技術團隊在研發過程中,把安全高效開采與無固廢精準開采技術緊密銜接,從源頭上破解了多年來礦產資源開發與生態環境保護兩難的困局。
科技如神奇而又萬能的“魔盒”,一旦打開,將會釋放出足以改變一個礦山命運的巨大能量。河南嵩縣山金礦業有限公司對此有著深切的體會——今年上半年,該公司黃金產量同比增幅44.36%,利潤總額同比增幅42.65%,提前45天實現雙過半。
“從建礦初期的連年虧損、入不敷出,到現在的盈利大戶、盆滿缽溢,公司能實現脫胎換骨般的變化,主要得益于無固廢精細化安全開采技術的成功應用,僅此項技術,近3年來就累計為公司新增利潤11.6億元。”該公司黨委書記、董事長、總經理王元民感觸頗深地說。
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壹
端著金碗討飯吃
“蝕變巖型金礦床猶如硬幣的正反面一樣,一方面由于‘蝕變’才造成金元素的聚集進而形成了金礦床,有的地方蝕變巖性的金品位還比較高;另一方面卻又因‘蝕變’對周邊礦巖造成破壞,形成了許多破碎帶,影響了圍巖的穩定性,增加了開采難度。”該公司運營管理部部長馬章印解釋說:“區域構造帶傾斜中厚破碎礦體屬于國內外難采礦體,構造帶與礦體交錯,礦巖破碎,穩固性差,開采技術難度大;前期采用中深孔開采損失貧化率高,技術難度大,復雜程度高。”
該公司礦山作為典型的蝕變巖型金礦,金礦床賦存于M1構造蝕變破碎帶中,礦體沿走向和傾向變化顯著,特別是急傾斜金礦床品位價值高。但是,由于區域構造帶內的蝕變巖型金礦床構造裂隙發育,礦巖完整性和穩固性較差,礦山開采過程中采場和巷道的支護難題無疑成為了最大的“攔路虎”。
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該公司作為山東黃金企業,在礦山建礦初期,因對豫西地區蝕變巖型金礦的認識研究不夠、開采經驗不足,曾走過了一段彎路。他們開始采用的分段中深孔鑿巖階段落礦的采礦方法,因礦山井下裂隙水發育、礦巖破碎且泥化嚴重,致使開采損失貧化率極大,無法實現應采盡采,造成了金礦資源的浪費。更重要的是,因礦山單個采場采準切割工程周期過長,采場個數少,采場生產接續困難,常常是“吃了上頓沒下頓”,等著“找米下鍋”,從而導致企業連年虧損,每年都得靠上面救濟過日子,嚴重制約了企業的發展。
守著金山豈能過窮日子,從不服輸的山東黃金人決定從頭做起,向科技尋求制勝之道。
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尾砂經濃密后壓濾制成磚
貳
工藝創新天地寬
說干就干,時不我待。2014年,一個以該公司主要領導牽頭、技術骨干參加,聯合中南大學、重慶大學組成的“嵩縣山金礦業有限公司蝕變帶內傾斜中厚破碎礦體安全開采關鍵技術”攻關小組成立,并迅速投入工作。
技術團隊通過持續攻關,先后攻破了一系列長期制約礦山安全高效開采難題——發明冒落松散巖體內頂板超前支護裝置,解決了構造帶內巷道掘進頂板的預支護難題;發明巷道圍巖近場應力調控方法,解決了巷道開挖并進行預支護后的巖石災變難題;提出頂板鉆孔窺視實驗與支護理論相結合,確定采場及巷道的支護方案,形成了急傾斜破碎金礦床支護安全保障技術。
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在此基礎上,他們乘勢而上,又發明了急傾斜破碎礦體的分采方法,對不同質量等級的礦巖“因礦生法”,Ⅲ~Ⅳ級礦巖采用精細化上向進路法,Ⅴ級破碎礦巖則提出C料尾砂下向進路法;發明擴大礦房回采面積的工程方法,解決上向進路三岔口暴露面積大的安全隱患;基于巖石動力學參數的巖體可爆破性分級,提出安全進路爆破方案,實現采場高效爆破;發明溜井口大塊的全自動破碎系統,并發明采場無軌與有軌耦合的礦石運輸系統,實現采場高效出礦,形成了急傾斜破碎金礦床高效開采技術。
這些安全高效開采技術的研發及應用,不僅提高了礦山的安全系數,降低了開采成本,還明顯提高了礦山回收率,實現了資源的應采盡采。
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