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世界地下礦山的智能采礦技術

   21世紀,礦業引入了一種全新理念,就是構建一種新的智能模式,實現資源與開采環境數字化、技術裝備智能化、生產過程控制可視化、信息傳輸網絡化、生產管理與決策科學化。無論是國家新發布的《全國礦產資源規劃(2016-2020)》還是去年提出的《中國制造2025》,智能化均被重點提及,智能化也成為礦山行業轉型升級的必然之路。

目前,國內礦山主要處于自動化向智能化過渡階段,而部分國外礦山已經實現了無人礦山,如瑞典的基律納鐵礦,今天就帶大家了解世界地下礦山基律納鐵礦的智能采礦技術。

基律納鐵礦

基律納鐵礦位于瑞典北部,深入北極圈內200km,是世界上緯度的礦產基地之一,全年中有一大半時間被大雪覆蓋,嚴寒難耐。同時,基律納鐵礦以產高品位鐵礦石著名,其鐵礦蘊藏量約18 t,礦山井下巷道寬闊,采礦設備十分先進,是目前世界上的鐵礦山之一。

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智能高效采礦技術

1、開拓

基律納鐵礦采用豎井+斜坡道聯合開拓,礦山有3條豎井,用于通風、礦石和廢石的提升,人員、設備和材料主要用無軌設備從斜坡道運送。主提升豎井位于礦體的下盤,到目前為止,采掘面和主運輸系統已經下移了6次,目前的主要運輸水平在1045m水平。

2、采礦

1965年,基律納鐵礦由露天轉入地下開采后,一直采用特大規模無底柱分段崩落法開采并沿用至今,分段高一般為50- 55m

分段崩落法采礦方法

基律納鐵礦多年的安全高效開采得益于分段崩落法的成功應用,這種采礦方法的優點主要有:

(1) 有利于大規模、機械化、高強度開采;

(2) 井下作業場所比較安全;

(3) 采礦工藝靈活,開采工作面易靈活調整,可多個作業面同時回采;

(4) 回采工藝簡單,生產設備和開采工序可實現標準化。

缺點和不足主要為礦石貧化較大,以及采場底部出礦時,多在獨頭的巷道中作業,通風難度較大。

3、鉆孔裝藥及爆破

巷道掘進采用鑿巖臺車,臺車裝有三維電子測定儀,可實現鉆孔精確定位。巷道掘進采用深孔掏槽,孔深一般為7. 5m,孔徑64mm。采場鑿巖采用瑞典阿特拉斯公司生產的SimbaW469型遙控鑿巖臺車,孔徑115mm,孔深55m,該臺車采用激光系統進行準確定位,無人駕駛,可24h連續循環作業。

4、礦石遠程裝載和運輸與提升

基律納鐵礦采場鑿巖、裝運和提升都已實現智能化和自動化作業,鑿巖臺車和鏟運機都已實現無人駕駛。礦石裝載采用阿特拉斯公司生產的Toro2500E型遙控鏟運機,斗容25t,單臺效率為500t/h,周平均出礦量約3.0~ 3.5t。這種鏟運機無廢氣排放、粉塵少、低噪音、使用壽命長,便于集中維修。

井下運輸系統有膠帶運輸和有軌自動運輸兩種類型,膠帶運輸主要負責井下破碎站至提升箕斗段運輸,有軌自動運輸一般由8列礦車組成,礦車為連續裝、卸載的自動化底卸車。

遙控砼噴射技術支護加固技術

巷道支護采用噴錨網聯合支護。噴射混凝土厚度一般為3-10mm,由遙控混凝土噴射機完成,錨桿和鋼筋網安裝使用錨桿臺車。大量智能遙控機械設備的投入使用,大大減少了支護工作量和成本,提高了支護效果。

基律納鐵礦基本實現了“無人智能采礦”,僅依靠遠程計算機集控系統,工人和管理人員就可實現在遠程執行現場操作。在井下作業面除了檢修工人在檢修外,幾乎看到其他工人。這一切都得益于大型機械設備、智能遙控系統的投入使用,以及現代化的管理體系,高度自動化和智能化的礦山系統和設備是確保安全高效開采的關鍵。

新常態下,我們應站在新的高度,去探索和開發新的技術,高效開發利用有限的礦產資源,任重道遠!

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