立足创新思维 发展矿业强国——访中国工程院院士于润沧

王婷婷 |文

“加强矿产资源综合利用，不仅能有效提高我国的矿产资源保障程度，还能推进生态文明建设。”

“以试点平台为载体，制定相关专项政策，加快助推我国矿产风险勘查资本市场建设。”

“随着我国社会经济的改革与发展，《矿产资源法》已不适应当前形势，应尽快修订。”

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在今年的两会上，多位代表委员聚焦矿产行业，为行业发展鼓与呼。

一边是经济发展的诉求，一边是资源环境的制约。我们需要什么样的矿山？怎样建设我们的矿山？

如何使我国实现从矿业大国到矿业强国的跨越？这也是恩菲人在一直探索实践并试图回答的问题。

实现现代化是我国21世纪发展的目标之一。无论从保障原材料可持续供应的角度，还是从创建生态文明的角度来看，矿业现代化都处于非常突出的地位。实现矿业现代化，就是要使我国从一个矿业大国发展成为一个矿业强国，做到资源、经济、环境相协调的可持续发展。

那么，对我国金属矿山来说，又该如何来实现矿业强国呢？带着问题，笔者近日专访了中国工程院院士于润沧。

于润沧是著名的采矿专家，中国有色金属矿山开采工程设计新领域的主要开拓者之一。40多年来，他解决了许多复杂矿山开采的技术难题，为我国矿山的科技进步做出了重大贡献。

在他看来，要实现我国从矿业大国向矿业强国的转变，矿山企业必须立足于创新思维，掌握优质资源，满足国家实现现代化的需求，消除不可控的风险和危机；矿产资源的开发生产过程是安全的；不构成对生态环境的破坏；基于先进的生产技术、装备和管理，生产成本具有竞争力；在信息化建设上有跨越式发展的思维和胆识，能实现稳步前进。

记者：我国是一个金属矿业大国，多项金属产量位居世界第一，请您谈一谈我国金属矿业目前的现状。

于润沧：从资源条件看，我国是世界上矿产资源品种比较齐全的少数国家之一。目前，全球发现的200余种矿产资源中，我国有172种，其中探明储量的有159种。从生产和消费角度看，截至2012年年底，全国钢产量和消费量已连续17年居世界首位，有色金属产量也连续11年居世界首位。主要有色金属的表观消费量：锌从1998年开始连续14年居世界第一，铜从2001年开始连续11年居世界第一，铝从2004年开始连续8年居世界第一，铅从2005年开始连续7年居世界第一。

然而，我国还远不是矿业强国。我国工业化进入高速发展阶段以来，大宗矿产品的消费急剧增长，供需关系失衡，铁、铜、铝、镍、铅、锌等对外依存度不断攀升，除铅锌的对外依存度为30%～40%外，其余均超过50%，有的甚至高达70%以上。这样大的缺口主要依靠现货贸易来弥补，风险很大。

我国金属矿山的生产装备和管理水平，除极少数先进矿山外，其余与发达国家差距很大，劳动生产率也很低，信息化建设在典型矿山有所进展，但远程遥控和自动化采矿仍属空白。

此外，我国的金属矿山已开始进入深井开采领域，特别是直接开采深埋矿床的第Ⅲ类型深井开采将遇到诸多技术难题：资源勘探程度低，通常是以推断资源量为主，伴有少部分控制资源量；许多水文地质、岩石力学、工程地质的信息都是未知的；面临矿岩稳固高应力条件下的岩爆威胁；通风降温防治热害的难度增加，投入加大，成本增加；竖井掘进施工面面临挑战，提升钢丝绳的寿命大为缩短，建立安全出口甚为困难；尚无适应超大规模的充填设施，有时可用的充填料又是极细的全尾砂……诸多的技术挑战无疑会威胁金属矿山的生产安全。

记者：当前全球金属矿山的技术创新状况如何，将呈现什么发展趋势？

于润沧：近半个世纪以来，全球矿山工程的技术创新使矿山面貌发生了巨变。出现了生产规模为日产矿石近14万吨的超大型地下矿山，开采深度达1000米的露天矿山，采深4500米的深井开采矿山，数千米的长距离矿浆管道输送工程，无废开采的矿山，深海采矿的矿山等。

我国适合露天开采的矿床，仍具有生产能力大、损失率与贫化率小、作业条件好、生产成本低和基建期短的优势，其技术创新将主要在优化开采境界和分期（分区）开采技术、深化边坡研究、提高自动化水平等方面获得新的突破；地下开采面临开采深度日益增加、矿石品位不断降低的局面，技术创新总体上将围绕资源高效利用、生产过程优化、提高劳动生产率、实施设备预防性维修、环境控制、降低能耗等方面推进，以期实现资源-经济-环境的可持续发展。

据不完全统计，我国的金属矿山约有一万多座，其中少数为大型重点矿山，工艺技术与装备水平都比较先进，应强化资源保障和信息化建设水平，向自动化采矿方向迈进；另有为数众多的中型矿山，可根据资源条件，以扩大矿山产能为目标，提高机械化、自动化水平，使其中相当数量的矿山也能成为矿业现代化的骨干；至于大量的小型矿山，应当通过兼并重组、股份制改造，确保其安全生产与资源的高效回收，同样依靠技术创新，迈上一个新台阶。

记者：金属矿山应如何进行信息化建设？

于润沧：矿山信息化建设的目的就是构建“数字化”矿山。数字化矿山目前还没有一个确切的定义。我个人的理解是数字化矿山应该涵盖由初级到高级的3个层次，即矿山数字化信息管理系统、虚拟矿山（数字矿山）、远程遥控和自动化采矿。

矿山数字化信息管理系统包括8个子系统：矿区地表及矿床模型三维可视化信息系统；矿山工程地质、水文地质及岩石力学数据采集、处理、传输、存储、显示与探采工程分布集成系统；矿山规划与开采方案决策优化系统；矿山固定安装设备运转无人值守及自动监控系统；下井人员定位跟踪安全系统；生产环节工业电视监控与调度系统；矿山环境变化及灾害预警信息系统；矿山经营管理及经济活动分析信息系统。其中一些子系统已经在我国的部分金属矿山得到了应用。

在上述信息的基础上，增加实时动态响应和更广泛的集成，运用多媒体、模拟、仿真、虚拟技术使真实矿山整体及其相关现象实现数字化再现，便构成虚拟矿山。虚拟矿山应用技术对科研和生产管理具有重要意义。

远程遥控和自动化采矿，是指人们在距离采矿场较远的地面控制室内，依靠地面、井下通信系统和实时自动定位、导航技术，操纵智能化采掘设备，完成采矿作业，即采矿办公室化。矿业发达的国家如加拿大、瑞典、智利、南非、印尼、澳大利亚等国已建立了试验采区和示范工程。目前，我国的远程遥控和自动化采矿技术基本上还是空白，这个系统工程需要多部门、多学科合作，需要设备制造厂家的努力，需要有综合系统设计。

记者：矿产资源是矿山企业的基础，我国的金属矿山该如何提高资源保障程度呢？

于润沧：大型跨国矿业公司之所以能“呼风唤雨”的左右市场价格，一个非常重要的原因就是他们掌控着大量资源，尤其是优质资源。

从企业层面看，如淡水河谷2009年保有资源储量和2010年的产量之比，铁矿石（品位为56.5%）为52：1，铜矿石为6077：1，镍矿石为2771：1，这还不包括2010年投入138亿美元的铁矿科研和预科研项目以及勘探项目。力拓、必和必拓等其他企业的情况类似。这些企业凭借这样的基本竞争力掌控着市场。

从国家层面看，日本是一个矿产资源比我国更为匮乏的国家。它之所以在二战后不太长的时间内发展成为世界第二大经济体，是因为其资源与金融融合的经济体制、少参股多包销的境外投资取向、重视中小企业发展的方针起了关键性作用。

遗憾的是，长期以来，我国的矿山企业尤其是大型联合企业，不重视资源保障，资源的自给率很低。要解决这个问题，必须实施包括国内外两个方面的全球矿产资源战略。

在国内，创新成矿理论，增加勘探投入。加强国内资源的勘探，特别是对紧缺资源保持必要的资源产地储备和矿山产能储备，以保障国家的经济安全，提升企业的基本竞争力；去国外发展，重要的是投资方式的选择。少参股多包销的战略，具有投入小、风险小、收益大、受市场波动影响小、与大股东利益分享、风险共担等优势，有助于解决企业资源紧缺的燃眉之急。不论采取哪种投资方式，一定要在投资之前认真进行资源、建设条件、市场、东道国政策、政治等方面的风险评估，贯彻好互利双赢的方针。

目前，我国矿企“走出去”，既面临国外的种种壁垒，也有自身不重视风险评估和忽略共同发展的原因。据有关资料介绍，自1995年以来，我国矿企已斥资约560亿美元用于海外并购，但没有达到预期效果。其中，对境外铁矿石投资已累计超过100亿美元，目前，中方控制的国外铁矿进口的矿石，仅占进口铁矿石总量的2.7%左右，难以缓解供需矛盾。

记者：党的十八大报告对推进中国特色社会主义事业作出“五位一体”的总体布局，在今年的两会上，平衡经济发展与生态环境之间的关系仍然是代表委员们热议的话题，对此，习近平总书记也进行过“金山银山与绿水青山”的论述。传统的采矿行业发展，生态环境代价很高，对于金属矿山来说，如何能够降低对环境的破坏，走一条科学发展的道路呢？

于润沧：“生态工程”这一科学概念提出已有40多年的历史，“生态矿业工程”是它的一个分支，目的在于解决社会经济发展和生态环境保护协同的问题。我国的金属矿山必须立足于构建生态矿业工程。生态矿业工程要求企业在矿业项目规划、立项、设计、施工建设、生产、闭坑的全过程中，将生态环境保护和环境治理、生态修复融入项目，保证各阶段的资金投入，落实各阶段的社会责任，因此，必须要有明确细致的法律法规来进行监管。

构建生态矿业工程的途径是，首先，对每一个新建的矿业项目要研究实现无废开采的可能性，立足于强化资源综合利用（包括非金属矿物）、发展循环经济及废物资源化，做到不建尾矿库、不设废石场、无外排不达标废水，实现无废开采。其次，无论采取哪种回采工艺，都要计算造成生态环境破坏和环境治理、生态修复的成本，选择真正符合资源-经济-环境相协调的开采方案，尽早进行复垦治理。此外，新建矿山在编制可行性研究方案的同时，还要制订闭坑规划。构建生态矿业工程，需要金融和财税方面的有力支持，更需要立法。目前，我国的《矿产资源法》涵盖内容比较单纯，不适应当前矿业发展以及矿山生态环境保护的需要。所以，我们亟须一部新的《矿业法》对行业运行进行规范和指导。

中国恩菲设计的德兴铜矿

记者：在您看来，《矿业法》对于建立生态矿业工程能够起到什么样的作用？

于润沧：构建生态矿业工程的途径是，对每一个新建的金属矿业项目，都先要研究实现无废开采的可能性，立足于强化资源综合利用（包括非金属矿物）、发展循环经济及废物资源化，做到不建尾矿库、不设废石场、无外排不达标废水，实现无废开采。

但目前看来，真正实现矿山的无废开采还有很长一段路要走，而且也不是任何一个矿山都有条件实现无废开采的。所以，我们必须要考虑的是怎样对已破坏的生态环境进行及时的恢复。在国外矿山项目的可行性研究中，有着非常重要的一部分内容叫做“闭坑规划”，要求在矿山建设之前就做好生态修复和环境治理的规划，明确责任资金和进度，这些都是以法律为依据的。

在我国《矿业法》缺位，《矿产资源法》没有生态保护的相应内容，恩菲承担的项目虽然在建设之初也试图制订闭坑规划，但执行中受到很多阻力，有些业主对其置之不理，原因就是没有法律的约束。

记者：除了生态保护，《矿业法》还应涵盖哪些内容？

于润沧：我国是矿业大国但还不是矿业强国。从有色行业的实际情况来看，目前铜铝铅锌镍这些资源完全靠国内资源是不可能的，必须要从海外获取资源。所以，要从实施全球矿产资源战略、建立境外资源供应保障体系方面来做一个全局的研究，形成指导方针。《矿业法》还应体现全球矿产资源战略的顶层设计的意图；同时要根据我们的国情、社会特点，研究矿业企业怎么样安全高效经济的运行；税费如何有针对性地征收；此外，在矿业领域怎么搞综合所有制，外资能不能进来，应该怎么进法，这些问题都是悬而未决的，需要《矿业法》给出答案。