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我国矿产资源人均占有量远远低于世界平均水平,根据矿山的实际工程地质和开采技术条件

来源:http://www.roundh.com 作者:供应商 人气:65 发布时间:2020-05-03
摘要:  经过多年来的持续高强度开发,我国许多金属矿山已经进入深部开采阶段。而随着“三深一土”战略的实施,加强对深部资源的勘查开发,已成为未来发展的主要方向。 我国深部矿产

 

  经过多年来的持续高强度开发,我国许多金属矿山已经进入深部开采阶段。而随着“三深一土”战略的实施,加强对深部资源的勘查开发,已成为未来发展的主要方向。
  我国深部矿产资源高效开发状况如何?目前还存在哪些瓶颈?该从哪些方面进行突破?在最近举行的矿业投融资暨采选实用技术学术会上,中国矿业报记者采访了中国工程院院士、北京科技大学教授蔡美峰。
  中国矿业报:我国当前金属矿产资源的状况如何,人均占有量在世界上居于什么水平?
  蔡美峰:我国矿产资源总量较丰富。目前,我国已发现171种矿产资源,探明有储量的矿产168种,已探明矿产资源储量潜在价值约占世界矿产资源总价值的14.6%,居世界第3位。然而,我国矿产资源人均占有量远远低于世界平均水平。45种主要矿产资源,我国人均储量居世界第80位,仅为世界平均水平的58%。
  国民经济需要的大宗支柱矿产品种,如铁、锰、铜、铅、锌、铝土矿等金属矿产,均不能满足需求。每年60%以上铁精矿、70%以上铜精矿和50%铝土矿须从国外进口。主要金属矿产资源如此高的国外依存度,对我国国民经济发展构成了潜在的严重威胁。更重要的是,我国优势矿产的优势也正在减弱以至丧失,如钨、锡、钼、锑、萤石、重晶石等,其可供储量对2020年需求的保证程度分别仅为89%、35%、85%、55%、15%、26%。
  中国矿业报:我国金属矿产资源的开采现状及其面临的问题有哪些?
  蔡美峰:经过新中国成立以来60多年的开采,我国浅部矿产资源逐年减少和枯竭,矿产资源特别是金属矿产资源开采正处于向深部全面推进阶段。2000年以前,我国只有2个金属矿山开采深度达到1000米。进入21世纪以来,发展速度很快,目前已有16座地下金属矿山采深达到或超过1000米。其中,吉林夹皮沟金矿、云南会泽铅锌矿和六苴铜矿、河南灵宝釜鑫金矿均超过1500米。
  而当前国外采深1000米以上的金属矿山112座。按数量排名,处于前几位的国家是:加拿大28座,南非27座,澳大利亚11座,美国7座,俄罗斯5座。我国已经超过澳大利亚,居世界第3位。但是,如果按照现在的发展速度,我国在较短时间内深井矿山数量就会居世界第一。
  在国外112座深井矿山中,采深超过3000米的有16座,其中12座位于南非,全部为金矿。我国16座深井矿山中,金矿8座,有色金属矿山7座。国内外情况基本相似,深井矿山中,黄金矿山数量最多。
  近期在三山岛金矿西岭矿区1600米~2600米深度,探明了一个金金属储量400吨的大型金矿床,为我国在胶东半岛深部等类似矿集区找到更大规模金矿床指明了方向。随着“三深一土”战略的实施及勘探技术和装备的进步,我国在3000米~5000米深部找到一批大型金矿床是完全有可能的。据统计,未来10年内,我国将有1/3以上金属矿山开采深度达到或超过1000米。深部开采是我国金属矿产资源开发面临的最主要问题,其中,黄金矿山首当其冲。
  未来矿产资源开发涉及绿色开采、深部开采、智能化采矿三大主题,其中深部开采是统领全局的主题。在深部开采中,包括绿色开发、智能化采矿在内的所有采矿新理念、新模式、新技术都必须有创新性的发展,才能保证深部安全高效开采的实现。
  而深部开采将面临诸多的关键难题:一是深部高应力问题。深部高应力可能导致破坏性的地压活动,包括岩爆、塌方、冒顶、突水等由采矿开挖引起的动力灾害。二是岩性恶化问题。浅部的硬岩到深部变成软岩,弹性体变成潜塑性体,这给支护和采矿安全造成很大负担,严重影响采矿效率和效益。三是深井高温环境问题。岩层温度随深部以1.7℃/100米~3.0℃/100米的梯度增加。深井的高温环境条件严重影响工人的劳动生产效率。而为了进行有效降温,又必将大大增加采矿成本。同时,随着开采深度的增加,矿石和各种物料的提升高度显著增加,提升难度和提升成本大大增加,并对生产安全构成威胁。
  中国矿业报:要实现深部矿产资源的安全高效开发,必须解决好哪些方面的制约?
  蔡美峰:为了解决深部开采一系列关键技术难题,必须广泛吸收各学科的高新技术,开拓先进的非传统的采矿工艺和技术,创造更高效率、更低成本、最少环境污染和最好安全条件的采矿模式。
  一是深井高应力条件下的岩爆预测与防控。采矿开挖前地层处于自然平衡状态,采矿开挖引起地应力向开挖空间释放,形成“释放荷载”,导致围岩变形和应力集中,产生扰动能量。当岩体中聚集的扰动能量达到很高水平,并且在围岩出现破裂等情况下突然释放,就产生冲击破坏,即岩爆。这是对岩爆机理的准确认识。基于上述岩爆诱发机理,岩爆预测应与采矿过程紧密结合,根据未来开采计划,采用数值模拟等办法,定量计算出未来开采诱发扰动能量的大小、时间和在岩体中的空间分布状况及其随开采过程中的变化规律,就可以借助地震学中地震能量与震级的关系式,对未来开采诱发岩爆的发展趋势及其震级规律做出预测。同样基于岩爆的诱发机理,岩爆防控应主要从优化采矿方法、开采布局和开采顺序入手,减少和控制开采过程中扰动能量的聚集,从而减轻和控制岩爆的发生。同时,采取吸收能量、防冲击的支护措施,阻止和减弱岩爆的冲击破坏作用。
  二是深井高温环境控制与降温治理。地下岩层温度随深度的增加而梯度上升,通常千米以上深井岩层温度将超过人体温度。根据我们最新调查,我国超过700米的深金属矿有100多座,超过700米后岩温普遍超过35℃。高温导致工作面条件严重恶化,劳动生产率和设备作业效率大大下降,并可造成严重灾害事故。国内外常用的矿井降温技术有非人工制冷和人工制冷两大类。矿井通风是主要的非人工制冷降温技术,但井深超过千米后,常规通风不能达到安全规程对井下工作面环境温度要求。人工制冷降温包括水冷和冰冷两种。水冷是在地面或地下制出冷水送到井下工作站,通过高低压换热器和空冷器使风冷却后,将冷风送到工作面降温。冰冷在井上制出粒状冰或泥状冰,送至井下融冰池融冰,融冰形成的冷水送至工作面进行喷雾降温。
  人工制冷和非人工制冷都是被动式降温技术。为高效解决深井降温问题,必须发挥主动式降温技术,重点在以下两个方面:一是深井高温岩层隔热技术。研发新型高效的隔热新材料、新技术、新工艺,对岩层高温进行隔离,在此基础上,再采用人工制冷降温技术等,就会使井下巷道和采矿工作面取得良好的降温效果。二是深井地热开发技术。地热是一种天然能源,目前能源系统正在借助采矿技术进行地热开采的战略研究。如果将深井采矿和深部地热开发有机结合起来,就为采矿工程深井降温找到了一条具有颠覆性的技术途径,可以实现深部能源开发与资源开发的共赢。
  所以,就目前的采矿技术和开采成本而言,在地下3000米以下进行矿产资源开发并不是非常经济的做法。EGS/E深地地热开采技术将采矿技术用于地热开发,既能极大地提高深部地热开发效率,又能极大地降低深地采矿的成本,为解决未来的能源问题以及深部采矿的经济性问题开辟了有效途径。二者的理想结合和双赢,将是能源领域和矿业领域科技创新的重大突破,具有颠覆性的效果。我国有希望在这两个方面取得具有中国标记的领先世界的突破性进展。
  中国矿业报:随着科技的发展,非传统的采矿技术已逐渐替代传统采矿技术。目前,在非传统采矿技术方面有哪些进展?
  蔡美峰:传统的爆破采矿技术不但破坏围岩稳定性,而且矿石、废石一起采,大大增加了提升和选矿的工作量和成本。从长远目标出发,采用机械掘进、机械凿岩方法,以连续切割掘进、采矿技术取代传统爆破采矿工艺进行采矿是一个重要方向。机械切割开采空间不需实施爆破而明显提高围岩稳固性,并且不受爆破安全境界限制,扩大开采境界;机械切割能准确地开采目标矿石,使采矿损失率和矿石贫化率降到最低。但采矿机作业受金属矿床形态多变及复杂地质条件的限制,切割头的寿命及费用是实施该技术需要解决的关键问题。在这里,要介绍几种非传统采矿技术及其进展。
  高压水射流破岩掘进与采矿技术:高压水射流技术是上世纪70年代发展起来的一种清洗、切割新技术。从高压喷嘴射出的高速水射流具有很大的能量,在目标靶上可产生巨大的冲击力,用来切割岩石、破碎岩石等。目前该技术已用于软岩和中等硬岩,大量应用水射流技术研制的采煤机、切割机和清洗机相继问世,并进行了工业试验和推广应用。但在破碎坚硬矿岩时,需要使用更高的水射流压力才能实现,而目前的水射流发射装置系统尚不能承受如此高的压力。为了解决硬岩破岩问题,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水射流部件和设备,为在金属矿硬岩中应用创造条件。
  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,就会产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、融化和汽化三种破岩形式。采矿破岩只要实现破碎即可,当高能激光作用于岩石表面时,岩石局部迅速受热膨胀,导致局部热应力升高。当热应力高于岩石极限强度时,岩石就会发生热破碎,实现切割破岩。岩石表面的微裂缝和孔隙等使其极限强度降低,因而会加剧这种热破碎作用。
  等离子破岩掘进与采矿技术:这种技术首先向岩体内钻孔,然后将同轴电极紧密地装入钻孔中,并在电极前端充满电解质溶液。接通连接同轴电极的电容器组,在高电能的作用下,电解质很快转变成高温高压的等离子气体。高温高压的离子气体迅速膨胀形成强大的冲击波,导致类似于化学炸药产生的爆破效果,其产生的压力可超过2GPa,足以破裂坚硬岩石。
  中国矿业报:绿色开采是矿山开采的发展方向。当前,我国在积极倡导绿色生态采矿模式,您认为该模式主要有哪几方面?
  蔡美峰:一是无废开采模式。无废开采的目标是最大限度地减少废料的产出、排放,提高资源综合利用率,减轻或杜绝矿产资源开发对生态和环境的破坏。矿山无废开采模式遵从工业生态学的观点,以采矿活动为中心,将矿山生态环境、资源环境和经济环境联系起一个有机的工业系统,以最小的排放量获取最大资源量和经济效益。采矿活动结束后通过最小的末端治理使矿山环境与生态环境融为一个整体。为了实现无废开采,应大力提高采选技术水平,大力降低矿石贫化率等,实现废料产出最小化,从源头上控制废石产出率。同时,尽可能提高选矿回收率,减少尾矿排放量,将矿石资源中由于选冶水平低而不能利用的成分减到最少。加强综合回收,实现废弃物的资源化,提高废弃物的整体利用水平,努力实现矿山故土废弃物的零排放、零堆存。
  二是原地溶浸采矿模式。这是一种集采选一体化的技术,通过钻孔或爆破在矿体中形成注液通道,直接将溶浸液体注入矿体中。溶浸液浸出的富矿液回收后经集液通道送到地表进行处理。该方法省去了采矿作业,由浸矿液直接回收金属,可大大减少采矿作业和提升的工作量,是较理想和较能实现大规模现场应用的无废采矿方法,对深部矿床开采具有较强的适应性。但目前该工艺可回收的大宗金属品种太少,只有铀、铜和金三种,需要大力研究采用该工艺回收更多金属矿种的技术。
  三是地下采选一体化模式。在矿石提升地面之前,在井下进行预选和预富集,抛去大部分废石,可以明显降低矿石提升量。另外,西方国家正试验采用水力提升方式替代箕斗、罐笼等传统提升方式,矿石在地下预选后进行破碎和磨矿,然后用泵扬送到地面选矿场。由于不需要开挖竖井,可大大减少井巷工程投资,使采矿工程的安全性得到极大提高。将选矿平台建在井下,地下选矿后直接向地面输送精矿,可大量减少废石的提升量,是解决提升难题的一个重要途径。同时,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,地面无选矿厂和尾矿库,省去了征地建尾矿库和管理尾矿库的费用,可谓一举多得。
  四是遥控智能化无人采矿模式。这是最好的应对不断恶化的深部开采条件和环境条件,最大限度提高采矿效率、保证开采安全的最根本、最有效、最可靠的方法。目前,国内外仍处于建设“无人矿山”的初级阶段。在此阶段,无人采矿的核心技术仍然是采矿工艺和生产组织管理的自动化与智能化。新一代高级无人采矿技术必将涉及采矿工艺及生产过程自身的变革。
  中国矿业报:总体来看,我国采矿技术与西方国家相比还有怎样的差距?我们应该如何实现赶超?
  蔡美峰:西方国家上世纪80年代就开始实施井下工作面的无人采矿,而目前我国不少矿山就连全盘机械化作业还做不到。但从总体上看,我国的采矿技术在许多方面已接近或达到国际先进水平。矿山整体差距主要体现在大量矿山的采矿设备比较落后,先进采矿设备主要从国外进口,价格昂贵,这是制约我国采矿进步的关键问题。
  为了解决上述问题,我国必须加大科技投入,以引进-消化吸收-再创新为基础,立足自主创新。首先在自动化采矿装备研制方面取得突破,在较短时间内实现大型自动化采矿装备国产化。这就为加速我国自动化智能采矿技术的推广应用创造了可靠的条件。同时,对一批新建的大型地下金属矿山,从设计一开始就高起点投入,投产后就能实现自动化遥控智能化采矿作业。这批矿山建成后,产量会占我国地下金属矿山产量很大一部分,可以从整体上带动我国自动化、遥控智能化采矿水平上一个台阶。此外,我国从事采矿科技研究和矿山从事工程科技应用与管理的人数多、力量强,只要集中力量,就可以在采矿新技术、新工艺研究与应用方面取得突破,为无人采矿从“初级阶段”向“高级阶段”过渡创造条件。所以,相对西方矿业发达国家,我国的采矿工程科技在不远的将来,实现“弯道超车”是大有希望的。

信息化、自动化、智能化是未来采矿技术的发展方向,在金属矿山,这“三化”该如何实现?

10月18~20日,2018(第二十届)中国国际矿业大会在天津召开。本届大会以“开放新格局,合作新模式”为主题,以“一带一路”矿业国际产能合作为切入点,着力推进全球矿业界的对话、交流与合作。大会共设60场高峰论坛,演讲嘉宾就当前全球经济和矿业发展的现状、形势分享了精彩和独到的见解,对于国际矿业界、特别是中国矿业界深刻把握矿业发展趋势,坚定未来的发展信心,促进全球经济和矿业投资合作具有重要意义。  中国铝业集团有限公司副总经理张程忠:找准定位走高质量发展道路  新时期,如何正确界定经济社会发展中矿业的地位?如何看待矿业的未来、实现矿业的高质量发展?  张程忠认为,站在新的历史起点,要对矿业自身的定位进行再认识。  首先,矿业决不是粗放型产业。长期以来,国内矿业在“大矿大开,小矿小开”“有水快流”的错误思想指导下,片面追求发展速度和高额回报,使“粗放发展、破坏生态、污染环境”一度成为某些地区矿业发展的代名词。“需要强调的是,粗放式发展决不是矿业本身固有的特点,而是错误的发展观、不负责任的发展理念指导下的产物。”张程忠表示,只要秉持科学发展观,坚定不移地转变发展方式,矿业发展一定可以在创造财富、造福一方的同时,实现人与自然的和谐相处,实现高质量、可持续发展。  其次,矿业决不是夕阳产业。我国人口众多,人均消费量低;大宗矿产品禀赋差,对外依存度高;中国的工业化进程远没有结束,中国的经济发展依然离不开矿产资源的支撑。张程忠认为:“新一轮产业革命,特别是风能、太阳能和储能电池三大技术的发展,同样离不开大量的稀有、稀散、稀贵等新兴战略矿产资源的保障。因此,矿业发展的前景依然光明。”  第三,矿业决不是低端产业。“由于矿产资源的稀缺性、不可再生性,决定了矿产资源具有特殊的战略地位和较高的经济价值,以规模大、品质优、可扩产为开发对象的矿业项目,并不能因为其处于产业链的前端,就影响其成为价值链的高端。”张程忠表示。我国政府已经将资源绿色开釆列入国家重点支持的高新技术领域,矿业企业可以认定为高新技术企业,并在各方面享受政府优惠政策。从某种意义上讲,矿业不仅是高技术行业,而且在引领技术创新。  在张程忠看来,矿业的发展必须要坚持与时俱进,坚定不移走高质量发展的道路。  首先,要坚定不移走绿色发展之路。张程忠认为,应当提高矿业门槛,尤其要提高技术、环保门槛,防止由于过低的准入门槛,导致投资主体多、恶意竞争、无序竞争,最终导致生态破坏和资源浪费。  其次,要坚定不移走可持续发展之路。矿业发展必须坚持可持续发展的理念,持续不断地为社会经济进步提供资源。矿业的发展要对环境、生态负责,最大限度地减少对地质环境、水环境、生态环境的扰动,真正实现人与自然和谐共处。  第三,要坚定不移走创新发展之路。矿业企业要加大技术研发和科技创新的力度,通过先进技术改造提升传统矿业,降低能源、资源消耗、减少污染,加快提高矿产资源综合利用水平。张程忠表示,要坚持问题导向,学习、引进、研究先进技术,提高矿山数字化、智能化开采水平,为矿业高质量发展提供技术基础。  第四,要坚定不移走合作发展之路。矿产资源分布不均匀的特点,决定了矿业的发展离不开跨地区、跨行业、跨专业的合作,矿业融入全球经济一体化是历史的必然。张程忠呼吁,矿业同仁要自觉抵制贸易保护主义、资源民族主义,打破投资壁垒,促进全球矿业互利共赢。  紫金矿业集团股份有限公司党委书记、董事长陈景河:具备全球竞争力才是真正的成功  陈景河认为,改革开放成就了中国矿业企业,在改革开放前,中国基本金属消费量占全球5%以下,而如今已经达到了50%左右。“回顾紫金矿业25年发展,紫金矿业过去的成功主要是搭上中国改革开放经济高速发展顺风车。国际化是未来的重大考验,紫金矿业能否在国际矿业市场上脱颖而出,具备全球竞争力,这才是真正意义上的成功。”他指出。  关于当前矿业市场及走势,陈景河分析:“近两年,供给侧结构性改革和环保风暴,使大量中小矿山关闭,市场供给不足,从而推动矿产品价格抬升,大部分矿业企业获得了喘息的机会。尽管当前中国经济增长速度在减缓,但是中国经济的韧性、可持续性以及增长速度仍然可以预期。个人认为目前市场价格正处在一个相对合理的期间,上下在15%左右的波动是一个大概率事件,不具备大幅度上扬的条件,下部则有成本支撑。”  新的发展时期,对矿业企业提出了新的要求和挑战。陈景河指出,矿业开发必须实现与环境和谐统一,高度重视安全环保和职业健康,这是矿业企业生存发展的红线;矿山开发难度显着提高,投资金额生产成本不断上升,大规模机械化生产是基本要求,但国内具备条件的矿山并不多;矿业政策发生了较大变化,中国矿业政策有进一步收紧的趋势;地质勘察和矿业投资风险进一步提高,权益金制度出台后,企业不仅要承担风险勘查的投资风险,甚至还要在采矿证获批之前缴纳巨额的权益金。  面对新一轮发展与挑战,我国矿业企业应该怎么做?  陈景河说:“中国矿企大致有两种选择,一个是立足于现在,努力改善企业经营状况;二是采取进取型策略,主动投身国内外矿业市场,争取企业的可持续发展。”  陈景河认为,“走出去”是部分中国矿业企业重要决策。中国是全球矿产品消费超级大国,但是在矿产品价格方面并没有话语权,主要是因为中国公司控制进出口矿产资源容量比较小、矿山产量比较低、开采成本相对比较高,绝大部分矿产品自给力低于30%,高度依赖海外市场;同时,经济全球化趋势不可逆转,我国也在进一步改革开放、全面提升自我发展的内生动力。在新的发展时期,成长为具有全球竞争力大型跨国矿业企业是新时代的要求。  就中国矿业企业如何更好地“走出去”,陈景河谈了几点看法。他指出,有相当部分中国矿业企业已经基本具备参与国际竞争的实力,缺乏的是海外运作经验和国际化人才,而经验与人才只能靠实践获得和培养。 第二,矿业是艰苦行业,每个矿山都需要独立设计,中国人的吃苦耐劳和敬业精神是全球公认的,矿业是最适合中国人的行业。第三,矿产资源是矿业企业生存和发展的必备条件,到矿产资源丰富和开发程度较低的地区去,才可能实现价值投资。第四,矿产品是工业必不可少的原料,中国需要一批优秀大型—超大型跨国矿业公司,为中国的经济增长提供保障。  陈景河还就矿业法规、矿业的基础性地位、矿业企业“走出去”的政策环境、权益金等问题提出了自己的看法。他建议,除了安全和环保等法规进一步加强之外,要进一步减少政府审批,强化市场机制,尤其是要保障地质勘察投入及矿山资产法律潜力;分析认识矿业基础性地位,矿业可以实现与环境保护相对统一,要更加客观科学看待矿业开发过程对环境的影响;要形成有利于矿业企业走出去的环境,为矿业企业开辟国际化绿色通道,提供更多的指导和帮助;矿业企业要坚持绿色发展、安全发展主旋律,贯彻绿水青山就是金山银山的环保理念。  中国五矿集团有限公司副总经理焦健:矿业发展迎来新的历史性机遇  2017年以来,矿业经历了短暂的复苏,但是在全球贸易冲突诱导下,全球宏观政治经济形势动荡仍在延续,美元进入加息周期,新兴经济体风险加剧,一段时期内市场不确定性因素依然比较高。“尽管如此,我们对全球矿业中长期发展前景依然要抱有信心。”焦健指出。  首先,我国需求持续增长。当前,我国正处于全面建成小康社会决战时期,城镇化进程还将深入开展。同时,我国经济正在加快转型升级迈向高质量的发展阶段,中国仍将是拉动全球金属矿产品需求增长的重要引擎。  第二,全球其他国家和地区还有巨大增长潜力。特别是东南亚、南亚和非洲、拉美等国家和地区,工业化和城镇化水平有待加速推进,这些地区中长期经济发展和人民生活水平的提高,将驱动全球新一轮需求增长。  第三,经济的发展使矿产品从一般工业品转化为日常消费品,打开巨大增量空间。以最近几年大热的锂、钴为例,原来成长空间有限,后来用于电池、走向汽车电子消费领域后,市场需求大幅度增长,价格呈现数倍的增长。在工业化后期,有色金属人均消费强度显着提升。  五年来,“一带一路”正在从倡议变成现实,为矿业发展带来了新的历史性发展机遇。一方面,“一带一路”倡议将有利促进当地经济发展,进而提升矿产资源的需求;另一方面,“一带一路”沿线国家在金属矿业领域有独特发展优势和巨大发展潜力,必将在全球矿业发展中占有举足轻重的地位。  作为“一带一路”倡议的重要组成部分,矿业开发应当发挥更大的作用。焦健建议,将“一带一路”沿线国家作为矿业发展重点区域,加强这一区域的矿产资源勘察、前期开发研究等,推动“一带一路”矿业发展不断走向成熟;持续加大在“一带一路”沿线国家和地区矿业投资力度;加强“一带一路”区域矿业开发合作,加强业内横向合作以及产业链纵向合作,不断深化互利共盈。  焦健表示,中国五矿集团长期与“一带一路”沿线国家从事金属矿产品贸易,承建了大量矿产资源开发和冶金建设项目,具有为金属矿业企业提供系统性解决方案和工程建设运营一体化全生命周期服务能力,将继续坚持规范运营和高质量发展的理念,继续与“一带一路”共成长。  中国工程院院士、北京科技大学教授蔡美峰:矿产资源可持续开发的三要素  蔡美峰指出,绿色开发、深部开采和智能化采矿是保证金属矿产资源可持续高效开发的三大要素。绿色开发是保证矿业可发展的命脉,开发深部资源是维持我国矿产资源有效供给、保证我国国民经济可持续发展的最主要途径,智能化采矿是实现深部矿产资源开发安全高效最大化的必由之路。  他认为,实现绿色采矿,首先要将采矿与生态环境作为一个大系统进行研究,实现采矿和环境保护双赢。其次,通过科学设计并采用先进技术,以最小的环境扰动获取最大的资源量和经济效益。  据统计,在未来的10年之内,我国1/3以上的地下金属矿山,开采深度将达到或者超过1000米,其中部分矿山开采深度可达到2000~3000米。按照现在的的发展速度,在较短时间内,我国深井矿山数量就会达到世界第一。“深部开采是我国金属矿开采面临的最主要问题。我们必须把5000米的开采深度作为研究目标。深部开采面临的关键问题主要来自深部高地应力、深部岩性恶化、深井高温环境以及深井提升这四个方面。”蔡美峰说。  “遥控智能化无人采矿,是应对不断恶化的深部开采和环境条件,最大限度提高劳动生产率和采矿效率、保证开采安全的最根本、最有效、最可靠的方法。”蔡美峰表示。目前,国内外仍然处在无人矿山的初级阶段,无人采矿的核心技术仍然是对传统采矿工艺和管理模式的自动化和智能化控制。信息及通信技术的进步,将推动无人采矿向以先进检测及监控系统、智能采矿设备、高速数字通信网络、新型采矿工艺等集成化为主要技术特征的高级无人矿山发展。  近几年,国内一批矿山遥控智能化作业水平有了长足的进步。但是,我国目前一批中小型金属矿山设备还比较落后,先进设备需要高价进口,制约了采矿科技进步,这是造成我国采矿(非煤矿山)与国外存在差距的根本原因。  蔡美峰建议,国家和科研系统应当加大科技和经费投入,尽早实现大型自动化装备国产化,为加速我国智能化采矿技术的推广应用创造可靠条件。“相对于目前西方矿业发达的国家,我国采矿在不远的将来实现‘弯道超车’,是绝对可能的,我们会比他们更早地进入无人化采矿的高级阶段。”蔡美峰预测。  山东招金集团有限公司党委副书记、总经理刘永胜:三大动力助推黄金矿业跨入新时代  2007年,中国黄金产量达到276吨,成为世界第一大产金大国,至今已经连续11年保持这一优势地位。同时,中国还是全球第一大黄金消费国、第一大黄金加工国,已成为世界黄金产业的领军者。  刘永胜认为,中国黄金工业十几年的高速发展,得益于改革释放的发展红利,主要受资本和资源两大动力支撑。国内主要黄金企业相继踏入资本市场,解决了行业发展“钱从哪里来”的问题,形成了资金优势,对行业整个布局产生了深远影响,也奠定了行业竞争发展格局;在密集上市的同时,国内黄金矿业巨头大量“跑马圈地”,解决了“钱到哪里去”的问题。据统计,目前,中国四大黄金集团占了全国超过60%的黄金资源,形成了各自全国布局的资源版图。  “经过十多年的高速发展,曾经推动中国黄金矿业发展的两大动力已呈疲态。从2008年到2017年,中国黄金产量的年复合增长率为4.2%,比2003年到2012年的年复合增长率下降3个百分点,并且2017年全国黄金产量下滑6%,今年上半年全国黄金产量与去年同比下滑7.87%,说明这两大动力在逐年衰减。”刘永胜指出。  黄金行业面临着产业转型升级的巨大压力,思考中国黄金矿业未来发展的新动力,是整个行业的新课题。“中国黄金矿业未来发展,应借助与绿色发展、国际化与互联网三大新动力,实现中国黄金矿业的凤凰涅盘。”刘永胜认为。  首先,绿色发展是推动黄金行业转型升级、实现高质量发展的必由之路,要把握生态矿山建设和绿色科技创新两大关键。环保生态、绿色发展是黄金行业未来重组的动力,优质企业将依靠绿色发展能力获取更多资源和优势,并在新一轮产业整合中胜出。绿色矿业技术将成为未来企业的核心竞争力。招金矿业相继在冶炼加工、资源综合回收领域取得了一些研发成果,正在对深部开采、难选冶资源绿色开发利用、三废资源化利用、生态复垦等项目进行绿色科技攻关。  第二,国际化是中国黄金矿业融入世界矿业的必经之路。“国际化方面,中国黄金矿业面临着两大机遇,一是国家意志,包括“一带一路”、人民币国际化等国家策略的实施,是中国黄金矿业国际化难得的历史机遇。二是资源错配,目前国际资本市场黄金类矿业公司股票估值处于相对低谷期,是国内矿业企业进行海外价值投资较佳的窗口期。”刘永胜表示,国际化首先要实现“四化”,即股权的多元化、运营的本土化、发展的生态化和融资的国际化。  第三,基于互联网新技术的产业升级是中国黄金矿业发展的又一动力。对此,刘永胜认为要打造五个“互联网+”。一是互联网+装备,建设自动化、数字化、智能化矿山。随着中国人口红利的消失,应用物联网、机器人、传感技术逐渐成熟,基于互联网实现的自动化、数字化、智能化、智慧矿山建设等应用技术,将深刻改变中国黄金矿业。二是互联网+管理,打造内部数字化管控管理新平台。通过应用大数据、云计算技术,实现管理手段、管理流程的再造,通过让数据多跑路,提高管理效能。三是互联网+市场,建设资源优化配置的运营平台。四是互联网金融+矿业实体经济,建设低成本融资平台,“互联网金融+矿业实体”的模式将是一种趋势。五是互联网+人才,建设开放性、综合性发展平台。  洛阳栾川钼业集团有限公司董事长李朝春:海外投资要有清晰的战略指导和原则  李朝春指出,矿业是一个准投资和准金融的行业,具有长期性、周期性的特点,一定要正确分析它的特性。“海外投资不是为了并购而并购,不是为了‘走出去’而‘走出去’。要有一个清晰的战略指导,才能实现自身的发展。”他强调。在清晰战略指导下,才能认清形势。李朝春介绍,洛阳钼业在海外投资过程中,坚持“5C”原则,即“品种、成本、现金流、耐心、合作”。  “矿业投资逻辑也比较简单,但实际上价格很难控制,对于矿业公司来讲就要做到成本最优、最具竞争力。所以,在挑选投资标的、进行新的投资项目时,成本的把控非常关键。”李朝春说。  合作也是海外投资中非常重要的一环,李朝春指出:“这一次的交易对手也许就是未来的合作伙伴,要给予对方一份信任和友谊;保持稳健的资产负债表,才有越来越多的金融机构愿意跟你合作。此外,要与当地政府和社区找到和谐共同发展之路,对于业务拓展、未来投资也是非常重要的。”  中国冶金地质总局原总工程师刘益康:矿产勘查应当“走出去”  近两年来,境外矿产勘查市场复苏态势明显,全球钻探工作量结束四年来的持续下滑,开始呈回暖态势,并将保持向上扬起趋势。与此同时,国内矿产勘查这两年持续下滑,出现了“六连跌”。国内外矿产勘查市场出现了“一上一下”的形势。  刘益康认为,出现反差形势的原因在于:国内财政资金项目成果处置率低,资金池已经接近干涸;改革方向已定,不再投向矿产勘查;在上一个矿业发展的高潮期,矿产勘查投资者损失巨大,加上近年来国内矿产勘查投资环境进一步收紧,投资者失去了再投资的意愿,大幅削减矿产投资。他表示,2019年,国内矿产勘查还将继续面临“一上一下”的形势。在此大趋势下,矿产勘查“走出去”是一条重要的出路。  刘益康表示,当前国内矿产勘查形势正在倒逼国内矿产勘查再度走出国门寻找出路。他以非洲为例,指出矿产勘查“走出去”应选择当地相关矿业政策基本稳定、采矿秩序得到明显改善、矿产勘查投资条件正逐渐成熟的国家。他认为,矿产资源合作已经明确为“一带一路”的先行产业,中非合作论坛北京峰会共赢理念也勾画出了在非洲投资矿产勘查的前景,应当借助当前这一有利形势,将非洲作为境外矿产勘查投资的重要目标。

  12月7~9日,由中国矿业报社、三门峡市黄金设计院有限公司联合主办的2016年矿业投融资暨采选实用技术与装备大会在海南省举行。
  会议紧扣“矿业投融资暨采选实用技术与装备”主题,就如何提高矿业投融资效率,推广绿色生态采矿模式、矿山高效设计、智能化采选技术与装备,降低矿山采选成本等方面进行了研讨。同时,交流分享了在当前经济新常态下,如何更好地推进矿业供给侧改革、矿业结构性调整与转型升级,实现矿业的科学发展,做大做强矿业产业。
  中国矿业报社副社长赵腊平代表主办方致辞。他说,要高度重视当前矿业形势及其发展趋势的科学研判,真正领会与把握国家及有关部门出台的关于矿业的政策规定,密切注意全球矿业发展过程中表现出的新变化、新特点,推进改革引领型、绿色安全型、包容共享型、科技创新型、开放互利型“五型”矿业建设。
  中国工程院院士蔡美峰围绕“我国金属矿产资源高效开发工程科技与运营决策战略研究”的主题,深入分析了我国金属矿产资源开采现状及面临的问题,介绍了金属矿深部开采关键科技问题战略研究,剖析了我国矿产资源开发融资与矿业资本市场存在的主要问题及对策。他指出,在全球和中国矿业都进入了新一轮相对萧条时期,开拓先进的、非传统的采矿新理论、新技术,是振兴金属采矿业的必由之路。绿色开发、深部开采和智能化采矿是未来金属矿产资源高效开发的三大主题。其中,深部开采对保证我国金属矿产资源有效供给具有决定意义。矿产资源开发必须遵循资源、环境、社会发展相协调,资源、资金、资本相衔接,各方相互支持、共同发展的开发模式,才能把企业做大做强,实现我国矿产资源开发良性、高效、多方共赢的可持续发展。
  会议由易捷海通(北京)科技有限公司承办。来自全国地勘行业、矿山企业、科研院所,以及矿山装备、矿权交易、投融资平台等单位的150多人参加了会议。

 

蔡美峰:进入21世纪以来,信息、定位、通信和自动化技术的迅速发展和应用,深刻影响和改变着传统采矿业沿袭百年的生产工艺和管理模式,信息化、自动化、智能化已成为采矿技术的发展方向。而这“三化”是现代工程科技的三大核心技术。信息化是自动化的前提,自动化是智能化的前提,而数字化则是信息化的前提,只有实现矿山生产和管理的高度自动化和智能化,才能最大限度地提高采矿效率,保证安全开采。早在上世纪80年代,瑞典的基鲁纳铁矿就开始使用全盘遥控的无轨采矿设备,现在采场凿岩和装运已实现遥控自动化作业。加拿大已经制定出一个拟在2050年实现的远景规划,即在其北部的边远地区建成一个无人矿井,从萨得伯里通过卫星遥控操纵矿山的所有设备。

 

 

岩爆的预测、预报是世界性难题。我们在岩爆诱发机理及其预测理论和技术研究方面已取得重大突破,通过开采动力学与地震学的紧密结合,基于开采扰动能量分析,已经能够实现对开采诱发岩爆的趋势做出理论的预测。当前主要问题是,岩爆的监测和预报还缺少成熟的技术,准确的岩爆短期和临震预报还做不到。在这方面,同样要依据岩爆诱发的机理,尽早开发出智能化可视化的岩爆精准探测与预报技术及设备。

中国矿业第一大自媒体:《矿业界》

我们必须要集中优势力量,搞好国家重点专项研究,力争“十三五”期间在开拓先进的采矿新理论、新技术、新装备方面取得重大突破。□

地下采矿自动化的关键技术包括先进传感及检测监控技术、采矿设备遥控及智能化技术、井下无轨导航及控制关键技术、高速数字通信网络技术和地下自动采矿新工艺等。

随着矿山开采年限的增加,深部开采将成为金属矿山的一个常态,我国金属矿山开采面临哪些问题?

未来,安全、高效的采矿工程科技将在深部开采、连续化高效开采、信息化、自动化、智能化等方面取得重大突破。

扑克牌丨地勘单位丨地矿大军丨世界观

矿业洗牌丨矿业信心丨矿业寒冬丨矿业根基

在“十三五”期间,我国金属矿山将围绕哪些国家重大专项开展技术攻关?

记 者

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