“經過改革開放幾十年的快速發展，我國已成為有色金屬工業大國，產量、消費量連續10多年位居世界第一。特別是2020年，我國有色金屬產量首次突破6000萬噸大關，達到6168萬噸，同比增長5.5%。”中國有色金屬學會副理事長兼秘書長張洪國在近日舉行的第九屆中國智能化綠色開采技術與裝備大會上表示。
業內人士認為，2021年可能是礦山企業向智能高效和綠色可持續發展的一個轉折點，環保和安全將倒逼企業不斷改造升級。
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某黃金礦山企業尾砂充填系統中控室（資料圖）
綠色開采將成為永恒主題
與會專家表示，礦山企業應持續關注碳達峰、碳中和政策。2025年之后，礦山企業在新增產能方面，可能會面臨能耗指標的問題，應多采用清潔能源。
未來礦業開采不僅要對周邊環境負責，還要對整個生態環境負責。中國工程院院士蔡美峰表示，將采礦與生態環境作為一個大系統進行研究是未來礦山企業的發展方向，不能簡單地把礦產作為資源，同時要把附近的土地、地下水、植被、大氣等構成生態環境的各種要素，當作重要資源進行利用和保護，以形成低碳清潔生產資源、高效回收和廢物循環利用、循環經濟發展的新形態。
這就要求礦山企業在建礦時就要對采礦可能造成的環境與生態系統的影響及破壞進行充分評估，通過科學設計并采用先進技術，盡可能減少開采過程中對生態環境要素的影響和破壞，從源頭上著力做好礦區自然和生態環境的保護。
從地表植被的保護來說，有效控制礦山地壓活動，維護地表和地下巖層穩定，可避免采礦引發地表沉陷、山體崩塌和泥石流等地質災害發生，造成對原生植被、水資源及生態環境系統的破壞。
在采礦選礦過程中，礦山企業應以精準切割的方法，盡量減少廢石的產出和排放，同時開發新的采選工藝和設備提高選礦的回收率，減少尾礦排放量，從傳統的末端治理轉移的源頭上控制。
由此可見，實現廢棄物大規模資源化利用，消化和處理掉堆存的廢棄物，并大幅度減少今后的排放和堆存，對環境保護意義重大。
工藝提升將是成功的一半
在礦山企業和科研院校的共同努力下，我國采礦技術裝備正在從量的積累邁向質的飛躍、從點的突破邁向系統能力提升，無尾充填、地下預選等概念正在不斷地被礦山企業所認可。
據了解，對礦產資源開發造成的礦山及周邊環境污染與生態破壞，傳統采礦模式采取末端治理的方法，工作量大，效果差。為此，有專家建議，與采礦同步開展土地復墾、綠化、防止水土流失等保護礦山生態環境的活動。如果等采礦全部結束，生態環境已被破壞，再進行治理代價太大，而且達不到完全恢復生態環境的效果。
有專家表示，礦山企業應繼續遵守開采價值和支護成本相平衡的原則。為了廣泛應用充填法，必須對充填工藝和充填材料進行重大改革，大力降低充填成本。利用礦山固體廢料的充填工藝是最好的方法。
據了解，全尾砂膏體充填工藝，可在低水泥耗量的條件下獲得高質量充填體，膏體強度均勻，充填采空區接頂率高，可有效控制低壓活動和巖層移動，是充填技術的發展方向。
為了盡量減少采礦對環境的影響，采選一體化技術有望在新生礦山企業中普及。該工藝采用井下預選、拋尾技術，在礦石提升地面之前，在井下進行預選和預富集，在井下拋去大部分廢石，可以明顯降低礦石提升量和廢石在地面的排放。
對于預選出來的精礦，可通過礦漿輸送技術，將礦石在井下破碎，研磨成礦漿，用管道泵送至地表選礦廠，與其他運輸方案相比，具有基建投資低、對地形適應性強、不占或少占土地等一系列優點。
此外，選礦產生的廢石與尾礦留在井下用于采空區充填，實現原地利用，這是發揮礦產資源綠色高效開發綜合效益的重要舉措。
智能化將繼續走向縱深
進入21世紀以來，我國礦山企業在智能化采礦方面做了大量工作，并取得了巨大進展。
華為技術有限公司5GtoB NIS首席架構師魏鵬表示，傳統的自動化主要解決了機器替人的問題，把人從繁重的工作中解放出來，讓生產流程更加連續，從而提升產能。但如何把人從危險的環境中徹底解放出來，如何把人從重復的工作中徹底解放出來，甚至如何突破人類能力限制進一步提升礦山裝備本身的能力或者利用率，這都需要從自動化進一步升級到數字化及智能化。所以，自動化可以理解為體力的延伸，而數字化智能化就是腦力的延伸，而腦力延伸又進一步解放了體力。
信息通信和人工智能技術的進一步發展，推動了無人化采礦向高速數字通信網絡、大數據云計算、智能采礦設備集成化等方面發展，該階段最大的特點是具有了智能目標識別與感知、自主記憶、自主判斷、自主決策，不再需要通過外部來實現對設備的控制。
“為實現無人采礦從初級階段向高級階段過渡，我們開發和創新了一系列具有顛覆性的采礦新技術、新方法。”致力于為礦山提供數字化、智能化解決方案的?？怂箍抵腔鄣V山總經理翟高山表示。
5G技術的誕生，顛覆了通信技術的現狀，尤其是以工業互聯網+技術在礦山上的成功示范，成功地打通了采礦系統中各個生產要素的配合，滿足了礦山生產環節的智能感知和泛在連接、實時分析、精準控制的需求，建立與之配套的生產管理平臺，實現安全高效的智能應用就顯得尤為重要。
5G技術將引領智能礦山建設從初級階段向高級階段轉型升級，在開發顛覆性的井下采礦模式和采礦方法方面，以5G技術為載體，將物聯網、云計算大數據、人工智能、自動控制、互聯網、機器人化裝備等新型信息技術與現代礦山開發技術深度融合，構建完整區塊鏈的智能采礦系統，實現礦山采選以安全保障和生態保護等全過程的精準高效和智能運行，促進礦山企業高質量發展。
下一步，我國礦山企業和科研院所將精誠合作，以與時俱進的精神、革故鼎新的勇氣，努力實現智能化采礦初級階段向高級化邁進。