探討金屬礦山地下開采節能減排技術的應用

吳太茂

（四川南江礦業集團有限公司，四川 巴中 635600）

我國目前在金屬礦山地下開采方面已經形成了較大的產業規模，各類礦場以及地下開采技術已經成熟，但是在技術運用方面，受到外界因素的限制依然存在一定的局限性，因此，為了充分提升相應的技術指標，加強金屬礦山開采的實際效率，應該從技術層面、設備運用層面、工作開展層面綜合考慮，最大化提升金屬礦山地下開采技能減排技術的應用效率。

1 我國金屬礦山地下開采節能減排現狀

礦產資源是推進經濟發展的一大動力，正為了提高和保持我國經濟快速平穩發展，因此，近年來，對其需求持續上升。而隨著對礦產資源的需求量的加大，金屬礦山的發展也越平穩快速。如由于鐵礦石的產量從2005年到2011年由4.2億t增加到13.27億t，給金屬礦山在規模化等方面的發展水平也帶來了大幅提升。但對于礦山資源的開采也是付出了沉重的代價，如付出了資源、能源與環境等破壞生態文明的代價，同時也使得關于經濟發展與能源、資源和環境這兩方面的矛盾變得更加尖銳。

因此，從事金屬礦山的節能減排方面的工作，既是一個挑戰又是一個機遇。其中鋼鐵行業的能耗占全國總能耗的9%～10%，是我國的資源和能源的消耗大戶。我國金屬礦山資源的開采主要存在兩方面的問題，一是節能技術落后，二是利用率低。而因為節能技術很落后，所以導致我國當前的金屬礦山仍處于能耗量大的狀態。節能技術方面可以從主體工序流程能量的分配、礦山節能工藝和設備等來進行考慮。同時，我國廢棄物的排放量與以前相比增加了很多，與其他國家相比也是更多的。

2 金屬礦山節能減排的技術進展

自改革開放以來，為了使我國金屬礦山資源的開采、利用能夠向著節能降耗、提效、減排、利廢等的道路前進，礦山企業有針對性地開展了大量科研和技術改造等方面的活動。就節能減排方面，礦山企業攻關了工藝的技術、裝備的研制、主體工序流程的能量分配和大型設備的用電[1-3]。

2.1 大型露天鐵礦陡幫開采技術

為使新建礦山和深凹露天礦山推遲前期剝巖量，減少建設投資和推遲最終邊坡暴露時間，和解決凹陷露天礦初期剝巖量大，生產剝采比大于平均剝采比等問題，四川南江礦業集團等單位利用組合臺階，將工作幫坡角改成了19o比原來增加了5°～9o，開發了陡幫開采的工藝。該工藝極大地減少了廢石剝離量從而達到節能的目的，是利用了對最終邊坡角的提高。在南芬露天礦、鞍鋼大孤山露天礦進行了大型露天礦汽車運輸和鐵路運輸陡幫開采工業試驗，并且取得較好成績。不僅在經濟和社會效益的提高有巨大作用，而且使我國的露天開采工藝有質的飛躍，以致于將該技術推廣到我國的冶金、有色、黃金、化工等大露天礦山。

2.2 大型深凹露天礦陡坡鐵路運輸技術

露天開采是我國礦山量的主要來源——礦山量的60%，而其主要工藝環節和最薄弱環節都是運輸。換句話說，運輸的技術和裝備水平決定著礦山的經濟效益。但在礦山開采中，開采條件卻愈來愈差——運輸的各個方面都相當困難，從運輸路線到運輸環境。運輸的路線由于狹窄的采場空間，變得布置困難;運輸的距離的加長導致成本增加、能耗增加。同時，運輸的線路數量多，這導致嚴重壓礦，也造成資源利用率的降低和剝采比的增大等問題;運輸的工具——汽車，給環境帶來嚴重的污染；運輸的環境，大氣質量的急劇下降導致勞動效率低下。

2.3 露天地下三階段開采技術

為了使礦山的基建投資減少，跟據國內外露天轉地下開采礦山的經驗，可以對工程布置的露天與地下開采進行統籌，這實際上是工藝：露天與地下開采礦產的特點的充分利用。但在設計露天轉地下的礦山時，我國對礦床沒有進行統籌規劃。并且，在確定露天與地下開采的界線時，也沒有考慮到成本會隨著深度的改變而變化。

目前，針對上述問題，還沒有想出一套可以解決問題的有效辦法。但正在解決中，由四川南江礦業集團等單位提出的將礦山露天轉地下分為露天開采階段、露天轉地下過渡階段和地下開采階段這三個階段的思想，可以使整個礦床開采獲取的利益最大。同時，這種思想是對礦床開采的生命周期進行了整體的規劃和設計，這不但可以解決露天轉地下時期的產量銜接、投資浪費等問題，還可以解決過渡階段的時機問題。

3 金屬礦山節能減排的關鍵技術

3.1 應用先進設計理念，進行系統優化

為落實金屬礦山節能減排理念，應立足于我國，包括國情和礦產資源自身的特點。

就礦產資源方面，第一，可以采用先進、高效節能減排的技術和裝備，對礦山勘探、采掘、選別、燒結、冶煉產業鏈條工藝中的資源走向和資源利用進行系統優化。第二，為使整個礦產資源工程的節能減排效果最優、爆破等全套工序節能和總成本最低，可以將先進的設計理念，運用到規劃和設計中去，使之合理、高效。

3.2 冶金礦產資源高效開采技術

對于冶金礦產資源而言，在開采過程中，應該結合應用過程中效率最高的自動化控制技術，并且針對開采位置以及實際情況的不同，合理選擇將工藝流程進行全面優化，通過新型的采礦設備結合不同環境下的礦產開采技術，提升使用設備的效率，從而提升開采質量。

此外，對于地下礦山而言，在進行連續開采的過程中，需要規模化采用濃度較高的全尾砂膠結技術進行綜合運用，而對于一些礦山距離居民區較近的地方，需要考慮采用無廢開采技術，對當地的環境以及開采設備中的排水檢測系統進行綜合管理。

3.3 冶金礦產資源高效選礦技術與裝備

在礦石的選礦加工系統中，節能減排的突破點主要是選礦的工藝、設備的研發和現有選礦系統的配置和技術以及選礦藥劑等方面，需要結合現有選礦系統的配置和技術來開發新的選礦工藝和研發新的設備、創造高效節能減排的選礦藥劑。

對于選礦技術和設備可以從多碎少磨、以碎代磨等來進行創新，對于現有的選礦系統的技術可以從現階段的磨礦和粗粒的預選、拋尾等技術來進行節能減排，而選礦藥劑利用多金屬可以共生的礦石技術來改進貧細赤(磁)鐵礦反浮選的技術從而制造高效節能的選礦藥劑。

4 結語

為開創金屬礦山又好又快發展的新局面，國家提出了三個方面措施。第一制定和完善就礦產資源方面的標準。通過一系列研究制定出合理的礦產資源開發和利用的標準，同時，根據環境與資源、能源的關系對標準進行完善。第二，在遵循企業發展規律的前提下，轉變企業發展方式，進行深化改革。第三，在各項工作中，始終將環境保護和節能減排放在首位。