論寶山有色礦業的綠色開發

王鐵剛

(湖南寶山有色金屬礦業有限責任公司，湖南郴州 424402)

湖南寶山有色金屬礦業有限責任公司(簡稱寶山有色礦業)成立于2007年9月。前身為寶山銅礦，寶山鉛鋅銀礦。是由國家大Ⅱ型企業破產改制后組建的國有企業，隸屬湖南省有色金屬管理局。公司座落在湖南桂陽縣，位于郴州市西30 km，交通便利。公司為有色采選企業，主要開采鉛鋅礦石。采掘總量50萬t/a，采礦量為30萬t/a，產品有鉛精礦、鋅精礦、硫精礦。原礦中富含金、銀，主要富集到鉛精礦中進行綜合回收。年銷售收入3.6億，利稅總額1.25億元。現有員工1 460人，技術人員283人，中高級職稱113人。現井下實現無廢開采，利用井下廢棄巷道和采場、閉庫露采場創建國家礦山公園，礦山環境大為改善。建有井下廢水和尾礦庫廢水處理站，廢水處理成本低，廢水均能達標排放，選礦采用清潔生產工藝，技術經濟指標達國內先進水平，尾礦綜合利用項目正在積極推進，尾礦庫安全運行。目前正在進行新的采礦方法研究、尾礦揚塵治理、探索稀散稀有元素綜合回收利用和加快數字化礦山建設步伐。

1 寶山有色礦業綠色開發進程

1.1 礦山建設

寶山有色礦業1966年建礦，命名為寶山銅礦。露天開采銅鉬礦石和單銅礦石。生產規模66萬t/a，選廠生產能力2 500 t/d。1995年露采場閉坑，轉入地下開采鉛鋅礦石和單銅礦石。2003年單銅礦停采，單獨開采鉛鋅礦石至今。2011年公司提質擴能項目全面開工，計劃2016年完成。一年后達標達產，鉛鋅礦生產規模為49.5萬t/a，銅鉬礦和單銅礦33萬t/a，總生產規模達82.5萬t/a。年銷售收入10余億元，利潤總額5億元。

1.2 井下開采工藝

寶山井下采礦方法主要有兩種，即淺孔留礦法嗣后充填和上向水平分層充填采礦法。采礦過程遵循以下原則:(1)確保作業人員安全，資源安全;(2)盡量不破壞地下水層，對含水層采取保護，局部注漿堵水，工程安排盡可能遠離含水層;(3)盡量做到廢石不出窿，井下廢石大部分用于采空區充填，近年來充填量達7萬m3/a，少量廢石出窿滿足地面工程需要?，F傳統的采礦方法無法滿足提質擴能項目的需要，必須進行新的采礦方法研究，采取自主研發和委托研究相結合的方式。公司采礦學組針對寶山地質特征和不同類型的礦體，優化現有采礦方法，推行水平光面爆破壓礦，改進支護方式，提高機械化水平。通過考察交流選用不同的井下設備，如鏟運車、斜井履帶式挖掘裝載機、特種裝載機、電瓶電機車、液壓中深孔鉆機、扒裝機等到井下試用。對砂頁巖和破碎圍巖難采礦體，自主研究分段上山進路回采膠結充填采礦法，新采礦方法研究經工業試驗取得一定成效。全尾充填技術研究已委托中南大學完成，正在作充填方案設計。

隨著開采的不斷深入，通風系統越來越復雜，為保證生產需要，對通風系統要不斷優化和完善，技術創新點如下:

1.自主研發微波、紅外線聯合感應礦用自動風門。通風自動風門的使用提高了通風系統風網的穩定性，控制了系統內外的漏風，實現進風量的合理調節。

2.射流通風的應用。射流式通風的應用克服了局部巷道通風阻力較大的問題，實現各區域風量分配的合理調節，在局部通風方式的選擇上實現了經濟合理性。

3.合理調節風網，多級風機機站分區通風。運用新材質PE板，提高通風構筑物質量并延長了使用壽命，確保風網的穩定性。為保證各區域通風安全，合理布置各級風機機站，實現各區域分區通風，通風效果明顯改善。同時降低了系統通風阻力，合理實現各風機的串、并聯通風，增加了系統總進風量，提高回風效率。

在井下運輸提升過程中，不斷改進和完善設備設施，節能降耗，減少人力，提高功效和安全性能，申報專利，形成自主知識產權。如:礦車自動摘掛鉤、斜井自動阻車器、豎井罐內阻車器、遙控扳道器、斜井礦車視頻跟蹤等專利技術。

1.3 選礦工藝

積極推進選礦高效清潔生產工藝，2009年委托湖南有色金屬研究院進行提高西北部鉛鋅金銀回收率試驗研究、砂頁巖鉛鋅礦可選性試驗研究、無氰工藝工業試驗，探索出一套高效組合藥劑替代氰化鈉進行選礦清潔生產。2012年無氰工業試驗完成后就在工業生產中應用，還在進一步優化工藝參數，力爭進一步降低成本、提高選別指標。2013年該項目獲中國有色金屬工業協會科技成果二等獎。現場工藝優化至2014年取得如下效果:取消碳酸鈉、丁黃藥、25#黑藥，大幅度降低藥劑用量，與工業試驗比較:藥劑成本降低7.8元/t，提高金屬回收率Pb 0.79%、Zn 0.69%、Au 4.2%、Ag 2.75%。操作簡單便捷，經濟指標達到且超過有氰工藝。

1.4 環保工作

寶山有色礦業設有安全環保管理委員會，職能管理部門為安全環保管理部，內設安全通風組、環保監測站和綠化組。作為有色礦業采選企業，環保工作重點放在三廢處理和尾礦庫管理，近年來主要做了以下工作。

1.4.1 建設井下坑道廢水處理站

寶山井下坑道廢水量略為268 m3/h，坑道廢水主要含有 Cu、Pb、Zn、Ca、Mg 等重金離子。pH 6.5 ～7屬弱酸性硬水，前期稍作沉淀直接供選廠使用，因選廠規模1 000 t/d，用水量在5 000 m3/d，井下廢水尚有富余，直排尾礦庫自然凈化再外排，因井下坑道廢水為硬水，直供選廠，藥劑消耗增加。2012年公司修建一座8 000 t/d的井下坑道廢水處理站投入運營，各項指標均達環保要求。2013年1至12月廢水處理站處理水質平均指標見表1。

表1 2013年井下廢水處理站處理水質指標mg/L

1.4.2 建設選礦廢水處理站

2013年公司決定在尾礦庫3號副壩下建立一座10 000 t/d廢水處理站，招標委托賽恩思環?？萍加邢薰驹O計承建，經調試已投入正常運行，主要處理選礦廢水中的 Cu、Pb、Zn、Cd、As金屬離子及懸浮物。該廢水處理站可同時使用兩種廢水處理工藝，即硫化絮凝與生物制劑處理工藝，視廢水處理效果和運營成本而定?，F硫化絮凝處理工藝可達到環保要求，運行成本低0.67元/m3。壓縮空氣清洗臥式攪拌混凝反應池屬首創技術，定量電磁閥程控加藥系統引入廢水處理屬行業首創技術。

廢水處理前后水質情況對比見表2。

表2 尾礦庫廢水處理站處理水質指標mg/L

廢水循環使用工程正在建設中，以滿足提質擴能項目需要，目前達標廢水可直接外排。按湖南省環保廳要求準備安裝廢水在線監控系統。

1.4.3 尾礦庫管理

井下廢石基本不出窿，少量廢石出窿僅滿足地面工程需要，井下基本做到無廢開采。原露天開采廢石場已恢復植被和綠化，對環境沒有影響。選礦尾砂堆存在尾礦庫，尾礦庫已安裝在線監控系統。但秋冬干燥季節存在尾砂揚塵問題，采取臨時措施有一定效果，未根本解決，尚需進一步研究。選礦破碎過程揚塵有專門的除塵系統，經不斷改進完善，除塵效果良好，除塵塔中細泥回收進選別作業，回收有用金屬。

1.5 礦山環境建設

寶山有色礦業因地制宜，根據前期露天開采后井下開采的礦山特征，挖掘歷史文化底蘊，唐、明朝代寶山為官方煉銀、煉銅、鑄錢幣之地，以井下采礦古今遺跡、設備，開發出神秘探寶之旅，以露采場舊址，輔以博物館、銅錢幣、觀景臺、櫻花園等地面景觀，共同構筑寶山工礦旅游之亮點，現寶山礦山公園已成為國家4A景區，當今最大銅錢幣正申報吉尼斯世界紀錄。湖南寶山國家礦山公園的建立，為寶山礦區環境的改善起到核心促進作用，受各級政府的廣泛關注，已成為礦區居民、縣城居民休閑健身的好去處。隨著寶山礦山公園配套設施的完善，寶山的藍天、白云、青山、綠水更加亮麗，成為旅游休閑的好去處。

1.6 發展循環經濟，寶山尾礦綜合利用項目有序推進

寶山有色礦業與湖南云端投資有限公司合作，共同對寶山尾礦庫中尾礦綜合利用進行研究開發，現已完成尾礦綜合利用試驗研究、尾礦綜合利用開發方案、新鮮尾礦有用金屬礦物回收工業試驗研究，建材開發在進一步研究中，項目環評和安評正在申報中。

該項目先回收有用金屬礦物，二次尾礦作建材開發利用，尾礦利用率可達到100%。同時該項目與井下全尾膠接充填項目相結合，相輔相成、相互調節，真正實現寶山無廢開采，低碳生產，綠色開發。

1.7 數字化礦山建設

1.7.1 自動化電力監控系統

自動化電力監控系統是2010年公司建設的重點工程項目，公司先后投入200余萬元，建設了覆蓋全公司的光纜通信系統，對全礦主要電力線路、重要機臺進行了實時數據采集與狀態監控，系統從建設到投入使用三年多以來，不僅節約了大量人力成本、管理成本，還展現了公司在現代化礦山、數字化礦山建設方面的先進形象。主要功能如下:

1.通過監控電力負荷的分布情況，能及時全面地了解設備運行情況及生產動態，很方便地進行負荷調節與平衡，實現了用電負荷的合理調控和科學調度。

2.當采用自備保安電源向井下供電時，能有效控制井下負荷分配，確保井下通風、排水安全。

3.設備出現故障時，能實時報警。能及時掌握情況，采取措施，實現準確調度。

4.系統有強大的報表功能，系統數據庫將根據設計的模塊生成用電情況報表，可隨時查詢與數據分析。

5.系統有很強的兼容性，可接入任何帶有標準通信接口的設備。如超聲波流量計、液位計等很方便地接入系統可實時反映井下水泵房水倉水位情況和水泵上水流量情況。

1.7.2 遠程控制系統

遠程控制系統是利用PLC技術及電力監控系統的遠程功能，通過現場測控單元實行遠程監控。寶山目前已對井下三大中央泵房、主扇風機與輔扇實行了遠程控制并實現了無人值守，每年可節約人力成本220萬元左右，同時在2013年自主設計完成了空壓機房的遠程控制。

1.7.3 視頻監控系統

目前公司范圍內安裝了160余個監控攝像頭，對井下生產中段，地面主要路口、重要工作場所、主要設備崗位、重要保衛崗哨實現了圖像視頻監控。按分區管理和分片負責的原則，共搭建了八個子系統，有力保障了公司生產、安全、保衛等工作。

1.7.4 生產數據播放系統

生產數據播放系統是根據公司生產管理、宣傳工作的需要而自主研發的一個軟件，其作用是對公司探、采、運、選等生產情況報表進行循環播放，并能自動累計、計算和分析，以便各級管理者及時掌握生產動態;同時支持圖片與視頻的播放。

1.7.5 井下人員定位系統

井下人員定位系統于2012年建成投入使用，通過后期自主建設已實現對寶山井下的覆蓋。寶山井下人員定位系統采用射頻技術，讀卡器接收到下井人員標識卡發出的射頻信號，經分站接收處理后，提取井下人員編碼相關信息，經數據接口送至地面監控計算機服務器，完成了對下井人員的自動跟蹤、定位、考勤，同時具有數據存儲、雙向通訊、查詢記錄、報警等功能。

1.7.6 井下環境監測系統

井下環境監測系統，主要監測礦井各生產中段風速、風壓等參數和CO、NO2、H2S等含量。在主要生產現場安裝傳感器，通過數據采集，傳輸至地面計算機進行實時監控，具有自檢診斷、故障報警等功能。

1.7.7 尾砂壩在線監控系統

尾砂壩在線監控系統于2012年建成，通過傳感器技術對主壩和副壩侵潤線、外部位移、內部位移、表面位移以及降雨量、庫水位等實行在線監控，然后通過計算機對其得到的數據進行預測分析處理，系統能進行自動報警，預防出現壩體發生安全事故。

2 綠色開發存在的問題與探討

2.1 資源利用率的提高

1.寶山井下采礦貧化率20%、損失率5%，要進一步降低就要在新的采礦方法研究中予以解決，同時加強資源管理和開采過程中的工序管理，提高資源回采率。

2.目前，選礦回收率 Pb 89%、Zn 91%、Au 20%、Ag 72%、S 45%，還存在提升空間，需在優化完善選礦工藝上下工夫。同時，地、采、選協同配合，發揮協同效應，為選礦創造條件，獲取理想指標。

3.加強綜合回收。目前對硫精礦中鉛、鋅、金、銀綜合回收利用科研已經完成，技術創新有所突破，即將進行工業試驗，工業試驗成功即可產業化。這僅僅是綜合回收工作邁出的第一步，還有大量的工作需要去研究和探索。如多項研究報告表明，鉛鋅原礦中鎵、鍺、硒、碲、礬、鉈、鎘、砷、銦具有綜合回收價值，銅鉬礦中鉍、錸也是具有綜合回收價值。首先要在探礦過程中對鉆孔樣進行稀散元素分析，掌握稀散元素在資源中的分布情況。其次選礦過程要加強稀散元素分析，考察稀散元素的走向。同時了解稀散元素產品的計價標準，再開展對應的科研，探索合理的綜合回收途徑。此外，廢水處理站的沉渣必須進行有益有害元素分析，能否變廢為寶，綜合回收也要開展研究?？傊?，綜合回收工作任重道遠。

2.2 尾礦揚塵治理措施

寶山尾礦采取周邊排放，適時調節減少尾礦揚塵。采用排滲水返回尾礦庫對干灘進行噴淋，降低揚塵。在干灘上加覆蓋物或噴漿固化對揚塵問題起臨時作用或周期性有效，濕式噴漿固化治理揚塵委托湖南有色冶金勞動保護研究院做了一定的研究，但工程量大，成本高，實施有難度，更理想的治理方案，還要進一步探索。

2.3 尾礦作為二次資源綜合利用

尾礦可作為二次資源綜合利用，發展循環經濟。目前有色金屬市場低迷，回收有用金屬礦物難取得預期經濟效益。回收有用金屬礦物工藝也要隨尾礦性質的變化進行優化完善才能獲取預期效果，建材開發需根據當地建材市場需求、行情來開發系列建材，提高市場適應能力，研究工作任務繁重。

2.4 采礦方法還需新突破

采礦方法已成為公司發展的技術瓶頸問題，如何加大力度內外結合進行科技攻關，是目前最急最重的科研課題。應選一個科研單位長期同寶山合作，有專門研究團隊長駐寶山，與寶山現場工程技術人員一起聯合攻關，有望解決寶山技術難題。

2.5 寶山數字化礦山建設

寶山目前已實現自動化辦公，建立公司局域網和OA系統，物資采購、財務管理的NC系統，調度自動化，對空壓機、井下水泵、主扇、局扇均進行遠程控制，110 kV變電站無人值守，重要崗位、關鍵設施視頻監控，選礦自動化、信息化即將實施，數字化礦山雛形已現，但還存在一些問題:(1)維護維修和技術管理人才急需培養;(2)運用好現有系統，融合集成;(3)向智能化礦山發展，企業需大量投入，關鍵技術也需研發。

3 結語

湖南寶山有色金屬礦業有限責任公司本著資源高效利用、建設綠色礦山的理念，近年來，在井下無廢開采、選礦清潔生產、三廢治理、尾礦庫管理、礦山環境建設、數字化礦山建設等方面進行了較高水平的科技創新和綠色開發，已經實現了井下無廢開采;選礦采用清潔生產工藝，技術經濟指標達國內先進水平;井下廢水和尾礦庫廢水處理成本低，廢水均能達標排放;利用井下廢棄巷道和采場、閉庫露采場創建國家礦山公園，礦山環境大為改善。今后，公司在進一步提高資源利用率、實現資源開發利用與環境和諧相處、加強管理和人才培養等方面，還需要進行大量的工作。