《露天礦精細化開採時空原理研究》是依託武漢理工大學，由任高峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：露天礦精細化開採時空原理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：任高峰
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
迄今為止，國內外礦床露天開採工藝中的廢石剝離、廢石運輸與排放、邊坡維護、廢石場的復墾與綠化等幾個重要環節的內在規律與關聯性研究缺乏深度挖掘。傾斜礦體露天開採所形成的直線形邊坡穩定性差，廢石剝離量大，礦石生產成本高企。從空間與時間的角度出發，運用彈塑性理論深入研究深凹露天邊坡岩體應力分布規律，推導不同情況下凸曲線形邊坡自穩的數學與力學表達式。運用工業與系統工程的方法，開展深凹露天礦、淺埋露天礦精細化開採理論與方法研究，基於相關數字礦山軟體，建立露天開採信息系統。在保證露天邊坡臨空時間最短、邊坡穩定的前提下，以整個露天采場廢石運輸功最小為原則，用就近剝離的廢石對完成回採分段處邊坡進行快速回填護坡，降低邊坡維護與治理費用，從而把條件合適的深凹露天最終邊坡角提高5～8 ，減少巨大的廢石剝離量，發展礦山岩石力學邊坡維護理論，初步建立我國露天礦山精細化開採理論體系，實現露天礦安全、低成本、環保開採。
結題摘要
一直以來，國內外露天礦生產都屬於粗放式的開採模式，礦石開採、礦岩運輸與排放、邊坡維護、廢石場復墾等幾個重要環節多是相對獨立的。隨著機械化水平的提高，露天礦生產規模越來越大，礦山粗放式開採所帶來的環保壓力使得當前的礦產資源開採處於一個“經濟”、“安全”、“環境”、“可持續”等多因素共同影響的尷尬境地。基於露天礦生產中所存在的突出問題，採用理論分析、室內試驗、現場監測以及系統開發相結合的方法，針對性開展了深凹露天礦、淺埋露天礦精細化開採理論研究。從空間與時間的角度出發，運用彈塑性理論、時間序列法深入研究了橢圓形深凹露天礦邊坡岩環的環向應力狀態，結合軸比論、莫爾¬—庫侖強度理論推導出橢圓形深凹露天礦邊坡形狀表達式，與傳統的穩定性理論確定的邊坡形狀相比，該邊坡形狀可在保證邊坡穩定的前提下減少巨大的廢石剝離量；露天礦精細爆破是露天礦精細化開採體系的重要環節，採用高速攝像技術對180°對摺、緩結、輕度死結和嚴重死結四種對摺打結導爆管，對單一破孔、連續破孔特殊情況下的導爆管傳爆可靠性進行了室內試驗研究；以岩石力學為基礎，運用數值模擬的方法分別研究了淺埋露天礦內排壓幫複合邊坡穩定性狀況、深凹露天礦廢石回填減震護坡作用機理；本項目研究首次給出了露天礦精細化開採的基本定義、內涵、技術結構體系以及實現過程；基於虛擬儀器技術，開發了一個集生產工藝信息、安全監測信息及決策指揮體系於一體的露天礦精細化開採信息採集與管理系統，實現露天礦各生產工藝環節之間的數據共享，為露天礦最佳化生產管理方案提供基礎數據；基於VFP語言進行設計開發，採用B/S模式開發了露天礦山精細化成本管理系統，進而實現礦山開採過程精細化管理。項目研究成果初步建立了我國露天礦山精細化開採理論體系，實現露天礦安全、低成本、環保開採。
