面对矿产资源开发迈入“易处理向难处理、浅部向深部、东部向西部、原生向再生、陆地向海洋、地球向太空”的新阶段,作为“矿山科研国家队、矿业工程生力军、检测服务排头兵”,长沙矿山研究院有限责任公司(以下简称“长沙矿山院”)如何以“矿业报国,矿业强国”的初心使命乘势而上,走出有色行业科研院所高质量发展的特色之路?正值有色行业转制科研院所改革发展25周年之际,记者采访了作为第一批转制科研院所之一的长沙矿山院主管科技的副总经理褚洪涛、主管市场的副总经理尹贤刚。
长沙矿山院副总经理褚洪涛(左二)、尹贤刚(左一)接受本报记者采访。
党的十八大以来,党中央高度重视资源安全问题,习近平总书记多次对维护资源保障与供应安全、促进资源集约利用作出重要指示批示。党的二十大报告明确提出“提升战略性资源供应保障能力”,进一步强调“确保粮食、能源资源、重要产业链供应链安全”。
“战略性关键矿产资源快速增长的需求和缓慢增长的供应之间的缺口日益扩大。”褚洪涛在接受记者采访时表示。自1956年成立以来,长沙矿山院专门从事矿产资源开发新方法、新工艺、新设备和新材料的研究,具有深厚的技术底蕴和雄厚的人才队伍,致力于成为最值得信赖的矿山综合服务商,为保障战略性关键矿产资源安全作出更大的贡献。
为矿山安全生产保驾护航
安全和发展是一体之两翼、驱动之双轮。安全生产则是硬碰硬的“红线”,而不是可有可无的“虚线”。
习近平总书记强调:“要健全风险防范化解机制,坚持从源头上防范化解重大安全风险,真正把问题解决在萌芽之时、成灾之前。”安全生产事故看似事发突然,让人防不胜防,实则有迹可循。把重大风险隐患当作事故来对待,及时解决好苗头问题,才能有效防范安全事故发生。
“我国矿山安全生产处于一个新的爬坡过坎期,形势仍然严峻复杂。”尹贤刚告诉记者,“随着矿山开采深度和高寒高海拔矿山开采强度加大,矿山智能化加速建设对装备安全保障可靠性要求越来越高,矿山灾害致灾机理趋于复杂多变,矿山安全事故和灾害诱发的生态环境劣化加剧,安全生产形势稳中有变。”
“居安而念危,则终不危;操治而虑乱,则终不乱。”近年来,长沙矿山院围绕保障矿山安全生产等国家重大战略需求,始终坚持人民至上、生命至上,围绕解决矿山隐蔽灾害源探查和智能监测预警、矿山工程灾害孕灾机理和一体化预报调控与精准防治、极端恶劣环境下矿山装备劣失效和智能检测检验方法3个关键科学问题,取得矿山灾害智能探查和监测预警、矿山岩土工程灾害孕灾机理与精准防治修复、矿山水害精准防控修复和智慧应急救援、矿山装备劣化诊断与失效灾害智能防控4个方面的重大理论和技术突破。
一是长沙矿山院研发矿山安全高效开采与地压协同控制技术、复杂群采空区失稳坍塌预测与分区分级防治技术、破碎围岩条件下大面积开采岩移控制技术等矿山岩土工程防灾减灾成套关键技术,建立开采全过程动态调控地压模式,形成矿体开采与地压灾害协同控制技术体系。“相关研究成果已在金川镍矿、会泽铅锌矿、安庆铜矿等矿山应用,成功治理采空区约5000万立方米,矿柱回收率达85%,盘活残矿资源10亿余吨,节约地表搬迁与处置费用3.6亿元。”褚洪涛向记者介绍,“总体来说,长沙矿山院为推动矿山绿色无害化安全开采、保障矿产资源回收提供了重要的技术支撑。”
二是长沙矿山院研发高精度掘进工作面超前探测装备,研发了改性黏土双液浆、改性尾砂浆、泡沫尾砂浆等新型注浆材料,开发了一系列包括地面塌陷防治、井下近矿体帷幕注浆、改性黏土浆矿区帷幕注浆截流、控制疏干、深井淹井水下抛碴注浆封底等矿山水害防治新技术,帷幕堵水率达90%。相关研究成果已在安徽徐楼铁矿、广东凡口铅锌矿、福建马坑铁矿和冬瓜山铜矿等100余座矿山应用,为大水矿山的水害防治和安全开采提供技术支撑。由长沙矿山院牵头编制的《金属非金属地下矿山防治水安全技术规范》,填补了行业的空白。
三是长沙矿山院开展我国矿山灾害监测与控制技术研究、大面积地压环境下遗留资源高效低损回收安全保障技术攻关,首创复杂应力环境下安全开采和地压协同控制技术与监测预警系统,在复杂群空区条件下,建立安全、高效、绿色开采的新模式。
四是长沙矿山院率先研发无轨车辆人员防护结构试验装置等国内首台(套)分析验证装备,建立了矿山装备安全分析验证系统,可为重特大装备矿山安全准入、失效事故分析鉴定提供技术支撑。“截至目前,长沙矿山院牵头编制了20余项国家和金属非金属矿山装备行业安全标准、3个批次金属非金属矿山禁止使用工艺及设备目录,为政府部门安全监管提供了有力的技术支撑。”尹贤刚说。
为矿山数智转型提供支撑
自1999年转制为科技型企业以来,长沙矿山院坚持矿山科技创新、赋能矿业发展,努力成为科研实力一流、传统优势领先、特色业务突出、工程服务出众、具有国际影响力的科技型企业。
2010年,科技部依托被誉为“中国金属采矿第一院”的长沙矿山研究院组建了金属矿山安全技术国家重点实验室,以金属矿山安全技术为主题,围绕国家金属矿产资源安全的战略需求,重点解决金属矿产资源安全技术领域的重大科学问题与技术难题,下设数字矿山实验室等7个专项实验室,现有科研实验仪器470台(套),仪器设备总资产达1.5亿元。
长沙矿山院重点开展智能矿山顶层规划、矿山大数据和数字中台、矿业垂直大模型、三维可视化建模、虚拟仿真技术、采装运机器人等方面的研究。
当记者走进数字矿山实验室,首先映入眼帘的是占据整面墙壁的数字大屏,而不是传统意义上的操作台。
“真正的操作台就是千里之外的矿场,区域实况和设备工况都一目了然,数据可实现自动上传、计算和实时更新。”尹贤刚向记者介绍。
长沙矿山院专家向考察团队介绍研发的长九(神山)智慧矿山全流程物联网管控系统。
在数字大屏上,显示的画面是全球最大的砂石骨料生产基地——位于安徽省池州市的长九(神山)灰岩矿矿山。放眼望去,年开采规模7000万吨的露天矿山一览无余;仔细分辨,数百台加工设备及运输皮带散布其中,14公里长的物流输送廊道连接着矿区和长江边上的货运码头。
在高清的显示画面中,看不到职工忙碌的景象。“如今的矿工比过去的幸福多了。”褚洪涛感慨万分,“矿工们可以穿着得体的西装坐在办公室操作设备,再也不用穿着被汗水浸湿的工装面对冷冰冰的矿石。”
面对如此巨大的规模和复杂的流程,如何做到无人作业的同时精细掌控?这要归功于长沙矿山院数字矿山实验室自主研发的“云智矿”智能矿山生态体系。
数字矿山实验室团队创新性地提出了“互联网+矿山”的“云智矿”理念,综合运用物联网、云计算、大数据等技术,针对矿山普遍存在的技术难题,研发了矿山大数据专家系统、超远程操控平台、监测管控系统、矿用机器人、运营决策支持平台等服务于矿山安全生产全流程的产品体系,通过高新技术为企业降本增效、加强本质安全。
除此之外,由长沙矿山院承建的柿竹园、新田岭矿山智能管控中心已顺利建成。褚洪涛表示,智能管控中心可实现对矿山全方位的统一监控调度,构建起严密的安全管理网络,极大地提升矿山的运营效率和安全性。建设中的中钨高新矿用安全设备全生命周期智慧监管平台和智能视频AI监控系统,将解决矿山安全智能化管理中的“卡脖子”难题,并很好地实现人、机、环的安全风险快速感知,切实提升风险防控能力和管理效率,最大程度地发挥安全监管的重要作用。
“围绕矿业过程信息化、数字化与智能化,面向政府监管部门、矿山企业,长沙矿山院开展了多项技术攻关与应用示范工作。”尹贤刚对记者说。长沙矿山院承建的国家矿山安全监察局湖南局非煤矿山远程监察系统,是全国两个非煤矿山信息化建设试点之一,可供矿山安全监察、安全监管、矿山企业三方应用,从而实现省、市、县、矿企四级管控与安全风险联动,为各级监管监察部门、各矿业集团公司及相关矿山企业提供数据服务与监管支撑,对于推进非煤矿山“互联网+监管”和推动非煤矿山信息化建设具有重要意义。
多年来,长沙矿山院为国内外百余家矿山提供数字化及智能化建设服务,在该领域积累了丰富的经验;建设了一大批行业典型项目,取得专利30余项、软件著作权40余项。长沙矿山院现已成为国内领先的矿业数字化与智能化转型综合服务商,具备为矿山用户提供智能矿山规划、设计、建设、维护、运营与评价等服务的全方位能力,为矿山数字化、智能化转型提供有力支撑。
长沙矿山院承建的柿竹园智能管控中心。
为矿山健康发展作出贡献
“作为中国五矿集团子企业,我们一直积极践行中国五矿‘五大核心要义’‘五大行动计划’,为中国五矿和我国矿产资源开发提供技术支撑,引领我国金属矿山行业科技进步。”褚洪涛说。今年,长沙矿山院被划归中国五矿直接管理,围绕中国五矿金属矿业主责主业,聚焦战略性新兴产业,发挥自身科研特长和技术实力,与中国五矿所属单位协同建设多个智能化项目,加快推进“数字五矿”“安全五矿”建设,助力中国五矿及所属企业实现矿山智能化、安全化、高效化运营。
一直以来,长沙矿山院聚焦主责主业,在金属矿业开发领域开展多项工程总承包工作,聚焦推动高质量发展,加快发展新质生产力。尹贤刚向记者举了2个例子:锡矿山南矿飞水岩矿床深边部地质找矿勘探项目明竖井建设项目的实施,将有效助力老矿山生产系统自动化、智能化升级,实现企业综合效益显著提升;黄沙坪矿业边深部工程主副竖井及破碎系统建设项目将大幅扩大矿山生产规模,提升资源利用水平和矿山机械化、自动化和信息化水平,改善安全生产条件,实现矿山节能降耗、降本增效,促进矿山整体经济效益的提升和可持续高质量发展,建成安全、高效、绿色、智慧的国内一流矿山。
7月份,中国五矿集团正式获批牵头建设国家战略性稀有金属矿产高效开发技术创新中心。这是我国矿产资源领域获批建设的首个国家创新中心,对于保障国家资源安全、提升产业控制力具有重要意义。褚洪涛表示,长沙矿山院作为该创新中心共同建设单位之一,将竭尽全力围绕提高战略性矿产资源供给保障能力等国家战略需求,不断加强战略性矿产资源高效开发应用基础研究和前沿技术攻关,研发重大关键设备,进一步提升我国矿产资源领域自主可控水平,为保障国家矿产资源安全与提升产业控制力提供新的科技支撑。
守好矿山“一抹绿”,擦亮发展“新底色”。面向未来,长沙矿山院将继续提供源头技术,做好服务支撑工作。尹贤刚表示,长沙矿山院计划从3个方面为绿色矿山建设添砖加瓦:攻克尾矿极致膏体浓密技术、低成本固化技术和深井近零耗损输送技术,同时研发配套的装备和材料,这是行业尾废近零排放的基础;力争实现充填采矿成套技术、露天边坡空区预警治理技术、选尾水处理技术的突破,最大程度上降低对周边地貌、水体等生态的影响;大幅降低无尾矿山技术的应用门槛,使尾矿综合利用、井下充填、地表固化生态修复等技术不仅技术可靠而且经济划算,让绝大多数矿山都能实现尾废零排放。
长沙矿山院将坚持以技术创新为引领,不断加大创新研发力度,通过技术突破、产品研发,保持行业技术创新领先优势,为国家金属矿产行业发展持续赋能,定不负“中国金属采矿第一院”之美誉。
(付宇)
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