2012年11月13日，《中國有色金屬報》上一條醒目的消息映入記者眼簾——北京礦冶研究總院3項目入選“四個一批”項目，其中“尾礦庫細粒尾砂模袋法堆壩技術”列入全國推廣的安全先進適用技術。該技術有效解決了細粒尾礦壩體上升速度慢、滲透性差、浸潤線高、幹灘長度短等難題，實現了細顆粒尾礦的安全、高效、低成本築壩，已在雲南玉溪礦業有限公司成功推廣應用。這一新技術到底實現了哪些突破與創新？它的先進性和適用性為礦山行業帶來了怎樣的技術進步？為了深入了解這一技術背後的價值，記者聯係上了北京礦冶研究總院礦山工程研究設計所主任、“尾礦庫細粒尾砂模袋法堆壩技術”的研發人周漢民，與他一起深入礦山一線做了一番走訪，以使這項活躍在大山深處的先進技術，得到更廣泛的關注，贏得更廣闊的市場。
    先進適用的模袋法堆壩技術
    2013年1月9日，記者跟隨周漢民一行從北京直飛昆明。轉機普洱時，夕陽西下，由於通往思茅山水銅業公司的山路沒有路燈，且途中有一段仍在整修，我們打消了當日驅車前行的計劃。第二天一大早，越野車載著我們翻山越嶺，一路顛簸，一段隻有107公裏的路程，我們足足走了三個半小時，到達山水銅業已是中午時分。
    站在礦區高處眺望遠方，選礦場、排土場內一輛輛大型施工車蜿蜒穿行，露天開采的壯觀景色令人振奮不已。期盼已久的模袋堆壩技術終於揭開神秘麵紗，記者站在灌滿細粒尾砂的黑色模袋上，使出全身的氣力蹦跳，模袋仍然安好無恙；幾個工人穿著雨靴、抬著長管忙碌作業，他們的肌膚在風吹日曬中，透著黝黑發亮的油光兒。充灌前，工人們正在對陸上部分模袋進行灑水潤濕，為了防止泄漏，模袋灌漿口與輸送泵的橡膠軟管連為一體，被綁紮的非常緊密，充灌從相鄰開始，自上而下，沿兩側向中間依次進行……而黑色的尾砂從不同位置的長管中馬不停蹄向尾礦庫噴灑著。三麵環山的尾礦庫，安靜的砂麵聽不見流動的聲音，沿著堆壩的下遊方向望去，一條被稱為小黑江的河流碧水蕩漾、波光粼粼，這條小河是瀾滄江的支流，下遊就是湄公河。
    周漢民介紹大平掌礦區分布情況。
    尾礦庫是一種具有高勢能的人造泥石流的危險源，在長達幾十年的時間裏，各種自然的雨水、地震、鼠洞以及管理不善等因素，時刻威脅著尾礦庫的安全。尾礦庫一旦失事，將給工農業生產及下遊人民生命財產造成巨大的災害和損失。近年來，由於尾礦庫事故頻發，安全生產形勢非常嚴峻。特別是自2008年山西臨汾某尾礦壩發生潰壩事件後，國家安監總局、國家環保部、國土資源部、財政部聯合下文，嚴格把控正在運行和新建的尾礦庫的審批手續和考核指標，將安全一票否決製提上日程，力度之大前所未有。
    政策的出台，對規範礦山行業的尾礦庫起到了有力鞭策。緊接著，各級安全監管部門和企業對尾礦庫的安全管理不敢疏忽，重視程度不可小覷。但同時，真正的問題浮出水麵，隨著國家對礦產資源保護力度的加大，企業開始改造升級選礦技術，提高選礦回收率，礦石越磨越細，資源得到了充分利用，可是這些被磨得很細的礦石，選礦後精細的尾砂不僅改變了形態，而且還要按原來的方法堆壩，這樣一來就給尾礦庫堆壩帶來了很多問題。眾多的尾礦庫要麽變成了病庫，要麽是險庫、危庫，繼而導致了很多尾礦壩出現安全事故。而當時，思茅山水銅業大平掌尾礦庫就是一個很典型的例子，起初公司因為小規模生產，設計的尾礦庫總庫容為958×10m3，總壩高150m，隨著公司選廠生產規模的不斷擴大，選礦能力由當初1000t/d擴大到了4000t/d，而排砂的尾礦庫仍然是同一個庫，這就導致了該庫尾礦堆存上升速度過快，壩體浸潤線偏高，幹灘長度較短，泄洪能力不足，尾礦庫長期處於高水位運行，安全隱患成了製約企業發展的主要瓶頸。
    另一方麵，在普洱每年6~10月，就會迎來漫長的雨季，沿用傳統技術時，企業負責安全管理的人員“吃不下、睡不香”，因為尾礦庫存在安全隱患，如果潰壩，下遊的小黑江首當其衝，遭遇汙染。所以在大雨瓢潑的時候，不論是深夜，還是道路泥濘，他們都要起身前去尾礦庫查看情況。
    將安全頂在頭上。思茅山水銅業在經過多方考察後，最終決定選擇新技術改造升級尾礦庫，並將大平掌尾礦庫安全措施工程專項研究設計和工程總承包的任務，委托給北京礦冶研究總院，工期3年。特別是當時山水銅業公司總經理宋存華說出的一句話，至今讓他們記憶猶新：“礦冶總院的現場管理經驗雖然沒有其他單位強，但是你們的技術我們信得過。”至今說起這句話，讓礦冶總院礦山工程研究設計所的團隊成員心存感激。他們開誠布公，告訴記者：“因為信任，才得以讓模袋法堆壩技術有了落地實施的機會，從而為技術創新增添了更大的信心。”
    以滿足礦山需求為宗旨
    山水銅業大平掌尾礦庫是北京礦冶研究總院第一個尾礦庫綜合治理總承包現場技術服務項目。為了幹好這個項目，盡快消除大平掌尾礦庫的隱患，同時，為配合4000t/d發展規模的配套工程，早日讓模袋法堆壩在大山深處得以充分展現，北礦院迅速組建思茅大平掌尾礦庫現場技術服務項目部，在施工條件惡劣的現場，他們不等不靠，大夥兒用自己的雙手在尾礦庫南側山間開出一塊平地，用舊板材搭建了幾間活動板房，將辦公室搬到尾礦庫邊。與施工企業同吃、同住、同摸索。嚴寒酷暑、蚊蟲叮咬，他們克服了常人難以想象的困難。在這條千溝萬壑通往山水銅業的道路上，作為技術總指揮的周漢民每年要來山上10多次，有時一來就是20多天。有一年的春節，周漢民帶領團隊，在大年初五企業還沒上班的時候就來到了礦山，可是來到礦山他們並沒有休整自己的勞頓，而是借著恬靜，理清思緒準備開展新的工作。餓了，就喝點礦泉水，吃包方便麵……靜謐的礦山連鳥兒和蚊蟲低吟的聲兒都讓他聽得那麽清晰和親切。
    讓記者特別詫異的是，走在礦山的路上，迎麵而來的礦山人見到周漢民時，那種招呼和寒暄，出乎意料的平常，似乎他從未離開過礦山，根本就是礦山的一員。
    在現場我們還看到了這個團隊的另一位年輕小將王新岩，他長得憨厚可愛，不到30歲的年齡，卻有著成熟執著的理念。要說作為80後的年輕人，手捧高等學曆，應該享受著都市的快樂節奏。可是王新岩不是這樣想的，他說，來到北礦院就能參與到尾礦壩技術創新領域鍛煉，這是幸運的。雖然來到大山深處，我們忙碌的日子裏，不到半夜12點沒有睡過覺，有時20天不曾換洗衣服，這樣的事情，說出來雖然有些尷尬，但這樣的日子我們經曆過、磨礪過。他還笑著告訴記者，礦裏僅有的一家理發店，幾年來，為大夥兒理出的發型幾乎都是一樣的。
    讓王新岩記憶猶新的往事浮現在眼前，還是剛畢業應聘的時候，學生們的簡曆從四麵八方像雪片一樣飛向北礦院，因為自己的學校並不是叫得特別硬、特別響的院校，但院裏沒有從院校的名氣大小來取決，看重的是他大學和研究生時在學校的一些重要曆程。王新岩心存感恩，從打算來院裏工作的那一刻起，他就做好了準備，不論再苦再累，他都要傾注全部熱情和努力。
    記者從北礦院這些為尾礦庫安全執著創新的年輕人身上，看到了“認定的事情就要向往前走，就一定會成功。”這番樸素的話語，最初是山水銅業給予這個團隊的鼓舞。對於這個平均年齡隻有30歲的年輕團隊來說，他們跟隨著項目的成熟、成功而成長起來，這句話使他們兢兢業業、不浮躁，將心沉到了一線。
    而模袋法堆壩技術，北礦院人在既沒有標準參考，又沒有前路可循的情況下，滿腔熱情、不懈追求。多年來，全國大大小小數以千計的礦山留下了他們一路探索的足跡，他們幾乎目睹了所有不同庫型的尾礦庫。特別是該院在尾礦專業起步較晚的情況下，另辟蹊徑，找準目標，打破前人循規蹈矩的理念和思維禁錮，不論是模擬實驗，還是去礦山學習，院裏從不吝嗇資金，給予團隊大力支持。
    多年來，北礦院人以礦山安全為己任，在長期的經驗積累中，以先進技術引領發展，以創新做驅動，肩負責任和摯愛，為模袋法堆壩技術的快速發展拓展了廣闊空間。在一組璀璨的成績麵前，我們看到了模袋法堆壩技術不僅填補了國際國內礦山行業的空白，而且創造了三個第一：
    第一個創新我們國內尾礦庫上遊堆壩方式；
    礦冶總院第一個在尾礦庫方麵作為新技術進行總承包；
    第一個獲得北礦院高達100萬以上基礎研究資金。
    2012年11月1日，該庫通過了雲南省安監局組織的現場驗收，得到了專家的高度認可。山水銅業公司自從利用模袋法堆壩後，目前已成功築壩高度達14m，最終設計模袋法築壩高度為36m。
    兩年多來，模袋築壩技術的應用，讓山水銅業嚐到了真正的甜頭。三年前，該企業尾礦庫曾因安全隱患，被雲南省安監局掛牌。三年後，當山水銅業大膽嚐試新技術，第一家成功引進北礦院模袋築壩時，這樣的膽略和勇氣是值得敬佩的。現如今，不論是有色行業，還是相關行業前來企業尾礦庫參觀、學習、取經，再談到尾礦壩時，山水銅業底氣十足，他們贏得了社會的尊重。
    當我們站在模袋壩上，向小黑江方向遙望時，山水銅業總工程師唐飛眼裏透著的熱情和幸福是發自內心的。不論是對企業，還是對技術，他都頗有感慨：“對山水銅業來說，選對了技術，企業則能實現可持續發展，其實企業這一創舉很明確，更多的是信賴北礦院的技術成果，想把研究機構引進企業，切實為企業解決一些生產、技術上的問題。通過技術落地，保證了尾礦庫行業重大項目的順利實施，為企業節約了研發資金，解決了重大的安全環保問題；而北礦院人著眼長遠，通過多年的摸索研發，在尾礦庫領域實現了從“無”到“有”，從“有”到“優”的曆史嬗變，他們用汗水和智慧換來了整個技術的成功和勝利。培養了一批技術經驗豐富、能熟練應用創新方法的科研隊伍。”
    模袋法堆壩的特點
    我們國家的地貌特點是山多，大部分尾礦庫堆存方式為山穀型。自上世紀50、60年代建壩開始，山穀型的尾礦庫90%采用上遊法堆壩。這種堆壩特點是機械量少，操作簡單，運行成本低；國外常用的是下遊法堆壩，安全度方麵相對高於我國，但是操作難度較大。
    模袋法堆壩最早用於水利行業，源於荷蘭的圍海造田，但人工圍堤的成本很高。自從發明出管袋法後，該技術將混凝土打進管子，在水下迅速凝固，並且強度很高。降低成本的同時，對堤壩起到了較好的防禦。後來美國的密西西比河也是因為兩岸衝刷嚴重，啟用了該技術進行保護。模袋堆壩技術是上世紀80年代引進中國的，最開始主要對長江的護堤進行防禦，加灌的原料是不同配比的水泥漿。後來電力行業用該方法對灰渣庫進行堆壩，因為粉煤灰的固結性很強。
    而麵對數以萬計的大大小小的尾礦庫領域，這一技術為何遲遲沒有被引進？聽了周漢民的介紹後，我們終於明白了其中的原因：尾礦的特殊性所致，因為尾砂灌袋，尾砂本身沒有凝固作用，固結之後仍然是砂，沒用提高粘結強度，提高的是骨料之間的摩擦強度。
    模袋是指由上、下兩層高強度土工織物，如丙綸、滌綸、錦綸等製作的大麵積連續袋狀材料，並在其袋內泵灌尾砂固結後形成的一種充填體。模袋法快速固結築壩，采用砂模袋法，泵灌材料選擇尾礦砂，按技術要求，根據壩體充填料的土力學指標，選擇不同材料和不同規格的土工布，而充砂模袋所用的土工布需滿足透水性、保土性、防淤堵、抗拉及抗老化等方麵的要求。另外，充填料含泥量應小於10%。而按壩體排水要求，底部壩體充填料粗砂含量要比上部壩體大。同時，對充填尾礦砂料進行粒徑分析，根據其顆粒級配及進行現場試驗，提出土工織物模袋空袋厚度，充填厚度，充砂袋芯袋編織布等的相應要求，來選擇有效孔徑，排除部分粘粉粒，進而多保留砂料，提高充袋效果。最終使模袋充砂達到較好的濾水排泥效果，縮短尾礦砂的固結時間。
    模袋法堆壩的特點主要表現在以下幾個方麵：堆壩強度高，使尾砂形成一個整體；利用模袋布的透水不透漿特性，排水固結速度快，有利於快速堆壩；工藝成熟，操作簡單，可邊生產、邊築壩，不影響生產。另外，堆壩方式也很特別，可直接將模袋坐落在現狀壩前尾砂麵上，並可根據模袋規模分層施工。
    施工企業的點滴情懷
    模袋堆壩技術的整個項目建設過程中，培養的不僅僅是礦冶總院這一年輕的團隊，像山水銅業和江蘇昌泰建設工程公司的團隊們，也是在這個項目的建設過程中，快速成長起來的。不論從選礦到可研報告，還是到施工生產，這些協同合作，對技術的促成落地起到了錦上添花的作用。
    昌泰公司市場經營部經理周玉宇（中）。
    模袋法施工需聘請有施工資質、有相關經驗的專業工程公司完成，以保證堆壩要求。江蘇昌泰公司作為這一技術的施工企業，北礦院在市場做了大量的調研後，通過斟酌首選其進行合作。不可否認，江蘇昌泰公司雖然在礦山行業規模化施工不多，但是在相關行業業績斐然，比如在水利水電工程的二級施工總承包、在河湖整治工程專業的二級承包、在堤防工程專業的二級承包等，都屢建功業。而昌泰公司市場經營部的經理周玉宇的一番話，讓記者看到了他們樸素的情懷。坐在記者麵前的周玉宇，說話非常幽默，但話語中偶爾一句很濃的蘇北口音，給人輕鬆、爽利的感覺。他告訴記者，昌泰這支能吃苦，善打硬仗的施工隊伍，當時從東南沿海江蘇轉戰西南邊陲雲南普洱時，雖然工程類施工觸類旁通，但最初走進礦山行業，有些操作需要進行培訓，比方員工們要通過學習，拿到尾礦工操作證，才能在礦山行業施工發展。為了讓員工們早些拿到這一硬件，周玉宇不厭其煩穿梭於山上山下，目的是讓員工們搶抓時機早些熟悉礦山行業。在他辛勤的奔波下，員工通過15天的時間，如願參加了尾礦庫管理等方方麵麵的培訓學習，從此，這一硬件的取得，讓這個團隊在礦山行業邁進門檻，邁開腳步。
    而周玉宇的細膩之處，或許正是蘇北人身上眾多情感之一的表現。他說，當風裏來、雨裏去，看到這些如同手足的兄弟們被高原的太陽曬得黑黝黝時，他打心眼心疼，當他們在現場呆了數月需要輪換回家看看妻兒老少時，他首先想到的是，讓回家的員工在昆明多逗留幾天，讓膚色能緩和些，再向江蘇的老家行進，這樣當家人看到他們時，惦掛之情會略減一點兒。他的以人為本，愛護員工的良苦心思，在言談中不經意間流露，卻是那麽真誠……正是這樣的愛護，大夥兒同舟共濟、協同作戰，將模袋堆壩一層一層堆築起來、安全交付，這一高水平的體現，很多方麵說明了這個隊伍曾經在不同行業的業績是名符其實的。周玉宇還引用了公司總經理戴先慶經常強調的一句話：“施工單位要講信譽，良心工程是要素之一，提升建築質量，保障建築安全，節約社會資源，減少社會隱患，優質高效服務企業是他們的最大追求。”
    當記者問及對這個工程有什麽感受時，周玉宇做了精煉的總結：“通過兩年多在礦山行業的駐足建設，礦冶總院這一精湛技術，讓他看到了礦山的希望，最重要的是他們的團隊已經逐漸清晰了模袋堆壩的技巧，並對這一技術產生了深厚的興趣。為了更好地融入礦山行業，以後將跟隨北礦院的腳步，不斷去提升自己，突破自己，為礦山做貢獻，實現雙贏。”
    尾礦庫領域需要打破的禁錮
    我們國家金屬礦山發展日新月異，如何打破礦山行業尾礦庫領域在長期的發展中，存在的一些做法上和思想上的禁錮？周漢民為記者總結出一些值得行業深思的現實問題。他說這個行業要發展，必須要打破一些陳舊的條條框框，比方提到尾礦庫，人們就會將它與危險相提並論，不敢邁出創新的步伐。如果一味複製前人的道路，路將會越走越窄；從事礦山工作的人，把安全頂在頭上，企業寧可用老技術，也不敢接受新的東西，這是需要去打破的；技術的研究和創新，需要膽識，這些膽識來自於技術的積累和論證，所以積累知識，多跑現場，讓信息通暢，是尤為重要的。
    周漢民（中）在現場介紹堆壩情況。
    另外，這個行業需要重視尾礦庫專業人才青黃不接的問題。其原因一是文革十年產生的斷檔；二是上世紀90年代礦業行業的不景氣，使得尾礦庫領域的人才出現斷層，形成了上至70歲、下接35歲階層的人才缺失現象。他認為，尾礦庫技術要想有突破，以後更多需要這代年輕人去鼎力研發新技術，像目前電腦模擬技術的先進性，加上國家經費充裕支持，以及企業需求的充沛，給這代年輕人創造了一個很大的平台來提升尾礦庫的整體科技含量。
    特別是作為研究設計單位，在新技術的研發過程中，一定要多吸取全世界範圍內同行業、相關行業的先進理念，在吸收消化的基礎上，研製出成熟的技術，讓產學研深度結合，達到多方共贏是今後要走的路子。
    模袋堆壩帶來的機遇
    我們國家早在上世紀90年代，提出過一係列尾礦堆壩難的問題。針對這些問題，很多專家、學者集思廣益，建言獻策，比如包括尾礦的幹堆、高濃度堆存、尾礦的綜合利用、一次性堆壩等，這些方法在一定程度上能解決引起潰壩的問題，但是最大的問題就是投資太高，比如一次性堆壩，費用至少是模袋法總投資的三倍；幹堆這幾年雖然火爆，但存在設備故障率高、揚塵嚴重等問題。解決了安全，環保的問題又凸顯出來，所以這些因素最終導致幹堆沒有得到大麵積推廣。
    舊有技術的局限性，導致礦山行業尾礦庫運行受到嚴重製約，發展相對遲滯。新技術對諸多瓶頸的有效破解，將為尾礦庫行業的迅猛發展提供強大的動力引擎。
    國內目前大約有12000多個尾礦庫，而對於老庫改造，周漢民告訴記者，模袋堆壩技術特別適合老庫升級改造。他說，現階段，新建尾礦庫嚴格的審批製度和環保準入條件門檻很高，企業如果新建尾礦庫一是資金投入大，二是建設周期漫長。假如企業有條件在老庫安全論證的基礎上進行升級改造，來延長服務年限，不僅為企業尋找合適的尾礦庫贏得了充足的時間，還為實現社會資源最大化利用創造了條件。
    模袋法堆壩作為新技術，目前雖然還沒有現行規範，但國家安監總局在安監總科技（2012）119號文中，明確指出：非煤礦山領域要重點推廣尾礦庫細粒尾砂模袋法堆壩。據記者了解，尾礦庫堆壩技術由國家發文聯合推廣，史無前例，意義深遠。目前在重大機遇麵前，北礦院人正在履行責任，讓礦山尾礦庫從此用上放心安全的技術，他們不懈努力，砥礪奮進。而在產學研深度合作的路上，抓好技術推廣的同時，更重要的是完善配套工程，北礦院人一如既往、精益求精在不斷探索。
    也許用“井噴”這一震撼人心的字眼來描繪該技術的發展前景，會更加讓人期待。在企業，我們得到這樣的信息，目前除了有色行業之外，鋼鐵行業、磷礦等行業也有很多企業前來考察，並且有些企業要求馬上實施這一技術……而類似白銀集團、雲南磷化集團等這些企業即是對技術推廣和認可的最好詮釋。
    我們期待模袋法堆壩技術在礦山尾礦庫領域應用和發展打開一片廣闊天地……