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近年來，露天礦山開采日趨大型化和生態(tài)化。鑿巖施工是露天礦山開采的第一道工序，隨著行業(yè)的發(fā)展，大型礦山開采鑿巖化石能源消耗大、粉塵控制難、廢舊回收再利用不充分等問題日益突出，加上國(guó)際原油價(jià)格的不斷飆升及國(guó)家環(huán)保安全管控日趨嚴(yán)格，對(duì)鑿巖施工技術(shù)的提升勢(shì)在必行。

湖北楚道鑿巖工程有限公司是一家專業(yè)從事巖石爆破鉆孔施工的企業(yè)，30年來公司專注鑿巖，先后參建了三峽工程大壩下岸溪人工砂石料場(chǎng)開采、大壩基坑、人工五級(jí)船閘結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)開挖鉆孔施工。2008年后，主要承接大型露天礦山穿孔工程，實(shí)現(xiàn)了非煤礦山年穿孔進(jìn)尺900多萬米，年采礦能力8億噸，各類礦石累計(jì)近3億立方米/年，施工規(guī)模全國(guó)領(lǐng)先。


“壓縮空氣儲(chǔ)能（CAES）綠色低碳濕法采礦技術(shù)改變了大型露天礦山開采鑿巖施工的傳統(tǒng)方式，對(duì)鑿巖施工行業(yè)的技術(shù)提升和生產(chǎn)效率的提高具有重要意義。”湖北楚道鑿巖工程有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，大量使用化石能源且使用過程中能耗高，大孔徑爆破中使用大型電動(dòng)牙輪鉆帶來的架電網(wǎng)、高投入、高耗能、高風(fēng)險(xiǎn)是影響鑿巖成本、鑿巖效率的關(guān)鍵，解決這兩大難題必須堅(jiān)持科技創(chuàng)新，破除傳統(tǒng)鑿巖機(jī)械理論束縛。

談到這項(xiàng)成果的創(chuàng)新點(diǎn)，公司相關(guān)負(fù)責(zé)人指出，該技術(shù)首先實(shí)現(xiàn)了壓縮空氣供給系統(tǒng)的油改電，使用清潔的電力能源替代化石能源減少了碳排放。其次儲(chǔ)能采礦實(shí)現(xiàn)了錯(cuò)峰用能、高壓儲(chǔ)能、能量回收一體化。其中，“無油鉆爆”法為國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，契合國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略；“無塵鑿巖”法解決了行業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期存在的痛點(diǎn)；“一機(jī)通用”大孔徑鉆爆替代牙輪鉆機(jī)，解決大型礦山對(duì)牙輪鉆的依賴；智能化動(dòng)力站，減少了勞動(dòng)力的使用，實(shí)現(xiàn)了“有人巡視、無人值守”管理，取消了空壓機(jī)操作工；以管代罐、儲(chǔ)輸一體，提高了施工效率；管道冷凝水回收利用，節(jié)約了生產(chǎn)用水。

此外，該技術(shù)還采用了遠(yuǎn)程智能化操控系統(tǒng)、空氣預(yù)過濾凈化系統(tǒng)，不僅改善了施工作業(yè)環(huán)境，還提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。對(duì)此，公司的客戶給予了高度評(píng)價(jià)：這項(xiàng)技術(shù)使公司生產(chǎn)效率由85%提高到98%。其中，采用獨(dú)創(chuàng)的無動(dòng)力孔底濕法除塵，還減少了施工作業(yè)區(qū)降塵用水，使用水量下降30%；采用壓縮空氣儲(chǔ)能（CAES）技術(shù)，提高了電能利用率，公司鑿巖鉆孔施工用電單耗，綜合能耗降低35%；采用研發(fā)的“三廢”再利用技術(shù)，提高了“三廢”利用率，由86%提高至95%，減少了“三廢”的處理費(fèi)用；整套技術(shù)節(jié)地節(jié)水節(jié)能及減排效果顯著，為礦山開采提供了優(yōu)質(zhì)的專業(yè)化服務(wù)。


據(jù)了解，這一成果已在國(guó)內(nèi)黑色金屬、有色金屬和建筑材料等50多個(gè)大中型礦山應(yīng)用，取得了顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)保效益。

在由中國(guó)砂石協(xié)會(huì)近日組織的壓縮空氣儲(chǔ)能（CAES）綠色低碳濕法采礦技術(shù)科技成果評(píng)價(jià)/鑒定會(huì)上，以中國(guó)工程院院士蘇義腦為組長(zhǎng)的專家組對(duì)這項(xiàng)成果給出了“成果整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其中在壓縮空氣儲(chǔ)能、濕法除塵等方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。成效顯著，推廣潛力大，建議進(jìn)一步加大成果的推廣應(yīng)用”的高度評(píng)價(jià)。

專家組認(rèn)為，該成果具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。

一是該成果設(shè)計(jì)應(yīng)用組合式高壓壓縮空氣供氣站作為集中動(dòng)力源，替代傳統(tǒng)的應(yīng)用柴油驅(qū)動(dòng)，大幅減少了化石能源的消耗和碳排放、大氣污染物排放，提高了運(yùn)行效率。

二是開發(fā)輸送壓縮空氣的新型高壓柔性輸氣管，攻克了遠(yuǎn)程輸氣壓降的難題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)壓力恒定。替代了傳統(tǒng)配氣中使用的鋼管和橡膠鋼絲管，解決了傳統(tǒng)配氣管道因重量大收放、布設(shè)的困難。配氣管網(wǎng)互聯(lián)互通，多臺(tái)鉆機(jī)不同步鑿巖作業(yè)中，實(shí)現(xiàn)壓縮空氣能量的回收利用，節(jié)能效果明顯。

三是研發(fā)了潛孔鉆機(jī)無動(dòng)力濕法除塵技術(shù)，作業(yè)粉塵達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。研發(fā)了利用余熱在高寒地區(qū)鑿巖鉆孔施工的除塵水箱防結(jié)冰系統(tǒng)，解決了高寒地區(qū)除塵水結(jié)冰無法使用的難題。

四是研發(fā)了多功能潛孔鉆機(jī)、潛孔錘小孔徑專用鉆具（孔徑45～90mm），使現(xiàn)有潛孔鉆機(jī)孔徑范圍擴(kuò)展到45～250mm，攻克了潛孔鉆機(jī)不能打小孔的難關(guān)，實(shí)現(xiàn)了大孔徑施工中替代了牙輪鉆，大幅度降低設(shè)備投資成本。

原標(biāo)題： 壓縮空氣儲(chǔ)能濕法技術(shù)讓露天采礦更綠色更低碳