Control and Recycling Technology of Residual of Underground Metal Mine
admin
2022-09-15
地下金属矿山残矿控制和回收技术
Control and Recycling Technology of Residual of Underground Metal Mine
技术编号
BJ-017
提供单位
矿冶科技集团有限公司
技术大类
资源能源利用技术
联系人
陈凯
技术类型
能源回收与节约技术
电话
13810827396
邮箱
chenkai@bgrimm.com
适用范围
有色金属行业
推荐单位
中国有色金属工业协会
- 技术简要说明采用BLSS-PE矿用三维激光扫描测量系统对地下矿山采空区实施非接触快速扫描建模,辅助确定残留矿体的准确边界位置,实现对残留矿体特征的精细刻画,进而通过先进的回采工艺技术,实现对残留矿体穿孔效果、爆破质量的精确控制,有效降低矿石的损失和贫化,达到残矿安全高效回收的目的。
- 技术提供方矿冶科技集团有限公司
- 技术主要指标信息脉冲式激光扫描原理,无线通讯方式,自然表面测量距离300m,测量范围径向300度,距离精度±2cm,整机重量5.2kg。
- 商业应用情况该项技术涉及相关设备、软件及工艺技术目前已成功应用于中国黄金集团西藏甲玛铜矿、马钢集团罗河铁矿、中铝集团普朗铜矿、山东黄金集团三山岛金矿、瓮福集团瓮福磷矿等国内数十家矿山以及国外吉尔吉斯斯坦库鲁-捷盖列克铜金矿。其中瓮福集团瓮福磷矿位于贵州省福泉市牛场镇,该项技术的应用使其在19年一年准确确定14个采场的三维形态,多采出矿石量达到129万吨,附加实现销售收入5089万元,同时实现生产过程人员零伤亡;三山岛金矿位于山东省莱州市,该项技术的应用使其准确摸清-546m中段的全部采场三维形态,多采出矿石量达44637吨,附件实现销售收入2089万元,同时实现生产过程中人员零伤亡。
- 希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
- 商业应用单位联系人/电话/邮箱
- 设备投资本项目技术需要使用矿用三维激光扫描仪、凿岩台车、铲运机、三维矿业设计软件等设备和软件,同时在采场爆破过程中需要使用乳化炸药、起爆雷管等。而矿山企业在矿山运营和生产过程中,凿岩台车、铲运机、乳化炸药、起爆雷管等通常为矿山已有设备和原材料,综合而言,矿山只需引进BLSS-PE矿用三维激光扫描测量系统和三维矿业设计软件即可,其中BLSS-PE矿用三维激光扫描测量系统单价约为80万元/台,计划需要数量2台,总价160万元,可适用工程规模为300万吨,技术寿命约为10年;另外三维矿业设计软件单价10万元,数量为4套,总价40万元,可适用的工程规模为300万吨,技术寿命约为10年。
- 年运行维护费用BLSS-PE矿用三维激光扫描测量系统其硬件部分涉及电源模块,因此需要电费的投入,这里按照每台1元/千瓦时的计算标准,平均将设备电源充满一次消耗10千瓦时,可连续工作约10小时,按照一个工班8小时作业,一年工作100天计算,需要电量约960千瓦时,一年电费共计:1元/千瓦时×10千瓦×100天÷(10小时÷8小时/天)=800元;现场扫描工作需要相应的人工投入,按照每台需2人操作计算,人工成本300元/人.天,工作有效天数100天,人工费共计: 300元/人.天×100天×2人/台×2台=120000元;设备使用过程中存在折旧,按照每台设备可使用10年计算,每年折旧费用共计:(80万元/台÷10)×2台=16万元;另外设备在使用过程中也可能发生故障,因此需要考虑修理费,按照修理工时2000元/天,平均故障一次维修3天,配件费平均每次10000元,每台设备每年维修1次, 修理费共计:2000元/天×3天/次×1次/台×2台+10000元/台×2台=32000元。三维矿业软件属于一次性投入,后续不涉及维护和折旧等费用,合计约为31.28万元/年。
- 投资回收期按照一次性投入200万,外加技术运行维护费用31.28万元, 实际投资回收期约为:(200+31.28)÷1382.63=0.17年。
- 附加效益据不完全统计由于无法准确获取采场实际三维边界,导致无法对采场内部存留的矿体达到应采尽采的目的,开采过程中,平均每个采场将有5%的矿体残留。以马钢罗河铁矿为例,该矿年设计生产能力约为300万吨,每年平均投入15个采场,每个采场约产出矿石20万吨,然而在实际生产中发现单个采场产出矿石均少于20万吨,据统计约为19万吨,引入该本项目技术后,单个采场统计出矿约为19.15万吨,由此可计算:年增加出矿量为0.15万吨/个×15个=2.25万吨; 罗河铁矿铁矿石品位平均约35.56%,按照当前价格折算35.56%铁矿石单价约为1100÷(63.5%÷35.56%)=614.5元/吨。平均一年增加附加效益为:2.25万吨/年×614.5元/吨=1382.63万元/年;
- 综合效益地下金属矿山残矿控制和回收技术主要是在地下金属矿山开采过程中,利用矿用三维激光扫描仪对采场进行三维形态扫描,准确获取采场的三维边界,进而与采场设计三维模型进行复合对比,确定采场实际残留矿体的位置分布和残矿量,在后续二步骤回采过程中,以采场实际三维边界数据为基础,精确设计爆破布孔位置,达到降低矿石损失贫化率和有效开采原有残矿的目的。地下金属矿山在开采过程中,由于无法准确获取采场实际三维边界,导致无法对采场内部存留的矿体达到应采尽采的目的,开采过程中,平均每个采场将有5%的矿体残留。以年产量300万吨的铁矿山为例,每年损失的矿体量将高达15万吨,而采用本项目的技术将对矿山采矿过程形成的残留矿体进行有效回收,实现矿山企业资源有效利用,增加矿山企业直接经济收益。
- 障碍对技术转移影响等级0
- 提交日期2020/12/30
- 技术成熟度地下金属矿山残矿控制和回收技术关键问题在于对采场进行三维形态扫描和对残留矿体进行精准爆破,要解决该技术关键问题,需要使用矿用三维激光扫描仪对采场进行扫描获取其三维形态数据,同时要使用三维矿业软件在扫描获取的采场三维模型进行爆破设计。目前,矿业科技集团有限公司在2014年就已经成功研发出BLSS-PE矿用三维激光扫描测量系统,已经成功应用于中国黄金集团甲玛矿、马钢集团罗河铁矿、中铝集团普朗铜矿、山东黄金集团三山岛金矿、瓮福集团瓮福磷矿等国内数十家矿山,北京东澳达科技有限公司在2012年就已经成功研发出3DMine矿业设计软件,已经成功应用了上百个矿山企业、科研院所,因此该技术目前市场普及程度和完善程度都非常高。
- 技术适用性与使用条件该技术需要使用矿用三维激光扫描仪、凿岩台车、铲运机、三维矿业设计软件等设备和软件,同时在采场爆破过程中需要使用乳化炸药、起爆雷管等。其中凿岩台车、铲运机、乳化炸药、起爆雷管等通常为矿山已有设备和原材料,而我国目前已成功研制出矿用三维激光扫描仪和三维矿业设计软件,矿山企业只需引进矿用三维激光扫描仪和三维矿业设计软件就可有效实施该技术。该技术具备技术成熟度高、无地域限制、投资回报快等优点,适用性强。
- 技术稳定性本项目技术实施流程包括:1)使用矿用三维激光扫描仪对采场进行三维形态扫描;2)使用三维矿业设计软件对采场进行布孔设计;3)根据设计的布孔图纸进行采场装药爆破;4)使用铲运机等运输装备进行矿石运输。技术实施流程涉及到的装备、软件、原材料都有成熟产品,而矿冶科技集团有限公司矿山工程研究设计所一直致力于有色金属矿山的采矿方法、充填方法和材料、安全监测技术、地下空间感知技术、残矿回采技术研究,可保障该技术稳定可靠实施。
- 技术安全性技术采用矿用三维激光扫描仪对采场进行扫描获取准确三维形态,利用三维矿业设计软件进行爆破设计,不会对环境造成二次污染。本项目技术采用的设备、软件、原材料都有成熟产品,不存在上下游资源限制及配套设施不完善的情况,另外,本项目技术已经在中国黄金集团、中铝集团、江钨集团、新疆有色集团、山东黄金集团、瓮福集团、马钢集团等国内知名矿山企业进行实际使用,市场接受度和实施必要性都非常高。
- 技术转移推广障碍0
- 知识产权转让本项目技术成果没有多家单位联合开发,科研成果和知识产权技术全部属于矿冶科技集团,没有引进国外技术。本项目取得专利包括《三维激光扫描测量方法与装置》、《激光扫描的采样数据集的处理方法和装置》、《便携式采空区三维激光扫描测量装置》、《一体化空间信息测量方法与装置》、《一种三维激光点云数据的去噪与精简方法与系统》、《一种三维激光扫描仪姿态高精度标定方法与装置》、《一种三维激光扫描空间分辨率增强的方法》、《一种扫描仪在矿山环境自主获得绝对坐标的方法》、《三维激光螺旋扫描点云三维重建方法》、《一种连续崩落采矿方法》、《一种分段采矿方法》、《一种原地碎裂采矿方法》。