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礦山開采安全技術與裝備
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1、礦山安全監測及預警

  針對金屬非金屬礦山采空區地壓顯現、工程巖爆、邊坡及排土場穩定性等工程地質災害與安全開采問題,基于現代信息科學技術和物聯網、云計算、人工智能技術、現代測試和監測技術,重點開展了預警理論與方法、監測監控設備與軟件、監測預警技術、礦山安全信息技術等研究。研發了礦山重大事故災害預測理論和方法、自主知識產權的微震監測傳感器及數據采集儀、波形自動智能識別與后處理的有線與無線微震監測系統、STL-48型48通道數字化聲發射監測系統、非接觸式巖移監測方法的多通道巖移實時自動監測報警技術、露天高陡邊坡穩定性三維立體遠程在線監測預警技術、尾礦庫運行狀況實時遠程三維信息化管理與預警系統、礦山安全遠程監管及預警數字信息平臺等,在云南獅子山礦、江西香爐山鎢礦、新疆阿舍勒銅礦、云南會澤鉛鋅礦、福建潘洛鐵礦等50多座礦山推廣應用,為礦山采空區安全隱患、工程地質災害事故預防、控制和安全管理提供了強有力的技術支撐。

                                                                      

 阿舍勒銅礦微震監測系統定位事件空間分布示意圖                                                                     巴基斯坦山達克銅金礦邊坡三維立體遠程在線監測

2、礦山巖層控制技術

  針對地下礦山開采過程發生大面積地壓活動,引起采空區頂板冒落,礦柱失穩等安全生產問題,圍繞地下礦山工程地質災害防治和高溫、高應力、高水壓條件下破碎巖體支護技術難題,研發了巖移預測及安全分析預警技術、大面積地壓控制成套技術、軟弱破碎巖體和高應力區巷道支護技術及支護新材料、強塑性富水破碎巖體巷道耦合支護技術、層疊空區下采場穩定性控制技術、礦山工程及地表建構物穩定性預測等技術。通過優化開采設計,防止開采擾動引起的巖層移動而造成相互影響,主動干預與控制地壓活動,為安全生產提供支持,研究成果在湖南錫礦山、新疆阿舍勒銅礦、吉林夾皮溝金礦、貴州波渡河鋁土礦、安徽太平礦業等60多家礦山成功應用。

  

  卸荷回采順序優化及地表巖移預測技術

3、采空區探測與處理技術

  針對金屬非金屬礦山井下采空區探測處理難度大、風險高、成本高等問題,重點開展了采空區探測、災害機理與控制、安全分級與綜合治理、空區處理協同礦柱回采等方面的研究。開發了超前鉆探/地球物理探測和三維激光掃描采空區綜合探測方法、采空區致災機理及災害控制理論、基于礦柱/頂板/微震事件活動性等關聯指標的采空區危險性分級評價體系、采空區穩定性預警及分區分級管控、采空區頂板分層爆破崩落、群空區大規模崩落及礦柱控制協同開采技術、露天分區協同強化崩礦技術、深孔軸向爆破協同拉槽技術、多臨空面多組合區域大量爆破技術等。特別對地下轉露天礦山采空區處理難題,開發了露天強化開采與空區探測及其處理同步進行技術、深孔定向聚能崩落技術與同步豎拉槽爆破技術和復雜重疊采空區夾層頂板定向誘導失穩爆破處理等多項技術。研究成果已在江西香爐山鎢礦、福建潘洛鐵礦、湖南花垣鉛鋅礦區、河南金源金礦、廣東大寶山礦業等60多家礦山成功應用。

  

  江西香爐山鎢礦復雜群采空區穩定性分析技術與安全分區與分級

      

  空區井下快遞精準探測        廣東大寶山采空區治理效果

4、 高寒露天邊坡穩定性控制技術

  圍繞礦產資源開發過程中,青藏高原、蒙古高原等地普遍存在的高寒露天礦山作業條件惡劣、生產效率低、邊坡凍融垮塌嚴重等問題。通過深入研究高寒地區巖體凍融作用機理,揭示了邊坡凍融蠕滑的發生發展過程與演化規律,研發了一套集邊坡整體穩定性控制+局部邊坡處置+控制爆破一體的高寒地區邊坡系統處置技術,開發出爆破鉆孔精準控制技術及新型預裂孔裝藥結構。研究成果在西藏玉龍銅礦、尼木縣廳宮銅礦、甲瑪銅多金屬礦、青海省曲麻萊縣大場金礦、蒙古國敖包鋅礦、塔吉克斯坦塔羅金礦等20多座國內外大型露天礦山進行了成功推廣應用,提升了高寒地區露天礦山生產作業效率,為礦區山安全生產和可持續發展創造必要條件。

   

  蒙古國敖包鋅礦局部邊坡治理               西藏甲瑪銅多金屬礦邊坡結構參數優化

5、礦山水害預測防治技術

  針對金屬非金屬大水礦山開采技術難度大、礦坑涌水量大、排水易引起地面塌陷等問題,重點開展了水文地質條件、礦區三維水文地質模型、探測與預報方法、注漿材料、水害防治等方面的研究。研發了改性黏土雙液漿、改性尾砂漿、泡沫尾砂漿等新型注漿材料(獲得了國家發明專利),開發了地下水超前探測與預報、地面塌陷與突(透)水/突泥防治、井下近礦體帷幕注漿、改性粘土礦區帷幕注漿水害控制、控制疏干、深井淹井水下拋碴注漿封底等技術。研究成果在山東萊新鐵礦與業莊鐵礦,安徽徐樓鐵礦、龍塘沿鐵礦與新橋硫鐵礦,廣東凡口鉛鋅礦,福建馬坑鐵礦,安徽白象山鐵礦與冬瓜山銅礦等30多座礦山推廣應用,為大水礦山水害防治及安全開采提供了技術支撐,也為礦山企業取得了十分顯著的經濟效益與環境效益。

    

  凡口鉛鋅礦改性粘土帷幕注漿             龍塘沿鐵礦井下近礦體帷幕注漿

6、礦區地質災害治理技術

  針對礦區巖溶地面塌陷、尾礦庫潰壩滲漏、露天礦山邊坡滑坡等地質災害問題,重點開展了巖溶塌陷形成機理、巖溶通道探查、動水注漿工藝與材料、尾礦庫潰壩機理等方面的研究,研發了礦區巖溶通道綜合物理探測、礦區巖溶塌陷治理、尾礦庫滲漏探查及治理、露天高陡邊坡滑坡治理技術等。研究成果在湖南太豐礦業、云南昭通鉛鋅礦、下告鐵礦等20多座礦山推廣應用,均取得了良好的礦區地質災害治理效果。

  

    

  云南昭通鉛鋅礦隱伏空區條件下高陡邊坡治理

    

  湖南太豐礦業洞里尾礦庫巖溶塌陷滲漏地面帷幕注漿治理

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