——記2015年石化聯(lián)合會科技進步一等復雜條件下厚大緩傾斜磷礦體安全高效開采關鍵技術
磷礦是重要的、具有戰(zhàn)略意義的非金屬礦資源，中國磷礦石產(chǎn)量占世界的30％。磷礦作為一種不可再生資源，不可回收再利用，正在逐步走向枯竭。如果按當前技術水平只考慮開采富礦，現(xiàn)有資源僅夠開采20年。?？蛋字窳椎V是國家八大磷礦區(qū)之一，礦區(qū)地質條件極為復雜，如何在保障地表危巖體安全的前提下，探索研究井下安全高效開采技術屬世界性難題，國內外同類礦山?jīng)]有先例。為此，湖北興發(fā)化工集團股份有限公司、武漢工程大學和興山縣瑞泰礦山咨詢服務公司聯(lián)合設計單位組成項目組開展創(chuàng)新攻關，首次成功在國內磷礦開發(fā)出了一套適用于復雜地質條件下厚大緩傾斜磷礦體的關鍵技術，解決了白竹磷礦安全高效開采的重大技術問題。該項目也因此獲得了2015年度中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會科技進步一等獎。
?？蛋字窳椎V位于神農(nóng)架以東，武當山以南，荊山山脈與大巴山相接高中山區(qū)，礦區(qū)磷礦資源豐富，是我國主要磷礦主要產(chǎn)區(qū)之一。該磷礦具有三大特點：一是屬厚大緩傾斜礦體，磷礦層由三層組成，呈緩傾斜產(chǎn)出，平均厚度為
因針對上述問題，從2010年開始，湖北興發(fā)化工集團股份有限公司聯(lián)合武漢工程大學張電吉教授團隊，自主一套適用于復雜條件下厚大磷礦體安全高效的“錨桿錨網(wǎng)錨索護頂、切頂分層房柱法”的采礦工藝技術。首先，項目組運用坑內鉆探明井下頂板結構，針對不同頂板結構制定了分類管理的控頂技術，首次采取了“錨桿錨網(wǎng)錨索聯(lián)合控頂技術”，解決了礦層頂板安全問題。其次，項目組優(yōu)化開采技術方案，在切頂分層采礦基礎上首次開發(fā)應用二步回采充填開采技術，結合混凝土礦柱膠結充填和礦房回填，使礦石的回采率由實際運行的60%提高到現(xiàn)在的85%以上，不僅年新增資源開采量30萬噸以上，而且保障了井下作業(yè)的安全性，同時解決了礦柱安全和回采率低的問題。第三，在國內首次采用人工礦柱技術對靠近地表的采空區(qū)進行礦柱置換，將局部廢石充填至新的采空區(qū)，地表覆土綠化，確保了地表采空區(qū)的安全穩(wěn)定，解決了地表危巖安全和井下開采安全問題。
上述關鍵技術的研究開發(fā)，共獲得了5項實用新型專利，發(fā)表專業(yè)技術論文5篇。破解了復雜地質條件下厚大緩傾斜磷礦體開采這一世界性難題，填補了國內外技術空白，保障了礦山開采安全，提高了礦山資源利用效率。該技術分別在興發(fā)集團后坪磷礦、武山磷礦、神農(nóng)架興華礦業(yè)和興隆磷礦等單位應用，使企業(yè)的安全生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率發(fā)生了飛躍，近三年來新增利潤8000多萬元，新增稅收5000多萬元，節(jié)約生產(chǎn)成本2000多萬元。同時近五年沒有發(fā)生重大安全事故，礦區(qū)地表危巖體監(jiān)測沒有發(fā)現(xiàn)異常。
該技術在?？蛋字窳椎V應用后，每年磷礦石開采能力新增45萬噸達到120萬噸，每年給地方貢獻稅費超過1億元，為湖北?？?、神農(nóng)架林區(qū)、遠安、夷陵區(qū)等磷礦資源大區(qū)縣提供了技術示范標桿。按照綜合回采率提高10%以上計算，相當于年新增磷礦儲量120萬噸以上，經(jīng)濟價值2.4億元以上，不僅為湖北磷礦的安全開采提供了技術支持和示范引導，更是為全國磷礦資源利用樹立了榜樣。