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深部倾斜破碎矿体安全高效开采技术获重大突破
2023-01-31 3253 来源:中国黄金协会
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       胶西北金矿集中区内黄金资源是以招平、焦家和三山岛等断裂构造为主形成的典型蚀变岩型金矿床,具有明显的空间群聚分布特征。该类矿床产于蚀变碎裂岩中,成矿过程中受到广泛的热液蚀变和碎裂变形作用影响,矿岩体强度特性以及节理构造发育受到不同程度的劣化,属于典型的缓倾斜、倾斜破碎厚大矿体。近年来多座大型黄金矿山先后进入千米深井开采,受高地应力以及开采扰动等复杂因素作用影响,采场和巷道围岩发生片帮、垮落频率及程度显著增加,甚至引发深部工程局部岩爆和采场顶板大面积冒落等地压灾害。传统采矿方法采场结构参数小、采场生产能力低、人员在顶板下作业安全隐患大等系统性问题日益突出,严重制约了深部资源开发,如何实现深部倾斜厚大破碎矿体安全高效开采已成为金属矿深部开采技术领域的重大难题。

       为此,山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿联合东北大学开展了“深井倾斜厚大破碎矿体菱形采场安全高效开采关键技术”研究,项目针对三山岛金矿深部矿体开采受到矿体赋存产状以及高应力作用下传统开采方法采切工程量大、生产能力低、生产成本高、采场安全隐患大等一系列技术难题,采用理论分析、数值计算及现场试验等多种手段,在深井倾斜厚大破碎矿体大结构参数中深孔开采工艺、中深孔开采地压演化规律、采场结构承载机理与设计方法、扇形中深孔精准爆破等方面取得了一些具有科学意义和实际应用价值的研究成果。该项目基于现场地质钻孔编录,提出了一种快速、精细化岩体质量评价D-GRMR分级方法,可利用少量的钻孔数据,实现区域岩体质量的精细化评估;研发出菱形采场结构中深孔落矿分段充填采矿新方法,解决了倾斜厚大破碎矿体中深孔开采围岩稳定性控制、矿石贫损控制等技术难题;提出中深孔开采围岩损伤区深度计算方法,确定了中深孔开采的强扰动区范围,为该区域的围岩稳定性控制提供依据。

       该项目成果在三山岛金矿应用后,能够显著的提高采场的生产能力和生产效率,降低设备的投入、减少作业循环时间及充填循环次数,提高运输提升效率,保障工人作业的安全性,仅2021年实现盈利15394.38万元,取得了显著的经济效益。项目研究成果为解决我国深部倾斜破碎矿体安全高效开采提供了成功示范,促进了深部倾斜破碎矿体安全高效开采技术的革新和发展,提升了我国在地下金属矿山开采技术研究领域的国际竞争力。经中国黄金协会组织专家委员会评价,该项目成果整体达到国际领先水平。