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项目年度编号
1500520565
中图分类号
TD853 TD854.4 TD76
成果公布年份
2015
成果简介
露天采矿在金属矿产资源开采中占有很大比例，特别是中国80%铁矿石产量来自露天开采。中国大多数大中型金属露天矿已进入后期凹陷开采。凹陷开采超过合理深度后继续露天开采，不但大量占用土地，造成生态、环境破坏，而且开采成本急剧增加、正常生产难以维持。还有一部分露天矿由于作业环境限制，根本无法展开大规模露天开采。对于这样一大批露天矿，只有转地下开采，进行开采模式转型，才能维持矿山可持续开发。该项目依托“十一五”国家科技支撑计划等项目，以首钢杏山铁矿露天转地下开采为示范工程，将新型资源开发工艺和现代数字化、自动化技术相结合，实现了企业技术升级和开发模式高效转型，将一个即将闭坑停产的中小型露天矿打造成中国第一个露天转地下建成的大型现代化地下金属矿山。取得5个方面的重大创新成果：首创露天转地下相互协调安全高效开采技术，创造性地提出了露天转地下一体化开拓系统和回采工艺，以4年多一点的高速度完成了露天转地下开采不停产平稳过渡，为扩大生产规模、建设现代化大型地下金属矿山创造了条件；揭示了露天转地下开采过程中边坡与地下岩层共同变形、相互影响的地压活动规律，提出了关键控制技术；研究出满足防冲击地压、防泥石流、阻滞水渗透等功能霜求的覆盖层安全结构和合理厚度的确定方法与形成技术；建立了金属矿露天转地下开采地压控制理论；全面推进数字矿山建设，通过数字化和信息化深度融合，建成了数字开采设计、生产执行、自动控制、安全管理、信息管理等五大系统平台，为实施自动化智能化采矿技术、建设绿色高效本质安全矿山创造了条件；应用自动化技术和远程遥控技术，自主研发并建成了各项采矿生产过程自动化控制系统，实现了管控一体化，减少井下操作人员，实现少人开采、安全开采，提高生产效率，提升本质安全水平；创建了基于GIS数据库及空间分析技术的安全生产管理信息系统，实现了安全生产管理的信息化与自动化和以点管面、一键多能的综合管理和综合决策；同时，建立“防灾”和“救灾”功能并重的六大安全系统，实现数据自动采集、传输与远程控制，使井下环境状况、人员、设备全过程处于可控状态，全方位提高减灾施救应急处理能力，为矿山本质安全和高效开采提供了重要保障条件。全部研究成果已在杏山铁矿应用。转地下开采的第二年（2012年）即达产，实现年产量324万吨，超过320万吨/年的设计生产规模，比露天100万吨/年的规模提高2倍以上。2012年，杏山铁矿被国家安监总局确定为“地下金属矿山数字化矿山建设示范工程”，已实现井下运输电机车地面遥控无人驾驶、中深孔凿岩台车遥控自动化作业，破碎、提升、皮带运输、排水、通风、供电系统等全过程自动化控制，多项填补了国内空白，向遥控智能化无人采矿的远大目标迈出了重要一步。杏山铁矿的成功实践代表了中国金属矿开发模式变革和安全高效开采可持续发展的方向，对全国一大批金属矿具有重要示范效应和广泛推广应用前景。
完成人
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