工程設(shè)計在礦山建設(shè)中的作用

袁祖營

摘要：我們把企業(yè)劃分成三種類型，即加工市場型、資源生產(chǎn)型、商業(yè)服務(wù)型，這雖略嫌主觀，但簡單明了。礦山企業(yè)是從事礦產(chǎn)資源開發(fā)、加工而服務(wù)于社會的企業(yè)，礦產(chǎn)資源是企業(yè)活動的基礎(chǔ)，利用礦產(chǎn)資源是企業(yè)活動的目的。毋庸置疑，礦山企業(yè)應(yīng)屬資源生產(chǎn)型。礦產(chǎn)是不可再生資源，礦山有一定的服務(wù)年限。如何使礦山有限的資源，發(fā)揮出最大的經(jīng)濟與社會效益將是礦山建設(shè)、經(jīng)營的永恒主題，這需要系統(tǒng)的科學(xué)研究、規(guī)劃設(shè)計與合理運營。

關(guān)鍵詞：礦山建設(shè)；礦石；礦產(chǎn)

如果把影響礦山企業(yè)綜合效益的因素按主次來排序，應(yīng)該是資源、政策、市場、生產(chǎn)……礦山企業(yè)對資源的依賴就像人類與水的關(guān)系，如何找到水源，怎樣將“水”從地下抽出來，又怎么將“水”除垢過濾、以至于加熱殺菌成為可食用的水，這個過程相對應(yīng)于礦山就是地勘、采掘、選礦、冶金。這四個環(huán)節(jié)取其“心”即采掘、選礦，此“心”便是礦山企業(yè)的主體業(yè)務(wù)。資源工業(yè)生產(chǎn)運營綜合效益的最大化、合理化，依托什么呢？理所當(dāng)然，應(yīng)該是科學(xué)研究、合理規(guī)劃和正規(guī)設(shè)計。緣何這么說呢？原因如下：

1 礦山科研試驗回報企業(yè)的是——“未卜先知”

礦產(chǎn)是大地產(chǎn)出的靈寶，它是不可再生的，自然礦石也各具其獨特性。每座礦山地質(zhì)構(gòu)造、選冶性質(zhì)雖有某些共性，但也都有各自的特性，反映到采掘與選冶的生產(chǎn)工藝技術(shù)方面，雖有某些可供借鑒之處，但是萬不能套用。因此，礦山地質(zhì)勘查、礦石性質(zhì)、采掘方法、選冶工藝的研究試驗是必不可少的?？萍际堑谝簧a(chǎn)力，只有科學(xué)透徹的研究試驗，才能得出確切的資源儲量、礦體特征、礦石物理化學(xué)特性、采礦開拓方案、選冶工藝方案等，為礦山建設(shè)的整體規(guī)劃、工程設(shè)計提供必要依據(jù)。以下我著重對礦山的礦石性質(zhì)與選冶試驗研究的主要內(nèi)容給大家介紹一下：

1.1 礦石性質(zhì)研究的內(nèi)容：

各類型原礦的化學(xué)組成的研究（光譜半定量分析、化學(xué)全分析、化學(xué)多元素分析等）：查清礦石中所含化學(xué)成份，主要有用組分和伴生有用、有益、有害組分的含量，賦存狀態(tài)和變化規(guī)律；

礦物組成的研究（礦物物相分析、巖礦鑒定等）：查清礦石中各種礦物的種類、含量、賦存狀態(tài)。

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造，有用礦物的粒度、晶粒形態(tài)、嵌布方式、結(jié)晶世代，礦物生成順序和共生關(guān)系。

礦石及其組成礦物的物理、化學(xué)、物理化學(xué)性質(zhì)以及其它性質(zhì)的研究：如礦石比重、光澤、硬度、脆性、濕度、氧化程度、溶解度、泥化程度、摩擦角、堆積角、可磨度、晶體構(gòu)造等。

1.2 探索性礦石可選性研究：根據(jù)原礦性質(zhì)研究與選冶理論，結(jié)合國內(nèi)外礦山生產(chǎn)工藝實踐確定出多套礦石加工工藝方法，采用多套選冶方法（如磁選、浮選、重選、化學(xué)浸出等）多種工藝方法進行小型試探性條件試驗，并適當(dāng)進行全流程試驗研究，總結(jié)并對比試驗指標(biāo)，初步確定出科學(xué)合理的生產(chǎn)流程。

1.3 實驗室擴大連續(xù)性選冶試驗：針對探索性試驗得出的結(jié)論，進行系統(tǒng)的選冶廠建廠全流程試驗，對選定的流程擴大規(guī)模的連續(xù)性試驗研究，得出比較接近生產(chǎn)的試驗指標(biāo)與設(shè)備參數(shù)，其中包括一定的環(huán)保試驗、節(jié)能研究試驗等，為選冶廠建廠工程設(shè)計提供必要的指標(biāo)數(shù)據(jù)。

1.4 試驗中工藝礦物學(xué)研究：試驗過程中的各中間產(chǎn)物與產(chǎn)品必要時均要進行礦石的工藝礦物學(xué)研究，詳細(xì)分析礦石的選冶性能情況，查清礦石選冶工藝中的階段特性。

以上是巖礦實驗測試與選冶研究試驗的具體內(nèi)容，這些有沒有必要做呢？做為一個礦山專業(yè)技術(shù)人士，答案是不言而喻的——只有研究透了，才能使投資者心如明鏡，明白礦山價值所在。其實，礦山地質(zhì)勘查、采掘都同樣需要研究試驗，在這就不詳細(xì)論述了。總之，礦山建設(shè)需要系統(tǒng)的科研試驗，這樣才能使礦業(yè)投資者有的放矢、避免失誤。

2 礦山建設(shè)只有科學(xué)規(guī)劃才能運籌帷幄

提及規(guī)劃，大家更多想到的是國家第幾個“五年”發(fā)展計劃、“十年”發(fā)展規(guī)劃等，其實我們的礦山建設(shè)同樣需要科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)劃。礦山在基本探明資源及初步摸清建設(shè)條件的情況下，根據(jù)地質(zhì)資料、礦山采礦研究、選冶試驗研究和其它研究成果，結(jié)合投資者自身的企業(yè)發(fā)展思路、資金實力、社會政策等，科學(xué)合理地提出礦山建設(shè)規(guī)模、建設(shè)進程、生產(chǎn)服務(wù)年限、采礦開拓基本方案、選別原則流程、產(chǎn)品方案與建廠工程原則方案等，以此初步估算出建設(shè)投資與投資效果。這步工作可謂是礦山實質(zhì)性建設(shè)的“智慧”性的頭一炮，合格的礦山企業(yè)老板與職業(yè)礦山企業(yè)經(jīng)理人，頭腦中應(yīng)該更多的去想這個問題。科學(xué)規(guī)劃給礦山投資得出初步的綜合性評價，有了科學(xué)且切合企業(yè)自身的規(guī)劃，項目下一步的可研、立項、工程設(shè)計才能有一個明確的目標(biāo)，礦山建設(shè)才能運籌帷幄、有序?qū)嵤?/p>

3 科學(xué)實用的工程設(shè)計能使礦山高效節(jié)約化

礦山工程是一個相對復(fù)雜的課題，涉及的學(xué)科較多。礦山建設(shè)過程中地質(zhì)、井建、采礦、選礦、建筑、結(jié)構(gòu)、總圖運輸、電器、給排水、機械、暖通、環(huán)保、安全、經(jīng)濟等專業(yè)技術(shù)面面俱到，不能說缺一不可，至少技術(shù)不到位，會造成隱患或浪費，往往得不償失。所以，科學(xué)實用的工程設(shè)計是保障礦山建設(shè)工程安全、合理、節(jié)約、高效的法寶。企業(yè)可以自已靠經(jīng)驗去搞工程，但由于企業(yè)工程技術(shù)、人才、經(jīng)驗的不足，可能會直接導(dǎo)致相對嚴(yán)重的后果。再說，礦山工程與普通的工業(yè)建設(shè)項目有很大不同，其有著資源、地形、采掘協(xié)調(diào)、安全（高危）、服務(wù)年限等明顯的特點，注定其工程設(shè)計必須要力求科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、正規(guī)。下面我主要針對工程設(shè)計主要內(nèi)容給大家加以闡述。

很多人都會將礦山工程項目可行性研究報告與項目建議書也歸屬于工程設(shè)計的范圍，其實不然，項目可研與建議書屬于工程咨詢的內(nèi)容。項目可研報告主要是從微觀角度對項目本身的可行性進行分析論證，側(cè)重于項目的內(nèi)部條件和技術(shù)分析，包括市場前景是否看好、投資回報是否理想、技術(shù)方案是否合理和先進、資金來源是否落實、項目建設(shè)和運行的外部配套條件是否有保障等主要內(nèi)容，主要作用是幫助投資者進行正確的投資決策、選擇科學(xué)合理的建設(shè)實施方案。

近幾年，我國又出臺了項目核準(zhǔn)申請制度，要求工業(yè)建設(shè)項目要編制項目核準(zhǔn)申請報告。項目核準(zhǔn)申請報告也屬于工程咨詢的范疇，主要是從宏觀角度對項目的外部性影響進行論述，側(cè)重于經(jīng)濟和社會分析，主要包括擬建項目的基本情況和該項目的外部影響，如該項目對國家經(jīng)濟安全、地區(qū)重大布局、資源開發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境保護、防止行業(yè)壟斷和保護公共利益等方面會造成哪些有利或不利的影響。項目申請報告是政府對項目進行審查以決定是否允許其投資建設(shè)的重要依據(jù)。

礦山工程設(shè)計，通常包括初步設(shè)計與施工圖設(shè)計兩部分。對于新型礦種、復(fù)合型礦種、難選礦種，將在初步設(shè)計之后、施工圖設(shè)計之前進行礦石的半工業(yè)性試驗、或工業(yè)性試驗，然后在此科研成果的基礎(chǔ)上開展技術(shù)設(shè)計，對以選礦工藝為主體的各項設(shè)計方案開展進一步的研究、比較、細(xì)化、優(yōu)化。工程設(shè)計的目的是將工程建設(shè)方案具體到實施過程的細(xì)節(jié)（如圖紙、造價、進度等），為企業(yè)提供礦山工程施工投資額、設(shè)備定貨、工程施工、職工招募培訓(xùn)、生產(chǎn)資料準(zhǔn)備等必須文件及圖紙資料。

礦山初步設(shè)計與施工圖設(shè)計具體來說，內(nèi)容如下：

3.1 礦山工程初步設(shè)計。

初步設(shè)計是在工程負(fù)責(zé)人（或稱工程項目總設(shè)計師）的組織下，各專業(yè)分篇編寫其專業(yè)說明書、繪制設(shè)計圖紙、編制設(shè)備清單及概算表，然后由工程負(fù)責(zé)人組織有關(guān)專業(yè)資料匯總成設(shè)計文件。一般分三大部分，分別為說明書、設(shè)計圖紙、設(shè)備訂貨表。初步設(shè)計說明書一般有總論、技術(shù)經(jīng)濟、地質(zhì)、巖石力學(xué)、采礦、礦山機械、選礦、尾礦設(shè)施、總圖運輸、給排水、電力、自動化及電信、熱力及采暖通風(fēng)、機修汽修及電修、土建、環(huán)境保護、安全與工業(yè)衛(wèi)生、節(jié)能與消防、概算等內(nèi)容。各專業(yè)的設(shè)計圖紙與設(shè)備訂貨表要匯總成獨立的文件資料。

目前國家主管單位要求做礦山工程項目初步設(shè)計安全專篇、環(huán)保專篇、尾礦庫專篇，最近也要求要做節(jié)能專篇，這幾項設(shè)計資料是新加的專篇，要求形成初步設(shè)計的附加獨立文本形式提交。

3.2 礦山施工圖設(shè)計。

礦山施工圖設(shè)計是將初步設(shè)計工程方案的具體化，根據(jù)初步設(shè)計文件的評審結(jié)論，各個專業(yè)繪制工程施工圖紙，并對初步設(shè)計有所修改或補充部分適當(dāng)編制施工圖設(shè)計說明及補充設(shè)備訂貨表。

施工圖設(shè)計應(yīng)達到如下基本要求：

滿足所有設(shè)備、材料的定貨要求；滿足非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)件的制作要求；滿足井建、開拓、采礦、選礦廠、尾礦庫工程建設(shè)的土建、電氣、給排水等等各個方面施工的圖紙資料要求，做為施工單位招標(biāo)、施工預(yù)算及施工組織計劃編制的依據(jù)，施工單位嚴(yán)格按施工圖進行施工作業(yè)；作為竣工投產(chǎn)與工程驗收的依據(jù)。

4 礦山企業(yè)范例

這里有部分礦山建設(shè)與生產(chǎn)中的范例，有成功的，也有不成功的，值得學(xué)習(xí)借鑒。

內(nèi)蒙古一家有色金屬礦山投資上億元建成礦山采選工程，沒有請專業(yè)礦山設(shè)計單位進行設(shè)計，也沒有進行礦山必要的科研試驗，聘請幾個專業(yè)人員自主籌建，且不說建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高低、工程投資是省還是浪費，單在企業(yè)建成投產(chǎn)的第一次采掘大爆破時，由于沒有進行礦石硬度、可碎性、爆破性能試驗的系列參數(shù)，一個大爆破將整個開拓、采掘系統(tǒng)全部摧毀，導(dǎo)致整個礦體無法開采，可謂損失慘重。

東北一家礦山建成一座日處理500噸的多金屬浮選廠，是自行設(shè)計籌建起來的，土建、電器、給排水建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低得讓人不堪入目，選廠投產(chǎn)后設(shè)備無法起吊檢修，車間內(nèi)排水沒有系統(tǒng)設(shè)計，廢水滿地亂流，電氣線路雜亂無章、故障頻發(fā)，更重要的是由于工藝設(shè)計不順，浮選機選型與安裝連接不暢通，導(dǎo)致生產(chǎn)指標(biāo)低下，時開時停，經(jīng)過幾番改造后，才勉強得以“亞健康”性生產(chǎn)。

河北一家鐵礦山建設(shè)時因沒有實施正規(guī)的設(shè)計，投產(chǎn)不久主廠房地基下沉，設(shè)備基礎(chǔ)與廠房構(gòu)造柱均產(chǎn)出嚴(yán)重裂縫，無法維持生產(chǎn)，無奈之下只得拆除重建。以上三家的教訓(xùn)深刻，我們得引以為戒，反觀幾個正規(guī)設(shè)計的企業(yè)，如寶鋼梅山鐵礦、山東焦家金礦、江銅德興銅礦等等，雖花費了一些資金和時間，但效益是有目共睹的，大家可以分析掂量一下。我覺得科學(xué)、正規(guī)的設(shè)計是不能省略的，是一定要去做的。

由此看來，我們應(yīng)該能清楚認(rèn)識到礦山科研、技術(shù)的重要性，礦山工程設(shè)計的確是一門科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n題。但如何能使工程設(shè)計先進、實用、節(jié)約卻需要我們認(rèn)真去研究探索，我認(rèn)為決定這一切主要在于兩點，第一是設(shè)計單位的設(shè)計思維，也可以認(rèn)為是設(shè)計院的經(jīng)營服務(wù)理念與責(zé)任心；第二點即是工程設(shè)計人員的綜合素質(zhì)。具體地說設(shè)計單位必須有良好的管理服務(wù)理念——一切以礦山綜合效益為中心，心底里有礦業(yè)主人翁責(zé)任感；人員組成最好是由既精通工程設(shè)計又懂現(xiàn)場操作、懂設(shè)備性能、懂施工管理的技術(shù)人員，形成互補協(xié)調(diào)的設(shè)計團隊，只有這樣才能在設(shè)計圖紙及文件中體現(xiàn)出上述的各項優(yōu)點，研究、醞釀設(shè)計出最先進、最實用、最節(jié)約、最安全、最潔凈且生產(chǎn)成本最低的礦山工程。