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黄金开采大型机械化是趋势

专访中国工程院院士于润沧

文章来源:中国黄金网撰写时间:2020-01-10作者:毕雁飞


  真正建成智能化、生态化矿山,可以说是当代矿业人毕生的追求。然而,随着我国矿业开采的不断深入,矿业的智能化、生态化发展在资金、技术、政策等多方面遇到了瓶颈。同时,矿业的机械化水平与国际先进矿山仍有差距。

  针对这一情况,《中国黄金报》记者专访了中国工程院院士于润沧,就矿业未来的发展作了阐述。

 

  《中国黄金报》:您认为我国矿业行业发展遇到的最大瓶颈是什么?

  于润沧:当今的非煤矿业正面临着巨大的危机。尽管国家重视能源开采,但对矿业的关注则是处于低谷期。如今的矿业行业,遇到了发展瓶颈。具有经济性、技术性的可采储量,在现有查明资源量中所占比重过低。换句话说,我国矿产资源表面上看起来资源量很大,但实际上真正可用的,经济上可采、技术上可采的矿物储量比重很低。这是当前一个很大的危机,而这一危机主要是受投资所限。

  同时,我国矿物原材料的对外依存度不断升高。黄金也是如此。我国黄金的对外依存度在40%到50%之间。我国矿业原材料在消耗量巨大的同时,产量十分有限,只能通过国外进口来弥补。而我国的矿物原材料消费总量仍在不断攀升。随着时间的推移,部分矿物消费的增长速度会随之放缓,其消费量的峰值大概会出现在2025年。

  但令人担忧的是,在外部市场上,我国没有有效的供应保障。随着我国矿物原材料的消费总量不断上升,外部市场的安全问题亟待解决。

  此外,我国的国家政策对生态环境保护的要求越来越高。尤其是对矿山尾矿库、尾矿坝的建立标准越来越严格。这让许多矿山企业难以适应,给矿物原材料的进一步开采带来了阻力。

  如今的矿业出现了种种问题,我认为最主要原因是我国缺少全球矿产资源战略的顶层设计。而造成这一缺失的原因是我国矿业行业的碎片化管理,没有统一的部门来规划管理矿业。这个战略总规划必须由国家来制定,并且强制施行。

 

  《中国黄金报》:您认为我国矿业发展在深井开采方面遇到了哪些问题?

  于润沧:我国深井开采遇到的一大难题是勘探资料达不到设计要求。这里的深井开采,指的是第三类型深井开采,即直接开采深埋矿床。

  深井开采是一种特殊的矿山开采情况,在勘探时对勘探打空孔的深度、密度、精度有着很高的要求。因此,其成本十分高昂。然而,很多时候,深井勘探的投入无法满足这些要求,矛盾便随之出现了。

  对此,我认为“探建结合”是一个很好的想法,即在勘探阶段建造生产井。在总体探明矿产的方案指导下,直接建设生产井,而非探矿井。利用生产井来探矿,同时在井下拉开巷道,开展科研技术工作,可以有效地缩短矿山建设工期,减少矿山勘探投入。

  显而易见的是,矿业权分探矿权和采矿权,而“探建结合”是将探采过程合二为一、紧密结合的一种开采方式,无法满足我国矿业的法律要求,因此,现阶段只能“特例特办”。但随着我国探矿工作的不断开展,第三类型深井开采矿山会不断增多,“探建结合”将会是一个很好的思路。

 

  《中国黄金报》:您认为如何改变目前金矿开采机械化程度低等问题?

  于润沧:在过去,黄金矿山大多规模较小,因此矿山使用的都是小型设备,同时对巷道的建设也较为狭小,以此提高经济效益。

  事实上,随着矿山整合等一系列措施,如今的黄金矿山也有大型、特大型矿山,虽然规模大了,但使用的机械化设备仍旧为小型开采设备,走小型开采设备之路。一方面,是因为设备更替需要成本开支;另一方面,则是因为原本的老旧巷道狭窄,大型设备无法使用。

  但是,大型机械化作业一定是一个趋势。以国内金昌市金川二矿区为例,其使用的是水平分层浸入式下向充填采矿法,巷道为4米乘5米,作业设备为双机液压凿岩台车,6立方米铲运机,这样的设备使用,其结果是将原本矿山设计的年产量265万吨,提高到400万吨以上。设备的大型化直接扩大了单位可采储量的产能,因此新建矿山一定要想方设法地去走大型设备机械化开采之路。

 

  《中国黄金报》:您认为我国矿业开采模式与国外的差距主要体现在哪里?优势在哪里?

  于润沧:实际上,国外的矿山发展一直在做两件事——智能化开采与生态工程。

  我曾经在在二十世纪七十年代去过智力特尼恩特的一个矿区,这个矿区每日矿石产量达到1万吨,但采矿区内无一人作业,采用的采矿方法为自然崩落法,生产过程则为铲运机出矿,之后通过破碎机破碎矿石,运输车再将矿石运出。矿区的所有设备都通过坐在中央控制室内的人员远程操控,实现了无人化作业,这就是智能化开采。

  而谈到生态工程,这大概要回顾到四五十年前,有一门学科叫做生态工程,后来我们把它运用到矿业领域,作为其一个分支,名为生态矿业工程,国外矿业走的就是生态矿业工程这样一条路。在国外,一座矿山从规划开始,到设计、施工、建设、投产、闭坑的全过程中,必须把生态环境的保护、生态恢复、环境治理纳入其中,而且要明确资金的投入和负责人。建设生态工程是国外先进矿山、先进矿业、矿业发达国家的法律规定,在这样的法律要求下存活的矿山,我们就把它叫做生态矿业工程。

  然而,在生态矿业工程建设方面,我国并没有明确的、系统性的法律规定。我认为,只有从法律上将生态保护纳入到矿山生命周期的全过程中,才能真正实现绿色矿山。

 

  《中国黄金报》:2020年,您对黄金行业发展有什么期待?

  于润沧:我希望在未来几年内,在我国的黄金矿山中能出现一个真正实现智能化、生态化的示范工程。

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