缓倾斜厚矿体间柱再造连续开采综合技术研究

发布时间:2015-07-22

　　属其他学科、专业领域： 地球、空间与海洋

　　单位名称： 云南锡业集团(控股)有限责任公司

　　成果简介：

　　本项目是针对云锡公司卡房缓倾斜厚矿体的安全高效开采难题而立项开展研究的，是云南省省院省校合作项目——“卡房钨多金属矿资源开发利用关键技术及产业化研究” (项目编号2007AD004)的子课题了“缓倾斜厚矿体间柱再造盘区连续回采嗣后充填采矿技术”。项目于2007.07开展研究，2010.06完成;2013年通过鉴定，成果登记号1912013Y0001;登记日期：2013年 07月01日。

　　成果创新性：

　　(1)发明了“缓倾斜厚大矿体大型采场深孔落矿连续采矿法”。此方法主要特点：采场沿矿体走向布置;大型采场结构参数长108m、宽35m、高为矿体厚度22～40m;采场顶部全面切顶，双V型受矿堑沟底部结构;下向垂直深孔爆破落矿，由采场端部切割槽连续后退式回采;无轨铲运机出矿。

　　(2)创造了采准、切割、回采、充填等在不同空间下平行、连续进行的盘区回采工艺。根据生产需要，在整个厚大矿块不同的盘区、采场、作业空间内平行、连续组织开展采准、切割、回采、充填等几大采矿工序的作业，保证矿体的高效、连续回采。

　　(3)优化了大直径深孔凿岩爆破技术。

　　① 爆破孔网参数优化：通过试验总结优化确定了适合矿岩物理力学性质及生产工艺要求的爆破孔网参数，取得了较好的生产技术指标。炮孔孔径110mm，垂直下向平行布置，孔深20～40m，散装炸药，上、下各填塞1.0m。

　　② 爆破网络起爆方式优化：在项目生产组织试验中，分别开展了平行逐排起爆、“V”对冲起爆方式;通过总结分析采用“V”对冲起爆方式优于平行逐排起爆方式。

　　③ 预裂爆破技术：采用间隔孔、不偶合装药方式，进行预裂爆破，有效降低了大爆破对采场帮壁的破坏。

　　(4)实现了井下废石不出坑的无废开采方式的转变。本着废石原位利用原则，将采后空区进行嗣后块石充填。实现了井下废石不出坑的无废开采;其次及时对空区进行处理，控制了空区地压活动，有效保护了空区上部及周边生产区域的生产安全。

　　成果独占性：

　　本项目取得了多项研究成果，已在Ⅰ-26-1#厚大矿块成功应用;其中的部份工艺技术，已在云锡类似开采技术条件的高峰山、大箐东等矿段推广应用。该项研究成果具有广阔的推广前景及应用价值，为我国类似条件下缓倾斜中厚以上矿体的高效连续回采提供了成功范例和宝贵经验。

　　成果盈利性：

　　卡房Ⅰ-26-1钨多金属矿体通过近二年多的生产，至2013年五月共采出矿石量93.52万吨、原矿钨金属1663.97吨、原矿铜金属611.53吨。实现产值8890.69万元、销售利税1881.25万元。

　　成果持续性：

　　通过本项目的研究，进一步解决了复杂难采矿体安全高效地下采矿技术难题，提高该类矿体地下开采的安全性、高效性和经济性。项目的实施，不仅充分开发利用了低品位的资源、延长了矿山服务年限、增强了企业的经济效益，对增加就业和促进地方经济发展起了积极的作用，具有显著的社会效益。

　　成果先进性：

　　缓倾斜中厚且顶板岩石稳定性差的矿体被公认为难采矿体。传统采矿方法中，房柱采矿法占50%，底盘漏斗采矿法占35%，其余的主要采用分层充填法和电耙留矿法等采矿方法。而国外开采此类型的矿体则主要采用房柱法，其比例达61%，采用充填法的占23%;其余的主要采用爆力运矿采矿法。

　　本项目创造性的提出了“采矿环境再造连续采矿嗣后充填采矿法”，即采用高效率、高回收率的采矿方法和工艺，采用高效率的凿岩台车、铲运机等采掘设备;采用先进的计算机信息技术，虚拟现实技术等手段，开展了矿山数字化、信息化、可视化、数值仿真计算等方面的研究和建设，并与科学管理方法相结合，形成了一个优化的矿山生产系统，实现了缓倾斜厚大矿体的安全、高效、连续回采，大幅度提高了矿山综合生产能力，有效开发利用了低品位资源，提高了矿山的经济效益，大部分研究成果达到了国外同类技术水平，部分研究成果处于国际领先水平。主要技术指标如下：采场生产能力：800t/d;贫化率5%、损失率8%;采矿工效：38t/工.班;炸药单耗：0.37t/kg;每米崩矿量：约12t;原矿单位成本：76.80元/吨;采切比：13m/kt，与传统采矿方法比较，采切比降低60%。

　　该项研究成果具有广阔的推广前景及应用价值，为我国类似条件下缓倾斜中厚以上矿体的高效连续回采提供了成功范例和宝贵经验。

　　成熟度： 大批量

　　市场分析：

　　云锡是世界锡行业“历史最悠久、资源最丰富、产业链最长、产业门类最齐全、全球市场份额最大”的企业。

　　产品以精锡、焊锡及锡材、锡化工系列为主，同时生产铜、铅、锌、镍、贵金属材料及有色化工产品等共25个系列1474个品种。主导产品“云锡牌”精锡是“中国名牌产品”、国家质量免检产品，国内市场占有率为50%，国际市场占有率达20%，在伦敦金属交易所注册“YT”交易席位，是国际知名品牌;锡铅焊料在国内同类产品中唯一获国家质量金奖。拥有“云锡YT及图”、“贵研SPM及图”两个“中国驰名商标”。公司锡产量已连续8年保持世界第一。

　　商业模式分析：

　　1.推进营销信息情报体系的建立和完善，提高信息收集和分析能力及应对市场变化的能力，使信息更加有效服务云锡的营销工作，提升云锡市场控制能力。

　　2.以推新、推深、推服务为重点，建立基层电子商务模式，完善以“信息化”促进“差异化”竞争的营销策略;重视营销风险的识别、监测及管理，应对价格风险、业务量风险、信用风险。

　　3.强化采购、生产、销售的联动运作，努力实现原材料采购、产品销量、销价以及市场占有率的有机衔接，提高产品市场竞争力，增强云锡在市场上的话语权效益最大化目标。

　　4.调整产品销售结构，提高产品国际、国内市场占有率。加快深加工及新产品市场拓展，努力实现从“自有产品”到“自有产品+规模”战略的转变，从“以自有产品销量为主”到“销售与购进相结合”的扩张方式的转变，努力保持锡主业市场综合竞争力全球第一。

　　5.推进营销观念、营销模式，以及营销团队建设及薪酬激励等营销管理创新，重构营销价值链，全面提升营销运行质量，构建营销新的发展平台。

　　营销状况：

　　积极利用先进技术和信息技术，加快推进传统生产流程的改造和重构，推进地质勘探、采矿、选矿、冶炼、深加工生产环节的调整和优化，促进生产自动化程度不断提高，大力提升生产效率和降低生产成本。加快推进产品结构的调整和优化，积极开拓适合市场需求及有市场前景的产品。

　　做好客户价值链的管理，积极做好客户价值链的开发、延伸和整合，使客户价值链上每个环节的客户实现价值最大化，降低云锡市场维护和开发成本。

　　拟采取的转化方式： 合作研发;技术转让

　　资金需求额： 1000万—2000万

　　融资用途： 产品研发;其他

　　治理结构：

　　云锡现有40多个全资、控股子公司，有云南锡业股份有限公司、贵研铂业股份有限公司及在澳大利亚上市的YTC资源有限公司三个上市公司。

　　云锡强势推进大企业大集团和国际化经营战略，弘扬“坚韧不拔、超越自我、自强不息、金易成锡”的企业精神，秉承“忠诚、责任、创新、共享”的核心价值观，与国内外大企业强强联合，优势互补，互利共赢，全力打造国际一流矿业企业。

　　管理结构：

　　围绕打造千亿元企业发展目标，建立与发展要求相匹配的组织、人事、管理和评价运营体系;完善与发展任务相匹配的考核机制，构建企业运营评价体系、项目评价体系、企业并购推进体系、保障支援体系、干部业绩和企业绩效考评等六大体系，破解瓶颈，推动工作，加快产业发展要素培育，形成并丰富企业跨越发展的要素支撑体系，推动企业可持续发展。

　　主营业务名称： 锡等有色金属采选冶，锡化工、锡材深加工，贵金属材料等

　　近三年主营收入： 2011年：2116237万元; 2012年：2634884万元; 2013年：3000000万元(预报数)

　　净利润： 2011年：101017万元; 2012年：16126万元; 2013年：-97000万元(预报数)

　　评价机构： 中国有色金属工业协会

　　评价意见：

　　2013年6月30日，中国有色金属工业协会在长沙市主持召开了由云南锡业集团(控股)有限责任公司、中南大学共同完成的“缓倾斜厚矿体间柱再造连续开采综合技术研究”科技成果鉴定会，与会专家听取了项目汇报，审阅了鉴定材料，经质询和讨论，形成如下鉴定意见：

　　1、提供的鉴定资料齐全，数据翔实，符合鉴定要求。

　　2、发明了缓倾斜厚矿体间柱再造盘区连续回采嗣后充填采矿技术。该技术超前回采间柱，嗣后废石注浆胶结充填，形成充填间柱支撑框架、再造矿房回采环境，采用盘区机械化连续采矿工艺技术，实现了缓倾斜厚矿体的高效开采。

　　3、首次采用井下废石注浆构筑人工间柱，在井下设置移动式注浆泵站，根据人工间柱的强度要求，确定注浆参数，采用多泵连注、多管连注或分层间注的废石胶结充填新工艺，形成人工间柱，废石不出坑，节约了建设充填系统的投资，实现了矿山环境由末端治理向源头减量的过渡，为建设绿色矿山提供了技术支撑。

　　4、针对大尺度充填体，采用地质雷达与声波测试手段，进行了结构体的内部质量检测，分析了废石注浆充填体的支承能力和顶板稳定性，为盘区高效回采过程中大面积采场顶板下机械化作业的安全提供了依据。

　　5、建立了基于粗糙集-BP神经网络的爆破参数预测优化模型和矿岩可爆性预测模型，运用LS-DYNA显式分析程序进行了深孔爆破的模拟分析，实现了盘区深孔爆破参数的优化，保障了盘区深孔爆破效果。

　　6、依托矿床建模技术，实现了矿山开采过程虚拟仿真和立体展示，实现了矿山设计与生产管理数字化。

　　该成果在云锡卡房分矿得到了实际应用，提高了采场生产能力，降低了采矿的贫化损失率和生产成本，经济和社会效益显著。

　　研究成果达到国际先进水平。