Boltec E, right side view of machine in underground mine, landscape orientation

新型锚固树脂加快了 Voisey's Bay矿的开拓作业

2021年09月12日

加拿大纽芬兰 和拉布拉多省矿产丰富,当 Vale 公司在位于北部拉布拉多偏远地区的 Voisey’s Bay 镍钴铜矿转入地下开采时,该省将因此而受益。从露天开采到地下采矿的过渡预计将增加 400 个工作职位,大幅提高这个拥有 16 年历史的企业的就业情况,矿山寿命也将至少延长到 2034 年。
SEM Hatch 是一家工程建设和项目管理公司,它与 Vale 进行了整合,负责 6 年的开拓作业,据该公司称,这是加拿大最大的地下采矿扩建工程,也是迄今为止最具挑战性的工程之一。

Voisey’s Bay 有两个主要的地下矿床: Reid Brook 和 Eastern Deeps。 Reid Brook – 离地表最近的矿床,今年下半年即可率先开始生产 - 矿石将采用矿卡通过斜坡道进行运输。 在 Eastern Deeps,已知的矿体深度约为 1,100 m,用皮带输送系统将矿石运至地面。

随着输送系统进入到更深矿体,Vale公司了解到很多信息。 2018 年 10 月首次爆破之后,管理层注意到锚杆支护环节经常拖钻孔爆破循环的后腿。 整个循环时间变得无法接受。 如果 Voisey’s Bay 计划在 2021 年中期开始生产矿石,这些操作员则需要加快作业。

Voisey’s Bay 以前就在已使用安百拓的 Boltec 锚杆台车进行岩石加固,操作手坐在驾驶室上作业,远离工作面,确保安全。 但是,作业进展仍然很慢,很繁琐,令人沮丧,尤其是围岩破碎的区域更是如此。

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Voisey's Bay矿 施工经理 Will Menheere。

“我们面临的最大问题是确保锚杆真正粘在钻孔中。”施工经理 Will Menheere 说道。 “我们树脂卷喷射进孔中,插入锚杆,然后旋转,与树脂混合并让其凝固。 但我们发现,在许多情况下树脂会流入到岩石裂缝中,锚杆会被拔出来。”

 

2020 年初,Vale公司决定尝试安百拓的可泵送树脂解决方案。该解决方案已在瑞典北部的 Malmberget 地下铁矿进行了现场测试,最近Rio Tinto力拓公司在其蒙古的Oyu Tolgoi 铜金矿也采纳了该解决方案。 Voisey's Bay 是加拿大首座采用该项锚杆支护技术的矿山。

 

安百拓开发的可泵送树脂系统恰好可以解决 Voisey’s Bay矿 锚杆支护操作员遇到的具体问题:即质量不一致和不可靠的锚杆安装通常须返工才能确保岩石加固的稳固性,尤其当矿井更深、岩石在更大压力下变得更脆弱时更是如此。

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安百拓岩石加固设备全球产品经理 Peter Bray。

十年前,安百拓开始研发可泵送树脂系统。安百拓的岩石加固设备全球产品经理 Peter Bray 说,当时可选方案有限,无法满足易泵送性、快速固化时间和良好的承载特性等诸多需求。

 

“我们不希望树脂的流动性太强,因为将树脂泵入钻孔内时,这样的树脂会直接流出。 我们想要一种固化速度更快、稠度更像番茄酱的树脂。”

 

为了找到具有所需属性的树脂,安百拓与一家岩石支护解决方案领先供应商进行了合作。 该供应商成功改良了一种树脂,该树脂最常用于市政隧道开挖和地下煤矿开采领域进行岩层加固。 该树脂是两种单独组分的混合物,这两种组分混合在一起时,可提供完美的粘度:这种液体物质足以轻松泵送到钻孔中,但一旦泵送停止,又可保持原地不动。

 

该解决方案在 Voisey’s Bay 矿表现优秀,大大缩短了锚杆支护环节时间,保证锚杆的锚固力,提升了士气。  

Menheere 说:“通过采用新技术,树脂可以完全封装锚杆,我们对所有锚杆的安装质量充满信心。操作员仅需六小时即可完成一圈锚杆支护作业,而不用花费 15 小时,不会再出现令人沮丧的情绪。 我们唯一可能遇到问题的部分是岩层质量更差的区域。”

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Boltec 锚杆台车配有可泵送树脂选件

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作为系统一部分的自钻锚杆 (SDA) 也非常有效。 尽管 SDA 锚杆的单位成本可能很高,但考虑更快的锚杆支护时间和更高质量的安装时,总成本却大大降低。 Menheere 介绍说:“锚杆插进去安装即可完成,然后就可以进行下一个了。”

 

由此提高了安全性,Vale公司 岩土工程师 Brad King 补充说。 “这些锚杆提供了矿山永久性支护,所以我们不需要返回进行更多的修复。 这对我们来说是一个巨大的安全因素。 另一项优点是,我们可以让员工远离工作面,并位于良好支护的岩层下面。”

 

与此同时,由于无需重新钻进有缺陷的锚杆孔,Vale 节省了材料,使用的锚杆和树脂数量更少。

 

Menheere 说,该技术转型相对比较简单。 Vale 公司对锚杆台车进行了必要的升级以安装树脂罐和注射系统,还改变了岩层支护的采购过程,并为操作员提供一些培训,“但他们接受起来非常快,我们很快就投入了战斗。”

安百拓技术人员第一时间就来到了矿山,对新系统出现的任何用户问题进行故障排除并迅速做出响应。 安百拓与 Voisey’s Bay 持续合作,确保对 Boltec 锚杆台车进行配置,以便根据条件安装多种类型的锚杆。 Menheere 说 Vale 公司将逐渐用可接杆的空心可泵送树脂锚杆代替矿山的锚索支护。

 

将来,Vale公司正在考虑将柴油设备改为电动设备,这是其《巴黎气候协议》承诺的一部分,并且其某些矿山已开始试用。 Menheere 质疑 Voisey’s Bay矿现有的 Boltec 锚杆台车能否改为电池版的,但希望所有新岩石加固台车都是电动的。

 

采用安百拓 的可泵送 树脂 解决方案后,Vale公司的开拓速度大大加快,更加接近了Voisey’s Bay 的地下矿体,尽管因新冠疫情造成了一些延迟。 在此过程中,该技术提高了 Vale 操作员的士气,甚至提升了更广泛的本省观众的士气。

 

 Menheere 说:“我们看到了节省时间和更快到达矿体的价值,这远远超过了成本。” “在当今的行业大环境,以及在紧迫时间线内开发资本项目的氛围中,可泵送树脂可以缩短循环时间,同时确保工作人员的安全。”

Voisey’s Bay矿 Voisey’s Bay 镍钴矿位于加拿大拉布拉多北部,Nain 镇西南约 35 公里。 该企业包括一个矿山和选矿厂,还包括 Anaktalak Bay 附近的港口设施,将矿石运送到 Vale公司 位于 纽芬兰 Long Harbour 港的加工厂。 Long Harbour 工厂生产成品镍及相关的铜和钴产品。

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