人們對青藏高原往往懷有特殊的情感，有人贊嘆雄偉綺麗的高原風光，有人難忘特色的民族文化，還有感恩她孕育了三江，是我們的中華水塔，所以常用美麗神圣形容她。在礦冶集團礦山所高原采礦技術攻關團隊成員的心中，這份情感又尤為特殊，因為他們?yōu)榍嗖馗咴慕洕l(fā)展和生態(tài)保護拼搏奮斗過，在青藏高原礦產資源綠色開采領域貢獻著自己的青春智慧，用大規(guī)模綠色開采技術推動著高原礦業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

習近平總書記強調，西藏是重要的國家安全屏障，也是重要的生態(tài)安全屏障、重要的戰(zhàn)略資源儲備基地。面向國家在高原地區(qū)地下礦產資源開發(fā)領域技術突破的重大需求，自2012年起，以中央企業(yè)在西藏運營最大礦業(yè)生產項目甲瑪銅多金屬礦為基地，礦冶集團高原采礦技術攻關團隊依托“十二五”科技支撐計劃項目、國家安全生產監(jiān)督管理總局安全科技“四個一批”項目和多個甲瑪銅多金屬礦委托的大型科研項目，進行了持續(xù)科技攻關。回想10年來在青藏高原持續(xù)不斷的科研攻關和科技成果應用場景，一幕幕就在眼前。

1. 初上高原

礦冶集團堅持科技型屬性、立足公益性定位，堅守“服務國家創(chuàng)新戰(zhàn)略、引領行業(yè)技術進步、促進資源高效開發(fā)、打造一流科技企業(yè)”的使命，致力于礦冶領域原創(chuàng)技術開發(fā)，為國家戰(zhàn)略礦產資源的開發(fā)提供科技支撐。面向國家在礦產資源開發(fā)領域技術突破的重大需求，礦冶集團礦山工程研究設計所組建起一支涵蓋了采礦工藝、巖石力學、礦山充填、礦山安全等專業(yè)方向的高原采礦技術攻關團隊。

青藏高原華泰龍礦業(yè)甲瑪銅多金屬礦。

2012年夏天，攻關團隊第一次登上青藏高原華泰龍礦業(yè)甲瑪銅多金屬礦。甲瑪?shù)V地下礦山主要分布在海拔4400米~4830米，這個高度的氧氣含量約為平原地區(qū)的50%，“山上不長草，氧氣吃不飽，終年雪不斷，四季穿棉襖”，正是這里生存狀況的真實寫照。為預防高原反應，出發(fā)前團隊成員準備了抗高反藥物、氧氣瓶等，做了充足的物資準備和充分的心理準備。但真正上了高原，才知道任何準備都不足以抵擋缺氧帶來的一系列反應，頭疼、惡心、失眠……有的團隊成員甚至一天嘔吐好幾次。尤其是上山第一個星期非常難熬，高原反應是大家常聊的話題，可能是同命相憐，團隊成員萬串串看著山上的牦牛感慨：“你看牦牛也缺氧，在那一站一天，也不想動。”有次開展井下和地表取樣工作，從中午工作到晚上十點多才結束，團隊成員許文遠因為長時間在海拔4800米工作、晚上氣壓變化大等因素，導致缺氧頭疼惡心，下山即被送到醫(yī)務室吸氧。

眾所周知，西藏的生態(tài)環(huán)境極其脆弱，一旦遭到破壞就很難恢復，而且還會波及到周邊的生態(tài)平衡。在嚴格實施科學有序開采的同時，堅持礦業(yè)開發(fā)與環(huán)境保護的有機統(tǒng)一，將礦區(qū)及周邊環(huán)境的擾動控制在可控范圍內，也是一項復雜的系統(tǒng)工程。

“在高原上走幾步都喘，如果不依靠采礦技術創(chuàng)新和機械化、智能化手段，高效率高強度的規(guī)模化綠色采礦是根本無法實現(xiàn)的！”當初來乍到的團隊成員在山上步履維艱、兩步一喘、五步一歇時，他們深切感受到面前的困難，也更加明白肩上的重任和攻關的意義：必須通過科技解決青藏高原礦產資源高效綠色開發(fā)面臨的技術難題！

2. 攻堅克難

除了低壓缺氧導致人員與設備工作效能低，甲瑪?shù)V工程地質條件復雜、生態(tài)脆弱，地表松散堆積層、氧化破碎帶及溶蝕裂隙等復雜的地質條件導致地表陡峭山體易滑坡與井下采場易垮塌，讓很多傳統(tǒng)的采礦工藝技術到了高原上都“失靈”了。“高海拔高寒地區(qū)安全高效綠色開采是當今采礦界面臨的重大難題，我們要通過努力，真正探索出高原礦產資源開發(fā)與生態(tài)脆弱區(qū)環(huán)境保護并行的發(fā)展模式。”在團隊負責人楊小聰教授的帶領下，團隊成員一頭扎進青藏高原，技術難題也在逐個被攻破……

Simba1354中深孔鑿巖臺車在進行綠色開采工作。

最大限度降低大規(guī)模地下開采過程的擾動影響，是團隊首要解決的問題。傳統(tǒng)的分段采礦需要多次爆破才能完成單分段的回采，多次爆破擾動易導致采場垮塌并影響地表穩(wěn)定性。團隊創(chuàng)新提出了高分段空場嗣后充填采礦法，有效控制大規(guī)?；夭蓴_動。然而這種高分段中深孔采礦方法在國內其他高原礦山并無先例，施工人員缺乏中深孔爆破裝藥經驗，裝藥時由于返粉經常把自己弄成了“雪人”，團隊成員與裝藥工人不斷摸索裝藥經驗，在不斷實踐中探索出了既保證密實度，又減少返粉率的裝藥技能，保障了采場中深孔爆破效果，實現(xiàn)了全采場斷面一次性整體爆破落礦，爆破擾動得到了有效控制。

高寒高海拔軟弱破碎巖體基礎數(shù)據(jù)缺乏、井巷支護體系不健全，為大規(guī)模開采帶來安全隱患，這也是困擾甲瑪銅多金屬礦的關鍵技術難題之一。團隊提出了“分段施治、對癥下藥”的思路，構建簡潔高效的科學支護體系，以實現(xiàn)支護結構與圍巖最優(yōu)耦合的技術對策。為獲取巷道支護重要支撐的大量鉆孔巖心編錄第一手數(shù)據(jù)，于世波、王賀在海拔3900米的甲瑪鄉(xiāng)巖心庫，對區(qū)域內77個鉆孔、6700米的鉆孔巖心開展了為期20多天的現(xiàn)場編錄與數(shù)據(jù)核實工作。一箱箱沉重的巖心，一滴滴辛勤的汗水，不畏高原低氧體力勞動，正是這些扎實的基礎工作，支撐團隊實現(xiàn)對不同埋深不同巖體質量等級礦體大區(qū)域開采采場結構參數(shù)的精準劃分，并提出了溶蝕裂隙發(fā)育區(qū)域的大垮塌不均質松散巖體可控灌注漿技術，解決了軟弱溶蝕裂隙巖體的支護難題，保障了大規(guī)模開采過程中井下與地表雙重穩(wěn)定。

3. 漸入佳境

接續(xù)攻克的開采工藝和安全技術難題，極大地振奮了團隊成員的信心。為實現(xiàn)礦產資源開發(fā)與生態(tài)脆弱區(qū)環(huán)境保護并行，勢必要求實現(xiàn)尾礦大宗量綠色處置，走高原生態(tài)脆弱區(qū)地下礦山可持續(xù)發(fā)展之路。充填是利用尾砂等固廢對采空區(qū)進行填充的作業(yè)過程，可以同步實現(xiàn)地壓控制與礦冶固廢消納。甲瑪?shù)某涮钫窘ㄔO在海拔4830米位置，這里常年云霧繚繞，宛如仙境，晴天時可以清楚地看到300多公里外的念青唐古拉峰。高海拔帶來了壯闊的美景，也帶來了氧氣更加稀少、晝夜溫差大、工作人員勞動能力嚴重下降等困難。大規(guī)模低生態(tài)擾動開采要求充填能力大、濃度穩(wěn)定性好、充填體質量高，然而傳統(tǒng)技術尾砂濃縮效率低、濃度不穩(wěn)定，導致充填質量不均勻，低溫環(huán)境下充填體強度發(fā)展緩慢，無法滿足高原采礦對充填的要求。

位于海拔4830米的甲瑪銅多金屬礦充填站。

不斷積累的高原作業(yè)經驗讓團隊成員逐步適應了高原環(huán)境。青年工程師許文遠、李宗楠、史采星堅持從最基礎的充填試驗分析工作做起，在嚴重缺氧環(huán)境下，他們可以攀爬20多米高的砂倉取砂、疏通管道調研、井下取樣分析，并創(chuàng)新提出了大管徑、低流速、結構流降阻輸送方法，全面優(yōu)化充填自動化系統(tǒng)，大幅降低了工人勞動強度。

為保證充填系統(tǒng)穩(wěn)定運行，青年工程師魏曉明、劉志雙連續(xù)兩個半月堅守充填站跟班調研制備系統(tǒng)各生產環(huán)節(jié)工藝系數(shù)。他們還清晰記得2018年國慶假期堅守現(xiàn)場期間，團隊負責人楊小聰晚上打電話關心現(xiàn)場同志的生活情況，并講解囊括充填、選礦和尾礦庫工藝的整體充填系統(tǒng)觀與實現(xiàn)多環(huán)節(jié)協(xié)同作業(yè)的技術思路。團隊的日夜堅守，確保了充填系統(tǒng)運行狀況全面達到設計要求。

經過多年奮戰(zhàn)，團隊陸續(xù)突破了高濃度尾砂漿大垂高長距離輸送、全尾砂大流量膏體充填及低溫環(huán)境采場充填質量控制等核心技術，大大提到了系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了工人勞動強度，既實現(xiàn)了高原生態(tài)脆弱區(qū)尾礦大宗量綠色處置，又解決了大規(guī)模采礦過程中采空區(qū)隱患治理問題，為甲瑪?shù)V綠色礦山建設提供了有力支撐。

4. 未來可期

西藏甲瑪銅多金屬礦是青藏高原生態(tài)脆弱區(qū)礦山的典型代表，支撐甲瑪?shù)V實現(xiàn)高效綠色開采的關鍵技術，可推廣應用并解決高原地區(qū)采礦面臨的諸多共性問題。高海拔高寒地區(qū)地下金屬礦大規(guī)模綠色開采系列技術自2018年全面應用以來，全面支撐了西藏華泰龍礦業(yè)甲瑪銅多金屬礦地下二期礦山建設，實現(xiàn)了地下年產540萬噸的生產規(guī)模，兩率等生產指標大幅提升。支撐了海拔4800米的全尾砂膏體充填系統(tǒng)的建設，充填流量大于180m3/h，首次實現(xiàn)了高海拔高寒地區(qū)全尾砂大流量膏體穩(wěn)態(tài)充填。尾礦大宗量綠色處置保護了草原生態(tài)系統(tǒng)，甲瑪?shù)V自開采以來地表未發(fā)現(xiàn)因井下采礦而引起的沉陷，真正實現(xiàn)了低生態(tài)擾動的綠色開采。

2021年4月17日，由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織的“高海拔高寒地區(qū)地下金屬礦大規(guī)模綠色開采技術與應用”項目科技成果評價會在北京召開。評價委員會專家一致認為項目成果達到國際領先水平，該成果獲得了2021年度中國??協(xié)會科學技術獎特等獎、2021年度西藏自治區(qū)科學技術獎二等獎。

評審專家多吉院士在談到該項目的生態(tài)效益時表示，人們提到高原采礦往往想到的是對環(huán)境的破壞，其實通過技術革新，高原礦業(yè)的發(fā)展可以兼顧經濟發(fā)展和生態(tài)保護。在高原地區(qū)，養(yǎng)活一個人大約需要50只羊，養(yǎng)活一只羊大約需要50畝草地。甲瑪?shù)V的發(fā)展，一方面應用高海拔高寒地區(qū)地下金屬礦大規(guī)模綠色開采系列技術，盡可能降低了采礦活動對環(huán)境的擾動；另一方面，礦山吸收了大量的當?shù)啬撩窬蜆I(yè)，大大減輕了當?shù)夭莸氐呢摵?。從這個意義上，高原礦業(yè)發(fā)展和生態(tài)保護是可以兼顧的。

甲瑪?shù)V實現(xiàn)低生態(tài)擾動的大規(guī)模綠色開采。

十年的技術攻關、十年的用心守護，攻關團隊用科技創(chuàng)新支撐了甲瑪?shù)V兌現(xiàn)其“建一座礦山、綠一片環(huán)境、扶一方經濟、富一方百姓、促一方和諧、樹一座豐碑”的承諾，用行動和事實讓人們相信即使在青藏高原這樣生態(tài)脆弱的地區(qū)，也是可以實現(xiàn)資源和環(huán)境的雙贏。團隊在甲瑪?shù)V攻關形成的核心技術和豐富經驗還將繼續(xù)推廣到以岡底斯山脈礦產資源為代表的青藏高原礦產資源的開發(fā)利用中，輻射到我國乃至世界其他高海拔地區(qū)。

十年磨一劍，今朝試鋒芒。2021年7月，習近平總書記在西藏考察期間，賦予西藏發(fā)展新使命：“抓好穩(wěn)定、發(fā)展、生態(tài)、強邊四件大事，在推動青藏高原生態(tài)保護和可持續(xù)發(fā)展上不斷取得新成就，奮力譜寫雪域高原長治久安和高質量發(fā)展新篇章。”而礦冶集團高原采礦技術攻關團隊正繼續(xù)前進，向更多高海拔礦山進軍，為筑起雪域高原的新豐碑不懈奮斗。