“礦產(chǎn)資源是國民經(jīng)濟發(fā)展必需的基礎(chǔ)原材料,既是民生的‘飯碗’,又是工業(yè)的‘飯碗’?!痹谥袊こ淘涸菏?、中國中鋼集團有限公司首席專家、金屬礦山安全與健康國家重點實驗室主任王運敏眼里,開采礦石如同收割莊稼,礦產(chǎn)資源具有與糧食同等重要的地位。
年近古稀的王運敏滿頭銀發(fā),略帶皖北口音的談吐里透著科技工作者的嚴謹和深邃。高中畢業(yè)后,他當(dāng)過鄉(xiāng)村教師、供銷社營業(yè)員、生產(chǎn)隊長,艱苦的農(nóng)村生活鍛煉了能吃苦、肯奮斗的性格,但他的心里一直埋藏著上大學(xué)的種子,因此在繁重的勞動間隙從未放松對知識的渴求。1977年,王運敏成功考取江西冶金學(xué)院采礦專業(yè),成為恢復(fù)高考后全國第一批大學(xué)生。
進入大學(xué),王運敏鉚足了讀書的勁頭。宿舍晚上10點熄燈,他很少按時就寢,在校園路燈下學(xué)習(xí)、在被窩里打手電筒看書,誓要把失去的時光補回來。大學(xué)四年,他打下了堅實的知識基礎(chǔ)。1982年畢業(yè)后,王運敏被分配到馬鞍山礦山研究院——全國唯一的黑色礦山研究院。當(dāng)時,“六五”國家重大科技攻關(guān)項目剛剛起步,王運敏滿腹知識剛好派上用場。到研究院報到?jīng)]幾天,他便跟隨老同志一起奔赴東北鞍鋼礦山開展科研工作。
20多個小時火車再加上幾個小時汽車,沒有座位便鋪上一張報紙鉆到座位底下睡覺,王運敏沒叫一聲累;采礦現(xiàn)場離不開技術(shù)人員,抱著兩歲半的孩子到工地指導(dǎo),王運敏沒喊一聲苦。“一次出差三四個月,回到研究院,門衛(wèi)都不認識了,不讓我進門!”
回憶往昔,王運敏滿面輕松且自豪地說,“吃在工地、住在工地,測量數(shù)據(jù)、檢測實驗,有人說很苦很累,我沒感到苦累,很快樂很幸福地就過來了?!睆摹傲濉薄捌呶濉薄鞍宋濉币恢钡健笆奈濉保踹\敏扎根馬鞍山礦山研究院,主持參與一項項國家重大科技攻關(guān),一步也沒“挪窩”,年輕時吃的苦、受的累為開展科研積累了豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗。
礦產(chǎn)資源露天開采規(guī)模大、成本低、效率高,因此世界上90%左右的礦產(chǎn)資源都是露天開采。露天開采的礦石和剝離的廢石,兩者的比值叫“剝采比”。我國金屬露天礦傳統(tǒng)上全部采用緩幫開采,工作幫坡角8度至12度,采1噸礦石需剝離6噸左右的巖石。進入深凹后,剝離的廢石逐漸增加,礦石產(chǎn)量持續(xù)降低,采礦的成本隨之增長,這成為傳統(tǒng)采礦方法無法逾越的難題。
在“六五”“七五”期間,王運敏潛心研究露天礦陡幫開采理論和技術(shù),研發(fā)出了組合臺階式輪流作業(yè)陡幫開采技術(shù)及設(shè)計方法,攻克了露天礦緩幫開采前期投資大、成本高、采剝失衡的難題,使生產(chǎn)剝采比下降40%到60%,讓我國露天開采整體技術(shù)達到國際先進水平。
運輸是露天礦的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其投資、能耗、成本、人員等占全礦50%以上。露天礦的運輸方式、裝備水平及運輸系統(tǒng)直接影響露天礦生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。而鐵路運輸具有運量大、能耗省、成本低、污染小、線路耐用、對氣候適應(yīng)性強等的優(yōu)點,占我國大型冶金露天礦山運輸總量的84%,已建成礦用鐵路1290多公里。但是露天礦進入深部開采后,作業(yè)空間縮小,鐵路運輸線路難以繼續(xù)延深、致使鐵運采礦過早終結(jié)。
在“十五”國家科技攻關(guān)期間,王運敏帶領(lǐng)團隊提出了提高鐵路坡度,增加鐵路運輸延深,發(fā)揮鐵路運輸高效節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢的技術(shù)思路,通過實驗室反復(fù)試驗研究和大規(guī)模的工程驗證,創(chuàng)建了深凹露天礦陡坡鐵路運輸系統(tǒng),實現(xiàn)了鐵路運輸限坡從25‰提高到目前仍為露天礦鐵路運輸?shù)淖罡咂露?0‰,解決了深凹露天礦運輸瓶頸問題,使我國深凹露天礦鐵路運輸技術(shù)達到國際先進水平。
隨著礦藏上部資源開發(fā)逐漸結(jié)束,下一步就要轉(zhuǎn)到地下開采。如何從露天開采平穩(wěn)、高效、安全、綠色地轉(zhuǎn)到地下開采,這是國內(nèi)外長期沒有解決的技術(shù)難題,王運敏創(chuàng)造性地提出了“露天地下三階段開采設(shè)計原理”。
“我們把采礦過程分成露天開采、露天轉(zhuǎn)地下、地下開采三個階段。在露天轉(zhuǎn)地下的過渡階段,經(jīng)濟合理地給剝采比確定一個界線,界線以上露天開采、界線以下地下開采。”王運敏發(fā)明了露天轉(zhuǎn)地下開采平穩(wěn)過渡合理時機的確定方法,創(chuàng)建了露天轉(zhuǎn)地下開采界線兩步算法理論,并開發(fā)了礦山露天轉(zhuǎn)地下開采理論最佳經(jīng)濟深度相關(guān)可視化計算軟件,解決了露天轉(zhuǎn)地下時大幅減產(chǎn)或停產(chǎn)的重大技術(shù)難題,實現(xiàn)了礦山生產(chǎn)安全、有序、可持續(xù)開發(fā)。
綠水青山就是金山銀山。王運敏是國內(nèi)最早關(guān)注采礦對環(huán)境“擾動”影響的專家,多年來,他帶領(lǐng)團隊積極推進礦山的綠色開發(fā),攻克了多礦體露天地下時空同步高效綠色開采技術(shù),將露天開采、地下開采、尾廢處置、環(huán)境保護、綜合治理集于一體,實現(xiàn)了礦山固體廢料的協(xié)調(diào)高效利用和源頭減量。他還開發(fā)了深部礦床上行式分層廢石尾砂充填采礦技術(shù),減少了支護量,降低了成本,提高了采礦效率,實現(xiàn)深部礦床大規(guī)模無廢開采。
從安全開采到高效開采,再到綠色開采,王運敏的每一項研究成果都極富創(chuàng)新性?!暗V產(chǎn)資源的開發(fā),要緊隨科技發(fā)展的腳步和國民經(jīng)濟發(fā)展的需求。未來,我和我的團隊還要努力奮斗,為實現(xiàn)無人化、智能化、綠色化、低碳化開采提供強有力的技術(shù)支撐。”王運敏滿懷憧憬地說。