金属矿山绿色高效开采理论与技术

一、科研人员

学术带头人：吴爱祥

主要骨干：宋卫东、尹升华、高谦、王洪江、金爱兵

二、研究简介

金属矿山绿色高效开采理论与技术，重点展开深部金属矿绿色开采理论与关键技术、复杂难采金属矿床开采方法与工艺、膏体充填开采理论与技术、矿山“三废治理”和资源综合利用技术等研究，实现了深部、复杂矿床的高效绿色开采。

三、主要研成果

该方向获国家科技进步二等奖2项、省部级奖25项，授权发明专利45项，发表SCI/EI论文100余篇，出版学术专著2部。成果在国内金属矿山广泛推广应用，为我国金属矿安全绿色高效开采提供强有力的理论与技术支撑，促进了绿色矿业的发展。同时成功应用于赞比亚谦比希铜矿等国外矿山，推动了我国金属矿绿色高效开采技术登上世界舞台。

针对金属矿床赋存条件复杂、资源回收率低的特点，实验室人员依托国家科技支撑计划、国家重点研发计划等重大科研课题，构建了复杂金属矿床绿色高效开采理论与技术体系并实现工程化应用：

1. 创立了高应力破碎矿床连续开采新技术。针对地应力高、矿岩破碎、埋藏深的特大型金属矿床，创新了深部岩石力学理论与岩层控制技术，研发了蜂巢结构进路无矿柱大面积连续回采新技术，实现高应力特大型破碎金属矿床的高效、低贫损开采。

2. 研发了海底大型金属矿床高效开采新方法。针对上覆岩层易沉降、海水渗漏易导致矿井突水的千米垂深海底大型矿床，创新了海底金属矿开采理论与安全保障成套关键技术，开发了采场交替上升无房柱连续采矿新方法，实现海底大型硬岩矿床低沉降规模化安全高效开采。

3. 开创了基于膏体充填的绿色开采新模式。针对矿岩松软破碎且遇水易泥化的富水金属矿床，率先提出膏体充填绿色开采新模式，创新了全尾砂料浆浓度强化提升与膏体流变学理论，研发了膏体料浆制备与输送技术，有效处置矿山固废并大幅提高资源回收率，实现金属矿山无废化绿色高效开采。

膏体充填技术

获国家科技进步二等奖2项、省部级一等奖5项，授权发明专利30余项，发表SCI/EI论文100余篇，出版学术专著2部。成果在国内金属矿山大面积推广应用，为我国金属矿山绿色高效开采提供强有力的理论与技术支撑，促进了绿色矿业的发展。同时成功应用于赞比亚谦比希铜矿等国外矿山，推动了我国金属矿绿色高效开采技术登上世界舞台。

佐证材料：

[1] 国家科学技术进步二等奖，金川镍矿高应力特大型矿床连续开采综合技术，2012年. (此项成果未包括在上次重点实验室评估期中)

[2] 国家科学技术进步二等奖，海底大型金属矿床高效开采与安全保障关键技术，2012年. (此项成果未包括在上次重点实验室评估期中)

[3] 新疆维吾尔自治区科学技术进步奖一等奖，软破难采矿体膏体充填安全高效开采关键技术研究及应用，2016年.

[4] 中国有色金属工业科学技术一等奖，谦比希铜矿破碎缓倾斜矿体开采及膏体充填关键技术研究，2015年.

[5] 中国有色金属工业技术发明一等奖，绿色充填胶凝材料开发与废石粗骨料资源化利用，2016.

[6] 宋卫东，付建新，谭玉叶. 金属矿采空区灾害防治技术[M]. 北京：冶金工业出版社，2015.

[7] WU Aixiang，WANG Yong，WANG Hongjiang，et al. Coupled effects of cement type and water quality on the properties of cemented paste backfill[J]. International Journal of Mineral Processing，2015，143：65-71.

[8] CAO Shuai，SONG Weidong. Effect of filling interval time on the mechanical strength and ultrasonic properties of cemented coarse tailing backfill[J]. International Journal of Mineral Processing，2017，166：62-68.

[9] 吴爱祥，王勇，王洪江，等. 一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方法，发明专利，ZL201510334903.8，2017年2月授权.

[10] 高谦，杨志强，杨玉强，等. 一种采矿用充填胶凝材料配比决策方法，发明专利，ZL 201310733426.3，2015年12月授权.