基于區(qū)域協(xié)同減量化的礦山尾礦綜合信息管理構(gòu)想研究

劉淑鵬，張小偉

（河北地質(zhì)大學(xué)寶石與材料學(xué)院，河北 石家莊 050031）

尾礦作為礦業(yè)生產(chǎn)中主要的固體廢棄物，具有存量大、占地面積大、環(huán)境危害大、安全隱患大的特點(diǎn)，成為制約我國(guó)礦業(yè)綠色化發(fā)展的重要因素。目前我國(guó)尾礦堆存已超過200億t，且每年有約16億t的增量。存量巨大的尾礦，占用了大量的土地資源，產(chǎn)生嚴(yán)重的重金屬污染和揚(yáng)塵污染等環(huán)境危害。尾礦庫(kù)超期或超負(fù)荷使用，存在巨大的安全隱患。因此，合理綜合利用尾礦資源，促進(jìn)尾礦的減量化，是踐行礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效手段[1-2]。

我國(guó)尾礦資源利用尚處于起步階段，大量研究工作僅針對(duì)某一特定尾礦進(jìn)行綜合利用，適用性差。同時(shí)，在政策法規(guī)方面，存在綜合利用要求過于原則，缺乏操作性，難以形成合力的缺點(diǎn)；在技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用中，存在技術(shù)與企業(yè)需求對(duì)接不暢等問題。究其原因，主要是國(guó)內(nèi)相關(guān)礦產(chǎn)企業(yè)及政府部門，并未開展對(duì)尾礦的專項(xiàng)調(diào)研，缺乏對(duì)礦山尾礦的基本資料與信息的統(tǒng)計(jì)與整理；缺少數(shù)據(jù)收集、整理、分析和公布平臺(tái)[3-5]；缺失區(qū)域尾礦綜合協(xié)同利用的環(huán)節(jié)。

因此，要實(shí)現(xiàn)尾礦資源綜合利用，理順礦產(chǎn)資源開發(fā)管理體制，解決資源粗放利用與環(huán)境擾動(dòng)矛盾問題等，均需要充分掌握尾礦資源基礎(chǔ)信息。尾礦資源間的協(xié)同處置，更利于尾礦綜合減量化的實(shí)現(xiàn)。基于區(qū)域協(xié)同減量化的礦山尾礦綜合信息管理構(gòu)想研究，提出區(qū)域尾礦基礎(chǔ)信息構(gòu)想，結(jié)合區(qū)域內(nèi)的尾礦資源量、種類、特性及尾礦綜合利用技術(shù)信息，可實(shí)現(xiàn)尾礦資源協(xié)同匹配綜合利用技術(shù)，尾礦綜合利用技術(shù)匹配企業(yè)技術(shù)需求的目的，促進(jìn)區(qū)域尾礦資源的減量化。

1 礦山尾礦綜合信息管理總體構(gòu)想

1.1 礦山尾礦信息現(xiàn)狀

我國(guó)礦產(chǎn)資源總類繁多，尾礦成分復(fù)雜，相關(guān)管理部門對(duì)于尾礦信息的掌握，基本限于尾礦庫(kù)的數(shù)量、尾礦存量和安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控等方面，且只進(jìn)行了部分尾礦庫(kù)數(shù)據(jù)的梳理。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步及對(duì)尾礦資源綜合利用的興起，尾礦資源的信息化、實(shí)時(shí)化和網(wǎng)絡(luò)化等成為管理的趨勢(shì)，這就需要解決現(xiàn)今礦山尾礦管理面臨的各種問題。

（1）尾礦基礎(chǔ)信息缺乏。礦山企業(yè)在提交備案文檔時(shí)，基本為綜合文本。管理部門對(duì)尾礦基礎(chǔ)信息的整理、電子化、信息化和檢索化難度大。

（2）尾礦信息涉及區(qū)域大，信息收集與管理困難。尾礦相關(guān)信息收集與管理，缺乏區(qū)域規(guī)劃意識(shí)，導(dǎo)致尾礦基礎(chǔ)信息收集范圍過廣，操作難度大。

（3）尾礦綜合利用指導(dǎo)缺乏。尾礦綜合信息管理缺乏與產(chǎn)研互動(dòng)，不利于解決企業(yè)技術(shù)力量不足問題，難以有效利用尾礦綜合信息。

1.2 礦山尾礦綜合信息管理優(yōu)勢(shì)

基于區(qū)域協(xié)同減量化的礦山尾礦綜合信息管理構(gòu)想研究，希望在充分掌握區(qū)域內(nèi)尾礦相關(guān)基礎(chǔ)信息的基礎(chǔ)上，建立礦山企業(yè)、科研單位和政府管理部門間的聯(lián)動(dòng)基礎(chǔ)，為礦山尾礦的綜合利用和減量化提供更加有效的信息保障。其主要的優(yōu)勢(shì)是：

（1）有利于在區(qū)域范圍內(nèi)，按照尾礦可綜合利用技術(shù)，進(jìn)行不同尾礦資源的調(diào)配、協(xié)同使用和拓展尾礦與產(chǎn)品的適應(yīng)能力。

（2）合理控制區(qū)域范圍，使得尾礦的綜合管理與調(diào)配使用成為可能。

（3）為礦山企業(yè)、科研單位、政府管理部門的有效聯(lián)動(dòng)提供基礎(chǔ)信息保障。

（4）有利于尾礦綜合處置管理經(jīng)驗(yàn)的推廣，進(jìn)一步促進(jìn)礦業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

1.3 礦山尾礦綜合信息管理構(gòu)建

基于區(qū)域協(xié)同減量化的礦山尾礦綜合信息管理構(gòu)想研究，總體功能包括：

（1）構(gòu)想建立區(qū)域內(nèi)尾礦綜合基礎(chǔ)信息和尾礦綜合利用技術(shù)信息，可通過區(qū)域內(nèi)不同種類尾礦的調(diào)配協(xié)同使用，建立區(qū)域尾礦與綜合利用技術(shù)的對(duì)接關(guān)系。

（2）尾礦綜合基礎(chǔ)信息與尾礦綜合利用技術(shù)信息，可拓展至主體單位，即建立礦山企業(yè)技術(shù)需求與科研單位技術(shù)間的聯(lián)系。

（3）相關(guān)政府單位可綜合分析基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)各部門工作，提供政策保證，對(duì)尾礦資源開發(fā)進(jìn)行綜合管理。

2 區(qū)域尾礦基礎(chǔ)信息收集與整理

隨著信息技術(shù)水平的逐步更新與完善，各大領(lǐng)域逐步實(shí)現(xiàn)信息化與自動(dòng)化的管理模式。而當(dāng)前礦山尾礦綜合利用過程中，各類尾礦的資源和信息尚不完善，從而使得礦山尾礦綜合利用難度大大增加，尾礦資源開發(fā)存在較大的盲目性和隨意性。

礦山尾礦基礎(chǔ)信息的收集，并不同于傳統(tǒng)尾礦庫(kù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。不僅僅是數(shù)量與安全措施上的簡(jiǎn)單堆加，更重要的是尾礦特性信息的收集與分析、礦山企業(yè)需求信息的收集與分析、尾礦綜合利用信息的收集與分析、尾礦科研單位信息的收集與分析等。

2.1 礦山尾礦特性信息收集與分析

礦山尾礦的特性信息，直接決定尾礦的綜合利用方式與調(diào)配屬性。因此，礦山尾礦信息的準(zhǔn)確、詳盡收集與分析，是尾礦綜合利用的關(guān)鍵。綜合相關(guān)科研成果，礦山尾礦特性信息包括：尾礦成分綜合信息、尾礦粒度綜合信息、尾礦產(chǎn)量綜合信息、尾礦環(huán)境危害綜合信息等，方便匹配現(xiàn)有的尾礦綜合利用技術(shù)或開展尾礦綜合利用研究。可由礦山企業(yè)或相關(guān)調(diào)研單位收集與整理。

（1）尾礦成分綜合信息

礦山尾礦成分綜合信息的收集與分析，包括：尾礦屬性、尾礦組成分析、尾礦礦物學(xué)分析、尾礦含水量分析、尾礦可溶成分分析等。

（2）尾礦粒度綜合信息

礦山尾礦粒度綜合信息的收集與分析，包括：尾礦粒度組成分析、尾礦粒形分析、尾礦顆粒硬度分析、尾礦吸附量分析和尾礦孔隙率分析等。

（3）尾礦產(chǎn)量綜合信息

礦山尾礦產(chǎn)量綜合信息的收集與分析，包括：尾礦儲(chǔ)量、尾礦年產(chǎn)量、尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)容量、尾礦庫(kù)剩余容量和尾礦庫(kù)類型等，方便匹配現(xiàn)有的尾礦綜合利用技術(shù)或開展尾礦綜合利用研究。

（4）尾礦環(huán)境危害綜合信息

礦山尾礦環(huán)境危害信息，可用于分析與判斷尾礦綜合利用過程中，可能產(chǎn)生的環(huán)境危害，及時(shí)管控相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，為礦山尾礦的環(huán)保化利用提供信息支持。礦山環(huán)境危害信息，可包括：現(xiàn)有的環(huán)境危害類型信息，如：滑坡、泥石流、水體污染和粉塵污染等；污染物的來源信息，如：選礦藥劑、重金屬污染和粉塵污染等。

2.2 礦山企業(yè)需求信息的分析與管理

通過礦山企業(yè)需求信息，可判斷企業(yè)對(duì)礦山尾礦的綜合利用能力，方便管理部門了解企業(yè)技術(shù)力量狀況，協(xié)調(diào)科研單位與企業(yè)間的需求對(duì)接。礦山企業(yè)需求信息，可包括：

（1）企業(yè)對(duì)尾礦綜合利用的相關(guān)技術(shù)力量，如：是否具備尾礦綜合利用能力、尾礦正在進(jìn)行的綜合利用方式、參與相關(guān)技術(shù)人員、可消耗尾礦資源信息、產(chǎn)品產(chǎn)出類型、價(jià)格和利潤(rùn)狀況等。

（2）企業(yè)尚無法利用的尾礦信息，如：無法利用的尾礦類型及原因等。

（3）企業(yè)產(chǎn)研聯(lián)合信息，如：是否需要聯(lián)合外協(xié)研究單位、外協(xié)單位信息和外協(xié)單位發(fā)能力等。

2.3 礦山尾礦綜合利用信息的收集與分析

尾礦規(guī)模化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，是促進(jìn)尾礦減量化的必要途徑。尾礦規(guī)模化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，需要加工處理技術(shù)和產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)等產(chǎn)業(yè)鏈中下游的發(fā)展與進(jìn)步。綜合相關(guān)尾礦處理技術(shù)，主要集中在：

（1）尾礦用作建筑材料，包括：水泥、硅酸鹽尾砂磚、瓦、加氣混凝土、鑄石、耐火材料、玻璃、陶粒、混凝土材料、微晶玻璃、熔渣花磚和泡沫玻璃等。

（2）尾礦用作充填材料，包括：水砂充填料和膠結(jié)充填料等。

（3）尾礦用作環(huán)保材料，包括：生物固定化多孔材料和吸波材料等。

（4）尾礦土地復(fù)墾材料，包括：覆土造田材料、覆土造林材料等。

（5）尾礦用作其他材料，包括：修筑公路、防滑材料和海岸造田材料等[6-10]。

主要收集與整理各尾礦材料加工過程中，對(duì)尾礦的成分和粒度等特性的要求，相關(guān)區(qū)域需求量信息等。

2.4 處理礦山尾礦的科研單位信息的收集與分析

尾礦資源的綜合利用，離不開相關(guān)科研單位的技術(shù)支持，產(chǎn)研與市場(chǎng)的融合，這可進(jìn)一步促進(jìn)尾礦的減量化。處理尾礦的科研單位信息的收集與分析有利于針對(duì)尾礦特性與企業(yè)需求，展開相關(guān)科研工作，可使科研成果更具有針對(duì)性。科研單位信息可包括：

（1）處理礦山尾礦的科研單位基礎(chǔ)信息。包括：科研單位技術(shù)涉及領(lǐng)域、可輻射區(qū)域位置、技術(shù)團(tuán)隊(duì)與保障、聯(lián)合企業(yè)信息等。

（2）處理礦山尾礦的科研單位成果信息。包括：論文、專利、產(chǎn)品及推廣信息等。

3 基于區(qū)域尾礦減量化綜合信息協(xié)同與管理

我國(guó)礦山尾礦類型多、成分復(fù)雜，單一尾礦資源往往難以直接用于尾礦產(chǎn)品的生產(chǎn)，不同尾礦的調(diào)配使用常可達(dá)到較好的利用效果。然而，多數(shù)尾礦綜合利用技術(shù)成果，集中于國(guó)內(nèi)典型礦山，尾礦間調(diào)配難以實(shí)現(xiàn)。

基于區(qū)域協(xié)同減量化的礦山尾礦綜合信息管理，可控制尾礦區(qū)域范圍，利用區(qū)域內(nèi)尾礦協(xié)同，契合尾礦集中、就近處理的原則，降低運(yùn)輸成本，提高尾礦產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。尾礦綜合信息可進(jìn)行的協(xié)同與管理包括：

（1）技術(shù)信息協(xié)同。通過對(duì)區(qū)域內(nèi)尾礦特性信息分析，綜合調(diào)配區(qū)域內(nèi)尾礦，以關(guān)鍵詞等方式匹配現(xiàn)有的研究成果，如：尾砂磚鐵含量、硅酸鹽含量、粒度組成等信息；對(duì)協(xié)同信息進(jìn)行初級(jí)推送，指導(dǎo)尾礦資源綜合利用的方向。

（2）需求信息協(xié)同。通過對(duì)技術(shù)協(xié)同信息的分析，結(jié)合礦山企業(yè)實(shí)際，進(jìn)行企業(yè)技術(shù)需求分析；與科研單位進(jìn)行協(xié)同，推送企業(yè)技術(shù)需求信息，解決企業(yè)尾礦綜合利用技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)研聯(lián)合。

（3）市場(chǎng)信息協(xié)同。尾礦綜合信息管理部門，可協(xié)同尾礦下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，推送市場(chǎng)信息，引導(dǎo)尾礦產(chǎn)品的規(guī)模化發(fā)展。

4 結(jié) 語

基于區(qū)域協(xié)同減量化的礦山尾礦綜合信息管理構(gòu)想研究，以區(qū)域范圍內(nèi)的尾礦基礎(chǔ)信息為依據(jù)，可通過細(xì)化收集指標(biāo)，降低尾礦信息收集難度；可通過綜合調(diào)配尾礦原料，匹配尾礦產(chǎn)品的性能；可通過調(diào)整區(qū)域范圍，控制尾礦運(yùn)輸成本，保障區(qū)域內(nèi)尾礦綜合調(diào)配的可行性；可通過區(qū)域內(nèi)產(chǎn)研協(xié)同，形成健康的尾礦利用產(chǎn)業(yè)鏈；可通過信息規(guī)范管理，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)礦業(yè)的綠色發(fā)展。