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莱矿:无尾、无废、无公害

2017-2-7 16:50:04 作者:亓秀宝 贺明峰

提及铁矿、矿山,人们往往会联想到脏、乱、差,以及岌岌可危的渣子山,而在莱芜莱矿却截然不同,整洁的矿区绿树成荫,更是难寻渣子山的踪迹,这得益于莱矿近年来在发展中坚持绿色环保发展之路,打造无公害绿色矿山的实践探索。

莱钢集团莱芜矿业有限公司位于鲁中腹地——泰莱平原东端的莱芜盆地,是1958年建矿的国有老矿山企业,下设马庄铁矿、业庄铁矿和谷家台铁矿三个井下矿山,地质总储量为10817万吨。与国内大多数矿山企业一样,在莱矿生产建设史上,大多数时间采用矿床疏干、崩落采矿方法,致使废石、尾矿、地表塌陷和水位下降等顽疾不可避免,给当地的生态环境造成了严重破坏。

这种采矿模式和国家倡导的资源节约、环境友好发展方向格格不入,和莱矿所处的复杂水文地质条件下的大水矿床不相适应,传统矿床疏干、崩落开采的路子没法继续走下去。在此背景下,莱钢集团莱芜矿业有限公司以落实科学发展观为统领,提出“和谐发展,打造绿色矿山”的理念,以资源节约型、环境友好型绿色矿山为目标,采用国内外独创的思路和模式,不断取得新突破,实现了良好的社会效益和经济效益,先后被国土资源部授予“全国矿产资源开发利用先进单位”、“全国地质灾害群防群治先进单位”、“国家级绿色矿山试点单位”和“矿产资源节约与综合利用优秀矿山企业”称号。

治水

莱矿下属的谷家台铁矿是国内有名的大水矿山,矿体赋存于燕山期闪长岩与中奥陶系灰岩东西走向的接触带上,属高温热液矽卡岩型接触交代矿床。矿床地表发育有汶河、嘶马河、方下河三条河流;河床内多处第三系隔水层缺失形成“天窗”,含水层直接接受地表泾流的垂向补给;区内断层构造发育,使矿区水文地质条件更加复杂。在上世纪70年代的开采设计中,曾提出以堵为主,堵、截、填、排结合的治水方案,辅之以搬迁、改河和还水,最后终因投资巨大,实施效果差,环境破坏严重而告终。

莱矿在业庄铁矿留护顶矿隔水开采技术的基础上,创造性提出了坑下近矿体顶板灰岩注浆、不疏干开采的方案,在不降低地下水位、不干扰周边生态环境的情况下进行采矿生产,大幅提高了资源利用率。井下排水量从每天2万立方米降到0.1万立方米,不仅保护了地下水资源,而且也为企业节约了大量的排水费用。

充填

马庄铁矿和业庄铁矿位于莱芜市城区内,早期采用有底柱分段崩落法开采。随着开采的深化,采空区不断扩大,地表塌陷区也随之扩大,致使地表环境不断恶化。为保护环境,充分利用有限的矿产资源,莱矿投入大量资金和技术力量研究探索充填法采矿。在胶结充填法采矿的研究探索和应用方面,莱矿走在了国内铁矿山前列。

为提高全尾砂胶结充填胶凝效果,莱矿研究开发了专用的胶凝材料,以尾砂为骨料,实现了全尾胶结充填。在此基础上,莱矿又利用尾砂,对业已形成、尚未塌落的采空区进行了充填,对地表塌陷区进行了回填和绿化,使以前的塌陷区变成了公园式绿化带。

应用充填法采矿后,矿山生产达到了地表不增加废弃物、井下不增加采空区的目标。同时,矿石回采率由原设计的68%提高到95%以上,为打造绿色无公害矿山奠定了良好基础。目前,莱矿已基本实现废石零排放。

工艺技术改造

该矿通过实施磨前湿式抛废和浮选技术改造,大幅度提高了原矿处理量和最终的铁精粉品位,有效降低了加工成本,使铜、钴精粉回收率分别提高到51.9%、13.2%,铁金属回收率提高到92.9%。

一方面,该矿完成了采矿方法的历史性调整和变革。在成功应用分段崩矿阶段空场嗣后胶结充填法和点柱式上向水平分层充填采矿法的基础上,采用长锚索预加固和喷锚网联合支护工艺,实施了上向分段空场分段充填及上向进路充填采矿法,经进一步优化,确定为机械化盘区下向进路胶结充填采矿法,不仅可以有效避免采场顶板的大面积冒落,实现本质安全化,而且可以保护资源,提高回采率10%。

另一方面,该矿探索应用了“流态化砂仓尾矿浓缩和压滤充填技术”,既有效解决了尾矿的排放问题,减少了耕地占用和环境污染,又解决了充填的原料问题。

通过以上探索,莱钢集团莱芜矿业有限公司在矿山生产中,形成了“矿床不疏干、不扰动地下水系、不破坏周边生态环境,有用元素高效选别回收,废石和尾砂全部充入井下”的治水采矿模式。矿床开采结束,完全可以达到“地表无废弃物、井下无采空区、封闭井口即可恢复地貌、无尾无废”的采矿效果。△

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