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地表充填钻孔处理矿山采空区的研究

发布时间: 2023-08-16

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式： 合作开发
成果类型： 新技术
行业领域：
采矿业
成果介绍
地下矿床开采后势必会形成采空区，其破坏岩体原有应力的平衡，使采空区围岩的应力重新分布并建立新的平衡，当达到临界稳定状态时就会出现围岩移动和破坏。国内外矿山井下采空区处理方法大致有崩落围岩法、充填空区法、封闭隔离空区法以及联合法等几种空区（事后）处理方法。《关于加快建设绿色矿山的实施意见》中规定了《有色金属行业绿色矿山建设要求》，规定：固体废物妥善处置率应达到 100%，对废石、尾矿等固体废物分类处理，实现合理利用， 固废利用率达到国家要求。鼓励大中型矿山废石不出坑，尾矿井下充填，或固废其他利用方式。内蒙古某铅锌矿为已生产多年的老矿山，设计采用空场法开采，井下已形成大量的采空区，废石堆存于废石场，而目前矿山存在大量的采空区和塌陷坑，如将废石或尾砂处理空区及塌陷坑，废石尾砂可得到充分的利用，同时为建设绿色矿山奠定了基础。
成果亮点
l、戈壁集料经地表充填钻孔充填采空区。 从地表施工中Φ350mm的充填钻孔至采空区，戈壁集料经地表充填钻孔充填采空区，待钻孔不能继续充填（除堵孔情况外），采用三维激光探测仪测量采空区处理效果确定是否继续进行充填。 2、模拟充填效果优选充填顺序。 运用Dimine 矿山软件模拟戈壁集料经各地表充填钻孔充填采空区的充填效果，通过对各充填钻孔负担的充填体积比较筛选最优的充填钻孔，在此基础上比较不同的充填顺序对采空区的充满度比较优选充填顺序。 3、设置特殊格筛下料装置避免堵孔和堆料现象。 在格筛下料装置的导流斗的四侧内壁靠近底部位盟均焊接有等距离分布的缓冲弹簧，该装置具有缓冲功能，减弱填充物料对装置的冲击，格筛安装壳、横杆均采用螺栓连接便于施工人员对装置进行维修和拆卸，且当出现堵塞或堆料的状况时，便于施工人员对此进行清理和疏通，提高了装置使用的便利性。
团队介绍
项目承担单位是兰州有色冶金设计研究院有限公司，是一所具备跨行业、跨区域、多层次、全方位工程建设服务的综合甲级设计研究院有限公司。本单位自成立以来，始终坚持“同心同德、追求卓越、求真务实、创新进取”的企业精神，大力支持科研创新，为本次科研项目提供了大量帮助。 研发团队一共15人，由高校、企业联合研究。其中教授级高级工程师4人，高级工程师10，团队内成员曾多次承担科研项目，并取得了诸多科研成果，技术力量雄厚、经验丰富。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”轻金属材料产业科技服务团 (中国有色金属学会) 评价时间：2023-10-25

袁佳

中南大学

工程师

综合评价

该项目以实际矿山为研究背景，利用地表充填钻孔联通采空区，将戈壁集料或废石经充填钻孔充填采空区，该方式处理采空区不仅具有高效、安全、经济的优点，同时能有效减少废石场占地面积。根据《金属非金属地下矿山采空区事故隐患治理工作方案》文件及《中华人民共和国环境保护税法》文件，及我国大部分金属矿山现存采空区的特点，该处理采空区的方式不仅能解决地下采空区安全的问题，而且能充分利用废石有效减少缴纳环保税金额，最终达到为企业增加收益的目的。因此，地表充填钻孔处理采空区的方式前景广阔。 该成果的成功应用对类似矿山具有较好的借鉴作用，同时通过对该课题的研究为设计人员科学、安全、经济、合理的为类似矿山提供技术支持提供了强有力的技术支撑。
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