中国工程院院士蔡美峰:中国深井矿山数量将达到世界第一

1评论 2017-07-01 14:19:04 来源:中国黄金报 作者:马春红 第二只科大国创诞生!

  中国工程院院士蔡美峰认为,我国要主动探索深井岩爆预测与防控、深井高温环境控制与降温治理等问题。

  [未来10年内,中国三分之一地下金属矿山的开采深度将达到或超过1000米,照此速度,中国在较短时间内,深井矿山数量将达到世界第一。]

  本报讯 记者马春红报道 6月26日,在第八届矿业可持续发展国际会议上,中国工程院院士蔡美峰发表了金属矿产资源可持续开发战略研究的主题演讲。他表示,中国在较短时间内,深井矿山数量将达到世界第一,要主动研究深井岩爆预测与防控、深井高温环境控制与降温治理等问题。

  蔡美峰认为,进入21世纪以来,我国深井采矿发展速度很快,目前已有16座矿山开采深度达到或超过1000米,其中,吉林夹皮沟金矿、云南会泽矿和六苴矿达到1500米,河南灵宝釜鑫金矿达到1600米。“可以预见,在近期的未来,中国将有好几个地下金属矿山开采规模达到世界最高水平。”他说。

  蔡美峰预估,未来10年内,中国三分之一地下金属矿山的开采深度将达到或超过1000米,照此速度,中国在较短时间内,深井矿山数量将达到世界第一。他说:“近期在山东三山岛滨海1600米~2600米深度探明了一个金金属储量550吨的大型金矿床,随着勘探技术和装备的进步,未来,中国在3000米~5000米的深部找到一批大型金属矿床是完全可能的。”

  蔡美峰认为,深部开采,是中国和全世界金属矿开采面临的最主要问题,我们必须把5000米开采深度作为深部开采战略研究的目标。

  进入深部开采后,高应力作用下的地压控制和支护技术,通风、降温、提升、排水技术,高效率低成本回采技术等,都是需要研究的前沿问题,需要取得突破,否则将很难维持正常生产。

  基于此种情况,蔡美峰认为,深井采矿岩爆预测与防控、深井高温环境控制与降温治理是当前需要解决的主要问题。

  在深井采矿岩爆预测与防控方面,蔡美峰认为,基于岩爆的诱发机理,岩爆的预测研究应与采矿过程紧密结合起来。根据未来的开采计划,包括开采量、开采位置、开采布局和开采过程,采用数值模拟、数理统计等方法,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等,从而借助地震学相关理论,对开采诱发岩爆的发展趋势及其时间和空间作出预测。

  同时,基于岩爆的诱发机理,研究防控应主要从选择合理的采矿方法、优化开采布局和开采顺序、改善围岩应力分布,并采取适当的支护措施。“这样能避免采矿岩体中的应力集中和过量位移,从而减小和控制开采扰动能量的聚集,及其对岩层和断层的扰动作用,减轻和控制岩爆的发生。”

  在深井高温环境控制与降温治理方面,蔡美峰介绍说,地下岩层温度随深度大约以3摄氏度/100米的梯度上升,高温环境导致工作面条件恶化,工人劳动生产率和设备作业效率大大下降。但目前国内外常用的矿井降温技术,包括非人工智能和人工智能两大类技术的通风效率和成本都不是很理想。

  蔡美峰指出,为了高效解决深井降温问题,必须发展主动式降温技术。

  其重点在两个方向,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、新工艺对岩层高温热源进行隔离,在此基础上,再采用人工制冷降温技术,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,在深部开采过程中,采用热交换技术,可以对岩层中的地热资源开发利用,将深井采矿和深部地热开发相结合,就能大幅度降低降温综合成本,从而为采矿深井降温找到了一条具有颠覆性的经济有效的技术途径。”

  蔡美峰总结说,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,深部开采对保证中国和世界金属矿产资源的有效供给具有决定性意义。他说:“遥控智能化无人采矿是实现采矿安全高效最大化的必由之路,而深部无人采矿关键工程科技的战略研究和深部采矿向深部地热开发的延伸与结合,对大幅降低采矿成本,实现采矿工程科技的重大突破将发挥重要的作用。”

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关键词阅读:深井 排水技术 支护措施 扰动作用 采矿成本

责任编辑:余朝清
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