安徽省科学技术奖提名项目公示
安徽省科学技术奖提名项目公示
（2019年度科技进步奖）
一、项目名称
姑山区域难采选铁矿资源绿色高效开发利用关键技术研究
二、提名者及提名意见
提名者：马鞍山市科技局
提名意见：姑山矿区是我国著名的铁矿石生产基地之一。区域内分布众多大中型铁矿山，仅马钢（集团）控股有限公司姑山矿业公司就拥有白象山铁矿、和睦山铁矿、姑山铁矿、钟九铁矿4个大型矿山。姑山矿区所处区域靠近当涂县城，环境优美，资源开发不能破坏当地生态环境；矿体禀赋条件差；工程地质与水文地质条件复杂，属典型难采、难选铁矿石资源。马钢（集团）控股有限公司姑山矿业公司与国内知名高校、科研院所通过产学研用相结合的方式展开了系列研究攻关，经过10年不懈努力，在难采资源安全高效回采、难选资源高效选别、绿色矿山建设等方面取得一系列技术创新与突破，研发出包括含水矿床“疏堵避”一体化综合防治水技术、与姑山区域富水软破矿床安全高效回采技术、超细全尾砂精细化充填技术、难选铁矿石的磨选新工艺技术在内的难采选铁矿石资源绿色、安全高效开发利用成套技术，建成了国家资源综合利用示范基地和国家级地质环境治理示范基地。项目综合研究成果达到国际先进水平，部分成果处
于国际领先水平，获得发明专利6项、实用新型专利31项、出版专著教材1部、发表学术论文22篇，形成企业标准1项。该项目已在白象山铁矿、和睦山铁矿全面应用，并推广应用于其他矿山，提升了我国难采选铁矿资源综合利用水平，取得了显著的经济效益、社会效益和环境效益。该项目内容真实、符合填写要求，申报经各单位协商，完成单位、完成人排序无异议，我单位已按要求公示无异议。提名该项目为安徽省科技进步奖。
三、项目简介
马钢（集团）控股有限公司姑山矿业公司区域内拥有白象山铁矿、和睦山铁矿、姑山铁矿、钟九铁矿4座大型矿山，因所处区域靠近当涂县城，环境优美，资源开发不能破坏当地生态环境，资源开发与环境保护融合发展压力大；矿岩节理裂隙发育，稳固性差，支护成本高，安全生产压力大；地表水系纵横，地下水丰富，部分矿山矿体本身即为含水层，防治水难度大；矿石嵌布粒度细，赤铁矿、磁铁矿、混合矿混杂，精细化选别困难。马钢集团矿业有限公司与中南大学、长沙矿山研究院有限责任公司、中国矿业大学和中国恩菲工程技术有限公司等国内知名高等院校和科研院所单位合作，借助技术创新和产学研平台，经过10年努力，通过含水矿床疏堵避一体化综合防治水技术研究、富水软破矿床安全高效回采技术研究、超细全尾砂精细化充填技术研究、软破矿床开采地压显现规律与地压监测和支护技术研究、难选铁矿
石高效分选技术研究，成功破解了姑山区域铁矿难采选资源绿色、安全、高效开发利用中存在的重大技术难题，并取得一系列技术创新与突破：（1）成功研究并应用了包括复杂水文地质条件下的综合控制疏干、强含水泥化断层破碎帷幕注浆堵水和高水头大断层避水矿柱留设在内的含水矿床疏堵避一体化综合防治水技术，首创了以深浅孔与高低压耦合注浆为主要特征的控制疏干防治水新技术，在保证水体下资源开采安全的同时，控制了地下水位的快速下降；（2）率先开展铁矿充填采矿，对普通上向进路充填法进行了重大技术革新，研发了预控顶上向进路充填法、小分段空场嗣后充填法，生产效率提高25~50%；（3）研发了高效进路采场密封技术，首创了分季节调整充填配比参数和工艺的精细化充填技术，保证了充填质量均质性；（4）创新了姑山区域细嵌布粒度磁、赤铁矿混杂难选铁矿石的磨选新工艺，大幅度提高了选矿效率和精矿品位，白象山铁矿白精品位由63.5%提高至64.86%，和睦山铁矿和精品位由64.10提高至65.17%。
通过项目实施，研发的姑山区域富水软破矿床安全高效绿色开采和难磨选铁矿石稳定高效精选成套技术体系，实现了区域难采选矿产资源绿色安全高效开发利用；通过区域矿山协同，创建了马钢姑山矿生态复垦基地，被评为国家资源综合利用示范基地，钟山排土场被评为国家级地质环境治理示范基地，获批了国家绿色矿山和马鞍山市花园矿山称号。
项目研发过程中，获得发明专利6项、实用新型专利31项、出版专著教材1部、发表学术论文22篇，形成企业标
准1项。该项目已在白象山铁矿、和睦山铁矿全面应用，并推广应用于其他矿山。2016年-2018年实现新增产值约2.41亿元，新增利税约3.25亿元，增收总额共约5.66亿元，实现了经济效益、社会效益和环境效益的优质平衡，达成了“既要金山银山，又要绿水青山”的绿色矿山建设目标。
经安徽省金属学会组织的专家评定，项目综合研究成果达到国际先进水平。
四、客观评价
中国金属学会组织专家对“姑山区域难采选铁矿资源绿色高效开发利用关键技术”进行了成果鉴定。与会专家听取了项目研究单位成果汇报，经认真质询和讨论，形成如下鉴定意见：
1、提供的评审资料齐全、完整，符合评审要求
2、本项目取得了如下成果：
（1）该项目开发了适用于大水矿床的疏堵避三位一体综合防治水技术，通过有序抽排中等以下含水层，实现地下水位平稳下降与地表含水层水位相对稳定，有效解决了传统疏干工艺带来的第四系土层不均匀沉降及地表变形沉陷环境难题。自主研发的深浅孔与高低压耦合注浆工艺和承压渗透注浆加固试验装置及方法，突破了强含水断层破碎带注浆堵水工艺与质量瓶颈难题。
（2）开发出的预控顶上向进路充填采矿法和小分段空场嗣后充填法，实现了普通进路充填采矿技术再创新，生产
效率提高25~50%，支护成本降低25~50%；开发出具有国内领先水平的采场进路密封装置和季节自适应精细化充填技术，改善了充填体强度均质性，降低充填成本18.16元/m3。
（3）开发出带水湿料控制约料装置及其制造方法和高压辊磨机辊面柱齿断齿修补方法，研制出新型有压调浆均流分料箱，突破了赤铁矿、磁铁矿、混合矿混杂矿石精细化选别瓶颈难题。
（4）项目取得的各项经济技术指标，均处于行业领先水平。
3、本研究成果已在白象山铁矿、和睦山铁矿等得到全面推广应用，技术创新突出，经济效益与社会效益显著。该研究成果整体达到国际领先水平。专家组一致同意通过评审。建议进一步加大推广应用力度。
五、应用情况
本项目研发的含水矿床疏堵避一体化综合防治水技术已在白象山铁矿应用，依据各盘区的矿体富水性的不均及不同的充水来源和补给通道，合理的采用疏、堵、避形成控制疏干系统，大幅减少了采区及矿坑涌水量，相比于传统的大疏干方案减少矿坑涌水量35%左右，改善了作业条件，提高了采掘效率，使矿山在2015年5月提前2年达产。
本项目研发的预控顶上向进路充填法已在和睦山铁矿、白象山铁矿应用，小分段空场嗣后充填法已在白象山铁矿应用，生产效率提高25~50%，支护成本降低25~50%。
本项目研发的各项成果已在姑山露天转地下开采工程
和钟九铁矿前期设计工作中得到推广应用。
自本项目实施以来，2015-2017实现新增产值约2.41亿元，新增利税约3.25亿元，增收总额共约5.66亿元。近三年经济效益如下表所示：
六、主要知识产权和标准规范等目录
七、主要完成人情况
八、主要完成单位及创新推广贡献
马钢集团矿业有限公司：马钢集团矿业有限公司为项目管理、实施单位，组织项目立项，主持制定研究技术路线，负责项目的全面审查和管理、协调各研究单位工作内容和进度，协助开发本项目各个创新技术并落实创新成果在白象山铁矿、和睦山铁矿和姑山铁矿的推广，形成规模化效益，是技术创新和成果应用推广有力的支撑和保障。
中南大学：中南大学全程参与本项目依托矿山和睦山铁矿和白象山铁矿富水软破矿床安全高效回采技术研究，针对原设计分段空场嗣后充填法（和睦山铁矿）和机械化盘区点柱式上向分层充填采矿法（白象山铁矿）存在的问题，通过攻关研究，将采矿方法变更为对矿山复杂开采技术条件适应性更强的上向进路充填法。在方法推广应用过程中，为解决普通上向进路充填法生产效率低、成本高的技术和经济不足，通过再创新，研发了预控顶上向进路充填采矿法和小分段空场嗣后充填法，并将研究成果反映在教育部地矿学科教学指导委员会高等院校采矿工程专业规划教材《金属矿床地下开采技术》中；提出了充填料浆人工假底构筑工艺技术，为矿山多中段同时开采时近顶底柱资源安全回采提供了重要保障。研究成果已在和睦山铁矿、白象山铁矿全面推广应用，并对其他矿山应用该成果进行了技术指导，创造了显著的经济效益和社会效益。
长沙矿山研究院有限责任公司：针对白象山铁矿矿体位于地表的河流下方、下部强含水层直接对矿坑充水和多条大断层破碎带切割包围矿体的复杂水文地质条件件，开发了以控制疏干为主要特征的富水矿床疏堵避一体化综合防治水技术，成功解决了传统强制疏干带来的地表不均匀沉降和塌陷的环境灾害难题技术。研究成果已在白象山铁矿全面推广应用，并推广应用到钟九铁矿前期防治水技术研究中，创造了显著的经济效益和社会效益。
中国矿业大学：采用矿岩物理力学特性试验、超前地质
探测与分析、理论分析、数值模拟分析、矿压监测及工程实践等综合技术手段，对白象山铁矿复杂工程地质与水文地质条件井巷围岩的变形破坏和稳定控制理论及技术开展了系统性研究；提出了以深浅孔与高低压耦合注浆为主要特征的控制疏干防治水新技术，对过富水断层破碎带井巷工程开展了注浆防渗加固技术研究，攻克了大断层破碎带注浆堵水技术难题，解决了传统疏干排水引起的地面不均匀沉降与塌陷问题。项目研究成果已在白象山铁矿成功应用，并为其他矿山推广应用该技术进行了现场指导，创造了显著的经济与社会效益，具有广阔的推广应用前景。
中国恩菲工程技术有限公司：结合全尾砂精细化充填技术研究成果，设计并建成了白象山铁矿超细全尾砂充填系统，为矿山推广本项目的超细全尾砂精细化成套充填技术提供了重要基础，为本项目研发的预控顶上向进路充填采矿法和小分段空场嗣后充填法的工程应用提供了充填工艺保障。
九、完成人合作关系说明。
马钢集团矿业有限公司排名第一，中南大学排名第二，长沙矿山研究院有限责任公司排名第三，中国矿业大学排名第四，中国恩菲工程技术有限公司排名第五。