智慧矿山与铁矿l色高效开采关键技?
汇报人:柛_?
东北大学智慧矿山研究中心
2
018q?08?10?
汇报提纲
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东北大学智慧矿山研究中心?
铁矿资源开采新挑战
智慧矿山思?
贫铁矿绿色高效开采研I成?
一、东北大学智慧矿qI中心简?
中心名称
中文名称Q智慧矿qI中?
英文名称QINTELLIGENT MINE RESEARCH CENTER
领域和学U?
研究cd
所属领域:资源环境
学科分类Q矿业工E?
应用基础研究
研究与发展成果应?
单位负责?
MQQ邵安林 院士 常务副主任:柛_?副主任:׃成、毛亚纯
地点
东北大学本部校区/沈阳市和q_文化?-11P110819Q?
二、铁矿资源开采新挑战
挑战1Q我国铁矿石因品位低Q难采、难选、难Ӟ开发利用过E中污染产排量大?
控制难、风险高、生态破坏重?
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建立全系l优化、全q程配置、全生命周期控的绿色智能制造理论和关键技术?
建立高效、低뀁绿色开发关键技术体pR?
建成C采选一体化、大规模充填技术、自然崩落法技术示范基地?
张家湑֜下采选一体化pȝ
五品联动模式
二、铁矿资源开采新挑战
挑战2Q矿q宛_育全q程监测信息的孤岛效应与d防控技术的~失
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建立矿体开采过E岩体力学响应的“空-??深”四l一体化实时监测pȝ
揭示矿体开采诱发地灑օq程岩体深部l观破裂与岩体表层宏观位Uȝ兌?
建立一套基于实时监信息的地质工程灑֮预测pȝ与灾害防控技?
预测滑坡?
?
I???深”监系l?
潜在灑֮区域
岩体q宏细观分析方?
二、铁矿资源开采新挑战
挑战3Q数字化、智能化、自动化E度低,理_放Q技术水q?
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?
?
Z三维模型与增强现实技术,建立数字开采技术^?
Z物联|技术,建立q程遥控与无人采矿技术^?
Z大数据与云计技术,建立矿山生控q_
控
数字开?
q程遥控+无h采矿
三、智慧矿山徏设思?
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智慧矿山是智能经社会发展的必然Q是信息化与工业化深度融
合的产物Q更是行业发展大势所。智慧矿q内涵Q不能简?
地理解ؓ信息化或化,它是遵@pȝ工程理论Q利用现代信
息技术和已知知识应对未知变化Q实现对矿山生l营d感知Q?
l筹优化各种资源Q在W合矿山安全生、环境保护要求的前提
下,实现矿山资源利用效率与经社会效益自d态^衡?
智慧矿山是实现高效、绿艌Ӏ安全、智能矿q产基本保障?
?
全国矿资源规划Q?016-2020q_》,明确?
安全
资源
环保
效益
出“十三五”期间大力推q“互联网+矿业”发展,
加快智慧矿山Q促q企业组l机构和理模式?
革,加快传统矿业转型升?
智慧
矿山
三、智慧矿山徏设思?
?
智慧矿山实质是:以工艺技术升Uؓ基础、以信息技术和?
造ؓ手段的管理模式的深度变革Q必矿山发展能力和水q_到革
命性提升。当前,正值矿p业调整{型的关键时期Q加强矿山领?
的技术和理创新研究势在必行。当前智慧矿山徏设,W合矿业发展
大趋势,对引领整个行业的发展h重要C意义?
安全
数字化开?
无h化操?
大数据分?
化指?
开?
生?
和谐
智慧
开?
通过化关
键技术实现全
程的优?
智慧
矿山
环境
保护
降?
增效
企业
效益
云数据共?
自动化调?
四、铁矿l色高效开采研I成?
研究成果
1
2
3
4
、矿山全程生与管理模式研I?
、露天矿_և安全开采技术研I?
、地下矿l色高效开采技术研I?
、矿山危险源监测与预警技术研I?
四、研I成果_矿山全流E生产与理模式研究
五品联动模式
囄
??
地质、采ѝ配ѝ选矿、冶炼子pȝQ颜
色的深浅表示pȝ间递进q程中所在的层次
边界品位、采出品位、入选品位、精矿品位?
入炉品位Q是各子pȝ的要素,颜色的深?
表示品位的高低,即h值的富集E度
表示pȝ间递进的方?物流转移的\径,?
pȝ联动q程中因产品关系产生的直接媄?
理层面的信息反馈,包括子系l状态、指
数评仗工作修正意见等
五品联动动态决{系l?
pȝ与管控^台的信息通道
?
五品联动”是以系lh值最大化为目标,l筹评h地质品位、采?
品位、入选品位、精矿品位、入炉品位,全系l联动优化?
四、研I成果_露天矿精准安全开采技术研I?
露天矿环境空天地协同监测技?
?
背景Q以往露天矿边坡灾宛_使用单一监测手段Q无法全面掌控灾xI特征,?
响灾害的监测预警?
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天基Q卫星高分遥?
I基Q无人机
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地基Q热成像、GPS、测量机器h
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?
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?面监融?
I?
?
在U?ȝ监测融合
?
?
变Ş?温度场综?
现场监测与数值模拟耦合
四、研I成果_露天矿精准安全开采技术研I?
露天矿环境空天地协同监测技?
背景Q以往矿山环境遥感监测多用单一波段Q存在“异物同谱”现象,分类_ֺ低,难以辑ֈ
_监测?
露天矿固?
监测
露天矿土?
可见?q红外光׃A
热红外光p计
露天矿植?
?
有效解决了地物在单一波段存在的“异物同谱”现象,实现了矿q境要素遥感的_?
l探?
四、研I成果_C矿绿色高效开采技术研I?
?
C采选一体化pȝ研究
C采选一体化pȝ实现了无废开采,废石不出坑,直接回填Q不建地
面尾矿库Q地表不受破坏,对经、生态具有重要意义?
Q?
Q?
Q?
Q?
Q?
Q?
1Q?C大型室岩体稳定性;
2Q?C选矿厂空间结构布|;
3Q?C采选系l抗震特性;
4Q?大型C室施工过E信息化监测Q?
5Q?大型C室施工过E工E地质灾害预警;
6Q?采选一体化室设计、施工相兌范制定?
U?
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四、研I成果_C矿绿色高效开采技术研I?
Z体致裂自然崩落法技术研I?
?
自然崩落法的使用条g为:矿石应是不稳固的Q最理想条g?
h密集的节理和裂隙的中{坚矿矻I当拉底到一定面U之
后能自然崩落成大适中的矿矛_?
?
?
Z佉K色金属矿满自然崩落法的使用条gQ必降低矿?
的坚固性系敎ͼ改变矿体的岩矛_学性质?
利用体致裂人工q预技术诱发矿体Ş成高密度|状裂隙Q从
而降低矿岩的坚固性系敎ͼ人工改变矿体的地质条件?
急倾斜矿体天然裂隙
压裂d布置
致裂后矿体裂隙发?
?
矿体上盘围岩 ?矿体下盘围岩 ?矿体 ?矿体原生裂隙 ?预裂??人工q预裂隙|?
四、研I成果_C矿绿色高效开采技术研I?
Z体致裂自然崩落法技术研I?
?
?
水压致裂裂纹单一?
气体比水h更大的压~?
比,同时气体分子较小Q?
h更好的渗透性,气压
裂生的裂纹更ؓ复杂Q?
通常Z族裂U簇?
室内水致裂试?
沉K孔方?
垂直d方向
气压致裂复杂~网
室内气压致裂试验
四、研I成果_矿山危险源监与预警技术研I?
库在U监及预警pȝ
四、研I成果_矿山危险源监与预警技术研I?
边坡E_性在U监及预警pȝ
四、研I成果_矿山危险源监与预警技术研I?
矿山地压在线监测及预警系l?
四、研I成果_矿山危险源监与预警技术研I?
1
-岩体力学参数表征、三l重构及关键块体识别
矿山致灾评hpȝ
利用三维不接触测量系l对岩体出露l构面进行现场测试,重构岩体三维?
廓ƈ对结构面q行_և识别Q通过l计分析得到各组l构面的几何l计信息。再
Ҏl构面几何参数特征值及蒙特卡洛法生成含节理的岩体三维模型?
l?
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p?
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左视?
岩体三维囑փ
双?
l构面几何参数特征?
們Qͼ
分布?均?
l?
?
qwQmQ?
分布?均?
倾角Qͼ
方差
方差 分布?均?方差
1
2
正?
负指?0.679 0.27^2
正?
0.897 0.26^2
正?
正?
135.78 56.45^2 指数 76.76 10.11^2
147.25 28.73^2 正?42.57 12.71^2
3
0.476 0.127^2 指数
293.94 10.93^2 指数 68.24 5.95^2
19
四、研I成果_矿山危险源监与预警技术研I?
2
- 数值模拟及微震监测相结合的岩体损伤
q程分析Ҏ
矿山致灾评hpȝ
微震数据
导入数值模?
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?
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q?
U?
q?
E?
数D?
分析损伤q程
20
四、研I成果_矿山危险源监与预警技术研I?
3
及预警^台研?
利用三维Ȁ光扫描AQ对q输大、采行激光扫描。处理点云结果,实现
- Z虚拟现实技术的多源信息协同监测技?
矿山致灾评hpȝ
巷道、采ZlŞ貌重构?
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Ȁ
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E?
21
四、研I成果_矿山危险源监与预警技术研I?
3
- Z虚拟现实技术的多源信息协同监测技?
矿山致灾评hpȝ
及预警^台研?
通过二次开发,应力场、微震数据集成到虚拟现实pȝ之中Q?
实现在动态开采过E中地压演化规律的真三维昄?
石h沟铁?
夏甸金矿
22
习主席在十九大明指出:
刉是企业发展的“金钥匙”?
矿业工程作ؓ夕阳产业Q借助
U技创新东风扬帆再航Qؓ?
华民族伟大复兴再做A献?
东北大学智慧矿山研究中心愿行业同?
一起ؓ矿业工程的再度辉煌們օ所能?
敬请各位专家批评
指正Q?
?谢!
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