近海黄金矿床深部开采科技难题及研究展望

深地资源勘探开发是当前国家和学术界关注的重大科技问题。本研究在全面总结深部开采科技难题和山东黄金集团浅部已有技术积累的基础上,以三山岛金矿近海开采为切入点,系统分析了2 000 m以浅深部开采应解决的深部岩体力学与地应力环境及数据库构建、安全及高效开采、2 000 m深井开凿与提升、深部降温、深部绿色充填工艺技术等关键问题,并对未来应开展的基础理论和相应的应用技术研究作出了展望,旨在为山东黄金深部开采提供指引。     

煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策

总结分析了煤矿深部开采面临的主要技术问题，并就解决这些关键技术问题提出如下措施：加强深部地质工作，了解深部复杂多变的煤岩体特征，对深部开采进行统筹规划，合理开拓开采部署，尽可能防止采动和煤柱应力叠加；改进围岩的控制技术，限制围岩变形破坏；开辟新的思路和研究可行的技术途径，变热害为地下热能源利用等的多资源研究开发利用思路．加大科技创新的力度，解决关键技术难题，采用先进的技术和装备，降低和防范深部开采带来的安全风险．     

空场嗣后法在谦比西矿深部开采中应用

矿山深部开采面临着开采条件复杂、采切比大、成本高等诸多技术难题。空场嗣后法是一种能解决深部开采难题的有效采矿方法。以赞比亚中色非洲矿业公司深部开采空场嗣后法为研究对象,介绍了薄至中厚矿体开采工艺的试验研究。     

机械化掘进在煤矿大断面岩石巷道中的应用

软岩巷道掘进一直是制约矿井开采主要的技术问题,煤矿深部大断面岩石巷道机械化高效掘进技术的研究,解决了深部巷道爆破和支护一些关键技术难题,实现了深部巷道安全优质高效掘进,提高了巷道施工单进、工效水平,巷道掘进速度比原来提高了30%以上,解决矿井持续性生产的现实问题。     

深部采动响应与灾害防控研究进展

掌握深部采动响应机制与灾害防控技术对于保障煤炭资源安全高效开采具有重要的现实意义。针对深部开采面临高地应力、高地温、高岩溶水压和强开采扰动的复杂环境,探讨了深部采动煤岩体响应特征。阐述了煤炭开采多物理化学场时空动态演化规律和多资源全生命周期动态叠加多相多场耦合致灾机理。最后,基于上述采动响应特征和多场耦合规律及致灾机理,从透明矿山及地质保障关键技术、灾害风险判识与监控预警关键技术和典型动力灾害防控关键技术3个方面讨论了深部采动灾害防控方法。未来应继续加大对深部开采基础研究支持力度,大力支持自主创新重大仪器及科学装置研究,重点开展深部煤炭开采应用基础理论和关键技术研究,依靠科技创新突破制约我国深部煤炭开采的理论与技术瓶颈。加强深部采动多物理化学场耦合灾变机理分析,实现深地资源地质精准勘探和三维地质可视化,建立深部采动灾害风险判识及合理性评价模型,以及开展多参量灾害预警与防控技术和装备研究,实现对灾害的有效预警和精准防控,综合形成深部煤矿灾害防控理论与技术标准体系。同时,在充分认清深部各种灾害特征、治理能力极限和技术经济可行性的基础上,科学确定开采下限。最终有效解决深部煤炭开采面临的科学问题和重大技术难题,促进深部煤炭安全高效开采。     

淮南矿区煤炭深部开采技术问题与对策

为实现深部煤炭安全高效绿色开采,剖析了淮南矿区深部开采面临的瓦斯、灰岩水、地压、地温等4个方面技术难点,并给出深井开采的7大关键技术对策,即:优化开采布局,整合资源;构建瓦斯治理模式,创建瓦斯治理示范工程;研发试验了深部煤矿全断面硬岩盾构机和更小断面煤矿顶管机等,推进"机械化、自动化、智能化、信息化"进程;开创"钻、疏、注"一体化灰岩水防治技术;研发矿井降温技术;开发深井巷道稳定性控制与支护技术;推进协调、绿色开采成套技术,以此解决深部开采的关键技术难题,推进协调绿色发展,提高深部矿井安全生产及综合效益。     

水文地质观测资料在矿坑涌水量预测中的应用

山东黄金集团三山岛金矿是我国典型的裂隙充水矿床,矿体离海最近部位仅100余米,全部埋藏在海平面以下,矿区构造裂隙较为发育,富含构造裂隙水。根据三山岛金矿深部中段的水文地质编录资料以及涌水点监测数据,确定了深部矿坑的充水条件、充水通道,运用解析大井法,根据实测数据确定了各项参数值,对矿坑深部中段涌水量进行了预测,为矿山深部中段的疏干设计提供了依据。从而保证了矿工的人身安全及矿山的安全生产,为濒海矿山开采提供了宝贵的实践经验,具有重要的现实意义。     

金川二矿区深部开采的关键技术问题与研究思路

对金川二矿区850m中段开拓设计与开采方案决策中所涉及到的关键技术问题进行了深入探讨，并就解决这些关键技术问题所应开展的研究工作，提出了进行深部工程地质评价，优化深部开采方案与工艺等建设性意见。     

金川矿山深井高应力开采潜在的问题与关键技术研究

金川铜镍矿以其复杂的工程地质条件和碎胀蠕变的岩石力学特性,一直受到国内外采矿工程和岩石力学界的关注。近年,随着开采深度接近1000m,矿山采掘强度和开采范围的逐步加大,由于深部矿岩破碎程度、构造应力及采动压力均有增大趋势,对开采带来很多困难和安全隐患。文章在系统分析金川进入深部开采所面临的巷道稳定性、采场稳定性以及岩层移动等主要问题的基础上,提出了解决金川深井高应力条件下采矿问题的关键技术思路和方向。     

深部矿产资源开采矿井建设模式及其关键技术

深部矿产资源开采是我国资源持续供给和保障经济高速发展的重要物质支撑,井巷工程作为进入深部开采的安全通道是进入深部开采的咽喉,因此,深部矿井建设关键技术是实现深部矿产资源开采的重要技术支撑。基于深部矿产开采矿井工程设计与装备制造先行的理念,深部矿井建设模式、优化设计与理论、矿井建设技术与智能装备、智能监控技术体系、矿井建设与生态环境互馈等方面亟待取得突破。系统分析了矿井赋存地质条件探查、数据融合反演与透明化重构技术及其亟待攻克的科学问题;梳理了深部矿井井巷优化设计方法、建设模式、建井提运装备的发展现状和面临的难题;基于深部井巷围岩"应力调控-改性-支护"理念,提出了围岩应力调控技术,地面预注浆加固、抗渗、降-隔-保温技术等围岩改性技术,以及矿井工程支护结构等围岩控制理论与及其关键技术;提出了深井智能掘进装备与智能控制系统研发体系,梳理了机械破岩掘进装备制造与发展趋势,从高效破岩与排渣、装备构成与空间优化、精确智能钻井控制3个方面分析了上排渣竖井掘进机设计与制造亟需攻克的科学问题与技术难题;围绕破岩掘进复杂工序智能监控、围岩与井壁结构稳定智能监控、井筒内运行设备智能监控,提出了深部矿井全生命周期智能监控系统与关键技术体系。基于以上深部矿井开拓模式的优化设计、建井装备及其相应关键技术工艺的深入思考和分析,有望为深部矿井安全高效绿色建设提供解决思路。     

“十五”金属矿山采矿技术进步与“十一五”发展方向

为了促进金属矿山科技进步和“十一五”金属矿山科技工作的开展,对“十五”期间我国金属矿山采矿技术取得的成就进行了总结,提出了“十一五”我国金属矿山采矿技术的发展方向。总结认为“十五”期间我国陡坡铁路运输工艺的研制成功,大间距集中化无底柱采矿新工艺,深部矿床开采关键技术研究等课题极大地推动了金属矿山的技术进步;分析认为我国露天开采转入地下开采技术研究工作已滞后生产实践的需求,深井矿山开采仍有大量技术问题没有解决,复杂难采矿床开采技术难度越来越大,采矿技术装备与国际先进水平仍有很大差距,数字矿山的建立还处于起步阶段等;对此,提出了开展深凹露天矿新型运输设备与工艺研究、露天地下联合开采研究、深部矿体和复杂难采矿体开采技术研究、数字矿山研究及金属矿山循环经济研究等发展方向。     

煤炭深部原位流态化开采的理论与技术体系

向地球深部要资源已成为国家战略。然而,现有的煤炭开采理论、技术及方法难以解决深部开采遇到的技术难题与环境污染问题,对煤炭开发与利用方式进行变革已势在必行。以煤炭技术变革为导向,以解决2 000 m以深煤炭资源开发的瓶颈难题为目标,系统阐述了煤炭深部原位开采的科学技术构想,提出了深部原位流态化开采的采动岩体力学理论、深部原位流态化开采的"三场"可视化理论、深部原位流态化开采的原位转化多物理场耦合理论、深部原位流态化开采的原位开采设计、转化与输运理论、深部原位流态化开采的地质保障技术、深部原位流态化开采的精准探测与导航技术、深部原位流态化开采的智能开拓布局技术、深部原位智能化洗选技术、深部原位采选充电气热一体化的流态化开采技术、深部原位无人化智能输送与提升技术、深部原位能量诱导物理破碎流态化开采技术、深部原位化学转化流态化开采技术、深部原位生物降解流态化开采技术、深部原位煤粉爆燃发电关键技术等。明确了煤炭深部原位流态化开采的战略路线,构建了煤炭深部原位流态化开采的理论与技术体系。     

凹陷露天矿山排水方案优化研究

我国大部分露天矿山基本进入深部开采阶段,项目投入成本逐渐增高,且近几年地表征地困难,采场空间逐渐缩小,所以优化露天开采工艺和露天开采系统,最大限度降低成本、提高效率,成为许多矿山投入生产建设首先考虑的问题。本文分析了凹陷露天矿山开采排水方面存在的难题,通过实例探讨了凹陷露天开采排水系统优化的必要性和可行性,也为类似矿山排水提供借鉴。     

煤矿开采及深井锚杆支护技术分析

为了解决目前煤矿深部开采面临的岩体破坏大、强流变变形量大、围岩控制困难等关键技术难题,对我国目前煤矿开采进行了深入分析,进一步论述了锚杆支护及分步施工技术。结果表明：锚杆支护将是解决软岩巷道问题的主要技术之一,分步施工技术较为先进,对软岩巷道支护具有重要的指导意义。     

煤矿开采及深井锚杆支护技术分析

为了解决目前煤矿深部开采面临的岩体破坏大、强流变变形量大、围岩控制困难等关键技术难题,对我国目前煤矿开采进行了深入分析,进一步论述了锚杆支护及分步施工技术。结果表明：锚杆支护将是解决软岩巷道问题的主要技术之一,分步施工技术较为先进,对软岩巷道支护具有重要的指导意义。     

驰宏公司全尾砂-水淬渣胶结充填技术研究

云南驰宏锌锗股份有限公司深部矿体属深井复杂难采矿体,采用上(下)向进路胶结充填采矿法,为解决深部开采充填采矿法的关键技术问题,实现矿山废弃物的零排放和建成清洁绿色矿山,进行了全尾砂—水淬渣胶结充填试验研究。试验结果表明,全尾砂—水淬渣可制备成为合格的膏体,并能实现膏体泵送充填,采用膏体胶结充填技术是一项技术经济合理的充填技术。     

南非缓倾斜薄矿脉机械化回采技术现状及展望

由于作业空间受限,缓倾斜薄矿脉难以大规模高效开采,而与产状相适应的机械化回采工艺解决了这一难题。简要分析了近年来缓倾斜薄矿脉开采的装备水平,总结了在南非铂金矿山广泛应用的机械化壁式全面采矿法的布置形式和结构参数,分析、研究了该采矿方法的回采工艺,梳理了适用于该采矿工艺的低矮式设备及辅助设施,并举例说明了具体矿山的设备配置。在此基础上,总结了关键技术经济指标。缓倾斜薄矿脉机械化开采工艺可以实现大规模生产、提高劳动生产率和企业经济效益,代表了该类矿体开采技术的先进发展方向,对类似矿体的开采设计和生产管理具有重要参考价值和借鉴意义。     

公路-胶带-铁路联合开拓运输系统在朱矿深部开采中的应用

朱矿作为老矿山开采企业,在开采技术上多沿袭了过去的开采作业方式,朱矿在开拓运输系统上设计采用铁路进入撑子面进行铁路直采,但因采场南帮出现大滑体,进入中深部开采后,铁路无法延伸下去。当前朱矿已经进入深部开采,为了解决开拓运输系统问题,寻求经济合理的运输方式,近年来对朱矿开拓系统进行改造,本文重点介绍改造后公路-胶带-铁路联合开拓系统在朱矿深部开采中的应用。     

鞍钢眼前山铁矿三期开采方式优化研究

为解决眼前山铁矿深部开采问题,通过对露天开采和地下开采方式的系统研究,提出了眼前山铁矿深部合理开采方式.并对露天转地下开采中的首采区段选择、生产能力的衔接、生产过渡方式以及合理生产规模等关键技术进行了论证,得到了眼前山铁矿深部开采方式的系统优化方案.     

浅谈金矿深部开采

本文主要对一个设想矿山进行了分析，并介绍了当前南非在深部开采方面的研究进展情况，提出了进行深部开采时应注意的某些问题，简介了国外深部开采矿山状况。