金川矿山采矿装备大型化自动化的发展

介绍了金川集团有限公司50多年来矿山的发展,尤其是矿山设备从无到有,从小到大,从落后到先进的发展过程。多年来,金川公司坚持走设备大型化自动化的发展道路,运输系统、采矿系统设备普遍实现了大型化,矿山提升系统、充填系统实现了自动化,企业劳动生产率不断提高,其中二矿区劳动生产率已由2000年的907 t/人年,提高至2008年的2463 t/人年;盘区生产能力已从原来的500~600 t/d提升到800~1000 t/d。实践证明,矿山装备已越来越成为矿山走向现代化、提高生产效率、保障作业安全的关键。

工业与城市低碳和谐发展——金川集团公司赴西北欧考察有感

对于任何城市和工业企业来说,是否有正确的发展理念非常关键。《布伦特兰报告》明确指出可持续性发展涉及到经济与社会平衡,以及如何将这两者联系在一起。城市可持续发展须将这一点考虑在内。环境质量必须与社会组织尤其是大型工业企业相联系,并且能促进经济向着人们希望的方向蓬勃发展。

矿山废石全尾砂充填研究现状与发展趋势

矿产资源开发过程中产生的废石、尾砂和冶炼渣,等占我国工业固体废料排放量的85%左右。大量矿山固体废料堆放地表,易造成严重污染,诱发泥石流、尾矿溃坝事故。固体废料充填工艺是解决矿山废尾排放的最有效途径。本文介绍了低浓度分级尾砂充填、全尾砂高浓度充填、膏体似膏体充填、块石胶结充填工艺的研究与应用现状,并分析了矿山废石全尾砂充填技术的研究与发展方向。

金川高应力矿床充填采矿技术研究进展与亟待解决的技术难题

金川镍矿是世界上少见的大型硫化铜镍矿床。矿体埋藏深、地应力高、地压大、矿岩体不稳固,是目前世界上难采矿床之一。针对金川矿床不利的采矿技术条件,自建矿50多年来,金川矿山已经开展了大量广泛的采矿技术研究。本文首先概述了金川矿山工程概况,归纳总结了金川矿山充填采矿发展历程;然后,阐述了金川矿山充填技术研究以及所取得的研究成果。主要包括:根据工程地质研究和采矿方法试验,选择了与之相适应的下向分层进路胶结充填采矿方法;通过高浓度料浆自流输送和膏体泵送两种充填系统中的关键技术研究,在充填体作用机理、固体废物利用、充填料浆流变特性以及管道减阻输送等方面取得的研究成果;尤其针对膏体充填系统所存在的问题开展了技术攻关和系统改造,由此获得重大科技成果,使膏体充填系统顺利达产。最后指出了目前金川矿山充填开采现状以及存在的主要问题,并提出了金川大型镍矿实现安全、高效、经济和环保充填法开采仍亟待研究解决的关键技术难题。

金川镍矿尾砂膏体充填系统工艺技术改造与应用研究

膏体充填技术是目前最先进和技术难度最大的充填采矿技术之一.从20世纪80年代末期到90年代中,金川矿山首次开展了尾砂膏体充填技术的引进、研究、系统建设和工业化应用研究.由于膏体充填技术在我国首次应用,因此在设计和工程应用中存在很多问题,导致膏体充填系统投产6年来一直处于非常生产状态.虽然开展了不间断研究和技术改造,但一直未取得突破性进展.针对在生产中暴露出的问题以及总结前期研究经验,从2005年4月开展了为期1年多的膏体充填技术攻关和系统改造,由此获得重大成果.改造后的膏体充填系统实现了正常生产,充填生产能力逐年提高,从2006年充填9万m3到2011年达到20万m3,达到了设计生产能力,解决了长期困扰尾砂膏体充填中的技术难题.文中首先简要概述我国目前膏体充填矿山应用现状,然后重点总结金川矿山尾砂膏体充填技术研究进展以及所取得的技术攻关成果.在此基础上,最后展望了金川矿山充填采矿技术的发展趋势.

金川大型难采矿床安全高效开采关键技术与面临难题

金川镍矿以矿体厚大、埋藏深、地应力高和矿岩破碎著称于采矿界。随着我国对镍资源需求增长,金川镍矿开发规模逐年递增。目前生产能力已经接近900万t,以每年10%的速度递增。矿床开采深度接近千米,采场地压显现剧烈,给矿山工程稳定性和岩移控制带来极大困难;为此,金川镍矿多次开展采场地压规律、支护技术、充填工艺以及地压控制等重大技术攻关。研究揭示了充填采场地压显现规律,对采场地压进行有效控制并实现了大面积连续开采。随着开采深度增加和采场面积扩大,地压控制问题更加突出,深部巷道工程稳定性控制更加困难。尤其矿山生产规模逐年提高,从而给矿山安全、高效和经济开采带来更大挑战。针对国内外镍资源发展形势和矿山开采面临的困难,金川镍矿正在进行第二轮采矿技术攻关,尤其开展矿山固体废弃物资源综合利用研究,开发低成本和高强度的新型充填胶凝材料,从而降低充填采矿成本,提高采矿经济效益和社会效益。

金川镍矿混合充填集料胶结充填体强度试验研究

针对金川矿山棒磨砂充填集料存在的成本高和供不应求的矛盾,开展了棒磨砂、戈壁砂和尾砂3种充填集料不同配比的混合集料胶结充填体强度试验研究。通过9组混合充填集料的胶结充填体强度试验和数据分析,揭示了影响胶结充填体强度的因素与规律。研究结果表明:合理添加尾砂的棒磨砂和戈壁砂混合充填料,不仅可以提高充填体强度,而且还能够减小充填料浆的分层和离析,有利于提高充填体整体质量。通过建立神经网络模型,进行不同配比的混合集料胶结充填体强度预测和回归分析,获得了满足金川矿山充填法采矿安全高效生产的充填材料配比:灰砂比为1∶4、料浆浓度大于80.8%、混合集料平均粒径不大于1.692 mm和非均匀系数不小于38.4,由此对应的3 d充填体试块密度不小于2.24 g/cm3。该研究成果为混合集料在金川镍矿充填采矿奠定了基础。

戈壁砂和棒磨砂骨料充填料浆管输特性试验

基于利用戈壁砂替代棒磨砂骨料来降低充填采矿成本的目的,开展两种骨料充填料浆管道输送特性试验。首先进行戈壁砂和棒磨砂两种骨料的粒径级配分析,结果显示两种充填骨料的粒径级配基本相同。然后采用L管试验装置,对两种骨料的充填料浆进行流变特性对比试验。结果表明:在相同条件下,当质量浓度小于82%,两种骨料充填料浆流变特性不存在本质上的差异;当料浆质量浓度大于82%时,戈壁砂充填料浆流变特性优于棒磨砂;当充填管径大于130mm时,两种骨料充填料浆流变特性基本相同;当充填管径小于130mm和质量浓度小于82%时,戈壁砂充填料浆流变特性优于棒磨砂。由试验结果可知,当料浆质量浓度小于82%和管径小于130mm的管道输送条件下,戈壁砂替代棒磨砂充填料浆的管输特性没有变化。采用高浓度和大管径管道输送时,戈壁砂充填料浆更有利于管道输送。由此表明,金川矿山充填采矿中利用廉价的戈壁砂替代棒磨砂骨料,能够降低充填成本,提高充填采矿经济效益。

金川矿区高应力破碎岩体条件下的巷道支护技术

金川矿区的工程地质条件复杂,岩体软弱破碎,地压大,约有25%的巷道处于不良岩层中,巷道支护是金川镍矿遇到的一个主要问题。作者对金川矿区不良岩层巷道变形及破坏规律进行了全面的调查研究,系统的总结了金川矿区采用的各种巷道支护方式的支护效果,尤其是对喷锚网支护、巷道注浆加固支护、多种方式联合支护进行了详细的阐述,并根据金川矿区多年来的工程实践,总结出了在类似的高应力破碎岩体条件下各种井巷工程的最佳支护方式。

金川矿山废石-全尾砂高浓度充填工艺试验研究

废石和尾砂是矿山企业的大宗工业废料且不存在来源不足问题,如何高效利用废石和尾砂进行充填采矿是采矿界的前沿性课题.本文结合金川公司充填工艺介绍了废石-尾砂高浓度管输充填新技术,并阐述了该技术中高浓度充填和膏体充填的特点,且充填成本低.

采场整体稳定性可靠度分析与风险预测

为研究金川二矿区采场整体围岩的稳定性,采用数值模拟方法研究影响采场整体围岩的稳定性的13个因素之间的关系。采取最小二乘法对试验结果进行多元线性回归,获得4个评价指标函数。利用可靠度理论进行采场稳定性可靠度分析和失稳风险预测,获得采场围岩的能量释放率(ERR)、地表沉降率(SDR)、采场围岩和充填体收敛率(DCR)和平均屈服率(AFR)4个评价指标,对应的失稳风险分别为7.5%,0.78%,3.02%和0.32%。采用4个评价指标的串联模式系统综合分析采场围岩整体稳定性,计算出采场整体失稳风险概率为11.28%,表明采场整体存在失稳风险,需要进一步监测岩体移动。

棒磨砂充填料浆管道自流输送充填工艺与关键技术

与尾砂细骨料充填料浆不同,俸磨砂粗骨料充填料浆分层离析显著,导致充填料浆堵管和爆管事故风险高.针对金川俸磨砂粗骨料充填料浆自流充填输送技术,开展高浓度料浆充填工艺与关键技术研究.首先制定了金川矿山俸磨砂高浓度充填料浆自流输送启动与充填作业程序、优化进路充填挡墙结构和充填顺序,保证充填料浆制备质量和待充采场安全与强度要求;然后通过充填料浆脱水工业试验,提出并实施采场充填料浆滤水方案和排水措施,解决了采场料浆脱水与排水技术难题.最后针对俸磨砂粗骨料充填料浆自流输送系统,深入分析了粗骨料和高浓度充填料浆堵管主要影响因素,提出了堵管处理新方法,在此基础上,提出了俸磨砂粗骨料充填料浆堵管防控技术.

风化倾斜砖烟囱定向爆破拆除

某厂有1座砖烟囱,由于时间久远,局部已经发生风化开裂,烟囱整体已出现倾斜。针对风化偏斜砖结构烟囱的实际特点,以及复杂的现场周围环境,通过合理选择切口位置、形状、爆破参数等措施,保证了烟囱爆破拆除设计的合理性,在倾倒方向施加预应力、预先爆破拆除烟囱内衬、人工修整定向窗等措施,确保了烟囱按照预定方向倾倒。

不良地层竖井工程变形分析与返修支护设计

根据某矿山不良围岩的主井工程变形破坏特征,分析了该工程变形破坏的主要影响因素,在此基础上,进行了不同支护方案的井筒变形分析和稳定性研究,提出了释放位移的让压支护施工工艺,并通过数值模拟,建立了不同支护条件井筒收敛变形和工程稳定性与支护参数的关系,明确了最大允许释放位移量。根据理论分析和数值模拟确定了主井返修支护方案,并进行返修试验段试验。返修主井工程的变形监测和强度计算结果表明:主井返修支护方案是比较合理和安全可靠的,并在主井的返修施工中得以采用。目前,主井返修施工已经全部完成,工程基本处于稳定状态。

金川镍矿尾砂膏体充填采矿技术进步与展望

膏体充填是充填法采矿中技术最先进和难度最大的采矿技术.从20世纪80年代末期到90年代中期,金川矿山在我国首次开展了尾砂膏体充填技术的引进、研究、建设和工业化应用.由于膏体充填在我国尚属首次,因此在系统设计和工程应用中存在诸多问题,导致膏体充填系统于1999年投产6年来一直处于非正常生产状态.虽然矿山开展了不间断研究和技术改造,但一直未取得突破性进展.针对在生产中暴露出的问题以及前期研究经验,从2005年4月开展为期1年多的膏体充填技术攻关和系统改造,由此获得重大突破.改造后的膏体充填系统不仅实现正常生产,充填生产能力逐年提高,而且在2011年达到设计生产能力,从而解决了长期困扰尾砂膏体充填的技术难题.首先简要概述我国目前尾砂膏体充填技术应用现状,然后重点总结金川矿山尾砂膏体充填技术研究进展以及所取得的攻关成果,展望金川矿山充填采矿技术的发展趋势.

现代采矿理念与充填采矿

传统采矿模式下,矿产资源开发过程中产生的废石、尾砂和冶炼渣等占我国工业固体废料排放量的85%左右.大量矿山固体废料堆放地表易造成严重污染,诱发泥石流、尾矿溃坝事故.根据现代采矿理念,固体废料充填工艺是解决矿山废尾排放的最有效途径,是绿色采矿的主体支撑技术.充填采矿技术具有消除采动引起的地表下沉和改善采矿应力环境功能,具有低贫损开采、提高资源综合利用率功能和"采富保贫"远景资源保护功能,具有降低废石尾砂等固体废料排放、甚至根本消除采矿末端处理达到无废开采的功能,具有适应各种复杂难采矿床开采的功能.文中还对实现绿色采矿的原则与技术保障以及充填采矿的研究方向进行了探讨.

提高龙首矿下向六角形进路式采矿爆破效率试验研究

龙首矿采矿方法为下向六角形进路式胶结充填采矿法,“低进尺、多循环”是多年来龙首矿进路回采的主要特征,爆破效率低。本文在对龙首矿岩体的可凿性和爆破性分级的基础上,设计了进路爆破掏槽方式,应用断裂力学理论确定了崩落孔和周边孔的布孔参数,采用大直径空孔直线掏槽全断面一次性崩矿方案。实践证明,在炸药单耗不增大的情况下,使六角形进路爆破的炮孔利用率达90%以上,单炮崩矿量平均达120t,爆破效率平均提高20%以上。

矿山安全生产长效机制初探

在引用现代安全管理理论的基础上,总结目前矿山开展的安全生产长效管理的经验,提出了适合矿山企业的体系化安全管理的安全生产长效机制。

多机并联增阻空气幕在龙首矿的应用

在金川龙首矿对多机并联空气幕的增阻作用进行现场试验研究。结果表明 ,在主斜坡道的同一断面、巷道两侧硐室内 ,用 4台风机并联组成的空气幕对斜坡道的进风流增阻起到了调节风窗的作用 ,当大气温度低于 -10℃时 ,主斜坡道的空气幕全开 ,大气温度为 0～ -10℃时 ,开一侧空气幕 ,大气温度大于 0℃时 ,空气幕不开 ,均可确保主斜坡道内的进风量小于 5 0m3/s,有效保护了新 1#主井和新 2 #副井内的提升设备。

龙首矿下向六角形高进路胶结充填采矿法的应用与发展

本文详细论述了六角形进路的形成过程 ,并从理论和实践上对其受力状况进行了分析比较 ,同时对机械化盘区开采中进路断面扩大 。