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立足创新思维 发展金属矿业强国

时间:2013/12/26 10:05:17

                               
                                      ——访中国工程院院士于润沧
    实现现代化是我国21世纪发展的目标之一。无论从保障原材料可持续供应的角度,还是从创建生态文明的角度来看,矿业现代化都处于非常突出的地位。实现矿业现代化,就是要使我国从一个矿业大国发展成为一个矿业强国,做到资源、经济、环境相协调的可持续发展。
  那么,对我国金属矿山来说,又该如何来实现矿业强国呢?中国矿业报记者近日专访了中国工程院院士于润沧。
  于润沧是著名的采矿专家,中国有色金属矿山开采工程设计新领域的主要开拓者之一。40多年来,他承担、审定、指导矿山工程设计和科研项目50余项,解决了许多复杂矿山开采的技术难题,为我国矿山的科技进步做出了重大贡献。
  在他看来,要实现我国从矿业大国向矿业强国的转变,矿山企业必须立足于创新思维,掌握优质资源,满足国家实现现代化的需求,消除不可控的风险和危机;矿产资源的开发生产过程是安全的;不构成对生态环境的破坏;基于先进的生产技术、装备和管理,生产成本具有竞争力;在信息化建设上有跨越式发展的思维和胆识,能实现稳步前进。
  记者:我国是一个金属矿业大国,多项金属产量位居世界第一,请您谈谈我国金属矿业目前的现状?
  于润沧:从资源条件看,我国是世界上矿产资源品种比较齐全的少数国家之一。目前全球发现的200余种矿产资源中,我国有172种,其中探明储量的有159种。从生产和消费角度看,截至2012年底,全国钢产量和消费量已连续17年居世界首位,有色金属产量也连续11年居世界首位。主要有色金属的表观消费量,锌从1998年开始连续14年居世界第一、铜从2001年开始连续11年居世界第一、铝从2004年开始连续8年居世界第一、铅从2005年开始连续7年居世界第一。
  然而,我国还远不是矿业强国。我国工业化进入高速发展阶段以来,大宗矿产品的消费急剧增长,供需关系失衡,铁、铜、铝、镍、铅、锌等对外依存度不断攀升,除铅锌的对外依存度为30%~40%外,其余均超过50%,有的甚至高达70%以上。这样大的缺口主要依靠现货贸易来弥补,风险很大。
  我国金属矿山的生产装备和管理水平,除极少数先进矿山外,与发达国家差距很大,劳动生产率也很低,信息化建设在典型矿山有所进展,但远程遥控和自动化采矿仍属空白。
  此外,我国的金属矿山已开始进入深井开采领域,特别是直接开采深埋矿床的第Ⅲ类型深井开采将遇到诸多技术难题:资源勘探程度低,通常是以推断资源量为主,伴有少部分控制资源量;许多水文地质、岩石力学、工程地质的信息都是未知的;面临矿岩稳固高应力条件下的岩爆威胁;通风降温防治热害的难度增加,投入加大,成本增加;竖井掘进施工面面临挑战,提升钢丝绳的寿命大为缩短,建立安全出口甚为困难;尚无适应超大规模的充填设施,有时可用的充填料又是极细的全尾砂……诸多的技术挑战无疑会威胁金属矿山的生产安全。
  记者:当前全球金属矿山的技术创新状况如何,将呈现什么发展趋势?
  于润沧:近半个世纪以来,全球矿山工程的技术创新使矿山面貌发生了巨变。出现了生产规模为日产矿石近14万吨的超大型地下矿山、开采深度达1000米的露天矿山、采深4500米的深井开采矿山、数千米的长距离矿浆管道输送工程、无废开采的矿山、深海采矿的矿山等。
  我国适合露天开采的矿床,仍具有生产能力大、损失率和贫化率小、作业条件好、生产成本低、基建期短的优势,其技术创新将主要在优化开采境界和分期(分区)开采技术、深化边坡研究、提高自动化水平等方面获得新的突破;地下开采面临开采深度日益增加、矿石品位不断降低的局面,技术创新总体上将围绕资源高效利用、生产过程优化、提高劳动生产率、实施设备预防性维修、环境控制、降低能耗等方面推进,以期实现资源-经济-环境的可持续发展。
  据不完全统计,我国的金属矿山约有1万多座,其中少数为大型重点矿山,工艺技术与装备水平均比较先进,应强化资源保障和信息化建设水平,向自动化采矿方向迈进;另有为数众多的中型矿山,可根据资源条件,以扩大矿山产能为目标,提高机械化、自动化水平,使其中相当数量的矿山也能成为矿业现代化的骨干;至于大量的小型矿山,应当通过兼并重组、股份制改造,确保其安全生产与资源的高效回收,同样依靠技术创新,迈上一个新台阶。
  记者:金属矿山应如何进行信息化建设?
  于润沧:矿山信息化建设的目的就是构建“数字化”矿山。数字化矿山目前还没有一个确切的定义。我的理解是数字化矿山应该涵盖由初级到高级的3个层次,即矿山数字化信息管理系统、虚拟矿山(数字矿山)、远程遥控和自动化采矿。
  矿山数字化信息管理系统包括8个子系统:矿区地表及矿床模型三维可视化信息系统;矿山工程地质、水文地质及岩石力学数据采集、处理、传输、存储、显示与探采工程分布集成系统;矿山规划与开采方案决策优化系统;矿山固定安装设备运转无人值守及自动监控系统;下井人员定位跟踪安全系统;生产环节工业电视监控与调度系统;矿山环境变化及灾害预警信息系统;矿山经营管理及经济活动分析信息系统。其中一些子系统已经在我国的部分金属矿山得到了应用。
  在上述信息的基础上,增加实时动态响应和更广泛的集成,运用多媒体、模拟、仿真、虚拟技术使真实矿山整体及其相关现象实现数字化再现,便构成虚拟矿山。虚拟矿山应用技术对科研和生产管理具有重要意义。
  远程遥控和自动化采矿,是指人们在距离采矿场较远的地面控制室内,依靠地面、井下通信系统和实时自动定位、导航技术,操纵智能化采掘设备,完成采矿作业,即采矿办公室化。矿业发达的国家如加拿大、瑞典、智利、南非、印尼、澳大利亚等国已建立了试验采区、示范工程。目前我国的远程遥控和自动化采矿技术基本上还是空白,这个系统工程需要多部门、多学科合作,需要设备制造厂家的努力,需要有综合系统设计。
  记者:矿产资源是矿山企业的基础。我国的金属矿山该如何提高资源保障程度?
  于润沧:大型跨国矿业公司之所以能“呼风唤雨”,左右市场价格,一个非常重要的原因,就是他们掌控着大量资源,尤其是优质资源。
  从企业层面看,如淡水河谷2009年保有资源储量和2010年的产量之比,铁矿石(品位为56.5%)为52∶1,铜矿石6077∶1,镍矿石2771∶1,这还不包括2010年投入138亿美元的铁矿科研和预科研项目,以及勘探项目。力拓、必和必拓等其他企业的情况类似。这些企业凭借这样的基本竞争力掌控着市场。
  从国家层面看,日本是一个矿产资源比我国更为匮乏的国家。它之所以在二战后不太长的时间内发展成为世界第二大经济体,是因为其资源与金融融合的经济体制、少参股多包销的境外投资取向、重视中小企业发展的方针起了关键性作用。
  遗憾的是,长期以来,我国的矿山企业尤其是大型联合企业,不重视资源保障,资源的自给率很低。要解决这个问题,必须实施包括国内外两个方面的全球矿产资源战略。
  在国内,创新成矿理论,增加勘探投入。加强国内资源的勘探,特别是对紧缺资源保持必要的资源产地储备和矿山产能储备,以保障国家的经济安全,提升企业的基本竞争力;去国外发展,重要的是投资方式的选择。少参股多包销的战略,具有投入小、风险小、收益大、受市场波动影响小,与大股东利益分享、风险共担等优势,有助于解决企业资源紧缺的燃眉之急。不论采取那种投资方式,一定要在投资之前认真进行资源、建设条件、市场、东道国政策、政治等方面的风险评估,贯彻好互利双赢的方针。
  目前,我国矿企“走出去”,既面临国外的种种壁垒,也有自身不重视风险评估和忽略共同发展的原因。据有关资料介绍,自1995年以来,我国矿企已斥资约560亿美元用于海外并购,但没有达到预期效果。其中对境外铁矿石投资已累计超过100亿美元,目前中方控制的国外铁矿进口的矿石,仅占进口铁矿石总量的2.7%左右,难以缓解供需矛盾。
  记者:党的十八大报告对推进中国特色社会主义事业作出“五位一体”的总体布局,我国金属矿山该如何来落实这一规划?
  于润沧:“生态工程”这一科学概念提出已有40多年的历史,“生态矿业工程”是它的一个分支,目的在于解决社会经济发展和生态环境保护协同的问题。我国的金属矿山必须立足于构建生态矿业工程。生态矿业工程要求企业在矿业项目规划、立项、设计、施工建设、生产、闭坑的全过程中,将生态环境保护和环境治理、生态修复融入项目,保证各阶段的资金投入,落实各阶段的社会责任,因此必须要有明确细致的法律法规来进行监管。
  构建生态矿业工程的途径是,对每一个新建的矿业项目,首先要研究实现无废开采的可能性,立足于强化资源综合利用(包括非金属矿物)、发展循环经济及废物资源化,做到不建尾矿库、不设废石场、无外排不达标废水,实现无废开采。其次,无论采取哪种回采工艺,都要计算造成生态环境破坏和环境治理、生态修复的成本,选择真正符合资源-经济-环境相协调的开采方案,尽早进行复垦治理。此外,新建矿山在编制可行性研究方案的同时,还要制定闭坑规划。构建生态矿业工程,不仅需要立法,更需要金融和财税方面的有力支持。(秘书处)

作者:不详 来源:网络
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