古德生院士:中小礦山必走的一條路!
2016年10月21日 10:0 5321次瀏覽 來源: 礦業(yè)界 分類: 重點新聞 作者: 古德生院士
關于推動礦集區(qū)的中小礦山走集約開發(fā)道路的建議
中國工程院院士 中國礦業(yè)聯(lián)合會高級資政委員 古德生
一、“區(qū)域礦山”建礦新模式的產生背景
“區(qū)域礦山”建礦新模式的提出,有其深刻的現(xiàn)實背景,突出表現(xiàn)在三個方面:
1、我國金屬礦產資源(特別是有色金屬和黃金) 的主要特點,是大礦少、中小礦山多(約80%),并以“多、小、散”礦群的形態(tài)產出;傳統(tǒng)的小礦開采模式,極大地制約著礦業(yè)的發(fā)展。
在云錫公司個舊東區(qū)的600km2內,就有228個礦點。對于小礦群的開發(fā),人們的傳統(tǒng)思維就是“小礦只能小開”。 眾所周知,小礦開采模式的機械化水平低、生產管理粗放、礦業(yè)秩序混亂、生態(tài)遭受破壞,礦業(yè)發(fā)展不可持續(xù)。盡管全國中小礦山星羅棋布,但長期來人們未能正視這一嚴重制約礦業(yè)發(fā)展的問題,未能用心去破解這一難題。
2、全國貫徹執(zhí)行國務院關于整頓與規(guī)范礦業(yè)秩序和資源整合的通知后,資源集中度普遍得到了提高,但資源整合后,金屬礦業(yè)還延續(xù)傳統(tǒng)的小礦開采模式嗎?該走什么道路,這個問題沒有得到解決。
全國金屬礦山原有3萬多座,整合后減到9000多座。云錫公司第一次資源整合前的礦山有幾十座,整合重組后有26座,然而,重組后的礦山平均產量實際只有14.15萬噸/年,并沒有從小礦開采模式中脫胎出來。歷史早已證明:小礦開發(fā)的礦業(yè)格局,注定采選技術落后、安全事故頻發(fā)、資源回收率低、生態(tài)滿目瘡痍。誠然,資源整合后如果繼續(xù)小礦開發(fā)模式,則不會有礦山現(xiàn)代化的未來。
3、礦集區(qū)的中小礦群,如果采用獨立、分散的小礦開采模式,礦山覆蓋范圍不大,開采的深度有限,邊、深部勘探難以展開,投資也相對較大,必然出現(xiàn)后備資源危機。
2004年,云錫個舊礦區(qū)就被國務院列為首批資源危機礦山。一個世界著名的錫基地,面臨生存危機。
就在上述大背景下,云錫公司如何實現(xiàn)跨越式發(fā)展,面臨許多困惑;因此,在資源整合的過程中,對礦區(qū)的未來先后提出三個問題:怎樣加快解決當前礦山后備資源嚴重不足的問題?資源整合后,礦山的發(fā)展還延續(xù)傳統(tǒng)的小礦開采模式嗎?千年老礦區(qū)怎樣走出一條新型工業(yè)化道路來?
面對這一嚴峻形勢,公司從礦區(qū)全局出發(fā),提出了“集聚資源,集約開發(fā)”的思路。在整合已有資源的基礎上,為了加速深、邊部勘探工作,節(jié)約投資,決定統(tǒng)籌全區(qū)的礦床開采問題,統(tǒng)一規(guī)劃深部勘探工程,并把深部勘探工程與礦區(qū)深部開拓工程緊密結合起來。2005年,云錫公司和中南大學、昆明理工大學開展合作,正式提出了“區(qū)域礦山”建礦模式新概念,并啟動了“區(qū)域礦山創(chuàng)建與集約化開采技術”這一研究項目,經七年連續(xù)攻關,于2011年完成了“區(qū)域礦山”的創(chuàng)建。
二、何謂“區(qū)域礦山”
在礦集區(qū)內,為了規(guī)?;_發(fā)利用區(qū)內賦存的多、小、散礦體,全區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃,進行資源整合,在簡約區(qū)內礦山、選廠與生產輔助系統(tǒng)數(shù)目和合理確定礦山生產建設規(guī)模的基礎上,進行全區(qū)的開拓、運輸、通風及生產輔助系統(tǒng)的優(yōu)化設計,由此建設的集約化的現(xiàn)代化礦山,稱為“區(qū)域礦山”。
云南錫業(yè)集團(控股)有限責任公司(下稱云錫公司)個舊東區(qū),首創(chuàng)“區(qū)域礦山”建礦新模式。礦區(qū)面積20×30平方公里,實施區(qū)域礦山建設后,區(qū)內傳統(tǒng)小礦開采模式得到根本改變,不同時期的生產企業(yè)結構變化情況見下表。
礦集區(qū)內不同時期的生產企業(yè)結構變化表
礦集區(qū)的不同發(fā)展時期
礦集區(qū)不同發(fā)展時期的生產結構
礦區(qū)資源整合前
?。?990年前)
幾十個小礦山;
幾十個非正規(guī)的生產輔助系統(tǒng);
幾十個小選廠。
礦區(qū)第一次資源整合后
?。?991—2004年)
26個小礦山(實際平均礦山產量14.15萬t/年);
26個小生產輔助系統(tǒng);
14個小選廠。
“區(qū)域礦山”建成
?。?005—2011年)
5個大型礦山(實際平均礦山產量160萬t/年);
3個集約化的生產輔助系統(tǒng);
3座現(xiàn)代化選廠。
三、云錫區(qū)域礦山的基本構架
云錫區(qū)域礦山的基本構架由五個分礦、三條主運輸平巷、五條豎井、三片區(qū)的生產輔助系統(tǒng)和三座選礦廠組成,框圖如下。
四、云錫“區(qū)域礦山” 建設的主要科技創(chuàng)新內容
?。?)首創(chuàng)以整合資源、統(tǒng)一規(guī)劃、產能優(yōu)化配置、中小礦群集約化開發(fā)為核心的“區(qū)域礦山”建礦模式。
在云錫個舊礦區(qū),重新統(tǒng)一規(guī)劃,創(chuàng)建了以5座集約化礦山、3座現(xiàn)代化選廠和3大生產輔助系統(tǒng)為主體的區(qū)域礦山。
(2)調查全區(qū)各礦種儲量及品位的三維分布,優(yōu)化產能配置,重組區(qū)內礦山。
采用重心法和群決策理論,以優(yōu)勢礦點為主體,把26座平均年產14.15萬噸的小礦,重組為5座128萬噸的大礦;礦區(qū)年產量由367.9萬噸提高到640萬噸。
(3)建設與集約化開采模式相適應的“區(qū)域礦山”開拓大系統(tǒng)。
采用層次分析法、最小費用最大流理論與運輸仿真模型,分別對5個分礦的豎井進行優(yōu)化選址,連通深部三條區(qū)域快速運輸主平巷,構成“區(qū)域礦山”開拓大系統(tǒng)。
?。?)根據(jù)采選產能優(yōu)化配置,建設區(qū)內集約化的現(xiàn)代化選廠。
依據(jù)不同礦種的儲量、品位分布與運礦網絡,構建最小費用最大礦石流向模型,將原14座選廠集約為3座現(xiàn)代化選廠,資源綜合利用率穩(wěn)步提升,處理能力達24400噸/日。
(5)發(fā)明新型CL4/6G架線式井下快速列車,設計建設井下區(qū)域快速運輸專線。
其中人員專線2條,物資專線1條;規(guī)劃設計的列車速度由10公里/小時提高到設計速度最大值達45公里/小時(整車載客198人),已部分實現(xiàn)大區(qū)域內井下人員與物流的快速運輸。
?。?)創(chuàng)建了分區(qū)共享、遠程控制的集約化生產輔助系統(tǒng)。
淘汰原26座小礦的低效、高耗的通風、供電、供水、排水等生產輔助系統(tǒng);改建為北、中、南三區(qū)的集約化生產輔助系統(tǒng),為集中管理、系統(tǒng)自控和節(jié)能降耗創(chuàng)造了條件。
?。?)加速建設與集約化生產系統(tǒng)相適應的數(shù)字化、信息化管控平臺。
以六大安全生產系統(tǒng)建設為突破口,推進了采選信息系統(tǒng)的建設,如生產調度指揮中心、大屯綜合信息平臺、老廠井下無人值守泵站系統(tǒng)、卡房信息化綜合監(jiān)控系統(tǒng)等。
(8)發(fā)明了緩傾斜厚礦體采礦環(huán)境再造無礦柱連續(xù)回采嗣后充填采礦法。
開發(fā)了廢石注漿構筑間柱新技術,創(chuàng)造了采準、切割、回采在不同空間平行連續(xù)推進的一步驟回采新工藝,回收率高達92%,實現(xiàn)了800噸/日的跨越目標。
(9)發(fā)明了緩傾斜多層松軟破碎礦體深孔合采嗣后充填采礦法。
在松軟破碎礦體條件下,創(chuàng)造了旋轉切削深孔鑿巖和多層礦體合采新技術,采礦工效由5~6噸/工班,提高到12.8噸/工班,采場生產能力由150 t/d提高到440 t/d。
?。?0)針對礦區(qū)大量賦存的緩傾斜薄礦體的開采難題,發(fā)明了機械化高強度采礦技術。
破解了無軌設備進采場作業(yè)的難題,使采礦工效由7.0噸/工班提高到20.6噸/工班,采場生產能力由100 t/d提高到400 t/d,采礦成本降低了34%。
創(chuàng)建“區(qū)域礦山”項目共申請發(fā)明專利10項,已授權6項;出版專著3部,發(fā)表論文50余篇。
五、主要技術經濟指標及項目推廣應用
?。?)“區(qū)域礦山”建設期(七年)指標
?、儋Y源增量:全區(qū)新增金屬量155.7萬噸,延長礦山服務年限12年;盤活可利用貧礦1600萬噸。
?、谵D型發(fā)展:原26個平均產量18.15萬噸/年的小礦,重組為5個平均產量128萬噸/年的大型礦山,全區(qū)礦石總產量由367.9萬噸/年提高到640萬噸/年。七年累計凈增礦石1215萬噸,平均每年新增173.5萬噸。
?、劢洜I增效:
總產值170.58億元,新增產值43.60億元,科研貢獻率25.6%;
利潤總額41.43億元,新增利潤18.83億元,科研貢獻率45.5%;
稅收總額28.47億元,新增稅收7.27億元,科研貢獻率25.5%。
(2)近三年指標:
新增產值24.74億元、利潤10.69億元、稅收4.14億元。
?。?)推廣應用與社會效益
“區(qū)域礦山”是具有中國特色的建礦新模式。它為云錫公司連續(xù)多年錫產量居世界第一做出了貢獻;為我國廣大礦區(qū)實現(xiàn)資源整合后,如何轉型發(fā)展、擴能增效提供了技術與示范;為金屬礦業(yè)廣大“多、小、散”礦群實現(xiàn)規(guī)模化開發(fā),開辟了一條新型工業(yè)化道路。
六、對“區(qū)域礦山”建礦新模式的基本認識
1、“區(qū)域礦山”是極具中國特色的建礦新模式,它為我國金屬礦業(yè)開創(chuàng)了一條中小礦群(占80%)規(guī)?;_發(fā)的新型工業(yè)化道路。
它破解了傳統(tǒng)小礦開采模式帶來的種種弊端和導致金屬礦業(yè)長期相對落后的一個難題。它的成功,解放了人們的思想,拓寬了改革思路,為中小礦山實現(xiàn)新的跨越做出了示范,它對金屬礦業(yè)全局的發(fā)展起著積極的推動作用。
2、“區(qū)域礦山”的創(chuàng)建,為實現(xiàn)資源整合后的廣大中小礦山,指明了創(chuàng)新驅動、轉型發(fā)展的道路,為中小礦山實現(xiàn)新的跨越做出了示范。
它使人們擺脫了資源稟賦對礦區(qū)發(fā)展的束縛,破除了“小礦只能小開”的傳統(tǒng)觀念,它為中小礦山競爭力的提升創(chuàng)造了條件。實踐表明,“區(qū)域礦山”是實現(xiàn)產業(yè)集群可持續(xù)發(fā)展的先進的產業(yè)組織形式。
3、創(chuàng)建“區(qū)域礦山”的重要內容,就是在中小礦群中、以優(yōu)勢礦點為主體,合理地提高單個礦山的資源儲量規(guī)模和礦山企業(yè)生產建設規(guī)模。
礦山規(guī)模的大小,既決定著區(qū)內礦山數(shù)目的簡約程度,也決定著采選裝備水平和采選效率。對選礦來說,選礦處理量增大以后,有利于把分散的伴生資源、分類聚集于同一流程處理,從而實現(xiàn)資源節(jié)約和綜合利用水平的提升。
4、“區(qū)域礦山”建設,還能為礦山開展深、邊部資源勘探和儲量升級創(chuàng)造良好條件。
礦集區(qū)內存在有利于成礦的地質條件,礦床的產出在時空上本來存在一定的關聯(lián),但過去采用分散、獨立的小礦開發(fā)模式,人為地割裂了相鄰的礦種、礦床類型和礦化信息的聯(lián)系。實現(xiàn)礦群集約化開發(fā)后,這類問題得到了解決,同時還可以提供更好的勘探環(huán)境和更大的勘探空間。
5、構建“區(qū)域礦山”是個復雜的系統(tǒng)工程,需要產、學、研結合,靠科學技術支撐,“區(qū)域礦山”建設是廣大中小礦山現(xiàn)代化的新起點。
在建設過程中,創(chuàng)造了多重約束條件下三維空間資源配置與生產系統(tǒng)優(yōu)化方法;實現(xiàn)了采選產能優(yōu)化配置和開拓、通風系統(tǒng)優(yōu)化;建成了集中管控的三大生產輔助系統(tǒng);研發(fā)了井下新型快速運輸列車;大量更新采掘裝備,發(fā)明了三種規(guī)?;_采的采礦方法;推動了礦山數(shù)字化與信息化。
6、“區(qū)域礦山” 在發(fā)展中走向成熟,云錫礦業(yè)進入了發(fā)展的快車道。
“區(qū)域礦山”的創(chuàng)建,為改變粗放的小礦開采模式、轉變經濟增長方式增添了活力,從整體上提高了礦區(qū)的采掘機械化和采礦工藝技術的水平,擴大了全區(qū)生產規(guī)模,促進了礦產資源的高效利用,大幅提高了礦區(qū)的生產經營效益,為云錫連續(xù)十年實現(xiàn)錫產量世界第一做出了重要貢獻。
七、建議
我國金屬礦礦集區(qū),大多數(shù)為中小礦床,由于人們的思想受到資源稟賦條件的束縛,傳統(tǒng)上一直采用“小礦小開”的開發(fā)模式,極大地制約了金屬礦業(yè)的發(fā)展。“區(qū)域礦山”的創(chuàng)建,破解了傳統(tǒng)小礦開采模式帶來的種種弊端,生產力得到了大幅提升,取得很大成功 ,使云錫公司從一個首批資源危機礦山,轉變成為連續(xù)多年在世界錫行業(yè)中產量排名第一的龍頭企業(yè),為我國廣大礦區(qū)在資源整合后、如何走向礦業(yè)現(xiàn)代化,提供了示范,指明了方向。
事實表明,“區(qū)域礦山”建礦新模式符合國情,對我國金屬礦業(yè)具有全局性意義,成果具有示范性,有很大的推廣價值。但是,由于這一變革步入深水區(qū),歷史性的守舊觀念根深蒂固,要使“區(qū)域礦山”創(chuàng)建這一成果,轉變?yōu)樾袠I(yè)性成果,迫切需要國家和有關部門行業(yè)加以扶植、推進,因勢利導,才能賦以其持久的生命力。因此,建議有關部門給以關注。
責任編輯:彭薇
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