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栖霞一矿山创新设备破解石材洞采施工困局

历经7年研发实践,赶超国外垄断技术,开启生态开发新路径——创新设备破解石材洞采施工困局

我国的矿产资源丰富,石材矿山开发所带来的经济效益明显。然而因技术水平低、安全性差、节能环保意识不强等原因,石材矿山开发往往造成山体裸露、粉尘污染严重、含水层被破坏、安全事故等问题。如何有效解决环境污染与破坏问题,实现生态环保、安全生产与经济效益共赢?秋末冬初,记者慕名来到山东栖霞庙后白云石矿山,沿着绿树掩映中的山路,来到座落在半山腰的矿山,除了见到两处平整的土地上堆放着大小不一的石头外,没有印象中的山体裸漏、灰尘漫天的场景。

一位容貌敦厚、衣着朴实的老人在公司热情地接待了记者,他就是原国家建材局地质勘查中心高级工程师——巩辉,研发具有世界先进水平的洞采设备破解国内石材矿山开采及隧道工程施工困局就出自老人之手。“这都是新式洞采设备的功劳。”一见面,巩老就热切地说,“我1980年参加工作,从事矿山勘测30多年,参与开发了几百座矿山,看着许多山体植被遭到破坏感到很心疼。”说起研发起因,老人动情地说,2011年巩老退休前后,下定决心研发一套矿山石材开采的先进设备,保护青山绿水,安全高效开采。与老伴商量后,他拿出全部积蓄开始研发。“如果这套设备大面积推广,即实现了习总提出的保护‘青山绿水’、留住‘金山银山’,又符合国家鼓励技术创新理念,保证了安全生产,意义比较重大,这也算是我的一种赎罪吧。”

在巩老的带领下,我们走进其中一座矿区——一个高4.5米、宽4.5米的矿洞。走进长长的矿洞,两侧的岩壁犹如刀劈斧削,不少石壁上有方方正正的切割洞,像方形的小房子。“这些洞都是用新设备把石材切割出来的,再大点还可以设计成石屋,在这旅游冬暖夏凉啊。”巩老乐呵呵地说。在矿洞100米处,一面长20米、高7米的巨大岩壁展现在记者眼前,一名工人正在用洞采设备施工。只见较平整的岩面上红、蓝、黑、白等各种颜色交响辉映,近看有的像人物、有的像山水、有的像动物,犹如一幅天然的水彩画。“这种岩石叫画面石,有25亿年的历史,是角砾岩中非常罕见的一种,既有中国国画的意境,又有西方抽象油画的精髓,生成条件非常苛刻,需要经过复杂的地质变迁,也是我这么多年在国内见过极为特殊的石材矿。”见到记者很惊讶和好奇,巩老介绍说,“这种矿石以前被当做建筑用石子与石粉使用,附加值极低,通过我们开发的洞采专业设备,将石料整块切出,可以被制作成天然的艺术品、装饰品和旅游纪念品等,具有极高观赏价值和收藏价值。这种罕见的石材加以包装可以打造成与‘栖霞苹果’齐名的品牌产品。”

经过交谈,记者得知,巩老和矿山负责人杨连忠的结识与合作也是源于对环保和安全生产的共同理念。原来,2012年,杨连忠在开发矿石过程中,发现以前的开采方式非常浪费资源,就千方百计与巩老联系交流。2012年底,巩老一来到矿山就被画面石所吸引,也被杨连忠的环保新念打动,决心依托矿业公司实地研发,与杨连忠携手攀登研发洞采环保设备高峰。与此同时,栖霞市委市政府及庙后镇政府对他们的方案和理念高度认可,多方给与大力支持和帮助。自此,巩老与老伴吃住在矿山,风雨无阻,一呆就是3年。天时地利人和,洞采设备研发日新月异。如今新式洞采设备已获得国家实用新型专利4项、发明专利一项,还有10多项专利正在申请中,已经具备大批量生产的技术条件。

记者了解到,洞采石材矿山,在欧洲已经很常见,并起到了重要的环境保护作用,洞采技术和设备被意大利垄断。已有2000多年石材开采历史的意大利,上世纪50年代就开始了石材洞采,洞室的开拓主要是用链臂锯、带锯和金刚石绳锯相配合完成。荒料率接近理论值,废渣排放很少。由于洞采技术的推广,使欧洲许多废弃的石材矿山起死回生,在井式开采的石材矿山的底部,打平洞顺层进行洞采;或是,在厚层覆盖的情况下,从半山或山脚打平洞进行开采这个洞采矿山始建于上个世纪五十年代,首先考虑的是环境保护的问题,这种开采方式避免了对地表的破坏,其次还避免了露采矿山浩大的剥离量和废渣排放。由于采用链臂锯、带锯、绳锯进行锯切,所以荒料率大大高于露采矿山;废弃的洞室还可用于旅游、歌厅、酒吧、工厂、仓库等。在我国有不少露天矿山的开采,将山区的植被破坏,水源被污染甚至断流,还有许多石材矿山,由于种种原因,使开采陷入困境,开之无利,弃之难舍。国内新常态下,这些情况迫切需要改变,促使有些矿山引进意大利的成套洞采设备,但是,这种进口设备价格和维护费用昂贵(1-2千万人民币左右/套),对工人操作技术水平要求高,中小型矿山企业承受不了。

随着我国环保政策的进一步严格规范,势必倒逼洞采技术的大发展。“我们自主开发的洞采设备具有国外所不具备的技术和价格优势。”巩老自豪地说,我们自主研发的这套设备市场价100万元左右,只相当于半台挖掘机的价钱,同时该设备小巧灵活、操作简便,可以切割花岗岩、大理石等高硬度石材,切割尺寸可随意调整,适合在矿山、隧道工程(替代岩石盾构机)等推广使用。同时,经过拓展,这套设备还可应用于无爆破大跨度地下岩石工程、无爆破大截面岩石隧道工程,大截面、只要绳锯可锯切的所有岩石都可洞采,全套设备一辆卡车就可运走,便于运输,这些都是目前国外技术和设备所不可比拟的。集安全、高效、经济、灵活、轻便于一身的创新型洞采设备将有广阔的市场前景和很好的经济效益。

目前,巩老的最大心愿是:这套设备如何大面积推广使用,保护青山绿水,实现安全生产,为国家的环保事业做出积极的贡献。看着青翠环抱的矿山,亲身感受到洞采技术的惊人表现,不得不令人对这项技术美好的前景产生无限向往,老人在夕阳下平淡从容的神采与青山绿水融为一体。