唐山三友礦山公司石灰石礦無(wú)廢開(kāi)采的實(shí)踐

王連海，劉鐵亮，代麗芹

（唐山三友礦山有限公司， 河北 唐山市 063101）

唐山三友礦山公司石灰石礦無(wú)廢開(kāi)采的實(shí)踐

王連海，劉鐵亮，代麗芹

（唐山三友礦山有限公司， 河北 唐山市 063101）

通過(guò)對(duì)礦山無(wú)廢開(kāi)采理論的探討，提出了實(shí)現(xiàn)無(wú)廢開(kāi)采的方法和途徑。結(jié)合唐山三友礦山公司石灰石礦的開(kāi)采特點(diǎn)，闡述了其無(wú)廢開(kāi)采的技術(shù)路線及工程實(shí)踐，可為類似礦山無(wú)廢開(kāi)采提供借鑒。

石灰石；無(wú)廢開(kāi)采；綠色礦山

1 無(wú)廢開(kāi)采的理論

礦業(yè)的快速發(fā)展，支撐了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定快速增長(zhǎng)，但礦業(yè)開(kāi)采同時(shí)也破壞了自然環(huán)境，產(chǎn)生了大量廢料——采礦剝離物、選礦尾砂、廢水、廢氣等，在有色金屬或稀有金屬開(kāi)采中，最終獲得的產(chǎn)品量只占開(kāi)采量的5%～10%，剩下的大部分廢料需要占用場(chǎng)地堆棄。采礦不但破壞了原地形地貌，而且還會(huì)產(chǎn)生二次污染，形成泥石流、滑坡、塌陷、坍塌、透水等一系列的地質(zhì)災(zāi)害隱患，隨著開(kāi)采量的增加，采礦活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響愈來(lái)愈嚴(yán)重。在此背景下提出了礦業(yè)開(kāi)采的新概念——無(wú)廢開(kāi)采。

我國(guó)早在“九五”期間就投入大量資金開(kāi)展礦山環(huán)境綜合治理工作，并逐步提出了少?gòu)U和無(wú)廢開(kāi)采理念，鼓勵(lì)地下充填法開(kāi)采，大力倡導(dǎo)清潔生產(chǎn)，促進(jìn)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

無(wú)廢開(kāi)采是一項(xiàng)綜合技術(shù)，涉及資源勘探、開(kāi)采設(shè)計(jì)、選礦工藝、副產(chǎn)物利用、環(huán)境治理等多學(xué)科、跨行業(yè)、跨部門的系統(tǒng)工程，其涵蓋以下幾個(gè)方面：首先是礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)性，并兼顧短期和長(zhǎng)期性，企業(yè)只有獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益后，才能有足夠的能力開(kāi)展環(huán)境、副產(chǎn)物利用等方面的工作；二是礦產(chǎn)資源綜合回收利用，資源不可再生，主采元素及伴生礦物合理有序的利用，才能保障礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，造福子孫后代；三是廢物產(chǎn)出要小，采礦的同時(shí)不可避免地產(chǎn)出廢料，如何做到危害最少，是采礦和選礦工藝所需控制的，這是減小礦業(yè)開(kāi)采負(fù)面效應(yīng)的關(guān)鍵；四是廢石、尾礦等廢物的利用是無(wú)廢開(kāi)采的核心內(nèi)容，將廢物資源化，不但可有效遏制礦山開(kāi)采的負(fù)面效應(yīng)，而且還可為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2 實(shí)現(xiàn)無(wú)廢開(kāi)采的方法和途徑

無(wú)廢開(kāi)采，一方面是要盡量扼制廢料的產(chǎn)出，另一方面是要尋找有效的方法對(duì)產(chǎn)出的廢料進(jìn)行處理。實(shí)現(xiàn)無(wú)廢開(kāi)采的方法與礦山自身地質(zhì)條件（礦種、賦存狀態(tài)等）、采選工藝、礦產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性等緊密相關(guān)，且隨技術(shù)經(jīng)濟(jì)的變化而不斷提高，主要有以下幾方面。

（1）確定合理的采礦方法和工藝。根據(jù)礦體賦存情況、開(kāi)采工藝、產(chǎn)品市場(chǎng)等特點(diǎn)，確定合理開(kāi)采品位及采礦工藝參數(shù)，使用先進(jìn)的采礦設(shè)備，合理布置地下采準(zhǔn)工程，采用充填法等，盡最大可能減少?gòu)U石的產(chǎn)出。

（2）確定合理的選礦方法和工藝。在技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件許可下，最大限度地回收利用伴生礦物元素，減少?gòu)U石和尾礦的排放是無(wú)廢開(kāi)采的重要內(nèi)容，也是需要加強(qiáng)研究的問(wèn)題。

（3）采出礦巖的綜合回收利用。通過(guò)各種途徑和方式對(duì)開(kāi)采出的礦石與巖石，根據(jù)其物理性質(zhì)和化學(xué)成份，從不同的角度分門別類地加以利用，盡最大可能減少尾礦的產(chǎn)生。

（4）排放廢料的綜合治理。無(wú)論是廢石的堆棄還是尾礦的排放均需要綜合治理，對(duì)排土場(chǎng)和尾礦庫(kù)進(jìn)行綠化、復(fù)墾，對(duì)廢棄物進(jìn)行二次利用，盡最大可能減少采礦對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

3 石灰石無(wú)廢開(kāi)采技術(shù)路線

石灰石是制造水泥、石灰、電石的主要原料，是冶金工業(yè)中不可缺少的熔劑灰?guī)r。石灰石因儲(chǔ)量大、范圍廣，在開(kāi)采時(shí)大多數(shù)采富棄貧，而且均采用露天開(kāi)采，對(duì)環(huán)境的破壞較大，開(kāi)采規(guī)模小型化居多，開(kāi)采工藝簡(jiǎn)單，排棄物隨意堆棄，粉塵較大，因廢料塊度不均、不易保水，綠化較困難。

石灰石礦山開(kāi)采加工相對(duì)金屬礦山簡(jiǎn)單，其產(chǎn)生的廢物主要有：表層剝離物、開(kāi)采境界內(nèi)低于邊界品位的圍巖夾層、生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵。存在的安全隱患主要有：排土場(chǎng)泥石流、滑坡，邊坡坍塌等。無(wú)廢開(kāi)采的主要途徑有：確定合理經(jīng)濟(jì)的剝采比；根據(jù)不同礦石品位確定不同的產(chǎn)品種類；根據(jù)礦巖賦存條件確定適合的采剝工藝和方法。

地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理也是無(wú)廢開(kāi)采的一項(xiàng)重要內(nèi)容，國(guó)家按照“誰(shuí)受益誰(shuí)治理”的原則，要求企業(yè)在必須采取有效措施消除地質(zhì)災(zāi)害隱患的同時(shí)，對(duì)破壞的自然環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)。一是排土場(chǎng)綠化；二是閉坑后的采區(qū)邊幫治理綠化；三是降低或消除生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵。

4 唐山三友礦山無(wú)廢開(kāi)采的實(shí)踐

唐山三友礦山公司以“減量化、再利用、資源化”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念為指導(dǎo)思想，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)勘探確定礦體和圍巖的質(zhì)量及其分布情況和儲(chǔ)量，結(jié)合市場(chǎng)，根據(jù)不同產(chǎn)品不同質(zhì)量要求和個(gè)別指標(biāo)控制要素，結(jié)合礦山實(shí)際情況，通過(guò)科學(xué)的組織管理，靈活采用分區(qū)開(kāi)采、橫向開(kāi)采、陡幫開(kāi)采、組合臺(tái)階開(kāi)采、混爆分采、分爆分采等多種開(kāi)采方式，探索出了石灰石礦山無(wú)廢開(kāi)采的先進(jìn)技術(shù)，具體如下：

（1）調(diào)整礦山采剝布局，利用巖層傾角65°～90°的特點(diǎn)實(shí)施混爆分采，開(kāi)采過(guò)程中采用小孔徑鉆機(jī)穿孔，減少礦巖混合，提高礦石回采率（達(dá)到97%），將損失率和貧化率降低到3%，從而提高了礦巖綜合利用水平；

（2）把礦體圍巖夾層中符合水泥石質(zhì)量的灰石，分采出來(lái)生產(chǎn)水泥石，其地質(zhì)平均品位為含CaO＞48%、MgO＜6%；

（3）把礦體圍巖夾層中符合煉鋼熔劑灰石質(zhì)量的灰石，用電鏟挑選出來(lái)，生產(chǎn)煉鋼熔劑灰石，其地質(zhì)平均品位為含CaO＞48%、SiO2＜3%；

（4）在礦體圍巖中挑選平均地質(zhì)品位為含CaCO3在85%以下、含MgCO3在14%以上、硬度系數(shù)為10～12的廢石，經(jīng)破碎后生產(chǎn)建材石；

（5）既不能作水泥石又不能作熔劑灰石、建材石的圍巖，作為填海造地的碎石銷售；

（6）對(duì)采區(qū)表層土，在開(kāi)采初期就注意收集堆存，以用于排土場(chǎng)頂部和坡面綠化覆土；

（7）對(duì)生產(chǎn)中產(chǎn)生的超標(biāo)大塊（＞1m），按照不同成色和質(zhì)地，通過(guò)雕刻、切割加工成石材制品，如裝飾用板材、石球、石獅、石桌，小工藝品等，礦山公司專門建設(shè)了石材加工廠，在唐山市首創(chuàng)無(wú)輻射天然綠色石制品，并已形成規(guī)?；a(chǎn)；

（8）綠色礦山建設(shè)，三友礦山先后投入3000余萬(wàn)元，對(duì)原來(lái)的排土場(chǎng)和已閉坑的采區(qū)邊幫進(jìn)行綠化，恢復(fù)植被，其中一期治理工程已經(jīng)見(jiàn)成效，在消除滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患的同時(shí)，起到了固土降塵的作用，目前礦山區(qū)內(nèi)綠化面積達(dá)到了14.3萬(wàn)m2，礦區(qū)內(nèi)共栽植樹、灌木17.5萬(wàn)株，為石灰?guī)r礦山治理起到良好的示范作用，2007年被唐山市委、市政府授予“礦山生態(tài)治理模式試驗(yàn)示范點(diǎn)”。

5 結(jié) 論

唐山三友礦山公司通過(guò)實(shí)踐摸索出合理的開(kāi)采工藝與方案，形成了完整的資源綜合回收利用體系，經(jīng)過(guò)十幾年的不懈努力，實(shí)現(xiàn)了剝離廢棄物不占地堆存，從源頭上消除了泥石流、排土場(chǎng)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患，達(dá)到了無(wú)廢開(kāi)采和打造綠色礦山的目的。

［1］ 黃志偉.無(wú)廢開(kāi)采評(píng)價(jià)理論的研究［D］.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2003：25－28.

［2］ 黃志偉，古德生.我國(guó)礦山無(wú)廢開(kāi)采的現(xiàn)狀［J］.礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2002，22（4）：9－10，32.

［3］ 鮑愛(ài)華.生態(tài)礦山建設(shè)的幾點(diǎn)思考［J］.礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2005，25（3）：1－4.

2012－07－19）

王連海（1973－），男，河北遷西縣人，高級(jí)工程師，在讀工程碩士，主要研究礦山開(kāi)采工藝，Email：sanyouwlh＠126.com。