[01188407]复杂空区治理与二步资源协同开采关键技术

我国金属矿山资源相对紧缺,优势易采资源渐趋枯竭,二步资源的开采对扩大资源储备、延长矿山服务年限具有重要意义。但是,该类资源受采空区等开采环境制约,赋存条件复杂,开采难度大。针对该类资源的安全、高效开采与空区协同治理技术难题,在十二五国家科技支撑计划课题（2013BAB02B05）等支持下,在复杂采空区探测机器人研发、采空区精准探测与危险度评价的基础上,提出分级治理方案与措施,基于协同开采理念,创新二步资源开采新技术,突破了我国地下复杂金属矿二步资源开采回采方法、安全控制等技术瓶颈,形成了二步资源安全高效开采技术体系,取得的主要创新成果如下： 1、综合物探法和激光探测方法精准探测了复杂地下采空区,在空区三维模型构建的基础上,进行了二步资源的分类,建立了采空区危险度评价安全评价体系,开发了基于Visual C++的采空区安全分级评价软件,实现了采空区的多指标危险度评价,为复杂空区治理与二步资源开采提供了依据。 2、研发了一种矿用采空区探测机器人。基于关键结构参数设计开发了一种小型矿用履带式移动平台;建立了采空区探测机器人数据传输与通讯系统,解决了远距离传输信号衰减、丢失和信号种类受限问题;集成开发了远程操作系统,实现了探测机器人远程控制。为复杂采空区探测提供了一种安全可靠的辅助装备。 3、分析获得了采空区及空区群失稳的灾害链机制,基于采矿环境再造与空区协同治理理念,提出了近采空区条件下的二步资源回采方案,实现了空区治理与资源回采的协同。进一步制定了1-4类危险等级复杂空区的安全监测与分级治理方案,为二步资源回采提供了安全保障。 4、设计了6类二步资源回采方案,发明了一种再造间柱回采矿柱方法、缓倾斜中厚矿体条柱再造采场结构尺寸可调可控采矿方法,以及采矿环境再造移动式泵送充填人工矿柱留矿采矿法,创新了复杂条件下矿柱回采新方法,形成了空区治理与二步资源协同开采成套技术。 该项目共获授权发明专利3项,实用新型3项,软件著作权1项,出版专著1部（部分）,发表学术论文18篇。整体技术应用于云南锡业股份有限公司大屯锡矿,并在云南锡业股份有限公司老厂分公司进行了推广应用。其中,大屯锡矿10-9矿体试验采场二步资源回采率达到81%,千吨采切比降到6m/kt,贫化率降至15%。近三年实现新增产值106390万元,利润32321万元,税收5375万元。项目取 得的研究成果为地下矿山采空区治理提供了新方法,为二步资源安全高效开采提供了技术支持,并盘活了大量矿产资源,有力保障了我国资源供给,延长了矿山服务年限,具有显著的经济效益、安全效益和社会效益,在我国非煤矿山领域具有良好的示范性和推广应用前景。