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智能采矿,世界最大地下矿山教你如何“无人智能采矿”

日期:2017年7月20日 11:18
目前,国内矿山主要处于自动化向智能化过渡阶段,而部分国外矿山已经实现了无人矿山,比如瑞典的基律纳铁矿,今天小编就带大家了解世界最大地下矿山基律纳铁矿的智能采矿技术。
 
一、基律纳铁矿
基律纳铁矿位于瑞典北部,深入北极圈内200km,是世界上纬度最高的矿产基地之一,全年中有一大半时间被大雪覆盖,严寒难耐。同时,基律纳铁矿以产高品位铁矿石著名,其铁矿蕴藏量约18 亿 t,矿山井下巷道宽阔,采矿设备十分先进,是目前世界上最大的铁矿山之一。
 
基律纳铁矿设计原矿年生产能力为2200万t,采用高分段无底柱崩落采矿法采矿,竖井斜坡道联合开拓,是世界上最大的地下矿山之一,全矿共有4100多名员工。按照矿山生产安排,计划在2018年前完成系统改造和产能提升,届时将实现3500--4000万t的生产能力。
 
二、智能高效采矿技术
 
1、开拓
基律纳铁矿采用竖井+斜坡道联合开拓,矿山有3条竖井,用于通风、矿石和废石的提升,人员、设备和材料主要用无轨设备从斜坡道运送。主提升竖井位于矿体的下盘,到目前为止,采掘面和主运输系统已经下移了6次,目前的主要运输水平在1045m水平。
 
主斜坡道位于矿体北部的下盘,坑口在工业场地附近,标高为+230m,在进口段为单车道、双巷,延伸至420m水平时合并成为一条双车道的单巷斜坡道,直线折返形式向下延深与各生产水平、辅助水平联结。斜坡道的坡度为1∶10,巷道局部采用喷锚网支护,路面均进行了硬化处理。
 
2、采矿
1965年,基律纳铁矿由露天转入地下开采后,一直采用特大规模无底柱分段崩落法开采并沿用至今,分段高一般为50- 55m。
 
分段崩落法采矿方法
 
基律纳铁矿多年的安全高效开采得益于分段崩落法的成功应用,这种采矿方法的优点主要有:
(1) 有利于大规模、机械化、高强度开采;
(2) 井下作业场所比较安全;
(3) 采矿工艺灵活,开采工作面易灵活调整,可多个作业面同时回采;
(4) 回采工艺简单,生产设备和开采工序可实现标准化。
 
缺点和不足主要为矿石贫化较大,以及采场底部出矿时,多在独头的巷道中作业,通风难度较大。
 
3、钻孔装药及爆破
巷道掘进采用凿岩台车,台车装有三维电子测定仪,可实现钻孔精确定位。巷道掘进采用深孔掏槽,孔深一般为7. 5m,孔径64mm。采场凿岩采用瑞典阿特拉斯公司生产的SimbaW469型遥控凿岩台车,孔径115mm,最大孔深55m,该台车采用激光系统进行准确定位,无人驾驶,可24h连续循环作业。
 
采场大直径( 115mm) 深孔( 40~ 50m) 装药使用山特维克公司的装药台车,炸药为抗水性好、粘度高的乳化炸药,可以预装药,不受孔内积水影响,返药量少。爆破网络为人工连接,一般采用分段导爆管雷管、导爆管和导爆索网络。
 
4、矿石远程装载和运输与提升
 
基律纳铁矿采场凿岩、装运和提升都已实现智能化和自动化作业,凿岩台车和铲运机都已实现无人驾驶。矿石装载采用阿特拉斯公司生产的Toro2500E型遥控铲运机,斗容25t,单台效率为500t/h,周平均出矿量约3.0~ 3.5万t。这种铲运机无废气排放、粉尘少、低噪音、使用寿命长,便于集中维修。
 
井下运输系统有胶带运输和有轨自动运输两种类型,胶带运输主要负责井下破碎站至提升箕斗段运输,有轨自动运输一般由8列矿车组成,矿车为连续装、卸载的自动化底卸车。
 
胶带输送机自动将矿石从破碎站运送到计量装置中,竖井箕斗在指定位置停稳后,矿石自动装入箕斗,工作人员按下手柄提升机随即起动,将箕斗提升至地表卸载站后,箕斗底门自动打开,完成卸矿。装载和卸载过程为远程控制。
 
2010年,为了提高产量,提高设备的可靠性和效率,矿山对提升系统进行了大规模改造,对用于停车和紧急制动的液压盘式制动器进行了检修,安装了新型传感器。通过技术改造,提升系统实现了智能化。
 
三、遥控砼喷射技术支护加固技术
 
巷道支护采用喷锚网联合支护。喷射混凝土厚度一般为3-10mm,由遥控混凝土喷射机完成,锚杆和钢筋网安装使用锚杆台车。大量智能遥控机械设备的投入使用,大大减少了支护工作量和成本,提高了支护效果。
 
四、总结
基律纳铁矿基本实现了“无人智能采矿”,仅依靠远程计算机集控系统,工人和管理人员就可实现在远程执行现场操作。在井下作业面除了检修工人在检修外,几乎看到其他工人。这一切都得益于大型机械设备、智能遥控系统的投入使用,以及现代化的管理体系,高度自动化和智能化的矿山系统和设备是确保安全高效开采的关键。
 
湖大科瑞德公司04年注册于长沙市国家高新技术开发区,系高新技术企业。公司拥有一支以教授、博导为带头人,经验丰富、资历深厚的研发、管理、服务团队。公司本着“服务于矿山、造福于矿山”的经营理念,专注于数字化矿山产品的研究与开发,开发出一系列数字化矿山产品、矿山设备、矿山运输、斜坡道并广泛应用于矿山企业,并获得的用户的一致认可。 科瑞德公司分别于2012年和2014年承建了华锡集团铜坑矿和郴州黄沙坪铅锌矿的“六大系统”,均已成为数字化矿山的行业标杆,并于2015年成功改造了江西香炉山钨业六大系统,盘活其数百万元的前期投资。

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