中国工业报记者 余娜

黄金，不仅是国家金融安全的“压舱石”，更是战略性矿产资源的核心组成。面对全球产业链重构、矿产资源约束趋紧的新形势，推动黄金资源的安全、智能、高效开采，已成企业的必答题。

在10月22日举办的“首届矿山安全发展大会暨第八届职业安全健康论坛和安全应急装备博览会”——“黄金资源安全智能高效开采分论坛”上，中国黄金协会党委副书记陈玉千建议，黄金价格突破历史高位，持续引发全球金融市场广泛关注，应推动黄金资源的安全、智能高效开采。以5G、工业互联网、人工智能、大数据为代表的数字技术正与矿业深度融合，催生出一系列革命性变化。全行业要紧抓机遇，集中力量攻关深部地压监测及控制、深井制冷降温及热害控制、深井充填、智能化无人采矿、无废无尾开采等开采技术等“卡脖子”技术，加快科技成果转化与应用。

黄金开采智能化改造加速

2024年，我国黄金产量达到377吨，连续18年位居全球第一；黄金消费量985吨，连续12年领跑全球。我国黄金行业正处在由高速增长转向高质量发展的关键阶段。

辽宁省黄金管理局局长、辽宁中金黄金有限责任公司党委书记、执行董事、总经理许卫军表示，辽宁省黄金资源富集，产业基础雄厚。辽宁黄金协会及黄金企业正紧紧围绕安全、智能、高效的发展方向，充分发挥区位和资源优势，积极引导企业加大科研投入，推动智能化改造，强化绿色矿山建设。

在辽宁中金黄金有限责任公司，金矿地下小型机械遥控开采智能装备已成功应用。

辽宁中金黄金有限责任公司副总经理柳宏儒介绍，当前，大多数矿山多采用钻爆法，进行井下掘进、开采。限于炸药的供应和电子雷管成本高等问题，市场上出现了多种类型掘进机，但大多数生产效率低，对于硬度较大的矿石难以应用。国际首台新型掘进设备——微波悬臂掘进机已在在辽宁中金黄金有限责任公司率先应用，可以解决破碎巷道开采中炸药扰动的问题，并实现连续性作业。其主要应用场景是井下巷道掘进、进路式采矿。

新型掘进设备——气体致裂悬臂掘进机正在研发中。记者获悉，为进一步突破传统钻爆工艺限制，中国黄金联合东北大学与三一重工开展了悬臂式掘进装备研发，采用“微波预裂+气体致裂+机械破岩”组合技术，提升了掘进效率与作业安全性。

“矿用撬扒一体机”是近年来矿山设备领域的重要创新，它在传统扒矿机基础上集成了撬动作业功能，实现了对大块矿石的破碎与扒装一体化操作。辽宁中金黄金有限责任公司应用的小型遥控撬扒机，集成了“撬毛+扒装”功能，无需切换设备，可提升作业效率。这一机器适用于爆破后大块矿石处理，提高破碎与清渣的联动性。

“我们正在规划建设辽宁省首家区域智能矿山，打造全省首家区域智能矿山建设新模式。通过项目建设，打破信息孤岛、固化生产管理流程，通过数据驱动生产经营，以提高生产效率、增加经营效益。”柳宏儒表示。

纱岭金矿地处山东省莱州市，是国内新建的超深黄金矿山，正努力打造世界一流黄金智慧矿山。

莱州汇金矿业投资有限公司拥有纱岭金矿采矿权，项目于2019年开工建设。据莱州汇金矿业投资有限公司总经理蔡兴健介绍，纱岭金矿已探明金金属量309.9吨，平均品位3.44克/吨，属于特大型金矿。矿体埋藏深，赋存标高-979米——-2049米，属于超深井开采。纱岭金矿力争在2026年底前建成投产。

纱岭金矿井下环境极其复杂，“三高一扰动”（高地应力、高地温、高渗透压、强烈开采扰动）特征突出，同时还存在大涌水、高腐蚀的问题，安全建设及生产风险极大，严重制约矿山建设及开采效率。

“竖井提升系统安全高效。我们在主井创新应用8绳落地式多绳摩擦提升系统，主井提升能力黄金矿山世界第一。与此同时，主井提升机变频驱动功率2×6000千瓦，国内第一；箕斗自重载重比为一等先进技术，同载重级别中为国内第一。”蔡兴健表示，“通风系统上，引入按需通风理念，实现工作面按需强制通风，在国内金属矿山属于首次。地表集中制冷+井下分区制冷系统初步形成，按需自主供风阶段性建设完成。大规模地表集中制冷井下降温系统，在国内金属矿山首次应用。”

蔡兴健透露，莱州汇金矿业正深度建设“六化”本质安全型矿山，努力实现智能管控可视化、生产指导数字化、矿山绿色无尾化。将利用矿山完整生产系统三维模型，嵌入智能控制系统形成三维可视化智能管控平台；将进行多源异构数据采集及数据融合算法研究，对开采品味、采场地压、富水裂隙封堵等进行精准数字化控制；通过细尾砂充填+粗尾砂产业化利用，最大限度降低尾矿等大宗固废处置能耗，实现矿山无尾化。

薄矿脉“四化”特征显现

相比厚大、极厚矿体高效强化开采技术，薄矿脉开采作业主要通过人工方式，设备缺乏、效率低下。

长春黄金研究院有限公司采矿所副所长汪志国介绍，薄矿脉安全高效开采技术路径主要包括两大方向：

一方面，小于等于0.8米的极薄矿脉，品味高但厚度小，可通过精细化、高效化实现安全开采。面对消壁充填效率低、回采循环长、供矿能力差，出矿充填劳动强度大等难题，可通过材料、设备、工艺的协同研发，解决削壁充填废石取料难题和充填难题。

另一方面，1米-4米的薄矿脉，矿岩大多较为破碎。通过中深孔落矿构建高效化，通过巷道支护、机械作业可实现安全化。

在技术推广与应用上，轻质吸能类膏体充填开采技术，试验采场累计出矿约5065.7吨，比按照原有采矿方法，采场生产能力提高了75%，取得了良好的技术经济指标。已推广至内蒙金陶、海南山金、辽宁二道沟、吉林夹皮沟、甘肃李子、陕西铧厂沟、湖南鑫瑞等极薄矿脉开采企业。

薄矿脉中深孔分段充填开采技术，试验采场累计出矿4.12万吨，共为企业贡献产值4948.56万元，取得了良好的技术经济指标。已在甘肃中金、包头鑫达等矿山推广应用。其延展出缓倾斜薄矿脉侧向中深孔崩矿技术，已在包头鑫达实现应用。

汪志国分析，黄金矿山薄矿脉开采趋势正呈现全流程机械化、电气化，智能化，连续化“四化”特征。

掘进、切割、落矿、破碎、撬毛、充填的全流程机械化作业，以进路掘进采矿、中深孔落矿为核心开采工艺，在采准工程施工、凿岩爆破施工、支护、破碎等核心工序中通过小型、微型机械化设备完全取代人工作业，实现全流程机械化作业。

电气化上，全面取代柴油机和有线电动机。我国大力推广锂电池式快换、充电式作业机械，实现了无轨作业设备向锂电池式有轨电机车方向发展，解决了柴油机通风问题和电动线缆拖曳问题。

智能化上，实现了作业设备自主作业，即机械作业由现场人工操作到视距远程遥控，再到地表超视距远程操作，自主规划作业的全流程智能作业，实现了黑灯矿山、黑灯工厂模式。依靠信息、自动化、机械、采矿专业的配合，在不久的将来，有望达到机械化换人、自动化减人，智慧化无人的发展目标。

连续化上，通过发展硬岩掘进机，可实现凿岩爆破出矿支护的连续作业模式，从源头实现矿石开采、破碎，再到后端磨矿、选冶，实现综合成本的最小化，采矿效率的最大化，矿石流循环的高效化。

深部开采岩爆灾害问题凸显

伴随我国经济和社会发展，浅部资源逐步枯竭，矿产资源的开采全面向深部推进。

山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司副总工程师彭超坦言，以山东省为例，目前拥有采深超800米的非煤矿山12座。其中，胶西北地区的矿山开采深度已达或者超过1000米。截至2024年末，胶西北地区探明的金矿金属量达2000吨之多，资源量主要集中在-1000米至-2500米之间，深部资源开采已成常态。

2017年，围绕深井开采等关键共性技术研发需求，山东黄金矿业科技有限公司成立了“深井开采实验室”，以保障胶西北采矿战略规划的实施。

在深部采动环境监测与地压控制上，山东黄金矿业科技有限公司实现了矿山智能监测系统研制与应用，以及金属矿山智能支护辅助决策系统的开发。

针对矿山现有监测系统成本高、分析难、效率低、监测参量单一等问题，山东黄金矿业科技有限公司开发两代新型智能地压监测设备，将监测单元集成在锚杆及托盘上，实现了监测参量于一体、安装便捷且可回收，提升了设备安装效率，降低了监测成本。

针对矿山采掘工程支护方式，山东黄金矿业科技有限公司聚焦矿山支护工作体系建设研究，以矿山地质力学数据为基础，研究构建了适用金属矿山特殊环境的支护设计体系，开发了金属矿山智能支护辅助决策系统。

“三山岛金矿超深竖井设计深度为1915米，断面净直径10.5米，井筒掘进断面直径11.5米。目前，深竖井已完成施工，成为亚洲第一、世界第五竖井。”彭超介绍。

由深部开采引发的岩爆问题日益凸显，始终未得到有效解决。

矿冶科技集团有限公司矿山所部门主任陈璐表示，随着开采深度增加，工程地质环境愈发恶劣，开采诱发的岩爆灾害问题日益凸显，造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡，威胁着矿山工程的安全与稳定。

“我国缺少基于岩爆防控导向的金属矿深部开采整体规划研究，通常采取过度支护或灾害处理的方法，是一种被动处理方案，尚不能实现对灾害的提前预报与主动规避。”陈璐指出，“开采全生命周期整体规划，为从源头上控制岩爆提供了一种提前部署和主动防控的新思路和新方法。”

在其看来，目前，我国对于矿山深部开采整体规划方面的研究尚处于起步阶段，相关理论和技术成果相对匮乏，现有的矿山开采规划多基于浅部矿床开采实践形成，在开采活动中，应优先考虑如何获取高品位的矿石，从而获得最大经济效益。

“随着开采的不断深入，深部开采所面临的问题越来越复杂。针对金属矿山深部开采地质环境复杂、灾害防控难度高、开采过程局部性和随机性大、缺少基于整体意识和超前意识的开采全过程规划等问题，应将灾害风险防控思想贯穿深部金属矿规划、设计、施工、运营、闭坑等矿山全生命周期中，统筹兼顾，实现安全和经济效益的最大化。应拥抱人工智能技术，探索深部开采过程生产计划智能化编制方法。”陈璐建议。