院士蔡美峰:绿色开采铸就绿水青山

“矿业传统的无序开采模式会造成资源浪费和生态问题,将阻碍矿业可持续发展。”在5月10日举行的“2018中国绿色矿山建设高峰论坛”上,中国工程院院士、绿色矿山推进委员会高级顾问蔡美峰指出,

必须全力推进绿色矿山建设,全面实施绿色有序开采模式,从根本上消除采矿对环境和生态造成的破坏。

院士蔡美峰:绿色开采铸就绿水青山

蔡美峰表示,实施矿业绿色开发是响应和落实习近平总书记的指示、推进矿业生态文明发展的重要举措,对保证本世纪中叶把我国建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国有十分重要的关系。这是国家和民族赋予采矿行业的责任和义务,必须不折不扣地完成。

为了适应绿色采矿的要求,减少采矿造成的环境污染和对生态环境的破坏,蔡美峰指出,必须对传统的采矿模式及其工艺技术进行根本变革。为此,他提出了四个方面的重点研究方法。

首先是有别于传统钻爆法的连续破岩切割采矿方法。蔡美峰在会上分享了四个技术。

一是机械连续切割掘进、采矿技术。“从长远目标出发,采用机械掘进、机械凿岩的方法,以连续切割设备取代传统爆破采矿工艺进行开采是一个重要方向。”他表示,机械切割能准确开采目标矿石,使矿石损失率和贫化率降到最低,并大大减少废石和粉尘的产出和排放,减轻采矿对环境的污染和破坏;同时减轻开采对环境的扰动,有利于地表和岩层稳定,避免岩层失稳引起各种地质灾害造成对环境和生态的破坏。

二是高压水射流破岩掘进与采矿技术。蔡美峰表示,高压水射流破碎和切割过程中,能自动排出废料,只需对使用后的水进行简单物理净化,就能实现对水的循环利用。而为了解决在破碎坚硬矿岩时还存在水射流压力不足等问题,可在高压水射流需向超高压大功率化方向发展。“需要进一步发展和完善超高压的水射流部件和设备,如超高压泵、旋转密封、耐磨喷嘴和高压管件等部件,从而为在金属矿硬岩中应用创造条件。”他说。

三是激光破岩掘进与采矿技术。激光破岩是利用高能激光束产生的热量对岩石局部迅速加热,当温度足够高时,就会发生一系列复杂的物理化学反应,并随温度升高依次实现破碎、分解、熔化和汽化三种破岩形式。

四是等离子破岩掘进与采矿技术。该技术利用电能将炮孔中的电解液转变成高压、高温等离子气体,通过等离子气体快速膨胀形成冲击波,产生类似于炸药的爆破效果。爆破产生的压力足以破裂坚硬岩石。“该技术的实施可极大改善作业环境,减少了传统爆破对围岩和环境的影响和破坏。”蔡美峰说。

其次是深井支护技术变革。蔡美峰表示,为了实现绿色采矿,控制岩层移动和地表沉陷、保护自然和生态环境,特别是进入深部开采后控制剧烈地压活动,避免采空区失稳引起各种灾害事故发生,保证开采安全,充填法将是多数矿山不得不选择的采矿方法,这是传统采矿模式的重大变革。而为了降低充填成本,必须对充填工艺和充填材料进行重大改革,具有普遍应用前景的技术方案是利用矿山固体废料的充填工艺方法。

再其次是采选一体化技术。蔡美峰提出,可发展井下预选、抛尾技术和矿浆输送技术。在此基础上,可将选矿厂建在井下。这样一来,开采的矿石在地下选矿后,直接向地面输送精矿;选矿产生的废石与尾矿留在井下用于采空区充填,实现原地利用,并减少排出地面后对生态环境的污染、破坏。而且不需要在地面建选矿厂和尾矿库,省去征地建厂建库和尾矿库管理的费用,消除了尾矿库产生各种自然灾害的根源。

最后是无废开采技术。在这方面,蔡美峰表示,无废开采模式应包括3项基本要素,即资源回收率高、废料排放量小、地表不受破坏,从而以最小的废料排放量获取最大的资源量和经济效益,并使生态环境得到充分保护。

“采矿业是国民经济发展所需资源的保证性行业,只有加速绿色矿山建设,才能使我国更早进入世界采矿强国前列,从而保证我国矿产资源的有效供给和对国民经济发展的持续可靠支撑。只有这样,才能为本世纪中叶把我国建成社会主义现代化强国作出采矿业应有的贡献。”蔡美峰最后强调说。


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