銅坑礦礦產資源綜合利用和找礦潛力

許遠清，陳慶發,韋方景

(1.廣西華錫集團股份有限公司銅坑礦，廣西 南丹 547205；2.廣西大學資源與冶金學院，廣西 南寧 530004)

大廠礦田是世界罕見的超大型錫多金屬成礦基地，共伴生礦產有鋅、鉛、銻、銀、銦、鎵、鎘、鉍、硫、砷等十多種[1]。從20世紀60年代以來，先后有陳毓川院士、雷良奇教授、秦德先教授等許多地質專家在此開展了卓有成效的地質研究工作，發表論文近500篇，為礦山建設提供了寶貴的理論指導。但是，在礦山生產地質管理和采礦實踐中，如何進行具體的資源綜合利用，至今都沒有該類科技論文公開發表過。

隨著礦產資源的急速消耗，人類對環境保護也愈來愈關注。《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》就正式提出了“發展綠色礦業，強化礦產資源節約與綜合利用”的戰略思想。《礦產資源節約與綜合利用十二五規劃》做出了具體的部署[2]，就是要“通過示范基地建設，整體提高開發效率和水平，盤活大批資源，提高供給能力”。

大廠礦區的礦業開發得到了各級政府的高度重視，國務院批準從2010年起設立礦產資源節約與綜合利用專項[3]。2011年，廣西南丹大廠錫多金屬礦區被定為首批國家級礦產資源綜合利用示范基地。銅坑礦是大廠礦區內最大的采礦企業，得到了中央財政支持，通過實施“92#錫多金屬礦體回采工藝改造及多災源重疊難采礦體綜合回收工程”項目，現已回收了難采資源礦石量64萬t。為了充分利用不可多得的礦產資源，謹以本文拋磚引玉，期望我國的資源綜合利用能取得新的突破。

1 礦山概況

1.1 礦床地質特征

銅坑礦位于廣西南丹縣大廠鎮境內，區內含礦地層為泥盆系碳酸鹽巖和硅質巖，控礦構造為NW向大廠斷裂，燕山期中酸性巖漿巖呈NS向巖墻產出，西邊出露閃長玢巖，東側出露花崗斑巖[4]。花崗斑巖西邊為錫石硫化物礦床，包括細脈帶礦體、似層狀91#和92#礦體，建礦以來一直在開采利用；東邊為矽卡巖型鋅多金屬硫化物礦床，主要包括94#、95#和96#似層狀緩傾斜薄礦體，是廣西215地質隊危機礦山找礦發現的低品位礦體，現階段正在開拓，近期還不能投入生產。

1.2 礦山開采現狀

礦山始建于1978年，聯合開拓方式，早期采用充填法，目前使用崩落法采礦，年開采能力220萬t。上部的細脈帶礦體因含硫高而形成火區，91號礦體也因底部采空而垮落。近十年來，主要開采92號礦體，按礦體走向劃分為7個盤區內，各個盤區內再分為礦房和礦柱。由于礦房采完之后沒有進行及時充填，致使地壓活動強烈(圖1)，形成了破碎礦柱和垮落體[5]，T202、T111采場單元垮通了地表；386m水平礦柱群，405m水平T106采場出礦時，出現細脈帶礦體自燃火燒灰垮落，含硫煙氣和高溫熱氣逼人；出礦灑水降溫時，時有因火燒灰過多而造成礦石隨泥漿一起流動的災害現象，采礦難度極大，制約了回采率的提升。

1-條帶灰巖；2-細脈帶礦體；3-91#礦體；4-92#礦體；5-夾石；6-垮落界線；7-采場范圍；8-采空區；9-自燃火區；10-坑道

2 綜合利用示范基地建設與找礦潛力

2.1 示范基地建設戰略意義

20世紀80、90年代，大廠礦區的民采民選活動異?；靵y，屢禁不止。許多民營選廠設備簡陋，伴生礦產直接丟失，含鎘、鉛、硫、砷等有害尾礦廢水隨意排放，刁江被污染成了毒江[6]。由于民窿盜采，高峰礦和銅坑礦井下形成了許多無續空區，難以查明，嚴重浪費了國家寶貴的資源。2001年，礦區內發生了影響非常嚴重的龍頭山“7·17”透水事故。近幾年來，錫礦資源日益緊缺，我國已從錫出口國轉為了進口國。通過示范基地的建設，可以消除環境污染，提高資源利用水平和經濟效益，實現可持續發展的重要保障。

關于礦產資源綜合利用的理解也存在差異，一般包含采礦和選礦階段?！墩业V突破戰略行動綱要(2011～2020年)》明確要求“實現難利用資源開發利用的規?；彤a業化，不斷提高礦產資源節約與綜合利用水平”?！兜厍蚩茖W大詞典》還強調了要提高共伴生組分的回收利用和消除“三廢”污染，變廢為寶[7]。筆者認為，資源綜合利用需要在找礦階段即開始重視伴生組分的嵌布特征、類質同象等研究，為采選冶加工等提供科學依據，全過程維持生態平衡，實現資源經濟價值最大化的綠色礦業行為，是一項強國戰略。

2.2 示范基地項目概況

廣西南丹大廠錫多金屬礦資源綜合利用示范基地規劃區面積80km2，建設單位為廣西華錫集團股份有限公司，項目建設涉及采礦、選礦、冶煉三個方面，其中采礦企業有銅坑礦和高峰礦?，F將銅坑礦負責的兩大工程簡介如下。

1) 92#錫多金屬礦體回采工藝改造及多災源重疊難采礦體綜合回收工程。由于火區、垮落區和破碎礦柱的影響，過去一直難以回采。實施該工程的目標，就是要在5年內盤活資源量630萬t，采礦回收率提高2%～5%。

2) 銅坑低品位鋅多金屬礦資源綜合利用工程。由于礦體品位低、傾角緩、埋藏深、薄層狀等特點，采礦難度較大，通過該工程的實施，旨在盤活低品位鋅資源量4161萬t，為華錫集團的可持續發展提供資源保障。

2.3 示范基地的建設成效

2.3.1 井下資源儲量的實地調查

為明確了解儲量可利用程度，銅坑礦專門成立了92#礦體開采現狀調查項目，總工程師羅先偉擔任組長，組織地質、測量、采礦及地壓技術人員對T202-203、T304-305、T204、T106、T317-318、T112-115、92#礦體礦柱群、202#線盤區柱等進行實地檢查，發現垮落區沿著采空區周圍擴散，在采空區的密集區域連成一片，在細脈帶、91#、92#礦體間的重疊區域上下連通，形成大小不等的8個地表塌陷坑。利用3DMine礦業工程軟件，建立了地質數據庫和礦體垮落區、空區模型，根據空區測量和破碎程度，重新進行了儲量分類和計算。

2.3.2 加強采礦技術攻關

銅坑礦珍惜資源財富，走“產、學、研”相結合的道路，注重新技術、新工藝的研發和應用[8]。兩年來，組織技術人員與廣西大學、北京礦冶研究總院、長沙礦山研究院等科研院校合作，完成了《銅坑礦破碎礦體采礦關鍵技術應用研究》、《銅坑礦地下采場結構與工藝與安全綜合技術研究》及《92#礦體大礦塊階段強制連續崩落采礦技術技術應用研究》等主要科研項目，解決了破碎礦體的開采難題。

2.3.3 難利用資源儲量回采

兩年來，通過垮落區實地調查，按開采難易程度重新計算了儲量，積極開展科技研究，回采了難利用礦石64萬t(表1)，按產值300元/t計，實現回收產值1.92億元。

表1 銅坑礦2011～2012年難利用錫礦資源回采量

2.4 銅坑礦區的找礦潛力

大廠銅坑超大型錫礦床位于丹池深大斷裂帶，由于地殼和構造的多旋回演化，巖石重熔和巖漿的多期次侵入，導致地殼中的有用成分重新分布和進一步富集[8]；后期含礦熱液沿SN向東巖墻(先期斷裂)和NW向F1斷裂等有利的導礦構造運移，在緩傾斜長坡背斜東翼的巖層中順層侵入；同時，扁豆灰巖、條帶狀硅質灰巖等裂隙發育，巖石易于交待，從而形成了91#富礦體，在硅質巖中發生沉淀形成了92#特大型錫礦體。過去認為，礦體賦存于東、西兩個巖墻之間。但經過邊部找礦，自2002年以來，在東巖墻東側發現了91#和92#礦體的延伸部分；2006年在東部探礦時，215地質隊又發現了鋅多金屬礦體。由此可見，銅坑礦區成礦物質來源豐富，成礦作用期次較多，導礦和容礦條件優越，是罕見的超大型礦床儲存基地，還可能有未知的大型甚至超大型礦床未被發現，具有較大的找礦潛力。

3 存在問題與建議

3.1 主要問題

1) 對資源綜合利用的認識不足。大廠是世界著名的錫多金屬資源基地，長期以來，得益于富礦的恩賜，即使開采單一的錫礦，也能取得良好的經濟效益，沒有樹立資源危機意識，未能深刻體悟到綜合利用的價值。示范基地建設兩年來，地質和采礦技術人員開展了大量的綜合利用研究工作。但由于礦區地處偏遠，長期以來安于現狀的思想觀念難以改變，仍有部分人對新的礦山三率考核指標和資源綜合利用等學習不夠，理解不深，缺少創新。

2) 伴生礦產的基礎工作薄弱。銅坑礦自1978年建礦以來，一直開采錫礦體，至今也是以錫產品為生產考核指標，在樣品測試時，組合分析的樣品數量較少。十多年來，沒有專門進行過伴生礦產的調查研究，目前使用的數據來源于早期的研究成果，不利于未來規劃和科學決策。

3.2 建議

1) 樹立新型的資源意識。我國是資源大國，過去大量的出口錫產品，但是，現在卻要大量的進口，可見，節約和愛護資源是我們刻不容緩的大事。所以，要利用網絡和會議等做好宣傳教育，讓職工人人領會綜合利用的精神實質，珍惜和節約資源，在生產過程自覺的變廢為寶，減少污染，提高資源的綜合利用水平。

2) 加強人才隊伍的建設。礦產資源是礦山存在的根本，人才是企業發展的根本。在礦山開采過程中，只有建立動態管理機制，及時更新地質資料，健全儲量管理的各種臺賬，保持三級礦量平衡，做好地質綜合研究，采礦設計才會更加合理，才能有效地提高回采率和綜合利用水平。因此，通過各種途徑培養年輕科技人才是極為重要。

3) 建立綜合利用考核體制。大廠礦田的伴生礦物近100種，重金屬元素和有害元素較多，如鉛、鎘、砷、硫等，若能利用就是寶貴財富，若不能回收利用就會污染環境，顯然綜合利用是變廢為寶的有效手段。所以，應該建立一套合理的考核標準，以此促進人們自覺地提高綜合利用水平。

4) 加強礦產資源綜合勘查力度。礦產資源是礦山企業發展的根本，缺少資源就是無米之炊，隨著儲量的日益消耗，只有加大找礦才能維持可持續發展[9]。大廠礦區具有豐富的錫礦、銅礦、銻礦和銀礦等多種礦體，在開展外圍或深部找礦時，必須進行綜合勘查與評價，不遺漏任何一種礦體；同時，對共伴生資源進行綜合評價，為后期的選冶工藝流程設計提供科學依據，有利于提高綜合利用率。

4 結論

1) 國家政策是礦山企業前進的指南針。銅坑礦資源綜合利用示范基地的建設，預計可以盤活難利用資源量610萬t。兩年來，經過井下實地核查，查明了破碎礦柱和垮落區的儲量分布情況，掌握了儲量的實際可利用程度，通過科技攻關，目前已經回采礦石64萬t，實現產值約2億元，同時，減少了伴生有害組分的環境污染。實踐證明，國家政策的引導和支持，是礦山企業發展的重要動力。

2) “開源節流”是礦山企業前進的兩條腿。節流就是要減少動用資源儲量，盡量回采低品位礦體和破碎礦柱，通過提高“三率”指標[10]，以最低的儲量消耗獲取最大的經濟收入；開源就是要加大找礦力度，延長礦山服務年限。大廠礦區是得天獨厚的超大型礦床成礦基地，自1955年以來，相繼發現了91#、92#和100#等大型錫礦體，危機礦山找礦期間又在東巖墻東側發現了94#、95#和96#等鋅多金屬礦體，表明了較大的找礦潛力。因此，加大找礦投資，提高找礦技術，必將找到新的礦產資源。

致謝：本項目研究過程中，得到了銅坑礦羅先偉總工程師、鄭陽副總工程師和周炳任副總工程師的支持，在此表示感謝！

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