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矿山露天盆及塌陷区恢复治理综合技术研究

成果类型:: 发明专利,实用新型专利

发布时间: 2023-08-16 16:22:55

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 邹博尧 | 2023-08-16 16:22:55

本项目以甘肃厂坝铅锌矿为具体研究对象,根据现场调查基础资料,利用5G+无人机三维激光扫描测量和重建技术建立矿山露天盆及塌陷区现状三维模型,核算露天盆现状体积。应用光流技术对无人机航拍的矿山露天盆边坡视频数据分析及建模。根据矿山实际生产情况,确定合理的治理分期数;进行数值模拟及充填试验,确定各分期治理时的充填砂浆配比;根据矿山现状及未来地下采矿生产情况,核算现状露天盆体积及未来地下采矿结束后露天盆体积变化情况;根据矿山已有充填系统的设备配置情况,合理配置充填工业泵;根据矿山地形,确定砂浆管线输送方案;根据矿山露天盆边坡稳定性情况,确定合适的充填平台,固定充填输送管,以漫灌的方式进行充填工作;对露天盆与井下贯通的巷道进行封堵,避免砂浆污染井下巷道。本项目通过技术攻关,有效解决露天转地下开采且地下开采采用无底柱分段崩落采矿法开采的矿山露天盆治理的问题,同时解决上部废弃露天盆对井下采矿影响的问题。通过项目攻关,对矿山露天开采形成的露天坑及地表塌陷区进行合理、安全、有效的治理。解决露天坑及地表塌陷区对矿山安全生产产生的重大安全隐患,恢复生态原有功能,实现矿山绿色发展与环境保护协调发展。

1、利用5G+无人机三维激光扫描测量和重建技术建立了矿山露天盆及塌陷区现状三维模型,核算了露天盆现状体积。2、应用光流技术对无人机航拍的矿山露天盆边坡视频数据进行了分析及建模。3、确定了合理的治理方式——长距离管道输送砂浆治理矿山废弃露天盆。4、根据矿山实际生产情况,确定了合理的分期治理数。5、进行数值模拟及充填试验,确定了各分期治理时的充填砂浆配比。6、根据矿山现状及未来地下采矿生产情况,核算了未来地下采矿结束后露天盆体积变化情况,确定了每年充填能力。7、根据矿山已有充填系统的设备配置情况及确定的充填能力,配置了合适的充填工业泵及管线布置。8、根据矿山地形情况,确定了合适的充填砂浆管线输送方案。9、根据矿山露天盆边坡稳定性情况,确定了合适的充填平台。10、对露天盆与井下贯通的巷道进行封堵,避免了砂浆污染井下巷道。11、针对一期充填工程对井下巷道稳定性影响情况进行了数值分析。12、针对二期充填工程对治理后的边坡稳定性分析进行了数值分析。

本项目通过技术攻关,有效解决露天转地下开采且地下开采采用无底柱分段崩落采矿法开采的矿山露天盆治理的问题,同时解决上部废弃露天盆对井下采矿影响的问题。通过项目攻关,对矿山露天开采形成的露天坑及地表塌陷区进行合理、安全、有效的治理。解决露天坑及地表塌陷区对矿山安全生产产生的重大安全隐患,恢复生态原有功能,实现矿山绿色发展与环境保护协调发展。

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。

本项目的实施可在白银有色集团乃至全国有色行业形成示范性工程,供其他矿山企业使用。本项目的研究成果极大的推动了有色行业在矿山露天盆及塌陷区治理方面的技术进步,对有色行业在矿山露天盆及塌陷区治理方面有较大的发展作用。

兰州有色冶金设计研究院有限公司成立于1958年9月,2001年加入中国地质工程集团公司。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,其中一人获国家级有色金属工程设计大师称号并多次获得省部级工程设业一等奖,项目组成员多次获得部级咨询成果一等奖、二等奖。团队分工明确、经验丰富、具有较高的科研及设计能力。

本项目可有效处置尾砂为765.29×104m³,若不充填至露天盆及塌陷区内,多余的尾矿需排至尾矿库,在矿山服务期限内,现有尾矿库不扩容满足不了要求,需筑坝加高尾矿库,占用土地。本项目实施后,减少了尾矿库筑坝高度,降低了潜在的安全风险。同时减少占地面积,延长现有尾矿库服务年限,有效的增加了企业的经济效益。露天盆充填项目充填料吨处理成本较尾矿库加固扩容工程尾砂压滤干堆吨尾砂处理成本节约18.28元/吨,整个运营期期内节省运营成本13989.50万元,经济效益十分显著。

厂坝铅锌矿露天开采形成的露天采坑及塌陷区,对矿山安全生产构成重大威胁,及时处理露天盆及塌陷区,可保证矿山生产作业人员、设备的安全,减少安全事故,社会效益十分显著。

本项目的实施和推广,为矿山生态文明的修复提供了强有力的技术支撑,为促进矿山生态文明建设提供了坚实保障。推进矿山生态修复,既是生态环境保护的需要,更是推动矿山企业高质量发展的必然之路,有利于我国矿业提质增效、转型升级,进入高效发展新阶段。针对生态文明及绿色矿山建设中存在的问题,本项目创新的提出了矿山废弃露天盆及地表塌陷区治理及综合利用的研究方案,既解决了露天盆及塌陷区对生态环境的破坏问题,同时将废弃露天盆进行技术改造,使其变废为宝,为企业增加经济效益。因此,本项目具有显著的环境效益。

2019年12月27日,白银有色集团股份有限公司组织召开了厂坝铅锌矿露天盆边坡及塌陷区恢复治理项目竣工验收会议。经验收组认真检查,认为工程建设能够按照《陇南市环境保护局关于甘肃厂坝有色金属有限责任公司厂坝铅锌矿露天盆边坡及塌陷区恢复治理项目环境影响报告的批复》(陇环发〔2018〕176号)文件的要求建成投运,各项指标均能满足相关规定。项目建设制度健全、规范管理,完成建设工程设计和合同约定的各项内容、有完整的技术档案和施工管理资料、有工程使用的主要材料、构配件和设备的进场试验报告、有设计、施工、监理等单位分别签署的质量合格文件、有施工单位签署的工程保修书。工程质量符合国家和有关部门颁发的施工规范、质量标准、验收规范。竣工资料齐全、完整;环保等专项验收及工程决算已全部完成,依据《厂坝铅锌矿露天盆边坡及塌陷区恢复治理工程运行评价报告》的结论及目前系统工程良好的运行情况,符合竣工验收条件,同意厂坝铅锌矿露天盆边坡及塌陷区恢复治理工程通过竣工验收。目前,厂坝铅锌矿已按照本研究报告提出的治理方案进行了露天盆及塌陷区的治理工作,根据现场运行情况,研究方案合理、可靠,取得了明显的社会、经济和环境效益。