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芮強:深部采礦將是一場優勝劣汰的角逐

時間:2018年08月10日     來源:     作者:本報記者 馬春紅

  “我認為,只要保障采礦是安全的、經濟上是可獲利的,深部采礦將持續下去。但隨著深度的增加,并不是每家企業都能留存下來,只有具有一定能力的企業才能繼續向深部進軍?!?/font>

 

 

  7月26日,第三屆中國國際黃金大會期間,《中國黃金報》記者專訪了世界黃金協會首席市場策略師芮強(John Reade)。他曾經在南非的一座叫做甘科爾(Gencor),深度達2000米的礦山工作過,過去多年,也一直關注深部采礦這個問題。

  芮強認為,因為深部采礦是一件需要高投資、高技術的事業,只有現在涉足深部采礦領域的企業,在積累了一定經驗之后,才能在未來更加激烈的競爭中脫穎而出?!吧畈康V井的建成,前期投資時間長、成本高,這需要資質雄厚的企業才能堅持下去?!?/font>

  隨著淺部礦產資源逐年減少和枯竭,礦產資源特別是金屬礦產資源開采正處于向深部全面推進階段。礦業企業想要在未來的角逐中留存下來,就必須將視線定格在深地。

  “我認為,未來礦業發展必然會進入深地,而不是地上,因為地下開采對環境的影響要小于地上開采?!避菑姳硎?,現在地方社區和中央政府越發難容忍露天開采,越來越多的人反感使用大片土地進行采礦,尤其是在推行自給農業的發展中國家,這種反感可能會漸漸變得更明顯。同時,尾礦堆帶來的占據土壤面積的壓力也越來越大?!斑@些都促使采礦業日益轉入地下?!?/font>

  但深部開采要面臨諸多的關鍵難題,中國工程院院士蔡美峰、古德生等都曾提出過,深部采礦要解決深部高應力、巖性惡化、深井高溫環境、物料提升成本增加等問題,也正是這些“絆腳石”才導致深部采礦領域的“淘汰機制”。對此,芮強也提出了自己的見解。

  芮強表示,深部采礦首先要面對的就是時間成本?!敖ǔ梢蛔叵陆鸬V耗時長久,比如在南非,向下鉆探可能要花費15年時間?!逼髽I不能想要一蹴而就,需循序漸進。

  其次,深部采礦要解決地熱帶來的深井高溫。隨著礦井向下延伸,地熱發出的熱量就越高,在這種環境下作業風險性極高?!叭绻唇浫魏卫鋮s措施,南非的一個金礦可能達到70攝氏度,作業人員不用多久就會死于休克?!彼f。

  芮強認為,要想應對高溫問題,需要“空調+制冷”相結合,一方面通過空調將新鮮的冷空氣打入地下作業層,一方面需要加入制冷機制,例如冰塊、冷卻水等來降低溫度。

  同時,隨著挖掘越深,巷道承受上部巖層的壓力就越大。對此,芮強表示,在進行地下礦井設計時要非常謹慎,因為一旦設計不慎,出現坍塌等事故就是致命性的?!霸谠O計時,要進行大量計算機模擬,施工時要用地震探測儀監測小型地震。比如,鉆探可能對巖石堅硬程度產生影響,這就需要模擬、監測?!?/font>

  芮強舉了澳大利亞一個金礦的例子進行說明。他表示,為了防止坍塌,這家金礦的從業者會開挖兩條地下巷道,分化坍塌風險造成的損失。另外一種解決辦法,就是在礦體上方建造一個橫切面,這樣能夠為下面巷道減輕一定壓力。

  除了上述難題,芮強提出,深部采礦還要面臨巖石性質變化、排水、通風等問題。

  比如,排水就是深部采礦需要解決的一個重點難題。芮強表示,在向下挖的時候,可以在巖石上挖小孔并灌注混凝土,這樣就能夠減少地下水進入巷道。其次,可安裝大型泵機,將滲水抽到地上排出。在上述兩種方法解決不了問題時,還有一種比較罕見的方法,就是選擇將水冷凍住,“西加湖礦業公司(Cigar)及卡米可礦業公司(Cameco)這兩家鈾礦企業就采用了這種降溫方式?!彼f。

  伴隨排水難題,還有甲烷的產生需要關注,因為一般深地礦體的上方都會有甲烷,而甲烷是易燃易爆氣體,當濃度達到5%~15%時,作業人員的生命安全就受到威脅?!八酝L系統的功率要強大,降低甲烷濃度的同時,也能降低井下溫度?!?/font>

  從理論上講,地球內部可利用的成礦空間分布從地表到地下1萬米,目前世界先進水平勘探開采深度已達2500米至4000米。據統計,未來10年內,我國將有三分之一以上金屬礦山開采深度達到或超過1000米,其中黃金礦山會一馬當先。為了發展深部礦床開采,我國需要大力研究、引進、開發智能采、裝、運等設備,以支撐深部采礦實現集約化、連續化和遙控化。

  未來,如何縮小與澳大利亞、美國、南非等國家在深部采礦方面的差距是中國黃金礦企不得不下功夫解決的戰略難題。芮強認為,中國黃金企業可以選擇和外國企業進行合作,優勢互補,“這是一種比較快速、便捷的發展方式?!?/font>

  同時,在澳大利亞、美國等國家,高等教育系統里會設置計算機模擬等適宜深地開采方向的專業,芮強表示,如果中國能夠做到這一點,未來深部采礦的人才補給很大程度上就能解決。

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