金川集团有限公司重大科技攻关及产品结构调整研讨会材....doc

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金川集团有限公司重大科技攻关及产品结构调整研讨会材料之一

技 术 难 题 汇 总

金川集团有限公司
二○○四年五月

前 言

金川集团有限公司是采、选、冶配套的大型有色、化工联合企业，生产镍、铜、钴、铂族贵金属、金、银、原料化工等产品及相应的系列深加工和盐类产品，是国内最大的镍钴铂族金属生产企业。公司拥有世界著名的超大型多金属共生硫化镍铜矿床，保有镍金属储量450万吨，铜金属保有储量近300万吨。目前已形成年产镍7.5万吨、铜12万吨、钴2200吨、铂族贵金属2500公斤及70万吨原料化工产品的综合生产能力。
近年来，金川公司坚持依靠科技进步，立足全球发展，实施国际化经营，改革发展取得显著成绩。2003年，实现营业收入82亿元，利税总额14亿元；生产镍产品6万吨，铜产品10万吨。为实施公司发展战略，公司提出到 2006年，有色金属和原料化工的生产能力分别达到40万吨和120万吨。到2010年，实现营业收入200亿元，利税总额达到20亿元，将公司初步建设成集科、工、贸为一体跨国经营的大型企业集团。
经过45年的建设和发展，我们深切地认识到，科学技术是第一生产力，只有依靠技术进步，才能走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。2001年4月，公司成功召开了进入新世纪后的第一次产品结构调整战略研讨会，极大的促进了公司的技术创新和技术进步，对扩大经济总量，提高经济增长质量发挥了重要作用。为深入贯彻落实科学发展观，实现可持续发展，公司决定在今年6月召开新世纪以来的第二次重大科技攻关和产品结构调整战略研讨会，进一步加强同科研院所、高等院校及有关企业的合作关系，解决制约公司发展的重大科技难题，加快公司产品结构调整的步伐。通过技术进步，提高矿产资源利用的深度和广度，实现公司经济增长方式的战略转变。
为开好本次会议，我们将公司在有色金属采、选、冶及化工工艺创新、新产品开发、装备水平提升、安全环保等方面的重大技术难题汇编成册。我们热忱期望关心金川发展的各位专家学者，围绕技术难题，通过各种方式与我们开展联合技术攻关，在金川持续快速的发展和中国镍钴工业再创辉煌的伟大事业中，建立不朽的功勋。

金川集团有限公司
二ＯＯ四年五月二十五日

若有意合作，请按以下方式与金川集团有限公司科技开发部联系：
部门主管：于晓霞 电话：[phone] Fax: [phone]
专 业
联系人
电 话
电子邮件
地质
王玉山
0935-8811467
wangyushan@
采矿
文有道
0935-8811467
wenyoudao@
选矿
张柳一
0935-8811389
taoweidong@
冶金、产品开发
兰华龙
0938-8811938
lanhualong@
化工、环保、理化检测
陶维东
0935-8811389
taoweidong@
机械、电气、自动化及其它
陈 茜
0935-8812505
chenqian@

目 录
一、地质与采矿 1
1提高龙首矿采区生产能力的研究 1
1．1现状 1
1．2研究的目标及效果 1
2龙首矿西部贫矿开采研究 2
2．1现状 2
2．2技术指标要求及效果 2
3龙首矿矿井通风总体系统的优化与研究 2
3．1现状 2
3．2技术指标要求和预期效果 3
4厚大富矿体(二矿区1#矿体)高效、低耗采矿方法研究 4
4．1现状及存在的问题 4
4．2研究目的及效果 4
5金川二矿区矿房、矿柱两步回采与大面积连续回采工艺的对比研究 5
5．1项目现状及存在问题 5
5．2预期的目标 5
6二矿区深部大面积连续开采充填体质量调查评估研究 5
6．1项目现状及存在问题 5
6．2预期的目标 6
7金川矿区井下废石充填可行性研究 6
7．1项目现状及存在问题 6
7．2预期的目标 6
8二矿区矿井通风决策技术模块研究 6
8．1现状 6
8．2项目达到的目的 7
9控制充填体的分层离析提高充填体质量的综合技术研究 8
9．1充填工艺及充填体现状 8
9．2预期的目标 9
10 F17以东贫矿开采可行性研究 9
10．1项目现状 9
10．2预期效果 9
11金川Ⅲ矿区高应力破碎条件下自然崩落法前期研究 9
11．1现状 9
11．2项目的技术指标要求和预期效果 10
12金川矿区地压监控、崩落区监控系统研究 10
12．1现状 10
12．2预期目标 10
13金川矿区深部岩石力学、高应力蠕变破碎岩体与受采动影响区域巷道支护工艺研究 11
13．1项目现状及存在问题 11
13．2研究预期的目标及效果 11
14针对金川不良岩层，综合改进钻探工艺 12
14．1项目现状及存在问题 12
14．2预期的目标 12
15金川铜镍矿床深边部地质找矿 12
15．1现状及存在问题 12
15．2预期的目标 13
二、选矿 14
1提高金川铜镍矿石铜回收率的研究 14
1．1项目现状及存在问题 14
1．2预期的目标 14
2提高金川矿石冬季生产指标的研究 14
2．1项目现状及存在问题 14
2．2预期的目标 15
3低品位硫化镍矿选矿工艺研究 15
3．1项目现状及存在问题 15
3．2预期的目标 15
4二矿区富矿石、龙首矿石混选新工艺研究 15
4．1项目现状及存在问题 15
4．2预期目标 16
5金川矿石应用半自磨工艺的论证及研究 16
5．1项目现状及存在问题 16
5．2预期的目标 17
6金川矿石物质组成研究 17
6．1项目现状及存在问题 17
6．2预期的目标 17
三、冶金 18
1蒸汽干燥工艺应用于镍精矿的可行性研究 18
1．1项目现状及存在问题 18
1．2预期的目标 19
2镍闪速炉数值仿真与操作优化研究 19
2．1项目现状及存在问题 19
2．2预期的目标 19
3降低闪速炉渣含镍的研究 20
3．1项目现状及存在问题 20
3．2预期的目标 20
4高镍锍缓冷与磨浮工艺研究 20
4．1项目现状及存在问题 21
4．2预期的目标 21
5铜自热炉低压富氧吹炼技术的开发 22
5．1项目现状及存在问题 22
5．2预期的目标 22
6合理配料稳定控制矿铜阳极板贵金属含量研究 22
6．1项目现状及存在问题 22
6．2预期的目标 24
7镍铜熔炼系统2004年～2010年合理生产格局的论证 24
7．1镍铜熔炼系统生产能力发展回顾 24
7．2现有的生产能力 24
7．3目前的技术改造内容及计划进度安排 25
7．4不同条件下年生产能力及镍原料结存分析 25
7．5分析后存在的问题 26
7．6需要论证解决的问题 26
8镍电解净化除铜工艺及铜渣氯浸渣处理工艺的研究 27
8．1项目现状及存在问题 27
8．2预期的目标 28
9镍电解一次铁渣处理工艺的研究 28
9．1项目现状及存在问题 28
9．2预期的目标 28
10采用新型材料，提高镍扣极板绝缘层质量和使用寿命的研究 29
10．1项目现状及存在问题 29
8．2预期的目标 29
11 SO42-、Cl-等阴离子影响高品质碳酸镍质量的基础理论研究 30
11．1项目现状及存在问题 30
11．2预期的目标 30
12硫化镍可溶阳极电解溶液体系中，生产低钴电解镍的研究 30
12．1项目现状及存在问题 30
12．2预期的目标 31
13铜电解新型添加剂及其配比的研究与应用 31
13．1项目现状及存在问题 31
13．2预期的目标 31
14高纯阴极铜含氧量控制技术的研究 31
14．1项目现状及存在问题 32
14．2预期的目标 32
15电积钴氯气回收利用工艺的研发与应用 32
15．1项目现状及存在问题 32
15．2预期的目标 32
16白合金处理工艺的研究 33
16．1项目现状及存在问题 33
16．2预期的目标 33
17钴溶液净化除钙、镁、锰工艺研究 33
17．1项目现状及存在问题 33
17．2预期的目标 34
18提升电积钴产品质量的研究 34
18．1项目现状及存在问题 34
18．2预期的目标 34
19优化铜阳极泥焙烧工艺，降低焙砂含硒 34
19．1项目现状及存在问题 34
19．2预期的目标 35
20银电解除碲工艺的研究 35
20．1项目现状及存在问题 35
20．2预期的目标 35
21提高贵金属回收率的工艺研究 35
21．1项目现状及存在问题 35
21．2预期的目标 36
22新型萃铂工艺的研究及应用 36
22．1项目现状及存在问题 36
22．2预期的目标 36
23硫酸体系不溶阳极电积镍过程中酸雾治理 36
23．1项目现状及存在问题 36
23．2预期的目标 37
24大型离心分离机的开发与应用 37
24．1项目现状及存在问题 37
24．2预期的目标 37
25生物浸出技术 38
25．1项目现状及存在问题 38
25．2预期的目标 39
26红土矿冶金技术 39
26．1项目现状及存在问题 39
26．2预期的目标 40
27炼铜转炉白烟灰处理工艺的研究 40
27．1项目现状及存在问题 40
27．2预期的目标 41
28硫酸镍溶液深度净化工艺研究 41
28．1项目现状及存在问题 41
28．2预期的目标 42
29贵州多金属钼镍矿处理工艺研究 42
29．1项目现状及存在问题 42
29．2预期的目标 43
四、化工及环保 44
1甲酸钠合成法草酸工艺优化 44
1．1项目现状及存在问题 44
1．2预期的目标 44
2采用吸收——解析法对金川低浓度二氧化硫烟气中硫资源回收的工程化研究 45
2．1项目现状及存在问题 45
2．2预期的目标 46
3以经济安全方式优化冶炼用氯输送工艺 46
3．1项目现状及存在问题 46
3．2预期的目标 46
4七水亚硫酸钠脱水工艺研究 46
4．1项目现状及存在问题 46
4．2预期的目标 47
5金川二期镍系统制酸所产酸性废水中的镍、铜金属的无中和回收 47
5．1项目现状及存在问题 47
5．2预期的目标 48
6硫酸延伸产品的开发 48
6．1项目现状及存在问题 48
6．2预期的目标 49
7镍、钴、稀贵金属精炼含氯废气污染治理 49
7．1项目现状及存在问题 49
7．2预期的目标 50
8尾矿砂综合利用研究 50
8．1项目现状及存在问题 50
8．2预期的目标 50
9冶炼渣综合利用研究 50
9．1项目现状及存在问题 50
9．2预期的目标 51
10粉煤灰综合利用研究 51
10．1项目现状及存在问题 51
10．2预期的目标 51
五、产品开发 52
1羰基镍工艺产品分级与自动包装线的开发 52
1．1项目现状及存在问题 52
1．2预期的目标 52
2羰基镍工艺降低合成压力的研究 52
2．1项目现状及存在问题 52
2．2预期的目标 53
3建设气化冶金重点实验室开展分解动力学基础理论研究 53
3．1项目现状及存在问题 53
3．2预期的目标 53
4金属有机化合物开发 54
4．1项目现状及存在问题 54
4．2预期的目标 54
5银系列产品开发 54
5．1现状及问题 54
5．2预期的目标 55
6催化剂研究开发 55
6．1项目现状及存在问题 55
6．2预期的目标 56
7超细金属粉体材料的开发 56
7．1高品质纤维状镍粉和陶瓷电容器用球型镍粉的研制 56
7．2 陶瓷电容器用球型铜粉和纳米铜粉的研制 56
8镍钴金属及金属氧化物粉末产品升级及工艺、设备升级 57
8．1钴粉性能的提升 57
8．2气相沉积法制备超细粉体材料技术 57
8．3超细粉体材料的过滤和洗涤技术 57
8．4微米级（D50＝0.1～20μm）金属或氧化物粉末的分级技术研究 58
8．5高温水解法在镍、钴氧化物粉体材料制备中的应用 58
8．6亚微米级（0.2～3μm）金属粉末的钝化技术 58
8．7锂离子电池正极材料物理化学性能对电池加工、使用性能的影响 59
8．8燃料电池、锌－空气电池材料的开发 59
8．9 粉体材料开发基础性研究 59
9高纯产品开发 60
9．1高纯金属制备技术 60
9．2铂钯铑铱基体提纯 60
9．3高纯硫（5N ）产品的研发 61
9．4高纯磷（5N ）产品的研发 61
10镍基合金板带生产线论证 61
10．1项目论证方面 61
10．2工艺与设备方面 62
11采用复合高导电材料，降低电解镍粉电耗 62
11．1项目现状及存在问题 62
11．2预期的目标 63
12改进镍粉自动刷粉装置，提高生产效率 63
12．1项目现状及存在问题 63
12．2预期的目标 63
13提高电解铜粉防氧化水平，生产高品质电解铜粉 63
13．1项目现状及存在问题 63
13．2预期的目标 64
14酸性含铜废水回收利用技术优化方案 64
14．1项目现状及存在问题 64
14．2预期的目标 64
15高铅铜合金冶炼技术研究 64
15．1项目现状及存在问题 64
15．2预期的目标 65
16高效雾化喷嘴技术研究 65
16．1项目现状及存在问题 65
16．2预期的目标 65
17粉体材料分级系统含破碎、分级、收尘输送装置的研究 65
17．1项目现状及存在问题 65
17．2预期的目标 65
18粉末新产品开发 66
18．1包覆粉末 66
18．2金刚石触媒粉 66
18．3涂料用高纯度、高密度氧化铜粉 67
18．4涂料用片状铜金粉 67
19高品质镍合金产品产业化 68
19．1软磁合金产品 68
19．2膨胀合金产品 69
19．3高温合金产品 70
20冷凝管开发生产中技术难题 71
20．1白铜空心锭铸造技术 71
20．2减少HSn70-1冷凝管挤压周期性裂纹 71
20．3探伤废品产生的原因分析及对策 72
20．4提高穿孔针使用寿命 72
21研究解决上引Ф8mm铜杆存在疏松和中间缩孔的问题 73
21．1项目现状及存在问题 73
21．2预期的目标 73
六、理化检测 74
1铜阳极泥中砷、锑、铋、碲的分析研究 74
1．1项目现状及存在问题 74
1．2预期目标 74
2硒中碳元素分析方法的建立 74
2．1项目现状及存在问题 74
2．2预期的目标 75
3矿石中Rh和Ir的分析 75
3．1项目现状及存在问题 75
3．2预期的目标 76
4钴铜合金分析样品制备 76
4．1项目现状及存在问题 76
4．2预期的目标 76
5温度引起高硫镍铜精矿及钴精矿物质构成变化的机理研究 76
5．1项目现状及存在问题 76
5．2预期的目标 77
七、机械、电气、自动化及其它 78
1西主井提升系统电控技术改造 78
1．1项目现状及存在问题 78
1．2预期的目标 79
2 2#皮带驱动站扩能改造研究 79
2．1项目现状及存在问题 79
2．2预期的目标 79
3电积钴始极片加工机组的研发与应用 79
3．1项目现状及存在问题 79
3．2预期的目标 79
4硫酸生产系统优化控制的研究及应用 80
4．1项目现状及存在问题 80
4．2预期的目标 80
5 关于金川集团公司供用电系统谐波治理的研究 80
5．1项目现状及存在问题 80
5．2预期的目标 81
6全自动立式板框压滤机的完善、改造及系列化开发 81
6．1项目现状及存在问题 81
6．2预期的目标 81
7自动化电积钴板破碎设备的开发 81
7．1项目现状及存在问题 81
7．2预期的目标 82
8精炼厂镍生产系统自动化生产线的研制 82
8．1项目现状及存在问题 82
8．2预期的目标 83
9通过应用工业机器人等焊接工装提升井下无轨设备金属结构件的质量及生产效率 83
9．1项目现状及存在问题 83
9．2预期的目标 83
10 提高耐磨件的质量及档次 83
10．1提高高锰钢衬板质量，延长其使用寿命。 83
10．2提高磨球质量水平，降低磨球消耗 84
10．3 H系列高效圆锥破碎机备件国产化研制 84
11镍电解三段净化自动控制系统 84
11．1项目现状及存在问题 84
11．2预期的目标 85
12矿山无轨设备智能化控制装置研究及产业化 85
12．1项目现状及存在问题 85
12．2预期的目标 85
13渣场水淬渣、炉灰等松散工业废料路基铁路稳定性实验研究 86
13．1项目现状及存在问题 86
13．2预期的目标 86
14提升白—选区间运输能力的方案研究 86
14．1项目现状及存在问题 86
14．2预期的目标 87
15渣罐列车制动技术研究 87
15．1项目现状及存在问题 87
15．2预期的目标 87
16关于小块镍加工全自动化生产线的研发 87
16．1项目现状及存在问题 87
16．2预期的目标 88
17仿水晶道路砖及道牙在呈酸碱介质条件下褪色与泛霜的攻关 88
17．1项目现状及存在问题 88
17．2预期的目标 88
18无线通讯在有色金属矿山井下的应用研究 88
18．1项目现状及存在问题 88
18．2预期的目标 89
19井下电器设备、自动化设备防腐、防潮的研究 89
19．1项目现状及存在问题 89
19．2预期的目标 90
20矿山井下充填砂浆流量检测及控制调节研究 90
20．1项目现状及存在问题 90
20．2预期的目标 90
21大极板阳极母模材质及寿命的研究 90
21．1现状及存在的问题 90
21．2预期的目标 91

7

地质及采矿
一、地质与采矿
1提高龙首矿采区生产能力的研究
1．1现状
龙首矿是金川铜镍矿床勘探、开发利用最早的地下矿山，分为东、中、西三个采区。自建矿以来，所用的采矿方法在生产过程中不断改进和完善，并运用仿生学原理将进路的矩形断面演变为六角形断面，首创了国内外尚无先例的“下向六角形进路胶结充填采矿法”，使采场布置的工程呈蜂窝状镶嵌结构，从而改变了回采进路的受力状况，提高了采场的整体稳定性，有效地控制了地压，基本满足了生产和安全的需要。进路规格为：底宽3m，腰宽6m，高5m，进路长25～35m。近几年，随着公司做大做强战略的实施，对矿石需求不断增加，龙首矿在生产管理上进行了全方位挖潜，使采场生产能力得到了很大的提高，单位面积产量保持了较高的水平。
但是，随着中采区矿体的逐步尖灭，全矿回采总面积呈逐年下降的趋势，按现有单位面积回采强度进行回采，已无法在有限的作业面积上生产更多的矿量。只有在技术上进行突破，加大回采强度，进一步提高单位面积产量，才能确保龙首矿生产能力的稳定和提高。
由于受现有的爆破技术工艺、岩石检测技术、安全检测手段、充填体的作用机理和稳定性分析等技术条件的制约，龙首矿的生产能力在现有基础上已难以提高。
1．2研究的目标及效果
1．2．1优化采场结构参数
1）矿块、采场结构和工程断面优化和参数确定；
2）胶结充填体的作用机理和稳定性分析；
3）岩石检测技术和安全检测手段的研究与确定；
4）采场生产系统的优化。
1．2．2爆破参数的优化
1）矿岩性质分类实验研究和爆破参数优化确定；
2）爆破机理的分析研究；
3）高效、低污染爆破技术的引进和实验研究。
1．2．3高效、低耗生产设备的引进
1）适合采场结构参数的先进凿岩设备的引进试验研究；
2）高效、低耗运搬设备和撬碴机的引进试验研究。
1．2．4采准工程的施工工艺研究
1）采准工程的预留工艺研究；
2）预留工程的岩石力学分析与支护方式研究。
通过技术攻关，优化采场结构和爆破参数，单炮进尺达3m以上。并且可以使采场机械化程度不断提高，劳动强度不断下降，爆破效率大幅提高，炸药单耗明显降低，粉尘、设备尾气污染进一步减小，出矿溜井畅通，工序循环次数减少，从而使回采强度进一步增大、生产能力进一步提高，作业成本进一步降低。
2龙首矿西部贫矿开采研究
2．1现状
龙首矿是一个已开采四十多年的老矿山，分为东、中、西三个采区，东中采区的矿石品位较高，西采区以贫矿为主。目前中采区采场面积减少，矿量锐减，预计2010年左右矿体将尖灭。西采区下盘贫矿和富矿正在回采中，上盘贫矿未采，矿石储量较大，矿体长800m，平均水平厚度50m～100m，矿体最大厚度130m。已探明的总储量达49580Kt，且矿石均为原生矿，可选性好，品位相对较高，镍品位为0．63%，铜品位为0．37%，镍金属量312 Kt，铜金属量183 Kt。
随着龙首矿东采区扩能技术改造工程的建成投产，新建混合井主要提升东采区和中西采区较富矿石。现有的新1号井、新2号井还有很大的富余能力，可用来专门提升西采区贫矿，将大大降低贫矿开采投资，缩短建设工期。同时可使龙首矿年产矿石量尽快达到3000 Kt，为公司提供充足的矿石原料。
2．2技术指标要求及效果
1)选择确定出龙首矿西部贫矿开采最适合的采矿方法及工艺技术指标；
2)确定合理的开采区域及首采中段，最大限度的回收矿产资源；
3)研究出因开采贫矿可能造成的露天坑边坡失稳而带来的地质灾害及相应的应对措施；
4)确定出贫矿开采的最佳经济指标；
5)确定出贫矿石的选矿工艺以及各项选矿指标，最大限度地提高金属回收率。

3龙首矿矿井通风总体系统的优化与研究
3．1现状
1)龙首矿现有的通风系统是按1000 Kt产量设计；现有通风是以新２行井为主入风井、西部主斜坡道为辅助入风井，位于中央下盘的10行斜井为出风井，构成两翼入风中央出风的双翼对角式通风系统。在矿体下盘中部布置的10行斜井，坡度30度，通风断面10m2，长度 568m，通往1400中段14+25行，以下倒段延伸，即在1400下盘沿脉方向掘进专用回风斜巷至1340水平21行，在此下掘盲风井至1280水平，作为龙首矿的总回风井。主扇安装在10行斜井井口地表1694水平，安装了DK45-19型对旋式节能风机２台并联运转，作抽出式通风；装机容量 800KW，设计总风量160m3／s，全压1400Pa。现在产量达到1400 Kt，随着出矿量不断提高，井下多中段生产，形成多中段供风，网路日益复杂，角联巷道多，有效风量低，通风系统供风效果与不断提高的产量不相匹配，必须调整优化通风系统才能满足生产需求；
2)东采区扩能工程一经投产，就要进行西采区贫矿开采，产量将从1400 Kt提高到3000 Kt；回采范围扩大，通风网路更加复杂，需风量将大幅度增加，通风系统更加复杂，为了确保3000 Kt出矿产量的供风能力，必须整体研究优化通风系统；
3)龙首矿采用下向分层胶结充填六角形进路采矿法，进路长度25—35m，用JCCY-2型2m3铲运机进行运搬；采场分层道有贯穿风流，进路全部独头作业，采场运搬过程中铲运机尾气排放量大，空气污染严重，长度15m以上的进路，连续装运15min后污风就难以排出，进路能见度相当低。一条进路回采时间最多一周，采用局扇、引射器等常规通风方式进行通风，安装费时、噪声大、效果差、安全性能低。
4)龙首矿井下岩体以二辉橄榄岩、片麻岩为主，穿插有较多的绿泥石脉，遇水结块、泥化性强，出矿时容易堵塞溜矿井，不能采用喷雾洒水的方法除尘降尘。
3．2技术指标要求和预期效果
3．2．1矿井通风系统总体方案的研究与制定
对现有通风系统进行测定评价和优化；对生产系统的各类变化调研和模拟研究，合理配置东、中、西三个采区通风布局；建立矿井通风仿真系统，提出可靠的通风系统总体方案和分步实施方案；
3．2．2局部通风措施的研究
1）采矿场长进路的通风方法研究或寻求适用于移动性采矿进路使用的小型便捷、防炮崩性能好、噪声低、风量大的通风装置或通风方法；
2）井下污染源治理。在矿山掘进与回采过程中，如装矿、喷射混凝土等各工序，是防尘的重点。需要进行采矿进路与掘进作业面的防尘降尘方法研究。建议研制或引进适用于移动性工作面使用的小型便捷的干式除尘装置。
3)系统优化的目标是现有通风系统中矿井各个工作面的风量达到国家标准（GB16424-1996）：工作面供风量达到风速不低于0.25m/s ，风量合格率达到60%以上；有效风量率达到80%以上；
4)建立矿井通风仿真系统，科学、准确、快速地分析矿井通风现状，对矿井通风设计做出科学的评价，提出可靠的通风系统总体方案和分步实施方案，指导设计和施工。自动方便地绘制矿井通风系统图，使矿山通风系统技术和管理工作始终与生产相适应。通过模拟和反复调整，选择矿井供风、用风、回风三区段的最佳匹配方案。模拟设计新增巷道或竖井施工阶段和竣工后，对现有通风系统的影响，提出调整方案。通过模拟通风系统新增构筑物、撤除构筑物或移动构筑物后，通风系统风流的变化，来确定通风系统调控最佳方案。模拟因井下巷道断面变化、支护型式的改变对通风系统的影响，提出相应的技术措施；
5)局部通风措施完成的目标是矿井各个工作面的粉尘合格率达到60%以上。
6）为了避免设计和工程投入的盲目性，需要对复杂的通风网路进行研究调整，使系统与产量匹配，并且根据各种变化情况研究制定出矿井通风的总体方案，指导设计和施工，减少重复投入，从根本上提高安全保障水平。
4厚大富矿体(二矿区1#矿体)高效、低耗采矿方法研究
4．1现状及存在的问题
金川镍矿具有埋藏深、矿体厚大、矿岩破碎的特点。自建矿以来，从龙首矿的上向分层胶结充填法试验开始，到二矿区大规模上向进路机械化胶结充填法、下向水平分层机械化盘区胶结充填采矿法和龙首矿下向倾斜分层（六角形）胶结充填法试验，以后又进行了生产工艺方面的逐步革新和完善，下向机械化盘区胶结充填采矿法已成为金川镍矿最主要的采矿方法。目前金川镍矿利用该种采矿方法已生产了20多年，积累了丰富的实践经验，在生产中发挥了重要的作用，但也存在如下一些比较突出的问题：1）采矿成本较高;2）生产效率较低;3）盘区生产能力小;4）工人劳动强度大。
随着金川镍矿采矿深度的不断下降，当回采至850m中段时，矿山地压将会越来越大，由此所引起的问题将越来越严重，同时，采矿成本也会因此增高，下向机械化盘胶结充填采矿法的弊病也会日益显著。
4．2研究目的及效果
4．2．1 对金川矿山现有采矿方法进行优化改进
1）结合金川镍矿的现场实际，提出改进金川二矿区采矿方法的技术方案，以达到降低生产成本、提高生产能力、减轻工人劳动强度的目的；
2）借鉴国内外矿山中深孔爆破技术的先进经验，提出适应于二矿区进路式采矿的炮孔布置形式、掏槽方式、起爆方式等爆破技术方案，达到提高爆破效率的目的。
3）研究国内外深部厚大矿体地压控制技术的方法及其成功与失败的经验，提出现阶段适合于金川深部矿体地压控制技术的方式方法。
4）提出金川今后深部高落差、远距离充填料浆输送及采场充填可能会遇到的问题及国内外解决这些问题的方法和经验。同时可以将国内外成功的充填管道清洗技术、充填接顶技术、充填引流水和刷管水的控制技术等在消化吸收的基础上，应用于金川矿山。
5）国内外矿山采矿无轨设备（主要包括凿岩台车、铲运机、矿用卡车、采矿服务车、装药车等）的使用方式及其工作状况的调查，并提出能提高大型无轨设备在金川矿山生产效率的有效途径。
6）金川镍矿的生产成本与出矿品位、矿石的损失和贫化、综合采矿技术之间的关系进行分析和研究，找出生产成本与矿石损失和贫化之间的最佳切入点，并提出降低采矿成本的技术措施。
4．2．2．研究新采矿方法的可行性
对金川采矿工艺进行创新，解决目前采矿工艺存在的采矿成本高、生产效率低、盘区生产能力小、工人劳动强度大的问题。
5金川二矿区矿房、矿柱两步回采与大面积连续回采工艺的对比研究
5．1项目现状及存在问题
二矿区采用机械化盘区下向胶结充填采矿法，多阶段无矿柱连续回采方案，目前采场充填体顶板暴露面积已达到10万m2左右。而中－瑞关于金川公司二矿区二期工程联合设计中每个盘区100m都留有20m矿柱。金川二矿区通过1218m以上矿体进行无矿柱大面积连续回采的实践，认为是可行的，它有效的提高了矿石的回收率，并且在同等数量的采准工程下，可扩大回采面积20％左右。但随着开采深度的增加，大跨度采场存在着潜在的事故隐患，如可能诱发采场地压剧烈显现、大规模岩移、矿体整体失稳、巷道顶板突发性冒落以及岩爆及冲击地压，这都将造成巨大经济损失和人员伤亡。随着开采深度的不断延伸，采矿范围的扩大，地压增高，不仅采场突变失稳风险在增加，而且潜在的危害性也在加大，因此，进行矿房、矿柱两步回采与大面积连续回采工艺的对比研究，确定矿区深部的回采工艺，对提高地下采矿经济效益，确保人身安全，最大限度的开采利用矿产资源具有重要意义。
5．2预期的目标
通过对矿房、矿柱两步回采与大面积连续回采工艺的对比研究，确定850中段采用何种回采工艺，确保矿山的持续、稳定、安全生产。如继续采用无矿柱大面积连续回采，其围岩与充填体的稳定性问题、多阶段回采所造成的水平矿柱回收问题的研究；采用矿房、矿柱两步回采，其矿柱的稳定性及矿柱的回收问题、生产能力和采矿成本、资源回收及安全生产等问题的研究。
6二矿区深部大面积连续开采充填体质量调查评估研究
6．1项目现状及存在问题
随着金川二矿区回采深度的加大，二矿区井下地压规律变得越来越复杂，对充填体造成的破坏作用也越来越大，从近年来充填体受力情况看，充填体的强度不能满足回采深度下降的发展需要，充填体事故呈现出增多的趋势。充填体的问题已成为影响二矿区生产的重要安全因素之一。为此，公司计划对井下充填体展开调查，在保证生产成本的前提下，寻找提高充填体强度的有效途径，提高充填体的质量。
6．2预期的目标
Ø 查明目前充填体的现状，提出充填体现状的全面调查结论；
Ø 提出提高充填体整体强度的途径和方法；
Ø 满足深部大面积连续开采条件下充填体稳定性安全要求；
Ø 研究在分层道内充填体中应力分布情况、监测手段和充填体破坏前的预报技术。
7金川矿区井下废石充填可行性研究
7．1项目现状及存在问题
金川矿区已于2001年试验成功“井下废石人工搅拌打底回填采空进路”，并在大部分生产盘区应用了该技术，使用这种工艺，使井下部分废石得以再利用，节约了废石的运输、提升费用，由于代替了部分充填料，也节约了部分充填成本。但由于是人工搅拌，致使这种工艺效率低，不能大面积的使用。
在地表大型建设工程中，混凝土的搅拌、泵送工艺已相当成熟，借鉴该工艺方法应用于井下，在井下合适的地方建立一个井下废石集中破碎、与水泥混合、搅拌，泵送到采场的废石站，进行工业化试验研究。
如能大面积推广使用这种工艺，在井下消化掉1/3充填量的废石，对缓解井下废石运输提升压力、大幅度降低充填成本，将起到极大的促进作用。
7．2预期的目标
Ø 废石破碎后能够满足充填配比的参数要求。
Ø 搅拌后泵送的流动性好，能够满足流水线作业需求。
Ø 废石充填后最终的充填体强度能够达到技术标准的要求。
Ø 可操作性强，易于推广使用。
Ø 效益好，可降低矿区总体充填成本。
8二矿区矿井通风决策技术模块研究
8．1现状
自金川二矿区投产以来，通风系统一直处于不正常状态， 通风问题一直是二矿区一个“老大难”问题。经过一期工程技术改造、二期工程及改扩建，通风系统异常复杂，已成为影响二矿区安全生产的一大因素。综合起来，二矿区通风系统存在如下问题：
8．1．1通风系统的供风、用风和回风三个区段存在了不匹配问题
二矿区采用多级机站进风、地表主扇集中回风的通风系统，根据风机站的设置，可大致上可将通风系统分为供风区段、用风区段和回风区段。目前，由于进风段风机风量达不到设计要求，14行地表主扇运行后，井下通风系统三个区段之间出现了不匹配现象，造成盘区内风量不能满足生产需要，而运输水平风量反而过大等问题。并且，由于分段道与运输水平之间风流串联，使得盘区风源的风质较差，
8．1．2通风网路复杂，风流管理困难
二矿区井下通风网路大致由2个进风水平、4个回风水平、两个回采中段、主斜坡道、分斜坡道及1～3＃皮带道构成。根据通风系统结构，二矿区主通风系统又可分成四个相对独立的通风分区，即1150中段、1000中段、主斜坡道和皮带道通风分区。
目前，二矿区井下通风巷道总长度已达90km左右，风路达400多条，这些巷道纵横交错，加上主斜坡道、分斜坡道、和皮带道与各水平相通，使得井下风流状态异常复杂。目前管理难度较大，技术工作也受到一定限制。
8．1．3井下无轨设备和车辆排出大量尾气难以有效排除
二矿区除了井下两个中段14个盘区同时作业，爆破作业产生大量炮烟和粉尘外，井下同时运行的大型无轨设备达60多