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南芬露天矿缚住“滑坡”苍龙

2023/9/12 10:07:32 点击:

南芬露天铁矿是我国大型黑色冶金矿山之一,也是本钢铁矿石的主要生产基地之一。但长期以来让辛矿长忧心忡忡的是,由于经过多年露天开采,对矿山生产构成最大危害的地质灾害是滑坡,滑坡威胁着南芬露天铁矿人员的生命和矿山财产的安全。

科学技术是第一生产力。当我们来到辽宁省本溪钢铁(集团)矿业有限责任公司南芬露天铁矿那沸腾的矿区,看着工人们热火朝天的劳动场面,又采访了南芬露天铁矿辛明印矿长,对这句话就有了更为深刻的理解。

辛明印矿长在南芬露天铁矿工作了30多年,对这里的一山一石充满着深厚感情。他向我们介绍了矿山的整体情况。南芬露天铁矿位于本溪市南芬区境内,矿区南北长5.5km,东西宽0.4—1km,面积为5.05km2,占地总面积为13.15km2。矿床距地表较浅,构造简单,适合于露天开采,累计探明储量12.9亿吨,是亚洲最大的单体铁矿山。所生产的铁矿石低磷、低硫,有害元素极低,是冶炼铸造生铁、球墨铸铁的最好原料。南芬露天铁矿是我国大型黑色冶金矿山之一,也是本钢铁矿石的主要生产基地之一。但长期以来让辛矿长忧心忡忡的是,由于经过多年露天开采,对矿山生产构成最大危害的地质灾害是滑坡,滑坡威胁着南芬露天铁矿人员的生命和矿山财产的安全。

“我们采矿的不怕滑坡;它滑了,我们就把它拉走,还省事,但是最可怕的是不知道它什么时候发生滑坡,这就对人员及设备构成了很大的威胁!”辛矿长还记得10年前矿区发生的一次严重的山体滑坡,他说出了对滑坡的忧虑。如何破解这一威胁矿工和设备安全的最大隐患,辛矿长不辞劳苦亲自找到一些研究院、设计院寻求解决方案,但是他们建议预留采矿平台,这让辛矿长非常“纠结”:这样做虽然人员、设备安全了,但也意味着将有大量的矿石压在预留平台下不能开采,会给矿山生产造成巨大的资源浪费。就这样,滑坡的预报问题像一块大石头长久地、沉重地压在辛矿长的心上。

机会总是留给有准备的人。一个偶然的机会,辛矿长在中国矿业报上看到一篇报道—高科技为滑坡体治理安上“千里眼”。报道了中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室主任何满潮教授率领的科研团队已成功地解决矿山滑坡超前预警的难题。他喜出望外,马上与何教授联系。何满潮教授对此非常重视,亲自带队来到南芬露天矿区进行现场考察。经过认真研究,何满潮教授针对南芬露天矿区的滑坡问题提出了一套切实可行的解决方案,辛矿长对这一方案非常满意,双方一拍即合。

何满潮教授是中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室主任,博士生导师。他还兼任国际岩石力学学会中国国家小组主席、中国岩石力学与工程学会副理事长,软岩工程与深部灾害控制分会理事长。他是国家杰出青年科学基金获得者,国家级有突出贡献的中青年专家,国家“百千万人才工程”第一、二层次入选者,国家自然科学基金重大项目、国家973计划项目首席科学家。这项技术是何教授潜心研究了20多年的一项科研成果。它针对现有软岩滑坡监测技术中存在的技术难题,提出将人为力学系统插入到天然力学系统中,建立了人为力学系统与天然力学系统之间的力学关系从而解决了天然地学系统的力学量不可测的难题,并利用具有恒阻大变形特性缆索,建立了以软岩大变形和支护体相互作用为核心的软岩滑坡大变形过程监测方法。在此基础上,团队还研发了以“下滑力”和“抗滑力”之间的力学平衡状态变化为基础的软岩边坡大变形远程实时监控系统,成功地实现了滑坡全过程的监测和预报。目前,何教授的滑坡远程监测预警技术已广泛应用于露天煤矿开采、露天铁矿开采、高速公路边坡、山体下金矿开采、西气东输管线等工程因素引发的滑坡地质灾害和地震引发的滑坡地质灾害监测预报领域,并已在我国12个地区200多个点进行了长达八年多的现场应用,取得了显著的社会效益和经济效益。在陕西、河南、辽宁、内蒙古等地的露天煤矿成功地监测和预报了多次滑坡灾害。2006年,他们在“三峡库区巨型古滑体稳态预测预报及信息化选址技术”的研究成果中,荣获“国家科技进步二等奖”。何教授这项技术的发明和运用为我国软岩边坡工程领域的科技进步做出了重要贡献。

对于辛矿长这样长期从事矿山管理的一线干部来说,最欢迎像何教授这样平易近人、干实事的科研工作者,而后来的实践也充分证明,何教授和他的科研团队严谨务实的工作作风、先进的技术及服务保障,都切实为南芬露天铁矿人员和财产安全、提高矿山的生产效率发挥着保驾护航的作用。

2010年,南芬露天铁矿矿区开始采用了何教授团队研发的山体滑坡远程智能监测预警技术。何教授在北京建立了监测中心和装备系统,在南芬露天铁矿区建立起滑坡灾害及边坡远程智能监测点。在技术采用的初期,很多人还抱着怀疑和观望的态度,但实践证明,这项技术是安全可靠的。有一次它提前三天成功预测了滑坡、还有一次提前两天成功预测了滑坡,这样矿工和矿山机械设备就有充足的时间撤离现场。据统计,2010—2012年,南芬露天铁矿矿区累计安装滑坡远程监测预警系统42套,发生过7次滑坡灾害,均被成功预报,累计撤出人员220人次,撤出设备价值22090万元,避免了35290万元的损失,实现了边坡开挖安全的可控管理,同时还使十年不能开采价值26亿元的千万吨矿体实现了安全回采,创造出巨大的经济效益和社会效益。时间就是生命,时间就是效率,何满潮教授的山体滑坡预警技术抢在了时间的前面,避免了一次又一次重大的企业人员伤亡和财产损失。大家心服口服,对这项技术交口称赞:“山体滑坡提前预警技术真是咱们矿工和矿山的护身符啊!”

谈到这里,辛矿长非常感慨地说:“在利用何教授这套技术之前,集团公司已经把我们这个矿区划为二级风险隐患;也就是说,只有消除安全生产的隐患才能恢复生产。大家当时真是干着急,使不上劲儿啊!是何教授的这项科研成果解决了企业发展的“瓶颈”,是科学技术使我们这个大型国有企业获得了新生!”在采访中,我们也看到,何教授的山体滑坡预警技术不仅为矿工和企业排除了安全隐患,而且还给企业带来了可观的经济效益,挽救了国家的宝贵资源。自从采用这项新技术之后,企业每年多开采80万吨矿石,折合2亿多元人民币。从战略的高度上讲,这项技术还使压在预留平台下的1000万吨的死矿石起死回生,变成了可以不断开采的活矿石了。

“这多亏了何教授的科研成果,是这项技术支撑起了我们矿区的安全保护伞。”这是我们采访中很多南芬露天铁矿职工常说的一句话。对此,辛矿长也深有感触,他说:“何教授和他的团队们走产学研相结合之路,把科研成果转化为了生产力。他们不仅把这项优秀的科研成果服务于生产实践,取得了可观的经济效益和社会效益,同时也给我们带来了先进的理念和无微不至的服务。他们对我们矿区的管理、规划还提出了很多好建议,这让我们学到了很多东西。比如,原先我们的采矿工艺远远落后于国外,只能依靠引进国外的设备和技术,既费力又费钱。改革开放后我们不断努力缩短与国外的差距。尤其是近几年,我们矿区科学技术为支撑,采用科学的管理理念来管理,积极采用先进的科学技术来解决生产中出现的各种问题,这几年我们矿在生产中广泛运用新材料、新技术、新工艺和新方法,同时我们也更加注重培养和大胆使用新型人才。尤其是我们矿采用了何教授团队的这项科研成果之后,他们的创新精神更让我们受益匪浅。何教授的这项技术原来是应用到煤矿的,煤矿是软岩矿,大变形;我们这个矿是硬岩矿,小变形。但是,何教授不畏艰险,攻难破坚,经常亲临现场考察指导,对原有技术进行大胆突破,使这项技术在我们矿获得了突破性的成果。实践证明,一名优秀的科学家才能带出一个优秀的科研团队,一项优秀的科研成果只有在生产实践中才能体现出它服务社会、服务企业的真正价值。”

几天的采访就要结束了,辛明印矿长一直陪同着我们,他的介绍给我们留下了深刻的印象。辛矿长是南芬露天铁矿的“当家人”,几十年来他心系矿山,心系职工,为企业的发展和技术进步呕心沥血,在与何教授团队的合作中就充分彰显出他作为一名优秀企业家的远见卓识,他将以不断的创新精神引领着南芬露天铁矿的全体职工共同开创企业光辉灿烂的未来!

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