許遠(yuǎn)清，陳慶發(fā),韋方景

(1.廣西華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦，廣西 南丹 547205；2.廣西大學(xué)資源與冶金學(xué)院，廣西 南寧 530004)

大廠礦田是世界罕見(jiàn)的超大型錫多金屬成礦基地，共伴生礦產(chǎn)有鋅、鉛、銻、銀、銦、鎵、鎘、鉍、硫、砷等十多種[1]。從20世紀(jì)60年代以來(lái)，先后有陳毓川院士、雷良奇教授、秦德先教授等許多地質(zhì)專家在此開(kāi)展了卓有成效的地質(zhì)研究工作，發(fā)表論文近500篇，為礦山建設(shè)提供了寶貴的理論指導(dǎo)。但是，在礦山生產(chǎn)地質(zhì)管理和采礦實(shí)踐中，如何進(jìn)行具體的資源綜合利用，至今都沒(méi)有該類科技論文公開(kāi)發(fā)表過(guò)。

隨著礦產(chǎn)資源的急速消耗，人類對(duì)環(huán)境保護(hù)也愈來(lái)愈關(guān)注。《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》就正式提出了“發(fā)展綠色礦業(yè)，強(qiáng)化礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用”的戰(zhàn)略思想?！兜V產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用十二五規(guī)劃》做出了具體的部署[2]，就是要“通過(guò)示范基地建設(shè)，整體提高開(kāi)發(fā)效率和水平，盤活大批資源，提高供給能力”。

大廠礦區(qū)的礦業(yè)開(kāi)發(fā)得到了各級(jí)政府的高度重視，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)從2010年起設(shè)立礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用專項(xiàng)[3]。2011年，廣西南丹大廠錫多金屬礦區(qū)被定為首批國(guó)家級(jí)礦產(chǎn)資源綜合利用示范基地。銅坑礦是大廠礦區(qū)內(nèi)最大的采礦企業(yè)，得到了中央財(cái)政支持，通過(guò)實(shí)施“92#錫多金屬礦體回采工藝改造及多災(zāi)源重疊難采礦體綜合回收工程”項(xiàng)目，現(xiàn)已回收了難采資源礦石量64萬(wàn)t。為了充分利用不可多得的礦產(chǎn)資源，謹(jǐn)以本文拋磚引玉，期望我國(guó)的資源綜合利用能取得新的突破。

1 礦山概況

1.1 礦床地質(zhì)特征

銅坑礦位于廣西南丹縣大廠鎮(zhèn)境內(nèi)，區(qū)內(nèi)含礦地層為泥盆系碳酸鹽巖和硅質(zhì)巖，控礦構(gòu)造為NW向大廠斷裂，燕山期中酸性巖漿巖呈NS向巖墻產(chǎn)出，西邊出露閃長(zhǎng)玢巖，東側(cè)出露花崗斑巖[4]?；◢彴邘r西邊為錫石硫化物礦床，包括細(xì)脈帶礦體、似層狀91#和92#礦體，建礦以來(lái)一直在開(kāi)采利用；東邊為矽卡巖型鋅多金屬硫化物礦床，主要包括94#、95#和96#似層狀緩傾斜薄礦體，是廣西215地質(zhì)隊(duì)危機(jī)礦山找礦發(fā)現(xiàn)的低品位礦體，現(xiàn)階段正在開(kāi)拓，近期還不能投入生產(chǎn)。

1.2 礦山開(kāi)采現(xiàn)狀

礦山始建于1978年，聯(lián)合開(kāi)拓方式，早期采用充填法，目前使用崩落法采礦，年開(kāi)采能力220萬(wàn)t。上部的細(xì)脈帶礦體因含硫高而形成火區(qū)，91號(hào)礦體也因底部采空而垮落。近十年來(lái)，主要開(kāi)采92號(hào)礦體，按礦體走向劃分為7個(gè)盤區(qū)內(nèi)，各個(gè)盤區(qū)內(nèi)再分為礦房和礦柱。由于礦房采完之后沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)充填，致使地壓活動(dòng)強(qiáng)烈(圖1)，形成了破碎礦柱和垮落體[5]，T202、T111采場(chǎng)單元垮通了地表；386m水平礦柱群，405m水平T106采場(chǎng)出礦時(shí)，出現(xiàn)細(xì)脈帶礦體自燃火燒灰垮落，含硫煙氣和高溫?zé)釟獗迫?；出礦灑水降溫時(shí)，時(shí)有因火燒灰過(guò)多而造成礦石隨泥漿一起流動(dòng)的災(zāi)害現(xiàn)象，采礦難度極大，制約了回采率的提升。

1-條帶灰?guī)r；2-細(xì)脈帶礦體；3-91#礦體；4-92#礦體；5-夾石；6-垮落界線；7-采場(chǎng)范圍；8-采空區(qū)；9-自燃火區(qū)；10-坑道

2 綜合利用示范基地建設(shè)與找礦潛力

2.1 示范基地建設(shè)戰(zhàn)略意義

20世紀(jì)80、90年代，大廠礦區(qū)的民采民選活動(dòng)異?；靵y，屢禁不止。許多民營(yíng)選廠設(shè)備簡(jiǎn)陋，伴生礦產(chǎn)直接丟失，含鎘、鉛、硫、砷等有害尾礦廢水隨意排放，刁江被污染成了毒江[6]。由于民窿盜采，高峰礦和銅坑礦井下形成了許多無(wú)續(xù)空區(qū)，難以查明，嚴(yán)重浪費(fèi)了國(guó)家寶貴的資源。2001年，礦區(qū)內(nèi)發(fā)生了影響非常嚴(yán)重的龍頭山“7·17”透水事故。近幾年來(lái)，錫礦資源日益緊缺，我國(guó)已從錫出口國(guó)轉(zhuǎn)為了進(jìn)口國(guó)。通過(guò)示范基地的建設(shè)，可以消除環(huán)境污染，提高資源利用水平和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

關(guān)于礦產(chǎn)資源綜合利用的理解也存在差異，一般包含采礦和選礦階段。《找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)綱要(2011～2020年)》明確要求“實(shí)現(xiàn)難利用資源開(kāi)發(fā)利用的規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化，不斷提高礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用水平”。《地球科學(xué)大詞典》還強(qiáng)調(diào)了要提高共伴生組分的回收利用和消除“三廢”污染，變廢為寶[7]。筆者認(rèn)為，資源綜合利用需要在找礦階段即開(kāi)始重視伴生組分的嵌布特征、類質(zhì)同象等研究，為采選冶加工等提供科學(xué)依據(jù)，全過(guò)程維持生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大化的綠色礦業(yè)行為，是一項(xiàng)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。

2.2 示范基地項(xiàng)目概況

廣西南丹大廠錫多金屬礦資源綜合利用示范基地規(guī)劃區(qū)面積80km2，建設(shè)單位為廣西華錫集團(tuán)股份有限公司，項(xiàng)目建設(shè)涉及采礦、選礦、冶煉三個(gè)方面，其中采礦企業(yè)有銅坑礦和高峰礦?，F(xiàn)將銅坑礦負(fù)責(zé)的兩大工程簡(jiǎn)介如下。

1) 92#錫多金屬礦體回采工藝改造及多災(zāi)源重疊難采礦體綜合回收工程。由于火區(qū)、垮落區(qū)和破碎礦柱的影響，過(guò)去一直難以回采。實(shí)施該工程的目標(biāo)，就是要在5年內(nèi)盤活資源量630萬(wàn)t，采礦回收率提高2%～5%。

2) 銅坑低品位鋅多金屬礦資源綜合利用工程。由于礦體品位低、傾角緩、埋藏深、薄層狀等特點(diǎn)，采礦難度較大，通過(guò)該工程的實(shí)施，旨在盤活低品位鋅資源量4161萬(wàn)t，為華錫集團(tuán)的可持續(xù)發(fā)展提供資源保障。

2.3 示范基地的建設(shè)成效

2.3.1 井下資源儲(chǔ)量的實(shí)地調(diào)查

為明確了解儲(chǔ)量可利用程度，銅坑礦專門成立了92#礦體開(kāi)采現(xiàn)狀調(diào)查項(xiàng)目，總工程師羅先偉擔(dān)任組長(zhǎng)，組織地質(zhì)、測(cè)量、采礦及地壓技術(shù)人員對(duì)T202-203、T304-305、T204、T106、T317-318、T112-115、92#礦體礦柱群、202#線盤區(qū)柱等進(jìn)行實(shí)地檢查，發(fā)現(xiàn)垮落區(qū)沿著采空區(qū)周圍擴(kuò)散，在采空區(qū)的密集區(qū)域連成一片，在細(xì)脈帶、91#、92#礦體間的重疊區(qū)域上下連通，形成大小不等的8個(gè)地表塌陷坑。利用3DMine礦業(yè)工程軟件，建立了地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)和礦體垮落區(qū)、空區(qū)模型，根據(jù)空區(qū)測(cè)量和破碎程度，重新進(jìn)行了儲(chǔ)量分類和計(jì)算。

2.3.2 加強(qiáng)采礦技術(shù)攻關(guān)

銅坑礦珍惜資源財(cái)富，走“產(chǎn)、學(xué)、研”相結(jié)合的道路，注重新技術(shù)、新工藝的研發(fā)和應(yīng)用[8]。兩年來(lái)，組織技術(shù)人員與廣西大學(xué)、北京礦冶研究總院、長(zhǎng)沙礦山研究院等科研院校合作，完成了《銅坑礦破碎礦體采礦關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究》、《銅坑礦地下采場(chǎng)結(jié)構(gòu)與工藝與安全綜合技術(shù)研究》及《92#礦體大礦塊階段強(qiáng)制連續(xù)崩落采礦技術(shù)技術(shù)應(yīng)用研究》等主要科研項(xiàng)目，解決了破碎礦體的開(kāi)采難題。

2.3.3 難利用資源儲(chǔ)量回采

兩年來(lái)，通過(guò)垮落區(qū)實(shí)地調(diào)查，按開(kāi)采難易程度重新計(jì)算了儲(chǔ)量，積極開(kāi)展科技研究，回采了難利用礦石64萬(wàn)t(表1)，按產(chǎn)值300元/t計(jì)，實(shí)現(xiàn)回收產(chǎn)值1.92億元。

表1 銅坑礦2011～2012年難利用錫礦資源回采量

2.4 銅坑礦區(qū)的找礦潛力

大廠銅坑超大型錫礦床位于丹池深大斷裂帶，由于地殼和構(gòu)造的多旋回演化，巖石重熔和巖漿的多期次侵入，導(dǎo)致地殼中的有用成分重新分布和進(jìn)一步富集[8]；后期含礦熱液沿SN向東巖墻(先期斷裂)和NW向F1斷裂等有利的導(dǎo)礦構(gòu)造運(yùn)移，在緩傾斜長(zhǎng)坡背斜東翼的巖層中順層侵入；同時(shí)，扁豆灰?guī)r、條帶狀硅質(zhì)灰?guī)r等裂隙發(fā)育，巖石易于交待，從而形成了91#富礦體，在硅質(zhì)巖中發(fā)生沉淀形成了92#特大型錫礦體。過(guò)去認(rèn)為，礦體賦存于東、西兩個(gè)巖墻之間。但經(jīng)過(guò)邊部找礦，自2002年以來(lái)，在東巖墻東側(cè)發(fā)現(xiàn)了91#和92#礦體的延伸部分；2006年在東部探礦時(shí)，215地質(zhì)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)了鋅多金屬礦體。由此可見(jiàn)，銅坑礦區(qū)成礦物質(zhì)來(lái)源豐富，成礦作用期次較多，導(dǎo)礦和容礦條件優(yōu)越，是罕見(jiàn)的超大型礦床儲(chǔ)存基地，還可能有未知的大型甚至超大型礦床未被發(fā)現(xiàn)，具有較大的找礦潛力。

3 存在問(wèn)題與建議

3.1 主要問(wèn)題

1) 對(duì)資源綜合利用的認(rèn)識(shí)不足。大廠是世界著名的錫多金屬資源基地，長(zhǎng)期以來(lái)，得益于富礦的恩賜，即使開(kāi)采單一的錫礦，也能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，沒(méi)有樹(shù)立資源危機(jī)意識(shí)，未能深刻體悟到綜合利用的價(jià)值。示范基地建設(shè)兩年來(lái)，地質(zhì)和采礦技術(shù)人員開(kāi)展了大量的綜合利用研究工作。但由于礦區(qū)地處偏遠(yuǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)安于現(xiàn)狀的思想觀念難以改變，仍有部分人對(duì)新的礦山三率考核指標(biāo)和資源綜合利用等學(xué)習(xí)不夠，理解不深，缺少創(chuàng)新。

2) 伴生礦產(chǎn)的基礎(chǔ)工作薄弱。銅坑礦自1978年建礦以來(lái)，一直開(kāi)采錫礦體，至今也是以錫產(chǎn)品為生產(chǎn)考核指標(biāo)，在樣品測(cè)試時(shí)，組合分析的樣品數(shù)量較少。十多年來(lái)，沒(méi)有專門進(jìn)行過(guò)伴生礦產(chǎn)的調(diào)查研究，目前使用的數(shù)據(jù)來(lái)源于早期的研究成果，不利于未來(lái)規(guī)劃和科學(xué)決策。

3.2 建議

1) 樹(shù)立新型的資源意識(shí)。我國(guó)是資源大國(guó)，過(guò)去大量的出口錫產(chǎn)品，但是，現(xiàn)在卻要大量的進(jìn)口，可見(jiàn)，節(jié)約和愛(ài)護(hù)資源是我們刻不容緩的大事。所以，要利用網(wǎng)絡(luò)和會(huì)議等做好宣傳教育，讓職工人人領(lǐng)會(huì)綜合利用的精神實(shí)質(zhì)，珍惜和節(jié)約資源，在生產(chǎn)過(guò)程自覺(jué)的變廢為寶，減少污染，提高資源的綜合利用水平。

2) 加強(qiáng)人才隊(duì)伍的建設(shè)。礦產(chǎn)資源是礦山存在的根本，人才是企業(yè)發(fā)展的根本。在礦山開(kāi)采過(guò)程中，只有建立動(dòng)態(tài)管理機(jī)制，及時(shí)更新地質(zhì)資料，健全儲(chǔ)量管理的各種臺(tái)賬，保持三級(jí)礦量平衡，做好地質(zhì)綜合研究，采礦設(shè)計(jì)才會(huì)更加合理，才能有效地提高回采率和綜合利用水平。因此，通過(guò)各種途徑培養(yǎng)年輕科技人才是極為重要。

3) 建立綜合利用考核體制。大廠礦田的伴生礦物近100種，重金屬元素和有害元素較多，如鉛、鎘、砷、硫等，若能利用就是寶貴財(cái)富，若不能回收利用就會(huì)污染環(huán)境，顯然綜合利用是變廢為寶的有效手段。所以，應(yīng)該建立一套合理的考核標(biāo)準(zhǔn)，以此促進(jìn)人們自覺(jué)地提高綜合利用水平。

4) 加強(qiáng)礦產(chǎn)資源綜合勘查力度。礦產(chǎn)資源是礦山企業(yè)發(fā)展的根本，缺少資源就是無(wú)米之炊，隨著儲(chǔ)量的日益消耗，只有加大找礦才能維持可持續(xù)發(fā)展[9]。大廠礦區(qū)具有豐富的錫礦、銅礦、銻礦和銀礦等多種礦體，在開(kāi)展外圍或深部找礦時(shí)，必須進(jìn)行綜合勘查與評(píng)價(jià)，不遺漏任何一種礦體；同時(shí)，對(duì)共伴生資源進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為后期的選冶工藝流程設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，有利于提高綜合利用率。

4 結(jié)論

1) 國(guó)家政策是礦山企業(yè)前進(jìn)的指南針。銅坑礦資源綜合利用示范基地的建設(shè)，預(yù)計(jì)可以盤活難利用資源量610萬(wàn)t。兩年來(lái)，經(jīng)過(guò)井下實(shí)地核查，查明了破碎礦柱和垮落區(qū)的儲(chǔ)量分布情況，掌握了儲(chǔ)量的實(shí)際可利用程度，通過(guò)科技攻關(guān)，目前已經(jīng)回采礦石64萬(wàn)t，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值約2億元，同時(shí)，減少了伴生有害組分的環(huán)境污染。實(shí)踐證明，國(guó)家政策的引導(dǎo)和支持，是礦山企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?/p>

2) “開(kāi)源節(jié)流”是礦山企業(yè)前進(jìn)的兩條腿。節(jié)流就是要減少動(dòng)用資源儲(chǔ)量，盡量回采低品位礦體和破碎礦柱，通過(guò)提高“三率”指標(biāo)[10]，以最低的儲(chǔ)量消耗獲取最大的經(jīng)濟(jì)收入；開(kāi)源就是要加大找礦力度，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限。大廠礦區(qū)是得天獨(dú)厚的超大型礦床成礦基地，自1955年以來(lái)，相繼發(fā)現(xiàn)了91#、92#和100#等大型錫礦體，危機(jī)礦山找礦期間又在東巖墻東側(cè)發(fā)現(xiàn)了94#、95#和96#等鋅多金屬礦體，表明了較大的找礦潛力。因此，加大找礦投資，提高找礦技術(shù)，必將找到新的礦產(chǎn)資源。

致謝：本項(xiàng)目研究過(guò)程中，得到了銅坑礦羅先偉總工程師、鄭陽(yáng)副總工程師和周炳任副總工程師的支持，在此表示感謝！

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