科技成果

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成果名称: 基于卸压理论研发复杂难采矿体开采技术及装备

成果登记号: 9612021Y0438

第一完成单位: 西安建筑科技大学

联 系 人: 高音

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新工艺

技术领域: 先进制造

应用行业: 采矿业

成果简介:

项目属于矿山科学技术领域的采矿工程及矿山工程机械设计与制造技术等方向。

随着浅部资源日益枯竭,深部开采已成为我国矿产资源的开发焦点。

聚焦深部开采工程技术难题,主要包括开采动力灾害预测防控、深井热害控制、深井提升、深井开采工艺变革、深部选矿新技术、智能无人采矿这六大战略。

本项目主要针对开采动力灾害防控及深井开采工艺变革,提出切顶卸压理论,发明从水平到急倾斜矿体开采的一系列采空区处理与卸压开采方法及施工装备,并实施了一系列示范工程,产生年综合经济效益超4.18亿元。

主要技术创新如下: 首先,“理论创新”——提出了国际领先的切顶卸压理论,其理论要点是:在拉应力较高的地段利用一定深度的钻孔控制爆破切顶引起围岩在该地冒落、堆筑成一定宽度的松石接顶坝,从而引起作业面应力向处理过的采空区及堆石坝重分布。

并在其指导下发展了卸压开采的板理论和支承压力理论; 其次,“技术创新”——先后发明了水平至缓倾斜采空区处理方法、急倾斜采空区处理方法、急倾斜矿体开采的卸压开采与采空区处理方法及设计与施工技术体系,建立了卸压效果优于已有方法的井巷掘进钻孔爆破卸压的设计与施工技术体系。

解决了井巷掘进中的岩爆控制及空场法开采的采空区处理与卸压开采难题。

再次,“装备创新”——发明了ZDY750L型履带式全液压钻机和钻孔指示稳固装置,弥补了现有钻机不能同时钻凿倾斜和下向垂直深孔的缺陷,提高了V型切槽及底板隔断开采的施工效率和安全性。

最后,“示范工程”——完成了切槽放顶、切顶与矿柱崩落、硐室与深孔爆破、井巷掘进钻孔爆破卸压及卸压开采与采空区处理等示范工程,显著提高资源回收率,降低了地压控制成本,明显促进了安全生产及采矿技术进步。

项目成果已在陕西东桐峪金矿、陕西震奥鼎盛矿业有限公司、肃北博仑矿业开发有限责任公司、河南文峪金矿等30余家国内矿山应用,仅10家矿山应用就产生综合经济效益超4.18亿元(¥)/年(其中新增产值带来的利税超2.5亿元/年),这10家矿山执行期内总经济效益超14亿元。

该项目为卸压开采与采空区处理提供了新的技术途径,推动了采空区处理与卸压开采科技进步,提升了采矿行业科技核心竞争力,2015.8.12陕西山阳特大山体滑坡灾害调查依据所提理论建模、分析,调查结论被国务院认可。

项目授权中国发明专利10项,出版著作4部、编著教材1部(2011、2017各出1个版本),发表论文43篇。

经蔡美峰院士任组长的鉴定委员会鉴定,认为该项目成果取得了显著的经济效益和社会效益,对类似矿山的卸压开采与采空区处理具有示范作用,推广应用前景广阔。

委员会一致认为成果整体技术达到了国际领先水平。