采用混合采礦方法 推動綠色礦山建設：以黑龍江省二股鐵多金屬礦為例

李昌干

（慶安帝圣礦業(yè)有限公司，黑龍江 綏化152432）

我國是世界上開創(chuàng)采礦業(yè)最早的國家之一，在長期開采礦產資源的實踐中，總結、歸納、研究形成的各種技術和方法，能夠科學合理地幫助指導人們實現(xiàn)安全、環(huán)保、經濟高效地開發(fā)利用賦存于地質環(huán)境條件復雜、多類型的礦產資源。隨著改革開放及我國經濟持續(xù)發(fā)展，大大加快了我國采礦業(yè)前進的步伐，推動著礦產資源富集區(qū)多礦種資源成功地開發(fā)。本文介紹了黑龍江省二股鐵多金屬礦，為多礦種、多類型礦石組合、復（合）雜的礦產資源，經過探索實踐，應用混合采礦方法，取得了安全、環(huán)保、經濟高效綜合開發(fā)利用資源效果。

1 黑龍江省二股鐵多金屬礦基本概況

1.1 礦山概況

黑龍江省二股鐵多金屬礦1958年發(fā)現(xiàn)，1969～2002年對其進行了勘查，地質勘查評價認為二股鐵多金屬礦屬于熱液接觸交代矽卡巖型礦床[1]。經過詳查勘探后，目前已探明2個主要礦床，9個工業(yè)主礦體，113個從屬礦體，已探明鐵的總量1100萬t以上。其中已探明資源儲量級別為：①鉛鋅金屬量為中型礦床；②銅金屬量為小型；③鐵、硫礦石量分別為小、中型；鎢、錫、鉬、鉍按綜合評價品位指標，圈定的單礦體資源儲量計算金屬量都為小型。主要伴生組分為金、銀、鎵、銦，按綜合評價品位要求計算金屬量、資源儲量都為小型，鎘金屬量資源儲量為大型。

礦床礦石類型復雜，礦石類型達到11種以上[2]，能夠按地質評價工業(yè)指標要求，按單礦種圈定出工業(yè)礦體的礦石種類主要有磁鐵礦石、鐵鋅礦石、鉛鋅礦石、黃銅礦石、鉬礦石、白鎢礦石、錫石礦石、輝鉍礦石、黃鐵礦石、毒砂礦石、鋅硫鐵礦石。礦石物質組分多，主要為鐵、鉛、鋅、銅、鉬、鎢、鉍、錫、砷、硫；伴生組分有，金、銀、鎘、銦、鎵等。

在地質評價中，將多組分的礦石，按單一礦種劃分為不同類型礦石，圈定為多個單礦種礦體，從形式上研究劃分較詳細，但是單個礦體規(guī)模都偏小，當采掘單一礦體時，難以進行分采。這種通常由多礦種復雜組分共（伴）生的復合礦體，形成多礦物組合的礦石與礦體，開采難度大，選礦條件復雜，致使這類多礦種資源的開發(fā)利用受到制約。

1.2 資源開發(fā)現(xiàn)狀

二股鐵多金屬礦曾多次單礦種礦產資源的采礦活動，礦主采取單礦（坑）井、分散采掘地表及淺部的鉛鋅礦石，只銷售鉛鋅品位大于15%的鉛鋅礦石并富含鐵、銅、金、銀、鎘、銦、硫的資源被拋棄在廢石堆中。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅1993～2004年被丟棄的礦石量就達到30萬t以上[3]。這種單采多礦種資源粗放落后掠奪式采礦方式，不僅造成礦產資源極大的浪費，而且使這類多礦種資源因單采高品位鉛鋅礦石，造成大礦小開，一礦多采，大量有用資源得不到充分利用。2005年，通過資源與礦權整合后的二股鐵多金屬礦山，應用混合采礦方法，合理有效開采鐵多金屬礦，整體開采綜合利用多礦種資源。

針對二股鐵多金屬礦的礦體賦存條件，同時結合不同礦床的品味不均、厚薄不勻、大小不一及開采條件難易不同等許多復雜問題，礦山采用了空場采礦法、崩落采礦法和充填采礦法等相結合的混合采礦方法（圖1）。

圖1 礦山采礦工藝流程

空場采礦法，主要針對二股鐵多金屬礦的礦體和圍巖都很穩(wěn)固時，選用較大的礦房尺寸，減小礦山開采過程中所留設的礦柱尺寸，提高開采回采率。崩落采礦法時，僅用單步驟回采，簡化回采環(huán)節(jié)，進行連續(xù)回采，用崩落圍巖充填采空區(qū)進行地壓管理，處理好柱回采和采空區(qū)沉陷問題，提高礦山開采過程中塊礦石總體回采率。充填采礦法，采礦過程留下的采空區(qū)利用尾渣和廢石進行充填，可以有效地保護圍巖和地表可靠性，為回采礦柱創(chuàng)造了良好的回采條件，保證了作業(yè)的安全，減少了礦石損失和貧化，提高采出率，提升了整個礦山開采回采率。

2 采用混合采礦，增加礦山礦產資源儲量

2.1 混合采礦法

混合采礦法，即在同一個采場內，根據(jù)礦體產狀、圍巖性質等影響采礦方法選擇的主要因素的變化，采用兩個或兩個以常規(guī)采礦方法進行回采[4]。

根據(jù)二股多金屬礦山特點，礦山采用了分層充填法、崩落法和空場法等方法進行采礦，把含有多礦種的單礦種礦體，在地質評價的基礎上，通過綜合研究重新組合成可供混合開采的5條鐵多金屬礦（帶）體，重組整合后的多礦種資源礦（帶）體，能夠滿足混合采礦方法實施整體開采，規(guī)模采礦，提高采掘多礦種資源的生產能力，做到開采技術可靠，生產安全，經濟合理，提高混采回收率，礦產資源利用率，降低采礦損失，應用混合采礦方法達到了高效采掘多礦種資源的目的。

2.2 混合采礦提高資源綜合利用效率

目前，黑龍江省二股鐵多金屬礦采用混合采礦方法，礦山多礦種資源得到了充分利用。其中鐵礦石總量為1100萬t，組合后的鐵礦石中磁性鐵含量為26%，比單一鐵礦石中磁性鐵平均含量有所降低；鉛鋅金屬量為36萬t以上，組合后的鐵多金屬礦石鉛鋅平均品位為3%～4%，較地質評價圈定的單一鉛鋅礦體平均品位降低1.0%～1.5%，但鐵多金屬礦石集聚了鐵鋅礦石中的鋅，以及伴生在其他礦石類型中的鉛鋅，因此，組合后鉛鋅金屬總量比較地質圈定的單一鉛鋅礦體計算的金屬量增加了15%；銅金屬量為1.5萬t，組合后均化在鐵多金屬礦石中，平均品位為0.15%，比地質評價圈定的單一銅礦體平均品位降低0.35%，但組合后的鐵多金屬礦（帶）體中，增加了伴生在其他金屬礦石中的銅。因此，銅金屬總量比地質圈定的單一銅礦體計算的金屬量增加了3000t，原分散的銅資源得到了綜合利用。伴生組分：金、銀、鎘、銦、鎵、硫，在混合采礦方法下的鐵多金屬礦石中采出后進入綜合選礦，綜合回收在各種生產品精礦粉內。

綜上所述，應用混合采礦方法開發(fā)多礦種資源，不僅是礦產資源數(shù)量的聚集，有效地增加了礦石量和金屬礦物量，更有實際意義的是為伴生組分的富集提供了條件。同時，主礦種、共伴生組分都得到了充分利用，從而實現(xiàn)多礦種資源的高效開發(fā)綜合利用。

3 混合采礦的功能與效果分析

3.1 優(yōu)化配置生產要素

二股鐵多金屬礦的生產要素根據(jù)混合采礦的要求進行優(yōu)化配置。通過實施混合采礦，對歷史遺留的多個采區(qū)的礦井，礦石集中由一個主斜井提升，同時進一步完善井下采掘、通風、運輸、供電、排水、監(jiān)測監(jiān)控等系統(tǒng)。礦山配套設施更加合理，生產更為安全。優(yōu)化后的礦山實現(xiàn)了貧富礦、多礦種資源礦兼采，達到了珍惜和節(jié)約資源，合理有效地整體開采資源的目的，符合混合采礦對礦山采掘生產系統(tǒng)的要求。

3.2 混合采礦與選礦工藝的合理配套

應用混合采礦方法，采出的礦石中含有鐵、銅、鉛、鋅、金、銀、鎘、硫等多礦種資源的礦石。礦山經過綜合選礦試驗研究和多年生產實踐，優(yōu)化后的選礦生產系統(tǒng)，完成了同混合采礦方法的合理配套，起到優(yōu)勢互補的作用。創(chuàng)新的選礦工藝技術與高效的生產流程，不斷提高銅、鉛、鋅、鐵、硫的產率和選礦回收率，五個礦種的組分回收率比較試驗設計階段提出的指標分別提高了2%～5%。實現(xiàn)了“一礦多用”，取得了采、選1t礦石，產出5種主礦產品，綜合回收5～6種伴生組分，降低能耗，節(jié)約資源，減少生產成本，提高經濟效益。

3.3 提高產能和增加礦山服務年限

混合采礦可供礦山開采利用的資源儲量大幅增加，實現(xiàn)資源儲量增大，生產能力提高，礦山服務年限延長，“三率”指標同步增長。礦山鐵多金屬礦石總量與地質勘查評價提出的總量比較增加了30%，各類金屬礦物金屬量增加了15%～30%以上。多數(shù)單礦種規(guī)模偏小難以單采的礦體，經整合重組得到充分利用。礦山采、選生產能力由原來年20萬t提升到現(xiàn)在的年50萬t，達到有色金屬礦山中型規(guī)模，礦山服務年限同時提高到10年以上。

4 混合采礦法推動礦山綠色礦山建設

二股鐵多金屬礦地處于黑龍江小興安嶺深處，保護生態(tài)環(huán)境尤其重要。礦山采用混合采礦方法后，對于推動綠色礦山建設中發(fā)揮重要的作用。這種采礦方法改變了原多個礦井占用林地，影響那里的自然環(huán)境，礦山采掘改擴建從地下聯(lián)通，不再占用林地，對多處舊礦地損壞的林地，全部開展復墾工作。礦山利用同一個尾礦庫，增設礦山井下充填系統(tǒng)，利用尾礦渣作為采空區(qū)充填物料，實現(xiàn)固廢物不再排放在地面。礦山30多萬t的礦石含有多種未利用資源，全部清理后，直接裝運進入選礦生產系統(tǒng)，成為再生多礦種資源開發(fā)利用。尾礦渣、廢石堆里的大量有用礦石，作為二次資源化開發(fā)利用，這些方面都得益于混合采礦成功，同時，最大限度地保護生態(tài)環(huán)境。

礦山按照國家級綠色礦山九條標準的要求進行建，采用多種采礦方法并緊密結合礦山“十二五”規(guī)劃要求，統(tǒng)籌協(xié)調資源、環(huán)境、經濟三者關系。礦山整合集中優(yōu)化多礦種資源，提高了礦山資源數(shù)量與質量；淘汰落后的單井單采掘生產方式，優(yōu)化調整合理配置開采的生產系統(tǒng)?；旌喜傻V方法節(jié)約與綜合開發(fā)利用多礦種資源，從整體上提高多礦種資源的“三率”指標，推動礦山地質環(huán)境保護與治理，最大限度地減輕礦山“三廢”對生態(tài)環(huán)境的影響和破壞，從而使二股鐵多金屬礦山實現(xiàn)生產更加安全、資源得到合理利用，節(jié)能減排、土地復墾，環(huán)境得到保護。

[1]梁福來.黑龍江省二股—翠宏山地區(qū)多金屬礦床成礦地質條件及找礦方向[D].長春：吉林大學，2011.

[2]李昌干.綠色礦山建設實踐與發(fā)展論述——以慶安帝圣礦業(yè)有限公司為例[J].中國礦業(yè)，2012，21（9）：57－60.

[3]慶山帝圣礦業(yè)有限公司.二股西山鐵多金屬礦產資源開發(fā)整合工作報告[R].2005.

[4]曾煒儀，謝仰文，周勵漢.混合采礦法在瀘沽鐵礦的應用[J].四川冶金，1989（4）：1－4.