采用綜合手段和方法解決危機(jī)礦山接替資源問題

高殿松，蒲含勇

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.河南省地質(zhì)博物館，河南 鄭州 450016)

危機(jī)礦山是指在礦區(qū)范圍內(nèi)可供開采的保有儲量瀕臨枯竭、后備資源嚴(yán)重不足、面臨閉坑或破產(chǎn)的礦山，根據(jù)保有可采儲量的服務(wù)年限可將礦山分為嚴(yán)重危機(jī)礦山(不足5年)、中度危機(jī)礦山(不足10年)和輕度危機(jī)礦山(不足15年)。危機(jī)礦山是一個涉及礦產(chǎn)資源勘查與開發(fā)政策、礦業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、國家資源安全和社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的復(fù)雜系統(tǒng)；也是一項(xiàng)涉及范圍廣、影響因素多, 專業(yè)性、地域性、前瞻性和政策性都很強(qiáng),需要從國家層次通盤謀劃、從長計議、超前統(tǒng)籌的系統(tǒng)工程[1]。

在我國的各級各類礦山企業(yè)當(dāng)中，均不同程度地存在后備資源不足的狀況，不同程度的影響了企業(yè)的生存和發(fā)展，有的礦山甚至因此而難以為繼。據(jù)統(tǒng)計，我國大部分非油氣礦山建成于20世紀(jì)50～60年代,經(jīng)過幾十年的開采,除油氣礦山外,全國現(xiàn)有47個礦業(yè)城市和400多個礦山的探明儲量已面臨枯竭,直接涉及300多萬礦工和1000余萬家屬的工作和生活。20世紀(jì)末，我國25種主要金屬的415個大中型礦山中，目前已關(guān)閉38個，占大中型礦山總數(shù)的9%；嚴(yán)重危機(jī)礦山54個，約占13%；中度危機(jī)礦山35個，約占8%；輕度危機(jī)礦山82個,約占20%[2]。目前,我國很多大-中型有色金屬礦山，經(jīng)多年開采,資源嚴(yán)重不足,關(guān)閉和擬關(guān)閉的礦山日益增多。礦山關(guān)閉不僅僅是經(jīng)濟(jì)問題,而且?guī)肀姸嗳藛T的失業(yè)、就業(yè)的社會穩(wěn)定問題。因此，解決危機(jī)礦山接替資源問題，已成為當(dāng)前礦業(yè)工作的重點(diǎn)，也是保證我國礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。自20世紀(jì)90年代末，特別是進(jìn)入21世紀(jì)后，國家愈來愈重視危機(jī)礦山接替資源問題的解決，開展了一系列危機(jī)礦山專項(xiàng)找礦工作，在一些礦山外圍和深部取得了找礦突破。

1 我國礦產(chǎn)資源的形勢

新中國成立以來, 經(jīng)過廣大地礦工作者的努力奮斗，我國礦業(yè)獲得了蓬勃發(fā)展，已經(jīng)建立起比較完善的礦業(yè)開發(fā)體系。礦產(chǎn)資源開發(fā)利用,不僅為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了大量的能源和原材料,而且提供了重要的財政收入來源,解決了大量的勞動力就業(yè),推動了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。已建有國有礦山8000多座, 非國有礦山十多萬座, 年采掘礦石量近40億t, 礦石量采掘與主要礦產(chǎn)品總量均居世界第三位。

經(jīng)過半個多世紀(jì)大規(guī)模、強(qiáng)度和超強(qiáng)度的礦業(yè)開發(fā)，我國的許多大中型礦山，特別是國有金屬礦山, 長期處于“低產(chǎn)、高耗、低效”狀態(tài), 中國已有相當(dāng)比例的大中型礦山已不同程度地處于礦產(chǎn)儲量枯竭或資源危機(jī)狀態(tài)；加上近年來礦產(chǎn)地質(zhì)勘查投入嚴(yán)重不足，可采儲量和礦石品位急劇下降, 不少礦山資源枯竭、后備基地匱乏，生產(chǎn)陷入困境、經(jīng)濟(jì)效益滑坡，因無力自籌資金、自主勘查，致使礦山保有服務(wù)年限不斷縮短，面臨關(guān)閉破產(chǎn)，嚴(yán)重威脅的危機(jī)礦山與日俱增。目前, 中國92%以上的一次能源、80%的工業(yè)原材料、70%以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料來自于礦產(chǎn)資源。我國已形成礦業(yè)城鎮(zhèn)390多個,吸納人口3億多人。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)平穩(wěn)高速發(fā)展,對礦產(chǎn)資源的需求量大幅度增加，我國的礦產(chǎn)生產(chǎn)、消費(fèi)快速增長，尤其是石油、鐵、銅、鋁等大宗礦產(chǎn)。而近年來，國內(nèi)礦產(chǎn)勘查很少有重大突破，可提供大宗礦產(chǎn)的規(guī)模礦山企業(yè)幾近消耗殆盡，危機(jī)礦山的資源問題日益突出。石油、鐵、銅、鋁是我國短缺礦產(chǎn)，每年從國外大量進(jìn)口以滿足國內(nèi)的旺盛需求。礦產(chǎn)品的大量進(jìn)口，使我國重要礦產(chǎn)的對外依存度居高不下。2000年以來，銅、鋁的對外依存度均超過60%，鐵礦石對外依存度超過50%，石油對外依存度呈快速增長的趨勢。2008年，石油、鐵礦石、銅、鋁的對外依存度分別為50.9%、51.9%、63.5%、65.7%[3]。

我國已成為礦產(chǎn)品消費(fèi)大國、生產(chǎn)大國、進(jìn)口大國，相關(guān)礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)和需求，對世界礦產(chǎn)品的價格變動起著重要的影響作用，但同時我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也容易受到國際礦產(chǎn)品市場變動的影響。

2 危機(jī)礦山接替資源問題解決的方法與途徑

2.1 重視基礎(chǔ)地質(zhì)研究工作和現(xiàn)有資料的二次開發(fā)

隨著礦山的開采, 許多新的地質(zhì)現(xiàn)象被揭露出來，礦山地質(zhì)勘查程度和礦床地質(zhì)的研究程度也隨之提高。礦山開發(fā)程度，是檢驗(yàn)地質(zhì)勘探成果的重要標(biāo)準(zhǔn)，是進(jìn)一步指導(dǎo)礦山補(bǔ)充地質(zhì)勘探、生產(chǎn)勘探的重要依據(jù)。對于一個礦山，從勘探到開發(fā)利用，是一個連續(xù)認(rèn)知、不斷探索、深入研究、綜合評價、科學(xué)決策的過程。因此，正在開發(fā)的礦山，特別是地質(zhì)勘查程度不高和礦產(chǎn)資源危機(jī)礦山，更需要高度重視“以礦找礦”、“倚礦擴(kuò)礦”，擴(kuò)大礦產(chǎn)資源的工作。如果將所獲新認(rèn)識對已有資料進(jìn)行二次開發(fā)，就往往能以較少的投入獲得找礦突破。首先，根據(jù)所獲新認(rèn)識，有目的、有針對性地重新編制地質(zhì)圖。這些新的圖件是找礦扎實(shí)的基礎(chǔ)資料。其二, 系統(tǒng)整理礦區(qū)地質(zhì)資料, 在已經(jīng)做過物化探工作的基礎(chǔ)上，擇優(yōu)開展找礦工作。其三，對礦區(qū)原有的鉆孔資料進(jìn)行檢查，對巖心或者礦心部分重新取樣，加強(qiáng)礦床地球化學(xué)研究工作，往往可以發(fā)現(xiàn)新的礦種和被遺漏的礦體。

2.2 運(yùn)用新理論、新技術(shù)、新方法拓寬思路

地學(xué)研究新成果和成礦新理論，源于以往地學(xué)實(shí)踐工作基礎(chǔ)上的研究總結(jié)，反過來它們又指導(dǎo)地學(xué)研究和地質(zhì)找礦工作的開展。各種新成果、新理論，使我們有可能從不同的角度，對危機(jī)礦山的成礦條件、成礦規(guī)律、成礦環(huán)境進(jìn)行重新認(rèn)識，用以指導(dǎo)危機(jī)礦山的二次找礦；各種新技術(shù)、新方法，使我們有可能從危機(jī)礦山的深度、廣度上進(jìn)行深入調(diào)查，提高找礦的效果和效率，有效延長危機(jī)礦山的服務(wù)年限。

例如，澳大利亞格羅夫斯等人在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，提出了“太古宙脈狀金礦床的地殼連續(xù)成礦模式”， 該模式認(rèn)為，從綠片巖相到麻粒巖相的變質(zhì)巖中都有脈狀金礦床產(chǎn)出!，至少在15km 以上的地殼剖面中，產(chǎn)在不同變質(zhì)巖中的金礦床，屬于一組連續(xù)的同成因的礦床組合[4]?！疤胖婷}狀金礦床地殼連續(xù)成礦模式”的提出，打破了以往認(rèn)為金礦不能在麻粒巖相中形成的認(rèn)識，豐富了金在變質(zhì)巖地區(qū)的成礦理論。這個模式在世界上具有普遍意義，為前寒武紀(jì)深變質(zhì)巖區(qū)金礦找礦勘查提供了新的思路。

另外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一大批先進(jìn)新技術(shù)和新方法廣泛應(yīng)用到了找礦領(lǐng)域，比如利用時間域電磁法可以發(fā)現(xiàn)隱伏的、埋藏較深的金屬礦床；井中瞬變電磁法工作深度可達(dá)2500～3000m，可探測井中半徑為200～300m范圍內(nèi)的良導(dǎo)體，是西方國家使用較多且找礦效果較好的一種方法；高精度重力法，可以分辨出礦體與圍巖的密度差異，在礦山深部找礦過程中所受影響小，并具有經(jīng)濟(jì)、方便等諸多優(yōu)點(diǎn)；還有活動態(tài)金屬法和酶浸析法等深穿透地球化學(xué)方法，已廣泛應(yīng)用于隱伏區(qū)的礦產(chǎn)勘查中。

2.3 危機(jī)礦山空間內(nèi)具有較大的找礦潛力

1)深部資源找礦潛力巨大。我國過去的勘探深度一般為500m左右, 而現(xiàn)在的采礦深度可達(dá)1000多m, 因此在500～1000m深度范圍內(nèi)尚存在第二找礦空間。近年來，危機(jī)礦山深部找礦新發(fā)現(xiàn)已經(jīng)屢見不鮮。從地質(zhì)學(xué)角度看，0～500m的第一空間與500～1000m的第二空間，具有相同的成礦潛力。在生產(chǎn)礦山深部找到大礦的例子不少, 如我國安徽銅陵冬瓜山大型銅礦床的產(chǎn)出深度在1000m左右；凡口鉛鋅礦在500m以下找到了100萬t以上的可采金屬儲量；江西銀山九區(qū)銅礦及銅官山銅礦山延深部找到的特大型冬瓜山銅礦等, 礦床埋深均在1000m左右。國外許多礦山勘探開采深度已超過1000m，例如,南非的蘭德金礦開采深度已達(dá)4000m、巴伯頓金礦也達(dá)3800m[5]。

2)外圍資源找礦潛力巨大。生產(chǎn)礦山周圍一直是礦產(chǎn)資源勘查的重點(diǎn)，除其有利的找礦條件外，開發(fā)利用成本低、效益高是其又一特點(diǎn)。國內(nèi)外礦業(yè)實(shí)踐表明，已開發(fā)礦山的外圍，是發(fā)現(xiàn)新礦床、擴(kuò)大資源儲量的重要區(qū)域。資料表明，20世紀(jì)70年代以來，國外發(fā)現(xiàn)的100個貴重有色金屬大型-超大型礦床，有至少58座是在已知礦床周圍發(fā)現(xiàn)的。例如，北美39個巨型斑巖銅礦床中的90%，是在已知礦區(qū)附近發(fā)現(xiàn)的；智利的楚基卡馬塔銅礦,在其礦區(qū)的南、北兩側(cè)均發(fā)現(xiàn)了巨型銅礦床,使銅儲量達(dá)到5838 萬t,成為世界最大的銅礦床；俄羅斯諾里爾斯克超大型銅鎳礦床, 經(jīng)過勘探開發(fā)幾十年后，又在外圍找到幾處新的大型-超大型隱伏礦床, 從而成為世界第一大鎳礦田。

我國多數(shù)礦山是在20世紀(jì)70年代以前勘探的, 受當(dāng)時地質(zhì)認(rèn)識，找礦理論、勘查方法與資金投入的局限，對礦山周邊的一些遠(yuǎn)景區(qū)缺乏認(rèn)識，因此，在礦山周邊及外圍找礦更易出成果。如云南個舊礦田50年來, 平均3～5年提交一個大、中型礦床；湖南水口山礦田繼發(fā)現(xiàn)康家灣大型鉛鋅礦后，又發(fā)現(xiàn)了龍王山、老鴉巢、仙人巖等金礦, 基本上是5年發(fā)現(xiàn)一個大中型礦床, 以至這兩個百年老礦仍然生機(jī)勃勃[6]。

3)新類型資源找礦潛力巨大。20世紀(jì)50～60年代,人們對成礦系統(tǒng)的復(fù)雜性和多樣性理解不夠全面，缺乏對礦床類型、成礦系列、礦化分帶與組合的深刻認(rèn)識，以單一找礦為主，對新類型、新礦種的尋找與評價重視不夠。而有色金屬成礦往往有礦種上的序列演化與時空上的遞進(jìn)演化特點(diǎn)， 因此在老礦區(qū)開展新礦種、新類型的找礦具有很大的前景。如遼寧青城子鉛鋅礦在硐老山空之時，經(jīng)過綜合研究和勘查，在其外圍相繼發(fā)現(xiàn)了高家堡子大型銀礦、桃源、白云金礦等；江西德興銅礦外圍，也相繼發(fā)現(xiàn)金山大型金礦和銀山大型銅多金屬礦床[7]。

2.4 礦產(chǎn)資源的綜合利用

礦山企業(yè)的生存根本是礦產(chǎn)資源，對于危機(jī)礦山來講，隨著礦產(chǎn)資源的迅速衰減,為了礦山企業(yè)的生存和可持續(xù)發(fā)展，首先，應(yīng)重視和珍惜礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用。挖掘老礦山潛力，主要通過以下幾個方面開展工作：

1)礦山開采初期，由于經(jīng)濟(jì)等因素影響，邊界品位定得較高，通過經(jīng)濟(jì)評價，對原修改探礦剖面邊界品位降低，增加了地質(zhì)儲量，緩解了礦源不足狀況。例如福建紫金山金礦，在1994年，設(shè)計的詳查金儲量為5.45t，平均品位4.24g/t。2001年，經(jīng)重新審定降低了品位指標(biāo)，邊界品位降至0.5g/t，工業(yè)品位降至1g/t，全礦床平均品位降至1.5，儲量規(guī)模上升為123.46t。由于降低了邊界品位指標(biāo)，增加了地質(zhì)儲量，所以合理優(yōu)化邊界品位指標(biāo)，正確的圈定礦體，以提高資源儲量應(yīng)引起高度重視。

2)開展對老礦山現(xiàn)有資源提高回收率綜合研究，通過如下手段開展工作。對于礦區(qū)保有資源，以提高回收率為中心進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計；主要通過加強(qiáng)開拓、采準(zhǔn)和備采工程質(zhì)量管理，加強(qiáng)二次爆破中深孔管理，改進(jìn)爆破工藝和技術(shù)等輔助以提高資源回收率；針對不同類型礦體賦存條件，采用不同采礦方法并舉的方法，進(jìn)行提高回釆率；并對選礦工藝進(jìn)行改進(jìn)，提高回收率。

3)加強(qiáng)礦床共伴生礦產(chǎn)的綜合利用, 提高礦山效益[7]。共生伴生礦多，是我國資源的一大特點(diǎn)。我國有色金屬礦床伴生金、銀的儲量，分別占到全國金、銀總儲量的一半和90%。大部分伴生元素與稀散元素，在選礦產(chǎn)品的精礦中得以富集，可以綜合回收利用。目前, 有色金屬礦山中，可綜合回收的共伴生元素40余種, 綜合利用獲得的金屬量占同期金屬總產(chǎn)量的15%以上，最大限度的利用礦產(chǎn)資源。通過掌握伴生組分的賦存特征、分布規(guī)律、儲量規(guī)模，綜合回收, 使一礦變多礦，加強(qiáng)礦山資源的綜合開發(fā)利用，有利于節(jié)約使用礦產(chǎn)資源和延長礦山壽命，明顯提高礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4)充分利用尾礦資源。礦石選礦產(chǎn)生的尾礦，除了近年有部分用于充填采空區(qū)外，長時間內(nèi)大部分尾礦未得到合理利用，僅僅堆存于尾礦庫內(nèi)。這類尾礦既含有可回收利用的共伴生資源，又含有可大宗利用的非金屬資源。據(jù)初步統(tǒng)計，目前堆存的尾礦量已超過60億t,而且每年新增尾礦量將達(dá)2億t以上。這些尾礦中，有的主金屬有回收可能，有的共伴生組分有回收可能，有的主金屬和共伴生組分均有回收可能，但也有不少主金屬和共伴生組分均達(dá)不到可回收要求。我國礦業(yè)尾礦排放數(shù)量很大，分布范圍廣，性質(zhì)復(fù)雜。目前綜合利用率很低，僅達(dá)7.4 %，是不可忽視的二次資源。因此，充分利用尾礦資源，不僅對礦山安全和環(huán)境有利，而且是解決危機(jī)礦山資源問題的又一條途徑。

3 結(jié)語

我國礦產(chǎn)資源面臨的形勢嚴(yán)峻，在綜合分析我國危機(jī)礦山現(xiàn)狀和形勢的基礎(chǔ)上，根據(jù)各礦山基本情況，有方向、有目標(biāo)、有針對性地開展危機(jī)礦山接替資源找礦工作，增加危機(jī)礦山的資源量和基礎(chǔ)儲量，提高資源保障程度，增加礦山經(jīng)濟(jì)效益，延長礦山服務(wù)年限。在新的歷史發(fā)展時期，以提高資源對社會、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的保障能力為出發(fā)點(diǎn)，不斷拓展新的接替資源，加強(qiáng)勘查關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究，提高礦業(yè)科技含量，促進(jìn)礦山找礦技術(shù)發(fā)展，注入科學(xué)管理理念，為實(shí)現(xiàn)我國國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

[1] 呂古賢，鄭大瑜，朱裕生.危機(jī)礦山問題的對策研究[J].資源產(chǎn)業(yè). 2004,6 (4) ：63-69.

[2] 王金亮，李俊平，李永峰，等.危機(jī)礦山深部找礦研究現(xiàn)狀與建議[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用, 2010 (2) ：45-49.

[3] 崔榮國，劉樹臣.我國重要礦產(chǎn)品供需形勢分析[J].國土資源情報，2010 (1) ：27-29.

[4] 呂志成，戴自希，藺志永，等.危機(jī)礦山接替資源找礦勘查相關(guān)成礦理論與技術(shù)方法[J].資源·產(chǎn)業(yè), 2005,7(3)：80-83.

[5] 杜玉良，湯中立，蔡克勤，等.資源危機(jī)礦山解困思考[J].西北地質(zhì), 2005,38 (4) ：60-64.

[6] 賀建委.危機(jī)礦山接替資源找礦問題探討[J].資源經(jīng)濟(jì)，2008 (1) ：8-9.

[7] 韋昌山，曾紹金，鄭大瑜，等.資源危機(jī)型礦山還有潛力可挖[J].資源·產(chǎn)業(yè)，2004，6(4) ：46-48.

[8] 丁其光，汪鏡亮，朱昌洛，等.共伴生礦產(chǎn)和尾礦綜合利用是危機(jī)礦山解困的途徑之——部分危機(jī)礦山調(diào)查研究記述 [J].礦產(chǎn)綜合利用，2009(6)：31-34.