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复杂难采顶底柱残矿体安全高效开采关键技术研究

发布时间:2016-08-28

我国众多老矿山因浅部资源逐渐枯竭而接近闭坑或陆续转入深部开采。残留大量的顶底柱残矿,安全、高效、低成本地回收残留顶底柱残矿对于延续矿山寿命、充分回收矿产资源意义重大。顶底柱残矿回采技术条件复杂,凡口铅锌矿采用传统的条带式方法回采顶底柱残矿,存在生产效率低、劳动强度大、安全性差等问题。

本项目针对顶底柱残矿的复杂回采作业条件,以安全、高效和低成本为目的,综合运用理论分析、数值模拟、现场工业试验等方法,研发形成了复杂条件顶底柱残矿安全高效回采工艺,并获得了以下主要技术创新成果:

1、针对顶底柱残矿开采时处于充填体假顶下的复杂回采条件,研发采用Boomerk41x小型中深孔凿岩台车钻凿上向扇形中深孔、ESLSD9780型乳化炸药装药台车装药、ST2G型遥控铲运机出矿的智能顶底柱残矿回采配套工艺,开发复杂条件顶底柱残矿机械智能化配套回采工艺技术,实现顶底柱残矿安全高效开采;

2、结合采矿设备及现场开采条件,通过三维数值模拟软件对顶底柱开采结构参数和护顶矿层厚度进行模拟研究,确定最佳结构参数和护顶矿层厚度。推荐矿房采场采用长度20m、宽度8m,间柱采场采用长度10m、宽度7m的结构参数,最佳的护顶矿层厚度为0.5m;

3、优化了首层充填工艺技术,构建了充填体假顶稳定性评价体系,提出了首层充填经济化措施,并建立顶底柱残矿回采顶板稳定性检测体系;

4、研发了充填体下残矿精细化爆破技术,采用理论计算与数字模拟相结合的方式研究中深孔爆破参数,优选出孔底距为1.4~1.6m,抵抗线为1.3m;优化顶底柱开采落矿工艺和爆破回采方案,保证边帮和顶板充填体的稳定性;

5、建立顶底柱采场精密空区探测模型,通过空区精密探测系统CMS和大型三维建摸软件,对顶底柱采场的空区进行精密探测,建立起采矿的三维模型,准确测定出这个顶底柱回采采场的三维空间形态、空间位置和采场的世纪边界,实现采场采下矿石量、废石量、贫化损失率等回采指标的可视化精确计算,为采矿工程设计提供可靠的基础资料。

本项目已申请专利4项,获授权发明专利1项,实用新型专利2项,发表论文20余篇,获得市科学技术一等奖1项,培养硕士5名。

本项目已于2011年以来全面应用于凡口铅锌矿,取得了采场生产能力

180t.d-1,采切比6m.kt-1,顶底柱资源回收率85%、损失率5%的技术经济指标,创造直接经济效益2.07亿元。

相关技术可在包括铜录山铜矿、铜山口、铜坑矿等多家大型老矿山推广应用,在矿业行业中具有广阔的推广应用前景和价值,其潜在经济效益数百亿元,将有力地推动了行业的技术进步。(来源:深圳市中金岭南有色金属股份有限公司)


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