1.項目的簡單概述

我國冶金礦山80％礦石量來自于露天開采。目前，我國大多數大中型露天礦已進入深凹開采，礦山生產遇到兩個突出問題：第一，運輸距離加長，運輸效率降低，導致生產成本急劇上升。只有研究和采用新的運輸系統，才能維持礦山的正常生產。第二，隨著開采深度的增加和邊坡的加高加陡，一方面，開采難度越來越大，開采安全性越來越差；另一方面，對大型露天礦，提高邊坡角又是充分回收資源、減少剝離量、降低生產成本的重要手段。因此，必須研究邊坡設計優化和深部強化開采技術，在保證生產安全的前提下，提高邊坡角，減少剝離成本，提高經濟效益。同時，大型露天礦生產設備品種多、數量大，生產和管理環節多，提高生產和管理技術水平，對企業降耗增效意義重大。

本項目以水廠鐵礦為依托工程，完成了下列主要研究內容：

（1）采用國際上最先進的汽車－膠帶半連續運輸技術，在水廠鐵礦建立了一條礦石運輸和兩條排巖運輸系統，通過研究解決了系統設計和運行過程中的關鍵技術問題，單條排巖運輸系統和礦石運輸系統的生產能力分別達到2100萬噸/年和1100萬噸/年。

（2）在大量系統的工程地質、水文地質勘查、礦區地應力場測量和礦巖物理力學特性試驗基礎上，采用大型非線性三維有限差分法、離散單元法和基于GIS的三維極限平衡法進行了邊坡穩定分析和設計優化，使各區的總體邊坡角分別提高了1°～6°。

（3）研制了礦車自動調度及管理系統和地測及采掘進度計劃編制與實施系統，開發了具有自主知識產權的露天礦自動化調度模型和軟件系統，并在水廠鐵礦建立了基于GPS定位系統的生產設備自動調度和管理信息系統，實現了生產調度自動化。

2. 項目來源

本項目是“十五”國家科技攻關重大項目課題（編號：2001BA609A-08）。

3. 項目的最新進展、所達到的水平

通過本項目研究，解決了大型露天礦深部開采中的關鍵技術問題，不但為水廠鐵礦創造經濟效益1.27億元/年，使水廠鐵礦的生產和管理達到國際同期先進水平，而且項目研究成果對露天礦山具有普遍意義，具有廣泛的市場應用前景和極大的推廣應用價值。2004年6月經教育部組織鑒定，研究成果總體上達到國際先進水平。

4. 項目的關鍵數據

水廠鐵礦總體邊坡角提高1°～6°；運輸成本下降50％；生產效率提高15%；生產成本下降15%；水廠鐵礦西部排巖系統運輸能力達到1800萬噸/年，東部排巖系統達到2100萬噸/年，礦石運輸能力達到1100萬噸/年。在攀鋼朱家包包鐵礦建立了國內首條坡度為40‰～45‰的陡坡鐵路試驗線；朱－蘭鐵礦運輸效率提高14.28%，延長礦山服務年限7年；在朱－蘭鐵礦建成了國內第一條陡坡鐵路工業生產試驗生產線,全長880米；定制了一臺224t工況電機車，用于工業試驗；完成了40‰陡坡鐵路系統施工圖。

應用范圍：本項目四個專題的研究成果已在水廠鐵礦和朱家包包鐵礦得到成功應用，做到了邊研究、邊開發、邊應用。本項目研究解決的是露天礦深部開采中具有共性的關鍵技術問題，因此對全國同類礦山具有普遍適用意義，具有廣泛的推廣應用前景。