——記2015年石化聯(lián)合會科技進(jìn)步一等復(fù)雜條件下厚大緩傾斜磷礦體安全高效開采關(guān)鍵技術(shù)
磷礦是重要的、具有戰(zhàn)略意義的非金屬礦資源，中國磷礦石產(chǎn)量占世界的30％。磷礦作為一種不可再生資源，不可回收再利用，正在逐步走向枯竭。如果按當(dāng)前技術(shù)水平只考慮開采富礦，現(xiàn)有資源僅夠開采20年。?？蛋字窳椎V是國家八大磷礦區(qū)之一，礦區(qū)地質(zhì)條件極為復(fù)雜，如何在保障地表危巖體安全的前提下，探索研究井下安全高效開采技術(shù)屬世界性難題，國內(nèi)外同類礦山?jīng)]有先例。為此，湖北興發(fā)化工集團(tuán)股份有限公司、武漢工程大學(xué)和興山縣瑞泰礦山咨詢服務(wù)公司聯(lián)合設(shè)計單位組成項目組開展創(chuàng)新攻關(guān)，首次成功在國內(nèi)磷礦開發(fā)出了一套適用于復(fù)雜地質(zhì)條件下厚大緩傾斜磷礦體的關(guān)鍵技術(shù)，解決了白竹磷礦安全高效開采的重大技術(shù)問題。該項目也因此獲得了2015年度中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步一等獎。
?？蛋字窳椎V位于神農(nóng)架以東，武當(dāng)山以南，荊山山脈與大巴山相接高中山區(qū)，礦區(qū)磷礦資源豐富，是我國主要磷礦主要產(chǎn)區(qū)之一。該磷礦具有三大特點：一是屬厚大緩傾斜礦體，磷礦層由三層組成，呈緩傾斜產(chǎn)出，平均厚度為
因針對上述問題，從2010年開始，湖北興發(fā)化工集團(tuán)股份有限公司聯(lián)合武漢工程大學(xué)張電吉教授團(tuán)隊，自主一套適用于復(fù)雜條件下厚大磷礦體安全高效的“錨桿錨網(wǎng)錨索護(hù)頂、切頂分層房柱法”的采礦工藝技術(shù)。首先，項目組運用坑內(nèi)鉆探明井下頂板結(jié)構(gòu)，針對不同頂板結(jié)構(gòu)制定了分類管理的控頂技術(shù)，首次采取了“錨桿錨網(wǎng)錨索聯(lián)合控頂技術(shù)”，解決了礦層頂板安全問題。其次，項目組優(yōu)化開采技術(shù)方案，在切頂分層采礦基礎(chǔ)上首次開發(fā)應(yīng)用二步回采充填開采技術(shù)，結(jié)合混凝土礦柱膠結(jié)充填和礦房回填，使礦石的回采率由實際運行的60%提高到現(xiàn)在的85%以上，不僅年新增資源開采量30萬噸以上，而且保障了井下作業(yè)的安全性，同時解決了礦柱安全和回采率低的問題。第三，在國內(nèi)首次采用人工礦柱技術(shù)對靠近地表的采空區(qū)進(jìn)行礦柱置換，將局部廢石充填至新的采空區(qū)，地表覆土綠化，確保了地表采空區(qū)的安全穩(wěn)定，解決了地表危巖安全和井下開采安全問題。
上述關(guān)鍵技術(shù)的研究開發(fā)，共獲得了5項實用新型專利，發(fā)表專業(yè)技術(shù)論文5篇。破解了復(fù)雜地質(zhì)條件下厚大緩傾斜磷礦體開采這一世界性難題，填補(bǔ)了國內(nèi)外技術(shù)空白，保障了礦山開采安全，提高了礦山資源利用效率。該技術(shù)分別在興發(fā)集團(tuán)后坪磷礦、武山磷礦、神農(nóng)架興華礦業(yè)和興隆磷礦等單位應(yīng)用，使企業(yè)的安全生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率發(fā)生了飛躍，近三年來新增利潤8000多萬元，新增稅收5000多萬元，節(jié)約生產(chǎn)成本2000多萬元。同時近五年沒有發(fā)生重大安全事故，礦區(qū)地表危巖體監(jiān)測沒有發(fā)現(xiàn)異常。
該技術(shù)在?？蛋字窳椎V應(yīng)用后，每年磷礦石開采能力新增45萬噸達(dá)到120萬噸，每年給地方貢獻(xiàn)稅費超過1億元，為湖北?？?、神農(nóng)架林區(qū)、遠(yuǎn)安、夷陵區(qū)等磷礦資源大區(qū)縣提供了技術(shù)示范標(biāo)桿。按照綜合回采率提高10%以上計算，相當(dāng)于年新增磷礦儲量120萬噸以上，經(jīng)濟(jì)價值2.4億元以上，不僅為湖北磷礦的安全開采提供了技術(shù)支持和示范引導(dǎo)，更是為全國磷礦資源利用樹立了榜樣。