李敬梅
(新疆天山水泥股份有限公司,新疆 烏魯木齊 830011)
我國水泥灰巖資源區域分布相對不均,有些地區探明儲量夠水泥銷售半徑覆蓋的區域使用幾百年,而有些區域卻根本沒有可以規模開采的水泥灰巖礦山。對于水泥灰巖資源相對匱乏地區的水泥企業,礦山節能是一項重要而必須長期做的工作。目前我國水泥產量穩居世界第一,根據數字水泥網發布的2017年水泥產能已超過20億t,占全球產能的75%。作為提供水泥原料的水泥灰巖礦山,按照噸熟料+水泥要消耗石灰石量1.5t計算,年產14億t熟料需消耗21億t石灰石,礦山的開采量將達到23.3億t。如何做好礦山節能工作,更好地開發和利用礦產資源,筆者根據多年的工作經驗,從以下幾個方面進行簡要論述。
礦山工程設計是礦山企業建設的重要環節,只有精心做好工程設計,不斷優化設計方案,注重總圖布置、配料方案、生產工藝、礦床開采及開拓運輸系統的合理選擇,依據地形地質條件,在采礦工藝各流程設計中采用合理的方案,才能為礦山與工廠節能創造必要的前提條件。
一座礦山的開采,首先要做的就是地質勘查工作。充分準確的地質勘查工作,能讓礦山設計單位了解礦體結構,根據礦體結構編制出科學有效的基建和開采方案,礦山開采單位也可根據設計及生產線的需要合理進行開采,做到不盲目,有指導性的開采、科學合理的搭配和剝離工作。針對礦山的具體條件,進行個性化設計才是水泥企業礦山建設的根本利益所在。
綠色礦山建設,是以促進資源合理利用、節能減排、保護生態環境和礦地和諧為主要目標,最終實現資源開發的經濟效益、生態效益和社會效益協調統一,為發展綠色礦業、建設綠色礦山提供技術和管理支撐。同時,使礦山企業將高效利用資源、保護環境、促進礦地和諧的外在要求轉化為企業發展的內在動力,自覺承擔起節約集約利用資源、節能減排、環境重建、土地復墾、帶動地方經濟發展的企業責任。
在我國水泥灰巖礦山大多為山坡露天礦床,其比高一般為200~700m。因此依據礦山地形地質條件,選擇礦石的自重運輸方式是水泥礦山獨具的優勢。這是對比高較大的山坡露天礦床開采的一種行之有效的開拓方案,也是建設綠色水泥灰巖礦山并達到節能目標的一種重要選擇。自重運輸方式就是開鑿大型破碎機峒室,單段破碎機進入平峒,礦石由溜井下部礦倉進入破碎機后,被破碎成小塊礦石,再由膠帶輸送機經平峒運出的設計方案。自重運輸方式不僅解決了平峒內的大塊礦石運輸問題,而且在生產過程中減少了粉塵排放和對周邊的環境污染,其節能降耗效果的優勢非常凸顯。
目前,不少水泥礦山的剝離廢石比例高達10%~50%,有些水泥企業把氧化鎂含量在4%~7%的石灰石完全作為廢料,一棄了之。生產實踐證明,通過采取技術措施,這些看似不能使用的廢石都能夠達到水泥生料要求,變為有用的水泥原料。
布爾津某水泥企業在搭配礦山剝離廢石的過程中,嚴格監控礦山石灰石搭配進廠質量,根據化驗結果及礦山實際情況,礦山石灰石中多連帶有土及其他成分,化驗取樣時因綜合地質條件多點、多次分布取樣,破碎機入料200t/h石灰石進行破碎,破碎后經破碎皮帶進入圓堆,圓堆經堆料機均勻分層布料,將整個圓堆劃分為4等塊,大臂擺動成90°,每等塊可堆料2 000t,從圓堆取料時取料機成扇形,可把堆料時均勻分層布料的低品位石灰石、高品位石灰石進行混合均化,通過運輸皮帶進入生料調配庫。對生料調配庫運輸皮帶上的混合石灰石樣品進行化驗,為搭配后的綜合石灰石化驗結果。根據破碎系統及礦山的實際情況,在搭配低品位石灰石時,應根據化驗室提供的化驗結果、礦山石灰石中夾雜土及其他成分的情況,結合圓堆每90°可堆料2 000t的情況,綜合以上情況對石灰石進行加權平均,確定石灰石搭配方案。該水泥企業石灰石礦山保有資源量約2 400萬t,剝采比為0.37∶1,剝離總量約650萬t,若按上述搭配方案大約可搭配使用剝離廢石400萬t,可節約剝離費約4 000萬元,并且延長礦山服務年限約5年。
石灰石是不可再生型資源,從資源綜合利用的角度出發,在確保水泥生產服務年限的前提下,根據礦石品位和儲量,加工骨料和生產附加值更高的產品,讓1噸石灰石的原始價值,經產業鏈的多品種延伸后創造出“1+1>2”的價值,這是必須追求的目標。
某水泥企業所屬的柳樹溝石灰巖礦,礦山于1958年建成投產,距水泥企業熟料生產線不到40km,經過近60年的開采,礦區內Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體設計境界內的可采儲量已基本開采完畢,企業從距離100km以外的區域采購石灰石,消耗巨大。為最大限度地發揮老礦山的資源潛力,企業一方面根據礦山實際開采情況變更采礦區范圍,同時將開采深度標高由1 380m調整為1 460~1 330m,最終探明1 330m標高以上保有資源儲量為587.61萬t,不僅大大延長了礦山的使用壽命,而且為企業獲得了良好的經濟效益。另一方面依據國家有關資源綜合利用政策,積極研究和探索,充分利用柳樹溝石灰巖礦的邊緣礦和尾礦,通過改進工藝和優化生產條件,與進廠的高質量礦石搭配使用取得成功。同時企業利用多年堆積的水泥灰巖礦石中的廢石(蓋層和夾石)加工成建筑骨料,做到“變廢為寶”循環利用,使水泥產品和建筑骨料直接同步合成為建筑工地的混凝土產品,實現企業產值利潤的最大化。充分發揮資源的有效利用,為我們的子孫后代盡可能節約有限的資源。
節約節能型綠色礦山建設就是將先進創新的采礦技術、裝備與建設綠色礦山的先進管理理念相融合,是礦山企業管理的一個飛躍,是貫徹落實科學發展觀,全面、協調、可持續發展的具體表現,是以保護生態環境,降低資源消耗,追求循環經濟為總目標,將綠色生態理念貫穿于礦產資源綜合開發利用的全過程,體現了對自然資源的尊重,對礦產資源的珍惜。水泥企業應積極推進礦山節約、節能工作,合理利用資源,處理好資源開發和環境保護之間的關系。通過產業結構優化,企業技術改造和創新,發展循環經濟,倡導綠色消費等來促進資源節約,實現企業的可持續發展。