談砂石骨料礦山綠色加工系統(tǒng)建設(shè)管理

夏朝科，姚金根，錢偉民，邵建峰

(1．湖州新開元碎石有限公司， 湖州 313022；2.南京工業(yè)大學(xué)， 南京 211800)

根據(jù)中國砂石協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2016年中國砂石骨料產(chǎn)量約200億t，占全世界的50%左右，砂石生產(chǎn)總值約1萬億元，占全國GDP總額1/68[1]。砂石體量如此之大，對(duì)國民生活產(chǎn)生重大影響，已引起國家決策層的重視。砂石開發(fā)及加工過程對(duì)生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境、生活環(huán)境的影響非常密切，而我國砂石礦山企業(yè)眾多、分布廣、平均產(chǎn)能小、生產(chǎn)裝備和技術(shù)水平總體落后，由此導(dǎo)致砂石質(zhì)量難以控制，大范圍的環(huán)境問題，社會(huì)矛盾突出。2005年習(xí)主席在湖州安吉余村提出“兩山”理論：“綠水青山就是金山銀山”，我們要建設(shè)天藍(lán)、地凈、水清、山綠的人與自然和諧發(fā)展的現(xiàn)代化新格局，各省市積極響應(yīng)號(hào)召大范圍整治不合格礦山。因此，砂石礦山建設(shè)綠色骨料加工系統(tǒng)是礦山企業(yè)的必然之路，更是我國砂石產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。

1 人才隊(duì)伍建設(shè)

人才是第一資源，企業(yè)可持續(xù)發(fā)展最重要的因素之一便是人才，當(dāng)今企業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的社會(huì)中，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)歸根結(jié)底是人才的競(jìng)爭(zhēng)，人才是企業(yè)的第一資源，是科技進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的資源和主要推動(dòng)力[2]。石礦企業(yè)主要為私營企業(yè)，地理位置偏僻，工作環(huán)境不佳，管理相對(duì)粗放，同時(shí)我國各大院校尚無專業(yè)的砂石開發(fā)和加工的專業(yè)，導(dǎo)致整個(gè)行業(yè)專業(yè)技能人才和高級(jí)管理人才緊缺。

湖州新開元碎石有限公司是我國砂石行業(yè)內(nèi)首批國家級(jí)綠色礦山企業(yè)，該企業(yè)擁有一支高素質(zhì)的技術(shù)和管理團(tuán)隊(duì)，同時(shí)與中國礦業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、北京建筑大學(xué)、中科院上海硅酸鹽研究所、特雷克斯、美卓礦機(jī)、澳瑞凱爆破、中國砂石協(xié)會(huì)等企事業(yè)單位形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系，經(jīng)過十余年的努力，高標(biāo)準(zhǔn)的建成了綠色礦山和綠色骨料加工體系，成為我國砂石行業(yè)綠色礦山建設(shè)的典型。

砂石行業(yè)綠色骨料加工體系涉及現(xiàn)場(chǎng)精益化管理、安全標(biāo)準(zhǔn)化管理、“兩化融合”、高品質(zhì)砂石骨料加工、三廢治理和尾礦綜合利用等工作，這些工作需要一支結(jié)構(gòu)合理的人才隊(duì)伍支撐。因此，人才隊(duì)伍建設(shè)必須引起全行業(yè)的重視。

2 清潔高效骨料加工

砂石是構(gòu)成建筑體的消耗量最大的原材料，提高礦石產(chǎn)品質(zhì)量有利于提高建筑物質(zhì)量，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)寶貴資源利用最大化的有效途徑。我國已經(jīng)形成了較完善的道路、鐵路、普通建筑物等用碎石和機(jī)制砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，如普通建筑用砂石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)《GB/T14685—2011建設(shè)用卵石、碎石》和《GB/T14684—2011建設(shè)用砂》，對(duì)產(chǎn)品的級(jí)配、針片狀、含泥量等指標(biāo)做了嚴(yán)格的規(guī)定。但目前市場(chǎng)上的碎石和機(jī)制砂產(chǎn)品粒形、級(jí)配、含泥量等質(zhì)量指標(biāo)問題較多，難以達(dá)到到有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)建筑物質(zhì)量和壽命造成嚴(yán)重影響。

普通石料一般采用兩級(jí)破碎和篩分工藝，產(chǎn)品分級(jí)較粗，部分地區(qū)仍采用連續(xù)級(jí)配的砂石料。高品質(zhì)石料生產(chǎn)工藝一般為三級(jí)破碎、一級(jí)整形、多級(jí)篩分和石料產(chǎn)品單級(jí)配儲(chǔ)存，同時(shí)對(duì)影響產(chǎn)品質(zhì)量的破碎機(jī)工作參數(shù)、振動(dòng)篩工況等進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，確保砂石產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。先進(jìn)砂石企業(yè)同時(shí)按照檢驗(yàn)制度，高頻率的對(duì)砂石產(chǎn)品進(jìn)行取樣實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化砂石加工系統(tǒng)工藝參數(shù)。依據(jù)湖州新開元碎石有限公司砂石骨料加工系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，只有找到合理的生產(chǎn)匹配點(diǎn)才能生產(chǎn)出高品質(zhì)的石子。新開元公司配置多臺(tái)高性能圓錐破碎機(jī)，隨著襯板的磨損，機(jī)口的大小設(shè)置一直在變小，但測(cè)機(jī)口實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)難度較高，通過建立生產(chǎn)電流和機(jī)口尺寸的關(guān)聯(lián)模型，成功實(shí)現(xiàn)機(jī)口在線監(jiān)測(cè)和自動(dòng)調(diào)節(jié)，有效保證了產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性。新開元同時(shí)基于機(jī)器視覺技術(shù)，利用高速攝像機(jī)和智能圖形識(shí)別在線監(jiān)測(cè)成品皮帶機(jī)上石料的粒徑和級(jí)配，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)篩工況的監(jiān)管，有效保證了成品砂石中超規(guī)格問題，同時(shí)依據(jù)級(jí)配變化控制破碎機(jī)運(yùn)行參數(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

我國機(jī)制砂產(chǎn)品主要為粗砂，細(xì)度模數(shù)偏高，天然砂替代率較低。隨著我國優(yōu)質(zhì)天然砂可采資源的逐步枯竭，砂石企業(yè)發(fā)展可完全替代天然砂的機(jī)制砂加工技術(shù)迫在眉睫。與碎石加工技術(shù)相比，我國機(jī)制砂加工技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)有效突破。實(shí)踐證明，一味依賴制砂設(shè)備難以生產(chǎn)出可完全替代天然砂的機(jī)制砂。湖州新開元碎石有限公司與南京工業(yè)大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)合作，以設(shè)備和工藝兩條線，建立粗細(xì)砂粒篩分分離、粗砂粒細(xì)碎、粗細(xì)砂混合的SCM法混合制砂技術(shù)[3]，實(shí)現(xiàn)了機(jī)制中砂的連續(xù)生產(chǎn)，且成本可控、質(zhì)量可靠。

因此，砂石企業(yè)也不必拘泥于現(xiàn)有技術(shù)體系，只有結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀，通過技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)機(jī)制砂石的穩(wěn)定和連續(xù)生產(chǎn)，才能高標(biāo)準(zhǔn)的建成骨料綠色加工體系。

3 三廢治理

三廢治理水平是評(píng)判是否達(dá)到綠色礦山建設(shè)最重要的指標(biāo)，也是政府認(rèn)定石礦企業(yè)達(dá)到生產(chǎn)要求的基本參考條件。三廢如果不治理，將會(huì)造成塵土飛揚(yáng)污染環(huán)境和職業(yè)病危害，廢水排入江河造成水體污染，固體廢棄物堆積如山。粉塵要秉承源頭治理的原則，廢水凈化后循環(huán)利用，尾礦綜合利用變廢為寶。

粉塵產(chǎn)生的源頭是礦石的破碎和道路運(yùn)輸過程，包括爆破、裝運(yùn)及加工。對(duì)于爆破宜采用裝有布袋除塵器的鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，水袋壓孔和爆破面灑水潤(rùn)濕，逐孔微差起爆，降低爆破粉塵量和揚(yáng)塵高度；運(yùn)輸?shù)缆酚不?，不僅防止運(yùn)輸過程的揚(yáng)塵問題，而且會(huì)降低運(yùn)輸成本；加工區(qū)首先要密閉廠房防止逸散，并對(duì)破碎機(jī)排料口下的皮帶再密閉，然后用除塵器吸走粉塵過濾凈化后排放。干法生產(chǎn)振動(dòng)篩等也要進(jìn)行強(qiáng)化密閉，凈化除塵。皮帶轉(zhuǎn)接點(diǎn)的落差要盡量低，當(dāng)落差較高時(shí)需要設(shè)置卸料緩沖斗。

濕法生產(chǎn)工藝則需建立泥沙水分離系統(tǒng)，利用洗砂機(jī)實(shí)現(xiàn)一次粗細(xì)砂分離。利用水力旋流器實(shí)現(xiàn)二次細(xì)砂泥分離，回收細(xì)砂反摻機(jī)制砂，優(yōu)化機(jī)制砂級(jí)配。利用沉淀池和壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)三次泥水分離，處理后的中水循環(huán)利用。

湖州新開元碎石有限公司2003年以來，研發(fā)形成三代泥砂水固液分離技術(shù)。2012年建成第三代泥砂水固液分離系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)年處理生產(chǎn)廢水360萬方，年回收細(xì)砂30萬t、細(xì)尾泥15萬t，細(xì)尾泥用于回填采空區(qū)、替代黏土制磚、生產(chǎn)發(fā)泡陶瓷保溫板、陶瓷磚等[4]，實(shí)現(xiàn)綜合利用，公司資源綜合利用率達(dá)到99.5%，相關(guān)技術(shù)經(jīng)過權(quán)威部分驗(yàn)收達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。

4 現(xiàn)代數(shù)字化礦山建設(shè)

隨著互聯(lián)網(wǎng)+概念的推廣，我國大力實(shí)現(xiàn)“兩化融合”戰(zhàn)略。砂石行業(yè)雖然起點(diǎn)低，在工業(yè)化和信息化融合上完全實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

2011年以來，依據(jù)“兩化融合”，湖州新開元碎石有限公司建成企業(yè)網(wǎng)絡(luò)辦公系統(tǒng)，通過電腦、手機(jī)就可以在網(wǎng)上辦公，通過門戶網(wǎng)站、微信平臺(tái)、QQ群、微信群等發(fā)布和交流信息。公司建成“感知礦山、智慧環(huán)保”產(chǎn)銷系統(tǒng)智能監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)礦區(qū)內(nèi)人員、設(shè)備、環(huán)境和作業(yè)過程進(jìn)行感知，并科學(xué)的對(duì)人員、設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度。目前，公司已完全打破了“信息孤島”，基本實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)時(shí)段車間現(xiàn)場(chǎng)無人化，設(shè)備運(yùn)營狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)和健康管理自主化，產(chǎn)銷全過程信息化，公司內(nèi)部各級(jí)部門之間以及內(nèi)外部之間協(xié)同運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)辦公信息的自動(dòng)收集與處理、流動(dòng)與共享，決策科學(xué)化水平大幅度提高。

因此，砂石企業(yè)推進(jìn)“兩化融合”將有效提高企業(yè)安全管理水平、決策科學(xué)性、生產(chǎn)效率和人員績(jī)效等。

5 生產(chǎn)精益化管理

現(xiàn)場(chǎng)精益化管理將人員、機(jī)器、材料、方法等要素進(jìn)行有效管理，減少浪費(fèi)行為，提高效率。現(xiàn)場(chǎng)精益化管理針對(duì)企業(yè)中每位員工的日常行為方面提出要求，倡導(dǎo)從小事做起，力求使每位員工都養(yǎng)成事事“講究”的習(xí)慣，從而達(dá)到提高整體工作質(zhì)量的目的[5]，作為一種行之有效的科學(xué)管理方法，正在被越來越多的企業(yè)采納。

砂石企業(yè)礦區(qū)范圍大、流程長(zhǎng)，從業(yè)人員素質(zhì)參差不齊，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備多、粗大笨重，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)精益化管理難度較高。2014年以來，以減少浪費(fèi)、提高績(jī)效、促進(jìn)安全生產(chǎn)為目標(biāo)，湖州新開元碎石有限公司持續(xù)開展現(xiàn)場(chǎng)精益化管理，公司全面導(dǎo)入6S管理，通過對(duì)工器具、設(shè)備、維修備件、員工、庫房、加工區(qū)通道、危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)、辦公生活區(qū)等全要素、全環(huán)節(jié)進(jìn)行整理、整頓、清掃、清潔，消除各項(xiàng)浪費(fèi)行為和安全隱患，如工器具尋找、設(shè)備維修不到位、磨損件無序放置、員工勞保措施不到位等，提高工人的修養(yǎng)。通過全面導(dǎo)入現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化管理和卓越績(jī)效管理，重塑維修備件采購和領(lǐng)用流程、維修工作流程，優(yōu)化庫存布局，將生產(chǎn)組織信息上墻、動(dòng)態(tài)生產(chǎn)信息向一線工人公開等。標(biāo)準(zhǔn)化管理進(jìn)一步促進(jìn)庫存決策科學(xué)化、維修吊裝設(shè)備共享、生產(chǎn)組織和主要運(yùn)營信息透明等，降低生產(chǎn)成本，改善員工精神面貌，提高了員工自主管理水平，使組織活力化[6]。

6 結(jié) 語

目前，我國砂石礦山骨料綠色加工系統(tǒng)尚處于起步階段。依據(jù)“人才興礦、科技興礦”原則和湖州新開元碎石有限公司經(jīng)驗(yàn)，砂石礦山骨料綠色加工系統(tǒng)建設(shè)管理可借鑒內(nèi)容如下：1)融合內(nèi)外部資源的人才隊(duì)伍是骨料綠色加工系統(tǒng)建設(shè)基礎(chǔ)。2)依據(jù)有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)要持續(xù)進(jìn)行高品質(zhì)砂石骨料研發(fā)和工業(yè)化。3)粉塵秉承源頭治理的原則，建立全流程、有重點(diǎn)的粉塵防治體系。4)泥沙水處理依據(jù)粗砂、細(xì)砂、細(xì)尾泥、水逐級(jí)分離和綜合利用，確保零排放。5)推行現(xiàn)場(chǎng)精益化管理，達(dá)到卓越績(jī)效管理的目標(biāo)。

宏觀政策和可持續(xù)發(fā)展倒逼砂石企業(yè)必須加快砂石綠色加工體系建設(shè)，砂石企業(yè)如能夠?qū)W習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、積極創(chuàng)新、認(rèn)真實(shí)踐，一定能夠達(dá)成目標(biāo)。同時(shí)，建議砂石企業(yè)基于政策和市場(chǎng)，能夠制定更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)，科學(xué)規(guī)劃骨料加工系統(tǒng)，將為企業(yè)引領(lǐng)市場(chǎng)，推動(dòng)我國砂石產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、走向世界奠定更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。