人們對青藏高原往往懷有特殊的情感，有人贊嘆雄偉綺麗的高原風光，有人難忘特色的民族文化，還有感恩她孕育了三江，是我們的中華水塔，所以常用美麗神圣形容她。在礦冶集團礦山所高原采礦技術(shù)攻關(guān)團隊成員的心中，這份情感又尤為特殊，因為他們?yōu)榍嗖馗咴慕?jīng)濟發(fā)展和生態(tài)保護拼搏奮斗過，在青藏高原礦產(chǎn)資源綠色開采領(lǐng)域貢獻著自己的青春智慧，用大規(guī)模綠色開采技術(shù)推動著高原礦業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

習近平總書記強調(diào)，西藏是重要的國家安全屏障，也是重要的生態(tài)安全屏障、重要的戰(zhàn)略資源儲備基地。面向國家在高原地區(qū)地下礦產(chǎn)資源開發(fā)領(lǐng)域技術(shù)突破的重大需求，自2012年起，以中央企業(yè)在西藏運營最大礦業(yè)生產(chǎn)項目甲瑪銅多金屬礦為基地，礦冶集團高原采礦技術(shù)攻關(guān)團隊依托“十二五”科技支撐計劃項目、國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局安全科技“四個一批”項目和多個甲瑪銅多金屬礦委托的大型科研項目，進行了持續(xù)科技攻關(guān)。回想10年來在青藏高原持續(xù)不斷的科研攻關(guān)和科技成果應(yīng)用場景，一幕幕就在眼前。

初上高原

礦冶集團作為我國以礦冶科學與工程技術(shù)為主的規(guī)模最大的綜合性研究與設(shè)計機構(gòu)，秉承“以技術(shù)創(chuàng)新促進礦產(chǎn)資源的可持續(xù)開發(fā)利用”使命，致力于我國有色金屬行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。面向國家在礦產(chǎn)資源開發(fā)領(lǐng)域技術(shù)突破的重大需求，礦冶集團礦山工程研究設(shè)計所組建起一支涵蓋了采礦工藝、巖石力學、礦山充填、礦山安全等專業(yè)方向的高原采礦技術(shù)攻關(guān)團隊。

青藏高原華泰龍礦業(yè)甲瑪銅多金屬礦

2012年夏天，攻關(guān)團隊第一次登上青藏高原華泰龍礦業(yè)甲瑪銅多金屬礦。甲瑪?shù)V地下礦山主要分布在海拔4400-4830米，這個高度的氧氣含量約為平原地區(qū)的50%，“山上不長草，氧氣吃不飽，終年雪不斷，四季穿棉襖”，正是這里生存狀況的真實寫照。為預(yù)防高原反應(yīng)，出發(fā)前團隊成員準備了抗高反藥物、氧氣瓶等，做了充足的物資準備和充分的心理準備。但真正上了高原，才知道任何準備都不足以抵擋缺氧帶來的一系列反應(yīng)，頭疼、惡心、失眠……有的團隊成員甚至一天嘔吐好幾次。尤其是上山第一個星期非常難熬，高原反應(yīng)是大家常聊的話題，可能是同命相憐，團隊成員萬串串看著山上的牦牛感慨：“你看牦牛也缺氧，在那一站一天，也不想動。”有次開展井下和地表取樣工作，從中午工作到晚上十點多才結(jié)束，團隊成員許文遠因為長時間在海拔4800米工作、晚上氣壓變化大等因素，導(dǎo)致缺氧頭疼惡心，下山即被送到醫(yī)務(wù)室吸氧。

眾所周知，西藏的生態(tài)環(huán)境極其脆弱，一旦遭到破壞就很難恢復(fù)，而且還會波及到周邊的生態(tài)平衡。在嚴格實施科學有序開采的同時，堅持礦業(yè)開發(fā)與環(huán)境保護的有機統(tǒng)一，將礦區(qū)及周邊環(huán)境的擾動控制在可控范圍內(nèi)，也是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

“在高原上走幾步都喘，如果不依靠采礦技術(shù)創(chuàng)新和機械化、智能化手段，高效率高強度的規(guī)?；G色采礦是根本無法實現(xiàn)的！”當初來乍到的團隊成員在山上步履維艱、兩步一喘、五步一歇時，他們深切感受到面前的困難，也更加明白肩上的重任和攻關(guān)的意義：必須通過科技解決青藏高原礦產(chǎn)資源高效綠色開發(fā)面臨的技術(shù)難題！

攻堅克難

除了低壓缺氧導(dǎo)致人員與設(shè)備工作效能低，甲瑪?shù)V工程地質(zhì)條件復(fù)雜、生態(tài)脆弱，地表松散堆積層、氧化破碎帶及溶蝕裂隙等復(fù)雜的地質(zhì)條件導(dǎo)致地表陡峭山體易滑坡與井下采場易垮塌，讓很多傳統(tǒng)的采礦工藝技術(shù)到了高原上都“失靈”了。“高海拔高寒地區(qū)安全高效綠色開采是當今采礦界面臨的重大難題，我們要通過努力，真正探索出高原礦產(chǎn)資源開發(fā)與生態(tài)脆弱區(qū)環(huán)境保護并行的發(fā)展模式。”在團隊負責人楊小聰教授的帶領(lǐng)下，團隊成員一頭扎進青藏高原，技術(shù)難題也在逐個被攻破……。

Simba1354中深孔鑿巖臺車在進行綠色開采工作

最大限度降低大規(guī)模地下開采過程的擾動影響，是團隊首要解決的問題。傳統(tǒng)的分段采礦需要多次爆破才能完成單分段的回采，多次爆破擾動易導(dǎo)致采場垮塌并影響地表穩(wěn)定性。團隊創(chuàng)新提出了高分段空場嗣后充填采礦法，有效控制大規(guī)?；夭蓴_動。然而這種高分段中深孔采礦方法在國內(nèi)其他高原礦山并無先例，施工人員缺乏中深孔爆破裝藥經(jīng)驗，裝藥時由于返粉經(jīng)常把自己弄成了“雪人”，團隊成員與裝藥工人不斷摸索裝藥經(jīng)驗，在不斷實踐中探索出了既保證密實度，又減少返粉率的裝藥技能，保障了采場中深孔爆破效果，實現(xiàn)了全采場斷面一次性整體爆破落礦，爆破擾動得到了有效控制。

高寒高海拔軟弱破碎巖體基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏、井巷支護體系不健全，為大規(guī)模開采帶來安全隱患，這也是困擾甲瑪銅多金屬礦的關(guān)鍵技術(shù)難題之一。團隊提出了“分段施治、對癥下藥”的思路，構(gòu)建簡潔高效的科學支護體系，以實現(xiàn)支護結(jié)構(gòu)與圍巖最優(yōu)耦合的技術(shù)對策。為獲取巷道支護重要支撐的大量鉆孔巖心編錄第一手數(shù)據(jù)，于世波、王賀在海拔3900m的甲瑪鄉(xiāng)巖心庫，對區(qū)域內(nèi)77個鉆孔、6700m的鉆孔巖心開展了為期20多天的現(xiàn)場編錄與數(shù)據(jù)核實工作。一箱箱沉重的巖心，一滴滴辛勤的汗水，不畏高原低氧體力勞動，正是這些扎實的基礎(chǔ)工作，支撐團隊實現(xiàn)對不同埋深不同巖體質(zhì)量等級礦體大區(qū)域開采采場結(jié)構(gòu)參數(shù)的精準劃分，并提出了溶蝕裂隙發(fā)育區(qū)域的大垮塌不均質(zhì)松散巖體可控灌注漿技術(shù)，解決了軟弱溶蝕裂隙巖體的支護難題，保障了大規(guī)模開采過程中井下與地表雙重穩(wěn)定。

漸入佳境

接續(xù)攻克的開采工藝和安全技術(shù)難題，極大地振奮了團隊成員的信心。為實現(xiàn)礦產(chǎn)資源開發(fā)與生態(tài)脆弱區(qū)環(huán)境保護并行，勢必要求實現(xiàn)尾礦大宗量綠色處置，走高原生態(tài)脆弱區(qū)地下礦山可持續(xù)發(fā)展之路。充填是利用尾砂等固廢對采空區(qū)進行填充的作業(yè)過程，可以同步實現(xiàn)地壓控制與礦冶固廢消納。甲瑪?shù)某涮钫窘ㄔO(shè)在海拔4830m位置，這里常年云霧繚繞，宛如仙境，晴天時可以清楚地看到300多公里外的念青唐古拉峰。高海拔帶來了壯闊的美景，也帶來了氧氣更加稀少、晝夜溫差大、工作人員勞動能力嚴重下降等困難。大規(guī)模低生態(tài)擾動開采要求充填能力大、濃度穩(wěn)定性好、充填體質(zhì)量高，然而傳統(tǒng)技術(shù)尾砂濃縮效率低、濃度不穩(wěn)定，導(dǎo)致充填質(zhì)量不均勻，低溫環(huán)境下充填體強度發(fā)展緩慢，無法滿足高原采礦對充填的要求。

位于海拔4830m的甲瑪銅多金屬礦充填站

不斷積累的高原作業(yè)經(jīng)驗讓團隊成員逐步適應(yīng)了高原環(huán)境。青年工程師許文遠、李宗楠、史采星堅持從最基礎(chǔ)的充填試驗分析工作做起，在嚴重缺氧環(huán)境下，他們可以攀爬30多米高的砂倉取砂、疏通管道調(diào)研、井下取樣分析，并創(chuàng)新提出了大管徑、低流速、結(jié)構(gòu)流降阻輸送方法，全面優(yōu)化充填自動化系統(tǒng)，大幅降低了工人勞動強度。

為保證充填系統(tǒng)穩(wěn)定運行，青年工程師魏曉明、劉志雙連續(xù)兩個半月堅守充填站跟班調(diào)研制備系統(tǒng)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)工藝系數(shù)。他們還清晰記得2018年國慶假期堅守現(xiàn)場期間，團隊負責人楊小聰晚上打電話關(guān)心現(xiàn)場同志的生活情況，并講解囊括充填、選礦和尾礦庫工藝的整體充填系統(tǒng)觀與實現(xiàn)多環(huán)節(jié)協(xié)同作業(yè)的技術(shù)思路。團隊的日夜堅守，確保了充填系統(tǒng)運行狀況全面達到設(shè)計要求。

經(jīng)過多年奮戰(zhàn)，團隊陸續(xù)突破了高濃度尾砂漿大垂高長距離輸送、全尾砂大流量膏體充填及低溫環(huán)境采場充填質(zhì)量控制等核心技術(shù)，大大提到了系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了工人勞動強度，既實現(xiàn)了高原生態(tài)脆弱區(qū)尾礦大宗量綠色處置，又解決了大規(guī)模采礦過程中采空區(qū)隱患治理問題，為甲瑪?shù)V綠色礦山建設(shè)提供了有力支撐。

未來可期

西藏甲瑪銅多金屬礦是青藏高原生態(tài)脆弱區(qū)礦山的典型代表，支撐甲瑪?shù)V實現(xiàn)高效綠色開采的關(guān)鍵技術(shù)，可推廣應(yīng)用并解決高原地區(qū)采礦面臨的諸多共性問題。高海拔高寒地區(qū)地下金屬礦大規(guī)模綠色開采系列技術(shù)自2018年全面應(yīng)用以來，全面支撐了西藏華泰龍礦業(yè)甲瑪銅多金屬礦地下二期礦山建設(shè)，實現(xiàn)了地下年產(chǎn)540萬噸的生產(chǎn)規(guī)模，兩率等生產(chǎn)指標大幅提升。支撐了海拔4800米的全尾砂膏體充填系統(tǒng)的建設(shè)，充填流量大于180m3/h，首次實現(xiàn)了高海拔高寒地區(qū)全尾砂大流量膏體穩(wěn)態(tài)充填。尾礦大宗量綠色處置保護了草原生態(tài)系統(tǒng)，甲瑪?shù)V自開采以來地表未發(fā)現(xiàn)因井下采礦而引起的沉陷，真正實現(xiàn)了低生態(tài)擾動的綠色開采。

2021年4月17日，由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織的“高海拔高寒地區(qū)地下金屬礦大規(guī)模綠色開采技術(shù)與應(yīng)用”項目科技成果評價會在北京召開。評價委員會專家一致認為項目成果達到國際領(lǐng)先水平，該成果獲得了2021年度中國??協(xié)會科學技術(shù)獎特等獎、2021年度西藏自治區(qū)科學技術(shù)獎二等獎。

評審專家多吉院士在談到該項目的生態(tài)效益時表示，人們提到高原采礦往往想到的是對環(huán)境的破壞，其實通過技術(shù)革新，高原礦業(yè)的發(fā)展可以兼顧經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)保護。在高原地區(qū)，養(yǎng)活一個人大約需要50只羊，養(yǎng)活一只羊大約需要50畝草地。甲瑪?shù)V的發(fā)展，一方面應(yīng)用高海拔高寒地區(qū)地下金屬礦大規(guī)模綠色開采系列技術(shù)，盡可能降低了采礦活動對環(huán)境的擾動；另一方面，礦山吸收了大量的當?shù)啬撩窬蜆I(yè)，大大減輕了當?shù)夭莸氐呢摵伞倪@個意義上，高原礦業(yè)發(fā)展和生態(tài)保護是可以兼顧的。

甲瑪?shù)V實現(xiàn)了低生態(tài)擾動的大規(guī)模綠色開采

十年的技術(shù)攻關(guān)、十年的用心守護，攻關(guān)團隊用科技創(chuàng)新支撐了甲瑪?shù)V兌現(xiàn)其“建一座礦山、綠一片環(huán)境、扶一方經(jīng)濟、富一方百姓、促一方和諧、樹一座豐碑”的承諾，用行動和事實讓人們相信即使在青藏高原這樣生態(tài)脆弱的地區(qū)，也是可以實現(xiàn)資源和環(huán)境的雙贏。團隊在甲瑪?shù)V攻關(guān)形成的核心技術(shù)和豐富經(jīng)驗還將繼續(xù)推廣到以岡底斯山脈礦產(chǎn)資源為代表的青藏高原礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用中，輻射到我國乃至世界其他高海拔地區(qū)。

十年磨一劍，今朝試鋒芒。2021年7月，習近平總書記在西藏考察期間，賦予西藏發(fā)展新使命：“抓好穩(wěn)定、發(fā)展、生態(tài)、強邊四件大事，在推動青藏高原生態(tài)保護和可持續(xù)發(fā)展上不斷取得新成就，奮力譜寫雪域高原長治久安和高質(zhì)量發(fā)展新篇章。”而礦冶集團高原采礦技術(shù)攻關(guān)團隊正繼續(xù)前進，向更多高海拔礦山進軍，為筑起雪域高原的新豐碑不懈奮斗。