試論礦產(chǎn)資源的有效開發(fā)與綜合利用

劉光華

(陜西銀礦，陜西柞水 711405)

0 前言

礦產(chǎn)資源是人類社會的寶貴財富，是人類生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。礦業(yè)開發(fā)在國民經(jīng)濟(jì)中起著重要作用。我國是資源較為豐富的國家，但人均資源占有量很少，許多礦產(chǎn)資源依賴進(jìn)口。在礦產(chǎn)資源方面必須有緊迫感和危機(jī)感，要牢固樹立充分利用資源、節(jié)約資源的意識。必須從宏觀上加以調(diào)控，堅決杜絕亂采濫挖，破壞資源的短期行為和不法行為，走資源集約化之路。人口、資源與環(huán)境已成為人類社會發(fā)展的三大主題。建設(shè)生態(tài)礦山，實現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展是今后的發(fā)展趨勢。必須嚴(yán)格礦業(yè)開發(fā)市場準(zhǔn)入制度，實行有序、規(guī)范地開采礦產(chǎn)資源。要在資源開采、加工、回收利用等環(huán)節(jié)建立全過程、全方位的管理，要依靠科技進(jìn)步推進(jìn)資源利用方式的根本改變。有效開采和綜合利用是實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的必然趨勢和方向。

1 國內(nèi)地下礦山開采現(xiàn)狀

解放后，礦業(yè)開發(fā)有了長足的發(fā)展，為國家建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。改革開放后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，加之一系列產(chǎn)業(yè)政策的出臺，礦業(yè)得到了前所未有的發(fā)展。全國已有300多座礦業(yè)城市，如鞍山、本溪、金川、白銀、銅陵等?？傮w來講，我國礦業(yè)發(fā)展速度相對較慢，各企業(yè)的情況不一，井下采礦回采率低，貧化率高。選礦廠和冶煉廠實收率低，伴生組分有的部分回收或全部沒有回收。有的選礦廠沒有尾礦壩，資源流失，污染江河湖海。雖然有的大型企業(yè)集團(tuán)在技術(shù)、裝備等方面占有絕對優(yōu)勢，但貧化率高;有的小企業(yè)由于缺乏技術(shù)和資金投入，粗放式經(jīng)營，損失、貧化、選冶效果較差。

國內(nèi)地下開采礦山的采礦方法仍以三大類采礦方法為主，即空場法、崩落法和充填法，三大類方法的比重分別是59.2%、33%和5.8%，其中在有色礦山中的比重分別為55.5%、33.1%和11.4%。

三大類采礦方法的適用范圍各有不同，各有特點。鐵礦床多為急傾斜和傾斜的厚和極厚礦體，選用采礦方法以無底柱分段崩落法為主，而有色金屬礦床多為急傾斜和傾斜中厚以下礦體，大量應(yīng)用階段礦房法、留礦法、有底柱分段崩落法和填充法。

采礦方法是隨著技術(shù)工藝的進(jìn)步和先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用而發(fā)展的。

2 地下礦山開采的發(fā)展趨勢

礦業(yè)發(fā)展應(yīng)按照統(tǒng)籌規(guī)劃，總體調(diào)控，注重節(jié)約，適度開發(fā)，保護(hù)環(huán)境，建設(shè)生態(tài)礦山的總體方針。

2.1 制約礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展問題

(1)礦產(chǎn)資源是有限的，但是片面追求利潤的最大化。

(2)以低成本運作、破壞生態(tài)為代價。

(3)不以科技為向?qū)?，減少投入、降低安全系數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。

2.2 對礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的幾點建議

2.2.1 更新觀念，調(diào)整結(jié)構(gòu)

綠色環(huán)境是可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。必須堅決摒棄礦山只是“打洞采礦”的觀念。提高采礦準(zhǔn)入門檻，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，合理布局，統(tǒng)籌資源，有規(guī)劃、有序開發(fā)，貧富兼采，粗糧細(xì)作，實現(xiàn)資源綜合開發(fā)和保護(hù)生態(tài)的發(fā)展模式。

2.2.2 制定適應(yīng)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的政策

在政策上對礦業(yè)適當(dāng)傾斜，如考慮減輕礦山企業(yè)稅賦，使礦山、特別是老國有礦山完成可持續(xù)發(fā)展，為地方經(jīng)濟(jì)、社會效益全面發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

2.2.3 向科技要效益

與科研院所(外企)合作，推廣新技術(shù)，以降低成本，提高勞動生產(chǎn)率，提高礦產(chǎn)資源的綜合回收率，減少廢料排放，使有效資源得以最大化利用，保護(hù)生態(tài)為主要目標(biāo)。

2.2.4 利用好國內(nèi)國外兩種資源

在經(jīng)濟(jì)全球化的大趨勢下，國內(nèi)短缺資源可以通過國際資源的調(diào)濟(jì)和互補(bǔ)，實現(xiàn)優(yōu)化配置，保證資源的可持續(xù)利用。

2.2.5 變廢為寶，如尾礦低品位、微量元素再利用、之后回復(fù)充填，還生態(tài)平衡

(1)實現(xiàn)規(guī)模型生產(chǎn)。露天開采的比重在不斷增大，地下開采也在提高采礦強(qiáng)度、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的趨勢，利于新技術(shù)、新裝備提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)規(guī)模效益尤其對于大而貧的礦床效果更為明顯。

(2)開采裝備大型化、自動化。無論是露天開采或地下開采，開采裝備的大型化，自動化都將成為必然趨勢，也必將有力促進(jìn)開采工藝技術(shù)的變革。

(3)礦業(yè)數(shù)字化。計算機(jī)在礦業(yè)的廣泛應(yīng)用加快了礦業(yè)的發(fā)展，也是礦業(yè)科技進(jìn)步的一個重要標(biāo)志。目前計算機(jī)在礦山的應(yīng)用主要是礦山管理和計算機(jī)輔助設(shè)計。

(4)礦山生態(tài)化。目前，在全球范圍內(nèi)人們對環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提高，人們的環(huán)境意識逐漸增強(qiáng)。人口、資源與環(huán)境已成為人類社會發(fā)展的三大主題。這就要求在開發(fā)資源的同時，盡力保護(hù)生態(tài)環(huán)境。資源的綜合利用、溶浸采礦、無廢開采等方面的研究顯得更加重要。

(5)礦業(yè)國際化。隨著經(jīng)濟(jì)全球化步伐的加快，許多國家出于對本國資源和環(huán)境保護(hù)等原因積極尋求在其他國家開采本國需要的資源。我國在礦業(yè)開發(fā)國際化方面已邁出了可喜的步伐。

3 地下礦山開采

3.1 盡量無廢開采

資源短缺和環(huán)境污染已成為可持續(xù)發(fā)展所面臨的難題。如何合理利用資源、減少廢料的排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實施無廢開采已成為礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容和手段。

無廢開采就是最大限度地減少廢料的產(chǎn)出和排放，提高資源的綜合利用率，這就要求必須采用一切可能的先進(jìn)技術(shù)工藝和設(shè)備，使廢料的排放量達(dá)到最低。一方面要加強(qiáng)資源的綜合回收;另一方面盡量采用少廢或無廢的工藝技術(shù)。

礦山廢料中對環(huán)境影響大的主要是廢石和尾礦。廢料處理的原則一是就地、就近處理原則，二是最少化原則，三是綜合利用原則，四是科技進(jìn)步原則，五是綜合效益原則。

兩大廢料的資源化為無廢開采帶來廣闊的前景，既提高了經(jīng)濟(jì)效益又減小了對環(huán)境的負(fù)面影響。如將其用作井下充填材料就是其重要的用途之一。

3.2 國內(nèi)外對無廢開采的研究

(1)有色金屬大多是多金屬礦床，共生和伴生著許多有用礦物，對其中有用元素進(jìn)行綜合回收意義重大。我國的綜合回收水平還很低，與發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距，資源綜合利用潛力巨大，有許多工作要做。

(2)廢石和尾礦用作充填料。在地下開采礦山，對不含有用成分的廢石和經(jīng)過綜合利用后的尾礦用作充填材料，不出井下就地消耗，既降低了運輸費用，也從根本上解決了廢石和尾礦對環(huán)境的污染問題。

(3)廢石和尾礦用作建筑材料、肥料或其他原材料。通過提高綜合利用率，在某種程度上降低了礦與非礦的界限，使原來不具開采價值的“中性物”變成礦產(chǎn)資源，使礦產(chǎn)資源達(dá)到保值或增值。

3.3 實現(xiàn)無廢開采的條件

3.3.1 經(jīng)濟(jì)條件

產(chǎn)品的銷售收入加上因?qū)嵭袩o廢開采而減少的環(huán)境治理費用大于等于產(chǎn)品總成本、稅金及附加之和時，從經(jīng)濟(jì)上講無廢開采就是可行的，否則就要想方設(shè)法降低成本。這里的銷售收入包含傳統(tǒng)礦山銷售收入與實現(xiàn)無廢開采而進(jìn)行的綜合利用及廢料資源化所得到的收入。

3.3.2 技術(shù)條件

(1)有利于少廢工藝的開采技術(shù)條件。采礦工藝技術(shù)水平的提高是減少廢料產(chǎn)出的最基本條件。如對采切比小的采礦方法的研究、應(yīng)用就是從源頭上控制了廢石的產(chǎn)出率;采取措施降低貧化率，提高出礦品位，在一定程度上可為選礦降低尾礦產(chǎn)出率創(chuàng)造條件。對地下開采礦山來講，充填是解決廢料堆放的最佳方法。井下廢石可以無需出坑就地就近消耗，而尾礦也可以作為充填料使用。

(2)先進(jìn)可靠設(shè)備的應(yīng)用。先進(jìn)可靠的設(shè)備是先進(jìn)的采礦工藝的有力支持。如坑內(nèi)開采采用了大型化、無軌化設(shè)備后，使采掘比、采切比大大降低，為減少廢石的產(chǎn)出創(chuàng)造了有利的條件。同樣，選冶設(shè)備的高效化也為綜合回收利用及有用組分回收率的提高提供了保障。

3.3.3 地理條件

礦山所處的地理位置對于無廢開采的實施起著很重要的作用，有時甚至是決定性作用。

3.4 實現(xiàn)綜合回收利用的途徑

3.4.1 采用少廢的采掘工藝

采用少廢工藝，有效控制萬噸采掘比，從源頭上控制廢石產(chǎn)出是實現(xiàn)無廢開采的有效途徑。

3.4.1.1 確定合理的開拓系統(tǒng)

隨著采礦技術(shù)進(jìn)步，采用高中段等措施可以減少廢石的產(chǎn)出量。

3.4.1.2 選擇合理的采礦方法

隨著采礦設(shè)備的改進(jìn)和采礦技術(shù)的提高，采切量少的采礦方法的應(yīng)用，另外還有采切工程布置在礦體中均可降低廢石的產(chǎn)出。

3.4.1.3 推廣廢石不出窿的系統(tǒng)方案

采用上行開采順序，有利于礦石的坑內(nèi)處理;采用充填法可將廢石與尾礦充填于采空區(qū);建設(shè)井下選礦廠，既少占地表土地，又減小對環(huán)境的影響。

3.4.2 加強(qiáng)有用礦物的綜合利用

新建礦山必須從開始的可行性研究和設(shè)計，不斷進(jìn)行新技術(shù)研究，推廣新工藝，加快新設(shè)備，盡量采用少尾工藝流程，減少廢石和尾礦量，重視綜合利用。

國內(nèi)也已經(jīng)開展礦山廢石、尾礦綜合利用途徑及其地質(zhì)評價的研究工作。廢石、尾礦的綜合利用途徑及其地質(zhì)評價主要包括以下幾個方面:①綜合利用作為微量元素肥料;②綜合利用作為水泥原料;③綜合利用作為制造保溫、隔熱、隔音材料的原料;④綜合利用作為玻璃原料;⑤綜合利用作為陶瓷原料;⑥綜合利用作為鑄石原料;⑦綜合利用作為“七0”砂原料;⑧綜合利用作為制磚原料。

當(dāng)今科技日新月異，隨著高技術(shù)在采礦方面的應(yīng)用，新的采礦方法的應(yīng)運而生是肯定的，如溶浸采礦法就能實現(xiàn)資源綜合利用。在這方面我國的科技工作者要認(rèn)真研究總結(jié)，爭取有新的更大的突破。

4 結(jié)語

有限資源的綜合利用是實現(xiàn)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑，它是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。如何綜合利用應(yīng)因地制宜、因情而異。從開采受礦山所處的地理環(huán)境、礦山開發(fā)條件、經(jīng)濟(jì)因素、采礦方法、選礦工藝的研究、推進(jìn)，冶煉技術(shù)、設(shè)備等諸多因素考慮。隨著經(jīng)濟(jì)全球化步伐的加快，世界各國都非常重視可持續(xù)發(fā)展這一課題。我國作為最大的發(fā)展中國家應(yīng)更加重視可持續(xù)發(fā)展和有效資源的綜合利用，同時它也必將成為21世紀(jì)礦業(yè)發(fā)展的重大課題。

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