唐山三友矿山公司石灰石矿无废开采的实践

王连海，刘铁亮，代丽芹

（唐山三友矿山有限公司， 河北 唐山市 063101）

唐山三友矿山公司石灰石矿无废开采的实践

王连海，刘铁亮，代丽芹

（唐山三友矿山有限公司， 河北 唐山市 063101）

通过对矿山无废开采理论的探讨，提出了实现无废开采的方法和途径。结合唐山三友矿山公司石灰石矿的开采特点，阐述了其无废开采的技术路线及工程实践，可为类似矿山无废开采提供借鉴。

石灰石；无废开采；绿色矿山

1 无废开采的理论

矿业的快速发展，支撑了国民经济的稳定快速增长，但矿业开采同时也破坏了自然环境，产生了大量废料——采矿剥离物、选矿尾砂、废水、废气等，在有色金属或稀有金属开采中，最终获得的产品量只占开采量的5%～10%，剩下的大部分废料需要占用场地堆弃。采矿不但破坏了原地形地貌，而且还会产生二次污染，形成泥石流、滑坡、塌陷、坍塌、透水等一系列的地质灾害隐患，随着开采量的增加，采矿活动对环境的影响愈来愈严重。在此背景下提出了矿业开采的新概念——无废开采。

我国早在“九五”期间就投入大量资金开展矿山环境综合治理工作，并逐步提出了少废和无废开采理念，鼓励地下充填法开采，大力倡导清洁生产，促进矿业可持续发展。

无废开采是一项综合技术，涉及资源勘探、开采设计、选矿工艺、副产物利用、环境治理等多学科、跨行业、跨部门的系统工程，其涵盖以下几个方面：首先是矿山企业经济性，并兼顾短期和长期性，企业只有获得一定的经济效益后，才能有足够的能力开展环境、副产物利用等方面的工作；二是矿产资源综合回收利用，资源不可再生，主采元素及伴生矿物合理有序的利用，才能保障矿业可持续发展，延长矿山服务年限，造福子孙后代；三是废物产出要小，采矿的同时不可避免地产出废料，如何做到危害最少，是采矿和选矿工艺所需控制的，这是减小矿业开采负面效应的关键；四是废石、尾矿等废物的利用是无废开采的核心内容，将废物资源化，不但可有效遏制矿山开采的负面效应，而且还可为企业创造经济和社会效益。

2 实现无废开采的方法和途径

无废开采，一方面是要尽量扼制废料的产出，另一方面是要寻找有效的方法对产出的废料进行处理。实现无废开采的方法与矿山自身地质条件（矿种、赋存状态等）、采选工艺、矿产经济性等紧密相关，且随技术经济的变化而不断提高，主要有以下几方面。

（1）确定合理的采矿方法和工艺。根据矿体赋存情况、开采工艺、产品市场等特点，确定合理开采品位及采矿工艺参数，使用先进的采矿设备，合理布置地下采准工程，采用充填法等，尽最大可能减少废石的产出。

（2）确定合理的选矿方法和工艺。在技术经济条件许可下，最大限度地回收利用伴生矿物元素，减少废石和尾矿的排放是无废开采的重要内容，也是需要加强研究的问题。

（3）采出矿岩的综合回收利用。通过各种途径和方式对开采出的矿石与岩石，根据其物理性质和化学成份，从不同的角度分门别类地加以利用，尽最大可能减少尾矿的产生。

（4）排放废料的综合治理。无论是废石的堆弃还是尾矿的排放均需要综合治理，对排土场和尾矿库进行绿化、复垦，对废弃物进行二次利用，尽最大可能减少采矿对生态环境的影响。

3 石灰石无废开采技术路线

石灰石是制造水泥、石灰、电石的主要原料，是冶金工业中不可缺少的熔剂灰岩。石灰石因储量大、范围广，在开采时大多数采富弃贫，而且均采用露天开采，对环境的破坏较大，开采规模小型化居多，开采工艺简单，排弃物随意堆弃，粉尘较大，因废料块度不均、不易保水，绿化较困难。

石灰石矿山开采加工相对金属矿山简单，其产生的废物主要有：表层剥离物、开采境界内低于边界品位的围岩夹层、生产中产生的粉尘。存在的安全隐患主要有：排土场泥石流、滑坡，边坡坍塌等。无废开采的主要途径有：确定合理经济的剥采比；根据不同矿石品位确定不同的产品种类；根据矿岩赋存条件确定适合的采剥工艺和方法。

地质环境恢复治理也是无废开采的一项重要内容，国家按照“谁受益谁治理”的原则，要求企业在必须采取有效措施消除地质灾害隐患的同时，对破坏的自然环境进行恢复。一是排土场绿化；二是闭坑后的采区边帮治理绿化；三是降低或消除生产中产生的粉尘。

4 唐山三友矿山无废开采的实践

唐山三友矿山公司以“减量化、再利用、资源化”的循环经济理念为指导思想，经过生产勘探确定矿体和围岩的质量及其分布情况和储量，结合市场，根据不同产品不同质量要求和个别指标控制要素，结合矿山实际情况，通过科学的组织管理，灵活采用分区开采、横向开采、陡帮开采、组合台阶开采、混爆分采、分爆分采等多种开采方式，探索出了石灰石矿山无废开采的先进技术，具体如下：

（1）调整矿山采剥布局，利用岩层倾角65°～90°的特点实施混爆分采，开采过程中采用小孔径钻机穿孔，减少矿岩混合，提高矿石回采率（达到97%），将损失率和贫化率降低到3%，从而提高了矿岩综合利用水平；

（2）把矿体围岩夹层中符合水泥石质量的灰石，分采出来生产水泥石，其地质平均品位为含CaO＞48%、MgO＜6%；

（3）把矿体围岩夹层中符合炼钢熔剂灰石质量的灰石，用电铲挑选出来，生产炼钢熔剂灰石，其地质平均品位为含CaO＞48%、SiO2＜3%；

（4）在矿体围岩中挑选平均地质品位为含CaCO3在85%以下、含MgCO3在14%以上、硬度系数为10～12的废石，经破碎后生产建材石；

（5）既不能作水泥石又不能作熔剂灰石、建材石的围岩，作为填海造地的碎石销售；

（6）对采区表层土，在开采初期就注意收集堆存，以用于排土场顶部和坡面绿化覆土；

（7）对生产中产生的超标大块（＞1m），按照不同成色和质地，通过雕刻、切割加工成石材制品，如装饰用板材、石球、石狮、石桌，小工艺品等，矿山公司专门建设了石材加工厂，在唐山市首创无辐射天然绿色石制品，并已形成规模化生产；

（8）绿色矿山建设，三友矿山先后投入3000余万元，对原来的排土场和已闭坑的采区边帮进行绿化，恢复植被，其中一期治理工程已经见成效，在消除滑坡、泥石流等地质灾害隐患的同时，起到了固土降尘的作用，目前矿山区内绿化面积达到了14.3万m2，矿区内共栽植树、灌木17.5万株，为石灰岩矿山治理起到良好的示范作用，2007年被唐山市委、市政府授予“矿山生态治理模式试验示范点”。

5 结 论

唐山三友矿山公司通过实践摸索出合理的开采工艺与方案，形成了完整的资源综合回收利用体系，经过十几年的不懈努力，实现了剥离废弃物不占地堆存，从源头上消除了泥石流、排土场滑坡等地质灾害隐患，达到了无废开采和打造绿色矿山的目的。

［1］ 黄志伟.无废开采评价理论的研究［D］.长沙：中南大学，2003：25－28.

［2］ 黄志伟，古德生.我国矿山无废开采的现状［J］.矿业研究与开发，2002，22（4）：9－10，32.

［3］ 鲍爱华.生态矿山建设的几点思考［J］.矿业研究与开发，2005，25（3）：1－4.

2012－07－19）

王连海（1973－），男，河北迁西县人，高级工程师，在读工程硕士，主要研究矿山开采工艺，Email：sanyouwlh＠126.com。