面對礦產資源開發邁入“易處理向難處理、淺部向深部、東部向西部、原生向再生、陸地向海洋、地球向太空”的新階段,作爲“礦山科研國家隊、礦業工程生力軍、檢測服務排頭兵”,長沙礦山研究院有限責任公司(以下簡稱“長沙礦山院”)如何以“礦業報國,礦業強國”的初心使命乘勢而上,走出有色行業科研院所高質量發展的特色之路?正值有色行業轉制科研院所改革發展25周年之際,記者採訪了作爲第一批轉制科研院所之一的長沙礦山院主管科技的副總經理褚洪濤、主管市場的副總經理尹賢剛。
長沙礦山院副總經理褚洪濤(左二)、尹賢剛(左一)接受本報記者採訪。
黨的十八大以來,黨中央高度重視資源安全問題,習近平總書記多次對維護資源保障與供應安全、促進資源集約利用作出重要指示批示。黨的二十大報告明確提出“提升戰略性資源供應保障能力”,進一步強調“確保糧食、能源資源、重要產業鏈供應鏈安全”。
“戰略性關鍵礦產資源快速增長的需求和緩慢增長的供應之間的缺口日益擴大。”褚洪濤在接受記者採訪時表示。自1956年成立以來,長沙礦山院專門從事礦產資源開發新方法、新工藝、新設備和新材料的研究,具有深厚的技術底蘊和雄厚的人才隊伍,致力於成爲最值得信賴的礦山綜合服務商,爲保障戰略性關鍵礦產資源安全作出更大的貢獻。
爲礦山安全生產保駕護航
安全和發展是一體之兩翼、驅動之雙輪。安全生產則是硬碰硬的“紅線”,而不是可有可無的“虛線”。
習近平總書記強調:“要健全風險防範化解機制,堅持從源頭上防範化解重大安全風險,真正把問題解決在萌芽之時、成災之前。”安全生產事故看似事發突然,讓人防不勝防,實則有跡可循。把重大風險隱患當作事故來對待,及時解決好苗頭問題,才能有效防範安全事故發生。
“我國礦山安全生產處於一個新的爬坡過坎期,形勢仍然嚴峻復雜。”尹賢剛告訴記者,“隨着礦山開採深度和高寒高海拔礦山開採強度加大,礦山智能化加速建設對裝備安全保障可靠性要求越來越高,礦山災害致災機理趨於復雜多變,礦山安全事故和災害誘發的生態環境劣化加劇,安全生產形勢穩中有變。”
“居安而念危,則終不危;操治而慮亂,則終不亂。”近年來,長沙礦山院圍繞保障礦山安全生產等國家重大戰略需求,始終堅持人民至上、生命至上,圍繞解決礦山隱蔽災害源探查和智能監測預警、礦山工程災害孕災機理和一體化預報調控與精準防治、極端惡劣環境下礦山裝備劣失效和智能檢測檢驗方法3個關鍵科學問題,取得礦山災害智能探查和監測預警、礦山巖土工程災害孕災機理與精準防治修復、礦山水害精準防控修復和智慧應急救援、礦山裝備劣化診斷與失效災害智能防控4個方面的重大理論和技術突破。
一是長沙礦山院研發礦山安全高效開採與地壓協同控制技術、復雜羣採空區失穩坍塌預測與分區分級防治技術、破碎圍巖條件下大面積開採巖移控制技術等礦山巖土工程防災減災成套關鍵技術,建立開採全過程動態調控地壓模式,形成礦體開採與地壓災害協同控制技術體系。“相關研究成果已在金川鎳礦、會澤鉛鋅礦、安慶銅礦等礦山應用,成功治理採空區約5000萬立方米,礦柱回收率達85%,盤活殘礦資源10億餘噸,節約地表搬遷與處置費用3.6億元。”褚洪濤向記者介紹,“總體來說,長沙礦山院爲推動礦山綠色無害化安全開採、保障礦產資源回收提供了重要的技術支撐。”
二是長沙礦山院研發高精度掘進工作面超前探測裝備,研發了改性黏土雙液漿、改性尾砂漿、泡沫尾砂漿等新型注漿材料,開發了一系列包括地面塌陷防治、井下近礦體帷幕注漿、改性黏土漿礦區帷幕注漿截流、控制疏幹、深井淹井水下拋碴注漿封底等礦山水害防治新技術,帷幕堵水率達90%。相關研究成果已在安徽徐樓鐵礦、廣東凡口鉛鋅礦、福建馬坑鐵礦和冬瓜山銅礦等100餘座礦山應用,爲大水礦山的水害防治和安全開採提供技術支撐。由長沙礦山院牽頭編制的《金屬非金屬地下礦山防治水安全技術規範》,填補了行業的空白。
三是長沙礦山院開展我國礦山災害監測與控制技術研究、大面積地壓環境下遺留資源高效低損回收安全保障技術攻關,首創復雜應力環境下安全開採和地壓協同控制技術與監測預警系統,在復雜羣空區條件下,建立安全、高效、綠色開採的新模式。
四是長沙礦山院率先研發無軌車輛人員防護結構試驗裝置等國內首臺(套)分析驗證裝備,建立了礦山裝備安全分析驗證系統,可爲重特大裝備礦山安全準入、失效事故分析鑑定提供技術支撐。“截至目前,長沙礦山院牽頭編制了20餘項國家和金屬非金屬礦山裝備行業安全標準、3個批次金屬非金屬礦山禁止使用工藝及設備目錄,爲政府部門安全監管提供了有力的技術支撐。”尹賢剛說。
爲礦山數智轉型提供支撐
自1999年轉制爲科技型企業以來,長沙礦山院堅持礦山科技創新、賦能礦業發展,努力成爲科研實力一流、傳統優勢領先、特色業務突出、工程服務出衆、具有國際影響力的科技型企業。
2010年,科技部依託被譽爲“中國金屬採礦第一院”的長沙礦山研究院組建了金屬礦山安全技術國家重點實驗室,以金屬礦山安全技術爲主題,圍繞國家金屬礦產資源安全的戰略需求,重點解決金屬礦產資源安全技術領域的重大科學問題與技術難題,下設數字礦山實驗室等7個專項實驗室,現有科研實驗儀器470臺(套),儀器設備總資產達1.5億元。
長沙礦山院重點開展智能礦山頂層規劃、礦山大數據和數字中臺、礦業垂直大模型、三維可視化建模、虛擬仿真技術、採裝運機器人等方面的研究。
當記者走進數字礦山實驗室,首先映入眼簾的是佔據整面牆壁的數字大屏,而不是傳統意義上的操作臺。
“真正的操作臺就是千裏之外的礦場,區域實況和設備工況都一目了然,數據可實現自動上傳、計算和實時更新。”尹賢剛向記者介紹。
長沙礦山院專家向考察團隊介紹研發的長九(神山)智慧礦山全流程物聯網管控系統。
在數字大屏上,顯示的畫面是全球最大的砂石骨料生產基地——位於安徽省池州市的長九(神山)灰巖礦礦山。放眼望去,年開採規模7000萬噸的露天礦山一覽無餘;仔細分辨,數百臺加工設備及運輸皮帶散布其中,14公裏長的物流輸送廊道連接着礦區和長江邊上的貨運碼頭。
在高清的顯示畫面中,看不到職工忙碌的景象。“如今的礦工比過去的幸福多了。”褚洪濤感慨萬分,“礦工們可以穿着得體的西裝坐在辦公室操作設備,再也不用穿着被汗水浸溼的工裝面對冷冰冰的礦石。”
面對如此巨大的規模和復雜的流程,如何做到無人作業的同時精細掌控?這要歸功於長沙礦山院數字礦山實驗室自主研發的“雲智礦”智能礦山生態體系。
數字礦山實驗室團隊創新性地提出了“互聯網+礦山”的“雲智礦”理念,綜合運用物聯網、雲計算、大數據等技術,針對礦山普遍存在的技術難題,研發了礦山大數據專家系統、超遠程操控平臺、監測管控系統、礦用機器人、運營決策支持平臺等服務於礦山安全生產全流程的產品體系,通過高新技術爲企業降本增效、加強本質安全。
除此之外,由長沙礦山院承建的柿竹園、新田嶺礦山智能管控中心已順利建成。褚洪濤表示,智能管控中心可實現對礦山全方位的統一監控調度,構建起嚴密的安全管理網絡,極大地提升礦山的運營效率和安全性。建設中的中鎢高新礦用安全設備全生命周期智慧監管平臺和智能視頻AI監控系統,將解決礦山安全智能化管理中的“卡脖子”難題,並很好地實現人、機、環的安全風險快速感知,切實提升風險防控能力和管理效率,最大程度地發揮安全監管的重要作用。
“圍繞礦業過程信息化、數字化與智能化,面向政府監管部門、礦山企業,長沙礦山院開展了多項技術攻關與應用示範工作。”尹賢剛對記者說。長沙礦山院承建的國家礦山安全監察局湖南局非煤礦山遠程監察系統,是全國兩個非煤礦山信息化建設試點之一,可供礦山安全監察、安全監管、礦山企業三方應用,從而實現省、市、縣、礦企四級管控與安全風險聯動,爲各級監管監察部門、各礦業集團公司及相關礦山企業提供數據服務與監管支撐,對於推進非煤礦山“互聯網+監管”和推動非煤礦山信息化建設具有重要意義。
多年來,長沙礦山院爲國內外百餘家礦山提供數字化及智能化建設服務,在該領域積累了豐富的經驗;建設了一大批行業典型項目,取得專利30餘項、軟件著作權40餘項。長沙礦山院現已成爲國內領先的礦業數字化與智能化轉型綜合服務商,具備爲礦山用戶提供智能礦山規劃、設計、建設、維護、運營與評價等服務的全方位能力,爲礦山數字化、智能化轉型提供有力支撐。
長沙礦山院承建的柿竹園智能管控中心。
爲礦山健康發展作出貢獻
“作爲中國五礦集團子企業,我們一直積極踐行中國五礦‘五大核心要義’‘五大行動計劃’,爲中國五礦和我國礦產資源開發提供技術支撐,引領我國金屬礦山行業科技進步。”褚洪濤說。今年,長沙礦山院被劃歸中國五礦直接管理,圍繞中國五礦金屬礦業主責主業,聚焦戰略性新興產業,發揮自身科研特長和技術實力,與中國五礦所屬單位協同建設多個智能化項目,加快推進“數字五礦”“安全五礦”建設,助力中國五礦及所屬企業實現礦山智能化、安全化、高效化運營。
一直以來,長沙礦山院聚焦主責主業,在金屬礦業開發領域開展多項工程總承包工作,聚焦推動高質量發展,加快發展新質生產力。尹賢剛向記者舉了2個例子:錫礦山南礦飛水巖礦牀深邊部地質找礦勘探項目明豎井建設項目的實施,將有效助力老礦山生產系統自動化、智能化升級,實現企業綜合效益顯著提升;黃沙坪礦業邊深部工程主副豎井及破碎系統建設項目將大幅擴大礦山生產規模,提升資源利用水平和礦山機械化、自動化和信息化水平,改善安全生產條件,實現礦山節能降耗、降本增效,促進礦山整體經濟效益的提升和可持續高質量發展,建成安全、高效、綠色、智慧的國內一流礦山。
7月份,中國五礦集團正式獲批牽頭建設國家戰略性稀有金屬礦產高效開發技術創新中心。這是我國礦產資源領域獲批建設的首個國家創新中心,對於保障國家資源安全、提升產業控制力具有重要意義。褚洪濤表示,長沙礦山院作爲該創新中心共同建設單位之一,將竭盡全力圍繞提高戰略性礦產資源供給保障能力等國家戰略需求,不斷加強戰略性礦產資源高效開發應用基礎研究和前沿技術攻關,研發重大關鍵設備,進一步提升我國礦產資源領域自主可控水平,爲保障國家礦產資源安全與提升產業控制力提供新的科技支撐。
守好礦山“一抹綠”,擦亮發展“新底色”。面向未來,長沙礦山院將繼續提供源頭技術,做好服務支撐工作。尹賢剛表示,長沙礦山院計劃從3個方面爲綠色礦山建設添磚加瓦:攻克尾礦極致膏體濃密技術、低成本固化技術和深井近零耗損輸送技術,同時研發配套的裝備和材料,這是行業尾廢近零排放的基礎;力爭實現充填採礦成套技術、露天邊坡空區預警治理技術、選尾水處理技術的突破,最大程度上降低對周邊地貌、水體等生態的影響;大幅降低無尾礦山技術的應用門檻,使尾礦綜合利用、井下充填、地表固化生態修復等技術不僅技術可靠而且經濟劃算,讓絕大多數礦山都能實現尾廢零排放。
長沙礦山院將堅持以技術創新爲引領,不斷加大創新研發力度,通過技術突破、產品研發,保持行業技術創新領先優勢,爲國家金屬礦產行業發展持續賦能,定不負“中國金屬採礦第一院”之美譽。