武钢金山店铁矿绿色矿山建设探索与实践

来源：工业技术

摘 要：武钢金山店铁矿属国有特大型地下开采黑色冶金矿山。自2010年以来，积极响应国家绿色矿山建设战略，快速推进绿色矿山建设，构建了规范管理模式、资源综合利用模式、清洁生产模式、绿色低碳模式、生态环保模式、和谐社区模式等，取得了巨大成效。同时，在绿色矿山建设过程中，金山店铁矿面临资源高效开发、资源综合利用、土地复垦与地质灾害治理等方面的问题和困难。针对该矿遇到的问题和困难并结合该矿的实际，提出了采矿方法改进、湿尾矿干堆等一些对策和建议，以期为该矿绿色矿山建设发挥指导作用。 
　　关键词：金山店铁矿；绿色矿山；建设模式 
　　1 金山店铁矿基本概况 
　　金山店铁矿位于湖北省大冶市金山店镇，隶属武汉钢铁集团矿业有限责任公司，是武钢重要的原料基地之一。该矿1958年建设投产，占地面积为3.51km2，属国有特大型地下开采黑色冶金矿山。全矿现有在岗职工二千余人，其中专业技术人员三百余人。金山店铁矿主要有采矿、选矿二个生产单元，采矿生产单元包括张福山、余华寺两个地下采区。其中，张福山采区又分为东区、西区和矿柱回采。张福山采区生产规模为250万吨/年，余华寺采区的生产能力为50万吨/年。选矿采用先磁后浮工艺，主要产品为铁精矿、硫精矿。铁矿石经两段破碎水洗筛分、阶磨阶选、细筛、磁选后得到铁精矿，磁选尾矿再进行一粗二精浮选得到硫精矿。选矿设计处理原矿350万吨/年，设计生产铁精矿140万吨/年[3]。 
　　2 绿色矿山建设模式 
　　2.1 优化管理团队，构建规范管理模式 
　　对照绿色矿山建设条件，金山店铁矿认真编制并执行《矿产资源开发利用方案》、《矿山地质环境保护与治理恢复方案》和《土地复垦方案》等，严格遵守《矿产资源法》等法律法规，依法办矿。为落实管理制度，该矿特制订了《管理制度管理办法》（金政发[2009]38号），明确了管理制度的管理流程和职责分工[3]，并对各部门、各管理岗位的职责条例、岗位职责以及安全职责作了全面修订。为了对基础工作进行统一规范，矿区不断完善现场管理工作机制，2011年重新修订了《金山店铁矿现场管理推进及评价管理办法》。金山店铁矿夯实安全双基工作，强化安全管理，班组是企业最基本的生产组织形式，全矿139个班组、277个岗位、2400余名职工参加了班组达标验收评定，有力地调动了班组职工安全生产的积极性。金山店铁矿不断提高管理水平，充分构建和完善“三标一体化”综合管理体系，建立了内部审核、管理评审与外部认证相结合的贯标推进工作机制。 
　　2.2 加强科研攻关，构建资源综合利用模式 
　　金山店铁矿紧跟行业技术发展方向，不断开展技术创新。在采矿方面，该矿针对矿区地质条件复杂，粉矿比例较大且分布极不均匀等问题，与相关科研单位联合进行多种科研攻关，采用抢冒、超前支护、无切井拉槽、分段凿岩、双向退采和并段回采等多项强化开采新工艺、新技术，使粉矿体巷道的利用率达到98%以上，采场回收率达到81%。矿山还进行了充填采矿法试验攻关，减少地表塌陷，提高资源回收利用效率，目前矿区-410m以上采矿方法主要为无底柱分段崩落法，在井下-410m以下阶段西区开采计划按照充填法设计，并将采矿方法全面过渡到充填采矿法。充填采矿法的实施，将再提高矿石回采率10%，减少贫化率10%，并能有效控制地表变形。近年来，矿山积极开展残矿及难采矿科技攻关并不断实践应用，已完成西区采场-270m水平以上、余采-150m水平难采矿体回采，目前正在进行东区-200m以上和余采东北部零星矿体回收，西区-312m以上和东区-298m以上及余采-242m以上难采矿体回收。在选矿方面，金山店铁矿积极开展硫系统工艺科研攻关项目。近几年，完成了《提高硫精矿品位、降低硫酸渣硫含量的研究》，在原有一粗一精浮选工艺流程基础上，增加了一台浮选柱，改善了浮选机充气效果。至2011年底硫精矿品位从原有35%提高到了40%，硫精矿回收率从原有20%提高至30%。 
　　2.3 强化污染治理，构建清洁生产模式 
　　金山店铁矿积极推进清洁生产，从源头开展污染治理。近年来，投资670万元对选矿生产流程中的几个主要产尘点的老式湿法除尘器进行了更新，建成了三套高效布袋除尘系统，分别对皮带运输、破碎和筛分环节的扬尘点进行收尘净化处理，减少了粉尘污染。对选矿管网及尾矿浓缩输送系统进行改造，切实降低尾矿品位，进一步提高精矿回收率及选矿废水的回收利用。修建大型尾矿浓缩池及循环水泵池，电机控制全部采用变频器，达到了尾矿高浓度输送的要求，同时将选矿废水回收送至生产流程循环利用，减少废水排放。通过采用先进的双箕斗提升和矿石粉磨选别设备及进口压风机和破碎机的应用，极大提高了劳动生产效率，降低了能源和物料消耗，减少了污染物的产生和排放。同时，在尾矿库废水排放口处建设安装了在线监控设施，对排放的污染因子和排放量进行实时在线监测，加强了污染物的排放控制管理。2011年金山店铁矿开展清洁生产审核工作，制定和落实清洁生产方案，确定选矿浮选柱、过滤机控制和筛分除尘系统等技术改造项目。通过项目实施，年节电约63万度，并回收原矿约1300吨，取得直接经济效益约为365万元/年。 
　　2.4 推进节能减排，构建绿色低碳模式 
　　多年来，金山店铁矿一直坚持走资源节约、能源节约的发展道路。在节能改造方面：将提升机、压风机，风机及水泵，皮带运输系统等采用变频器、功率控制器等节能产品；变压器全部更新为节能变压器；对排废电铲进行改造，将原来的发电机组电控系统改造为变频调速系统；将抓斗吊电控系统改造为变频调速控制系统；井下提升机采用交流变频等调速电控系统，节能效果可达30%以上。在技术引进方面：引进大批先进的生产技术装备，由电动铲运机替代装岩机，由采矿液压凿岩台车替代了老式141型台车，由掘进台车替代了风动凿岩机，由进口筛分设备替代了传统的分级机，由陶瓷过滤机替代了真空抽滤机，大大节约了能耗。在照明灯具方面：采用LED等绿色照明产品替代白炽灯、高压汞灯等高耗能照明产品。近年来，金山店铁矿坚持把发展循环经济作为产业结构调整的重点，投资226余万对井下外排废水沉淀池进行了改造，新增了一座具有隔油、沉淀净化和回收利用等多重功能的净化池，回水系统的储水量由原来4300立方提高到目前的11000立方。 　　2.5 开展复垦绿化，构建生态环保模式 
　　金山店铁矿在进行资源开发的同时重视生态环境保护，该矿成立了绿化委员会，明确了具体的管理部门（绿化办公室）和实施单位，现有武钢园林专家一名，绿化管理人员12名，直接从事绿化复垦、环卫工作的人员316名。矿区编制了《金山店铁矿土地复垦方案报告书》，制定了《绿化管理考核办法》。金山店铁矿不断加强复垦工作技术创新，在锡冶山尾矿库1#坝上进行了芭茅、中华绊根草坪、虎皮草、丝兰等多个物种进行了复垦造林试验比对，并取得成功经验；运用自主创新的“裸岩坡面生态恢复技术”，在扩产路两侧种值50000株香樟、荚竹桃、凌宵等植被，覆盖了40000m2的裸露硬岩坡面，实现了裸露硬岩坡面的生态绿化。多年来，该矿通过坚持不懈的复垦和绿化，现已累计完成复垦面积达698亩，土地复垦率达到38%。 
　　2.6 重视企地合作，构建和谐社区模式 
　　金山店铁矿高度重视企地合作，建立了良好的企地合作关系。该矿先后捐资当地政府8000万修建塑料厂、木镙钉厂、电扇厂等企业。在防洪抢险救灾时，为地方政府无偿提供所需水泥、钢材等物资，支持地方经济建设。该矿积极承担社会责任，2011年投入4000万元，为新村社区引进长江水。先后投资3000万元，修建双向环保的罗保路24公里。多年来，金山店铁矿持续投入资金，先后实施并完成了棚户区、危房、平房、火险房改造。同时，该矿积极进行企业文化建设，认真实施《武钢企业文化手册》和《武钢企业文化识别系统执行手册》；组织实施《创建和谐矿山实施细则》和《建设“两型矿山”实施细则》，重新修订企业文化建设规划和管理标准。为了丰富居民文化生活，金山店铁矿每年投入专项资金，积极开展内容丰富多彩、职工喜闻乐见的文化活动，成立了摄影、桥牌、音乐舞蹈、书法、球类、盆景等群众性协会，针对不同节日，开展不同的主题文化活动。 
　　3 绿色矿山建设面临的主要困难 
　　3.1 资源高效开发方面 
　　（1）金山店铁矿矿区规模较大，但小矿体群较多，粉矿和破碎带比例较大且分布极不均匀，地质条件复杂。（2）矿山目前采用无底柱崩落采矿法，受采矿工艺的制约，采矿回采率较低、贫化率较高，废石产生量大。同时随着采矿作业面水平下降，对地表的破坏和影响范围扩大，给矿山地质环境带来巨大压力。（3）在长期开采过程中，主矿体周边遗留了部分边角矿体、隐伏矿体和端部矿体。主要集中在张福山东区-200m以上和余采东北部零星矿体，张福山西区-312m以上和东区-298m以上及余采-242m以上难采矿体。 
　　3.2 资源综合利用方面 
　　（1）目前采矿和选矿抛尾产生的废石主要用于露采坑的回填，但每年约80万吨湿尾大部分排往尾矿库堆存。该矿尾矿库属一面靠山三面建坝的傍山型尾矿库，已建设运行40余年，目前坝体标高已接近原75m设计标高，尾矿库容已难以满足尾矿排放的需要。（2）金山店铁矿伴生矿有硫、铜、镍、钴，目前只进行了硫精矿回收。虽然铜、镍、钴含量极低，但随着选矿技术的发展，开展铜、镍、钴资源回收利用已具有重要意义。 
　　3.3 土地复垦与地质灾害治理方面 
　　（1）金山店铁矿50余年开采历史造成前期土地复垦欠账较多。目前，虽然土地复垦率已达到38%，但仍有部分废弃土地有待复垦，主要集中在余华寺采场、张福山露采坑、张福山排废场、尾矿库边坡等。上述地段主要是废石场和废石边坡，土质以废石和硬岩为主，土壤贫瘠，土壤活性和团粒结构差，不利于植物生长。（2）矿区环境地质条件复杂，降雨较为丰沛。由于长期的矿产开采与各种自然因素综合影响，产生了包括露采坑高边坡、人工切坡、废渣边坡和滑坡，地面变形等一系列环境地质问题。 
　　4 对策与建议 
　　4.1 指导思想 
　　贯彻落实科学发展观，以“打造绿色矿山、建设和谐家园”为主线，以绿色矿山建设工作为中心，统筹矿山发展资源、兼顾环境效益和社会效益，发展循环经济。紧跟市场走势，深化科学管理，推动企业技术升级和发展方式转型，确保矿山的可持续发展。 
　　4.2 基本原则 
　　遵循“开采方式科学化、资源利用高效化、企业管理规范化、生产工艺环保化、矿山环境生态化”的基本要求，努力实现矿山发展的资源效益、环境效益和社会效益的协调统一，资源开发与环境保护并举，矿山发展与社区繁荣共赢。 
　　4.3 建议 
　　（1）资源高效开发方面 
　　a.加强与相关科研单位的联合科技攻关，不断探索随地质条件变化粉矿和破碎带巷道掘进技术，不断提高粉矿体巷道利用率和采场矿石回收率。b.推进-410m以下水平开拓工作，确保充填采矿法和转段生产顺利衔接。开展充填采矿法的实验试点工作，探索、积累充填采矿经验，为全矿区实施充填采矿法奠定基础。通过采矿方法的改进，达到矿产资源高效开发利用的目的。c.高度重视残矿、难采矿回采的重要意义，加大资金投入，加强管理工作，继续开展残矿、难采矿的采矿方法攻关，逐年提高残矿、难采矿回采率，减少资源浪费。 
　　（2）资源综合利用方面 
　　a.推动并实施湿尾矿干堆工程，减少尾矿库库容需求，切实解决尾矿排放出路问题。同时，结合充填采矿实验的不断推进，探索无废开采技术及废石尾矿充填等多途径应用渠道，提高湿尾综合利用率。b.进一步开展高效选矿工艺技术研究，通过实施原矿分级干选工艺优化、浮选机改浮选柱等技术改造措施，达到提高金属回收率、资源综合利用、节能增效的目的。c.部署铜、镍、钴资源回收利用专题攻关，与相关科研单位合作开展铜、镍、钴资源回收前期可行性研究，为实现铜、镍、钴资源回收打下良好基础。 
　　（3）土地复垦与地质灾害治理方面 
　　a.加强技术创新和科技进步工作，开展废石边坡复垦技术攻关。坚持“边生产、边复垦”的原则，统一部署、重点突破，与地质环境灾害治理、露采坑回填相结合，加大资金投入，做好土地复垦工作。b.对矿区可能形成地质环境灾害场所全面清理，加强露采坑、废石场综合治理恢复工程，全面开展对矿区内发育的潜在不稳定边坡治理，完善矿区及露采坑排水系统，减少矿区地质环境灾害的影响。 
　　5 结束语 
　　矿产资源的开发与利用会带来环境和生态问题，矿山企业不仅要关心经济效益，还应考虑环境效益和社会效益，实现高效率、无废开采，走绿色矿山建设之路[4]。金山店铁矿资源丰富，基础设施良好，在绿色矿山建设过程中已积累了丰富的经验，体现了资源开发和环境保护相协调的原则。在下一步绿色矿山建设中，只要有针对性的解决面临的困难和问题，就一定会取得更大的成就，并在我国矿山行业建设绿色矿山过程中发挥示范和辐射作用。 
　　参考文献 
　　[1]国土资源部.关于贯彻落实全国矿产资源规划发展绿色矿业建设绿色矿山工作的指导意见[S].（2010）119号. 
　　[2]国土资源部.国家级绿色矿山基本条件[J].中国国土资源报，2010. 
　　[3]武钢金山店铁矿绿色矿山建设规划[D].湖北大学，2013. 
　　[4]王洪仁，张永坤，南世卿.司家营铁矿节能减排和绿色矿山建设实践[J].金属矿山，2011，6. 
　　作者简介：李彦静（1988-），女，硕士研究生。 
　　*通讯作者：李海波（1964-），男，教授，硕士研究生导师。