地下矿山无废开采和灾害控制技术的现状与发展对策

回顾了国内地下矿山无废开采和灾害控制技术的现状和取得的技术研究成果,分析了当前国内在开采矿产资源中存在的主要问题,以及这些问题对诱发矿山地质灾害和污染环境的影响。最后提出了以地下矿山无废开采和灾害控制技术为研究对象,在地下矿山无废开采方法及工艺技术、地下矿山废石与尾矿混合充填料充填技术、地下矿山采场稳定性及岩层控制技术、地下矿山地面沉降塌陷灾害预警系统等领域开展技术研究。     

现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用

为提高矿产资源开采率和利用率,通过改良传统工艺技术,采用空场、崩落、溶浸、充填等现代化采矿工艺技术促进采矿业发展。未来采矿工艺的重点应该集中在地下矿产无废和灾害控制技术上,如采矿开采的稳定性和岩层控制技术,地下矿产无废开采和工艺,地下矿山尾矿和废石混合充填技术,设置地下矿山地面沉降、塌陷报警系统等。     

胶结充填技术在金属矿山中的应用现状与发展趋势

充填采矿技术因其充分利用尾砂充填采空区,减少矿山尾废的地表堆存,抑制采空区沉降,有效确保矿山绿色、安全、高效开采,得以在地下金属矿山广泛应用。胶结充填技术的发展与革新对金属矿山开采产生了深远影响,解决了矿山生产诸多技术难题。从不同胶结充填技术的发展情况入手,重点论述胶结充填技术在国内外的研究现状,通过对胶结充填技术实际应用成果分析,预测其在地下金属矿山的发展趋势,并基于智能开采、绿色开采、深部开采的理念,展望胶结充填技术的应用前景。     

发挥采矿科研优势促进矿山技术进步

近10年中,长沙矿山研究院与100多家矿山企业合作开展了采矿技术的研究开发、成果转化和技术服务,取得48项国家和省部级科学技术奖,在金属矿床无废开采、胶结充填采矿与矿山废料充填、深井开采、原地溶浸采矿、露天与地下联合开采等方面取得了重大技术突破,推进了采矿行业的技术进步,为促进我国采矿技术进步作出了重大贡献。     

我国矿山无废开采的现状

介绍我国矿山企业矿石开采中废料产出的现状及其对环境产生的负面影响，论述了无废开采与矿山资源综合利用和矿山可持续发展的密切关系及推行无废开采的必要性和意义，进而从矿产资源综合利用、溶浸采矿技术、尾砂和废石充填技术、矿山废料综合开发方面，例举了我国矿山近年来在无废开采方面的一些尝试。最后提出了进一步推进我国矿山无废开采应用的一些建议。     

我国地下金属矿山采矿技术现状和发展趋势

介绍了"十·五"期间我国地下金属矿山采矿技术在大间距集中化无底柱高效开采工艺技术、地下金属矿山元废开采技术、矿山废弃空间处理与处置矿山废弃物综合技术、地下金属矿山地压监测与控制技术、露天转地下开采平稳过渡及联合开采技术、地下金属矿山联合采矿技术、地下矿山缓倾斜薄到中厚矿体开采技术、地下贵重金属矿山开采技术等领域的研究现状和取得的研究成果.分析了国内采矿技术的发展趋势,提出了我国今后采矿技术的研究方向.     

煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填方法

矿山固废处置与利用是我国煤矿开采中面临的主要问题之一，严重制约着煤炭资源开发与环境保护协调发展。井下充填是矿山固废绿色高效处置的重要技术途径之一，但现有充填技术增加了工作面生产工序，降低了15%～20%采煤效率，亟需解决矿山固废充填与煤炭开采之间时空干涉难题，突破矿山固废井下充填处置的技术瓶颈。为此，综述了矸石处置利用现状与存在问题，提出了煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填方法，系统阐述了嗣后空间矸石注浆充填方法内涵及关键科学与技术问题，给出了嗣后空间矸石注浆充填系统空间布局方式，探讨了非均质矸石料浆流动性稳态控制机理、嗣后空间空隙结构特征及时空演化规律、嗣后空间矸石料浆迁移扩散规律、嗣后空间矸石注浆充填岩层控制机理等理论的研究重点，分析了毫米级矸石注浆充填材料研发、矸石料浆高效制备与输送、注浆钻孔布局及时效控制、矸石注浆充填效果智能监控等技术的研究难点。煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填方法创新了矸石井下高效处置新模式，完善了矸石综合处置与利用技术体系，引领了我国煤炭资源绿色安全高效开发新方向，在矿山固废高效处置及生态环境保护等方面具有广阔应用前景，可促进矿山矸石固废的源头减排、就地处置、循环利...     

论冬瓜山深埋铜矿床开采技术的研究

针对冬瓜山铜矿床的矿体赋存条件和开采技术条件 ,论述了冬瓜山深埋铜矿床开采的深井矿床开采工艺技术、深井采矿地压及控制技术、深井通风优化及控制技术和全尾矿充填技术等研究内容和研究方法。力图使冬瓜山深埋铜矿床实现安全高效的回采 ,同时解决矿山尾矿地表堆放对环境污染的问题 ,最终使矿山开采实现无尾排放的目标     

冬瓜山深埋铜矿床开采技术的研究

针对冬瓜山铜矿床的矿体赋存条件和开采技术条件，论述了冬瓜山深埋铜矿床开采的深井矿床开采工艺技术、深井采矿地压及控制技术、深井通风优化控制技术和全尾矿充填技术等研究内容和研究方法。力图使冬瓜山深埋铜矿床实现安全高效的回采，同时解决矿山尾矿地表堆放对环境污染的问题，最终使矿山开采实现无尾排放的目标。     

阶段充填采矿方法

介绍了一种新的采矿方法——阶段充填采矿法。从地压管理和生产工艺过程方面分析了阶段充填采矿法的产生背景和划分依据。矿山的应用实践表明,阶段充填采矿法融合了传统的空场法和充填法的特点,与原有的充填采矿法形成完整的充填采矿法体系,对开采中等稳固以上的厚大连续矿体具有更高的适应性,尤其对防治深部矿体开采中的岩爆灾害具有显著的优越性。该方法对高效回收矿产资源、实现矿山无废开采具有重大意义。     

我国金属矿山固体废弃物处理与处置技术进展

针对我国冶金工业快速发展，矿山开发力度加大的形势，强调了矿山固体废弃物处理与处置的难度和紧迫性，论述了矿山固体废弃物处理与处置在绿色生态建设、提高回收利用率、无废地下开采、综合利用作为建材及固体废物堆置场工程灾害防治研究方面的进展，提出了建全法规，在开采中实施备用金制度及加强矿山固体废弃物处理与处置技术开发等方面的建议。     

高庄煤矿绿色开采技术的实践与应用

该文主要介绍了高庄矿利用无煤柱开采、井下选矸和井下矸石充填置换煤炭技术,最大程度控制矸石生成量,减少煤矸石造成的环境污染,实现煤矿绿色生态开采的技术实践。     

煤矿综合自动化系统设计中物联网的应用

为了减少井下事故、降低人员死亡率,方便对入井人员、设备、电气、开采环境等实时的监控和管理,在原有的井下工业以太网基础上,融入了物联网的传感器和无线宽带技术,建立无线传感和光纤传输的综合网络。基于物联网的煤矿综合自动化软件平台的开发,使得安全生产的联动控制和实时监测、人员跟踪定位、矿井灾害预警、抢险救灾、煤矿信息管理能够更好的实现。减少了煤矿安全隐患的同时,加速了煤矿企业的现代化脚步。     

吴营铁矿地质环境影响评估及其治理技术

为减少矿产开采活动对矿山地质环境破坏的影响,分析了研究区的矿山地形地貌及地层岩性特征,对吴营铁矿地质环境影响现状和矿山地质环境影响进行了评估。现状评估结果表明,露天采坑发生崩塌地质灾害的可能性小,危险性小;地下采空区发生采空塌陷、地裂缝地质灾害可能性小、危险性小;根据矿山地质环境预测评估结果,将评估区分为3个区:矿山地质环境影响程度严重区、较严重区及较轻区。矿业活动未直接影响区域面积3 112 120 m²,占评估区总面积的96.31%,防治难度较小。总结了矿山地质环境保护与恢复治理技术,主要包括露天采坑防治技术、岩石移动治理技术、工业场地治理技术、矿区道路治理技术、排土场治理技术、硐口治理技术、废渣堆治理技术等。研究为矿区及周围生态环境的防治提供了参考依据。     

新型顶底柱、边角残矿回采技术及其在某铅锌矿的应用

矿产资源属于自然界中的不可再生资源,其储量非常有限。为了能够最大程度地开采矿物资源,避免矿产资源不必要的浪费,矿柱的回采势在必行。然而,随着地下矿床的开采,地应力对采矿工作的影响不可避免,矿柱的回采更是如此,回采的同时必须要做好地应力的处理。因此,基于某铅锌矿上部中段现行的顶底柱回采技术,针对其不足之处,提出了一种新型的顶底柱、边角残矿回采技术方案。解决了之前开采技术中存在的采切效率、安全性、贫化率和损失率方面的问题,提高了矿区的经济效益,也为同类型矿山的矿柱回采方案设计提供了一个思路。     

井下局部降温技术的实践应用

同煤集团某矿二号井开采至埋深740 m位置,出现了明显地下热害现象,必须采取降温措施逐步解决。在详细分析地下热害现状及主要原因的基础上,通过井下降温冷负荷计算,确定了直冷式局部降温制冷装置来控制采掘工作面局部高温的降温方案,并开展设备选型和具体布置。020602综采工作面的局部制冷装置设置完成后,通过对工作面内部各处设置的温、湿度传感器的反馈数据进行汇总,发现该技术方案改善了工作面内部湿热的工作环境,可以起到良好的降温效果,为井下作业人员创造了良好的作业条件。     

我国转型煤矿井下空间资源开发利用新方向探讨

随着煤炭资源的长期开采、采矿技术的进步以及能源结构的调整,近年来越来越多的煤矿面临关闭或已关闭。目前针对废弃煤矿采取的主要措施是矿山环境恢复治理,以致遗留许多社会、经济和生态环境问题,且造成了矿区井上下资源的严重浪费。因此,如何科学、高效地解决煤矿关闭后的资源利用问题,实现矿山的成功转型利用,对煤炭工业乃至国民经济的发展具有重要战略意义。分析了转型煤矿资源类型,介绍了我国转型矿山开发利用现状,主要包括废弃工业广场建筑物、废弃土地(工业广场土地、沉陷区土地)的开发利用及建设矿山公园等。并指出国内废弃煤矿资源利用存在开发利用不充分、运行成本高等问题,特别是井下空间资源的开发利用率低。如井筒、巷道、硐室等井下空间资源,在封井后几乎全部浪费。因此,针对转型煤矿井下空间资源利用率低的问题,重点分析探讨了煤矿井下空间资源开发利用新方向,如利用煤矿井下空间资源储存石油、天然气,建设蓄能站以及地下城市等等,为我国关闭矿山的转型开发利用提供思路。     

深部煤炭资源智能化开采技术现状与发展方向

深部煤炭资源开采采场地应力高、采动影响强烈,冲击地压灾害时有发生。智能化开采是深地资源开采的重要手段,深部资源安全绿色、智能高效开采技术与装备亟需研发,以加快开展千米深井智能开采实践。根据兖矿集团多年来煤矿开采的技术经验,在分析智能化开采技术现状的基础上,围绕煤炭资源深部开采灾害防治和探-掘-采等关键生产环节,分别对矿井地质探测与建模、深井灾害防治技术、智能化掘进与开采技术现状及存在的问题进行了阐述,展望了深部煤炭资源智能化开采趋势,提出了各项技术相对应的具体研究内容及预期研究目标。目前三维地质建模技术可基本辅助规划井下安全生产,但仍处于起步阶段,探测精度不够,缺乏实时处理功能,实现地层精准模型构建有待高精度探测技术与数据处理方法展开研究;矿震观测系统的引进及发展有助于冲击地压防治,但仍需在关键层运动特征监测及灾害治理手段方面深入研究,同时须进一步提升矿井热害防治智能化水平;智能化采掘技术在基础理论、装备研制等方面取得长足进步的同时,应该向复杂地质条件下煤层及装备协同控制方面投入更多研究。     

我国煤炭工业科技创新进展及“十四五”发展方向

煤炭是我国的基础能源和工业原料,长期以来为经济社会发展和国家能源安全稳定供应提供了有力保障。作为煤炭工业健康有序发展的核心动力,“十三五”以来,我国煤炭行业自主创新能力得到了大幅提升,实现了从跟踪、模仿到部分领域并跑、领跑的转变,取得了突出的成就。系统总结了“十三五”以来我国煤炭科技取得的主要成果,梳理了煤炭地质勘探、矿井建设、煤及共伴生资源开采、矿井灾害防治、煤机装备与智能化、洁净煤技术、节能环保与职业健康等7个领域所取得的理论、技术及工程应用方面的进展。分析了当前煤炭科技发展面临的共性问题,指出煤炭科技创新支撑我国煤炭工业高质量发展的能力依然不足。提出了煤炭科技自立自强、完善现代化煤炭开发利用理论与技术体系的“十四五”煤炭科技发展目标。围绕煤炭安全绿色智能开采和清洁高效低碳利用,明确了“31110”科技创新主要任务,包括煤炭绿色智能开采、煤矿重大灾害防控、煤炭清洁高效转化三大煤炭基础理论研究,煤炭资源勘查与地质保障、大型现代化矿井建设、煤炭与共伴生资源协调开采、煤矿灾害防治、煤矿智能化与机器人、煤炭清洁高效加工、煤炭高效转化利用、煤矿职业危害防治、煤矿应急救援、资源综合利用与生态保护十大重点领域核心技术攻关,煤矿井巷全断面快速掘进、复杂地质条件煤层智能综采、智能化煤矿建设、智能精细高效洗选、煤炭分质利用技术、煤炭液化及高端化工品制备、废弃矿井地下空间资源综合利用、矿区大宗固废资源利用、大型矿区生态修复、煤炭产品质量精准调控10项重大技术创新示范,复杂地质构造槽波地震探测、导井竖井掘进机凿井、掘支运一体化全断面岩巷掘进、煤矿井下水力压裂增透、干法矿物高效分离、采煤沉陷区土地复垦与农业生态再塑、智能无人综采工作面等百项先进适用技术推广应用,为“十四五”时期煤炭科技的发展方向提供了指导意见。     

西卓煤矿恢复建设工程优化设计对策

以西卓煤矿恢复建设为工程背景,结合矿井建设现状,根据停缓建期间设计基础条件变化情况,按照现行政策规定,对照标准规范更新情况,结合新技术发展水平,对矿井投产盘区布置、建构筑物改造及修复、采掘运输系统、井下矸石分选及充填、采暖降温、水处理及外排、水害防治等工程进行优化设计,可作为类似矿井恢复建设工程的设计参考。