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科技向未來 ▏長沙有色院突破超深井膏體充填技術瓶頸,推動礦業(yè)綠色安全高效發(fā)展
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日前,長沙有色院創(chuàng)新研發(fā)的超深井綠色安全膏體充填新技術成功攻克多項行業(yè)核心難題,實現(xiàn)了超深井膏體安全自流輸送和復雜環(huán)境下巖移有效控制,顯著提升了深部礦山的綠色開發(fā)水平。經(jīng)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會認定,該技術整體達到國際領先水平,為全球深部礦山開采樹立了新的技術標桿。
隨著淺層礦產(chǎn)資源逐漸枯竭,深部開采已成為礦業(yè)開發(fā)的必然趨勢。然而,深部開采面臨高地應力、高地溫、高滲透壓和強烈開采擾動(“三高一擾動”)的嚴峻挑戰(zhàn),傳統(tǒng)充填技術難以滿足深部開采綠色、安全、高效的需求。長沙有色院副總工程師劉福春表示,現(xiàn)有膏體充填技術存在管道高壓輸送風險大、磨損嚴重、自流輸送困難、洗管水消耗高、接頂效果差、早期強度不足等問題,嚴重制約了深部礦山的可持續(xù)發(fā)展。
針對上述難題,長沙有色院項目團隊經(jīng)過持續(xù)攻關,創(chuàng)新研發(fā)了超深井綠色安全膏體充填新技術,重點突破以下核心領域:優(yōu)化復雜充填管網(wǎng),結(jié)合動態(tài)監(jiān)測技術,實現(xiàn)超深井長距離安全輸送,降低管道磨損與爆管風險;優(yōu)化氣水洗管工藝參數(shù),實現(xiàn)精準洗管,降低洗管水用量;通過多元協(xié)同膏體充填接頂,有效控制深部巖層位移;研發(fā)新型早強膠凝材料,顯著降低充填膠固劑用量。
該技術已在云南會澤礦業(yè)分公司成功應用,并取得顯著效益:充填管網(wǎng)精簡6230米,巡管人員減少90%以上,充填管道使用壽命延長3年;洗管水用量減少30%-60%,膠凝材料消耗量降低28.6%,單方充填成本節(jié)約17.86元;累計減少碳排放43626噸,節(jié)約成本2074萬元,經(jīng)濟與社會效益雙贏。
長沙有色院此次技術突破,不僅提升了我國深部礦產(chǎn)資源的自主保障能力,也為全球礦業(yè)綠色轉(zhuǎn)型提供了可復制的技術方案。未來,該技術有望在更多深部礦山推廣,推動行業(yè)向綠色、安全、高效方向邁進,助力“雙碳”目標實現(xiàn)。