8月29日,在2024黄金矿业技术大会上,矿冶科技集团有限公司首席专家杨小聪详细介绍了深部破碎矿体下向分段充填采矿法的研究与应用成果,为金属矿开采领域带来了重大技术突破。
杨小聪指出,有色金属资源大多赋存在断裂破碎带中,成矿作用与岩浆岩构造密切相关,导致大量破碎难采矿床的形成。据统计,这类矿床占比超过30%,典型矿山包括金川镍矿、武山铜矿、彝良铅锌矿、喀拉通克铜镍矿以及山东黄金的三山岛、焦家、新城金矿等。
“破碎难采矿产资源储量巨大,破碎矿床的安全、高效、智能化开采对我国战略矿产资源安全保障至关重要。”杨小聪表示,传统进路式采矿法(浅孔爆破)在破碎矿体开采中面临诸多挑战,如采场生产能力小、人员劳动强度大、采矿成本高、机械化程度低,难以实现大规模开采和智能化等问题。针对这些问题,杨小聪提出了深部破碎矿体下向分段充填采矿法,旨在通过技术创新提升开采效率和安全性。
杨小聪介绍,该技术思路的核心在于利用充填体顶板稳定性优于破碎矿体原岩顶板的特性,通过进路采场向分段采场的转变,以及浅孔爆破向中深孔爆破的转变,实现大型机械化与智能化装备的应用。
在具体实施方案上,杨小聪表示,有两种技术路径:竖向交错下向分段充填采矿技术和水平交错下向分段充填采矿技术。这两种技术均采用了智能采矿凿岩台车、中深孔、深孔爆破落矿、智能遥控铲运机出矿等先进装备和技术手段,实现了充填体底下采矿,不留设原岩水平矿柱及间柱,全矿段自上而下连续开采。
在三山岛金矿的工程应用中,该技术显著提升了采场生产能力。采场结构参数优化后,采场高度增大一倍,生产能力显著提升。同时,通过理论计算、数值分析和相似材料模拟试验等方法,验证了充填体-岩体组合结构的整体稳定性。此外,还创新性地采用了大范围充填体假顶构筑技术,以及原顶板充填体内预支护设计,进一步保障了开采过程的安全性和稳定性。
杨小聪指出,现场统计数据显示,采用该技术后,采场生产能力可达400~450吨/日,损失率低于10%,贫化率低于5%,实现了高效、低耗、安全的开采目标。这一成果不仅为三山岛金矿等深部破碎矿体的开采提供了有力技术支撑,也为我国金属矿开采领域的智能化发展树立了新的标杆。