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做生态矿山建设的领跑者——金诚信创建国际领先膏体充填实验室纪实

来源:中国有色金属报 日期:2021年10月18日 08:16:55 人气:

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今年中秋国庆“双节”前后,金诚信矿业管理股份有限公司(以下简称“金诚信”)相关部门忙个不停,他们正紧锣密鼓地筹备将于11月中旬于江西南昌举行的“第五届中国膏体充填采矿国际学术研讨会”各项工作。作为主要承办单位,这是金诚信连续第5次承办该项重要国际性学术会议。

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业内都知道,金诚信是一家地下矿山开发服务企业,以功力扎实、严守诚信、优质高效的矿建服务见长,近年来矿建业务发展迅速,成就显著。而作为一个民营矿山开发服务企业,为什么如此热衷于承办膏体充填这样专业型的国际会议?

要回答这个问题,就得从金诚信早在8年前就瞄准未来矿山建设的科技前沿,下决心、斥巨资、破万难,建起了一座国内一流、国际领先的膏体充填实验室说起。

高瞻远瞩 看准生态科技

引领矿企发展的战略方向

中秋节前夕,笔者推开坐落在北京密云经济开发区19号院悬挂着“金属矿山高效开采与安全·教育部重点实验室”“基于膏体充填的绿色采矿技术·北京市国际科技合作基地”“北京科技大学实践教学基地”多块牌子的大门,高大洁净的楼内安静得出奇。翠绿色的地面、橘黄色的管道、天蓝色的罐塔错落有致,既让人赏心悦目,又令人对科技的神圣感产生着视觉冲击。这就是业内赫赫有名的金诚信膏体充填实验室。

回顾起金诚信膏体充填实验室的创建过程,几位“元老”不仅有着道不尽的感慨,更对金诚信掌舵人王先成高瞻远瞩的惊人魄力充满着由衷的钦佩。

2013年,正是金诚信抓紧筹划上市的关键时刻,也是向高新技术企业进军的关键转型年。就在金诚信收购云南力合矿山工程设计院后的当年,又在北京成立了金诚信矿山技术研究院。

当时某日,时任北京科技大学副校长、教授吴爱祥来到金诚信北京总部,与时任金诚信董事长王先成(现任公司党委书记)谈起建立国内最先进膏体充填实验室的想法。

“双方可谓是一拍即合!”时任公司副总裁、前期担任项目负责人刘文成谈起当年情景,用了这句最形象的话来描述。按照吴爱祥当时的估计,要建成国内最先进的膏体充填实验室,需要大量的资金投入。这对于正在推动上市的金诚信来讲,要挤出这么大的投资,必须要有铁打的决心。

无论遇到多大的困难,把金诚信建设成科技、生态矿山企业的初心不会变,王先成就是这样性格的一种人。事实上,企业转型首先是观念的转变。尽管有思想准备,但公司内外的反应,还是大大出乎王先成的意料,质疑与反对建立膏体充填实验室的意见占了主流。刘文成清楚地记得,当年的一次专家会议上,不少专家对民营矿山服务企业斥资建立国内一流膏体充填实验室表示不理解,也提出了许多在当时确实存在的难题,从公司的资金、人才和需求迫切度来讲都不具备条件。

“我当时就是铁了心的,因为我看准了这是矿山建设未来发展的大趋势!”王先成说起当年的决策,依然认为这个决心是下对了。他说:“以牺牲环境为代价的发展之路肯定走不远,建设绿色矿山、生态矿山不仅是我们这代矿山人的使命,更是我们对子孙后代的责任。”王先成认为,在矿山整体进入深部开采的全球大形势下,能否对地下采空区进行及时有效、科学环保的充填,是未来拓展市场的“通行证”,而充填技术与金诚信矿建服务这一主业板块密切相关。如果企业在生产中只会采完矿走人,这样的企业肯定“走”不远。瞄准未来,敢为人先,金诚信就该干这样的事。

尽管王先成已经下定了“干”的决心,但决心和敢干不等于蛮干。他认真听取了专家和公司内部的不同意见,多次与北京科技大学吴爱祥团队中的膏体充填专家王洪江、尹升华等进行座谈论证,勾画着未来金诚信膏体充填实验室的建设蓝图,同时也是金诚信未来发展的蓝图。从有建设膏体充填实验室的想法,到实验室核心工程项目的实施,这一论证就是两年。

孤标傲视

确定国际一流建设目标

尽管实验室核心项目需要多方面科学论证,但基础工作可以立即提上议事日程。2014年6月,膏体实验楼开始破土动工。经过半年的紧张施工,大楼于当年年底拔地而起宣告竣工,体现了该公司急事急办的原则。

校企合作,一直是王先成提倡和践行的企业人才培养和引领企业科技发展的双赢模式。北京科技大学吴爱祥团队在国际膏体充填领域取得了很高的成就,金诚信与北科大签订了膏体充填实验室建设合作协议,并于2015年5月共同成立攻关团队。吴爱祥教授亲自组织攻关,金诚信研究院副院长王国立现场具体负责实施,王先成拍板确定了“技术一流、装备一流、人才一流、管理一流”的实验室建设标准。

“四个一流”的实验室建设标准,给攻关团队提出了更高的要求。实验室规划建设一个理化性能检测实验室和一套中试试验系统,而理化性能检测实验室的难度在于能够检测尾砂和膏体全部性能、制定检测方法。除了选购合适的测试仪器外,许多装置需要自主研制开发。中试试验系统更是难上加难,既要达到工业中试级别,为充填站设计提供更接近真实的数据,还要满足充填工艺中旋流分级、浓密、搅拌压滤、膏体制备等科学研究的要求。

当时,国内设备生产厂家所有中试设备都是非标的,无法在市场直接采购应用的中试线,攻关团队只能自己设计然后委托加工。一般设备研发都需要设计、加工、测试等环节,最后才能应用。为了提高设计准确度,攻关团队采用先进的三维设计,对设备和工艺进行结构和运行模拟,不断调节、修正结构和运行参数,保证制造和安装的准确和精度。就这样,他们自主研发了试验级别深锥浓密机、多功能配料斗、远程控制物料提升机、膏体卧式搅拌槽、粉料储料加料、絮凝剂自动制备加药系统、膏体输送换向阀等装置。大胆采用大倾角皮带,解决了厂房高度不够的问题。对于深锥浓密机底流浓度测量,国内外一般都采用或只能采用带有放射性的射线浓度计,但该实验室位于北京市密云经济开发区,周边有幼儿园和政府机关,这一方案不但会给实验室最终验收和管理增加难度,也会给实验人员带来心理障碍。经过刻苦攻关,科研团队开发了“一种浓密机底流浓度检测系统”,解决了放射性问题,并获得国家发明专利授权(CN 106546660 B)。同时,攻关团队还获得实用新型专利3项。

每当遇到难题,吴爱祥教授都亲临现场组织讨论和指导“问诊开方”。王先成更是无时无刻地关心实验室的科研攻关和建设进程,多次到现场听汇报和具体指导,解决科研人员的实际问题。攻关团队从成立到实验室建成试运行整整1年间,几乎没有休过假,加班更是家常便饭。2016年1月隆冬,在最后中试线设备安装阶段,厂房没有暖气,温度都在零下。此时,负责项目建设的王国立身患感冒,鼻涕不停。为了避免出错返工,挎包里装满擦鼻涕的卫生纸,在车间里一站就是一天。他还开玩笑地说,实验室最终一定要成功,否则都对不起自己“一把鼻涕一把泪”的付出。

在这样的条件下,攻关团队不仅短时间、低成本、高质量地完成设计、制作、安装任务,而且实现了功能规划创新、工艺流程创新、工程设计手段创新、操作控制程序自主研发创新、浓度检测方法创新。2016年4月16日,实验室中试线一次代料试车成功,金诚信膏体充填实验室进入应用阶段。

成果丰硕

科学高峰永无止境

2017年6月18日下午,一串轿车车队和两辆大巴车,浩浩荡荡开进了密云经济开发区19号院。从车上陆续走下来的人中,有不少外国友人。他们是参加在北京举行的第二十届国际膏体充填会议的国内外专家学者,在吴爱祥教授、金诚信集团总裁彭怀生的陪同下,参观金诚信膏体充填实验室。

吴爱祥教授介绍了实验室的建设情况和功能,专家们时而提问时而发出惊叹。尽管在主会场已经听取了膏体实验室的专题汇报,他们还是露出了不可思议的表情。参观完实验室,专家们兴奋地在留言簿上写下感受和赞美之辞。“世界一流的实验设施!装置的先进水平和实现处理材料的想法给我留下了非常深刻的印象!”澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)Fiona Sofra教授评价道。西澳大学土木与资源工程学院院长Andy Fourie教授更是认为:“试验设施将充填实验室试验带入一个全新的水平!实验室对于研究和培训学生都是极好的资源。”德国膏体专家Peter Peschken教授则感叹道:“这是我见过最好的膏体测试平台,它可胜任膏体充填设计所需的全部测试。”这次国内外专家参观,让金诚信膏体充填实验室名声大振。

2017年12月7日,中国有色金属工业协会在北京召开了有多位院士和业内专家组成的金诚信膏体充填实验室建设评审会,由金诚信与北京科技大学共同完成的“尾矿膏体处置技术工程实验室建设”科技成果顺利通过评审,并获行业专家高度评价。评审专家一致认为,该实验室具备完善的充填体理化性能检测功能及膏体充填中试系统,实验设备齐全、先进,功能完善,适应国内外膏体充填采矿及尾矿膏体排放技术发展的需要,具有良好的社会、生态、环境效益……实验室建设符合国家产业政策及国家矿业发展方向,实验室装备、功能以及试验研究方法总体上达到国际领先水平。

如今,金诚信膏体充填实验室享誉海内外,不仅因为它的装备水平和兼具实验与研究的双重功能,更重要的是它在解决现场问题中发挥的作用和取得的成果。自运营以来,金诚信膏体实验室接待各矿山企业领导和专家近千人,为膏体充填技术在我国的推广应用起到了积极的宣传作用。该实验室还先后完成国家重大专项课题和企业委托实验任务30余项。其中,肃北七角井铁矿膏体充填实验研究项目,实验结果作为设计依据完成了充填站设计并投入生产;根据赞比亚谦比希矿东南矿体膏体充填实验研究结果设计建成的充填站,成为国家“十三五”项目示范基地。

实验研究不仅带动了金诚信膏体充填设计业务,还带动了膏体充填站建设总承包与生产运营业务的发展。2019年初,西部矿业股份有限公司呷村银多金属矿充填技改项目以EPC形式委托金诚信承担,内容包括技改方案设计、设备和材料采购、现场安装到运转调试。尽管该充填技改项目海拔高,条件极为艰苦,但科研人员克服各种技术和生活上的困难,连续奋战400多天,终于在2020年底胜利完成。项目运行后,充填能力大幅提升,呷村矿已然由充填滞后影响生产到现在充填工区“撵”着采矿工区生产往前跑了。河北蔡家营铁矿充填站技术改造总承包项目,让这家外资控股企业对金诚信刮目相看,项目完成后提出了长期合作的要求……越来越多的客户把膏体充填站的运营交给金诚信。目前,金诚信运营的膏体充填站已经达到5家。

人才战略,是金诚信始终秉持的发展理念。膏体充填实验室作为金诚信博士后科研工作站的重要平台,承担着多项博士后课题。基于膏体充填实验室,王莹莹博士完成了其博士后课题“高井深充填管道低能耗减磨输送技术”,这也是国家“十三五”课题的部分工作。在站博士王少勇和杨莹开展的博士后课题,也基于膏体充填实验室。目前,正在实验室实习的其他两位硕士生所攻专业分别是采矿和充填,他们对实验室的评价是“器材先进、内容全面”,对实习的收获感受则是“贴近实际、站立前沿”。

高水平的实验室需要高水平的管理才能保证高水平持续发展。膏体充填实验室以《国家工程技术研究中心管理办法》规定的宗旨和主要任务为核心开展工作,成立理事会领导实验室工作。完成并发布了《膏体充填实验室操作手册》,规范了实验人员的操作,保证了实验数据的严谨性和科学性。除了承担实验研究任务外,对实验装置和方法的研究也从未放松。智能化实验装置和分析方法的研究已经在路上。

“知之愈明,则行之愈笃。”金诚信膏体充填实验室从建成到今天名声远播,已有5年时间。如今大家谈论此事,都认为这条路走对了。漫漫征途,风云多变,只要道路正确,金诚信膏体充填实验室的发展定能傲立于国内外建设生态矿山的高峰!