王 章 李國平

（1.安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)有限公司；2.安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)姑山礦業(yè)有限公司）

多年來，馬鋼礦業(yè)牢固樹立“綠水青山就是金山銀山”的理念，把建設(shè)綠色礦山、發(fā)展生態(tài)礦業(yè)作為推動(dòng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手，推動(dòng)企業(yè)向“資源利用率高、環(huán)境擾動(dòng)量小、可持續(xù)發(fā)展能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境效益好”的新型冶金礦山循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，取得了明顯成效。

馬鋼礦業(yè)現(xiàn)下轄南山礦、姑山礦、羅河礦、張莊礦4 個(gè)礦區(qū)，擁有6 個(gè)生產(chǎn)鐵礦山，包括高村鐵礦、和尚橋鐵礦2個(gè)露天礦山，白象山鐵礦、和睦山鐵礦、羅河鐵礦、張莊鐵礦4 個(gè)地下礦山，有姑山鐵礦露天轉(zhuǎn)地下和鐘九鐵礦2 個(gè)基建礦山，均為地下礦山；有3個(gè)閉坑礦山，為凹山鐵礦、東山鐵礦、長龍山鐵礦。馬鋼礦業(yè)長期以來堅(jiān)持礦產(chǎn)資源利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)并重，“十二五”期間即積極申報(bào)國家級(jí)綠色礦山試點(diǎn)，先后有4 個(gè)礦山入選試點(diǎn)名錄，到“十三五”末所有生產(chǎn)礦山都入庫國家級(jí)綠色礦山。本文從礦山工藝流程優(yōu)化、礦產(chǎn)資源綜合利用、礦區(qū)空間資源綜合使用等幾個(gè)方面介紹馬鋼礦業(yè)在減排節(jié)能降碳方面的一些實(shí)踐［1-4］。

1 工藝流程優(yōu)化

1.1 應(yīng)用半連續(xù)工藝

露天采場(chǎng)以往多采用間斷生產(chǎn)工藝流程：穿孔、爆破、鏟裝、汽車運(yùn)輸、推土機(jī)排土。隨著開采深度增加，運(yùn)輸距離加大，運(yùn)輸成本不斷增加，礦山經(jīng)濟(jì)效益降低，推廣應(yīng)用膠帶運(yùn)輸就顯得尤為重要。膠帶運(yùn)輸能力大、運(yùn)距長、效率高，運(yùn)行可靠、操作簡單，運(yùn)輸連續(xù)化、自動(dòng)化高，運(yùn)行能耗低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。在采場(chǎng)合適位置建設(shè)半固定破碎站，破碎站前端采用汽車運(yùn)輸，發(fā)揮汽車運(yùn)輸機(jī)動(dòng)靈活特點(diǎn)；后端采用膠帶運(yùn)輸，發(fā)揮膠帶運(yùn)輸能力大、能耗低的優(yōu)點(diǎn)；實(shí)現(xiàn)穿孔、爆破、鏟裝、汽車運(yùn)輸、半固定破碎站破碎、膠帶運(yùn)輸、推土機(jī)排土半連續(xù)工藝。

南山礦區(qū)和尚橋鐵礦、高村鐵礦先后采用半連續(xù)工藝，減少燃油礦車數(shù)量、大幅度降低柴油用量，使能源結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，碳排放明顯得到改善。和尚橋鐵礦、高村鐵礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)如圖1所示。

1.2 碎礦前移

傳統(tǒng)碎礦系統(tǒng)建在選礦廠內(nèi)，一般有初、中、細(xì)碎3段破碎，采場(chǎng)全部原礦需運(yùn)至選廠。南山礦凹山選廠“碎礦前移”，即將碎礦系統(tǒng)整體搬遷到高村鐵礦采場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)采選作業(yè)有機(jī)結(jié)合。礦石在高村采坑內(nèi)粗破碎，通過膠帶運(yùn)輸至采坑封閉圈東側(cè)中細(xì)碎廠房，細(xì)碎最終粒度為-18 mm，細(xì)碎預(yù)先檢查篩分，篩上進(jìn)入細(xì)破碎，篩下干式預(yù)選。高村鐵礦650萬t/a原礦經(jīng)破碎預(yù)選篩分拋尾巖石量的10%，即65萬t/a，直接作為建材對(duì)外銷售，大幅降低生產(chǎn)成本，提升經(jīng)濟(jì)效益。

2 礦產(chǎn)資源綜合利用

2.1 露天礦山采選排一體化綠色開發(fā)

南山礦區(qū)占地約16 km2，主要工業(yè)場(chǎng)地包括高村鐵礦、和尚橋鐵礦2個(gè)生產(chǎn)露天采場(chǎng)，凹山鐵礦、東山鐵礦2個(gè)閉坑露天采場(chǎng)，凹山選廠、和尚橋選廠、東山選廠3 個(gè)選礦廠，凹山排土場(chǎng)、高村排土場(chǎng)2 個(gè)排土場(chǎng)，凹山總尾礦庫、城門硐尾礦庫2 個(gè)尾礦庫。南山礦在采場(chǎng)、排土場(chǎng)、選廠、尾礦庫、采礦坑等全區(qū)域、全流程開展一體化綠色開發(fā)，2 個(gè)尾礦庫結(jié)束排尾、開展覆土復(fù)綠綜合治理，2 個(gè)露天坑作為尾礦坑、開展生態(tài)修復(fù)。2021 年，南山礦區(qū)精選鐵精礦、生產(chǎn)建材產(chǎn)品、治理露天采坑及尾礦庫等所使用的礦產(chǎn)資源量占總量的比例為91.64%（表1）。

南山礦區(qū)高村鐵礦是國家級(jí)鐵礦資源綜合利用示范基地，2015 年建成高村鐵礦450 萬t/a 圍巖綜合利用加工系統(tǒng)（圖2），礦巖資源得到最大程度利用。含鐵圍巖、剝離巖石經(jīng)粗破碎、干式磁選拋廢，低品位礦石全部回收；巖石進(jìn)行中細(xì)碎及分級(jí)篩分，產(chǎn)出不同粒級(jí)的石料和石粉建材產(chǎn)品；減少或停止廢石的排放，滿足城市建設(shè)的需要，提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 地下礦山采選充一體化綠色開發(fā)

張莊鐵礦年產(chǎn)原礦500 萬t，礦巖混合提升，中碎、細(xì)碎分段拋尾逐段回收，粗、中、細(xì)砂3 段按粒級(jí)逐級(jí)撈砂，形成塊尾、粗尾、粗砂、中砂、細(xì)砂等不同粒級(jí)建材產(chǎn)品；余下極細(xì)顆粒尾砂，部分用于生產(chǎn)加氣板材及加氣混凝土等新型建材產(chǎn)品，部分用于尾礦充填地下采空區(qū)。張莊鐵礦特大型地下鐵礦實(shí)現(xiàn)了全資源綜合利用，礦產(chǎn)資源吃干榨盡，做到無廢石無尾礦排放（表2），取消廢石場(chǎng)、尾礦庫，建成高效綠色智慧礦山，為國內(nèi)冶金地下礦山的樣板（圖3）。

2.3 共伴生資源綜合回收利用

羅河礦開展“極低品位銅資源綜合利用”項(xiàng)目，生產(chǎn)的原礦含銅0.03%～0.04%，遠(yuǎn)低于工業(yè)品位；硫精礦品位TS43%、Ss41%，硫精礦中含Cu 平均為0.33%。該公司克服硫銅比高、藥劑干擾強(qiáng)烈等技術(shù)難題，深磨細(xì)選取得較好的銅硫分離效果，實(shí)現(xiàn)了低品位銅資源的綜合利用；極低含銅硫精礦進(jìn)行銅硫分離屬于工業(yè)上首次成功應(yīng)用，開創(chuàng)了硫精礦中含Cu0.3%在工業(yè)上成功獲得品位大于18%的銅精礦的先例，提高了銅資源利用水平，推動(dòng)選銅技術(shù)進(jìn)步，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

3 礦山生態(tài)修復(fù)

馬鋼礦業(yè)樹立礦山采場(chǎng)、排土場(chǎng)、尾礦庫等空間也是資源的理念，適時(shí)開展礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)，統(tǒng)籌利用好“兩場(chǎng)一庫”空間資源。

3.1 內(nèi)排土

露天開采以往采用傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，即采剝礦巖與排棄巖土為2個(gè)相互獨(dú)立的生產(chǎn)環(huán)節(jié)；露天采場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行采剝作業(yè)，根據(jù)回采礦石量安排剝離巖土量，配置主體采礦及輔助人員及設(shè)備，包括穿孔、爆破、鏟裝、運(yùn)輸、清理等人員及設(shè)備；排土場(chǎng)在露天采場(chǎng)外部一定區(qū)域，獨(dú)立組織巖土的堆存。實(shí)施內(nèi)排土就是利用露天采場(chǎng)分布特點(diǎn)進(jìn)行分期分區(qū)開采，前期開采的區(qū)域作為后期開采的排土場(chǎng)所，即（采場(chǎng)）內(nèi)排土場(chǎng)。

3.1.1 姑山鐵礦內(nèi)排土

姑山鐵礦礦體的形態(tài)及產(chǎn)狀受穹窿構(gòu)造形態(tài)制約，圍繞輝長閃長巖穹窿周邊分布，東部礦體向東傾斜、西部礦體向西傾斜，中部有一條無礦帶形成巖心島。姑山鐵礦結(jié)合礦石空間分布特性，在露天采場(chǎng)中部留有一個(gè)南北長約200 m，東西寬約100 m 的巖心島，此島自然地將采場(chǎng)分割為東、西兩部分，為內(nèi)排土創(chuàng)造了有利的條件。露天采場(chǎng)東區(qū)優(yōu)先集中開采形成空區(qū)，西區(qū)后期開采剝離巖石在東區(qū)實(shí)施內(nèi)排。

姑山采場(chǎng)西區(qū)采礦與東區(qū)排土同時(shí)進(jìn)行，需保證東區(qū)內(nèi)排土場(chǎng)的整體穩(wěn)定，同時(shí)應(yīng)做好生產(chǎn)協(xié)調(diào)。為避免內(nèi)排土場(chǎng)失穩(wěn)，重點(diǎn)從內(nèi)排土場(chǎng)地基分析、堆排物料性質(zhì)、安全平臺(tái)設(shè)置、過程監(jiān)管等方面開展工作。因姑山采場(chǎng)西區(qū)上部為第四系巖層，多為砂或砂與黏土互層，集中排放易導(dǎo)致滑坡失穩(wěn)，綜合分析確定采用基巖與第四系巖層按不低于2 的比例混合堆排，確保內(nèi)排土場(chǎng)整體穩(wěn)定。應(yīng)用MATLAB 軟件，建立采排模型，設(shè)定目標(biāo)函數(shù)值，不同臺(tái)階一定數(shù)量不同性質(zhì)物料混合堆排，使運(yùn)輸功最小，既解決了采剝礦巖與排棄巖土的時(shí)空整體安排的問題，又解決了排土與露天采場(chǎng)采剝生產(chǎn)整體穩(wěn)定運(yùn)行的問題。

3.1.2 和尚橋鐵礦內(nèi)排土

和尚橋鐵礦以19 線為界從西向東劃分3 個(gè)礦段：大尾山礦段（11～19 線，800 m）、馬塘礦段（19～27 線，800 m）、東礦段（27～47 線）。內(nèi)排土場(chǎng)布置在西區(qū)大尾山礦段，西區(qū)集中優(yōu)先開采至最低標(biāo)高-72 m，后期東區(qū)剝離巖石向西區(qū)內(nèi)排，最高堆置標(biāo)高+12 m，底標(biāo)高-72 m，以+12、0、-24、-48 m 4個(gè)臺(tái)階分層堆置。

和尚橋鐵礦內(nèi)排土場(chǎng)根據(jù)布置原則及相應(yīng)的參數(shù)，按采剝進(jìn)度計(jì)劃推進(jìn)的年末工作狀態(tài)圖所形成的采場(chǎng)空間進(jìn)行布置。內(nèi)排土場(chǎng)道路運(yùn)輸系統(tǒng)考慮盡量縮短巖土的運(yùn)輸距離，分別布置在排土場(chǎng)南北兩側(cè)，南側(cè)運(yùn)輸系統(tǒng)主要排棄采場(chǎng)南側(cè)擴(kuò)幫剝離的巖土，北側(cè)運(yùn)輸系統(tǒng)主要排棄采場(chǎng)深部剝離巖石。

3.1.3 運(yùn)行效果

姑山鐵礦、和尚橋鐵礦通過實(shí)施內(nèi)排土，不僅無須征地建設(shè)新排土場(chǎng)，解決了采場(chǎng)排土問題，同時(shí)因運(yùn)距短運(yùn)行成本低，也取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算見表3。

3.2 露天采礦場(chǎng)空區(qū)綜合利用

3.2.1 凹山鐵礦采坑

凹山鐵礦曾是華東第一礦，享有“功勛糧倉”美譽(yù)，為馬鋼貢獻(xiàn)2 億t 鐵礦石。2017 年，經(jīng)過整整100 a 的開采，凹山鐵礦完成了作為鐵礦石生產(chǎn)基地的歷史使命。凹山采礦坑經(jīng)過嚴(yán)格論證，啟用作為南山地區(qū)尾砂坑，容積超8 000 萬m3，及時(shí)有序彌補(bǔ)南山礦2 個(gè)尾礦庫閉庫留下的排尾空缺。采礦坑作為尾礦坑，可減少尾礦庫新征占地，縮短排尾距離、降低排尾費(fèi)用，據(jù)估算空間價(jià)值超64億元，為南山礦可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮價(jià)值。凹山區(qū)域經(jīng)過綜合治理，已建成凹山地質(zhì)公園，成為馬鞍山市新地標(biāo)和網(wǎng)紅打卡地，成為馬鞍山市及周邊城市的休閑度假勝地（圖4）。

3.2.2 東山鐵礦采坑

東山鐵礦采場(chǎng)占地面積為39 萬m2，于2012 年完成礦石開采，對(duì)露天坑進(jìn)行選廠尾砂等固體廢棄物回填，回填量為2 340 萬m3。經(jīng)過綜合治理后，可形成36萬m2的林業(yè)用地，林地種植以苗圃及灌、喬類植物相結(jié)合，種植密度以株距3 m 為宜，種植選擇適宜的鄉(xiāng)土物種林木約53 730株。

3.3 排土場(chǎng)環(huán)境生態(tài)修復(fù)

鐘山排土場(chǎng)占地100余畝，經(jīng)過多年生態(tài)環(huán)境修復(fù)，已成為“國家級(jí)地質(zhì)環(huán)境治理示范工程”。鐘山排土場(chǎng)工業(yè)用地經(jīng)覆土改造成為農(nóng)業(yè)用地，昔日礦山排土場(chǎng)地，如今已是油菜滿地、瓜果飄香，生態(tài)環(huán)境得到全面修復(fù)，同時(shí)也創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益（圖5）。

3.4 采礦場(chǎng)周邊空間合理應(yīng)用

和尚橋鐵礦位于馬鞍山市東部，西部距離寧蕪高速公路約1 000 m，距離馬鞍山城市主干道霍里山大道約100 m。礦山在采場(chǎng)西部利用采場(chǎng)剝離土構(gòu)筑生態(tài)隔離堤，在露天采場(chǎng)與城市之間形成一條綠色屏障。隔離堤長1 700 m、高度10 m、頂寬70 m，土方工程量約為150 萬m3，堤上種植本地喬木，堤坡植草，內(nèi)外兩側(cè)各構(gòu)筑一條排水溝，對(duì)隔離堤進(jìn)行生態(tài)復(fù)綠，再造山體公園（圖6）。

4 結(jié)語

馬鋼礦業(yè)秉持礦產(chǎn)資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的高度統(tǒng)一，推動(dòng)礦山綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生。冶金礦山減排節(jié)能降碳任重道遠(yuǎn)，綠色發(fā)展、碳達(dá)峰碳中和關(guān)乎企業(yè)乃至國家可持續(xù)發(fā)展大勢(shì)，需要各方共同努力。