今年4月，中南大學資源與安全工程學院院長周子龍帶領團隊在國內最高海拔礦山——西藏巨龍銅礦成功進行精細爆破工業(yè)試驗。此次成功，是中南大學“礦業(yè)工程”一流學科建設的代表性成果，也是我國高海拔寒區(qū)采礦技術領域的重大進展。

金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)利用，對國民經(jīng)濟發(fā)展、國防建設的重要性不言而喻。早在2013年，周子龍就開始關注西部高海拔寒區(qū)采礦。十年來，他帶領科研團隊在西藏、新疆、青海、云南等?。▍^(qū)）的高海拔寒區(qū)礦山持續(xù)深耕，留下了奮斗的足跡。

高海拔寒區(qū)采礦困難重重

多年來，我國中東部易采礦產(chǎn)資源瀕臨枯竭，資源供給與消費需求矛盾日益突出。隨著西部大開發(fā)等國家戰(zhàn)略的深入推進，我國西部找礦工作取得巨大突破。找礦突破戰(zhàn)略行動十年成果顯示，全國新形成的32處非油氣礦產(chǎn)資源基地中，25處分布在西部，占全國總數(shù)的78%。其中，西部銅礦新增資源量占全國的70%，鉛鋅礦新增資源量更達83%。在地理上，這些礦山分布與我國高海拔寒區(qū)高度重合。因此，實現(xiàn)高海拔寒區(qū)資源安全高效高質量開采，對我國戰(zhàn)略性金屬礦產(chǎn)資源上產(chǎn)保供具有重要意義。

但是，不同于低海拔常溫地區(qū)，高海拔寒區(qū)具有極端低溫、極大溫差、干燥缺氧、大風少雨等特點，使該地區(qū)露天金屬礦開采面臨嚴峻挑戰(zhàn)。特別在爆破方面，高海拔寒區(qū)露天礦表現(xiàn)出開采效率低、爆破單耗高、爆破塊度大、爆破振動強、爆破器材易失效等系列問題，嚴重制約該地區(qū)礦產(chǎn)資源安全高效可持續(xù)開發(fā)。實現(xiàn)高海拔寒區(qū)露天金屬礦山綠色開采迫在眉睫。

十年攻關提供解決方案

“多年的理論技術積淀，在此處開花結果，是對我們采礦人的激勵與肯定。”日前，說起團隊在巨龍銅礦成功進行精細爆破工業(yè)試驗，周子龍激動地說，“守護國家能源資源安全，這既是我們采礦人不可忘卻的初心，也是我們銘記于心的使命。”

2013年，在西部大開發(fā)戰(zhàn)略和“一帶一路”倡議的引領下，周子龍聚焦西部高海拔寒區(qū)采礦領域，帶領團隊成員“迎寒而上”，持續(xù)開展了十余年理論研究、技術研究、應用攻關。

在青藏高寒礦區(qū)，團隊成員披星戴月做試驗，常常天不亮就出發(fā)，每次上山時間都超過10個小時，極大地考驗人體極限。特別在海拔5300余米的高原上，氧氣稀薄，走一百米就需要歇息好幾次，呼吸困難、心跳加速是常態(tài)。不少成員都曾因高原反應、嚴重缺氧、血壓超標被送往醫(yī)院……盡管高寒地區(qū)地質情況復雜、荒無人煙，團隊成員仍然頂著刺骨寒風與紫外線暴曬，在皚皚白雪中堅持戶外作業(yè)，在失敗中咬牙堅持，從旭日初升到明月西沉。

“高寒地區(qū)海拔高、氧氣稀薄、氣壓低、晝夜溫差大，自然 條件極其嚴酷，這不僅是對我們技術能力的挑戰(zhàn)，更是對我們意志和品質的嚴峻考驗。好在大家都比較積極樂觀，相互鼓勵、互相支持，團隊的凝聚力和戰(zhàn)斗力反而在這種環(huán)境中得到了更大的錘煉。”回憶起10年來的點點滴滴，團隊成員蔡鑫感慨道。
 

十年磨一劍，周子龍教授團隊最終在高海拔寒區(qū)露天金屬礦搭建了巖溫實時在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，經(jīng)過長期的調研與監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)了高海拔寒區(qū)露天臺階巖溫隨季節(jié)與鉆孔深度發(fā)生顯著變化。在此基礎上，該團隊開展了高海拔寒區(qū)典型巖溫條件下的巖石室內沖擊動力試驗，獲得了巖溫對巖石動力參數(shù)與破碎特征的影響規(guī)律，建立了基于巖溫變異的露天臺階精細爆破數(shù)值模型，揭示了高海拔寒區(qū)露天臺階爆破破碎機理，并首次提出了考慮溫度變異的高寒露天礦精細爆破設計方法，突破了爆破方案“一次設計，終身使用”的常規(guī)做法在高海拔寒區(qū)露天礦的應用局限。

此外，該團隊聯(lián)合宏大爆破等民爆頭部企業(yè)，共同研發(fā)了適用于高寒環(huán)境的穩(wěn)定高性能混裝炸藥與爆破器材，發(fā)明了智能鉆孔、裝藥、封孔等成套裝備，克服了高海拔寒區(qū)極端環(huán)境對炸藥性能、爆破器材及人機工效的不利影響，有力推動了高海拔寒區(qū)爆破向安全、高效、智能化轉型。目前，相關方法與技術已在數(shù)十座典型高海拔寒區(qū)露天礦推廣應用，為我國西部高海拔寒區(qū)金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用提供了強有力的理論與技術支撐，更為世界高海拔寒區(qū)資源開采提供了方案。

校企攜手共攀科研高峰

推進校企合作、實現(xiàn)校企融合，是中南大學科研團隊開展理論研究、技術研究與應用攻關的有力保障，也是該校培養(yǎng)應用型人才的重要途徑。

在十年的科研攻關征途中，該團隊始終與西藏巨龍銅業(yè)攜手并肩，在海拔高達5515米的雪域高原，長期且穩(wěn)定地推進校企合作交流，持續(xù)為高寒采礦技術攻關貢獻科技力量。

“高寒礦區(qū)采礦要持續(xù)加大科技創(chuàng)新和成果轉化力度，讓戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源不再受制于人。在校企合作、技術攻關的過程中，我感覺到目標越來越清晰，大有可為。”周子龍說。

西藏巨龍銅業(yè)副總經(jīng)理賴淵平也表示，科技創(chuàng)新是企業(yè)立身之本，精細爆破工業(yè)試驗的成功，是企業(yè)加快發(fā)展新質生產(chǎn)力、推動高質量發(fā)展的又一重要成果。

十年間，面對千辛萬苦，團隊始終堅持將“黨旗插在最高處，堡壘建在最前沿”，讓黨旗成為團隊攻堅克難的精神指引；十年間，肩負國家重任，團隊始終以攻克科研難題、助力國家礦山開采事業(yè)為己任，將科技攻關與創(chuàng)新向縱深處推進，“高寒及生態(tài)脆弱區(qū)環(huán)境低損傷露天開采關鍵技術”項目入選國家重點研發(fā)計劃課題；十年間，不懼嚴峻挑戰(zhàn)，團隊與巨龍銅業(yè)共同書寫了高海拔礦山開采的輝煌篇章，攜手將共同開展的“高海拔寒區(qū)露天礦高臺階深孔爆破關鍵技術”項目，推進到攻堅階段。

在雪域高原上，他們共同克服了礦業(yè)一線的重重困難，以實際行動踐行了科研工作者的初心和使命。周子龍表示，在共同的使命引領下，中南大學與巨龍銅業(yè)的校企合作關系更加緊密，交流融合的橋梁更加穩(wěn)固。未來，雙方將繼續(xù)以科技創(chuàng)新與技術攻關為目標，深入開展前沿科技研究，勇攀高寒高海拔礦山開采的科研高峰。