1、附件一： 湖南省科学技术进步奖推荐书 (2017 年度 一、项目基本情况 奖励类别： 科技进步 项目名称 全尾砂预浓密自动控制充填技术研究与应用 主要完成人 姚中亮、黎 全、康瑞海、罗先伟、段仁君、黄应盟、杨耀亮、王 旭、陈光武、彭 亮、全柏飞 主要完成单位 长沙矿山研究院有限责任公司 高峰矿业有限责任公司 项目密级 非密 定密日期 保密期限 (年 ) 定密机构 (盖章 ) 学科分类 名称 1 金属矿开采技术 代码 4404525 2 自动控制系统 代码 5154015 3 代码 所属国民经济行业 锡矿采选 所属国家重点发展 领域 水和矿产资源 任务来源 企业 具体计划、基金的名称和编号： 无
2、 已呈交的科技报告编号： 授权发明专利（项） 授权的其他知识产权（项） 项目起止时间 起始： 2012 年 7 月 30 日 完成： 2013 年 8 月 30 日 湖南省 科学技术奖励工作办公室制 二 、 推荐单位意见 推荐 单位 长沙矿山研究院有限责任公司 通讯地址 长沙市麓山南路 343 号 邮政编码 410012 联 系 人 谢长江 联系电话 13017398877 电子邮箱 传 真 0731-88670017 推荐意见：项目针对原跳汰砂充填存在的充填料浆离析严重，强度变化大且难以控制、管道磨损严重及充填深度大距离远、充填成本高及尾砂地表堆存严重污染自然环境等问题，我单位与广西高峰矿
3、业有限责任公司开展联合攻关研究，研发了全尾砂预浓密自动控制充填技术，在矿床开发过程中有效保护地表环境 不受破坏，充分回采矿产资源和利用全尾砂、废水，取得了 2 项创新技术成果。整体技术成果居国际领先水平，大幅度提高了矿山废物的综合利用率与金属矿产资源的回采利用率，显著降低充填成本。整体技术已在高峰锡矿成功应用，取得了十分显著的经济效益，具有良好的社会效益和安全效益。 声 明： 本单位遵守湖南省科学技术奖励办法及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，所提供的推荐材料真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情 形。如有材料虚假
4、或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极调查处理。 推荐单位（盖章） 年 月 日 推荐项目等级要求 同意评审结果 一等奖 二等奖 说明：请在相应栏打“”进行选择。选择“同意评审结果”表示服从评审结果；否则，当评审结果等级低于所选择的相应等级，则自动撤评；评审公示后不受理对评审结果中推荐等级的异议。 第一完成人签字 ： 年 月 日 三 、项目简介 （限 1200 字） 技术特点： 广泛应用于矿山充填领域。技术原理的实质是高浓度充填料浆自流输送。改造后充填系统由尾砂输送系统、高效深锥浓密及絮凝剂添加系统、压气造浆系统、水泥供料计量及充填料搅拌系统、配电及仪表自动化系统、其它
5、配套设施组成。 技术指标： 充填系统投入运行后，各项指标均达到合同书要求，具体 指标如下， 充填系统制备输送能力 60 80m/h 充填料浆浓度 70 72% 系统连续稳定运行时间 6 8h 系统一次最大充填量 500 600m 灰砂比 1 4 1 12 可调 应用和效益： 1）使用新的充填工艺后， 2014 年矿石贫化率由 16.1%降低至 9.56%，以高峰年产 30 万吨原矿计算，多产 19487 吨原矿，按原矿价值 2954 元 /吨（ 2014 年均价）计，价值 5756 万元。同时由于矿石损失率由 8.7%降低至 4.92%，矿山在公司 105 号矿体正常开采期间可以多回收 11.
6、3 万吨原矿，价值 3.35 亿元，同时有效延长矿山的服务年限 4 5 个月。 2）跳汰砂充填综合成本为 326.21 元 / m3，全尾砂结构流充填综合成本为234.12 元 / m3，改造后与改造前对比，成本节约 92.09 元 / m3。 2014 年充填体积为 71412.17 m3，相比改造前全年节约充填费用 657.63 万元。自 2013 年 9 月至2015 年 4 月，累计充填 108311.94m3，累计节约充填成本 997.44 万元 。 3） 2014 年高峰锡矿年产矿石 29.79 万吨，尾砂产率 28.56%，年产尾砂 85080吨。 2014 年充填体积为 714
7、12.17m，消耗尾砂 77125.72 吨。即 90.65%的尾砂充填于井下，减排效果显著。待井下更换大管径管道（内径 100mm），充填浓度进一步提高，灰砂比可适当降低，单位体积充填实体消耗的尾砂必然增加，届时可实现尾砂零排放。 四 、主要 科技 创新 1. 立项背景 广西高峰矿业有限责任公司开采的高峰锡矿为高品位特富多金属矿，矿石中富含锡、铟、铅、锑、银、硫等有用成分，目前开采深度已近 900m，采矿方法以上向水平分层充填采矿法为主，充填系统自 2000 年 8 月建成并投入使用，先后采用分级尾砂（尾矿库取尾砂）及跳汰砂对 100 号及 105 号矿体空区（包括高峰矿采矿形成的空区及民采
8、形成的空区）进行了胶结充填，累计充填体积达 30万 m3以上 。 随着高峰锡矿开采深度的不断增加，采场地压不断增大，采矿对充填质量要求越来越高，同时充填管线亦不断加长，单路充填管线长度达 3000m 以上。 原 采用的跳汰砂胶结充填虽可将充填料浆自流输送至采场进行充填，但由于跳汰砂颗粒较粗，充填系统计量系统不准，充填料浆制备输送浓度低等原因，从 而使充填料浆呈两相流输送状态，进入采场后 需大量脱水、 离析严重、充填体质量不均，同时对管道产生严重的磨损并使充填成本居高不下。 为了提高充填质量、降低充填成本，有必要对高峰锡矿充填材料及充填工艺进行优化。 为此， 广西 高峰矿业有限责任公司于 201
9、2 年 7 月委托长沙矿山研究院有限责任公司 对 充填系统 进行技术 改造，并签订研发合同。 2013 年 8 月充填系统改造完成，并顺利投产。目前充填系统已在生产实践中运行四年，达到了预期的效果，取得了显著的经济效益和社会效益。 2. 主要科技创新 1）研发高效深锥浓密机 +卧式砂池压气造浆 全尾砂处理工艺 所属学科：金属矿开采技术 针对卧式砂池尾砂处理工艺中存在的进砂效率低、造浆浓度不稳定等缺点，研发了高效深锥浓密机 +卧式砂池压气造浆全尾砂处理工艺，圆满的解决了上述问题。 低浓度全尾砂经 渣浆泵泵送至 高效深锥浓密机 ， 浓密后 底流进入卧式砂池 ，浓密机 底流浓度 60%， 溢流直接回
10、选厂循环利用；砂池中的全尾砂颗粒在自重作用下进一步沉缩；高浓度全尾砂贮存备用；砂池内沉缩尾砂通过平行气流进行流态化造浆，料浆被充分混合均匀后排入搅拌设备。 浓密机高浓度底流流量能达到 30m/h,经过 14 个小时连续进砂就能使卧 式砂池具备充填条件，有效缩短了进砂 充填循环时间。 高浓度尾砂浆进入卧式砂池不会对砂池中的砂浆浓度产生稀释作用，卧式砂池中的砂浆浓度得以保持稳定 。 充填放砂与进砂同时进行，可延长充填时间，扩大充填作业能力。 高效深锥浓密机 +卧式砂池压气造浆全尾砂处理工艺解决了进砂连续性与充填间断作业的矛盾，在生产实践中取得了良好的效果。 2） 自动控制系统 所属学科：自动控制系
11、统 为了保证充填料浆制备质量，充填站设置了完善的自动控制系统， 控制系统采用 S7-300 系列 PLC 和工业控制机作为控制核心，以智能数显表和手操器作为辅助设备 ，操作人员可以在控制室集中控制整个流程，系统具有自动和手动两种控制方式，可实现无扰动切换，以保证系统工作的可靠性和平稳性。 现场仪表测量信号通过信号分配器和控制室仪表及 PLC 模块相连。 与充填有关的所有动力设备均可在工业计算机上进行动态监视和异常报警；各工艺设备按照一定的时序和不同的要求启动、运行和关停，实现充填系统自动起、停及联锁保护。 设置 6 个摄像头（带云台）及液晶大屏幕显示器，分别对浓密机顶、卧式砂池、 7.6m平台
12、、双轴搅拌机平台（ 4.8m）、充填小井下料斗（ 0m）及操作室进行视频监控，并配置大容量硬盘 计算机进行图像存储，以便随时查阅，同时将摄像信号及系统运行参数通过以太网传输至高峰 锡矿 六大系统总监控室，以便生产管理和调度。 根据充填工艺要求，需对放砂流量、放砂浓度、调浓水流量、水泥给料量进行数据远传显示及控制，以保证充填料浆浓度按要求的灰砂比进行充填。 工业计算机以充填工艺流程图作为系统的主界面，在流程图上实时显示各控制设备运行状况，主要参数及参数设置画面、通过切换可以显示动态数据、历史曲线、数据统计等画面，能实现参数查询、数据自动统计、打印等功能，具有相应的报警功能和工艺处理措施。 2.
13、科技局限 性 （限 1 页） 适用于金属矿山，对于非金属矿山及煤矿的适用性有待检验。 往后主要研究方向为： 1）研制廉价高效的水泥替代品，降低胶结剂成本。 2）在保证充填浓度稳定的条件下，优化充填工艺，降低充填建设投资成本和运营成本。 3）充填自动控制系统的研制与优化； 4）充填设备的研制，包括尾砂浓密设备、搅拌设备、输送设备等； 5）提高充填仪表精度及耐久性，如浓度计、流量计等。 四 、主要 科技 创新 （保密要点） （仅限专用项目填写，限 1 页） 1 保密要点 2 相关保密行政管理部门审核意见 部门（盖章） 五 、 客 观评价 （ 限 2 页。围绕科技创新点的创新性、先进性、应用效果和对
14、行业科技进步的作用，做出客观、真实、准确评价。填写的评价意见要有客观依据，主要包括与国内外相关技术的比较， 国家相关部门正式作出的技术检测报告、验收意见、鉴定结论 ，国内外重要 科技奖励 ，国内外同行在重要学术刊物 、 学术专著 和 重要国际学术会议公开发表的学术性评价意见 等，可在附件中提供证明材料。非公开 资料 （如私人信函等）不能作为评价依据 。） 1.中国有色金属工业协会于 2015 年 9 月 10 日在长沙市主持召开的科技成果评价会，专家评价： （ 1）研发的高效深锥浓密 机 +卧式砂池压气造浆全尾砂处理工艺，有效提高了放砂浓度及稳定性； （ 2）研制的自动控制系统，实现了充填设备
15、的有效控制及充填料浆制备参数的有效调节。 （ 3）充填料浆制备技术先进，充填体强度满足采矿要求，输送能力保障了矿山生产要求。主要技术经济指标先进。 （ 4）在高峰锡矿应用两年的时间里，充填系统工艺顺畅，运行参数稳定可调，实现年充填量 7 万 m以上，其技术成熟，重现性好。 （ 5）研究成果已在高峰锡矿应用，为高品位特富矿床的高效开采提供了安全保障和技术支撑。研究成果可在类似矿山推广应用。 （ 6）研究成果已 在高峰锡矿成功应用两年以上，取得了显著经济和社会效益。 （ 7）项目整体技术达到了国际先进水平。 2.湖南省科技信息研究所查新结论：目前国内外未见与该查新项目综合技术特点相同的文献报道。 3.多批次专家及矿山企业领导去高峰锡矿考察学习，发挥了很好的示范效应。 4.全尾砂预浓密自动控制充填技术研究与应用获 2016 年中国有色金属工业科学技术奖二等奖。
