依靠科技建设本质安全矿山

时间:2022-03-13 06:35:31

依靠科技建设本质安全矿山

招金矿业股份有限公司(简称“招金矿业”)位于中国金都—山东省招远市,是一家专门从事黄金产业开发,集勘探、开采、选矿及冶炼于一体的综合性大型企业,也是我国领先的黄金生产企业和全国同行业最大的黄金冶炼企业之一。

招金矿业的黄金矿山全部为地下开采方式,招远地区7家矿山的矿床位于招—平断裂带的主成矿带上,开采深度最深已超过800m。随着开采深度的延伸,井下温度越来越高,采矿生产面临着高应力、高温度和高渗透压的复杂难题。同时,井下地压的加大,使矿柱及围岩破坏失稳的可能性以及采场大面积垮落的可能性增加。

为此,招金矿业探索新的安全管理体制和模式,全力推进以机械化、自动化和信息化技术为核心的安全技术改造,倾力打造本质安全的现代化矿山,走出一条依靠科技保安全,促进企业可持续发展的健康之路。

实施机械化推广工程

自2004年开始,招金矿业在全公司实施了大规模的设备更新换代计划,先后投入资金1亿多元,对采、选、氰、冶等工艺进行了高端的技术改造,购进各类先进设备1000多台套,全面实现了凿岩、出矿、放矿、破碎、运输、提升、选矿的机械化连续作业,全公司机械化作业率达到90%以上。

招金矿业下属的大尹格庄金矿是蚀变岩型地质结构,矿体属于大、深、贫型矿床,建矿初期生产规模仅为350t/d,但全部采用人工扒装和电耙出矿的方式,不仅工人劳动强度大、作业时间长、占用矿房多,而且导致地压过高、冒落概率大、安全性能差、生产效率低。随着生产规模的逐步扩大,2008年末,大尹格庄矿已达到4000t/d以上的产量,要提高劳动生产效率和企业的经济效益,根本出路在于机械化,而大尹格庄的矿床储量较大,又为机械化生产提供了最基本的客观条件。

从2008年,招金矿业先后投入上亿元资金采购国产和进口的先进机械设备,机械化装备水平提高。从瑞典引进3台中深孔台车,主要用于采场长锚索支护钻孔,每台中深孔台车可以替代过去5~6台YGZ-90型钻机。同时,购进3台瑞典的BOOMER-281型凿岩台车,重点用于采场落矿,在掘进时,其优势更为明显,平均打一个眼的时间仅为110s,较过去使用的风钻,单班作业量翻了两番多,仅两台进口凿岩台车就可完成全矿近75%的落矿量,既减轻工人的劳动强度,又缩短工人在现场的滞留时间,大大提高了安全程度。针对打锚杆区域危险性较大的问题,大尹格庄矿现在采用芬兰产的全液压凿岩台车锚杆台车作业,作业人员离作业点至少4m以外,不受地表供风时间影响,可全天工作,锚杆紧固过程实现全机械化,提高了安全性能。而在过去,支护时工作人员处于危险区域的正下方,个别危险性大的顶板支护无法进行只好放弃。

机械化的推广和应用关系到矿山企业的长远发展,为此,招金矿业专门组织召开了全公司主要负责人参加的机械化应用研讨会,针对机械化应用问题,进行了全面的规划,并制定了奖励政策和激励机制。2011年,招金矿业又投资1.5亿元,更新设备2500多台套,使全公司主要设备的完好率达到98.58%,主要设备利用率达到97.66%。铲运机、天井钻机、凿岩台车等设备的应用,使矿山巷道作业基本实现机械化,井下机械化生产开始向大型化、现代化和自动化迈进。这些机械化设备的应用不仅提高了劳动生产率,还降低了工人的劳动强度,增加了作业的安全性。

实施数字化矿山建设工程

近年来,在全面推广机械化、自动化的基础上,招金矿业也加快了信息化与工业化的融合进程,实现安全生产的“管控一体化”,建立起“事故预防型”安全管理模式。

招金矿业自2006年成立安全生产指挥调度中心,建成了覆盖公司总部和各分、子公司,从井上到井下的立体光纤网络,保障信息的高速传递和信息的安全可靠传递。安全生产指挥调度中心包括在线监测监控系统、通风防尘监测系统、井下人员跟踪定位系统、自动化控制系统等。

在线监测监控系统中的井下采动动力灾害监测预警系统,通过对各监控点数据的采集与分析,将井下地压的变化曲线及时反馈到指挥中心,管理人员可通过数据分析,准确判断井下地压活动情况,以有效预防、控制地压造成的危害,从根本上杜绝恶性矿难事件的发生。

通风防尘监测系统是在作业面设立监测仪器,将作业面的CO等气体含量数据全部采集到计算机控制系统,以便及时分析作业面的空气质量,自动调整风量大小,实现通风数据信息的在线监测和资源共享,杜绝炮烟中毒等事故的发生。

井下人员跟踪定位系统是招金矿业引进中国安全生产科学研究院的最新研究成果,这套系统能够及时、准确反映井下人员的移动轨迹、地域分布和安全状态,也可以回放显示井下人员的移动路径,使管理人员随时掌握井下人员状态信息,有效、方便地进行调度管理。

招金矿业的自动化控制系统,首先针对隐患较多的提升系统,把提升过程中的5项安全保护措施全部程序化,使整个提升过程由计算机自动控制,不需人工操作,达到运行速度快、控制精度高、稳定性好、功耗低等要求,有效提高了提升系统的作业效率和安全程度。除提升系统外,招金矿业的运输、排水、通风、变配电、尾矿充填、选矿等生产工艺也进行自动化改造,现场作业人员大幅度减少、工作效率得到最大程度地提高,为本质安全化生产提供新的平台。

“十一五”期间,招金矿业在承担国家“十一五”科技支撑项目“采动地压灾害监测、预警与控制关键技术研究”和“矿井灾害监测与预警信息系统研究”的基础上,与相关科研院所共同合作,根据非煤矿山的典型重大灾害(尾矿库溃坝、岩爆、冲击性灾害、地热、水害等)的具体情况,利用典型灾害预测、预警、控制的仪器、设备及其关键技术,开发了非煤矿山典型灾害监测、预警信息技术,并在实际生产得到较好的应用,达到预期效果。

招金矿业还先后投资3000多万元,建立了协同办公、网络监控、自动控制、三维矿山模型、人员定位、井下通讯等12大功能模块,做到安全管理数字化、应急救援信息化、过程控制自动化、生产调度可视化,提高企业的本质安全水平,为安全生产奠定坚实的基础。

实施“四新”技术升级工程

大力实施机械化、信息化技术升级改造工程,使招金矿业的安全设备设施有了脱胎换骨的变化;开发、研究、引进和应用一大批安全新技术、新设备、新工艺和新材料(简称“四新”),使招金矿业的安全科技含量有了质的飞跃,安全防范能力得到进一步提升。

招金矿业旗下的夏甸金矿围绕机关办公电脑化、选矿生产自动化、井下生产机械化和企业管理信息化这“四化管理”,不断提升企业的安全技术含量,使企业的生产效益迅速提高,生产规模迅速扩大。特别是在“选矿自动化”方面,夏甸金矿投资600万元,在国内首家开发了选矿工艺过程自动化控制系统,实现选矿作业中破碎筛分、磨矿分级和浮选作业3个重要环节的自动化控制。选矿自动化系统能够将选矿工艺流程的各主要动态数据,在计算机屏幕及模拟屏上准确显示,并且所有信号由控制室集中控制,操作人员只需巡回检查,控制室人员轻点鼠标就能完成各项生产工作。选矿自动化应用以来,每年可创造直接经济效益800万元。同时,大大减少了作业人员的劳动强度,优化了一线职工的安全作业条件。

招金矿业下属的金翅岭矿将所有的竖井提升系统,安装闭路电视监控装置,把安全保护措施全部程序化。整个提升系统由计算机自动控制后,不仅运行速度快、控制精度高、稳定性好、功耗低,还有效地提高了作业效率和安全程度。金翅岭矿在提升系统的控制线路及设备上,全部安装了漏电断路器、变频器等新设备,一旦机械设备出现漏电,可以在短时间内断开电源,以保证人身和设备安全,防止用电事故的发生。金翅岭矿还在生产工艺中大规模推广应用自动化控制系统、顶板控制爆破技术等一大批新技术、新设备、新工艺,使企业主要设备的新度系数由0.56提高到0.86。

此外,金翅岭矿投资5000万元建设的COAL法处理含坤复杂金银精矿项目,采用了具有自主知识产权的中温中压处理高含坤金银精矿的核心技术,达到回收率高、无环境污染、安全系数高等要求,为企业培育了新的经济增长点。中国科学院、工程院双院士王淀佐先生曾对项目给予高度评价,认为“该工艺首创性地解决了重要技术难题,整体技术达国际领先水平,对于开发利用我国特别是西部含砷难浸金银矿和复杂金银矿、铁闪锌矿等具有广泛的推广价值和示范效应。”

实施采矿科研攻关工程

为解决采矿安全生产中的难题,招金矿业在加大机械化、信息化建设的同时,也加大了对采矿方法的研究。

招金矿业下属的河东金矿的矿体破碎,然而越是破碎矿体,品位越高,相应开采难度也越大。通常,这类矿体的损失率在30%以上。为啃下这块“难倒专家,气坏工程技术人员”的硬骨头,招金矿业发动矿内工程技术人员联合攻关,研试成功了“水平进路砖砌墙尾砂充填采矿方法”,这一新工艺的应用,不但使破碎矿体的矿石全部采出,更重要的是确保了职工的生命安全。

在采矿方面,招金矿业积极引导各矿山企业根据自身条件开展新的采矿方法研究,引进新工艺、新技术、新设备,提高采矿效率。招金矿业下属的岷县天昊黄金有限公司开展了“掘进机采矿方法研究项目”,根据矿体松散破碎的特征,借鉴煤矿无爆开采技术,改变黄金矿山传统的爆破采矿方法,引起了业界的高度关注。并且掘进机采矿方法,机械化程度高,降低了贫、损两率,节省了人力,提高了安全,为企业创造巨大的经济效益。

2011年,招金矿业又成功申请了国家“863”重大科技项目计划和国家“十二五”科技支撑项目计划,并以技术中心为平台,联合科研院所进行攻关,重点解决影响生产的突出的瓶颈问题。

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