东北大学：首创露天井下协同开采及风险防控关键技术

我国是世界第四大铁矿资源国，资源量744亿吨，但资源开发率仅为7.6%。储量与开发率之间的巨大反差，是我国铁矿行业产能落后的不争事实。我国铁矿石进口依存度近年居高不下，且不掌控矿价话语权，十年累计多支出费用2万亿元，钢铁行业只能处于被动接受的地位。破解钢铁产业和铁矿业受制于人的被动局面，不仅是解决经济问题，更是涉及国家经济发展安全的战略性问题。这一行业背景主要是我国铁矿资源开采难度大所造成的。

面对这一现实问题，东北大学采矿研究所所长任凤玉教授大胆构想，带领团队多位教师8年艰难攻关，提出露天井下协同开采技术，开世界先例，破采矿难题。以此研究成果为核心，团队协作完成的“大型铁矿山露天井下协同开采及风险防控关键技术与应用”项目荣获2015年国家科学技术进步奖二等奖。

任凤玉基于自身数十年的理论研究和数百次的矿山实地考察经验，提出了控制岩移的方法——临界散体柱支撑理论，建立陷落角计算模型，确定了露天井下协同开采的安全落差范围。在此安全范围内，露天井下是可以同时开采的。

露天采矿从顶部开工，地下采矿从中部入手，露天地下回采工作面同时向下推进，露天采场运走的矿岩为地下采场卸掉一部分上覆岩层压力，改善了地下采场的地压管理条件；地下采矿形成的地表塌陷坑，为露天剥离废石提供了排放场所，既解决了废石安全排放的技术难题，也开创了塌陷坑资源利用的新途径，传统概念中的“塌陷坑”变废为宝，同时最大程度地改善了矿区空气质量。露天采场与地下采场相辅相成，开采规模提高1倍以上，达到了1+1大于2的现实效果。

任凤玉的露天井下协同开采技术已在弓长岭井下铁矿、眼前山铁矿、五矿西石门铁矿、承德燕山银业等单位应用，结果证明：资源利用率提高20%以上，释放铁矿石资源量3.6亿吨，三年多采出矿石1245万吨，向塌陷坑安全排放废石1.86亿吨，节约废石外运成本2.24亿元，减少占地35%，仅弓长岭铁矿区就少占地153公顷。该技术还应用于世界规模最大的西鞍山铁矿建设，为建成国内首个亿吨级铁矿山企业发挥重要作用。