论宝山有色矿业的绿色开发

王铁刚

(湖南宝山有色金属矿业有限责任公司，湖南郴州 424402)

湖南宝山有色金属矿业有限责任公司(简称宝山有色矿业)成立于2007年9月。前身为宝山铜矿，宝山铅锌银矿。是由国家大Ⅱ型企业破产改制后组建的国有企业，隶属湖南省有色金属管理局。公司座落在湖南桂阳县，位于郴州市西30 km，交通便利。公司为有色采选企业，主要开采铅锌矿石。采掘总量50万t/a，采矿量为30万t/a，产品有铅精矿、锌精矿、硫精矿。原矿中富含金、银，主要富集到铅精矿中进行综合回收。年销售收入3.6亿，利税总额1.25亿元。现有员工1 460人，技术人员283人，中高级职称113人。现井下实现无废开采，利用井下废弃巷道和采场、闭库露采场创建国家矿山公园，矿山环境大为改善。建有井下废水和尾矿库废水处理站，废水处理成本低，废水均能达标排放，选矿采用清洁生产工艺，技术经济指标达国内先进水平，尾矿综合利用项目正在积极推进，尾矿库安全运行。目前正在进行新的采矿方法研究、尾矿扬尘治理、探索稀散稀有元素综合回收利用和加快数字化矿山建设步伐。

1 宝山有色矿业绿色开发进程

1.1 矿山建设

宝山有色矿业1966年建矿，命名为宝山铜矿。露天开采铜钼矿石和单铜矿石。生产规模66万t/a，选厂生产能力2 500 t/d。1995年露采场闭坑，转入地下开采铅锌矿石和单铜矿石。2003年单铜矿停采，单独开采铅锌矿石至今。2011年公司提质扩能项目全面开工，计划2016年完成。一年后达标达产，铅锌矿生产规模为49.5万t/a，铜钼矿和单铜矿33万t/a，总生产规模达82.5万t/a。年销售收入10余亿元，利润总额5亿元。

1.2 井下开采工艺

宝山井下采矿方法主要有两种，即浅孔留矿法嗣后充填和上向水平分层充填采矿法。采矿过程遵循以下原则:(1)确保作业人员安全，资源安全;(2)尽量不破坏地下水层，对含水层采取保护，局部注浆堵水，工程安排尽可能远离含水层;(3)尽量做到废石不出窿，井下废石大部分用于采空区充填，近年来充填量达7万m3/a，少量废石出窿满足地面工程需要。现传统的采矿方法无法满足提质扩能项目的需要，必须进行新的采矿方法研究，采取自主研发和委托研究相结合的方式。公司采矿学组针对宝山地质特征和不同类型的矿体，优化现有采矿方法，推行水平光面爆破压矿，改进支护方式，提高机械化水平。通过考察交流选用不同的井下设备，如铲运车、斜井履带式挖掘装载机、特种装载机、电瓶电机车、液压中深孔钻机、扒装机等到井下试用。对砂页岩和破碎围岩难采矿体，自主研究分段上山进路回采胶结充填采矿法，新采矿方法研究经工业试验取得一定成效。全尾充填技术研究已委托中南大学完成，正在作充填方案设计。

随着开采的不断深入，通风系统越来越复杂，为保证生产需要，对通风系统要不断优化和完善，技术创新点如下:

1.自主研发微波、红外线联合感应矿用自动风门。通风自动风门的使用提高了通风系统风网的稳定性，控制了系统内外的漏风，实现进风量的合理调节。

2.射流通风的应用。射流式通风的应用克服了局部巷道通风阻力较大的问题，实现各区域风量分配的合理调节，在局部通风方式的选择上实现了经济合理性。

3.合理调节风网，多级风机机站分区通风。运用新材质PE板，提高通风构筑物质量并延长了使用寿命，确保风网的稳定性。为保证各区域通风安全，合理布置各级风机机站，实现各区域分区通风，通风效果明显改善。同时降低了系统通风阻力，合理实现各风机的串、并联通风，增加了系统总进风量，提高回风效率。

在井下运输提升过程中，不断改进和完善设备设施，节能降耗，减少人力，提高功效和安全性能，申报专利，形成自主知识产权。如:矿车自动摘挂钩、斜井自动阻车器、竖井罐内阻车器、遥控扳道器、斜井矿车视频跟踪等专利技术。

1.3 选矿工艺

积极推进选矿高效清洁生产工艺，2009年委托湖南有色金属研究院进行提高西北部铅锌金银回收率试验研究、砂页岩铅锌矿可选性试验研究、无氰工艺工业试验，探索出一套高效组合药剂替代氰化钠进行选矿清洁生产。2012年无氰工业试验完成后就在工业生产中应用，还在进一步优化工艺参数，力争进一步降低成本、提高选别指标。2013年该项目获中国有色金属工业协会科技成果二等奖。现场工艺优化至2014年取得如下效果:取消碳酸钠、丁黄药、25#黑药，大幅度降低药剂用量，与工业试验比较:药剂成本降低7.8元/t，提高金属回收率Pb 0.79%、Zn 0.69%、Au 4.2%、Ag 2.75%。操作简单便捷，经济指标达到且超过有氰工艺。

1.4 环保工作

宝山有色矿业设有安全环保管理委员会，职能管理部门为安全环保管理部，内设安全通风组、环保监测站和绿化组。作为有色矿业采选企业，环保工作重点放在三废处理和尾矿库管理，近年来主要做了以下工作。

1.4.1 建设井下坑道废水处理站

宝山井下坑道废水量略为268 m3/h，坑道废水主要含有 Cu、Pb、Zn、Ca、Mg 等重金离子。pH 6.5 ～7属弱酸性硬水，前期稍作沉淀直接供选厂使用，因选厂规模1 000 t/d，用水量在5 000 m3/d，井下废水尚有富余，直排尾矿库自然净化再外排，因井下坑道废水为硬水，直供选厂，药剂消耗增加。2012年公司修建一座8 000 t/d的井下坑道废水处理站投入运营，各项指标均达环保要求。2013年1至12月废水处理站处理水质平均指标见表1。

表1 2013年井下废水处理站处理水质指标mg/L

1.4.2 建设选矿废水处理站

2013年公司决定在尾矿库3号副坝下建立一座10 000 t/d废水处理站，招标委托赛恩思环保科技有限公司设计承建，经调试已投入正常运行，主要处理选矿废水中的 Cu、Pb、Zn、Cd、As金属离子及悬浮物。该废水处理站可同时使用两种废水处理工艺，即硫化絮凝与生物制剂处理工艺，视废水处理效果和运营成本而定。现硫化絮凝处理工艺可达到环保要求，运行成本低0.67元/m3。压缩空气清洗卧式搅拌混凝反应池属首创技术，定量电磁阀程控加药系统引入废水处理属行业首创技术。

废水处理前后水质情况对比见表2。

表2 尾矿库废水处理站处理水质指标mg/L

废水循环使用工程正在建设中，以满足提质扩能项目需要，目前达标废水可直接外排。按湖南省环保厅要求准备安装废水在线监控系统。

1.4.3 尾矿库管理

井下废石基本不出窿，少量废石出窿仅满足地面工程需要，井下基本做到无废开采。原露天开采废石场已恢复植被和绿化，对环境没有影响。选矿尾砂堆存在尾矿库，尾矿库已安装在线监控系统。但秋冬干燥季节存在尾砂扬尘问题，采取临时措施有一定效果，未根本解决，尚需进一步研究。选矿破碎过程扬尘有专门的除尘系统，经不断改进完善，除尘效果良好，除尘塔中细泥回收进选别作业，回收有用金属。

1.5 矿山环境建设

宝山有色矿业因地制宜，根据前期露天开采后井下开采的矿山特征，挖掘历史文化底蕴，唐、明朝代宝山为官方炼银、炼铜、铸钱币之地，以井下采矿古今遗迹、设备，开发出神秘探宝之旅，以露采场旧址，辅以博物馆、铜钱币、观景台、樱花园等地面景观，共同构筑宝山工矿旅游之亮点，现宝山矿山公园已成为国家4A景区，当今最大铜钱币正申报吉尼斯世界纪录。湖南宝山国家矿山公园的建立，为宝山矿区环境的改善起到核心促进作用，受各级政府的广泛关注，已成为矿区居民、县城居民休闲健身的好去处。随着宝山矿山公园配套设施的完善，宝山的蓝天、白云、青山、绿水更加亮丽，成为旅游休闲的好去处。

1.6 发展循环经济，宝山尾矿综合利用项目有序推进

宝山有色矿业与湖南云端投资有限公司合作，共同对宝山尾矿库中尾矿综合利用进行研究开发，现已完成尾矿综合利用试验研究、尾矿综合利用开发方案、新鲜尾矿有用金属矿物回收工业试验研究，建材开发在进一步研究中，项目环评和安评正在申报中。

该项目先回收有用金属矿物，二次尾矿作建材开发利用，尾矿利用率可达到100%。同时该项目与井下全尾胶接充填项目相结合，相辅相成、相互调节，真正实现宝山无废开采，低碳生产，绿色开发。

1.7 数字化矿山建设

1.7.1 自动化电力监控系统

自动化电力监控系统是2010年公司建设的重点工程项目，公司先后投入200余万元，建设了覆盖全公司的光缆通信系统，对全矿主要电力线路、重要机台进行了实时数据采集与状态监控，系统从建设到投入使用三年多以来，不仅节约了大量人力成本、管理成本，还展现了公司在现代化矿山、数字化矿山建设方面的先进形象。主要功能如下:

1.通过监控电力负荷的分布情况，能及时全面地了解设备运行情况及生产动态，很方便地进行负荷调节与平衡，实现了用电负荷的合理调控和科学调度。

2.当采用自备保安电源向井下供电时，能有效控制井下负荷分配，确保井下通风、排水安全。

3.设备出现故障时，能实时报警。能及时掌握情况，采取措施，实现准确调度。

4.系统有强大的报表功能，系统数据库将根据设计的模块生成用电情况报表，可随时查询与数据分析。

5.系统有很强的兼容性，可接入任何带有标准通信接口的设备。如超声波流量计、液位计等很方便地接入系统可实时反映井下水泵房水仓水位情况和水泵上水流量情况。

1.7.2 远程控制系统

远程控制系统是利用PLC技术及电力监控系统的远程功能，通过现场测控单元实行远程监控。宝山目前已对井下三大中央泵房、主扇风机与辅扇实行了远程控制并实现了无人值守，每年可节约人力成本220万元左右，同时在2013年自主设计完成了空压机房的远程控制。

1.7.3 视频监控系统

目前公司范围内安装了160余个监控摄像头，对井下生产中段，地面主要路口、重要工作场所、主要设备岗位、重要保卫岗哨实现了图像视频监控。按分区管理和分片负责的原则，共搭建了八个子系统，有力保障了公司生产、安全、保卫等工作。

1.7.4 生产数据播放系统

生产数据播放系统是根据公司生产管理、宣传工作的需要而自主研发的一个软件，其作用是对公司探、采、运、选等生产情况报表进行循环播放，并能自动累计、计算和分析，以便各级管理者及时掌握生产动态;同时支持图片与视频的播放。

1.7.5 井下人员定位系统

井下人员定位系统于2012年建成投入使用，通过后期自主建设已实现对宝山井下的覆盖。宝山井下人员定位系统采用射频技术，读卡器接收到下井人员标识卡发出的射频信号，经分站接收处理后，提取井下人员编码相关信息，经数据接口送至地面监控计算机服务器，完成了对下井人员的自动跟踪、定位、考勤，同时具有数据存储、双向通讯、查询记录、报警等功能。

1.7.6 井下环境监测系统

井下环境监测系统，主要监测矿井各生产中段风速、风压等参数和CO、NO2、H2S等含量。在主要生产现场安装传感器，通过数据采集，传输至地面计算机进行实时监控，具有自检诊断、故障报警等功能。

1.7.7 尾砂坝在线监控系统

尾砂坝在线监控系统于2012年建成，通过传感器技术对主坝和副坝侵润线、外部位移、内部位移、表面位移以及降雨量、库水位等实行在线监控，然后通过计算机对其得到的数据进行预测分析处理，系统能进行自动报警，预防出现坝体发生安全事故。

2 绿色开发存在的问题与探讨

2.1 资源利用率的提高

1.宝山井下采矿贫化率20%、损失率5%，要进一步降低就要在新的采矿方法研究中予以解决，同时加强资源管理和开采过程中的工序管理，提高资源回采率。

2.目前，选矿回收率 Pb 89%、Zn 91%、Au 20%、Ag 72%、S 45%，还存在提升空间，需在优化完善选矿工艺上下工夫。同时，地、采、选协同配合，发挥协同效应，为选矿创造条件，获取理想指标。

3.加强综合回收。目前对硫精矿中铅、锌、金、银综合回收利用科研已经完成，技术创新有所突破，即将进行工业试验，工业试验成功即可产业化。这仅仅是综合回收工作迈出的第一步，还有大量的工作需要去研究和探索。如多项研究报告表明，铅锌原矿中镓、锗、硒、碲、矾、铊、镉、砷、铟具有综合回收价值，铜钼矿中铋、铼也是具有综合回收价值。首先要在探矿过程中对钻孔样进行稀散元素分析，掌握稀散元素在资源中的分布情况。其次选矿过程要加强稀散元素分析，考察稀散元素的走向。同时了解稀散元素产品的计价标准，再开展对应的科研，探索合理的综合回收途径。此外，废水处理站的沉渣必须进行有益有害元素分析，能否变废为宝，综合回收也要开展研究。总之，综合回收工作任重道远。

2.2 尾矿扬尘治理措施

宝山尾矿采取周边排放，适时调节减少尾矿扬尘。采用排渗水返回尾矿库对干滩进行喷淋，降低扬尘。在干滩上加覆盖物或喷浆固化对扬尘问题起临时作用或周期性有效，湿式喷浆固化治理扬尘委托湖南有色冶金劳动保护研究院做了一定的研究，但工程量大，成本高，实施有难度，更理想的治理方案，还要进一步探索。

2.3 尾矿作为二次资源综合利用

尾矿可作为二次资源综合利用，发展循环经济。目前有色金属市场低迷，回收有用金属矿物难取得预期经济效益。回收有用金属矿物工艺也要随尾矿性质的变化进行优化完善才能获取预期效果，建材开发需根据当地建材市场需求、行情来开发系列建材，提高市场适应能力，研究工作任务繁重。

2.4 采矿方法还需新突破

采矿方法已成为公司发展的技术瓶颈问题，如何加大力度内外结合进行科技攻关，是目前最急最重的科研课题。应选一个科研单位长期同宝山合作，有专门研究团队长驻宝山，与宝山现场工程技术人员一起联合攻关，有望解决宝山技术难题。

2.5 宝山数字化矿山建设

宝山目前已实现自动化办公，建立公司局域网和OA系统，物资采购、财务管理的NC系统，调度自动化，对空压机、井下水泵、主扇、局扇均进行远程控制，110 kV变电站无人值守，重要岗位、关键设施视频监控，选矿自动化、信息化即将实施，数字化矿山雏形已现，但还存在一些问题:(1)维护维修和技术管理人才急需培养;(2)运用好现有系统，融合集成;(3)向智能化矿山发展，企业需大量投入，关键技术也需研发。

3 结语

湖南宝山有色金属矿业有限责任公司本着资源高效利用、建设绿色矿山的理念，近年来，在井下无废开采、选矿清洁生产、三废治理、尾矿库管理、矿山环境建设、数字化矿山建设等方面进行了较高水平的科技创新和绿色开发，已经实现了井下无废开采;选矿采用清洁生产工艺，技术经济指标达国内先进水平;井下废水和尾矿库废水处理成本低，废水均能达标排放;利用井下废弃巷道和采场、闭库露采场创建国家矿山公园，矿山环境大为改善。今后，公司在进一步提高资源利用率、实现资源开发利用与环境和谐相处、加强管理和人才培养等方面，还需要进行大量的工作。