大型深凹露天礦高效運(yùn)輸系統(tǒng)及強(qiáng)化開采技術(shù)研究
1.項(xiàng)目的簡(jiǎn)單概述 我國(guó)冶金礦山80%礦石量來自于露天開采。目前,我國(guó)大多數(shù)大中型露天礦已進(jìn)入深凹開采,礦山生產(chǎn)遇到兩個(gè)突出問題:第一,運(yùn)輸距離加長(zhǎng),運(yùn)輸效率降低,導(dǎo)致生產(chǎn)成本急劇上升。只有研究和采用新的運(yùn)輸系統(tǒng),才能維持礦山的正常生產(chǎn)。第二,隨著開采深度的增加和邊坡的加高加陡,一方面,開采難度越來越大,開采安全性越來越差;另一方面,對(duì)大型露天礦,提高邊坡角又是充分回收資源、減少剝離量、降低生產(chǎn)成本的重要手段。因此,必須研究邊坡設(shè)計(jì)優(yōu)化和深部強(qiáng)化開采技術(shù),在保證生產(chǎn)安全的前提下,提高邊坡角,減少剝離成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí),大型露天礦生產(chǎn)設(shè)備品種多、數(shù)量大,生產(chǎn)和管理環(huán)節(jié)多,提高生產(chǎn)和管理技術(shù)水平,對(duì)企業(yè)降耗增效意義重大。 本項(xiàng)目以水廠鐵礦為依托工程,完成了下列主要研究?jī)?nèi)容: (1)采用國(guó)際上最先進(jìn)的汽車-膠帶半連續(xù)運(yùn)輸技術(shù),在水廠鐵礦建立了一條礦石運(yùn)輸和兩條排巖運(yùn)輸系統(tǒng),通過研究解決了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題,單條排巖運(yùn)輸系統(tǒng)和礦石運(yùn)輸系統(tǒng)的生產(chǎn)能力分別達(dá)到2100萬噸/年和1100萬噸/年。 (2)在大量系統(tǒng)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘查、礦區(qū)地應(yīng)力場(chǎng)測(cè)量和礦巖物理力學(xué)特性試驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用大型非線性三維有限差分法、離散單元法和基于GIS的三維極限平衡法進(jìn)行了邊坡穩(wěn)定分析和設(shè)計(jì)優(yōu)化,使各區(qū)的總體邊坡角分別提高了1°~6°。 (3)研制了礦車自動(dòng)調(diào)度及管理系統(tǒng)和地測(cè)及采掘進(jìn)度計(jì)劃編制與實(shí)施系統(tǒng),開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的露天礦自動(dòng)化調(diào)度模型和軟件系統(tǒng),并在水廠鐵礦建立了基于GPS定位系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)調(diào)度和管理信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)調(diào)度自動(dòng)化。 2. 項(xiàng)目來源 本項(xiàng)目是“十五”國(guó)家科技攻關(guān)重大項(xiàng)目課題(編號(hào):2001BA609A-08)。 3. 項(xiàng)目的最新進(jìn)展、所達(dá)到的水平 通過本項(xiàng)目研究,解決了大型露天礦深部開采中的關(guān)鍵技術(shù)問題,不但為水廠鐵礦創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益1.27億元/年,使水廠鐵礦的生產(chǎn)和管理達(dá)到國(guó)際同期先進(jìn)水平,而且項(xiàng)目研究成果對(duì)露天礦山具有普遍意義,具有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景和極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。2004年6月經(jīng)教育部組織鑒定,研究成果總體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 4. 項(xiàng)目的關(guān)鍵數(shù)據(jù) 水廠鐵礦總體邊坡角提高1°~6°;運(yùn)輸成本下降50%;生產(chǎn)效率提高15%;生產(chǎn)成本下降15%;水廠鐵礦西部排巖系統(tǒng)運(yùn)輸能力達(dá)到1800萬噸/年,東部排巖系統(tǒng)達(dá)到2100萬噸/年,礦石運(yùn)輸能力達(dá)到1100萬噸/年。在攀鋼朱家包包鐵礦建立了國(guó)內(nèi)首條坡度為40‰~45‰的陡坡鐵路試驗(yàn)線;朱-蘭鐵礦運(yùn)輸效率提高14.28%,延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限7年;在朱-蘭鐵礦建成了國(guó)內(nèi)第一條陡坡鐵路工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)生產(chǎn)線,全長(zhǎng)880米;定制了一臺(tái)224t工況電機(jī)車,用于工業(yè)試驗(yàn);完成了40‰陡坡鐵路系統(tǒng)施工圖。 應(yīng)用范圍:本項(xiàng)目四個(gè)專題的研究成果已在水廠鐵礦和朱家包包鐵礦得到成功應(yīng)用,做到了邊研究、邊開發(fā)、邊應(yīng)用。本項(xiàng)目研究解決的是露天礦深部開采中具有共性的關(guān)鍵技術(shù)問題,因此對(duì)全國(guó)同類礦山具有普遍適用意義,具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。
北京科技大學(xué)
2021-04-13