一、金属矿山采矿技术研究
重点开展深层和复杂矿床开采及无废开采技术研究、发展低品位与复杂难处理资源高效利用技术,并将这些技术进行全面推广,从整体上提高我国矿产资源利用水平、减少矿产资源开发对环境的破坏,牢固树立我院在该领域的领先地位。重点研究领域如下:
1、地下高效采矿工艺技术。大孔径、大间距、大抵抗线凿岩参数及爆破参数研究、井下大规模爆破技术研究、大规模出矿时损失贫化指标控制技术研究。
2、复杂难采矿床开采技术。针对埋藏深度大(超过1000m)的矿床开采、矿岩破碎、三下(建筑物下、水体下、交通干线下)矿床开采、风景区矿床开采及生态环境极脆弱环境下矿床开采等复杂难采条件,研究开发新的采矿工艺技术,解决这类矿床开采过程中存在和出现的技术难题,尽可能多地回收地下矿产资源,保护好矿区及周边的生态环境。
3、低品位矿床利用技术。针对我国金属矿山矿石品位普遍较低的特点,研究低品位矿床开采所具有的技术经济内在规律,寻求适合于该类矿床自身条件的最佳工艺技术,探索非常规的更为简便及经济合理的开采利用模式,使低品位矿床得到合理的开发利用。
4、矿山充填及尾废综合利用技术。着重研究全尾砂结构流胶结充填技术,掘进或剥离废石充填技术,低成本短流程胶结充填技术等,同时研究开发充填用专业配套设备及自动控制技术,不断扩大充填采矿法的运用领域,从而为矿业可持续发展提供技术支撑。
5、溶浸采矿技术。着重研究不同条件下低品位铜、金矿资源的原地溶浸、堆浸、制粒堆浸技术,结合采矿工艺进行老空区及崩落区铜金资源浸出,建立矿山“废弃”资源浸出-淬取-电积示范工程,探索不同成矿条件下铜、金资源的浸出条件及实现工业化生产的途径,为难处理的铜、金等矿物资源利用开辟新路。
6、计算机技术在采矿工程中的运用。进行计算机数值模拟、仿真及优化研究,研究内容包括三维矿山开采模型建立、岩石力学分析、采矿方法选择及工艺设计、爆破参数设计优化、各相关工艺的数值模拟仿真、技术经济评价等,通过以上计算机运用,建立典型的数字化矿山,使矿山开采各工艺环节及各阶段均处于有效的监控之中,从而整体上提高矿山决策管理的科学水平。
二、海洋采矿技术研究
我院海洋采矿技术研究一直以承担大洋协会主管的国家长远发展项目“大洋矿产资源研究开发”专项课题为重点。其重点研究领域是:
7、深海采矿技术领域。主要是深海采矿工艺技术与装备的研究,包括多金属结核试验采矿系统的研究开发和海上试验;富钴结壳及多金属硫化矿床开采技术研究与缩小比例模型采矿设备样机的研制;深海采矿设备遥测遥控及导航定位技术;海底强力作业车平台的研究开发;海面采矿船配套甲板设备的研究开发;海底采矿设备的计算机辅助设计技术及深海采矿技术的计算机模拟等。
8、深海资源勘探技术领域。主要是深海资源勘探工艺技术与装备的研究开发,包括我们“十五”研制的深海浅地层岩芯取样钻机的继续完善和加工制造,提供海上作业技术服务,并将该钻机形成系列化成熟产品;研制10-15米中深孔海底岩芯取样钻机样机并完成海上试验,为“十一五”我国深海资源勘探重点转向多金属硫化矿床提供必需的装备;研制新型实用的电视抓斗、海底多路电视摄像等新技术与设备;与北京先驱公司合作,进行深海遥控机器人、深海底长期观测站、深海多功能拖曳式探测拖体等研制。
9、深海基础材料与技术领域。主要包括深海浮力材料、深海海水电池、深海电机、深海传感元件、深海机械手及作业装置、深海小型岩芯取芯器等技术与装备的研究开发。
三、采矿装备研究
10、全系列矿用钻机研发。鉴于目前我院已有钻机产品和市场需求状况,将着力开展大型露天矿潜孔钻机研发,完善中型、小型露天矿潜孔钻机;在地下钻机方面重点开展智能全液压采矿钻机、通用型全液压采矿钻机、新型天井钻机的研发,完善环形潜孔钻机。以求填补当前产品结构中的空白,实现全系列矿用凿岩设备的生产。在开发研制新型钻机的同时,对原有产品进行技术改造,特别是借助机电一体化的研究成果,大幅度提高产品的技术含量,与国内同行拉大技术差距。
11、矿用装载运输车辆的研发。重点开展各种斗容的电动、柴油铲运机设计及整机可靠性研究,使其可靠性达到进口机水平。开展地下汽车和地下多用途工程车辆的系列化研发,重点是底盘性能参数优化设计、动力传动系统匹配优化研究、整机的可靠性研究等。
12、矿用刻槽取样机研发。刻槽取样是对待采区域(矿块)进行的地质取样工作,而我国刻槽取样长期以来都是靠手工操作来完成。采用刻槽取样机取代人工作业是发展趋势,我院于2003年我院研制了首台试验样机,研究重点是在样机的基础上作进一步的改进和完善。
13、机电液综合技术在其他领域的应用研究。我院具有机械、液压、计算机控制等方面的技术优势和研发人员,并且具有根据要求将机、电、液技术灵活应用,进行技术原始创新和组合创新的综合能力。将我院的优势与其他领域的需求紧密结合,既能带动我院科研生产工作的发展,又能为用户提供技术服务。
四、高压水射流技术研究
14、高压水射流切割机。我院在高压水切割机研究方面取得了很多科研成果,先后研制成功了GYS-400型、GYS-600型高压水射流发生器及AJC-1型磨料水射流切割装置、 250MPa纯水射流切割机、400MPa磨料水射流切割机和前混合磨料水射流切割机。今后的研究重点是解决高压水切割机的工业化应用问题,提高设备的连续运转时间及易损件的更换周期。
15、高压水发生器。研究开发有自主知识产权的系列高压水发生器:压力5~300Mpa,流量1~135m3/h,功率5.5~800Hp,生产出能可靠稳定运行的JCF家用、JCB商用、JCS工业小型、JCM工业中型、JCL工业大型、JCG工业巨型等型号机座的高压泵产品。
16、开展高压水其他新技术应用和新市场的研发。如:高压水射流除漆、除锈技术及设备;水刺非织造布用高压水射流装备;油田用注水、注浆高压水装备;管道输送用高压浆液发生装备;高压水喷射混合反应理论及其工艺和设备的研究开发;粉末冶金行业超高压水雾法制粉工艺及设备的研制等。
五、矿山安全技术研究
在矿山安全技术方面重点开展以下领域的研究工作:
17、岩石力学领域重点开展深井矿山安全开采技术研究;采空区稳定性分析与监控处理技术研究;边坡稳定性分析与监测技术研究;尾矿库稳定性分析与监控研究;声发射/微震等地压监测技术研究;矿山地质灾害的预警技术研究;基于GIS的矿山地质灾害可视化与资源共享平台研究;复杂环境条件下矿山岩层控制技术研究。
18、矿山防治水领域重点开展地下水灾害的预测预报;岩溶塌陷的防治技术;控制疏干技术;矿区帷幕注浆截流技术。
19、爆破器材与炸药生产线开发柔软导爆索、柔性高强度导爆管、配套起爆具等新产品;研发微机智能控制、监控下的LRZ-4型乳化炸药生产线。
六、检测检验及安全技术
在国家授权的检测检验领域,重点是开展冲击器、钻机、无轨运输车辆、装岩机及连接链等矿用设备和部件的安全性能检测检验,开展矿山安全标志检测检验工作;科研方面:紧紧抓住井下无人采矿技术和自动化矿山这一主题,围绕解决矿山安全生产中需要解决的问题,结合检测工作专业特点和国际采矿业发展的趋势,重点开展以下几方面主题的研究:
20、矿用关键设备事故仿真及事故分析技术研究。
21、井下采矿设备远程通讯技术;
22、井下采场人员定位跟踪系统;
23、井下采矿设备远程控制技术;
24、井下采矿设备远程故障诊断技术;
25、矿山在用设备专用检测检验设备的研制;
26、矿用关键设备事故仿真及事故分析技术研究;
27、继续研究开发CAN总线技术及应用技术。
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