绿色凿岩的“楚道模式”

　　湖北楚道凿岩工程有限公司聚焦核心技术研发　　

　　公司简介

　　公司成立于1995年，专业从事大型露天矿山绿色低碳凿岩技术研发及应用，其关键技术获得国家发明专利4项、实用新型专利24项，拥有（省部级）凿岩工程技术研究中心。2019年，公司与中国科学院工程热物理研究所共同承担《国家大规模物理储能采矿》课题。2020年公司被认定为国家级高新技术企业。

　　公司具有矿山凿岩机械设计、制造、工程、服务完整产业链，自有凿岩设备386台，在建大型矿山项目58个，单体矿山7000万吨／年。非煤矿山、采矿能力：8.5亿吨／年，穿孔进尺：800万米／年。

　　310mm大口径钻机

　　公司于 2012 年立项，研发了《压缩空气储能（CAES）绿色低碳湿法采矿技术及应用》新技术，具有低碳、高效、低成本的优势，与进口设备相比节省投资80％，节能40％，运营成本下降30％。2022年3月，该成果通过了中国砂石协会组织的科学技术成果鉴定。其中，压缩空气储能、湿法除尘等技术达到领先水平。

　　新型“油改电”压缩空气储能潜孔凿岩技术的运用，改变了我国大型露天矿山凿岩施工中对石化能源的依赖使用，年替代1600万升柴油，减少二氧化碳排放41000吨，改变了大型露天矿山采矿架设高压电线进入采区、建设大型储油库、大规模油料配送等传统高风险作业模式，提高了矿区的安全管理等级。

　　公司是《压缩空气储能（CAES）采矿压气站建设规范》《压缩空气储能采矿输配气管网建设规范》《小能量潜孔凿岩钻机具设计与制造规范》的制定单位。

　　绿色凿岩新工艺

　　油改电，高压远程送风凿岩工艺，降低了矿山的安全管理风险，有效节约了投资费用和运营成本。

　　楚道凿岩于2012年立项，成功研发了集中高压远程送风凿岩新工艺，不仅环保节能，而且极大地节约了投资及运营成本；2016年又成功研发了大孔径重力潜孔钻机，改变了大型露天矿山施工生产中对牙轮钻的依赖使用。

　　新工艺设计原理

　　主要采用两种工艺设计方案，一是由传统大型露天矿山架电网，送电至采场穿孔作业，中型矿山送油至采场穿孔作业，改变为以电为动力，远程送风至采场穿孔作业；二是由单台钻机的单体动力穿孔作业，改变为集中送风，集群式穿孔作业。

　　新工艺主要设备

　　供风站：在矿山、水电站开挖爆破安全范围外或更远的距离，建立集中高压远程供风系统，满足各类潜孔凿岩钻机的动力需求。

　　管网：铺设可变式送风管网系统，对各类中压、高压潜孔钻机、锚索钻机、喷锚支护等送风，并保持压力恒定。集中送风站可输送200m3/min~400m3/min风量，风压保持在2.0mpa~3.0mpa。

　　钻机：新型潜孔钻机与新型节能潜孔钻具的制造与应用。

　　关键技术和创新点

　　1.动力强劲，5000米的输送范围不降压。

　　特殊设计的智能电动高风压空压机组，采用进口的大直径、高转速（3900r/min）螺杆式压缩机头，拥有专利技术的进气控制装置，保证进气量充足、气压稳定。利用物联网4G技术支持，实现对空压站的远程控制以及无人化运行。

　　2.矿山采区穿孔作业，不栽电杆、不架电网。

　　远程送风的管网，采用与高分子轻型柔性保压输气管的有效组合设计，使输送管道耐高温+80℃，低温度-40℃，伸长率小于万分之一，耐油、耐酸腐蚀；单管长度达100m，无接头、无直角连接；重量为传统材料（钢管、胶管）管道的十分之一：φ65mm 0.55kg/m、φ38mm 0.35kg/m，工作压力1.3mpa~3.0mpa，爆破压力3.5mpa~6.1mpa。

　　3.以新型大孔径潜孔钻替代牙轮钻。

　　单机穿孔范围φ115mm~φ310mm，实现一机多用途。

　　湖北楚道凿岩露天矿山高压远程送风穿孔系统工艺应用了3项核心技术，对应的设备分别是集中组合式高压压缩空气供气站、高压远程供气装置、新型高压柔性输气管，均已获得国家知识产权局颁发的实用新型专利证书。

　　重点项目展示

　　三峡工程永久船闸

　　当今超高难度的凿岩工程

　　这是当今露天凿岩穿孔工程规模大、技术难度高、质量要求高、施工组织复杂的凿岩工程。全长6442米，总开挖量占三峡工程的40%，4145万m3，预裂半孔率85%以上，锚索孔4182束，孔深50米，孔斜精度小于1%，锚杆孔98715根。

　　三峡工程应用的首台高风压钻机

　　东方希望项目

　　“绿色凿岩”敲开希望之门

　　2018年5月，楚道凿岩凭借 “油改电，高压远程送风凿岩工艺的安全优势、成本优势和环保优势” 进入东方希望重庆水泥有限公司。

　　东方希望重庆水泥有限公司由东方希望集团投资30多亿元人民币建设。公司依长江而建，自有千万吨级进出货物码头，有3亿吨储量的石灰石矿山，每年生产2700万吨水泥及骨料，销售区域覆盖整个长江流域及其周边区域。

　　东方希望重庆水泥有限公司，原使用6台进口全液压油动钻机，另租赁3台油动钻机，不能满足生产和环保要求。刘永行董事长亲自调研，详细了解该公司创新工艺后，毅然决定：停止使用所有油动钻机，引进楚道凿岩。并批准矿山“油改电”穿孔施工分包合同。

　　长九（神山）项目

　　央企智慧 楚道方案

　　长九（神山）灰岩矿项目是目前国内拟开发的灰岩矿山，储量19.08亿吨，相当于8个三峡工程钻爆总量。项目投产后，产量规模将达世界第一，产值规模过千亿元。矿区面积4.73平方千米，设计采矿7000万吨/年，穿孔孔径涵盖65mm~310mm，年穿孔进尺约180万米，边邦穿孔量8.4千米长。

　　项目分两期建设，一期投产3500万吨/年，两年后达7000万吨/年。该项目自2016年开始，业主分别派出了两批专家团队，一批行政团队，对楚道凿岩在建项目进行调研，并举行了两次专题技术交流，最终作出了科学、慎重的决策。

　　2018年3月2日在激烈的市场竞争中，楚道凿岩以“工艺先进，绿色环保，专业服务”的评价，赢得了业主的信任，中标的建材矿山料场开采石方穿孔工程——安徽池州长九（神山）灰岩矿项目，合同期5年，工程量1亿立方米，2.68亿吨。

　　攀西铁矿带

　　凿岩新工艺立下赫赫战功

　　自2014年公司成功研发高压远程送风凿岩新工艺以来，已成功在攀钢矿业白马田家村铁矿、攀钢矿业白马芨芨坪铁矿、四川德胜集团青杠坪铁矿、攀枝花中禾矿业中禾铁矿、四川龙蟒矿业公司红格铁矿、昆钢大红山铁矿、重钢西昌太和铁矿7个大型铁矿投产使用，年钻量分别为400万立方米、600万立方米、400万立方米、300万立方米、800万立方米、350万立方米、1440万立方米。

　　据悉，这7个大型铁矿占我国西南铁矿开采量的80%，共建设12座高压远程送风集中供风系统，一次为业主降价30%的穿孔费用，截至2017年底，直接降低7000万元开采成本，其中直接为攀钢矿业公司累计降成本4000万元。