科创中国

行业领域

高端装备制造产业

需求背景

丰山铜矿深部开采及环保要求存在一系列技术难题：1、矿体分支复合现象突出，围岩蚀变强烈，开采条件变得复杂多变，开采深度逐渐增大，开采难度加大，成本增加；2、矿山技术装备水平低，掘进和采矿作业仍以手持式气动凿岩机为主，采场生产效率低，采场生产能力仅80-100t/d，人员需长时间暴露在采场，安全隐患大，生产成本高；3、自动化信息化水平低，生产过程管理粗放，效率低下；4、一线员工招工难、用工成本大幅攀升；5、尾矿综合利用率低，尾矿库闭库带来的尾矿出路问题亟待解决。

需解决的主要技术难题

1、深部复杂破碎矿岩力学特性研究，开展地质和工程调研，进行室内力学实验，获取矿岩物理力学参数；采用RQD分类法、Q系统分级法和RMR分级法进行地质力学信息统计，评价矿岩稳定性，并进行分区分级；进行室内岩爆倾向性试验，提出相应的岩爆控制方法；2、采场稳定性评价与结构参数优化，采用Mathews稳定性图解等方法确定采场允许最大暴露面积和安全暴露时间；运用数值模拟分析，选出部分采场结构稳定的备选方案，建立综合评价指标体系；优化采场结构参数和回采顺序，初定各位置充填体强度；对采矿方法进行技术、经济指标对比分析和采矿设备进行选型；3、支护方式与支护参数优化，根据工程质量、暴露面积等因素，确定巷道及采场支护等级和支护分级，并进行支护方案设计；建立巷道数字模型，开展巷道开挖及不同支护方案研究；根据不同支护形式、不同支护等参数，对巷道支护参数进行优化，并进行试验；4、膏体充填关键技术研究，通过膏体充填基础条件试验，探明全尾砂特性；进行全尾砂浓密技术研究，获得合适且稳定的底流浓度；通过物料精准添加与膏体均质化制备技术，使充填物料配比和搅拌均匀化；对充填管路进行优化，提出膏体长距离稳态输送技术；结合充填系统现状确定充填方案，并对采场充填工艺优化；对膏体充填管路与采场智能化监测与控制技术进行研究，建立深井长距离管路监测系统，并研究管路预警技术；5、现场工业试验研究，针对确定的深部矿体开采方案，结合生产现状，开展现场工业试验，验证确定工艺流程的合理性，并通过试验确定主要设备工况和主要技术经济指标，最终实现矿山安全高效低成本生产。

期望实现的主要技术目标

1、盘区生产能力不低于600t/d；2、贫化率和损失率：进路式膏体充填采矿法损失率减少至点柱式分层充填采矿法的90%以下、分段空场嗣后充填法损失贫化率减少至碎石胶结充填法的90%以下；3、铜精矿含铜单位成本降低20%以上；4、申请专利1～2件，发表学术论文2～4篇。

处理进度