基于区域协同减量化的矿山尾矿综合信息管理构想研究

刘淑鹏，张小伟

（河北地质大学宝石与材料学院，河北 石家庄 050031）

尾矿作为矿业生产中主要的固体废弃物，具有存量大、占地面积大、环境危害大、安全隐患大的特点，成为制约我国矿业绿色化发展的重要因素。目前我国尾矿堆存已超过200亿t，且每年有约16亿t的增量。存量巨大的尾矿，占用了大量的土地资源，产生严重的重金属污染和扬尘污染等环境危害。尾矿库超期或超负荷使用，存在巨大的安全隐患。因此，合理综合利用尾矿资源，促进尾矿的减量化，是践行矿业可持续发展的有效手段[1-2]。

我国尾矿资源利用尚处于起步阶段，大量研究工作仅针对某一特定尾矿进行综合利用，适用性差。同时，在政策法规方面，存在综合利用要求过于原则，缺乏操作性，难以形成合力的缺点；在技术研发与应用中，存在技术与企业需求对接不畅等问题。究其原因，主要是国内相关矿产企业及政府部门，并未开展对尾矿的专项调研，缺乏对矿山尾矿的基本资料与信息的统计与整理；缺少数据收集、整理、分析和公布平台[3-5]；缺失区域尾矿综合协同利用的环节。

因此，要实现尾矿资源综合利用，理顺矿产资源开发管理体制，解决资源粗放利用与环境扰动矛盾问题等，均需要充分掌握尾矿资源基础信息。尾矿资源间的协同处置，更利于尾矿综合减量化的实现。基于区域协同减量化的矿山尾矿综合信息管理构想研究，提出区域尾矿基础信息构想，结合区域内的尾矿资源量、种类、特性及尾矿综合利用技术信息，可实现尾矿资源协同匹配综合利用技术，尾矿综合利用技术匹配企业技术需求的目的，促进区域尾矿资源的减量化。

1 矿山尾矿综合信息管理总体构想

1.1 矿山尾矿信息现状

我国矿产资源总类繁多，尾矿成分复杂，相关管理部门对于尾矿信息的掌握，基本限于尾矿库的数量、尾矿存量和安全风险监控等方面，且只进行了部分尾矿库数据的梳理。随着信息技术的进步及对尾矿资源综合利用的兴起，尾矿资源的信息化、实时化和网络化等成为管理的趋势，这就需要解决现今矿山尾矿管理面临的各种问题。

（1）尾矿基础信息缺乏。矿山企业在提交备案文档时，基本为综合文本。管理部门对尾矿基础信息的整理、电子化、信息化和检索化难度大。

（2）尾矿信息涉及区域大，信息收集与管理困难。尾矿相关信息收集与管理，缺乏区域规划意识，导致尾矿基础信息收集范围过广，操作难度大。

（3）尾矿综合利用指导缺乏。尾矿综合信息管理缺乏与产研互动，不利于解决企业技术力量不足问题，难以有效利用尾矿综合信息。

1.2 矿山尾矿综合信息管理优势

基于区域协同减量化的矿山尾矿综合信息管理构想研究，希望在充分掌握区域内尾矿相关基础信息的基础上，建立矿山企业、科研单位和政府管理部门间的联动基础，为矿山尾矿的综合利用和减量化提供更加有效的信息保障。其主要的优势是：

（1）有利于在区域范围内，按照尾矿可综合利用技术，进行不同尾矿资源的调配、协同使用和拓展尾矿与产品的适应能力。

（2）合理控制区域范围，使得尾矿的综合管理与调配使用成为可能。

（3）为矿山企业、科研单位、政府管理部门的有效联动提供基础信息保障。

（4）有利于尾矿综合处置管理经验的推广，进一步促进矿业转型升级。

1.3 矿山尾矿综合信息管理构建

基于区域协同减量化的矿山尾矿综合信息管理构想研究，总体功能包括：

（1）构想建立区域内尾矿综合基础信息和尾矿综合利用技术信息，可通过区域内不同种类尾矿的调配协同使用，建立区域尾矿与综合利用技术的对接关系。

（2）尾矿综合基础信息与尾矿综合利用技术信息，可拓展至主体单位，即建立矿山企业技术需求与科研单位技术间的联系。

（3）相关政府单位可综合分析基础信息数据，协调各部门工作，提供政策保证，对尾矿资源开发进行综合管理。

2 区域尾矿基础信息收集与整理

随着信息技术水平的逐步更新与完善，各大领域逐步实现信息化与自动化的管理模式。而当前矿山尾矿综合利用过程中，各类尾矿的资源和信息尚不完善，从而使得矿山尾矿综合利用难度大大增加，尾矿资源开发存在较大的盲目性和随意性。

矿山尾矿基础信息的收集，并不同于传统尾矿库数据统计。不仅仅是数量与安全措施上的简单堆加，更重要的是尾矿特性信息的收集与分析、矿山企业需求信息的收集与分析、尾矿综合利用信息的收集与分析、尾矿科研单位信息的收集与分析等。

2.1 矿山尾矿特性信息收集与分析

矿山尾矿的特性信息，直接决定尾矿的综合利用方式与调配属性。因此，矿山尾矿信息的准确、详尽收集与分析，是尾矿综合利用的关键。综合相关科研成果，矿山尾矿特性信息包括：尾矿成分综合信息、尾矿粒度综合信息、尾矿产量综合信息、尾矿环境危害综合信息等，方便匹配现有的尾矿综合利用技术或开展尾矿综合利用研究。可由矿山企业或相关调研单位收集与整理。

（1）尾矿成分综合信息

矿山尾矿成分综合信息的收集与分析，包括：尾矿属性、尾矿组成分析、尾矿矿物学分析、尾矿含水量分析、尾矿可溶成分分析等。

（2）尾矿粒度综合信息

矿山尾矿粒度综合信息的收集与分析，包括：尾矿粒度组成分析、尾矿粒形分析、尾矿颗粒硬度分析、尾矿吸附量分析和尾矿孔隙率分析等。

（3）尾矿产量综合信息

矿山尾矿产量综合信息的收集与分析，包括：尾矿储量、尾矿年产量、尾矿库设计容量、尾矿库剩余容量和尾矿库类型等，方便匹配现有的尾矿综合利用技术或开展尾矿综合利用研究。

（4）尾矿环境危害综合信息

矿山尾矿环境危害信息，可用于分析与判断尾矿综合利用过程中，可能产生的环境危害，及时管控相关风险，为矿山尾矿的环保化利用提供信息支持。矿山环境危害信息，可包括：现有的环境危害类型信息，如：滑坡、泥石流、水体污染和粉尘污染等；污染物的来源信息，如：选矿药剂、重金属污染和粉尘污染等。

2.2 矿山企业需求信息的分析与管理

通过矿山企业需求信息，可判断企业对矿山尾矿的综合利用能力，方便管理部门了解企业技术力量状况，协调科研单位与企业间的需求对接。矿山企业需求信息，可包括：

（1）企业对尾矿综合利用的相关技术力量，如：是否具备尾矿综合利用能力、尾矿正在进行的综合利用方式、参与相关技术人员、可消耗尾矿资源信息、产品产出类型、价格和利润状况等。

（2）企业尚无法利用的尾矿信息，如：无法利用的尾矿类型及原因等。

（3）企业产研联合信息，如：是否需要联合外协研究单位、外协单位信息和外协单位发能力等。

2.3 矿山尾矿综合利用信息的收集与分析

尾矿规模化产业应用，是促进尾矿减量化的必要途径。尾矿规模化产业应用，需要加工处理技术和产品消费市场等产业链中下游的发展与进步。综合相关尾矿处理技术，主要集中在：

（1）尾矿用作建筑材料，包括：水泥、硅酸盐尾砂砖、瓦、加气混凝土、铸石、耐火材料、玻璃、陶粒、混凝土材料、微晶玻璃、熔渣花砖和泡沫玻璃等。

（2）尾矿用作充填材料，包括：水砂充填料和胶结充填料等。

（3）尾矿用作环保材料，包括：生物固定化多孔材料和吸波材料等。

（4）尾矿土地复垦材料，包括：覆土造田材料、覆土造林材料等。

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

主要收集与整理各尾矿材料加工过程中，对尾矿的成分和粒度等特性的要求，相关区域需求量信息等。

2.4 处理矿山尾矿的科研单位信息的收集与分析

尾矿资源的综合利用，离不开相关科研单位的技术支持，产研与市场的融合，这可进一步促进尾矿的减量化。处理尾矿的科研单位信息的收集与分析有利于针对尾矿特性与企业需求，展开相关科研工作，可使科研成果更具有针对性。科研单位信息可包括：

（1）处理矿山尾矿的科研单位基础信息。包括：科研单位技术涉及领域、可辐射区域位置、技术团队与保障、联合企业信息等。

（2）处理矿山尾矿的科研单位成果信息。包括：论文、专利、产品及推广信息等。

3 基于区域尾矿减量化综合信息协同与管理

我国矿山尾矿类型多、成分复杂，单一尾矿资源往往难以直接用于尾矿产品的生产，不同尾矿的调配使用常可达到较好的利用效果。然而，多数尾矿综合利用技术成果，集中于国内典型矿山，尾矿间调配难以实现。

基于区域协同减量化的矿山尾矿综合信息管理，可控制尾矿区域范围，利用区域内尾矿协同，契合尾矿集中、就近处理的原则，降低运输成本，提高尾矿产品的市场竞争力。尾矿综合信息可进行的协同与管理包括：

（1）技术信息协同。通过对区域内尾矿特性信息分析，综合调配区域内尾矿，以关键词等方式匹配现有的研究成果，如：尾砂砖铁含量、硅酸盐含量、粒度组成等信息；对协同信息进行初级推送，指导尾矿资源综合利用的方向。

（2）需求信息协同。通过对技术协同信息的分析，结合矿山企业实际，进行企业技术需求分析；与科研单位进行协同，推送企业技术需求信息，解决企业尾矿综合利用技术难题，实现产研联合。

（3）市场信息协同。尾矿综合信息管理部门，可协同尾矿下游应用产业，推送市场信息，引导尾矿产品的规模化发展。

4 结 语

基于区域协同减量化的矿山尾矿综合信息管理构想研究，以区域范围内的尾矿基础信息为依据，可通过细化收集指标，降低尾矿信息收集难度；可通过综合调配尾矿原料，匹配尾矿产品的性能；可通过调整区域范围，控制尾矿运输成本，保障区域内尾矿综合调配的可行性；可通过区域内产研协同，形成健康的尾矿利用产业链；可通过信息规范管理，促进区域内矿业的绿色发展。