魏建中,張 保,楊福波

(銅陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司, 安徽銅陵市 244000)

銅陵有色采礦技術(shù)與裝備水平創(chuàng)新實(shí)踐

魏建中,張 保,楊福波

(銅陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司, 安徽銅陵市 244000)

銅陵有色堅(jiān)持采礦技術(shù)與裝備創(chuàng)新實(shí)踐,取得多項(xiàng)具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先或國(guó)際先進(jìn)水平的重大科研成果。介紹了安慶銅礦和冬瓜山銅礦采礦技術(shù)創(chuàng)新成果,簡(jiǎn)述了銅陵有色公司井下采掘無(wú)軌化系列新產(chǎn)品的研發(fā)和使用效果;指出銅陵有色依靠科技進(jìn)步,自主創(chuàng)新,引領(lǐng)和促進(jìn)我國(guó)采礦技術(shù)和裝備水平的提高,對(duì)金屬礦業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步起到推動(dòng)和示范作用。

采礦技術(shù);采礦裝備;嗣后充填;無(wú)廢開(kāi)采;無(wú)軌采礦

0 前 言

有色金屬 (采選冶及深加工)、化工、裝備制造是銅陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司三大主業(yè),目前已擁有 10座有色金屬礦山。多年來(lái),銅陵有色運(yùn)用科技創(chuàng)新,創(chuàng)造了一項(xiàng)又一項(xiàng)采礦成果。曾經(jīng)在國(guó)內(nèi)首次采用水力沖運(yùn)充填后崩落礦柱采礦法和人工假頂水平礦柱回采法,在國(guó)內(nèi)第一次使用毫秒雷管新技術(shù)、新工藝,成功地進(jìn)行過(guò)炸藥量為 240 t的坑下采礦落頂大爆破。1990年代,“地下礦山連續(xù)開(kāi)采工藝及裝備”榮獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。2000年,“地下礦山高階段強(qiáng)化開(kāi)采工藝綜合研究”獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

在金屬礦山地下開(kāi)采采礦技術(shù)與裝備水平方面,集團(tuán)公司主力礦山安慶銅礦和冬瓜山銅礦進(jìn)行了多項(xiàng)采礦技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐和有效探索。安慶銅礦率先在國(guó)內(nèi)同行業(yè)中探索和實(shí)踐新模式辦礦,建成了以“三高”(采礦高強(qiáng)度、作業(yè)高效率、經(jīng)濟(jì)高效益)、“三少”(礦山用人少、輔助設(shè)施少、企業(yè)包袱少)、“兩協(xié)作”(輔助生產(chǎn)專業(yè)化協(xié)作、生產(chǎn)后勤社會(huì)化協(xié)作)為標(biāo)志的新模式礦山,成為 20世紀(jì)全國(guó)有色金屬礦山的楷模。

“九五”、“十五”期間,冬瓜山銅礦圍繞國(guó)內(nèi)外深井開(kāi)采未解決的技術(shù)難題,以采礦方法為核心,率先系統(tǒng)地開(kāi)展了千米深井金屬礦床高效開(kāi)采方法、開(kāi)采環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)、生產(chǎn)過(guò)程管理等關(guān)鍵技術(shù)研究,經(jīng)過(guò) 10多年的科技攻關(guān),取得了多項(xiàng)具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先或國(guó)際先進(jìn)水平的重大科研成果,形成了有特色和擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深部開(kāi)采理論和技術(shù),為冬瓜山銅礦投產(chǎn)提供了技術(shù)條件,為實(shí)現(xiàn)10000 t/d的達(dá)產(chǎn)目標(biāo)提供了技術(shù)保障。2008年,“復(fù)雜難采深部銅礦床安全高效開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)研究”獲安徽省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)[1]。

銅陵有色始終堅(jiān)持“自主創(chuàng)新、重點(diǎn)跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來(lái)”的科技指導(dǎo)方針,著力打造科技創(chuàng)新體系、在國(guó)內(nèi)外同行業(yè)中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,對(duì)中國(guó)金屬礦業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步起到了推動(dòng)和示范作用。

1 安慶銅礦采礦技術(shù)創(chuàng)新與裝備國(guó)產(chǎn)化

1.1 高階段大直徑深孔嗣后充填采礦法

安慶銅礦著力推進(jìn)采礦技術(shù)創(chuàng)新,大膽成功應(yīng)用了高階段大直徑深孔采礦方法,采取強(qiáng)掘、強(qiáng)采、強(qiáng)出、強(qiáng)充,實(shí)現(xiàn)開(kāi)采高效率。

安慶銅礦設(shè)計(jì)日采選 3500 t,礦體賦存標(biāo)高 -180～-780 m,1#主礦體平均厚度 50～70 m,傾角為70°以上急傾斜礦體,礦體上盤(pán)為石灰?guī)r,下盤(pán)為矽卡巖、閃長(zhǎng)巖,礦石為磁鐵礦含銅、矽卡巖含銅及單鐵磁鐵礦,礦體形態(tài)規(guī)整,礦巖中等穩(wěn)固以上。高階段大直徑深孔嗣后充填采礦法采場(chǎng)垂直礦體走向布置,分礦房、礦柱兩步驟回采,采場(chǎng)寬度均為 15 m,長(zhǎng)度為礦體的厚度,階段高度為 120 m,采場(chǎng)布置上下兩層鑿巖硐室,分段高度為 60 m,采用塹溝式采場(chǎng)底部結(jié)構(gòu),雙側(cè)進(jìn)路出礦。礦房一步驟回采,回采完采用尾砂膠結(jié)充填,礦柱為二步驟回采,采用尾砂和矸石充填。經(jīng)過(guò)近 20 a的回采實(shí)踐,安慶銅礦技術(shù)人員與科研院校進(jìn)行了回采技術(shù)研究,對(duì)采切、鑿巖、爆破、出礦、充填工序全面綜合考慮,每個(gè)工序均精心設(shè)計(jì),按質(zhì)按量施工,為下道工序創(chuàng)造良好的作業(yè)和技術(shù)條件,同時(shí),重點(diǎn)進(jìn)行了崩礦方式控制炮孔質(zhì)量的爆破技術(shù)研究,形成了“VCR法切槽 -分段側(cè)向崩礦”的采場(chǎng)崩礦方式,對(duì)采場(chǎng)邊孔實(shí)施光面爆破、預(yù)裂爆破等控制爆破技術(shù),有效地控制了爆破質(zhì)量。實(shí)踐證明:高階段大直徑深孔嗣后充填采礦法是一種安全高效低成本、低勞動(dòng)強(qiáng)度的采礦方法(見(jiàn)圖1),為安慶銅礦實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化開(kāi)采和新模式辦礦提供了技術(shù)保證[2]。

圖1 高階段大直徑深孔嗣后充填采礦法

1.2 采礦裝備國(guó)產(chǎn)化研究

安慶銅礦在關(guān)鍵環(huán)節(jié)上大膽引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)裝備,提高生產(chǎn)效率,先后從美國(guó)、瑞典等國(guó)家引進(jìn)了Simba261鉆機(jī)、主井電控系統(tǒng)、ST—5C、ST—6C鏟運(yùn)機(jī),大大提高了裝備水平和自動(dòng)化程度[3,4]。20多年來(lái),安慶銅礦人均勞動(dòng)生產(chǎn)率始終是其他礦山的 3～5倍,礦山人員始終控制在 900人以內(nèi),人均創(chuàng)利水平始終保持國(guó)內(nèi)礦山領(lǐng)先水平。與此同時(shí),該礦堅(jiān)持引進(jìn)與消化吸收相結(jié)合,推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化研究,目前鉆機(jī)國(guó)產(chǎn)化率達(dá) 90%以上,年節(jié)約成本 100萬(wàn)元。在新的歷史發(fā)展時(shí)期,安慶銅礦正在實(shí)踐“高效利用資源,打造綠色礦山”的可持續(xù)發(fā)展主題。

2 冬瓜山深井大規(guī)模采礦技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐

冬瓜山銅礦床是一個(gè)特大深埋矽卡巖型銅礦床,具有深井 (1000 m)、高應(yīng)力 (38 MPa)、高溫(39℃)、高壓大流量涌水 (水壓 7～10 MPa)、高含硫 (17.6%)、低品位、有巖爆和礦石自燃傾向等復(fù)雜開(kāi)采技術(shù)條件和“四高一擾動(dòng)”深井開(kāi)采的基本特征,圍繞冬瓜山深井開(kāi)采所面臨的重大關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,以“建礦模式新型化、生產(chǎn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)化、生產(chǎn)方法高效化、生產(chǎn)設(shè)備大型化、生產(chǎn)管理信息化、人員技能多樣化”的發(fā)展模式,以趕超國(guó)外深部開(kāi)采先進(jìn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)高效、安全、低成本、無(wú)廢開(kāi)采和現(xiàn)代科學(xué)管理為目標(biāo);“九五”～“十一五”期間進(jìn)行了十多年的聯(lián)合攻關(guān)研究和采礦實(shí)踐,在國(guó)內(nèi)率先深入系統(tǒng)地開(kāi)展千米深井金屬礦床高效開(kāi)采方法、開(kāi)采環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)、現(xiàn)代科學(xué)生產(chǎn)管理等關(guān)鍵技術(shù)研究,創(chuàng)立了一套適合深埋、高溫、有巖爆自燃傾向、特大型礦床高效安全無(wú)廢開(kāi)采理論與技術(shù)。本文重點(diǎn)介紹高效采礦方法、高濃度全尾礦充填技術(shù)、微震監(jiān)測(cè)技術(shù)。

2.1 暫留隔離礦柱階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法

2.1.1 采礦方法研究的重要性

冬瓜山礦床Ⅰ號(hào)主礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出,礦體走向 NE35°～40°,傾向隨圍巖產(chǎn)狀分別向北西、南東傾斜。走向長(zhǎng)度 1810 m,平均寬度 400 m,平均厚度 34 m,礦體頂盤(pán)主要為大理巖,底盤(pán)主要為粉砂巖和石英閃長(zhǎng)巖。礦體由含銅磁黃鐵礦、含銅矽卡巖、含銅黃鐵礦、含銅蛇紋巖、含銅磁鐵礦等構(gòu)成。礦體構(gòu)造簡(jiǎn)單,節(jié)理裂隙不發(fā)育,礦巖堅(jiān)硬,穩(wěn)固性較好,f=8～16。冬瓜山深井開(kāi)采成本高,采礦強(qiáng)度高,設(shè)計(jì)日產(chǎn) 1萬(wàn) t,為提高經(jīng)濟(jì)效益,必須實(shí)行大規(guī)模強(qiáng)化開(kāi)采。初步設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)“采礦方法選擇專家系統(tǒng)”的優(yōu)化選擇,初選階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法[5]。該方法技術(shù)上可行,與冬瓜山礦床開(kāi)采設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想基本一致,但仍難以滿足高效組織生產(chǎn)及保證穩(wěn)定日產(chǎn)萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力、達(dá)到礦床安全高效大規(guī)模開(kāi)采的要求。因此,對(duì)冬瓜山礦床開(kāi)采進(jìn)行采礦方法研究很有必要。

2.1.2 暫留盤(pán)區(qū)隔離礦柱的階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法

通過(guò)深入分析研究,在采準(zhǔn)系統(tǒng)、采場(chǎng)和盤(pán)區(qū)回采順序、采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)等方面進(jìn)行了優(yōu)化研究。為保證持續(xù)穩(wěn)定日產(chǎn)萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力,需要高強(qiáng)度的采礦方法。通過(guò)采礦方法經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較,選擇采用暫留盤(pán)區(qū)隔離礦柱的階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法。用系統(tǒng)論的方法,對(duì)采準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,簡(jiǎn)化回采工藝和回采順序,使生產(chǎn)組織和管理相對(duì)簡(jiǎn)單,并降低采切比。根據(jù)數(shù)值模擬優(yōu)化結(jié)果,將原設(shè)計(jì)的盤(pán)區(qū)沿垂直走向布置改為沿走向布置,盤(pán)區(qū)長(zhǎng)度為礦體水平厚度,寬度為 100 m,盤(pán)區(qū)之間暫留隔離礦柱,隔離礦柱寬為 18 m,在隔離礦柱內(nèi)布置鑿巖、出礦水平穿脈和出礦溜井。采場(chǎng)長(zhǎng)為 78 m(膠結(jié)采場(chǎng))或82 m(尾砂采場(chǎng)),寬為 18 m,采場(chǎng)高度為礦體厚度。先采礦房,后采礦柱,礦房采用全尾砂膠結(jié)充填;礦柱采用全尾砂充填[6](見(jiàn)圖2)。

圖2 暫留盤(pán)區(qū)隔離礦柱大直徑深孔階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法

2.1.3 大型無(wú)軌設(shè)備裝備實(shí)踐

冬瓜山銅礦采用了大批大型無(wú)軌設(shè)備組織生產(chǎn),大孔鑿巖為 T-150或 Simba261高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)鉆鑿下向垂直深孔,炮孔直徑為Φ165 mm,鑿巖效率為 40 m/臺(tái)班。中深孔鑿巖是 SimbaH1354電動(dòng)液壓鑿巖臺(tái)車(chē)鉆鑿上向扇形中深孔,炮孔直徑為Φ76 mm,鑿巖效率為 90 m/臺(tái)班。掘進(jìn)鑿巖是Boomer281電動(dòng)液壓鑿巖臺(tái)車(chē),出礦是 TORO-1400E電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)和 TORO-1400D柴油鏟運(yùn)機(jī),主運(yùn)輸中段礦石運(yùn)輸是 20 t電機(jī)車(chē)牽引軌距 900 mm、有效載重量為 17 t的 10 m3底側(cè)卸式礦車(chē),廢石運(yùn)輸是 20 t載重量的 MT2000坑內(nèi)卡車(chē),巷道 (硐室)支護(hù)是 Robolt 05M/S錨桿臺(tái)車(chē),生產(chǎn)時(shí)配用 JY-5剪式平臺(tái)多功能服務(wù)車(chē)等,大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,大大提高了采礦效率,為實(shí)現(xiàn)冬瓜山大規(guī)模高強(qiáng)度開(kāi)采提供了保障。目前,該礦利用自身技術(shù)優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)了設(shè)備消化吸收研究,進(jìn)行了多種設(shè)備備品備件國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)研究和創(chuàng)新實(shí)踐,取得了良好的使用效果和經(jīng)濟(jì)效益。

2.1.4 高效采礦方法實(shí)踐效果

冬瓜山銅礦 2004年試生產(chǎn),2007年正式投產(chǎn),至 2010年 4月,采準(zhǔn)工程完成了 6個(gè)盤(pán)區(qū)的布置,累計(jì)完成掘進(jìn)工程量 183.1萬(wàn) m3,其中開(kāi)拓工程110.3萬(wàn) m3,探礦 11.6萬(wàn) m3,采切 61.2萬(wàn) m3。44個(gè)采場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了采出礦,18個(gè)采場(chǎng)正在做采準(zhǔn)工作;其中 19個(gè)采場(chǎng)完成充填,礦山作業(yè)量和產(chǎn)品產(chǎn)量穩(wěn)步攀升,現(xiàn)在日出礦近 9000 t/d,即將實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)目標(biāo) (10000 t/d);累計(jì)采出礦量 1140萬(wàn) t,累計(jì)生產(chǎn)銅料 91000 t。采場(chǎng)出礦生產(chǎn)能力達(dá)到 2400 t/d。采準(zhǔn)工程量大大減少,采場(chǎng)的實(shí)際采切比為 610 m3/萬(wàn) t,達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)指標(biāo)。礦石損失率為10%,貧化率為 8%。

生產(chǎn)實(shí)踐表明,首采地段采礦方法及采準(zhǔn)系統(tǒng)布置,盤(pán)區(qū)隔離礦柱寬度和采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù),能夠滿足大規(guī)模安全生產(chǎn)的要求,采用長(zhǎng)進(jìn)路雙采場(chǎng)塹溝式底部結(jié)構(gòu),有利于出礦進(jìn)路布置和鏟運(yùn)機(jī)作業(yè),提高了大型無(wú)軌出礦設(shè)備效率。形成的采空區(qū),采用高濃度全尾砂料漿充填,保證了回采區(qū)域開(kāi)采的安全和日產(chǎn) 1萬(wàn) t特大型深井礦山的正常生產(chǎn)。目前,采區(qū)未發(fā)生大的地壓活動(dòng),采場(chǎng)作業(yè)環(huán)境安全穩(wěn)定,取得了良好的社會(huì)效益和 40多億元的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 全尾砂高濃度充填無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)

2.2.1 全尾砂高濃度充填技術(shù)

冬瓜山銅礦是我國(guó)第一座使用細(xì)粒級(jí)高濃度全尾砂進(jìn)行大規(guī)模充填的大型地下深井金屬礦山。“十五”國(guó)家科技攻關(guān)在冬瓜山開(kāi)展了“深井高濃度全尾砂充填無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)研究”,突破了極細(xì)粒級(jí)高濃度全尾砂漿的立式砂倉(cāng)制備技術(shù)和深井開(kāi)采全尾砂高濃度充填料漿自流管輸降壓的關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)了深部高大采場(chǎng)嗣后充填。

2004～2007年,經(jīng)過(guò) 3 a充填站試驗(yàn)和采場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn),冬瓜山銅礦確定的全尾砂高濃度充填制備工藝是:冬瓜山建有 6套相同但相互獨(dú)立的充填砂漿制備系統(tǒng),每座有效容積 1164 m3(貯存尾砂 2527 t)的立式砂倉(cāng),由選廠送來(lái)的 23%左右濃度的極細(xì)粒級(jí)全尾砂 (-20μm全尾砂約占 40%)自流至尾礦泵站,經(jīng)尾礦泵站渣漿泵對(duì)應(yīng)分配給立式砂倉(cāng)貯存。當(dāng)砂倉(cāng)內(nèi)沉淀的尾砂達(dá)到一定的高度后,通過(guò)添加一種新型助凝劑使全尾砂在砂倉(cāng)內(nèi)快速沉降濃縮連續(xù)造漿,直接制備出高濃度全尾砂料漿 (74%以上)。充填作業(yè)時(shí),從立式砂倉(cāng)底部放出高濃度全尾砂至攪拌槽,按試驗(yàn)的配比要求加入水泥和其它輔料,在 2000 mm×2100 mm的高濃度攪拌槽充分?jǐn)嚢韬?成為濃度達(dá) 73%～74%的水泥砂漿自流輸送進(jìn)充填鉆孔。為減少剩余壓頭,實(shí)現(xiàn)滿管輸送,采用分段鉆孔,第一段充填鉆孔由 +77.5 m至-280 m水平,經(jīng) -280 m水平約 1000 m長(zhǎng)水平管道輸送后再經(jīng)第二段 -280 m至 -670 m充填鉆孔下放到 -670 m及 -730 m充填水平,進(jìn)入采場(chǎng)充填采空區(qū)[7]。

2.2.2 全尾砂充填能力及效果

充填站每套系統(tǒng)充填流量達(dá)到 80～120 m3/h,生產(chǎn)中可以根據(jù)實(shí)際情況選擇多套制備系統(tǒng)同時(shí)工作。冬瓜山全尾砂膠結(jié)月充填能力達(dá)到 7萬(wàn) m3,全尾砂月充填能力有 10萬(wàn) m3。目前已有 19個(gè)采場(chǎng)充填結(jié)束,6個(gè)采場(chǎng)正在充填,累計(jì)全尾砂膠結(jié)充填采空區(qū) 210萬(wàn) m3,全尾砂充填 15萬(wàn) m3。冬瓜山銅礦深井高應(yīng)力礦床開(kāi)采充分采納了國(guó)際上成功的充填經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了連續(xù)高濃度全尾砂充填采空區(qū),控制深井巖爆地壓的災(zāi)害,保證了安全高效開(kāi)采。

2.3 基于微震監(jiān)測(cè)的深井開(kāi)采安全預(yù)警技術(shù)

2.3.1 冬瓜山微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

冬瓜山銅礦具有巖爆傾向的巖體主要分布于采場(chǎng)底板、礦柱和其他應(yīng)力高度集中的區(qū)域。該礦引進(jìn)了南非 ISS微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立了冬瓜山深井開(kāi)采微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[8]。

2.3.2 微震監(jiān)測(cè)技術(shù)的安全預(yù)警作用

冬瓜山設(shè)計(jì)并構(gòu)建的以微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為主的深井開(kāi)采巖爆與地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng),微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)于 2005年 8月 28日開(kāi)始運(yùn)行,已進(jìn)行了近 5年的數(shù)據(jù)分析研究。平均每天記錄到大約 300個(gè)各種地下微震信號(hào),目前已累積了相當(dāng)?shù)牡卣饠?shù)據(jù)。從監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行開(kāi)始,礦山技術(shù)人員、科研單位研究人員監(jiān)測(cè)和不斷地處理與分析礦山地震信號(hào),在分析地震數(shù)據(jù)時(shí),堅(jiān)持將地震數(shù)據(jù)規(guī)律與礦山井下實(shí)際開(kāi)采活動(dòng)緊密結(jié)合,以探尋礦山開(kāi)采活動(dòng)對(duì)礦山地震活動(dòng)影響的關(guān)系,從而研究礦山開(kāi)采過(guò)程中的巖層活動(dòng)規(guī)律,指導(dǎo)礦山安全生產(chǎn)。先后開(kāi)展了基于微震監(jiān)測(cè)的深井開(kāi)采地壓活動(dòng)規(guī)律研究,深井開(kāi)采大規(guī)模地壓破壞與巖爆預(yù)測(cè)研究,實(shí)現(xiàn)了巖爆和地壓災(zāi)害的網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。采用量化地震學(xué)原理研究了開(kāi)采巖層的應(yīng)力變形強(qiáng)度分布,評(píng)價(jià)了現(xiàn)有開(kāi)采條件下盤(pán)區(qū)隔離礦柱和回采采場(chǎng)的地壓活動(dòng)狀況及其穩(wěn)定性[9]。

隨著開(kāi)采區(qū)域的擴(kuò)大,該微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將于2010下半年微震監(jiān)測(cè)范圍擴(kuò)大到整個(gè)礦體的開(kāi)采區(qū)域,以全面監(jiān)控礦山采掘活動(dòng)引起的地壓活動(dòng),確保深井大規(guī)模開(kāi)采安全。

3 無(wú)軌采掘設(shè)備研發(fā)

采礦工業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化是提高礦山產(chǎn)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、改善礦山安全和生產(chǎn)條件的切實(shí)可行的手段,采礦技術(shù)的進(jìn)步離不開(kāi)采礦裝備的發(fā)展,銅陵公司正在踐行著通過(guò)采礦裝備水平的提高來(lái)推動(dòng)采礦技術(shù)的進(jìn)步。

安徽銅冠機(jī)械股份有限公司是銅陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司的下屬企業(yè),是安徽省專業(yè)研究和生產(chǎn)井下采掘無(wú)軌化裝備的高新技術(shù)企業(yè)。針對(duì)國(guó)內(nèi)高效、低能耗、無(wú)污染的井下無(wú)軌采掘設(shè)備,與長(zhǎng)沙礦山研究院、北京礦冶研究總院等單位合作,經(jīng)過(guò)多年的研制、試驗(yàn)和使用,井下無(wú)軌設(shè)備形成了產(chǎn)業(yè)化、國(guó)產(chǎn)化。公司擁有 T系列高氣壓環(huán)形潛孔鉆機(jī)(有 T-100、T-150 2種規(guī)格鉆機(jī))、T系列輪式全液壓鑿巖臺(tái)車(chē)、JY系列井下多功能服務(wù)車(chē)、JZC系列井下自卸車(chē)及 TCY系列井下鏟運(yùn)機(jī) (電動(dòng)、柴油)等品種齊全系列多樣的主導(dǎo)產(chǎn)品 (見(jiàn)圖3和圖4)。其中 T系列潛孔鉆機(jī)填補(bǔ)了我國(guó)大直徑深孔采礦法鑿巖設(shè)備的空白,被授予國(guó)家級(jí)新產(chǎn)品;T系列輪式全液壓鑿巖臺(tái)車(chē)是吸收國(guó)內(nèi)外最新技術(shù),結(jié)合國(guó)內(nèi)礦山生產(chǎn)特點(diǎn),經(jīng)過(guò)多年研究而研制成功的新型采掘無(wú)軌裝備。上述系列產(chǎn)品,在銅陵有色控股公司冬瓜山銅礦、安慶銅礦、中都礦建等單位得到成功應(yīng)用;在全國(guó)二十余省市,廣東凡口鉛鋅礦、云南錫業(yè)、大紅山銅礦、紫金礦業(yè)、銅綠山銅礦等礦山分別使用了潛孔鉆機(jī)、井下鏟運(yùn)機(jī)、井下運(yùn)礦卡車(chē)、井下服務(wù)車(chē)等系列井下采掘無(wú)軌化裝備 50余臺(tái)套,設(shè)備使用效果良好,相關(guān)技術(shù)和作業(yè)能力達(dá)到國(guó)際同行業(yè)先進(jìn)水平,可實(shí)現(xiàn)替代進(jìn)口裝備,改變了井下采掘設(shè)備大量從國(guó)外進(jìn)口的局面。

該公司“銅冠”牌 TT系列陶瓷過(guò)濾機(jī)作為國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品和安徽省名牌產(chǎn)品,集機(jī)電、微孔陶瓷板、自動(dòng)化控制、超聲波清洗等高新技術(shù)于一體,且具有設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、性能優(yōu)越、適應(yīng)范圍廣、處理能力強(qiáng)、脫水效果好、節(jié)能顯著、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),產(chǎn)品銷(xiāo)路一直看好。2009年,全年生產(chǎn)陶瓷過(guò)濾機(jī) 100余臺(tái),成為我國(guó)陶瓷過(guò)濾機(jī)龍頭企業(yè)。

銅陵公司今后旨在有計(jì)劃、有目標(biāo)地開(kāi)展井下采掘無(wú)軌化系列新產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)及技術(shù)升級(jí),提升該行業(yè)研發(fā)水平和創(chuàng)新能力,推動(dòng)成果產(chǎn)業(yè)化,逐步改變相關(guān)設(shè)備大量依靠進(jìn)口的格局,以帶動(dòng)采礦 技術(shù)及其他行業(yè)同步發(fā)展。

圖3 T-150高氣壓環(huán)形潛孔鉆機(jī)

圖4 JY-5多功能服務(wù)車(chē)

4 結(jié)語(yǔ)與展望

(1)銅陵有色堅(jiān)持采礦技術(shù)和裝備的創(chuàng)新實(shí)踐,取得了多項(xiàng)具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先或國(guó)際先進(jìn)水平的重大科研成果,對(duì)金屬礦業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步起到了推動(dòng)和示范作用。

(2)在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展 1000 m深井特大型緩傾斜金屬礦床采礦方法研究,形成了暫留隔離礦柱深井緩傾斜金屬礦床大規(guī)模安全高效開(kāi)采方法,豐富了深井開(kāi)采理論。研發(fā)了立式砂倉(cāng)流態(tài)化全尾砂高濃度連續(xù)充填新技術(shù),突破了礦山無(wú)廢開(kāi)采的技術(shù)瓶頸。開(kāi)展了基于微震監(jiān)測(cè)的深井開(kāi)采安全預(yù)警技術(shù)研究,為指導(dǎo)礦山安全生產(chǎn)提供了決策依據(jù)。

(3)深井開(kāi)采需要不斷深化采礦方法工藝技術(shù)研究、不斷深化深井開(kāi)采巖爆地壓監(jiān)測(cè)與巖層控制技術(shù)研究、不斷深化深井通風(fēng)降溫和地?zé)岱乐渭夹g(shù)研究、提升數(shù)字礦山信息化建設(shè)。礦山開(kāi)采還要大力研發(fā)采掘設(shè)備,實(shí)現(xiàn)主要采礦設(shè)備國(guó)產(chǎn)化,努力提高我國(guó)礦山的裝備技術(shù)水平,推動(dòng)采礦技術(shù)進(jìn)步。

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2010-09-16)

魏建中 (1959-),男,工程師,研究生,主要從事礦山生產(chǎn)技術(shù)研究和管理工作。