山東金嶺鐵礦礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)與利用

張興旺，牛學(xué)忠，馮鵬

（山東金嶺鐵礦，山東淄博 255081）

節(jié)能減排

山東金嶺鐵礦礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)與利用

張興旺，牛學(xué)忠，馮鵬

（山東金嶺鐵礦，山東淄博 255081）

面對礦產(chǎn)資源浪費(fèi)、環(huán)境污染等一系列問題，山東金嶺鐵礦從提高資源利用率、降低損失和貧化、增加資源儲量和保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面，對礦產(chǎn)資源進(jìn)行了高效開發(fā)和有效保護(hù)，從而全面提高了礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)利用水平，推動企業(yè)走上了節(jié)約、綠色、高效的可持續(xù)發(fā)展之路。

礦產(chǎn)資源；綜合開發(fā)；生態(tài)環(huán)境

1 前言

礦產(chǎn)資源是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，礦產(chǎn)資源浪費(fèi)、能源短缺、環(huán)境污染等一系列問題正困擾著礦山企業(yè)，如何綜合開發(fā)與利用現(xiàn)有的礦產(chǎn)資源成為十分重要的課題。為此，山東金嶺鐵礦從提高資源利用率、降低損失和貧化、增加資源儲量和保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面，對礦產(chǎn)資源利用綜合進(jìn)行研究。

2 礦產(chǎn)資源綜合利用

2.1 加強(qiáng)制度建設(shè)

多年以來，金嶺鐵礦根據(jù)實(shí)際情況合理科學(xué)的制定“三率”指標(biāo)，采取多種降低貧化率、損失率及提高回收率的措施，并輔以嚴(yán)格地考核獎懲辦法，“三率”指標(biāo)完成情況較好，在全國同類礦山中處于領(lǐng)先水平。

在回采率指標(biāo)的制定方面，除了必須保證完成上級核定的考核指標(biāo)外，下達(dá)給各分礦的考核指標(biāo)比上級的核定指標(biāo)高出2%～3%，若完不成考核指標(biāo)，每降低1%扣罰分礦1元/t礦石。

在貧化率指標(biāo)方面，除年度有考核指標(biāo)外，每季、月均有計(jì)劃考核指標(biāo)，且具體到每個(gè)采區(qū)。由于全礦實(shí)行了“內(nèi)部模擬市場”的承包運(yùn)營機(jī)制，各分礦的收入按所生產(chǎn)的金屬量進(jìn)行計(jì)算，使各分礦明白如果貧化率提高了，巖石混入多了，不但全礦效益差，分礦職工收入也會因成本提高而降低，從而提高了他們降低礦石貧化的自覺性。

在選礦回收指標(biāo)的制定和考核方面，根據(jù)下一年的計(jì)劃采礦地點(diǎn)，采取選礦試驗(yàn)樣品，進(jìn)行選礦試驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)年的實(shí)際情況，來制定下一年的選礦回收指標(biāo)，并直接納入對選礦廠的承包考核。

按照有關(guān)法規(guī)要求，設(shè)立了地質(zhì)工程部，負(fù)責(zé)全礦的生產(chǎn)地質(zhì)、測繪、礦產(chǎn)資源和水資源監(jiān)督管理以及探礦設(shè)計(jì)與施工等工作，各分礦分別設(shè)立測量組、地質(zhì)組（或技術(shù)組），在日常工作中注重發(fā)揮他們的監(jiān)管管理職能，保證了對礦產(chǎn)開發(fā)的監(jiān)督和管理，并貫穿于設(shè)計(jì)、采掘和選礦的全過程，做到了嚴(yán)把“三關(guān)”。

一是嚴(yán)把“設(shè)計(jì)關(guān)”：較大的開采設(shè)計(jì)由礦計(jì)劃設(shè)計(jì)處編制，生產(chǎn)礦長和總工組織有關(guān)人員進(jìn)行會審，并簽字實(shí)施。審查時(shí)將開采回采率和貧化率指標(biāo)作為設(shè)計(jì)審查的一項(xiàng)重要內(nèi)容。把住了設(shè)計(jì)關(guān)，為降低開采損失和貧化奠定了基礎(chǔ)。二是嚴(yán)把“施工關(guān)”：在采掘施工過程中，加強(qiáng)現(xiàn)場管理尤為重要。為了做好這一項(xiàng)工作，要求在現(xiàn)場施工中的測量人員及時(shí)測設(shè)中腰線，并及時(shí)對井巷進(jìn)行測量。地質(zhì)、采礦技術(shù)人員定期深入現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況變化，設(shè)計(jì)人員及時(shí)修正設(shè)計(jì)，并及時(shí)通知施工部門和人員。對施工的中深孔，由專人測量檢查，杜絕了因炮孔超深或過淺而造成的貧化、損失。三是嚴(yán)把“驗(yàn)收關(guān)”：地質(zhì)工程部、計(jì)劃設(shè)計(jì)處、質(zhì)量計(jì)量處有關(guān)人員每月對分礦當(dāng)月施工的井巷工程進(jìn)行一次全面驗(yàn)收，不合格工程要求返工，無設(shè)計(jì)、無計(jì)劃的工程不予考核，并進(jìn)行扣罰。

2.2 提高資源利用率

礦產(chǎn)資源一經(jīng)破壞性開采，很難再進(jìn)行回收，為了提高資源綜合利用率，金嶺鐵礦始終堅(jiān)持“貧富兼采，厚薄兼采、大小兼采、難易兼采”和“伴生組分綜合利用”的方針，不斷改進(jìn)采礦方法，采用規(guī)范化作業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)化管理，按比例均衡生產(chǎn)，有效保證了在產(chǎn)量穩(wěn)定增長的同時(shí)開采回采率也同步提高。既然主要工程設(shè)施已經(jīng)具備，大量的資金已投入，就應(yīng)最大限度地提高資源利用率，努力創(chuàng)造良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 降低損失和貧化

1）加強(qiáng)對礦山巖體力學(xué)和采場地壓活動的研究。使采場布置形式、礦層面積、礦柱尺寸建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上。經(jīng)過研究和實(shí)踐證明，在通常情況下采場暴露面積在800 m2以下時(shí)，上盤暴露面積在2 500 m2以內(nèi)是安全和合理的，可以提高礦山回采率［1］。根據(jù)礦體的形態(tài)產(chǎn)狀、賦存條件和巖石的力學(xué)性質(zhì)等因素，選擇合理的采礦方法，其中“拉低全面法”、“預(yù)控頂全面法”在辛莊、召口礦區(qū)已廣泛應(yīng)用，“全尾膠結(jié)充填采礦法”在侯家莊礦區(qū)成功應(yīng)用，每年可多回收20%的礦石，約10萬t，應(yīng)用該方法，結(jié)合淺孔落礦，對邊角、零星、薄礦脈也進(jìn)行了適當(dāng)回采。

2）回采礦柱和處理采空區(qū)。為了提高開采回采率，在地表允許塌陷的地段，對大部分礦柱和頂柱進(jìn)行了回采，然后進(jìn)行了充填。至目前，已完成水石和掘進(jìn)廢石充填采空區(qū)1 000萬m3以上，達(dá)到了充分回收礦產(chǎn)資源的目的。

3）積極推廣應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備，提高回采率，降低成本。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，礦區(qū)地表建筑物不斷增加，導(dǎo)致相當(dāng)一部分礦產(chǎn)資源被壓覆，造成回采困難。為此，加強(qiáng)空區(qū)充填工藝，正在回采和計(jì)劃回采全部被壓覆資源。例如，侯家莊礦區(qū)-160 m水平以上礦體離地表距離130～180 m，礦石、圍巖穩(wěn)固性差，且部分區(qū)域直接與第四系接觸。第四系表土層中含有大量的地下水，是地面村莊、農(nóng)田和工業(yè)區(qū)用水的主要水源，不允許被破壞。根據(jù)-160 m水平以上礦體產(chǎn)狀及其與地表的關(guān)系，要求采空區(qū)不允許塌陷。根據(jù)礦體賦存條件，提出-160 m以上礦體回采選用一步房“膠固粉尾砂”膠結(jié)充填，二步房“尾砂充填”的膠結(jié)充填的“二步房采礦法”，該方法可以有效地保護(hù)地表，總體回采率提高到了93%以上。

2.4 增加資源儲量

山東金嶺鐵礦作為一個(gè)老礦山，深刻體會到資源是企業(yè)生存的前提。因此，長期以來，保有和擴(kuò)大礦產(chǎn)資源/儲量一直是生產(chǎn)經(jīng)營中的一件大事。為了擴(kuò)大礦產(chǎn)儲量，從思想上改變“等、靠、要”的觀念，充分發(fā)揮企業(yè)的技術(shù)、設(shè)備等方面的優(yōu)勢，加強(qiáng)對成礦控制條件和成礦規(guī)律的總結(jié)和研究，在多方面論證的基礎(chǔ)上，根據(jù)沿礦體走向或傾向在巖體凹陷部位易富集成礦的規(guī)律［2］，確定了找礦的有利地段，并進(jìn)行了工程試驗(yàn)和控制，成功在鐵山、召口及侯家莊礦區(qū)的深部和邊部的找到了多個(gè)礦體，使鐵山和召口兩個(gè)老礦區(qū)增加儲量300多萬t，延長了礦山壽命；侯家莊礦區(qū)-425 m以下地堪空白地段增加地質(zhì)儲量54萬t。其中鐵山礦區(qū)探明儲量僅有850萬t，后經(jīng)多年勘探，增加儲量近兩倍，閉坑時(shí)累計(jì)查明資源儲量3 632萬t，延長礦區(qū)服務(wù)年限10多年；召口礦區(qū)北金召北礦床的儲量也較原地質(zhì)勘探時(shí)增加了近1倍，按原設(shè)計(jì)現(xiàn)在應(yīng)該閉坑了，但通過勘探找礦，增加了儲量，該礦仍可服務(wù)5 a左右。這些新增儲量，都是在現(xiàn)在生產(chǎn)礦區(qū)的深部和邊部找到的，無需大規(guī)模投資便可開采，效果明顯，效益可觀。

生產(chǎn)礦山保持一只穩(wěn)定的地測隊(duì)伍，是保證礦山正常生產(chǎn)的基礎(chǔ)。加強(qiáng)找礦和生產(chǎn)勘探工作，不僅可以擴(kuò)大礦產(chǎn)儲量，而且可進(jìn)一步查明已知礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀，準(zhǔn)確控制礦體邊界，為開采設(shè)計(jì)提供可靠地質(zhì)資料，保證設(shè)計(jì)的合理性，提高回采率，降低貧化率［3］。充分開發(fā)、合理利用資源，這也是金嶺鐵礦每年投入萬余米鉆探工程的目的。雖然投入了較多的鉆探工程，但帶來的綜合效益卻是相當(dāng)可觀的。

2.5 保護(hù)生態(tài)環(huán)境

1）投資200萬余元對尾礦壩地下老巷道進(jìn)行密閉，通過施工密閉墻，建成地下尾礦庫，尾礦儲存地下既不占用地表耕地，又可防止地表塌陷；通過密閉墻工程，防止尾礦廢水通過巷道和含水層向周圍滲透，既避免了對地下水的污染，同時(shí)為鐵山區(qū)辛莊礦床的生產(chǎn)及回采鐵山礦床殘余礦創(chuàng)造了條件。

2）對尾礦處理系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，自行設(shè)計(jì)了尾礦濃縮環(huán)水系統(tǒng)，使廢水輸送量減少75%，既減少了對地下水的開采，又保護(hù)了地下水資源和環(huán)境。

3）對礦區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行研究，得出了“兩層水位”的理論，即灰?guī)r含水層存在上、下兩個(gè)水頭，在下層流干時(shí)，上層水基本不變化，該理論獲得山東省科技進(jìn)步一等獎。金嶺鐵礦將該理論用于防治水工作，使礦坑防治水從前期的“單一疏干法”變?yōu)椤耙远聻橹?、疏、堵結(jié)合”的方法。例如，在侯家莊礦區(qū)實(shí)施了上層灰?guī)r水和第四系孔隙水“只堵不疏”，下層灰?guī)r水“局部疏干”的防治水措施，較好地保護(hù)了地下水資源，目前侯家莊礦區(qū)開采標(biāo)高已延伸至-425 m，而第四系水位仍保持在0 m標(biāo)高左右，同時(shí)也避免了地面沉降等環(huán)境地質(zhì)問題。

4）針對尾礦存放問題，投資600萬元，采用尾礦壓濾干存工藝，提高廢水循環(huán)利用率，壓濾后的尾礦用于充填空區(qū)，減少了尾礦排放量。

5）為了美化礦山環(huán)境，建設(shè)“綠色”礦山，加大綠地建設(shè)，植樹種草，在生活區(qū)廣場、礦區(qū)道路兩邊增加綠地近15 000 m2，改善了礦山生態(tài)環(huán)境。

6）對坑道掘進(jìn)廢石直接在井下充填采空區(qū)，做到巖石不出井，減少了廢石排放量；對選礦廢石設(shè)立了充填破碎站，廢石經(jīng)破碎后充填采空區(qū)，同時(shí)在破碎站增設(shè)了磁選設(shè)備，回收巖石中殘余礦石，每年回收量在1萬t左右，充分利用了礦產(chǎn)資源，這樣既避免了地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害，又不占用場地，還減少了對環(huán)境的污染。

3 結(jié)語

山東金嶺鐵礦以珍惜礦產(chǎn)資源和環(huán)境保護(hù)為出發(fā)點(diǎn)，以制度建設(shè)、生產(chǎn)采選工藝及成礦理論研究為基礎(chǔ)，以經(jīng)濟(jì)杠桿為手段，對礦產(chǎn)資源進(jìn)行了合理開發(fā)和保護(hù)，取得了豐碩成果，其中召口礦區(qū)2011年被國土資源部列為第二批國家級綠色礦山試點(diǎn)單位，有力地推動了企業(yè)走節(jié)約、綠色、高效的可持續(xù)發(fā)展之路。金嶺鐵礦大力發(fā)展綠色礦業(yè)、建設(shè)綠色礦山，以國家綠色礦山發(fā)展規(guī)劃為契機(jī)，進(jìn)一步提高礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)和利用水平。

［1］張軫.礦山地質(zhì)學(xué)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1982.

［2］馬江全，徐西雷，袁培民.金嶺礦區(qū)成礦規(guī)律探討［J］.山東冶金，2004，26（3）：6-9.

［3］《礦山地質(zhì)手冊》編輯委員會編.礦山地質(zhì)手冊（上）［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1995.

Comprehensive Development and Utilization of Mineral Resources in Shandong
Jinling Iron Ore

ZHANG Xingwang,NIU Xuezhong,FENG Peng

（Shandong Jinling Iron Ore,Zibo 255081,China）

Face to a series of problem of mineral resource waste and environmental pollution,and so on,in order to improve the utilization ratio of resources,reduce the loss and dilution,and increase resource reserves and protect the ecological environment etc.,Shandong Jin Ling iron ore developed and protected efficiently mineral resources,thereby it improved the level of comprehensive development and utilization of mineral resources,and it promoted enterprises on the road of sustainable development with save,green and efficient.

comprehensive development;mineral resources;ecological environment

F426.1

B

1004-4620（2015）01-0040-03

2014-08-26

張興旺，男，1986年生，2010年畢業(yè)于青島理工大學(xué)礦山地質(zhì)專業(yè)?，F(xiàn)為山東金嶺鐵礦地質(zhì)工程部助理工程師，從事礦山地質(zhì)技術(shù)工作。