微芯传感为世界第三大镍矿安全开采保驾护航——微芯链及微芯桩金川镍矿应用案例

 项目背景

      金川集团股份有限公司是由甘肃省人民政府控股的大型国有公司,下属的金川镍矿位于甘肃金昌市,是世界第三大镍矿,镍、钴产量全国第一,同时还是我国铀金属主要产地。金川镍矿作为我国重要的战略资源,各级政府部门对金川镍矿的安全开采极为重视。


 矿区开采隐患

      金川镍矿全部采用下向分层胶结充填采矿法,釆用管道自流胶结充填,充填结束后在人工假顶下进行回采作业。由于充填质量存在不确定性,导致回采过程中充填体顶邦存在垮落的可能性,充填体跨落后,处理过程中存在更大的安全风险,同时也为下一分层回采过程埋下了很大的安全隐患。
      金川集团为确保人员安全及生产开采的顺利推进,特邀安地科技派出安全监测专家小组赴开采井下现场勘察并讨论形成《基于微芯传感的下向分层胶结充填采矿法充填体应急监测预警系统方案》,详见下文。


监测预警方案

      金川矿区巷道顶部充填体及巷道两帮充填体存在垮落的可能性。基于微芯传感的安全监测系统由微芯桩、微芯链、手提式便携测站、LED显示屏、声光电报警设备、isafety安全管理云平台、手机/电脑终端等构成,实现主动监测、超前感知的充填体安全警示系统。
 


现场安装

      现场布设微芯链监测充填体沉降和监测断面收敛变形,微芯链长度可达100米,微芯桩监测充填体倾斜变形及振动。

 


 案例和数据分析

      微芯链监测精度达到1mm,微芯桩监测精度0.001°,振动分辨率61ug,采样频率800HZ,系统采集频率最高可达2min/次,满足矿山监测要求。

      2018年6月20日,微芯传感系统实时显示告警:400-60000监测部位(即充填体顶板部分)产生突变!提醒现场安全管理人员核实告警,经确认,告警部位系2号微芯链顶板位置采用注浆管道作业造成。微芯传感应急监测系统时刻关注现场工况变化,提前感知安全风险,为井下施工作业人员及专业机械设备安全护航!



实时预警
      系统设置黄色预警值和红色预警值,现场突变点变形值超过黄色预警值后,现场报警灯实时告警,LED屏滚动显示预警信息,提醒技术人员。
 


结论

      系统实现金川镍矿安全实时主动监测,安全状态发生突变之前现场实时预警,及时有效提醒现场人员采取应急措施。

      在金川镍矿井下应急预警监测前期,有些专业级的监测设备因现场极端条件限制,无法实施;而传统监测手段由于信号微弱、通视要求及人员操作危险等客观因素导致数据时断时续。微芯传感应急监测预警系统则凭借其低功耗、无线传输、工具化等特性在极短时间内实现快速安装和实时预警,得到了金川集团公司业主和相关专家的一致好评。

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