廣西銅坑礦綠色礦山地質(zhì)工作的方法與實(shí)踐

許遠(yuǎn)清,鄭 陽(yáng),劉孟宏,黎國(guó)炎,鐘 利

(廣西華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦, 廣西南丹縣 547205)

廣西銅坑礦綠色礦山地質(zhì)工作的方法與實(shí)踐

許遠(yuǎn)清,鄭 陽(yáng),劉孟宏,黎國(guó)炎,鐘 利

(廣西華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦, 廣西南丹縣 547205)

銅坑礦重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)和科技創(chuàng)新,走礦業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)保并重的可持續(xù)發(fā)展道路,成為第二批國(guó)家級(jí)綠色礦山試點(diǎn)單位。礦山地質(zhì)人員從地質(zhì)勘查到采準(zhǔn)出礦全過(guò)程中,根據(jù)實(shí)際情況,采用多鉆探、少掘進(jìn)、探采結(jié)合、礦體二次圈定等方法,對(duì)減少污染、降低成本、增加礦產(chǎn)資源利用價(jià)值起到了積極的作用。實(shí)踐證明,這些方法的合理利用,對(duì)綠色礦山的建設(shè)是行之有效的。

廣西大廠;銅坑礦;綠色礦山;探采結(jié)合

銅坑礦綠色礦山的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要全體員工的努力和社會(huì)的支持,如在采礦技術(shù)方面,高應(yīng)力破碎礦柱的開采,尾砂充填開采工藝,緩傾斜薄礦體開采等都取得了較大的進(jìn)展;在勘查設(shè)計(jì)和生產(chǎn)地質(zhì)工作中,一直貫徹“經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一”的思想原則,在礦產(chǎn)資源開發(fā)的全過(guò)程中實(shí)踐了綠色礦山的理念。

1 礦山簡(jiǎn)介

1.1 礦區(qū)地質(zhì)

大廠礦田位于丹池成礦帶的中部,分為東、中、西3個(gè)礦帶,銅坑礦床位于大廠錫礦資源最豐富的西礦帶北端,主要含礦地層為泥盆系硅質(zhì)巖和灰?guī)r,礦床東側(cè)出露花崗斑巖,西側(cè)出露閃長(zhǎng)玢巖,主要工業(yè)錫礦體均產(chǎn)于大廠斷裂上盤和長(zhǎng)坡倒轉(zhuǎn)背斜平緩的東翼[1-2]。礦石礦物以錫為主,伴生金屬有鋅、鉛、銻、銅、銀、鎢,稀散金屬有銦、鎵、鎘、硒等,非金屬礦產(chǎn)有硫、砷。

1.2 礦山開采歷史

據(jù)夏湘蓉《中國(guó)古代礦業(yè)開發(fā)史》記載,丹池礦區(qū)唐朝末年開始采丹砂和銀,南宋開始采錫?！缎煜伎陀斡洝分杏涊d:“銀、錫二廠,在南丹州東南四十里,其地(廠有三):曰新州,屬南丹州;曰高峰,屬河池州;曰中坑,屬那州”。1905年,龍濟(jì)光等人創(chuàng)辦慶云公司,錫年產(chǎn)量73.3～195.6 t。民國(guó)時(shí)期將長(zhǎng)坡、巴里、新州、高峰、同車江5廠合并稱為“大廠”[3]。現(xiàn)在的大廠礦區(qū),廣義而言,包括拉么、茶山在內(nèi),狹義而言,就是南丹縣大廠鎮(zhèn)。雖然大廠開采歷史已有千年,但1955年215地質(zhì)隊(duì)初到大廠時(shí),依然是青山綠水。1965年,215地質(zhì)隊(duì)正式提交了《廣西大廠錫鉛鋅礦田長(zhǎng)坡區(qū)儲(chǔ)量總結(jié)報(bào)告》。

銅坑礦開采設(shè)計(jì)由長(zhǎng)沙有色設(shè)計(jì)研究院承擔(dān), 1981年正式投產(chǎn),礦石產(chǎn)品通過(guò)5 km的索道運(yùn)往車河選礦廠。礦床采用側(cè)翼主副井-下盤風(fēng)井、主斜坡道聯(lián)合開拓。細(xì)脈帶礦體、91#礦體開采基本結(jié)束,目前正在大規(guī)模開采92#礦體。

2 建設(shè)綠色礦山的戰(zhàn)略意義

2.1 丹池地區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題

丹池地區(qū)有色金屬種類眾多,含量豐富,但由于不合理的開采,造成礦山生態(tài)環(huán)境惡化,尤其是1980～1990年代,廢碴、廢水任意排放,大量含砷、鎘、鉛等重金屬的廢水直排刁江,近百公里的河段魚蝦絕跡、人畜不能飲用,刁江被稱為“中國(guó)第一毒江”[4]。1997年廣西自治區(qū)把刁江作為重點(diǎn)治理對(duì)象,但要恢復(fù)到原來(lái)生態(tài)水平,還需長(zhǎng)期的治理。2011年大廠龍頭山“7.17”透水事件死亡83人; 2008年河池約200人砷中毒,村莊被污染;2012年春節(jié)期間河池龍江河鎘污染導(dǎo)致魚苗死亡不計(jì)其數(shù),部分柳州市民不敢飲水。顯然,當(dāng)災(zāi)害事件發(fā)生之后再去治理,所花的人力、財(cái)力有可能超過(guò)礦產(chǎn)品本身的價(jià)值,而且,所造成的社會(huì)影響和人身傷亡是難以補(bǔ)救的。因此,采、選、冶及加工企業(yè)只有在安全環(huán)保的基礎(chǔ)上,才能夠?qū)崿F(xiàn)真正的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.2 銅坑綠色礦山建設(shè)的重要性

由上可知,過(guò)去“先開發(fā),后治理”的思想一定要拋棄,必須引入生態(tài)文明和礦業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相統(tǒng)一的科學(xué)發(fā)展觀,才能適應(yīng)文明社會(huì)的進(jìn)步和需要。綠色礦山是以保護(hù)生態(tài)環(huán)境、降低資源消耗、追求可循環(huán)經(jīng)濟(jì)為目標(biāo),將綠色生態(tài)的理念與實(shí)踐貫穿于礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的全過(guò)程,它著力于科學(xué)、低耗和高效合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源[5]。銅坑礦是廣西華錫集團(tuán)股份有限公司的主要供礦基地,是丹池礦區(qū)規(guī)模最大的采礦企業(yè),因此,銅坑綠色礦山的建設(shè),對(duì)丹池礦區(qū)的依法辦礦、規(guī)范管理、環(huán)境保護(hù)、和諧社會(huì)的建設(shè)等必將起到積極的帶動(dòng)作用,對(duì)加速推動(dòng)丹池綠色企業(yè)的建設(shè)具有重要的戰(zhàn)略意義。

3 綠色理念在銅坑礦地質(zhì)工作中的應(yīng)用

國(guó)土資源部發(fā)布的《國(guó)家級(jí)綠色礦山基本條件》規(guī)定,綠色礦山有9個(gè)基本條件,其中4項(xiàng)主要是管理方面,另外5項(xiàng)即綜合利用、技術(shù)創(chuàng)新、節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)、土地復(fù)墾與地質(zhì)技術(shù)工作緊密相關(guān)。在銅坑礦地質(zhì)工作中多采用鉆探、盡量減少掘進(jìn)、對(duì)邊部礦段實(shí)施探采結(jié)合、采準(zhǔn)過(guò)程中進(jìn)行礦體二次圈定,應(yīng)用3Dmine三維立體化工程軟件進(jìn)行礦山地質(zhì)數(shù)字化管理,這些工作是銅坑礦在礦山地質(zhì)工作中對(duì)上述5項(xiàng)條件的具體實(shí)施。

3.1 礦山3DMine工程軟件

3DMine礦業(yè)工程軟件是符合我國(guó)礦山實(shí)際情況的三維創(chuàng)新軟件,有三維可視化效果,與銅坑礦現(xiàn)行CAD圖件相兼容,能建立完備的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù),可根據(jù)不同邊界品位快速進(jìn)行地質(zhì)儲(chǔ)量估算和任意切割礦體平剖面,從而可直觀地了解礦體的空間分布形態(tài),在礦山生產(chǎn)過(guò)程中易于控制采場(chǎng)采出礦品位和礦產(chǎn)儲(chǔ)量的動(dòng)態(tài)管理,實(shí)行礦山數(shù)字化管理。

3.2 多鉆探、少掘進(jìn)

大廠是錫多金屬礦床,礦山探采過(guò)程中所產(chǎn)生的廢石含有硫、鉛、鎘、砷等有害元素。雖然各地都進(jìn)行了循環(huán)利用,但是成本投入高,而且污染的治理效果不一定達(dá)標(biāo),所以,最好的方式就是減排或零排放。因此,銅坑礦地質(zhì)工作中,主要勘探線才使用坑探,垂直方向則全部使用上、下坑內(nèi)鉆孔控制,邊部和深部也采用鉆探控制。這樣,不但降低了掘進(jìn)和運(yùn)輸成本,而且減少了土地占用和環(huán)境污染,為綠色礦山的建設(shè)起到了積極的作用。

3.3 探采結(jié)合

92#礦體是特大型錫多金屬礦體,走向近于EW,傾向N,傾角較緩,密集節(jié)理脈和層間裂隙脈形成了網(wǎng)脈狀礦化,礦體中間厚大部位連續(xù)性較好。但是,礦體的深邊部規(guī)模變小,變薄,形態(tài)各異,呈現(xiàn)條帶狀、樹枝狀,連續(xù)性較差,甚至出現(xiàn)數(shù)個(gè)小礦體,若加密坑探控制,不僅難度極大,而且掘進(jìn)之后廢石較多,運(yùn)輸成本高,廢石也要污染環(huán)境,爆破的炮煙和鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)輸?shù)挠蜔熞矔?huì)傷害作業(yè)人員的健康,不利于清潔生產(chǎn)。因此,地質(zhì)人員很注重探采結(jié)合,如494水平南端礦體變化較大,由于邊部礦體儲(chǔ)量不大,所以202-1#和202-2#勘探線不做專門的坑探,而是直接利用探采巷道、聯(lián)絡(luò)道和出礦穿脈巷控制礦體邊界,如此,既能探明礦體,又起到了節(jié)能減排的效果。

3.4 礦體二次圈定

由于種種原因,如探礦工程的控制程度不夠,深邊部礦體空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜,形態(tài)多變,控礦構(gòu)造因素的變化,礦體的連接方法存在差異等特點(diǎn),造成最終礦體的空間形態(tài)與原來(lái)圈定的存在差異,甚至儲(chǔ)量的變動(dòng)也很大,經(jīng)過(guò)采準(zhǔn)工程揭露后,即使儲(chǔ)量不變的采場(chǎng),其礦體界線卻變動(dòng)較大,原來(lái)的回采設(shè)計(jì)明顯不適應(yīng)。若不重視二次圈定,貧化損失就難以控制。不增加新的坑探工程,而直接利用采準(zhǔn)過(guò)程的鑿巖道、聯(lián)絡(luò)道和出礦穿脈巷控制礦體邊界,降低了貧損率,實(shí)踐證明二次圈定是極為有效的方法。

4 結(jié)論與建議

(1)企業(yè)應(yīng)牢固樹立環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的思想[6]。綠色礦山的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,關(guān)系到采礦技術(shù),礦井水及重金屬污染等方面的綜合治理。地質(zhì)人員從源頭開始就注重節(jié)能減排,在探礦階段盡量采用鉆探,減少坑道掘進(jìn),在開采階段利用探采結(jié)合,二次圈定,結(jié)合3DMine礦業(yè)工程軟件進(jìn)行品位動(dòng)態(tài)管理。實(shí)踐證明,這些地質(zhì)方法是銅坑礦建設(shè)綠色礦山的基礎(chǔ)保障。

(2)礦山充填可以提高資源利用率,防止地表塌陷,減少固體廢料的排放[7]。銅坑礦92#礦體開采形成的空區(qū),利用鋅多金屬礦體開拓的掘進(jìn)廢石進(jìn)行膠結(jié)充填,既可以提高回采率,又實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn),值得推廣應(yīng)用。

(3)丹池地區(qū)是重金屬污染嚴(yán)重的地區(qū),銅坑礦綠色礦山的建成,必將綠色理念輻射到河池地區(qū)的礦產(chǎn)行業(yè),對(duì)今后綠色礦山、綠色選廠、綠色冶煉廠及各種綠色企業(yè)的建設(shè),必將起到積極的推動(dòng)作用。

[1]陳毓川,黃民智,徐 玨,等.大廠錫礦地質(zhì)[M].北京:地質(zhì)出版社,1993.

[2]韓 發(fā),趙汝松,沈建忠,等.大廠錫多金屬礦床地質(zhì)及成因[M].北京:地質(zhì)出版社,1997.

[3]葉緒孫,潘其云.廣西南丹大廠錫多金屬礦田發(fā)現(xiàn)史[J].廣西地質(zhì),1994,7(1):85-94.

[4]鄧 坤,胡振光.廣西南丹礦產(chǎn)資源及可持續(xù)發(fā)展探討[J].礦產(chǎn)與地質(zhì),2010,24(6):552-555.

[5]黃敬軍.論綠色礦山的建設(shè)[J].金屬礦山,2009(4):7-10.

[6]王方漢.風(fēng)景區(qū)地下資源開采與環(huán)境保護(hù)實(shí)踐與展望[J].采礦技術(shù),2002,2(3):48-51.

[7]周愛民.中國(guó)充填技術(shù)概述[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2004,24 (S):1-7.

2012-02-22)

許遠(yuǎn)清(1966-),男,貴州仁懷市人,工程師,長(zhǎng)期從事礦山地質(zhì)工作,Email:blhsjs@163.com。