采用混合采礦方法 推動綠色礦山建設(shè)：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(chǎn)資源的實踐中，總結(jié)、歸納、研究形成的各種技術(shù)和方法，能夠科學(xué)合理地幫助指導(dǎo)人們實現(xiàn)安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效地開發(fā)利用賦存于地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜、多類型的礦產(chǎn)資源。隨著改革開放及我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，大大加快了我國采礦業(yè)前進(jìn)的步伐，推動著礦產(chǎn)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(fù)（合）雜的礦產(chǎn)資源，經(jīng)過探索實踐，應(yīng)用混合采礦方法，取得了安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)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(jìn)行了勘查，地質(zhì)勘查評價認(rèn)為二股鐵多金屬礦屬于熱液接觸交代矽卡巖型礦床[1]。經(jīng)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(biāo)，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(fù)雜，礦石類型達(dá)到11種以上[2]，能夠按地質(zhì)評價工業(yè)指標(biāo)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(zhì)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(zhì)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(xì)，但是單個礦體規(guī)模都偏小，當(dāng)采掘單一礦體時，難以進(jìn)行分采。這種通常由多礦種復(fù)雜組分共（伴）生的復(fù)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(fù)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(chǎn)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(dá)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(chǎn)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(quán)整合后的二股鐵多金屬礦山，應(yīng)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(jié)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(fù)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(jié)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(shè)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(jìn)行連續(xù)回采，用崩落圍巖充填采空區(qū)進(jìn)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(jìn)行充填，可以有效地保護(hù)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(chǎn)資源儲量

2.1 混合采礦法

混合采礦法，即在同一個采場內(nèi)，根據(jù)礦體產(chǎn)狀、圍巖性質(zhì)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(jìn)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(jìn)行采礦，把含有多礦種的單礦種礦體，在地質(zhì)評價的基礎(chǔ)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(chǎn)能力，做到開采技術(shù)可靠，生產(chǎn)安全，經(jīng)濟(jì)合理，提高混采回收率，礦產(chǎn)資源利用率，降低采礦損失，應(yīng)用混合采礦方法達(dá)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(jìn)入綜合選礦，綜合回收在各種生產(chǎn)品精礦粉內(nèi)。

綜上所述，應(yīng)用混合采礦方法開發(fā)多礦種資源，不僅是礦產(chǎn)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(chǎn)要素

二股鐵多金屬礦的生產(chǎn)要素根據(jù)混合采礦的要求進(jìn)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(jìn)一步完善井下采掘、通風(fēng)、運輸、供電、排水、監(jiān)測監(jiān)控等系統(tǒng)。礦山配套設(shè)施更加合理，生產(chǎn)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(dá)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(chǎn)系統(tǒng)的要求。

3.2 混合采礦與選礦工藝的合理配套

應(yīng)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(jīng)過綜合選礦試驗研究和多年生產(chǎn)實踐，優(yōu)化后的選礦生產(chǎn)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(shù)與高效的生產(chǎn)流程，不斷提高銅、鉛、鋅、鐵、硫的產(chǎn)率和選礦回收率，五個礦種的組分回收率比較試驗設(shè)計階段提出的指標(biāo)分別提高了2%～5%。實現(xiàn)了“一礦多用”，取得了采、選1t礦石，產(chǎn)出5種主礦產(chǎn)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(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 提高產(chǎn)能和增加礦山服務(wù)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(chǎn)能力提高，礦山服務(wù)年限延長，“三率”指標(biāo)同步增長。礦山鐵多金屬礦石總量與地質(zhì)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(jīng)整合重組得到充分利用。礦山采、選生產(chǎn)能力由原來年20萬t提升到現(xiàn)在的年50萬t，達(dá)到有色金屬礦山中型規(guī)模，礦山服務(wù)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(shè)

二股鐵多金屬礦地處于黑龍江小興安嶺深處，保護(hù)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(shè)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(kuò)建從地下聯(lián)通，不再占用林地，對多處舊礦地?fù)p壞的林地，全部開展復(fù)墾工作。礦山利用同一個尾礦庫，增設(shè)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(jìn)入選礦生產(chǎn)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(hù)生態(tài)環(huán)境。

礦山按照國家級綠色礦山九條標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行建，采用多種采礦方法并緊密結(jié)合礦山“十二五”規(guī)劃要求，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三者關(guān)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(zhì)量；淘汰落后的單井單采掘生產(chǎn)方式，優(yōu)化調(diào)整合理配置開采的生產(chǎn)系統(tǒng)。混合采礦方法節(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(biāo)，推動礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)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(chǎn)更加安全、資源得到合理利用，節(jié)能減排、土地復(fù)墾，環(huán)境得到保護(hù)。

[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(zhì)條件及找礦方向[D].長春：吉林大學(xué)，2011.

[2]李昌干.綠色礦山建設(shè)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(chǎn)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(yīng)用[J].四川冶金，1989（4）：1－4.