01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起一支涵盖了采矿工艺、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。
(青藏高原华泰龙矿业甲玛铜多金属矿)
2012年夏天，攻关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，这个高度的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”，正是这里生存状况的真实写照。为预防高原反应，出发前团队成员准备了抗高反药物、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，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……有的团队成员甚至一天呕吐好几次。尤其是上山第一个星期非常难熬，高原反应是大家常聊的话题，可能是同命相怜，团队成员万串串看着山上的牦牛感慨：“你看牦牛也缺氧，在那一站一天，也不想动。”有次开展井下和地表取样工作，从中午工作到晚上十点多才结束，团队成员许文远因为长时间在海拔4800米工作、晚上气压变化大等因素，导致缺氧头疼恶心，下山即被送到医务室吸氧。
众所周知，西藏的生态环境极其脆弱，一旦遭到破坏就很难恢复，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，也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！”当初来乍到的团队成员在山上步履维艰、两步一喘、五步一歇时，他们深切感受到面前的困难，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！
02攻坚克难
除了低压缺氧导致人员与设备工作效能低，甲玛矿工程地质条件复杂、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，真正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，技术难题也在逐个被攻破……
(Simba1354中深孔凿岩台车在进行绿色开采工作)
最大限度降低大规模地下开采过程的扰动影响，是团队首要解决的问题。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。团队创新提出了高分段空场嗣后充填采矿法，有效控制大规模回采扰动。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，装药时由于返粉经常把自己弄成了“雪人”，团队成员与装药工人不断摸索装药经验，在不断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，这也是困扰甲玛铜多金属矿的关键技术难题之一。团队提出了“分段施治、对症下药”的思路，构建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。为获取巷道支护重要支撑的大量钻孔岩心编录第一手数据，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，不畏高原低氧体力劳动，正是这些扎实的基础工作，支撑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，保障了大规模开采过程中井下与地表双重稳定。
03渐入佳境
接续攻克的开采工艺和安全技术难题，极大地振奋了团队成员的信心。为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。甲玛的充填站建设在海拔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。
(位于海拔4830米的甲玛铜多金属矿充填站)
不断积累的高原作业经验让团队成员逐步适应了高原环境。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，他们可以攀爬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。他们还清晰记得2018年国庆假期坚守现场期间，团队负责人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。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，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，大大提到了系统稳定性，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。
04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，支撑甲玛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。高海拔高寒地区地下金属矿大规模绿色开采系列技术自2018年全面应用以来，全面支撑了西藏华泰龙矿业甲玛铜多金属矿地下二期矿山建设，实现了地下年产540万吨的生产规模，两率等生产指标大幅提升。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，甲玛矿自开采以来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项目成果达到国际领先水平，该成果获得了2021年度中国⻩⾦协会科学技术奖特等奖、2021年度西藏自治区科学技术奖二等奖。
评审专家多吉院士在谈到该项目的生态效益时表示，人们提到高原采矿往往想到的是对环境的破坏，其实通过技术革新，高原矿业的发展可以兼顾经济发展和生态保护。在高原地区，养活一个人大约需要50只羊，养活一只羊大约需要50亩草地。甲玛矿的发展，一方面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；另一方面，矿山吸收了大量的当地牧民就业，大大减轻了当地草地的负荷。从这个意义上，高原矿业发展和生态保护是可以兼顾的。
(甲玛矿实现低生态扰动的大规模绿色开采)
十年的技术攻关、十年的用心守护，攻关团队用科技创新支撑了甲玛矿兑现其“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即使在青藏高原这样生态脆弱的地区，也是可以实现资源和环境的双赢。团队在甲玛矿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。”而矿冶集团高原采矿技术攻关团队正继续前进，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。（李文臣 吴姗）
