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芮强:深部采矿将是一场优胜劣汰的角逐

时间:2018年08月10日     来源:     作者:本报记者 马春红

  “我认为,只要保障采矿是安全的、经济上是可获利的,深部采矿将持续下去。但随着深度的增加,并不是每家企业都能留存下来,只有具有一定能力的企业才能继续向深部进军。”

 

 

  7月26日,第三届中国国际manbetx体育大会期间,《中国manbetx体育报》记者专访了世界manbetx体育协会首席市场策略师芮强(John Reade)。他曾经在南非的一座叫做甘科尔(Gencor),深度达2000米的矿山工作过,过去多年,也一直关注深部采矿这个问题。

  芮强认为,因为深部采矿是一件需要高投资、高技术的事业,只有现在涉足深部采矿领域的企业,在积累了一定经验之后,才能在未来更加激烈的竞争中脱颖而出。“深部矿井的建成,前期投资时间长、成本高,这需要资质雄厚的企业才能坚持下去。”

  随着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。矿业企业想要在未来的角逐中留存下来,就必须将视线定格在深地。

  “我认为,未来矿业发展必然会进入深地,而不是地上,因为地下开采对环境的影响要小于地上开采。”芮强表示,现在地方社区和中央政府越发难容忍露天开采,越来越多的人反感使用大片土地进行采矿,尤其是在推行自给农业的发展中国家,这种反感可能会渐渐变得更明显。同时,尾矿堆带来的占据土壤面积的压力也越来越大。“这些都促使采矿业日益转入地下。”

  但深部开采要面临诸多的关键难题,中国工程院院士蔡美峰、古德生等都曾提出过,深部采矿要解决深部高应力、岩性恶化、深井高温环境、物料提升成本增加等问题,也正是这些“绊脚石”才导致深部采矿领域的“淘汰机制”。对此,芮强也提出了自己的见解。

  芮强表示,深部采矿首先要面对的就是时间成本。“建成一座地下金矿耗时长久,比如在南非,向下钻探可能要花费15年时间。”企业不能想要一蹴而就,需循序渐进。

  其次,深部采矿要解决地热带来的深井高温。随着矿井向下延伸,地热发出的热量就越高,在这种环境下作业风险性极高。“如果未经任何冷却措施,南非的一个金矿可能达到70摄氏度,作业人员不用多久就会死于休克。”他说。

  芮强认为,要想应对高温问题,需要“空调+制冷”相结合,一方面通过空调将新鲜的冷空气打入地下作业层,一方面需要加入制冷机制,例如冰块、冷却水等来降低温度。

  同时,随着挖掘越深,巷道承受上部岩层的压力就越大。对此,芮强表示,在进行地下矿井设计时要非常谨慎,因为一旦设计不慎,出现坍塌等事故就是致命性的。“在设计时,要进行大量计算机模拟,施工时要用地震探测仪监测小型地震。比如,钻探可能对岩石坚硬程度产生影响,这就需要模拟、监测。”

  芮强举了澳大利亚一个金矿的例子进行说明。他表示,为了防止坍塌,这家金矿的从业者会开挖两条地下巷道,分化坍塌风险造成的损失。另外一种解决办法,就是在矿体上方建造一个横切面,这样能够为下面巷道减轻一定压力。

  除了上述难题,芮强提出,深部采矿还要面临岩石性质变化、排水、通风等问题。

  比如,排水就是深部采矿需要解决的一个重点难题。芮强表示,在向下挖的时候,可以在岩石上挖小孔并灌注混凝土,这样就能够减少地下水进入巷道。其次,可安装大型泵机,将渗水抽到地上排出。在上述两种方法解决不了问题时,还有一种比较罕见的方法,就是选择将水冷冻住,“西加湖矿业公司(Cigar)及卡米可矿业公司(Cameco)这两家铀矿企业就采用了这种降温方式。”他说。

  伴随排水难题,还有甲烷的产生需要关注,因为一般深地矿体的上方都会有甲烷,而甲烷是易燃易爆气体,当浓度达到5%~15%时,作业人员的生命安全就受到威胁。“所以通风系统的功率要强大,降低甲烷浓度的同时,也能降低井下温度。”

  从理论上讲,地球内部可利用的成矿空间分布从地表到地下1万米,目前世界先进水平勘探开采深度已达2500米至4000米。据统计,未来10年内,我国将有三分之一以上金属矿山开采深度达到或超过1000米,其中manbetx体育矿山会一马当先。为了发展深部矿床开采,我国需要大力研究、引进、开发智能采、装、运等设备,以支撑深部采矿实现集约化、连续化和遥控化。

  未来,如何缩小与澳大利亚、美国、南非等国家在深部采矿方面的差距是中国manbetx体育矿企不得不下功夫解决的战略难题。芮强认为,中国manbetx体育企业可以选择和外国企业进行合作,优势互补,“这是一种比较快速、便捷的发展方式。”

  同时,在澳大利亚、美国等国家,高等教育系统里会设置计算机模拟等适宜深地开采方向的专业,芮强表示,如果中国能够做到这一点,未来深部采矿的人才补给很大程度上就能解决。

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