2016国家科技进步奖推荐项目：金属矿集区集约开采关键技术与应用

国家科学技术进步奖推荐项目公示

一、项目名称: 有色金属矿集区集约开采关键技术与应用

二、推荐单位：中国有色金属工业协会

三、推荐奖种：科技进步奖

四、项目简介

我国金属矿床赋存的最大特点是大矿床少，中小矿床多（约占80%），是我国金属矿业发展的最大约束。云南个旧矿区是世界着名的锡资源矿集区，矿床呈多、小、散矿群产出。由于长期无序开采，可采资源消耗殆尽，2004年被国务院列为首批资源严重危机矿山。为解决生存问题，实现可持续发展，成果完成单位提出了创建“区域矿山”的新思路，历经10余年持续攻关，突破了一系列理论问题和关键技术难题，开发了集约采矿新技术，成功创建了区域矿山，实现了传统产业的技术升级，推动了金属矿业的科技进步。

（一）主要科技内容

1、创立了区域矿山设计优化理论与方法

（1）首创以“集聚资源、空间重构、集约开发、协同发展”为核心的“区域矿山”建矿模式。基于个旧矿区资源特点，将产业集群理论、产业生态学和协同采矿学相结合，完成“区域矿山”建设的顶层设计。

（2）创立了多重约束条件下矿集区三维空间资源优化配置方法。主要包括：①矿集区工程设施空间布局蚁群算法优化方法；②多重约束矿区资源配置遗传优化模型；③压气网络最小树优化算法和边缘地带压气机移设动态优化模型；④矿集区内供电网络优化配置模型；⑤通风网络计算机模拟优化配置分析技术；⑥水资源相空间重构耦合神经网络优化配置模型；⑦区域矿山地下运输虚拟仿真模型。

2、变革与创新了区域矿山集约采矿技术

（1）发明了缓倾斜厚矿体采矿环境再造连续采矿嗣后充填采矿法。创造废石注浆构筑间柱和一步骤回采新工艺，回收率达92%，实现了800吨/日的跨越目标。

（2）创造了缓倾斜多层破碎矿体深孔合采嗣后充填采矿法。开发旋转切削深孔凿岩和多层矿体合采新技术，提高工效3.3倍，采场生产能力由150吨/日提高到440吨/日。

（3）发明了缓倾斜薄矿体盘区回采机械化连续采矿技术。取代了沿用半个多世纪的全面采矿法；提高工效1.9倍，采场生产能力由100吨/日提高到400吨/

日。

3、区域矿山运输装备与信息化系统的建设与应用

（1）研发了20吨CJY20/6GP550地下变频电机车，应用于井下窄轨长距离大物流运输系统，运输效率提高1倍。

（2）突破和解决了运行车辆行驶中预警及防碰撞等关键技术，开发并建设了电机车运行监控系统，实现了井下电机车智能调度与远程控制。

（3）建设了先进适用的井上下联动无线通讯系统、水泵/变电站无人值守系统、空压机、风机远程自动控制和井下环境监测及人员定位系统等。

（二）技术经济指标与应用效果

（1）重塑了我国锡工业的国际竞争力。云锡新增有色金属总量243.8万吨，锡资源储量翻番，保有量居世界第一，延长矿山寿命24年，成为全球锡行业的龙头企业。近三年实现新增销售额14.93亿元，利润7.22亿元，新增税收2.47亿元。

（2）创建了我国金属矿业首座“区域矿山”。矿区再设计与生产系统简约重构，把原26座矿山重组为4座、14个选厂重组为3个；创建分区共享、远程信息化管控的集约化生产辅助系统。重构了以“一中、三平、四斜、五竖、三区、三厂、四矿”为骨干的“区域矿山”安全、集约、高效资源开发新格局。

（3）构建了资源集约绿色开发平台。区域矿山集约采矿新技术已在云锡大面积应用，盘活低品位资源1600万吨，淘汰低效高耗设备2900台套，固体废物资源化提高43.7%，矿井废水循环利用量提高49.4%，节能折合标准煤84893吨。

项目获发明专利13项，实用新型专利6项，出版专着4部，发表论文50余篇。经专家鉴定：总体技术达到国际领先水平，分别获省部级科技进步一等奖3项、二等奖1项。项目成果在云南蒙自矿冶、华锡集团、马关都龙等矿区推广应用。该项成果是极具中国特色的资源开发新模式，为我国金属矿业中小矿群规模化开发、产业转型升级开辟了新途径，推广应用前景广阔。

五、推荐单位意见

该项成果是我国金属矿采矿领域面向国家重大需求的重要创新成果。主要技术创新成果为：首创以“集聚资源、空间重构、集约开发、协同发展”为核心的“区域矿山”建矿模式；创立了多重约束条件下矿集区三维空间资源优化配置方法；创建了我国金属矿业首座“区域矿山”；研制了填补国内外空白的20吨地下变频电机车；发明了典型复杂难采缓倾斜矿体采矿方法；突破了我国长期以来没有解决的采矿技术难题。

该项目覆盖范围广、难度大，复杂程度国际上少有，研究成果整体技术国际领先。该项研究成果使个旧矿区摆脱了严重资源危机，可延长矿山总服务年限24年。避免了大量重复建设与投资，节能降耗显着，扩大了生产规模，降低了采矿成本，盘活了低品位资源1600万吨，新增产值66.53亿元、利润29.32亿元、税收11.08亿元，经济、社会和环境效益显着。

该项研究成果为我国金属矿业广大中小矿群实现规模化开发走出了一条新路，不仅是技术创新驱动产业转型发展的重要成果，而且是我国矿集区提升资源配置水平，促进资源开发方式由粗放向集约转变，实现新型工业化道路的成功典范。

相关技术成果已经在云南、湖南、广西、甘肃等多个矿集区推广应用。

我会对照国家科学技术奖授奖条件，推荐该项目申报2016年度国家科学技术进步奖一等奖。

六、客观评价

1、通过教育部科技查新工作站对本项目主要科技内容进行国内外查新，获得如下结论：“在国内外公开发表的文献中，已见与查新点相同的一些研究内容，多为该查新项目委托人课题组的研究成果（含发明专利），但未见与该查新项目综合技术要点相同的报道。”

2、2005年6月20日，云南省科技厅对云南锡业集团（控股）有限责任公司、中南大学和昆明理工大学共同承担的云南省省院省校合作项目“缓倾斜含水层状松软矿体深孔连续采矿技术研究”进行鉴定，赵永宁、顾晓春等专家认为“项目的实施，成功针对大马芦矿体的赋存特点变革了缓倾斜层状松软矿体的采矿技术，……，这是采矿技术的重大创新。研究项目获得显着的经济效益，在云锡和其他类似矿山的开采中具有重要的推广应用前景。研究成果达到国际领先水平”。

3、2012年3月24日云南省科技厅主持，邀请国内着名专家对“区域矿山创建与集约化采矿技术”进行科技成果鉴定，与会专家刘放来、王运敏等对项目进行了评价“项目实施中取得了多项发明专利，……，取得了显着的经济效益、社会效益和环境效益，提升了我国资源开发利用的技术水平，为云锡打造国际一流矿业企业奠定了坚实的基础。研究成果为类似条件矿集区的资源开发提供了成功范例。该项目研究成果具有重大技术创新，其整体技术具有国际领先水平”。

4、2012年9月23～24日，在人民大会堂召开了国土资源部与人民日报社联合主办的“国土资源节约集约利用论坛”，以“推进资源节约集约利用，促进经济社会科学发展”为主题。矿产资源分论坛的论题为“先进技术方法与矿产资源综合利用”。本项目的研究成果被认为“资源节约集约利用已破题，并显示出了