簡介
礦山工程研究設計所 是北京礦冶研究總院( BGRIMM )主體專業研究所之一。 長期以來一直致力於硬岩礦床開採關鍵與共性技術的研究與開發工作,先後承擔了大量國家級重大科研課題。在露天與地下金屬礦採礦方法、新型充填材料及充填工藝、露天與地下礦山爆破、地壓監測與控制、地下溶浸採礦以及礦山信息化等方面取得了豐碩的科研成果,為推動我國礦業科技進步發揮了重要作用。礦山工程研究設計所技術力量雄厚,現有教授級高級工程師 8 人,高級工程師 3 人。目前設有採礦工藝與爆破、充填技術與新材料、礦山岩石力學、礦山安全與工程、溶浸採礦和岩土工程等課題組。
研發領域
一、礦山岩石力學主要包括原岩地應力測量、露天邊坡和地下構築物加固與監測、礦岩物理參數測試、地下空區與露天邊坡穩定性分析以及地下開採合理回採順序的最佳化等技術。
二、採礦方法與爆破主要包括大直徑深孔採礦法( Vertical Crater Retreat )、自然崩落採礦法、全尾砂高濃度充填採礦法、上向或下向進路水砂充填採礦法、分段充填採礦法、大型露天礦陡幫開採以及露天與地下聯合開採技術等。
三、充填技術與材料主要包括充填料漿製備、管道輸送、高濃度全尾砂膠結充填技術、塊 ( 廢 ) 石膠結充填技術、無水泥膠結充填技術、廉價膠結充填材料及添加劑的研發以及爐渣、粉煤灰和赤泥等綜合利用技術。
四、溶浸採礦主要是低品位氧化銅礦原地破碎浸出技術和硫化銅礦細菌浸出技術。
五、礦山安全與裝備主要包括爆破振動測試、高精度多點位移監測、礦山提升系統自動控制以及礦山信息化等技術。
六、尾礦工程主要包括尾礦庫設計、評價和治理研究。
科技成果
自 1999 年至 2006 年,礦山工程研究設計所共完成 210 多項研究和設計項目。研究成果獲國家科技進步二等獎 3 項,獲省部級獎勵 24 項。這些研究成果的推廣與套用為我國礦業科技進步發揮了重要作用。1、深部和複雜難採礦床 安全高效採礦綜合技術 自“九五”以來,礦山所重點開展了深部和複雜難採礦床開採技術研究。先後承擔了深井礦山強化開採技術研究、深井高應力高溫銅礦床開採綜合技術研究、 高溫複雜礦體區 域 整體崩落採礦技術研究、安慶銅礦特大礦柱的開採研究以及大範圍隱患區下安全高效採礦技術研究、 大型露天金屬礦高台階陡幫開採等重大課題。通過大量課題研究,取得了深部和複雜難採礦床採礦系列成就。研究成果已套用於凡口鉛鋅礦、冬瓜山銅礦、安慶銅礦、華錫集團銅坑礦等。其中,高溫複雜礦體區域整體崩落採礦試驗是國內目前最大爆破量的一次地下礦山爆破。總裝藥量達 150 噸,崩落面積為 6500m 2 ,崩落礦量 77 萬 t 。所採用的階段束狀密集深孔爆破技術和大塊體下放礦技術為國內首創,該研究成果獲有色金屬工業科技進步一等獎。此外,“地下礦山高階段強化開採新工藝綜合技術研究”獲國家科技進步二等獎。
2、大直徑深孔 大規模採礦技術大直徑深孔大規模採礦技術研究一直是礦山研究所的重點研究方向。從 70 年代開始,進行了大直徑深孔爆破技術的系統研究與套用,自主開發了具有創新意義的束狀孔當量球形藥包爆破採礦技術和變抵抗線集束孔大爆破技術,形成了完整的技術體系。
礦山研究所進行的廣東凡口鉛鋅礦大直徑深孔採礦法,地下礦連續開採工藝技術和裝備,安徽獅子山銅礦地下礦山 高階段強化開採新工藝綜合技術研究, 高溫複雜礦體區域整體崩落採礦技術, 束狀孔當量球形藥包大量落礦採礦技術等研究與套用,獲國家科技進步一等獎 1 項,國家科技進步二等獎 2 項,省部級科技進步一等獎 2 項。 研究成果已套用於凡口鉛鋅礦、金廠峪金礦、冬瓜山銅礦、獅子山銅礦、安慶銅礦、華錫集團銅坑礦等。
礦山所先後完成了“ 難采難選低品位銅礦地下溶浸工業試驗”、“ 採空區存窿礦石就地細菌浸出技術試驗研究”和“原地破碎微生物浸礦技術研究”等多項重大研究課題。形成了“孔網布液、靜態滲透、注漿封底、綜合收液”技術特色的具有國際先進水平的成套原地浸出提銅技術。通過多學科、多領域技術成就的創新升級和有機集成,首次在我國實現了難采難選低品位氧化銅礦地下工業化浸出,取得了顯著的生產效益和環境效益。研究成果獲國家科技進步二等獎。
4、地下礦山高濃度充填採礦技術充填技術和充填採礦工藝研究一直是礦山研究所的重點研究內容。近年來開展了分段充填採礦法研究、凡口鉛鋅礦提高尾砂充填利用率研究、盤區機械化細砂水砂充填採礦研究、 山東望兒山金礦全尾砂高濃度充填採礦新技術研究和立式砂倉活化全尾砂高濃度連續充填試驗研究等多項研究工作。 2002 年開始與加拿大技術專家合作,共同開展立式砂倉活化全尾砂高濃度連續充填和管道輸送技術研究,通過尾砂過濾、高濃度活化攪拌技術與設備研究以及新技術、新材料的開發,形成了利用砂倉直接將沉澱尾砂製備成高濃度料漿的重要技術成果,並已成功套用於冬瓜山銅礦深部充填。
5、金屬礦床無廢害採礦技術礦山所針對金屬礦床開採過程中產生最多的三大固體廢料源,廢石、尾礦和赤泥,運用工業生態學原理和工程科學方法,研究開發出了能有效減少廢石產出量的露天與地下聯合開採技術,能實現礦山廢料資源化的高濃度全尾礦充填技術,以及 赤泥膠結充 填技術和自然級配廢石膠結充填技術。這些全新的金屬礦床無廢害開採技術能從根本上解決金屬礦床開採過程中可能出現的環境危害問題。該項技術成果獲國家科技進步二等獎。並在銅綠山銅鐵礦、豐山銅礦、銅坑錫礦和會澤鉛鋅礦等推廣套用。此外,在“九五”期間礦山研究所開展了礦山復墾研究工作,先後承擔了“平果鋁土礦復墾技術研究”、“建設露天礦山高效復墾技術示範區”和“赤泥堆場壩外邊坡植被技術研究”等項目,獲省部級獎勵多項。
6、大摻量粉煤灰與赤泥綜合利用技術礦山所利用粉煤灰和其他廢渣開發礦山充填材料,並在山東萊州金倉公司建成一座新型膠凝材料廠,產品已經在該公司望兒山金礦、倉上金礦套用,取得良好效果,完全可以替代水泥。並承擔中鋁公司重點科研項目“山東鋁業赤泥快速築壩技術研究與工程化”和廣西自治區科技攻關項目“氧化鋁赤泥築路技術研究”,解決了赤泥堆存和利用中存在的難題,此項技術成果已經在中鋁山東分公司和廣西平果鋁投入套用。
7、金屬礦山岩體穩定性動態監測與預警技術礦山所先後研製成功了 CRAE-1 型岩體穩定性監測儀、 8B 1.6M 岩體聲發射監測定位儀、岩層位移報警儀等以計算機控制為特點的高精度岩體穩定性及岩移監測系列產品。 8B 1.6M 岩體聲發射監測定位儀、 豎井 提 升語音提示儀、 岩體聲 發 射實時監測預報系統以及新一代DSVM -4C 型測 震 儀已在凡口鉛鋅礦、安慶銅礦、壽王墳銅礦等獲得成功套用,儀器採用數學傳輸技術實現了遠程實時岩體穩定監測與岩移信息分析處理,是我國礦山安全生產技術領域的重要技術成就。