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矿山开采安全技术与装备
时间:2020年09月28日 浏览:
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1、矿山安全监测及预警

  针对金属非金属矿山采空区地压显现、工程岩爆、边坡及排土场稳定性等工程地质灾害与安全开采问题,基于现代信息科学技术和物联网、云计算、人工智能技术、现代测试和监测技术,重点开展了预警理论与方法、监测监控设备与软件、监测预警技术、矿山安全信息技术等研究。研发了矿山重大事故灾害预测理论和方法、自主知识产权的微震监测传感器及数据采集仪、波形自动智能识别与后处理的有线与无线微震监测系统、STL-48型48通道数字化声发射监测系统、非接触式岩移监测方法的多通道岩移实时自动监测报警技术、露天高陡边坡稳定性三维立体远程在线监测预警技术、尾矿库运行状况实时远程三维信息化管理与预警系统、矿山安全远程监管及预警数字信息平台等,在云南狮子山矿、江西香炉山钨矿、新疆阿舍勒铜矿、云南会泽铅锌矿、福建潘洛铁矿等50多座矿山推广应用,为矿山采空区安全隐患、工程地质灾害事故预防、控制和安全管理提供了强有力的技术支撑。

                                                                      

 阿舍勒铜矿微震监测系统定位事件空间分布示意图                                                                     巴基斯坦山达克铜金矿边坡三维立体远程在线监测

2、矿山岩层控制技术

  针对地下矿山开采过程发生大面积地压活动,引起采空区顶板冒落,矿柱失稳等安全生产问题,围绕地下矿山工程地质灾害防治和高温、高应力、高水压条件下破碎岩体支护技术难题,研发了岩移预测及安全分析预警技术、大面积地压控制成套技术、软弱破碎岩体和高应力区巷道支护技术及支护新材料、强塑性富水破碎岩体巷道耦合支护技术、层叠空区下采场稳定性控制技术、矿山工程及地表建构物稳定性预测等技术。通过优化开采设计,防止开采扰动引起的岩层移动而造成相互影响,主动干预与控制地压活动,为安全生产提供支持,研究成果在湖南锡矿山、新疆阿舍勒铜矿、吉林夹皮沟金矿、贵州波渡河铝土矿、安徽太平矿业等60多家矿山成功应用。

  

  卸荷回采顺序优化及地表岩移预测技术

3、采空区探测与处理技术

  针对金属非金属矿山井下采空区探测处理难度大、风险高、成本高等问题,重点开展了采空区探测、灾害机理与控制、安全分级与综合治理、空区处理协同矿柱回采等方面的研究。开发了超前钻探/地球物理探测和三维激光扫描采空区综合探测方法、采空区致灾机理及灾害控制理论、基于矿柱/顶板/微震事件活动性等关联指标的采空区危险性分级评价体系、采空区稳定性预警及分区分级管控、采空区顶板分层爆破崩落、群空区大规模崩落及矿柱控制协同开采技术、露天分区协同强化崩矿技术、深孔轴向爆破协同拉槽技术、多临空面多组合区域大量爆破技术等。特别对地下转露天矿山采空区处理难题,开发了露天强化开采与空区探测及其处理同步进行技术、深孔定向聚能崩落技术与同步竖拉槽爆破技术和复杂重叠采空区夹层顶板定向诱导失稳爆破处理等多项技术。研究成果已在江西香炉山钨矿、福建潘洛铁矿、湖南花垣铅锌矿区、河南金源金矿、广东大宝山矿业等60多家矿山成功应用。

  

  江西香炉山钨矿复杂群采空区稳定性分析技术与安全分区与分级

      

  空区井下快递精准探测        广东大宝山采空区治理效果

4、 高寒露天边坡稳定性控制技术

  围绕矿产资源开发过程中,青藏高原、蒙古高原等地普遍存在的高寒露天矿山作业条件恶劣、生产效率低、边坡冻融垮塌严重等问题。通过深入研究高寒地区岩体冻融作用机理,揭示了边坡冻融蠕滑的发生发展过程与演化规律,研发了一套集边坡整体稳定性控制+局部边坡处置+控制爆破一体的高寒地区边坡系统处置技术,开发出爆破钻孔精准控制技术及新型预裂孔装药结构。研究成果在西藏玉龙铜矿、尼木县厅宫铜矿、甲玛铜多金属矿、青海省曲麻莱县大场金矿、蒙古国敖包锌矿、塔吉克斯坦塔罗金矿等20多座国内外大型露天矿山进行了成功推广应用,提升了高寒地区露天矿山生产作业效率,为矿区山安全生产和可持续发展创造必要条件。

   

  蒙古国敖包锌矿局部边坡治理               西藏甲玛铜多金属矿边坡结构参数优化

5、矿山水害预测防治技术

  针对金属非金属大水矿山开采技术难度大、矿坑涌水量大、排水易引起地面塌陷等问题,重点开展了水文地质条件、矿区三维水文地质模型、探测与预报方法、注浆材料、水害防治等方面的研究。研发了改性黏土双液浆、改性尾砂浆、泡沫尾砂浆等新型注浆材料(获得了国家发明专利),开发了地下水超前探测与预报、地面塌陷与突(透)水/突泥防治、井下近矿体帷幕注浆、改性粘土矿区帷幕注浆水害控制、控制疏干、深井淹井水下抛碴注浆封底等技术。研究成果在山东莱新铁矿与业庄铁矿,安徽徐楼铁矿、龙塘沿铁矿与新桥硫铁矿,广东凡口铅锌矿,福建马坑铁矿,安徽白象山铁矿与冬瓜山铜矿等30多座矿山推广应用,为大水矿山水害防治及安全开采提供了技术支撑,也为矿山企业取得了十分显著的经济效益与环境效益。

    

  凡口铅锌矿改性粘土帷幕注浆             龙塘沿铁矿井下近矿体帷幕注浆

6、矿区地质灾害治理技术

  针对矿区岩溶地面塌陷、尾矿库溃坝渗漏、露天矿山边坡滑坡等地质灾害问题,重点开展了岩溶塌陷形成机理、岩溶通道探查、动水注浆工艺与材料、尾矿库溃坝机理等方面的研究,研发了矿区岩溶通道综合物理探测、矿区岩溶塌陷治理、尾矿库渗漏探查及治理、露天高陡边坡滑坡治理技术等。研究成果在湖南太丰矿业、云南昭通铅锌矿、下告铁矿等20多座矿山推广应用,均取得了良好的矿区地质灾害治理效果。

  

    

  云南昭通铅锌矿隐伏空区条件下高陡边坡治理

    

  湖南太丰矿业洞里尾矿库岩溶塌陷渗漏地面帷幕注浆治理

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