6月11日，由中國有色金屬學會和北京礦冶研究總院共同主辦的“第一屆大直徑深孔采礦技術(shù)與裝備學術(shù)會”在北京隆重召開。中國工程院院士古德生，北京礦冶研究總院礦山技術(shù)研究院副院長韓龍、楊小聰，中國有色金屬學會常務(wù)副秘書長楊煥文、長沙礦山研究總院有限公司教授級高工周愛民、北京科技大學副校長吳愛祥、中國恩菲工程技術(shù)有限公司教授級高工劉育明等業(yè)界100多名教授學者和技術(shù)精英匯聚一堂，對于在新常態(tài)下礦山企業(yè)依靠技術(shù)創(chuàng)新、提升生產(chǎn)效率、加快提升企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，進一步提升大直徑技術(shù)在我國的技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展水平，具有十分重要的意義。
大直徑深孔技術(shù)是高效率采礦的典型
據(jù)了解，大直徑深孔采礦技術(shù)于1975年最早應(yīng)用在加拿大國際鎳公司利瓦克鎳礦（Levack mine），該技術(shù)與大型無軌裝運設(shè)備配套，開啟了地下有色金屬礦山大規(guī)模、高效率、集中強化開采的時代。20世紀80年代初，以北京礦冶研究總院為代表的國內(nèi)科研設(shè)計機構(gòu)，從加拿大引進大直徑深孔采礦技術(shù)，陸續(xù)在我國凡口鉛鋅礦、銅陵獅子山銅礦應(yīng)用成功，并相繼推廣到安慶銅礦、鳳凰山銅礦、冬瓜山銅礦、大廠銅坑礦等國內(nèi)有色礦山。經(jīng)過30多年的技術(shù)消化、吸收、創(chuàng)新與應(yīng)用實踐，已經(jīng)基本形成適用于我國不同技術(shù)條件的大直徑深孔高效率采礦方案和相應(yīng)的工藝技術(shù)體系，在國內(nèi)礦山取得了良好的應(yīng)用效果。
何謂大直徑深孔采礦技術(shù)？北京礦冶研究總院礦山技術(shù)研究院副院長楊小聰告訴記者，目前地下大直徑深孔采礦采用165mm孔徑的為多，鑿巖速度可達0.8m/min，臺班效率超過110m，每米孔崩礦量30~50噸。擁有60年發(fā)展歷程的北京礦冶研究總院通過技術(shù)創(chuàng)新，與國內(nèi)外礦業(yè)企業(yè)、科研設(shè)計單位深度合作，為提升我國有色金屬行業(yè)的技術(shù)水平做出了很大的貢獻。他說，隨著我國礦山規(guī)模逐漸向千萬噸級邁進，地下礦山高效采礦方法也朝著高階段、大采場方向發(fā)展，大直徑深孔采礦技術(shù)在高效率、高強度，尤其是改善工業(yè)環(huán)境和采礦連續(xù)化方面具有一定的優(yōu)勢。他表示，大直徑深孔采礦技術(shù)是典型的高效率采礦方法，面對我國當前經(jīng)濟發(fā)展及資源對外依存度極高的現(xiàn)狀，我們必須做到邁開腳步走出去的同時，盡最大責任保護好資源，滿足國家對資源的需求。雖然高效率采礦有多種方法，但大直徑深孔采礦技術(shù)在國內(nèi)已發(fā)展30年，這種采礦方法對地表破壞很小，通過結(jié)合充填技術(shù)地表不會下沉，還可大幅度減小尾礦庫存在的問題，對環(huán)境影響很小。將來無論是銅礦、鉛鋅礦、鉬礦還是鐵礦，該方法開采將成為重要的發(fā)展趨勢。
楊小聰說，目前北礦院在安全高效采礦方法與裝備研究、礦山爆破與炸藥技術(shù)、有色金屬選礦工藝與藥劑開發(fā)，低品位、復雜難處理礦產(chǎn)資源高效利用，高效節(jié)能選礦設(shè)備與儀器儀表、有色金屬冶煉技術(shù)與裝備、礦區(qū)環(huán)境土地復墾與生態(tài)恢復技術(shù)等方面，開展了大量的科研攻關(guān)，取得一批高水平的科研成果，為國內(nèi)礦山企業(yè)應(yīng)對市場挑戰(zhàn)、實現(xiàn)可持續(xù)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了技術(shù)支撐。
規(guī)模礦藏為大孔法提供良機
中國恩菲工程技術(shù)有限公司教授級高工劉育明告訴記者，恩菲作為大孔法的主要設(shè)計單位，最早工業(yè)設(shè)計的是安慶銅礦和冬瓜山銅礦山，在國內(nèi)有色行業(yè)可謂成功典范。他說，隨著環(huán)保力度的不斷加碼和礦山企業(yè)尾礦庫征地難度的提高，大直徑深孔采礦方法不僅是效率最高的采礦方法，同時還可根據(jù)礦體的形狀和賦存條件進行選擇，目前我國發(fā)現(xiàn)很多大規(guī)模礦藏適合用該方法，這就為大直徑深孔采礦提供了發(fā)展的良機。
多年來，恩菲設(shè)計的礦山基本都是采用大直徑深孔采礦方法，包括思山嶺鐵礦山、岔路口鉬礦等，設(shè)計規(guī)模非常大，思山嶺鐵礦設(shè)計規(guī)模一年是1500萬噸，和冬瓜山銅礦相比，是冬瓜山的3~4倍，冬瓜山設(shè)計規(guī)模是年400萬噸。
他表示，目前不論是礦山企業(yè)、設(shè)計院所，還是裝備企業(yè)，在抓住機會的同時，更重要的是形成合力。對于裝備企業(yè)來說，各種技術(shù)、裝備都需要不斷創(chuàng)新改進，裝備不僅要向高效化、大型化發(fā)展，同時要適合不同的開采條件，研制不同的采礦方法；從設(shè)計、研發(fā)院所來講，隨著大直徑深孔采礦技術(shù)的不斷革新，包括回采技術(shù)、爆破技術(shù)及支護手段等都需要去創(chuàng)新。首先我們要不斷跟進全球礦業(yè)界的先進水平，尋求前沿目標，其次要通過不斷研發(fā)，縮短與國外先進技術(shù)的差距。他說，今后礦山企業(yè)發(fā)展的最大趨勢是實現(xiàn)智能化和信息化，比如遠程遙控，實現(xiàn)無人值守；比如通風、排水以及電極車的無人駕駛。未來采礦還將實現(xiàn)無人采區(qū)，目前恩菲準備在山東某鐵礦建設(shè)一個自動化采區(qū)作為實驗區(qū)，而關(guān)鍵的一些設(shè)備仍需引進國外產(chǎn)品。作為國內(nèi)裝備企業(yè)，如何通過產(chǎn)學研真正研發(fā)出高端的適合礦山發(fā)展需求的裝備，是需要潛心鉆研和努力的方向。
如何能讓礦山企業(yè)安全高效運行？如何讓礦山企業(yè)做到最大化節(jié)能環(huán)保？劉育明說，從國家層面來說，目前國家安全總局針對超大規(guī)模、超深井的礦山展開研究課題，中國恩菲作為總牽頭單位，從采礦工藝、提升運輸、熱害控制等著手實施課題攻關(guān)。說到熱害時，劉育明強調(diào)，因為礦山企業(yè)所處環(huán)境不同，井下每增加100米的深度，溫度提高1.5到3攝氏度，如果深至1000米，溫度可能會達到30~40攝氏度，深至1500米溫度會高達40~50攝氏度，而人體的核心溫度37~38攝氏度，一旦井下溫度超過人體的核心溫度，員工不僅體力下降，更會帶來生命安全隱患。雖然國外有很多深井值得學習，但對于超大規(guī)模、礦體厚大而采用充填法開采的礦山，可借鑒的經(jīng)驗太少，所以想實現(xiàn)適合礦山發(fā)展的技術(shù)水平，摸索前行的同時任重道遠。
實現(xiàn)共贏 造福社會
每一個行業(yè)的蓬勃發(fā)展，都會為相關(guān)行業(yè)帶來難得的契機。隨著我國礦山規(guī)模逐漸向千萬噸級邁進，如何讓大規(guī)模采礦之后產(chǎn)生的大量采空區(qū)處置更加安全環(huán)保，礦山充填工藝與材料研發(fā)單位在找尋機遇的同時，將創(chuàng)新的責任和使命作為最大追求目標。創(chuàng)新靠什么？靠敬業(yè)、靠激情，最終歸根結(jié)底還是靠人才和團隊。北京礦冶研究總院郭利杰博士率領(lǐng)的礦山充填技術(shù)團隊就是瞄準采空區(qū)安全充填處置方向，并與俄羅斯科學院西伯利亞分院礦業(yè)研究所、瑞典呂利歐科技大學、加拿大能源與礦物技術(shù)中心、麥吉爾大學、英國帝國理工學院、西澳大利亞大學、南非開普敦大學等世界一流研究機構(gòu)和大學共同創(chuàng)建了礦山充填技術(shù)國際聯(lián)合研究中心，重點開展礦冶工業(yè)廢棄物資源化利用與新材料制備技術(shù)、充填采礦方法創(chuàng)新、尾礦高濃度/膏體充填技術(shù)、超深井連續(xù)穩(wěn)定充填技術(shù)、井下充填體原位質(zhì)量監(jiān)測與評價技術(shù)等方面的研究、設(shè)計與工程服務(wù)工作。
目前，該充填技術(shù)團隊已經(jīng)為國內(nèi)銅陵有色金屬集團安慶銅礦、中金嶺南凡口鉛鋅礦、香爐山鎢礦、中國黃金甲瑪銅多金屬礦等50余家礦山企業(yè)開展了充填工藝與材料方面的研究與設(shè)計工作，為礦山企業(yè)降低成本、提高效率獻計獻策。據(jù)郭利杰介紹，有色金屬行業(yè)及黑色金屬行業(yè)尾礦充填大有可為，隨著史上最嚴苛的環(huán)保法的出臺，采選過程產(chǎn)生的大量的尾礦和廢石需要充填。對于研發(fā)充填行業(yè)來說，如何讓固體廢物回歸自然時，充填體能和巖體協(xié)同作用且強度匹配性好是最為關(guān)鍵的，所以規(guī)模采礦給充填行業(yè)提供了良好契機。他說，礦山企業(yè)的發(fā)展能促生很多行業(yè)的變革，要想將路子走得更長遠，產(chǎn)學研合作是方向，重要的是研發(fā)適合不同行業(yè)的新技術(shù)、新材料，造福社會，實現(xiàn)共贏。
實現(xiàn)企業(yè)最大化需求的法寶
本次會議，記者發(fā)現(xiàn)一些享譽國際的知名裝備企業(yè)也在找尋更廣闊的發(fā)展機遇，他們利用參展的方式，在會中呈現(xiàn)亮點，吸人眼球。南京普來森儀器有限公司商務(wù)部代表魏妙告訴記者，南京普來森儀器是澳大利亞在中國的子公司，主要從事冶礦行業(yè)的在線監(jiān)測設(shè)備，比如用于氧化鋁行業(yè)的在線監(jiān)測苛性堿濃度。目前，國內(nèi)氧化鋁行業(yè)80%的產(chǎn)品來自南京普來森儀器有限公司，雖然目前在氧化鋁市場占據(jù)大半江山，但公司下一步更希望將先進的、國外應(yīng)用成熟的設(shè)備在有色金屬行業(yè)眾多領(lǐng)域加大推廣。
為了將產(chǎn)品打入礦冶行業(yè)，南京普來森儀器制勝的法寶首先是著眼長遠，通過和一些國際知名冶礦行業(yè)設(shè)備廠家進行戰(zhàn)略合作，如美國的某一聲納流量機企業(yè)，在行業(yè)已經(jīng)擁有20多年發(fā)展歷程，目前該技術(shù)在全球僅此一家，擁有500多項專利。魏妙將聲納流量機與傳統(tǒng)的電磁流量機、壓差式流量機作了比較，她說，聲納流量機在安裝過程中不用打破生產(chǎn)工藝流程，安裝簡單，維護成本很低，該儀器的設(shè)計使用壽命為終身使用。
目前，全球65%以上的銅礦使用該企業(yè)生產(chǎn)的聲納流量機，在氧化鋁、鎳鈷、金礦等行業(yè)占有率也很高。南京普來森通過和國際前沿企業(yè)合作成功后，嘗到甜頭的該公司把觸角伸向超聲波領(lǐng)域——荷蘭公司在超聲波領(lǐng)域具有深厚的研發(fā)功底，兩家企業(yè)達成協(xié)議專門針對礦冶行業(yè)高溫、高堿、高壓等嚴苛環(huán)境，合作研發(fā)具有耐磨堅固的超聲波密度機。
魏妙介紹，多年來南京普來森儀器公司將安全和環(huán)保放在重要位置，在線監(jiān)測儀表即是對環(huán)保和安全的最好回答。從安全來說，像傳統(tǒng)行業(yè)不借助在線儀表，需要人工檢測和取樣，首先增加了人力成本，其次有很大的安全隱患，比如氧化鋁行業(yè)高溫、高堿等會對人體造成非常大的傷害；從環(huán)保來說，南京普來森儀器的設(shè)計具有很長的設(shè)計使用年限，生產(chǎn)的儀表都具有10年的設(shè)計使用壽命。而美國生產(chǎn)聲納流量機公司的設(shè)計年限是終身制，也就是儀表的后繼維護成本，包括更換成本、人力成本都相對減少，而減少更換其實就是對更加安全和環(huán)保的最好詮釋。她說，國外對環(huán)保要求非常嚴格，南京普來森儀器公司所有儀表的設(shè)計都是應(yīng)用于長管道輸送或在無人監(jiān)測區(qū)域，一旦管道有泄露或是指標有波動，可提前防止對外部環(huán)境造成污染?；谶@些先進裝備和先進理念，多年來國外的客戶非常依賴該企業(yè)生產(chǎn)的儀表，這就是南京普來森儀器公司的產(chǎn)品為什么能為企業(yè)帶來需求的根本原因。