科创中国

项目介绍 我国大型露天煤矿主要集中在半干旱农牧交错生态脆弱的草原区，而露天煤矿开采对生态环境扰动强烈，如何协调露天开发与环境保护、生态修复，是露天矿绿色开发的核心问题。以神华准格尔能源有限责任公司为首的研究团队针对露天矿生态环境、节能减排、智能化开采三个层面，通过多年持续研发与实践，攻克三方面核心技术，形成了准格尔特大型露天矿区绿色开发理论与关键技术体系，实现了露天煤矿采-复-农-园协同绿色开发，走出了一条脆弱环境下特大型露天煤矿绿色开发的新路。 主要科技创新 依托黑岱沟和哈尔乌素两大露天矿，开展基于生态保护、节能减排、安全高效三个方面的全生命周期露天矿开采扰动效应评价理论研究，系统研发了露天矿区邻矿协调高效开采、智能开采、智能爆破、卡车防撞、新型炸药、抛掷爆破、水土保持、生态重建等八大绿色开发关键技术，构建了特大型露天矿区“采-复-农-园”四位一体协同开发模式，具体研发思路如右图。主要技术创新如下：    创新点 1：首次提出了露天矿区开采扰动效应量化评价理论；研发了大型露天矿区水土保持、生物与工程综合防治技术；开发了多路径土壤改良及生态重建技术；首创了露天矿“采-复-农-园”四位一体的绿色协同开发示范区，创建了黄土高原生态脆弱、侵蚀剧烈露天矿区全生命周期绿色开发、生态重建的技术体系。 创新点 2：开发了集露天矿全生产业务链一体化智能联动、卡车运行状态监测、自动穿孔爆破于一体的准格尔特大型露天矿区智能化开采的关键技术，提高工作效率 20%；研制了矿用重型卡车双无线射频防撞预警和毫米波雷达智能制动设备，开发了矿用重型卡车限速、疲劳警示、防撞、制动一体化预警预控技术，解决了露天矿重型卡车安全运行的难题。 安全运行的难题。 关键技术 1：露天矿全生产业务链一体化智能联动技术 关键技术 2：露天矿智能化爆破技术 关键技术 3：双射频防撞预警和毫米波雷达智能制动防撞技术  图1 项目总体思路创新点 3：基于露天矿开采扰动效应定量化评价理论，研发了相邻露天矿最小扰动的开采技术，解决了两矿高效协调开采的难题；研发了新型煤粉铵油炸药及制备技术，首次应用于露天矿抛掷爆破，降低了炸药成本 15%，提高了有效抛掷率 ***%，实现了废弃煤尘资源化利用。 关键技术 1：首创相邻露天矿协调开采技术 关键技术 2：新型煤尘铵油炸药及其制备技术 关键技术 3：基于煤尘铵油炸药的抛掷爆破技术
研究成果为准能集团、中煤集团、大唐露天矿、宝日希勒露天煤矿，北电胜利、南非矿产部等国内外 20 余家矿山企业绿色开发提供了重要技术支撑，有效消除了大型露天煤矿面临的风险，提高了资源的开发利用率，促进了露天采矿业的产业转型与技术升级，对于发展自主知识产权、提高行业技术水平、提升产业竞争力具有重要作用，保障了大型露天煤矿可持续绿色安全高效开采，推动了我国矿山资源开发领域的科技进步。研究可全面提升神华露天矿区土地生态修复、生态环境改善与水资源合理配置的理论与实践水平，对其它矿区也有重大的指导意义，应用前景十分广阔。