广西铜坑矿绿色矿山地质工作的方法与实践

许远清,郑 阳,刘孟宏,黎国炎,钟 利

(广西华锡集团股份有限公司铜坑矿, 广西南丹县 547205)

广西铜坑矿绿色矿山地质工作的方法与实践

许远清,郑 阳,刘孟宏,黎国炎,钟 利

(广西华锡集团股份有限公司铜坑矿, 广西南丹县 547205)

铜坑矿重视生态环境保护和科技创新,走矿业经济发展与环保并重的可持续发展道路,成为第二批国家级绿色矿山试点单位。矿山地质人员从地质勘查到采准出矿全过程中,根据实际情况,采用多钻探、少掘进、探采结合、矿体二次圈定等方法,对减少污染、降低成本、增加矿产资源利用价值起到了积极的作用。实践证明,这些方法的合理利用,对绿色矿山的建设是行之有效的。

广西大厂;铜坑矿;绿色矿山;探采结合

铜坑矿绿色矿山的建设是一项系统工程,需要全体员工的努力和社会的支持,如在采矿技术方面,高应力破碎矿柱的开采,尾砂充填开采工艺,缓倾斜薄矿体开采等都取得了较大的进展;在勘查设计和生产地质工作中,一直贯彻“经济效益、社会效益和环境效益相统一”的思想原则,在矿产资源开发的全过程中实践了绿色矿山的理念。

1 矿山简介

1.1 矿区地质

大厂矿田位于丹池成矿带的中部,分为东、中、西3个矿带,铜坑矿床位于大厂锡矿资源最丰富的西矿带北端,主要含矿地层为泥盆系硅质岩和灰岩,矿床东侧出露花岗斑岩,西侧出露闪长玢岩,主要工业锡矿体均产于大厂断裂上盘和长坡倒转背斜平缓的东翼[1-2]。矿石矿物以锡为主,伴生金属有锌、铅、锑、铜、银、钨,稀散金属有铟、镓、镉、硒等,非金属矿产有硫、砷。

1.2 矿山开采历史

据夏湘蓉《中国古代矿业开发史》记载,丹池矿区唐朝末年开始采丹砂和银,南宋开始采锡。《徐霞客游记》中记载:“银、锡二厂,在南丹州东南四十里,其地(厂有三):曰新州,属南丹州;曰高峰,属河池州;曰中坑,属那州”。1905年,龙济光等人创办庆云公司,锡年产量73.3～195.6 t。民国时期将长坡、巴里、新州、高峰、同车江5厂合并称为“大厂”[3]。现在的大厂矿区,广义而言,包括拉么、茶山在内,狭义而言,就是南丹县大厂镇。虽然大厂开采历史已有千年,但1955年215地质队初到大厂时,依然是青山绿水。1965年,215地质队正式提交了《广西大厂锡铅锌矿田长坡区储量总结报告》。

铜坑矿开采设计由长沙有色设计研究院承担, 1981年正式投产,矿石产品通过5 km的索道运往车河选矿厂。矿床采用侧翼主副井-下盘风井、主斜坡道联合开拓。细脉带矿体、91#矿体开采基本结束,目前正在大规模开采92#矿体。

2 建设绿色矿山的战略意义

2.1 丹池地区生态环境问题

丹池地区有色金属种类众多,含量丰富,但由于不合理的开采,造成矿山生态环境恶化,尤其是1980～1990年代,废碴、废水任意排放,大量含砷、镉、铅等重金属的废水直排刁江,近百公里的河段鱼虾绝迹、人畜不能饮用,刁江被称为“中国第一毒江”[4]。1997年广西自治区把刁江作为重点治理对象,但要恢复到原来生态水平,还需长期的治理。2011年大厂龙头山“7.17”透水事件死亡83人; 2008年河池约200人砷中毒,村庄被污染;2012年春节期间河池龙江河镉污染导致鱼苗死亡不计其数,部分柳州市民不敢饮水。显然,当灾害事件发生之后再去治理,所花的人力、财力有可能超过矿产品本身的价值,而且,所造成的社会影响和人身伤亡是难以补救的。因此,采、选、冶及加工企业只有在安全环保的基础上,才能够实现真正的经济发展。

2.2 铜坑绿色矿山建设的重要性

由上可知,过去“先开发,后治理”的思想一定要抛弃,必须引入生态文明和矿业经济发展相统一的科学发展观,才能适应文明社会的进步和需要。绿色矿山是以保护生态环境、降低资源消耗、追求可循环经济为目标,将绿色生态的理念与实践贯穿于矿产资源开发利用的全过程,它着力于科学、低耗和高效合理开发利用矿产资源[5]。铜坑矿是广西华锡集团股份有限公司的主要供矿基地,是丹池矿区规模最大的采矿企业,因此,铜坑绿色矿山的建设,对丹池矿区的依法办矿、规范管理、环境保护、和谐社会的建设等必将起到积极的带动作用,对加速推动丹池绿色企业的建设具有重要的战略意义。

3 绿色理念在铜坑矿地质工作中的应用

国土资源部发布的《国家级绿色矿山基本条件》规定,绿色矿山有9个基本条件,其中4项主要是管理方面,另外5项即综合利用、技术创新、节能减排、环境保护、土地复垦与地质技术工作紧密相关。在铜坑矿地质工作中多采用钻探、尽量减少掘进、对边部矿段实施探采结合、采准过程中进行矿体二次圈定,应用3Dmine三维立体化工程软件进行矿山地质数字化管理,这些工作是铜坑矿在矿山地质工作中对上述5项条件的具体实施。

3.1 矿山3DMine工程软件

3DMine矿业工程软件是符合我国矿山实际情况的三维创新软件,有三维可视化效果,与铜坑矿现行CAD图件相兼容,能建立完备的地质数据库,可根据不同边界品位快速进行地质储量估算和任意切割矿体平剖面,从而可直观地了解矿体的空间分布形态,在矿山生产过程中易于控制采场采出矿品位和矿产储量的动态管理,实行矿山数字化管理。

3.2 多钻探、少掘进

大厂是锡多金属矿床,矿山探采过程中所产生的废石含有硫、铅、镉、砷等有害元素。虽然各地都进行了循环利用,但是成本投入高,而且污染的治理效果不一定达标,所以,最好的方式就是减排或零排放。因此,铜坑矿地质工作中,主要勘探线才使用坑探,垂直方向则全部使用上、下坑内钻孔控制,边部和深部也采用钻探控制。这样,不但降低了掘进和运输成本,而且减少了土地占用和环境污染,为绿色矿山的建设起到了积极的作用。

3.3 探采结合

92#矿体是特大型锡多金属矿体,走向近于EW,倾向N,倾角较缓,密集节理脉和层间裂隙脉形成了网脉状矿化,矿体中间厚大部位连续性较好。但是,矿体的深边部规模变小,变薄,形态各异,呈现条带状、树枝状,连续性较差,甚至出现数个小矿体,若加密坑探控制,不仅难度极大,而且掘进之后废石较多,运输成本高,废石也要污染环境,爆破的炮烟和铲运机运输的油烟也会伤害作业人员的健康,不利于清洁生产。因此,地质人员很注重探采结合,如494水平南端矿体变化较大,由于边部矿体储量不大,所以202-1#和202-2#勘探线不做专门的坑探,而是直接利用探采巷道、联络道和出矿穿脉巷控制矿体边界,如此,既能探明矿体,又起到了节能减排的效果。

3.4 矿体二次圈定

由于种种原因,如探矿工程的控制程度不够,深边部矿体空间结构复杂,形态多变,控矿构造因素的变化,矿体的连接方法存在差异等特点,造成最终矿体的空间形态与原来圈定的存在差异,甚至储量的变动也很大,经过采准工程揭露后,即使储量不变的采场,其矿体界线却变动较大,原来的回采设计明显不适应。若不重视二次圈定,贫化损失就难以控制。不增加新的坑探工程,而直接利用采准过程的凿岩道、联络道和出矿穿脉巷控制矿体边界,降低了贫损率,实践证明二次圈定是极为有效的方法。

4 结论与建议

(1)企业应牢固树立环境保护与可持续发展的思想[6]。绿色矿山的建设是一项系统工程,关系到采矿技术,矿井水及重金属污染等方面的综合治理。地质人员从源头开始就注重节能减排,在探矿阶段尽量采用钻探,减少坑道掘进,在开采阶段利用探采结合,二次圈定,结合3DMine矿业工程软件进行品位动态管理。实践证明,这些地质方法是铜坑矿建设绿色矿山的基础保障。

(2)矿山充填可以提高资源利用率,防止地表塌陷,减少固体废料的排放[7]。铜坑矿92#矿体开采形成的空区,利用锌多金属矿体开拓的掘进废石进行胶结充填,既可以提高回采率,又实现了清洁生产,值得推广应用。

(3)丹池地区是重金属污染严重的地区,铜坑矿绿色矿山的建成,必将绿色理念辐射到河池地区的矿产行业,对今后绿色矿山、绿色选厂、绿色冶炼厂及各种绿色企业的建设,必将起到积极的推动作用。

[1]陈毓川,黄民智,徐 珏,等.大厂锡矿地质[M].北京:地质出版社,1993.

[2]韩 发,赵汝松,沈建忠,等.大厂锡多金属矿床地质及成因[M].北京:地质出版社,1997.

[3]叶绪孙,潘其云.广西南丹大厂锡多金属矿田发现史[J].广西地质,1994,7(1):85-94.

[4]邓 坤,胡振光.广西南丹矿产资源及可持续发展探讨[J].矿产与地质,2010,24(6):552-555.

[5]黄敬军.论绿色矿山的建设[J].金属矿山,2009(4):7-10.

[6]王方汉.风景区地下资源开采与环境保护实践与展望[J].采矿技术,2002,2(3):48-51.

[7]周爱民.中国充填技术概述[J].矿业研究与开发,2004,24 (S):1-7.

2012-02-22)

许远清(1966-),男,贵州仁怀市人,工程师,长期从事矿山地质工作,Email:blhsjs@163.com。