开磷集团矿业循环经济研究与实践

黄明举

(贵州开磷集团矿业总公司技术部， 贵州贵阳 550302)

开磷集团矿业循环经济研究与实践

黄明举

(贵州开磷集团矿业总公司技术部， 贵州贵阳 550302)

开磷集团空场法采矿存在地质灾害严重、矿石回收率低，磷化工业废弃物(磷石膏)大量增加等弊端，针对该问题，大力实施循环经济，采用充填法采矿与废料制砖。充填法采矿系统年消耗磷石膏废渣200万t、掘进废石100万t，且矿石回收率提高11.3个百分点，延长矿山服务年限22 a;同时矿渣砖生产线年消耗井下掘进废石红页岩15万t，取得了巨大的经济效益，实现了企业的可持续发展。

开磷集团;循环经济;磷石膏充填法;废料制砖

贵州开磷集团是我国高浓度磷肥企业五强之一，目前高浓度磷复肥生产规模位居行业第二位。开磷集团自1958年建矿以来，主要采用空场法采矿，存在一些弊端。尤其是随着企业的做强做大，工业废料不断增加，空场法采矿造成的地质灾害时有发生，同时，矿产资源消耗过快，均影响企业可持续发展。

1 矿山空场法采矿现状

对于空场法采矿，到2010年为止，矿山开拓巷道掘进过程中产生的废石共约1800万t，这些废石既不能回填到井下，在地表又未得到利用，只能排到地表排矸场。而修建地表排矸场又不得不占用大量的耕地，同时废石还会对环境造成一定的影响。

其次，由于采出矿石后未对采空区进行有效处理，经过几十年的开采，形成大量的采空区，导致采空区顶板岩石垮落，上覆岩层沉降、破坏，直至引起地表山体坍塌和滑坡，给矿山的安全生产和地表工业设施带来极大的威胁。到2010年末，据不完全统计，由于垮山破坏耕地面积超过15 hm2，搬迁房屋超过50栋，搬迁费超过8000万元。

同时，空场法采矿矿石回收率(68.7%左右)低，矿石资源消耗过快，影响企业经济可持续发展。

另一方面，开磷集团息烽磷化工基地和开阳矿肥基地目前已形成120万t/a的磷(P2O5100%)生产能力，年排放磷石膏600万t。这部分废料堆放地表需要购地筑坝，存在着污染环境、破坏生态等严重危害。

针对以上问题，开磷集团以循环经济理论为指导，大力实践充填法采矿及废料制砖等工作，从而实现企业经济可持续发展。

2 充填法采矿系统

用沙坝矿充填法采矿系统是开磷集团公司重点科技攻关项目，同时也是集团公司落实矿山可持续发展，实现循环经济及“三废”资源综合利用，保护矿区生态环境，建设“环境友好型、资源节约型”企业而采取的重大举措。开磷集团矿业总公司引进了中南大学、长沙化学矿山设计院、长沙矿山研究院等科研院所进行合作攻关。自2003年初便开始进行项目筹划、初期理论研究及实验室试验，2005年1月开始进行开拓工程、地面充填站制浆工程、岩层沉降观测工程(位移计安装)及采切巷道的施工，到2006年4月，井下矿房开始回采。

本次实施的充填法采矿为脉外采准房柱式分段磷石膏充填采矿法。盘区走向长度为600 m，每个盘区划分为5个分层，每个分层垂高为10 m。盘区斜坡道布置在每个矿块的中部。当每个矿房(跨度为20 m)回采完毕后，地面充填站将磷石膏、粉煤灰、水泥和水按一定的配比和浓度要求制备的料浆通过垂直管道、井下充填管线输入井下采空场。在充填的过程中，为提高充填体的强度和对废石的利用，还用铲运机向采空场内充填白云岩废渣。从2006年5月19日开始进行充填系统试车生产至2008年12月，历时3 a多，圆满地完成了各项试验任务，达到了预期目标。

随后在矿业总公司和矿肥公司全面推广，到2010年12月止，共建成8套充填法采矿系统，消耗磷石膏废渣300万t，减少巷道掘进废石150万t，避免了充填法采矿区域约15 km2内地表塌陷、地表建筑物遭破坏等地质灾害的发生，取得了丰硕的成果。

2010年12月止，充填法采矿共采出矿石750万t，矿石回收率80%，消耗矿量937.5万t，与空场法采矿相比，回收率提高了11.3个百分点，少消耗矿量154.2万t。由于资源回收率的提高，每年将增加经济效益1.9亿元，且延长了矿山服务年限。开磷集团目前保有资源储量4.13亿t，开采矿石量按400万t/a，该工艺技术将延长开磷集团服务年限22 a，这对实现矿业经济的可持续发展意义重大。

3 废料制砖工程

贵州开磷集团矿业总公司2008年建成矿渣砖厂，该厂利用矿山开拓巷道掘进废渣红页岩，建成年产6000万块矿渣砖生产线，每年可综合利用矿山掘进矿渣红页岩15万t，不仅解决了人员分流和土地征拨难题，而且减少废渣堆放问题。

随着矿区采矿规模的扩大，下一步将再建设2条矿渣砖生产线，达到1.8～2亿块/a矿渣砖的生产规模，每年可消耗井下矿渣45万t，井下矿渣综合利用效益将更加明显。

4 结论与展望

贵州开磷集团充填法采矿的试验成功，标志着矿山采矿方法将由空场法采矿向充填法采矿全面过渡。磷石膏充填技术对于实现磷矿资源无废害开采具有十分重要的意义，为磷石膏综合利用开辟了一种新的工艺和方法。该研究成果可推广应用至翁福磷矿、湖北兴发磷化工集团和湖南省等国内磷企业，同时可推广应用至开采条件相类似的矿山(如安徽省新桥硫铁矿)，前景十分广阔。

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2011－01－25)

黄明举(1968－)，男，贵州开阳人，工程师，主要从事采矿工程设计研究。