深部金属矿建井与提升关键技术
国家重点研发计划
 项目编号:2016YFC0600800
项目简介

一、立项背景:

  随着社会与经济发展需求的日益增长,我国对矿产资源的需求急速增长。浅部资源逐渐枯竭,开发深部资源便成为化解资源紧缺的唯一途径。由于深部地层应力高、水压大、地质构造复杂,建井与提升遇到很大困难。因此,要开发深部资源,首要解决的技术瓶颈是如何建造进入深部的通道和运输货物人员的工具,即必须首先破解深部建井与提升技术难题。本项目就是针对金属矿深部地层硬度大、应力高、强压缩、开挖扰动敏感等特殊性,研究金属矿深竖井建井与提升基础理论、关键技术以及工艺与装备,形成 2000m 以浅深竖井建井与提升关键技术体系与装备能力,为深部矿产资源开发提供理论基础和技术支撑。

二、关键科学问题:

1)深部地层建井工程性能及其空间变异规律与深竖井建井工程风险分析基础理论;

2)深部高应力强压缩硬岩地层原位高效破岩机理与井筒长期服役安全保障理论;

3)大载荷、大功率、大惯量深井提升基本原理与高速提升系统可靠性保障基础理论。

三、研究目标:

  研究深部地层地应力及相关物理场探测机理,寻求深部地层建井工程性能及科学表征方法;研究建井与服役中的各种风险及不确定性,建立深竖井建井工程风险分析理论和基于风险控制的优化设计方法;研究高应力硬岩地层精准破岩机理,建立硬岩地层高效掘进成井技术体系;研究复杂力学作用和各种有害因素对井筒的耦合作用,研发深井井筒结构可靠性保障与井帮围岩控制技术;研究大功率深井高速提升与控制基本原理,研发大吨位提升装备结构、轻量化容器、大功率提升机变频器智能控制及安全制动等关键技术。通过以上研究,形成 2000m 以浅金属矿深竖井高效掘进成井关键技术与装备能力和大吨位高速提升与控制关键技术与装备能力。

四、研究内容:

  1) 深竖井建井工程风险分析理论与优化设计方法;

  2)金属矿深竖井高效掘进与成井关键技术及装备;

  3)金属矿深竖井井壁结构与围岩控制关键技术;

  4)深竖井大吨位高速提升装备与控制关键技术;

  5)大吨位轻量化提升容器与牵引关键技术研究。

五、研究团队: 

  项目由北京科技大学牵头,参与单位包括山东黄金集团有限公司、中国黄金集团公司、中国恩菲工程技术有限公司、金诚信矿业管理股份有限公司、长沙矿山研究院有限责任公司、中国华冶科工集团公司、锦州矿山机器(集团)有限公司、北京首矿工程技术有限公司、东北大学、中南大学、山东大学、华南理工大学、北京中煤矿山工程有限公司、北京矿冶研究总院、中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司、洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司、徐州中矿传动与自动化有限公司、本溪龙新矿业有限公司、南京梅山冶金发展有限公司等国内20家大型企业、重点高校和科研院所。