“綠色化和智能化是實現(xiàn)礦產資源可持續(xù)開發(fā)、實現(xiàn)礦業(yè)企業(yè)轉型升級和高質量發(fā)展的必由之路。”4月16日，在2023年礦業(yè)綠色智能高質量發(fā)展高峰論壇開幕式上，中國工程院院士、北京科技大學教授、博士生導師蔡美峰強調了礦業(yè)高質量發(fā)展的“必由之路”，為本次論壇奠定了主基調。

黨的二十大報告指出，推動經濟社會發(fā)展綠色化、低碳化是實現(xiàn)高質量發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。新形勢下，我國礦業(yè)發(fā)展面臨新要求、新挑戰(zhàn)，加快推進礦業(yè)技術綠色智能化革命，加快5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網等新一代信息技術與礦業(yè)的深度融合，推進綠色智能礦山建設，成為當前新形勢下礦業(yè)發(fā)展的重要使命和挑戰(zhàn)。

論壇上，100余名專家學者和企業(yè)負責人圍繞深地資源綠色開采新技術、“雙碳”目標背景下礦業(yè)高質量發(fā)展的新路徑、后疫情時代礦業(yè)國際化發(fā)展的新挑戰(zhàn)、“一帶一路”視域下礦業(yè)人才培養(yǎng)的新模式，以及金川貧礦資源安全高效開發(fā)及固廢綜合利用等議題展開深入交流探討。

伴綠而行 金屬礦山膏體充填技術應用前景廣闊

“膏體充填，即將全尾砂等礦山固體廢棄物制備成飽和態(tài)、無沁水、牙膏狀高濃度料漿，進行地表塌陷區(qū)或地下采空區(qū)充填。”論壇上，北京科技大學原副校長吳愛祥論述了中國膏體充填技術發(fā)展歷史，膏體充填流變學最新研究進展及膏體充填如何推動采礦工藝變革。他認為，傳統(tǒng)金屬礦開采面臨的事故高發(fā)和環(huán)境污染嚴重兩大問題，可以利用膏體充填有效解決。

經過近30年的發(fā)展，膏體充填技術從金川出發(fā)，現(xiàn)已被國內外黑色、有色、黃金、煤炭、非金屬等系統(tǒng)廣泛采用。隨著國家“雙碳”目標的實施和綠色礦山建設深入，膏體充填應用前景更加廣闊。

“相信隨著膏體流變學研究的不斷深入和膏體充填在礦山的應用，會進一步解決該技術在實踐中的難題，推動采礦工藝革新，助力礦山實現(xiàn)無痕開采，建設綠色礦山的目標。”吳愛祥說。

金川集團二礦區(qū)總工程師陳仲杰介紹了全固廢膏體充填技術在金川礦山的研究和應用進展。通過對充填物料、充填工藝及充填裝備的持續(xù)研究，金川礦山建立起全尾砂-廢石膏體一鍵智能充填系統(tǒng)，實現(xiàn)充填全過程多源信息監(jiān)測和動態(tài)調控功能，完成充填系統(tǒng)全流程智能控制。目前，金川礦山采用全尾砂和廢石代替風砂、河砂等主要充填材料，解決充填骨料供應短缺問題，有效緩解地表廢石堆存以及尾礦庫尾礦堆存壓力，提高了金川礦山固廢資源化利用水平，取得良好經濟效益和社會效益。

礦山低碳高效開采技術為實現(xiàn)“雙碳”目標開辟新路

“1982年，我國開始研發(fā)綜合機械化放頂煤開采技術，經過40年研究應用和創(chuàng)新發(fā)展，綜放開采技術成為我國開采厚煤層的主要方法，也是我國在世界煤炭開采行業(yè)的標志性技術。”中國礦業(yè)大學(北京)原副校長王家臣向與會人員分享了放頂煤開采的歷史演化，以及到目前形成的相關組織機構和主要研發(fā)應用成果。他提出，綜放開采技術下一步發(fā)展需要轉到智能低碳技術路徑上，利用人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等信息技術，開發(fā)智能放煤技術，實現(xiàn)綜放工作面的全面智能化開采。開發(fā)基于采動巖層運動的保水開采、綠色開采和減災開采等技術，建立覆巖運動的統(tǒng)一理論，進一步提高頂煤采出率，推動煤炭科技不斷進步。

中南大學教授張欽禮針對金川IV礦區(qū)資源特點，提出了“復雜條件貧礦安全高效經濟開采技術方案”。方案以貧礦資源安全、經濟開發(fā)為目標，優(yōu)化選擇出安全與效益平衡的預控頂下向進路充填采礦法，并提出了包括上行式開采模式、塊石固廢+全尾砂膏體低成本互層充填、上下雙進路合采、高邊幫維護、高進路吊掛、地表變形控制等在內的預控頂下向(或上向)進路關鍵技術實施措施。

跨界融合 未來的礦山開采將更加智能

報告會上，東北大學朱萬成教授帶來了該校巖石破裂與失穩(wěn)研究所(以下簡稱研究所)的最新成果。研究所通過巖心圖像深度學習等手段開展了工程巖體的結構面統(tǒng)計表征，研發(fā)出結構面空間形態(tài)的自動識別與建模方法，形成了工程巖體結構表征與圍巖精細化建模技術。

在此基礎上，研究所進一步開發(fā)出現(xiàn)場監(jiān)測與數(shù)值模擬相結合的礦山災害風險監(jiān)測預警技術，搭建形成礦山災害監(jiān)測預警云平臺，完成了監(jiān)測信息、礦山虛擬仿真場景、數(shù)值模擬結果在云平臺的集成，實現(xiàn)采動災害的監(jiān)測預警，為礦山安全開采提供一定的技術保障。朱萬成教授表示，利用巖體損傷與破裂研究和信息技術領域的跨界融合，及時預測預警礦山災害，這條路仍然充滿挑戰(zhàn)，需要不斷向前開拓。

“隨著科學技術的進步以及國家對智能礦山建設的大力支持，更多的技術應用到礦山行業(yè)當中，但同時也伴隨產生了很多限制因素，例如網絡建設難度大、數(shù)據(jù)整合較為困難等問題。”金川集團龍首礦(以下簡稱龍首礦)副礦長駱軍軍表示，智能礦山需要進一步打破行業(yè)壁壘，融合各方優(yōu)勢，實現(xiàn)更系統(tǒng)全面的智能化建設目標。現(xiàn)在，龍首礦以“一個數(shù)字化生產運營管控中心、一個視頻監(jiān)控執(zhí)法中心、六個專業(yè)化集控室，不斷提升采掘自動化水平”為總體目標，克服諸多難點困境，逐步完善基礎網絡建設及融合，目前已形成鏟運機智能出礦系統(tǒng)、有軌運輸系統(tǒng)無人化、充填系統(tǒng)智能化作業(yè)等一批智能化應用成果。

“智能礦山在提升礦山生產經營管理能力，發(fā)展更加高效的礦山生產建設工藝、提高資源生產規(guī)模和質量、解放礦山建設作業(yè)勞動力、保障人員作業(yè)安全性方面也表現(xiàn)出優(yōu)勢。”駱軍軍說。

六大維度 展望中國式現(xiàn)代化礦山的實現(xiàn)途徑

“中國式現(xiàn)代化礦山應該是什么樣子?”中鋼集團董事長連民杰從六個維度描繪了中國式現(xiàn)代化礦山的未來圖景。第一是追求本質安全，包括設備安全、設施和構筑物安全、工藝技術安全、操作流程規(guī)范安全以及員工發(fā)自內心的安全意識。第二是實現(xiàn)智慧運營，從數(shù)據(jù)采集、生產執(zhí)行、管理控制三個層面鋪設礦山大數(shù)據(jù)底座，從而量化目標、指導決策。第三是突出資源節(jié)約，優(yōu)化生產技術指標、科學合理配置資源、建立起全礦資源綜合利用運行體系。第四是營造和諧生態(tài)環(huán)境，通過美化廠區(qū)、建立清潔礦山、促進設備和能源逆轉型、發(fā)展可再生能源等實現(xiàn)人與自然的和諧相處。第五是創(chuàng)造可觀經濟效益，以科技降本、穩(wěn)產增效、對標先進為原則管理礦山生產，根據(jù)市場需求和風險建立彈性的生產銷售機制。第六是注重社會認同，以企業(yè)發(fā)展帶動職工和地方增收，以人性化管理和安全環(huán)保的工作環(huán)境提升員工幸福感，從而激發(fā)員工干事創(chuàng)業(yè)積極性，得到社會大眾的認同和支持，形成良性循環(huán)，為礦山企業(yè)發(fā)展開拓更廣闊的空間。

連民杰表示，未來中國礦山企業(yè)應緊跟全球科技革命和產業(yè)變革浪潮，吸收先進技術紅利，順應安全、低碳、環(huán)保新要求，不斷革新開采模式，持續(xù)創(chuàng)新礦山經營理念，建設“安全、智慧、綠色、和諧”的中國式現(xiàn)代化礦山。