近年来，露天矿山开采日趋大型化和生态化。凿岩施工是露天矿山开采的第一道工序，随着行业的发展，大型矿山开采凿岩化石能源消耗大、粉尘控制难、废旧回收再利用不充分等问题日益突出，加上国际原油价格的不断飙升及国家环保安全管控日趋严格，对凿岩施工技术的提升势在必行。

湖北楚道凿岩工程有限公司是一家专业从事岩石爆破钻孔施工的企业，30年来公司专注凿岩，先后参建了三峡工程大坝下岸溪人工砂石料场开采、大坝基坑、人工五级船闸结构物基础开挖钻孔施工。2008年后，主要承接大型露天矿山穿孔工程，实现了非煤矿山年穿孔进尺900多万米，年采矿能力8亿吨，各类矿石累计近3亿立方米/年，施工规模全国领先。


“压缩空气储能（CAES）绿色低碳湿法采矿技术改变了大型露天矿山开采凿岩施工的传统方式，对凿岩施工行业的技术提升和生产效率的提高具有重要意义。”湖北楚道凿岩工程有限公司相关负责人表示，大量使用化石能源且使用过程中能耗高，大孔径爆破中使用大型电动牙轮钻带来的架电网、高投入、高耗能、高风险是影响凿岩成本、凿岩效率的关键，解决这两大难题必须坚持科技创新，破除传统凿岩机械理论束缚。

谈到这项成果的创新点，公司相关负责人指出，该技术首先实现了压缩空气供给系统的油改电，使用清洁的电力能源替代化石能源减少了碳排放。其次储能采矿实现了错峰用能、高压储能、能量回收一体化。其中，“无油钻爆”法为国内外首创，契合国家能源发展战略；“无尘凿岩”法解决了行业内长期存在的痛点；“一机通用”大孔径钻爆替代牙轮钻机，解决大型矿山对牙轮钻的依赖；智能化动力站，减少了劳动力的使用，实现了“有人巡视、无人值守”管理，取消了空压机操作工；以管代罐、储输一体，提高了施工效率；管道冷凝水回收利用，节约了生产用水。

此外，该技术还采用了远程智能化操控系统、空气预过滤净化系统，不仅改善了施工作业环境，还提高了劳动生产率。对此，公司的客户给予了高度评价：这项技术使公司生产效率由85%提高到98%。其中，采用独创的无动力孔底湿法除尘，还减少了施工作业区降尘用水，使用水量下降30%；采用压缩空气储能（CAES）技术，提高了电能利用率，公司凿岩钻孔施工用电单耗，综合能耗降低35%；采用研发的“三废”再利用技术，提高了“三废”利用率，由86%提高至95%，减少了“三废”的处理费用；整套技术节地节水节能及减排效果显著，为矿山开采提供了优质的专业化服务。


据了解，这一成果已在国内黑色金属、有色金属和建筑材料等50多个大中型矿山应用，取得了显著的社会、经济和生态环保效益。

在由中国砂石协会近日组织的压缩空气储能（CAES）绿色低碳湿法采矿技术科技成果评价/鉴定会上，以中国工程院院士苏义脑为组长的专家组对这项成果给出了“成果整体达到国际先进水平，其中在压缩空气储能、湿法除尘等方面达到国际领先。成效显著，推广潜力大，建议进一步加大成果的推广应用”的高度评价。

专家组认为，该成果具有以下几个方面的特点。

一是该成果设计应用组合式高压压缩空气供气站作为集中动力源，替代传统的应用柴油驱动，大幅减少了化石能源的消耗和碳排放、大气污染物排放，提高了运行效率。

二是开发输送压缩空气的新型高压柔性输气管，攻克了远程输气压降的难题，实现了系统压力恒定。替代了传统配气中使用的钢管和橡胶钢丝管，解决了传统配气管道因重量大收放、布设的困难。配气管网互联互通，多台钻机不同步凿岩作业中，实现压缩空气能量的回收利用，节能效果明显。

三是研发了潜孔钻机无动力湿法除尘技术，作业粉尘达到或优于国家标准。研发了利用余热在高寒地区凿岩钻孔施工的除尘水箱防结冰系统，解决了高寒地区除尘水结冰无法使用的难题。

四是研发了多功能潜孔钻机、潜孔锤小孔径专用钻具（孔径45～90mm），使现有潜孔钻机孔径范围扩展到45～250mm，攻克了潜孔钻机不能打小孔的难关，实现了大孔径施工中替代了牙轮钻，大幅度降低设备投资成本。

原标题： 压缩空气储能湿法技术让露天采矿更绿色更低碳