区域矿山建矿是科学开发资源的新道路

zhaoguangshan 2016-11-16

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　　区域矿山建矿的3个产生背景

　　在矿集区内，为了规模化开发利用区内赋存的多、小、散矿体，全区统一规划，进行资源整合，在简约区内矿山、选厂与生产辅助系统数目和合理确定矿山生产建设规模的基础上，进行全区的开拓、运输、通风及生产辅助系统的优化设计，由此建设的集约化现代化矿山，称为区域矿山。

　　区域矿山建矿新模式的提出，有其深刻的现实背景，突出表现在三个方面：

　　其一，我国金属矿产资源（特别是黄金和有色金属）的主要特点，是大矿少、中小矿山多（约80%），并以“多、小、散”矿群的形态产出；传统的小矿开采模式，极大地制约着矿业的发展。

　　对于小矿群的开发，人们的传统思维就是“小矿只能小开”。众所周知，小矿开采模式的机械化水平低、生产管理粗放、矿业秩序混乱、生态遭受破坏，矿业发展不可持续。尽管全国中小矿山星罗棋布，但长期来人们未能正视这一严重制约矿业发展的问题，未能用心去破解这一难题。

　　其二，全国贯彻执行国务院关于整顿与规范矿业秩序和资源整合的通知后，资源集中度普遍得到了提高，但资源整合后，金属矿业还延续传统的小矿开采模式吗？该走什么道路，这个问题没有得到解决。

　　全国金属矿山原有3万多座，整合后减到9000多座。云南锡业集团（控股）有限责任公司（下称“云锡公司”）第一次资源整合前的矿山有几十座，整合重组后有26座，然而，重组后的矿山平均产量实际只有14.15万吨/年，并没有从小矿开采模式中脱胎出来。历史早已证明：小矿开发的矿业格局，注定采选技术落后、安全事故频发、资源回收率低、生态满目疮痍。资源整合后如果继续小矿开发模式，则不会有矿山现代化的未来。

　　其三，矿集区的中小矿群，如果采用独立、分散的小矿开采模式，矿山覆盖范围不大，开采的深度有限，边、深部勘探难以展开，投资也相对较大，必然出现后备资源危机。

　　因此，在资源整合的过程中，怎样加快解决当前矿山后备资源严重不足的问题？资源整合后，矿山的发展还延续传统的小矿开采模式吗？千年老矿区怎样走出一条新型工业化道路来？

　　面对这一严峻形势，云锡公司从矿区全局出发，提出了“集聚资源，集约开发”的思路。在整合已有资源的基础上，为了加速深、边部勘探工作，统一规划深部勘探工程，并把深部勘探工程与矿区深部开拓工程紧密结合起来。2005年，云锡公司和中南大学、昆明理工大学开展合作，正式提出了区域矿山建矿模式新概念，并启动了“区域矿山创建与集约化开采技术”这一研究项目，经7年连续攻关，于2011年完成了区域矿山的创建。

　　以云锡公司为例的区域矿山的科技创新借鉴

　　云锡公司创造了以整合资源、统一规划、产能优化配置、中小矿群集约化开发为核心的区域矿山建矿模式。在云锡个旧矿区，重新统一规划，创建了以5座集约化矿山、3座现代化选厂和3大生产辅助系统为主体的区域矿山。

　　调查全区各矿种储量及品位的三维分布，优化产能配置，重组区内矿山。采用重心法和群决策理论，以优势矿点为主体，把26座平均年产14.15万吨的小矿，重组为5座128万吨的大矿；矿区年产量由367.9万吨提高到640万吨。

　　建设与集约化开采模式相适应的区域矿山开拓大系统。采用层次分析法、最小费用最大流理论与运输仿真模型，分别对5个分矿的竖井进行优化选址，连通深部三条区域快速运输主平巷，构成区域矿山开拓大系统。

　　根据采选产能优化配置，建设区内集约化的现代化选厂。依据不同矿种的储量、品位分布与运矿网络，构建最小费用最大矿石流向模型，将原14座选厂集约为3座现代化选厂，资源综合利用率稳步提升，处理能力达24400吨/日。

　　发明新型CL4/6G架线式井下快速列车，设计建设井下区域快速运输专线。其中，人员专线2条，物资专线1条；规划设计的列车速度由10公里/小时提高到设计速度最大值达45公里/小时（整车载客198人），已部分实现大区域内井下人员与物流的快速运输。

　　创建了分区共享、远程控制的集约化生产辅助系统。淘汰原26座小矿的低效、高耗的通风、供电、供水、排水等生产辅助系统；改建为北、中、南三区的集约化生产辅助系统，为集中管理、系统自控和节能降耗创造了条件。

　　加速建设与集约化生产系统相适应的数字化、信息化管控平台。以六大安全生产系统建设为突破口，推进了采选信息系统的建设，如生产调度指挥中心、大屯综合信息平台、老厂井下无人值守泵站系统、卡房信息化综合监控系统等。

　　发明了缓倾斜厚矿体采矿环境再造无矿柱连续回采嗣后充填采矿法。开发了废石注浆构筑间柱新技术，创造了采准、切割、回采在不同空间平行连续推进的一步骤回采新工艺，回收率高达92%，实现了800吨/日的跨越目标。

　　发明了缓倾斜多层松软破碎矿体深孔合采嗣后充填采矿法。在松软破碎矿体条件下，创造了旋转切削深孔凿岩和多层矿体合采新技术，采矿工效由5吨/工班~6吨/工班，提高到12.8吨/工班，采场生产能力由150 吨/日提高到440吨/日。

　　针对矿区大量赋存的缓倾斜薄矿体的开采难题，发明了机械化高强度采矿技术。破解了无轨设备进采场作业的难题，使采矿工效由7.0吨/工班提高到20.6吨/工班，采场生产能力由100 吨/日提高到400 吨/日，采矿成本降低了34%。

　　区域矿山建矿新模式具有极大的推广价值

　　区域矿山是具有中国特色的建矿新模式。它为我国众多矿区实现资源整合后，如何转型发展、扩能增效提供了技术与示范；为金属矿业众多“多、小、散”矿群实现规模化开发，开辟了一条新型工业化道路。

　　它破解了传统小矿开采模式带来的种种弊端和导致金属矿业长期相对落后的一个难题。它的成功，解放了人们的思想，拓宽了改革思路，为中小矿山实现新的跨越做出了示范，它对金属矿业全局的发展起着积极的推动作用。

　　区域矿山的创建，为实现资源整合后的众多中小矿山，指明了创新驱动、转型发展的道路。它使人们摆脱了资源禀赋对矿区发展的束缚，破除了“小矿只能小开”的传统观念，它为中小矿山竞争力的提升创造了条件。实践表明，区域矿山是实现产业集群可持续发展的先进的产业组织形式。

　　创建区域矿山的重要内容，就是在中小矿群中、以优势矿点为主体，合理地提高单个矿山的资源储量规模和矿山企业生产建设规模。

　　矿山规模的大小，既决定着区内矿山数目的简约程度，也决定着采选装备水平和采选效率。对选矿来说，选矿处理量增大以后，有利于把分散的伴生资源、分类聚集于同一流程处理，从而实现资源节约和综合利用水平的提升。

　　区域矿山建设，还能为矿山开展深、边部资源勘探和储量升级创造良好条件。矿集区内存在有利于成矿的地质条件，矿床的产出在时空上本来存在一定的关联，但过去采用分散、独立的小矿开发模式，人为地割裂了相邻的矿种、矿床类型和矿化信息的联系。实现矿群集约化开发后，这类问题得到了解决，同时还可以提供更好的勘探环境和更大的勘探空间。

　　构建区域矿山是个复杂的系统工程，需要产、学、研结合，靠科学技术支撑，区域矿山建设是众多中小矿山现代化的新起点。在建设过程中，创造了多重约束条件下三维空间资源配置与生产系统优化方法；实现了采选产能优化配置和开拓、通风系统优化；建成了集中管控的三大生产辅助系统；研发了井下新型快速运输列车；大量更新采掘装备，发明了三种规模化开采的采矿方法；推动了矿山数字化与信息化。

　　区域矿山的创建，为改变粗放的小矿开采模式、转变经济增长方式增添了活力，从整体上提高了矿区的采掘机械化和采矿工艺技术的水平，扩大了全区生产规模，促进了矿产资源的高效利用，大幅提高了矿区的生产经营效益，为云锡公司连续10年实现锡产量世界第一作出了重要贡献。

　　我国金属矿矿集区，大多数为中小矿床，由于人们的思想受到资源禀赋条件的束缚，传统上一直采用小矿小开的开发模式，极大地制约了金属矿业的发展。区域矿山的创建，破解了传统小矿开采模式带来的种种弊端，生产力得到了大幅提升，取得很大成功，使云锡公司从一个首批资源危机矿山，转变成为连续多年在世界锡行业中产量排名第一的龙头企业，为我国众多矿区在资源整合后、如何走向矿业现代化，提供了示范，指明了方向。