“綠色化和智能化是實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源可持續(xù)開發(fā)、實(shí)現(xiàn)礦業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。”4月16日，在2023年礦業(yè)綠色智能高質(zhì)量發(fā)展高峰論壇開幕式上，中國工程院院士、北京科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師蔡美峰強(qiáng)調(diào)了礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的“必由之路”，為本次論壇奠定了主基調(diào)。

黨的二十大報(bào)告指出，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展綠色化、低碳化是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。新形勢下，我國礦業(yè)發(fā)展面臨新要求、新挑戰(zhàn)，加快推進(jìn)礦業(yè)技術(shù)綠色智能化革命，加快5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)與礦業(yè)的深度融合，推進(jìn)綠色智能礦山建設(shè)，成為當(dāng)前新形勢下礦業(yè)發(fā)展的重要使命和挑戰(zhàn)。

論壇上，100余名專家學(xué)者和企業(yè)負(fù)責(zé)人圍繞深地資源綠色開采新技術(shù)、“雙碳”目標(biāo)背景下礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的新路徑、后疫情時(shí)代礦業(yè)國際化發(fā)展的新挑戰(zhàn)、“一帶一路”視域下礦業(yè)人才培養(yǎng)的新模式，以及金川貧礦資源安全高效開發(fā)及固廢綜合利用等議題展開深入交流探討。

伴綠而行 金屬礦山膏體充填技術(shù)應(yīng)用前景廣闊

“膏體充填，即將全尾砂等礦山固體廢棄物制備成飽和態(tài)、無沁水、牙膏狀高濃度料漿，進(jìn)行地表塌陷區(qū)或地下采空區(qū)充填。”論壇上，北京科技大學(xué)原副校長吳愛祥論述了中國膏體充填技術(shù)發(fā)展歷史，膏體充填流變學(xué)最新研究進(jìn)展及膏體充填如何推動(dòng)采礦工藝變革。他認(rèn)為，傳統(tǒng)金屬礦開采面臨的事故高發(fā)和環(huán)境污染嚴(yán)重兩大問題，可以利用膏體充填有效解決。

經(jīng)過近30年的發(fā)展，膏體充填技術(shù)從金川出發(fā)，現(xiàn)已被國內(nèi)外黑色、有色、黃金、煤炭、非金屬等系統(tǒng)廣泛采用。隨著國家“雙碳”目標(biāo)的實(shí)施和綠色礦山建設(shè)深入，膏體充填應(yīng)用前景更加廣闊。

“相信隨著膏體流變學(xué)研究的不斷深入和膏體充填在礦山的應(yīng)用，會(huì)進(jìn)一步解決該技術(shù)在實(shí)踐中的難題，推動(dòng)采礦工藝革新，助力礦山實(shí)現(xiàn)無痕開采，建設(shè)綠色礦山的目標(biāo)。”吳愛祥說。

金川集團(tuán)二礦區(qū)總工程師陳仲杰介紹了全固廢膏體充填技術(shù)在金川礦山的研究和應(yīng)用進(jìn)展。通過對(duì)充填物料、充填工藝及充填裝備的持續(xù)研究，金川礦山建立起全尾砂-廢石膏體一鍵智能充填系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)充填全過程多源信息監(jiān)測和動(dòng)態(tài)調(diào)控功能，完成充填系統(tǒng)全流程智能控制。目前，金川礦山采用全尾砂和廢石代替風(fēng)砂、河砂等主要充填材料，解決充填骨料供應(yīng)短缺問題，有效緩解地表廢石堆存以及尾礦庫尾礦堆存壓力，提高了金川礦山固廢資源化利用水平，取得良好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

礦山低碳高效開采技術(shù)為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)開辟新路

“1982年，我國開始研發(fā)綜合機(jī)械化放頂煤開采技術(shù)，經(jīng)過40年研究應(yīng)用和創(chuàng)新發(fā)展，綜放開采技術(shù)成為我國開采厚煤層的主要方法，也是我國在世界煤炭開采行業(yè)的標(biāo)志性技術(shù)。”中國礦業(yè)大學(xué)(北京)原副校長王家臣向與會(huì)人員分享了放頂煤開采的歷史演化，以及到目前形成的相關(guān)組織機(jī)構(gòu)和主要研發(fā)應(yīng)用成果。他提出，綜放開采技術(shù)下一步發(fā)展需要轉(zhuǎn)到智能低碳技術(shù)路徑上，利用人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等信息技術(shù)，開發(fā)智能放煤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜放工作面的全面智能化開采。開發(fā)基于采動(dòng)巖層運(yùn)動(dòng)的保水開采、綠色開采和減災(zāi)開采等技術(shù)，建立覆巖運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一理論，進(jìn)一步提高頂煤采出率，推動(dòng)煤炭科技不斷進(jìn)步。

中南大學(xué)教授張欽禮針對(duì)金川IV礦區(qū)資源特點(diǎn)，提出了“復(fù)雜條件貧礦安全高效經(jīng)濟(jì)開采技術(shù)方案”。方案以貧礦資源安全、經(jīng)濟(jì)開發(fā)為目標(biāo)，優(yōu)化選擇出安全與效益平衡的預(yù)控頂下向進(jìn)路充填采礦法，并提出了包括上行式開采模式、塊石固廢+全尾砂膏體低成本互層充填、上下雙進(jìn)路合采、高邊幫維護(hù)、高進(jìn)路吊掛、地表變形控制等在內(nèi)的預(yù)控頂下向(或上向)進(jìn)路關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施措施。

跨界融合 未來的礦山開采將更加智能

報(bào)告會(huì)上，東北大學(xué)朱萬成教授帶來了該校巖石破裂與失穩(wěn)研究所(以下簡稱研究所)的最新成果。研究所通過巖心圖像深度學(xué)習(xí)等手段開展了工程巖體的結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)表征，研發(fā)出結(jié)構(gòu)面空間形態(tài)的自動(dòng)識(shí)別與建模方法，形成了工程巖體結(jié)構(gòu)表征與圍巖精細(xì)化建模技術(shù)。

在此基礎(chǔ)上，研究所進(jìn)一步開發(fā)出現(xiàn)場監(jiān)測與數(shù)值模擬相結(jié)合的礦山災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警技術(shù)，搭建形成礦山災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警云平臺(tái)，完成了監(jiān)測信息、礦山虛擬仿真場景、數(shù)值模擬結(jié)果在云平臺(tái)的集成，實(shí)現(xiàn)采動(dòng)災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警，為礦山安全開采提供一定的技術(shù)保障。朱萬成教授表示，利用巖體損傷與破裂研究和信息技術(shù)領(lǐng)域的跨界融合，及時(shí)預(yù)測預(yù)警礦山災(zāi)害，這條路仍然充滿挑戰(zhàn)，需要不斷向前開拓。

“隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及國家對(duì)智能礦山建設(shè)的大力支持，更多的技術(shù)應(yīng)用到礦山行業(yè)當(dāng)中，但同時(shí)也伴隨產(chǎn)生了很多限制因素，例如網(wǎng)絡(luò)建設(shè)難度大、數(shù)據(jù)整合較為困難等問題。”金川集團(tuán)龍首礦(以下簡稱龍首礦)副礦長駱軍軍表示，智能礦山需要進(jìn)一步打破行業(yè)壁壘，融合各方優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)更系統(tǒng)全面的智能化建設(shè)目標(biāo)。現(xiàn)在，龍首礦以“一個(gè)數(shù)字化生產(chǎn)運(yùn)營管控中心、一個(gè)視頻監(jiān)控執(zhí)法中心、六個(gè)專業(yè)化集控室，不斷提升采掘自動(dòng)化水平”為總體目標(biāo)，克服諸多難點(diǎn)困境，逐步完善基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及融合，目前已形成鏟運(yùn)機(jī)智能出礦系統(tǒng)、有軌運(yùn)輸系統(tǒng)無人化、充填系統(tǒng)智能化作業(yè)等一批智能化應(yīng)用成果。

“智能礦山在提升礦山生產(chǎn)經(jīng)營管理能力，發(fā)展更加高效的礦山生產(chǎn)建設(shè)工藝、提高資源生產(chǎn)規(guī)模和質(zhì)量、解放礦山建設(shè)作業(yè)勞動(dòng)力、保障人員作業(yè)安全性方面也表現(xiàn)出優(yōu)勢。”駱軍軍說。

六大維度 展望中國式現(xiàn)代化礦山的實(shí)現(xiàn)途徑

“中國式現(xiàn)代化礦山應(yīng)該是什么樣子?”中鋼集團(tuán)董事長連民杰從六個(gè)維度描繪了中國式現(xiàn)代化礦山的未來圖景。第一是追求本質(zhì)安全，包括設(shè)備安全、設(shè)施和構(gòu)筑物安全、工藝技術(shù)安全、操作流程規(guī)范安全以及員工發(fā)自內(nèi)心的安全意識(shí)。第二是實(shí)現(xiàn)智慧運(yùn)營，從數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)執(zhí)行、管理控制三個(gè)層面鋪設(shè)礦山大數(shù)據(jù)底座，從而量化目標(biāo)、指導(dǎo)決策。第三是突出資源節(jié)約，優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)、科學(xué)合理配置資源、建立起全礦資源綜合利用運(yùn)行體系。第四是營造和諧生態(tài)環(huán)境，通過美化廠區(qū)、建立清潔礦山、促進(jìn)設(shè)備和能源逆轉(zhuǎn)型、發(fā)展可再生能源等實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。第五是創(chuàng)造可觀經(jīng)濟(jì)效益，以科技降本、穩(wěn)產(chǎn)增效、對(duì)標(biāo)先進(jìn)為原則管理礦山生產(chǎn)，根據(jù)市場需求和風(fēng)險(xiǎn)建立彈性的生產(chǎn)銷售機(jī)制。第六是注重社會(huì)認(rèn)同，以企業(yè)發(fā)展帶動(dòng)職工和地方增收，以人性化管理和安全環(huán)保的工作環(huán)境提升員工幸福感，從而激發(fā)員工干事創(chuàng)業(yè)積極性，得到社會(huì)大眾的認(rèn)同和支持，形成良性循環(huán)，為礦山企業(yè)發(fā)展開拓更廣闊的空間。

連民杰表示，未來中國礦山企業(yè)應(yīng)緊跟全球科技革命和產(chǎn)業(yè)變革浪潮，吸收先進(jìn)技術(shù)紅利，順應(yīng)安全、低碳、環(huán)保新要求，不斷革新開采模式，持續(xù)創(chuàng)新礦山經(jīng)營理念，建設(shè)“安全、智慧、綠色、和諧”的中國式現(xiàn)代化礦山。