PE高精度矿用激光三维探测装备,填补国内空白:研发了采样数据优化技术、智能识别盲区技术和自适应等空间分辨率扫描技术,解决了探测复杂空区和盲空区容易导致形态失真的技术问题,实现井下空区高精准探测。5.主要技术经济指标与知识产权,实现露采一次崩落面积2.8万m<'2>崩矿量220万t、深孔分层崩矿厚度30m、矿柱回采率99%、贫化率3%,井下一次爆破炸药量821t、雷管19046发、崩矿量188万t、装药强度320t/d、大爆破大块产出率3.6%、矿柱回采率93%等技术参数和指标,均居国际领先水平;单次协同崩落6层重叠矿柱填补国际空白,激光三维探测装备填补国内空白。取得9项授权发明专利、3项实用新型专利和3项软件著作权,发表论文30多篇。6.推广应用与效益。成果在二十多座矿山推广应用,已成为开采空区环境高危矿体的主体支撑技术,采出高危矿体量6507万t、协同处理空区1372万m<'3>,累计新增销售额208.49亿元、利税85.44亿元;矿山开采中未再发生空区引发的安全事故,有效激活了大量呆滞或报损矿产资源,安全效益与资源效益显著。
1500520565 北京
TD7 应用技术 铁矿采选 公布年份:2015
成果简介:露天采矿在金属矿产资源开采中占有很大比例,特别是中国80%铁矿石产量来自露天开采。中国大多数大中型金属露天矿已进入后期凹陷开采。凹陷开采超过合理深度后继续露天开采,不但大量占用土地,造成生态、环境破坏,而且开采成本急剧增加、正常生产难以维持。还有一部分露天矿由于作业环境限制,根本无法展开大规模露天开采。对于这样一大批露天矿,只有转地下开采,进行开采模式转型,才能维持矿山可持续开发。该项目依托“十一五”国家科技支撑计划等项目,以首钢杏山铁矿露天转地下开采为示范工程,将新型资源开发工艺和现代数字化、自动化技术相结合,实现了企业技术升级和开发模式高效转型,将一个即将闭坑停产的中小型露天矿打造成中国第一个露天转地下建成的大型现代化地下金属矿山。取得5个方面的重大创新成果:首创露天转地下相互协调安全高效开采技术,创造性地提出了露天转地下一体化开拓系统和回采工艺,以4年多一点的高速度完成了露天转地下开采不停产平稳过渡,为扩大生产规模、建设现代化大型地下金属矿山创造了条件;揭示了露天转地下开采过程中边坡与地下岩层共同变形、相互影响的地压活动规律,提出了关键控制技术;研究出满足防冲击地压、防泥石流、阻滞水渗透等功能霜求的覆盖层安全结构和合理厚度的确定方法与形成技术;建立了金属矿露天转地下开采地压控制理论;全面推进数字矿山建设,通过数字化和信息化深度融合,建成了数字开采设计、生产执行、自动控制、安全管理、信息管理等五大系统平台,为实施自动化智能化采矿技术、建设绿色高效本质安全矿山创造了条件;应用自动化技术和远程遥控技术,自主研发并建成了各项采矿生产过程自动化控制系统,实现了管控一体化,减少井下操作人员,实现少人开采、安全开采,提高生产效率,提升本质安全水平;创建了基于GIS数据库及空间分析技术的安全生产管理信息系统,实现了安全生产管理的信息化与自动化和以点管面、一键多能的综合管理和综合决策;同时,建立“防灾”和“救灾”功能并重的六大安全系统,实现数据自动采集、传输与远程控制,使井下环境状况、人员、设备全过程处于可控状态,全方位提高减灾施救应急处理能力,为矿山本质安全和高效开采提供了重要保障条件。全部研究成果已在杏山铁矿应用。转地下开采的第二年(2012年)即达产,实现年产量324万吨,超过320万吨/年的设计生产规模,比露天100万吨/年的规模提高2倍以上。2012年,杏山铁矿被国家安监总局确定为“地下金属矿山数字化矿山建设示范工程”,已实现井下运输电机车地面遥控无人驾驶、中深孔凿岩台车遥控自动化作业,破碎、提升、皮带运输、排水、通风、供电系统等全过程自动化控制,多项填补了国内空白,向遥控智能化无人采矿的远大目标迈出了重要一步。杏山铁矿的成功实践代表了中国金属矿开发模式变革和安全高效开采可持续发展的方向,对全国一大批金属矿具有重要示范效应和广泛推广应用前景。
1600080125 河北
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2015
成果简介:西石门铁矿为接触交代矽卡岩型磁铁矿床,矿体背斜,应用无底柱分段崩落法分南、中、北三区进行开采,其中南、中区矿体遭受一轮小矿点抢采,剩下的不连续残留矿体分布无序、稳定性不一、矿量集散性差异大、品位变化悬殊,而且近矿采准条件被严重破坏。其余矿山自采的部分,许多采场矿石回采率不高,导致残留矿量较多,此外还有部分有底柱采场的顶柱、底柱、间柱以及部分零星小矿体等残留矿量。总体说来,由于矿体条件与历史的原因,造成西石门铁矿的残矿资源仍然可观。起初这些残矿资源多作为生产紧张时的储备矿量进行补充开采,从90年代后期开始进行残矿大批量回采,现今残矿回采已成为矿山产量的主体组成部分。由于常规的残矿回采理念与回采技术的局限性,生产中存在诸多不足,长期以来生产一直处于被动局面。在此条件下,本着“四低一高”开采目标,利用东北大学诱导冒落低成本开采技术,将残留矿量与矽卡岩统筹考虑,作为大面积连续化低品位矿体开采,为此提出并研发了残矿资源安全连续开采技术。包括三维激光扫描仪在空区探测中的应用;采准工程、矿体和残矿形态的三维可视化技术;单堑沟与双堑沟底部结构诱导冒落法高效开采技术;垂直多分段及平面多出矿口协同出矿技术;支护结构协同巷道冒落特性的施工技术以及出矿设备选型协同巷道围岩变形特性的管理技术等。现场工业试验表明,这些关键技术可以为西石门铁矿复杂残矿实现“四低一高”开采目标提供保证:残矿形态的三维可视化技术形象地揭示开采对象,消除作业人员顾虑,避免了残矿回采的盲目性;堑沟底部结构诱导冒落技术,形式多样,可灵活布置,适合残矿形态多变的条件,同时该方法允许底部结构长时间存在,可使矿石特别是上盘高品位矿充分冒落,保证了残矿回收率及品位,另外将底部结构布置于下盘闪长岩中,作业面与破碎的矿体和矽卡岩隔离,安全有保障;垂直多分段及平面多出矿口协同出矿技术解决了矿石冒落时间不定而造成产量不均衡的问题;支护结构与巷道冒落特性协同的支护技术,在西石门残矿回采中广泛应用保证了作业人员安全及回采工作的正常进行;底部结构配合选型后的机械设备,实现了残矿的大规模集中出矿,十分高效。截至2014年12月底,采用残矿资源安全连续开采技术,共采出矿石200.83万吨,平均品位24.66%,贫化率为26.07%,回采率90.19%。在2012~2014年方案实施过程中,现场连续3年未发生一起采场人员伤亡事故,矿山安全形势发生质的转变。从2012年至2014年12月底三年时间里,该项目的研究使矿山逐步扭转生产被动的局面,为矿山创造直接经济效益9706.55万元;矿山还有大量残矿资源未回采,利用该技术的潜在经济效益38758.94万元。
1700020102 辽宁
TD8 应用技术 [船舶及浮动装置制造, 铁矿采选] 公布年份:2015
成果简介:提供一套用于监控深海采矿系统作业综合信息的水面平台。深海采矿系统的根本任务就是在深海这一特定环境下进行海底采矿作业,主要包括集矿系统的开采、扬矿系统的输送、水面支持系统及收集储存三个基本作业环节。该系统提供总体协调功能,使作业环节紧密配合、协调运作,保证生产全过程连续、稳定地顺利进行。
1500260070 四川
TD9 应用技术 铁矿采选 公布年份:2014
成果简介:该项目针对前期研究开发的钛精矿制取高钛渣新工艺技术和混合矿铁、钒、钛高效分离提取新工艺技术,分别开展了以攀西不同矿区铁精矿和钛精矿为原料的适应性试验研究和完善性工艺研究,并对混合矿铁、钒、钛高效分离提取新工艺进行了铁精矿选矿除杂扩大试验和65KVA矿热炉还原熔炼扩大试验研究,以及含钒生铁的钒铁分离提取试验研究,取得了较好的研究结果,为新工艺的应用奠定了一定基础。
1500070037 辽宁
TD9 应用技术 铁矿采选 公布年份:2014
成果简介:项目所属领域:采选业2010年10月始,鞍钢集团矿业公司与东北大学联合继续针对鞍山式含碳酸盐赤铁矿分步浮选中矿的综合利用问题合作开展了广泛的合作研究工作,在实验室试验研究阶段,项目组共计论证了四套技术方案,分别为:第一,分步浮选中矿直接作烧结配料技术;第二,分步浮选中矿深选技术;第三,分步浮选中矿悬浮焙烧技术;第四,分步浮选中矿深度还原-高效分选技术。实验室试验研究结果表明,分步浮选中矿直接作烧结配料受到掺量因素的制约,不超过1.5%的掺配比例很难快速消化“分步浮选”产生的大量分步浮选中矿,该项技术方法很难有进一步发展的空间;接下来开展的分步浮选中矿“深选技术”、悬浮焙烧技术”、“深度还原-高效分选技术”均取得了较好的成果。项目组针对品位为42.96%和品位为37.20%的分步浮选中矿进行了深选技术的实验室研究,经一粗一精的闭路试验,获得了品位在56%左右、SiO2含量低于9%的精矿产品;采用深度还原-高效分选技术处理分步浮选中矿可获得得铁品位90.17%,金属化率91.18%,铁回收率91.15%的深度还原铁粉产品,此产品可代替废钢应用于钢铁生产;采用悬浮焙烧技术处理分步浮选中矿可获铁品位60.71%、回收率76.12%的磁选铁精矿产品,其使得对于物料的工业连续化处理成为可能。在工业试验阶段,考虑到工业装备研发、实施基础条件等诸多因素,该项目率先实施了中矿“深选技术”的工业化试验,并取得了非常明显的效果。该项目通过开展系统的分步浮选中矿利用综合技术研究,提出了高效经济利用分步浮选中矿的适宜方案,首次创新性地提出了处理含泥量较大的含碳酸铁微细赤铁矿的深选技术,并在工业上获得了成功,与中矿直接抛尾工艺相比,提高了东鞍山烧结厂浮选回收率10.64个百分点,选矿总回收率5.47个百分点,分步浮选中矿浮选再利用为东鞍山烧结厂每年带来的综合经济效益为2661.87万元,既综合利用了有限的铁资源,又增加了矿山企业效益,与此同时,实验室阶段中矿悬浮焙烧技术与深度还原-高效分选技术,均取得了较为优异的产品指标,该两项技术为后续的工业化实验奠定了良好的技术基础,因此,该研究成果对国内类似矿山具有重要的借鉴意义。
1500250363 辽宁
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2014
成果简介:铁矿石是重要战略资源,中国铁矿资源量744亿吨,资源开发率极低,仅7.6%。主要原因是中国78%为急倾斜矿床,世界尚无规模开发利用先例。大型铁矿山露天井下协同开采及风险防控技术是以鞍钢为首的研究团队多年攻关形成的铁矿开发科技成果。首创了露天井下协同开采理论与技术,已纳入中国冶金矿山开采设计规范;向主创新了高陡边坡稳定性三维评价预警防控技术,防止了大型露天矿开采过程中重大地质灾害;系统集成并开发了电磁场等强干扰环境下采空区精准探测及预警风险防控技术,将众多隐患禁区转变为可用资源区。通过持续研发与实践,弓长岭、大孤山铁矿项目已成为铁矿开发的标志性工程,齐大山铁矿已建成亚洲最大铁矿山,实现了资源开发与环境和谐,确保了复杂环境下安全高效大规模开采,大幅提升了可采资源量。达国际领先水平。项目开创了同一矿床中露天井下协同开采的先例,破解了急倾斜矿体多采场同步规模开采、深凹露天矿高陡边坡风险防控、复杂环境下采空区精准探测等世界技术难题,形成了三方面核心技术。露天井下协同开采技术。首次提出采动岩移体的临界散体柱支撑理论,建立陷落角计算模型,确定协同开采的安全落差范围。首创露天井下协同开采工艺技术,实现矿床多方式多采场同步大规模开采,突破沿用半个多世纪的顺次开采设计思路,为中国首部《冶金矿山采矿设计规范》的制订提供了理论技术支撑和成功案例。高陡边坡稳定性三维评价预警防控技术,针对露天井下协同开采边坡岩体双重卸荷重大风险,创建了卸荷和爆破联合作用下高陡节理边坡稳定性的评价方法,开发了露天矿边坡的多源遥感遥测预警新技术,实现了高陡节理边坡预应力硐锚加固。定位探测效率提办4倍,成功预测预防12次大型滑坡。强干扰环境采空区精准探测及预警风险防控技术。针对采空区探测时振动和电磁场等强干扰影响,集成应用浅层地震-高密度电阻率-瞬变电磁技术,研制瞬变电磁超多匝便携式可拆卸重叠小回线探测仪,形成四项采空区处理工法,实现强干扰环境采空区精准探测与有效治理,提升了资源利用率。近年来中国铁矿石进口依存度居高不下,由于不掌控矿价话语权,十年累计多支出费用2万亿元,钢铁全行业亏损。鞍钢开发应用该技术,铁矿石自给率从47%提至82%,增产1.1亿吨,增幅全国最大。该技术应用于世界最大规模的西鞍山铁矿开发,支撑建设国家首个亿吨级铁矿山企业,走出了一条高风险条件下铁矿安全高效规模开发的新路。研究成果为鞍钢、包钢、本钢、神华、中煤等单位所属的20余家矿山安全开采提供了重要技术支撑,提升了中国大型铁矿山谣天井下协同开采及风险防控关键技术水平,有力推动了行业科技进步。近三年直接经济效益79.85亿元,经济和社会效益十分显著。获省部级一等奖3项,二等奖1项,发明专利13项,国标规范30条,实用新型专利2项,部级工法4项,专著5部,论文41篇,其中SCI9篇,EI18篇。依托该项目培养博士7人、硕士15人。
1400660599 重庆
TD9 应用技术 铁矿采选 公布年份:2014
成果简介:采用该技术方案,原矿石经破碎后,粗矿粒度﹤25~30mm。粗矿通过辊压机进行高压挤压加工,铁矿石在辊压机中以料床形式受挤压,最大有效的挤压力高达120~200MPa,使得粗石压碎成细颗粒或细粉,从而使有用矿物与脉石矿物在结合界面发生疲劳断裂,或发生裂纹,部分结合界面会完全分离。经挤压后用风选进行预选,根据嵌布粒度正累计分布率,将挤压后的矿石、脉石粗粉选出,再用动力选粉机将矿石及脉石的细粉选出,进入旋风收尘器并被沉降出来,用磁力选粉将精铁粉选出。粒度较大的矿石及脉石重新返回辊压机再次进行挤压,超细粉用袋收尘器或电收尘器收集后进行磁选,并选出精铁细粉,脉石矿物作为尾矿。该发明的有益效果是:无动力风选后将细矿粉分离,有效节约了能源;辊压机与传统的棒磨、球磨比,单位原矿电耗降40~50%;钢材(耐磨材料)耗损,单位原矿由原来的400~1200g/t降为10~20g/t;设备占地面积小,处理原矿产量高,环保,无大气等污染,脉矿细粉可以它用,如用以制砖、填料等。
1500030214 安徽
TD9 应用技术 铁矿采选 公布年份:2014
成果简介:《高含泥尾矿多空间安全高效处置关键控制技术》项目属矿山安全技术领域。本项目基于矿业企业矿石资源贫化、嵌布粒度细而导致尾矿量激增、尾矿粒级细化的状况,对矿山企业尾矿进行了采坑、尾矿库等多空间安全、高效处置的关键控制技术研究,改变了传统的或输送至尾矿库堆存、或进行采空区充填的单一尾矿处置模式。解决了闭坑的采坑空间和中后期尾矿库剩余空间的统筹配置利用、含硫采坑的防酸化控制、尾矿库的安全技术指标控制等难题。本项目主要研究内容及特点有:1)科学利用露天采坑空间资源,进行高含泥尾矿多空间处置的合理布局;控制排入采坑和尾矿库的尾矿量和尾矿泥含量,达到入库、入坑处置的尾矿"量"和"质"的最佳控制效果。2)根据紊流态非均质流体在管道中分层流动的特性,研制"尾矿分泥装置",有效分离尾矿浆体中的粗、细颗粒,并将尾矿细泥排入采坑,同时不影响原输尾主管的正常运行。3)进行含硫采坑氧化酸化机理研究,隔断硫铁矿的反应要素,阻止其被氧化生成酸。同时利用采坑内大量的水体充分稀释局部被氧化而生成的少量H+,使采坑内尾矿废水符合选矿生产要求。4) 利用悬浮物在特定条件下加速沉积的原理,研究设计"上游式尾矿库回水水质澄清装置",强化入库尾矿处置的过程控制,强制矿泥沉降,延长沉积滩长度,增加尾矿库调洪高度,确保了尾矿库技术参数达标。该装置已获国家发明专利。 上述关键控制技术研究成果,已在南山矿业公司得到了很好的应用。近三年产生的直接经济效益2.45亿元,至采坑空间全部利用完毕,其直接经济效益将达12.55亿元。本项目具有显著的社会效益,如为社会节约土地资源约31万m<'2>;对含硫采坑的防酸化处理避免了环境污染事件的发生;通过尾矿泥的分离控制和入库尾矿安全指标调节技术,确保了尾矿库安全运行,避免了区域性安全事件的发生。本项目研究成果解决了采坑空间和尾矿库剩余空间资源安全、高效利用的难题,其关键控制技术为国内首创,为同类矿业企业在尾矿处置方面提供了成功的实践经验,极具推广价值。
1500340128 内蒙古
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2014
成果简介:项目所属科学技术领域:矿业工程,工程爆破。主要内容:项目以高速全息动光弹模型实验研究与爆破数值模拟研究相结合,按柱状药包模型建模,研究了露天矿台阶深孔爆破中岩体三维有效应力、应变特征,并成功地运用到巴润矿现场爆破试验中,确定了台阶深炮孔理想起爆方式;获得了适合巴润矿裂隙岩体台阶深孔爆破的合理技术参数,取得了以下创新性成果:理论研究方面:针对深孔爆破理论研究的空白,利用先进的全息激光动光弹实验技术,对露天台阶柱状药包的爆炸应力场和位移场进行了研究,揭示了柱状药包爆破的本质属性;基于国际先进的大型动态分析软件LS-DYNA3D进行了台阶爆破三维数值模拟研究,建立柱状装药结构模型,研究了其应力传播特点。针对巴润矿区岩性和炸药条件,研究了台阶深孔爆炸应力波的作用范围和沿抵抗性方向随时间发展规律,特别是台阶的顶、底部位的爆炸应力场。以上研究手段及成果均为岩体深孔爆破理论与技术的重大创新。现场试验研究:基于巴润矿采场的岩石物理力学性质、节理、裂隙分布等客观条件,确定了矿岩可爆性分区的技术指标、分区准则,提出了爆破分区的技术方法;以可爆性分区为基础对矿岩的爆破效果进行现场分区优化试验研究,取得了与裂隙优势方位垂直起爆、裂隙岩体大密集系数布孔、深炮孔底部起爆等安全可靠和便于推广的爆破优化成套技术,确定了巴润矿不同岩性和地质构造条件的合理爆破技术参数,实现了裂隙岩体爆破关键工艺技术的突破,这些综合技术手段配套使用,解决了裂隙岩体爆破的技术难题。研究成果应用:成果已成功应用于巴润矿生产中,在复杂矿床、裂隙岩体的台阶深孔爆破中效果显著。实现了矿岩破碎块度均匀,爆堆松散,台阶底板平整;延米爆破量显著提高:矿石部位由142.21t/m提高到206t/m;岩石部位由134.58t/m提高到235.8t/m;炸药消耗大幅降低:矿石部位由0.266kg/t降至0.195 kg/t,岩石部位由0.258kg/t降至0.185 kg/t;取得了巨大的经济效益和良好的社会效益,对增强中国复杂矿床裂隙岩体爆破技术自主创新能力具有重要的理论及现实意义。发现点及应用推广情况:综合激光全息二维、三维动光弹实验技术、全息干涉方法和数值模拟技术,对柱状药包爆炸端部效应、多药包应力场叠加、质点的垂直振动位移等方面进行了量化研究,取得了有益的创新成果;在矿山实际爆破应用中提出了一套在复杂矿床、裂隙岩体条件下岩体可爆性分区,露天矿台阶深孔的大密集系数布孔、深炮孔安全起爆、裂隙岩体爆破参数的优化技术方法;以及特大型露天矿岩体可钻性分级及穿孔技术经济指标的确定方法;这些技术综合应用,为巴润矿复杂矿床的高效开采提供了支撑;研究成果先后推广到白云鄂博主矿、东矿和固阳矿业公司文圪气铁鳞矿、白云石矿,经济效益显著,对复杂矿床高效开采具有重要的借鉴和示范作用。
1500340178 内蒙古
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2014
成果简介:该项目属于矿山科学技术领域。白云鄂博东采场采坑内驻留矿体开采研究,东采场原设计的岩石二期胶带运输系统和矿石胶带运输系统受钢铁形式影响,没能按期建设,已经错过最佳建设时期的现状,铁矿工程技术人员,经过多方案比较,提出取消破碎站预留平台,并重新设计采场境界,确定了合理的开拓运输系统、生产剥采比及其生产能力,对原设计境界外形成的挂帮驻留矿体的铁矿石资源进行回收开采利用。该研究项目的完成,既合理利用了矿石资源,又避免了盲目投资的浪费,对延长东采场服务年限具有重要意义,该项研究已经应用于采场生产中。该项目技术上可行,具有较强的实用性,经济效益显著,在同类矿山有较强的推广意义。
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