院士蔡美峰:綠色開採鑄就綠水青山

“礦業傳統的無序開採模式會造成資源浪費和生態問題,將阻礙礦業可持續發展。”在5月10日舉行的“2018中國綠色礦山建設高峰論壇”上,中國工程院院士、綠色礦山推進委員會高級顧問蔡美峰指出,

必須全力推進綠色礦山建設,全面實施綠色有序開採模式,從根本上消除採礦對環境和生態造成的破壞。

院士蔡美峰:綠色開採鑄就綠水青山

蔡美峰表示,實施礦業綠色開發是響應和落實習近平總書記的指示、推進礦業生態文明發展的重要舉措,對保證本世紀中葉把我國建成富強民主文明和諧美麗的社會主義現代化強國有十分重要的關係。這是國家和民族賦予採礦行業的責任和義務,必須不折不扣地完成。

為了適應綠色採礦的要求,減少採礦造成的環境汙染和對生態環境的破壞,蔡美峰指出,必須對傳統的採礦模式及其工藝技術進行根本變革。為此,他提出了四個方面的重點研究方法。

首先是有別於傳統鑽爆法的連續破巖切割採礦方法。蔡美峰在會上分享了四個技術。

一是機械連續切割掘進、採礦技術。“從長遠目標出發,採用機械掘進、機械鑿巖的方法,以連續切割設備取代傳統爆破採礦工藝進行開採是一個重要方向。”他表示,機械切割能準確開採目標礦石,使礦石損失率和貧化率降到最低,並大大減少廢石和粉塵的產出和排放,減輕採礦對環境的汙染和破壞;同時減輕開採對環境的擾動,有利於地表和岩層穩定,避免岩層失穩引起各種地質災害造成對環境和生態的破壞。

二是高壓水射流破巖掘進與採礦技術。蔡美峰表示,高壓水射流破碎和切割過程中,能自動排出廢料,只需對使用後的水進行簡單物理淨化,就能實現對水的循環利用。而為了解決在破碎堅硬礦巖時還存在水射流壓力不足等問題,可在高壓水射流需向超高壓大功率化方向發展。“需要進一步發展和完善超高壓的水射流部件和設備,如超高壓泵、旋轉密封、耐磨噴嘴和高壓管件等部件,從而為在金屬礦硬巖中應用創造條件。”他說。

三是激光破巖掘進與採礦技術。激光破巖是利用高能激光束產生的熱量對岩石局部迅速加熱,當溫度足夠高時,就會發生一系列複雜的物理化學反應,並隨溫度升高依次實現破碎、分解、熔化和汽化三種破巖形式。

四是等離子破巖掘進與採礦技術。該技術利用電能將炮孔中的電解液轉變成高壓、高溫等離子氣體,通過等離子氣體快速膨脹形成衝擊波,產生類似於炸藥的爆破效果。爆破產生的壓力足以破裂堅硬岩石。“該技術的實施可極大改善作業環境,減少了傳統爆破對圍巖和環境的影響和破壞。”蔡美峰說。

其次是深井支護技術變革。蔡美峰表示,為了實現綠色採礦,控制岩層移動和地表沉陷、保護自然和生態環境,特別是進入深部開採後控制劇烈地壓活動,避免採空區失穩引起各種災害事故發生,保證開採安全,充填法將是多數礦山不得不選擇的採礦方法,這是傳統採礦模式的重大變革。而為了降低充填成本,必須對充填工藝和充填材料進行重大改革,具有普遍應用前景的技術方案是利用礦山固體廢料的充填工藝方法。

再其次是採選一體化技術。蔡美峰提出,可發展井下預選、拋尾技術和礦漿輸送技術。在此基礎上,可將選礦廠建在井下。這樣一來,開採的礦石在地下選礦後,直接向地面輸送精礦;選礦產生的廢石與尾礦留在井下用於採空區充填,實現原地利用,並減少排出地面後對生態環境的汙染、破壞。而且不需要在地面建選礦廠和尾礦庫,省去徵地建廠建庫和尾礦庫管理的費用,消除了尾礦庫產生各種自然災害的根源。

最後是無廢開採技術。在這方面,蔡美峰表示,無廢開採模式應包括3項基本要素,即資源回收率高、廢料排放量小、地表不受破壞,從而以最小的廢料排放量獲取最大的資源量和經濟效益,並使生態環境得到充分保護。

“採礦業是國民經濟發展所需資源的保證性行業,只有加速綠色礦山建設,才能使我國更早進入世界採礦強國前列,從而保證我國礦產資源的有效供給和對國民經濟發展的持續可靠支撐。只有這樣,才能為本世紀中葉把我國建成社會主義現代化強國作出採礦業應有的貢獻。”蔡美峰最後強調說。


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