本项目以西部矿业股份有限公司锡铁山分公司铅锌矿深部开采矿体为研究对象,综合分析矿体赋存环境、采场工程地质条件、水文地质条件以及开采技术条件,结合国内外金属矿山先进开采技术成果,研究了充填采矿法工艺流程,确定了合理的矿块切割参数、采切工程量、充填挡墙布置参数;基于正交实验设计原理,选取胶结材料4种,充填骨料为全尾砂,开展了全尾砂物理力学性质分析、自然沉降实验、絮凝沉降实验、坍落度实验、充填料浆管道输送特性实验等,综合考虑充填体流动性、龄期强度及充填作业人员安全及可操作性等,得到经理合理充填材料配比;改变传统充填作业装置,设计单管多点下料装置,提高了充填体的充填效率和密实性,保证充填接顶率;基于土力学原理,分析了充填挡墙在其服务时期承载力的类型,结合确定的充填体材料配比,对充填挡墙结构参数进行优化设计,提出充填挡墙主动让压支护和充填挡墙被动承压支护的耦合支护技术原理;根据上该成果,选取本矿典型矿体进行分段空场嗣后充填法及上向水平分层充填采矿法采场实验,优化采场结构参数,分析充填体作用机理和影响接顶的因素,提出了适合本次充填采矿方法的接顶措施,进一步提高充填接顶率,保障了矿山安全高效生产。
(1)基于矿体赋存条件,优化开采工艺流程
综合分析矿体赋存环境、采场工程地质条件、水文地质条件以及开采技术条件,结合国内外金属矿山先进开采技术成果,确定了合理的矿块切割参数、采切工程量、充填挡墙布置参数,优化充填采矿法工艺流程。
(2)开展充填实验测试,确定充填材料参数
选取胶结材料4种,充填骨料为全尾砂,开展了全尾砂物理力学性质分析、自然沉降实验、絮凝沉降实验、坍落度实验、充填料浆管道输送特性实验等,确定性价比最高的充填材料
(3)分析地压显现规律,提出耦合支护技术
分析了充填挡墙在其服务时期承载力的类型,结合确定的充填体材料配比,对充填挡墙结构参数进行优化设计,提出充填挡墙主动让压支护和充填挡墙被动承压支护的耦合支护技术。分析充填体作用机理和影响接顶的因素,研究了适合本次充填采矿方法的接顶措施,有效提高了充填接顶率。
(4)降低采矿生产成本,提高企业经济效益
项目生产期年均增量销售收入约***万元(不含增值税),项目生产期年均增量利润总额约***万元,项目生产期年均增量所得税约***万元。项目生产期年均增量税后利润约***万元。
项目依托兰州有色冶金设计研究院有限公司和西部矿业股份有限公司开展,兰州有色冶金设计研究院有限公司成立于1958年9月,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,为本项目成果孵化提供科研基地;西部矿业股份有限公司由青海大柴旦锡铁山矿务局改制成立, 2007年7月12日在上海证券交易所挂牌上市,在全国 11 个省市区拥有30 余家和控股公司,业务范围涵盖矿山采选、有色冶炼、金融贸易等领域,为本项目成果落地提供实验基地。
本项目组成员共10人,其中教授级工程师2人,高级工程师4人,工程师4人,获得硕博学位4人,项目组成员中获得安徽省科学进步奖1人、中国有色金属工业科学技术奖三等奖1人、省部级工程咨询成果一等奖2人、省部级工程咨询成果二等奖8人、省部级工程咨询成果三等奖5人、中国技术市场协会金桥奖1人。团队分工明确、经验丰富、具有较高的科研及设计能力。
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
综合评价
1、技术创新程度:
该成果研发了复杂采空区治理方法,保证地表及井下生产的安全,提高资源回收率,实现了采矿与环境治理的有效协同。
2、技术经济指标的先进程度:
该成果技术指标先进,资源回收率高。
3、技术难度和复杂程度:
该成果技术难度大,复杂程度高。
4、技术重现性和成熟度:
该成果已应用,具有良好的推广应用前景。
5、技术创新对推动行业科技进步和提高市场竞争能力的作用:
该成果推动了我国采空区治理技术的发展,具有明显的市场竞争力。
6、经济或社会效益:
该成果经济效益、社会效益显著。
综合评价结论:该项目整体技术达到国内先进水平。
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