用大规模绿色开采技术推动着高原矿业绿色可持续发展。

习近平总书记强调，西藏是重要的国家安全屏障，也是重要的生态安全屏障、重要的战略资源储备基地。面向国家在高原地区地下矿产资源开发领域技术突破的重大需求，自2012年起，矿冶集团高原采矿技术攻关团队以中央企业在西藏运营的最大矿业生产项目甲玛铜多金属矿为基地，依托“十二五”科技支撑计划项目、原国家安全生产监督管理总局安全科技“四个一批”项目和多个甲玛铜多金属矿委托的大型科研项目，进行了持续科技攻关。10年来，该团队在青藏高原持续不断的科研攻关和科技成果应用场景，一幕幕就在眼前……

初上高原

矿冶集团坚持科技型属性、立足公益性定位，坚守“服务国家创新战略、引领行业技术进步、促进资源高效开发、打造一流科技企业”的使命，致力于矿冶领域原创技术开发，为国家战略矿产资源的开发提供科技支撑。面向国家在矿产资源开发领域技术突破的重大需求，矿冶集团矿山工程研究设计所组建了涵盖采矿工艺、岩石力学、矿山充填、矿山安全等专业方向的高原采矿技术攻关团队。

2012年夏天，该团队第一次登上青藏高原华泰龙矿业甲玛铜多金属矿。甲玛矿地下矿山主要分布在海拔4400米~4830米，氧气含量约为平原地区的50%。“山上不长草，氧气吃不饱，终年雪不断，四季穿棉袄”，是这里生存状况的真实写照。为预防高原反应，团队成员在出发前配备了抗高反药物、氧气瓶等，做了充足的物资准备和充分的心理准备。但真正上了高原，他们才知道任何准备都不足以抵挡缺氧带来的一系列反应，头疼、恶心、失眠……有的成员甚至一天呕吐好几次。上山的第一个星期非常难熬，团队成员万串串看着山上的牦牛感慨：“牦牛也缺氧，在那一站一天，也不想动。”在一次井下和地表取样工作，从中午工作到晚上10点多才结束，因为长时间在海拔4800米工作、晚上气压变化大等因素，导致团队成员许文远头疼恶心，下山即被送到医务室吸氧。

西藏的生态环境极其脆弱，一旦破坏就很难恢复，而且还会波及到周边的生态平衡。在严格实施科学有序开采的同时，坚持矿业开发与环境保护的有机统一，将矿区及周边环境的扰动控制在可控范围内，是一项复杂的系统工程。

“在高原上走几步都喘，如果不依靠采矿技术创新和机械化、智能化手段，高效率高强度的规模化绿色采矿是根本无法实现的。”团队成员深切感受到面临的困难，也更加明白肩上的重任和攻关的意义：必须通过科技解决青藏高原矿产资源高效绿色开发面临的技术难题！

攻坚克难

低压缺氧导致人员与设备工作效能低，工程地质条件复杂、生态脆弱，地表松散堆积层、氧化破碎带及溶蚀裂隙等复杂的地质条件导致地表陡峭山体易滑坡与井下采场易垮塌，让很多传统的采矿工艺技术到了高原上都“失灵”了。“高海拔、高寒地区安全高效绿色开采是当今采矿界面临的重大难题，我们要通过努力，探索出高原矿产资源开发与生态脆弱区环境保护并行的发展模式。”在团队负责人杨小聪教授的带领下，团队成员一头扎进青藏高原，逐个攻破技术难题。

最大限度降低大规模地下开采过程的扰动影响，是该团队首先需要解决的问题。传统的分段采矿需要多次爆破才能完成单分段的回采，多次爆破扰动易导致采场垮塌并影响地表稳定性。该团队创新提出了高分段空场嗣后充填采矿法，有效控制了大规模回采扰动。然而，这种高分段中深孔采矿方法在国内其他高原矿山并无先例，施工人员缺乏中深孔爆破装药经验，经常返粉把自己弄成了“雪人”。该团队成员与装药工人不断摸索装药经验，在实践中探索出了既保证密实度、又减少返粉率的装药技能，保障了采场中深孔爆破效果，实现了全采场断面一次性整体爆破落矿，爆破扰动得到了有效控制。

高寒、高海拔软弱破碎岩体基础数据缺乏、井巷支护体系不健全，为大规模开采带来安全隐患，也是困扰甲玛铜多金属矿的关键技术难题之一。该团队提出了“分段施治、对症下药”的思路，构建了简洁高效的科学支护体系，以实现支护结构与围岩最优耦合的技术对策。为大量获取巷道支护重要支撑的钻孔岩心编录第一手数据，团队成员于世波、王贺在海拔3900米的甲玛乡岩心库，对区域内77个钻孔6700米的钻孔岩心开展了为期20多天的现场编录与数据核实工作。一箱箱沉重的岩心、一滴滴辛勤的汗水、一个个不畏高原低氧体力劳动的团队成员……这些扎实的基础工作，支撑着该团队实现对不同埋深、不同岩体质量等级矿体大区域开采采场结构参数的精准划分，并提出了溶蚀裂隙发育区域的大垮塌不均质松散岩体可控灌注浆技术，解决了软弱溶蚀裂隙岩体的支护难题，保障了在大规模开采过程中井下与地表双重稳定。

渐入佳境

接续攻克开采工艺和安全技术难题，极大地振奋了该团队成员的信心。实现矿产资源开发与生态脆弱区环境保护并行，势必要求实现尾矿大宗量绿色处置，走高原生态脆弱区地下矿山可持续发展之路。充填是利用尾砂等固废对采空区进行填充的作业过程，可以同步实现地压控制与矿冶固废消纳。甲玛铜多金属矿充填站建设在海拔4830米位置，这里常年云雾缭绕，宛如仙境，晴天时可以清楚地看到300多公里外的念青唐古拉峰。高海拔带来了壮阔的美景，也带来了氧气更加稀少、昼夜温差大、工作人员劳动能力严重下降等困难。大规模低生态扰动开采要求充填能力大、浓度稳定性好、充填体质量高，然而，传统技术尾砂浓缩效率低、浓度不稳定，导致充填质量不均匀，低温环境下充填体强度发展缓慢，无法满足高原采矿对充填的要求。

不断积累的高原作业经验让团队成员逐步适应了环境。青年工程师许文远、李宗楠、史采星坚持从最基础的充填试验分析工作做起，在严重缺氧环境下，他们攀爬20多米高的砂仓取砂、疏通管道调研、井下取样分析，并创新提出了大管径、低流速、结构流降阻输送方法，全面优化充填自动化系统，大幅降低了工人劳动强度。

为保证充填系统稳定运行，青年工程师魏晓明、刘志双连续两个半月坚守充填站跟班调研制备系统各生产环节工艺系数。2018年国庆假期，他们坚守现场，杨小聪晚上打电话关心现场同志的生活情况，并讲解囊括充填、选矿和尾矿库工艺的整体充填系统观与实现多环节协同作业的技术思路。该团队的日夜坚守，确保了充填系统运行状况全面达到设计要求。

经过多年奋战，高原采矿技术攻关团队陆续突破了高浓度尾砂浆大垂高长距离输送、全尾砂大流量膏体充填及低温环境采场充填质量控制等核心技术，大大提高了系统稳定性，降低了工人劳动强度，既实现了高原生态脆弱区尾矿大宗量绿色处置，又解决了大规模采矿过程中采空区隐患治理问题，为甲玛矿绿色矿山建设提供了有力支撑。

未来可期

西藏甲玛铜多金属矿是青藏高原生态脆弱区矿山的典型代表，支撑该矿实现高效绿色开采的关键技术，可推广应用并解决高原地区采矿面临的诸多共性问题。自2018年全面应用以来，高海拔、高寒地区地下金属矿大规模绿色开采系列技术全面支撑了该矿地下二期矿山建设，实现了地下年产540万吨的生产规模，各项生产指标大幅提升；支撑了海拔4800米的全尾砂膏体充填系统的建设，充填流量大于180m3/h，首次实现了高海拔高寒地区全尾砂大流量膏体稳态充填。尾矿大宗量绿色处置保护了草原生态系统，自开采以来，该矿地表未发现因井下采矿而引起的沉陷，真正实现了低生态扰动的绿色开采。

2021年4月17日，由中国有色金属工业协会组织的“高海拔高寒地区地下金属矿大规模绿色开采技术与应用”项目科技成果评价会在北京召开。评价委员会专家一致认为，该项目成果达到国际领先水平。该成果获得了“2021年度中国黄金协会科学技术奖特等奖”和“2021年度西藏自治区科学技术奖二等奖”。在谈到该项目的生态效益时，评审专家多吉院士表示，通过技术革新，高原矿业的发展可以兼顾经济发展和生态保护。甲玛矿的发展表明，应用高海拔高寒地区地下金属矿大规模绿色开采系列技术，尽可能降低了采矿活动对环境的扰动；同时，矿山发展吸收大量当地牧民就业，减轻了当地草地的负荷。从这个意义上看，高原矿业发展和生态保护是可以兼顾的。

10年技术攻关、10年用心守护，高原采矿技术攻关团队用科技创新支撑甲玛铜多金属矿兑现了“建一座矿山、绿一片环境、扶一方经济、富一方百姓、促一方和谐、树一座丰碑”的承诺，用行动和事实让人们相信，在青藏高原可以实现资源和环境的双赢。该团队攻关形成的核心技术和丰富经验还将继续推广到以冈底斯山脉矿产资源为代表的青藏高原矿产资源的开发利用中，辐射到我国乃至世界其他高海拔地区。

十年磨一剑，今朝试锋芒。2021年7月，习近平总书记在西藏考察期间，赋予西藏发展新使命：“抓好稳定、发展、生态、强边四件大事，在推动青藏高原生态保护和可持续发展上不断取得新成就，奋力谱写雪域高原长治久安和高质量发展新篇章。”矿冶集团高原采矿技术攻关团队也将继续前进，向更多高海拔矿山进军，为筑起雪域高原的新丰碑不懈奋斗。