三道庄露天矿绿色矿山地质工作的方法与实践

何亚清，秦予辉，陈凤群，张新光，黄 超

（洛阳栾川钼业集团股份有限公司， 河南 洛阳市 471500）

1 矿山简介

1.1 矿区地质

三道庄矿床是一个典型的钼钨共生矿床，位于东秦岭—大别山钼成矿带的中部，该成矿带钼资源丰富［1］。出露地层主要为震旦亚界蓟县系栾川群一套浅海相的碎屑岩、火山喷发岩及碳酸盐类沉积变质岩系，受接触变质作用形成广泛分布的各种角岩和矽卡岩。区内断裂构造发育，岩浆活动频繁，主要有前加里东侵入的变细晶正长岩、变辉长岩及燕山中期侵入的酸性小岩体［2］，与钼钨矿化有关的为南泥湖斑状二长花岗岩体。钼钨矿体主要赋存于栾川群三川组上段的矽卡岩、钙硅酸角岩内，分布范围、产状与矽卡岩及钙硅酸角岩基本一致。矿石金属矿物以辉钼矿、白钨矿、黄铁矿、磁黄铁矿为主，次为磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、钛铁矿、斑铜矿。主要有益组分为Mo、W，此外还有S、Re可综合利用、回收。

1.2 矿山开采历史

三道庄矿区的开发始于1969年8月。原冶金部于1972年4月在冷水镇投资建成一座采选50 t／d的小型实验厂，同年5月正式投产，称“698”矿。该矿于1979年由河南省冶金建材厅管理，1980年更名为“河南省栾川钼矿”，1985年该矿山采选能力达1200t／d。1988年7月与栾川县钼业公司合并成立“洛阳栾川钼业公司”。1990年10月，河南省计委批准洛阳栾川钼业公司建设5000t／d的露天开采工程，1997年底建成投产。1998年10月又建成一座与露天开采配套的马圈3000t／d的选矿厂。1999年“洛阳栾川钼业公司”与“栾川县冶化公司”合并成立“洛阳栾川钼业集团有限责任公司”。2000年10月进行露采扩帮建设，2005年底达到25000 t／d的规模。2006年3月达到30000t／d采矿能力。

1.3 矿山开采现状

三道庄矿区的开采已有40多年的历史，1970～1980年代初期，面临乱采滥挖、大矿小开、一矿多开的困境，国营企业先以小规模地下开采，1980年代中期，集体和个体相继也进入该矿区掠夺式开采。据不完全统计，进入矿区开采的企业达96家，坑口200多个，从而形成了大量的规则、不规则的地下采空区，主要集中在标高为1140，1180，1200，1235，1250，1270，1290，1315，1330，1345，1370，1400，1430，1450m，共计14个中段［3］。

三道庄露天矿目前生产能力为30000t／d。采用公路运输开拓方式、组合台阶采矿法。主要生产设备：4m3和10m3电铲（WK－4A）及各种型号的液压挖掘机、牙轮钻（KY－250A，KY－250B）、潜孔钻（CLQ－10履带式）、推土机（T220、T150）、1200 mm旋回圆锥破碎机、45t自卸汽车等。

2 建设绿色矿山的战略意义

2.1 栾川地区地质生态环境问题

栾川地区矿产资源丰富，种类繁多，主要是有色金属和贵金属，共有矿山企业171家，绝大多数是小型矿山，但由于不合理开采，综合利用率低，未形成有效的环境保护机制，植被破坏、水土流失和地面沉降塌陷现象时有发生，恢复治理与土地复垦率低，造成矿山生态环境恶化，尤其是1980～1990年代，废碴任意堆放、废水任意排放，造成矿山周围河溪鱼虾绝迹，河水人畜不能饮用。当生态环境破坏后，再去治理，所花的人力、财力有可能超过矿产品本身的价值。因此，采、选、冶及加工企业只有在绿色环保的基础上，才能够实现真正的经济发展。

2.2 三道庄露天矿绿色矿山建设的意义

由上述可知，过去“开发—破坏—治理—恢复”的思想一定要抛弃，必须引进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［4］。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，实现资源效能的最佳化［5］。传统意义上以单纯消耗矿产资源、牺牲生态环境为代价的粗放式经营发展矿业经济的老路，已经不适应新的要求。建设“绿色矿山”能够实现合理开发利用资源、节约资源和保护环境的目标，是矿业发展模式的必然选择。

三道庄露天矿是洛阳栾川钼业集团股份有限公司6个钼选厂的供矿矿山，是河南省规模最大的采矿企业，因此，三道庄露天矿绿色矿山的建设，对栾川地区的依法办矿、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，对加速推动三道庄绿色企业的建设具有重要的战略意义。

3 绿色理念在露天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［4］，三道庄露天矿在绿色矿山建设中主要采用了以下地质工作方法与实践。

3.1 矿山Surpac工程软件

Surpac软件是符合我国矿山实际情况，有三维可视性效果，集成地质勘探信息管理、矿体资源模型建立、矿山生产规划及设计、矿山测量及工程量验算、生产进度计划编制等功能的大型三维数字化矿山软件。其可以实现地质、采矿、测量和生产管理信息共享，兼容多种流行的数据库和数据格式；并具有建立地质数据库、矿体及构造模型、储量资源量估算、自动生成地质图件等功能。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、剖面图，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台阶出矿品位和进行矿产储量的动态管理，实行矿山数字化管理。2005年，三道庄露天矿就引进了Surpac软件和GPS测量仪器，经过近几年的不断改进和开发，完全实现了矿山地质工作的数字化。

3.2 地质灾害防治

三道庄矿区是一个由地采转露采的老矿山，由于长期的无序开采，在矿区内存在着大量跨度较大、杂乱无序、大小不一、形状极不规则的采空区，对生产安全构成了极大的威胁。地质与采矿协同研发出的集空区探测、地压监测、灾害预警、空区处理为一体的一系列复杂空区处理技术，实现了矿柱残矿回收和露天矿安全持续开采。截至2012年底，通过运用该项技术，累计处理空区264次，处理空区面积73.19万m2、空区体积926.24万m3，回收残矿资源量5637万t，既保证了露天开采的安全，防止了地质灾害事故的发生，又最大限度地利用了矿产资源，带来了巨大的经济和社会效益，为绿色矿山的建设起到了保障作用，并被国土资源部授予“全国地质灾害群测群防突出贡献奖”。

3.3 钼钨一体化工业指标

三道庄矿区低品位矿资源占总资源量的比例较大，而与钼伴生的白钨一直没有得到有效开发利用。为充分利用宝贵的矿产资源，地质工作中引进国外多金属矿山工业指标当量一体化理念，通过钼钨一体化工业指标优化创新，使可采矿石量增加3.2亿t，钼钨总金属量增加30.778万t，既使原来没有利用价值的低品位钼矿和钨矿得到充分利用，又使矿山服务年限延长32a，发展了循环经济，这是地质技术创新在绿色矿山建设中的突出贡献。

3.4 钼钨综合配矿

三道庄矿区是一个典型的钼钨共生矿山［3］。地质工作中引进基GIS／GPS／GPRS的露天配矿动态系统，实行数字化地质配矿，通过钼钨综合配矿或与高品位富矿搭配，使一些原没有利用价值的低品位贫矿重新具有了利用价值，既综合利用了矿产资源，又起到了节能减排的效果。

3.5 改进钻探技术

露天探矿工程主要是钻探工程，三道庄矿区是典型的难钻进、难成孔、难取样的复杂地层［6］，在探矿中应用贯通式潜孔锤反循环钻进技术解决了复杂地层探矿问题，提高了成孔率，降低了探矿成本，并采用湿式钻进，减少了粉尘污染环境，起到了节能减排的效果。

3.6 探采结合

三道庄矿区矿体中部厚大连续，而边部矿体分枝尖灭现象显著，形态复杂，这就需要加密探矿。钻探时产生的粉尘既污染环境，又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，充分利用剥离、堑沟、采矿平台和爆破孔的探矿作用。如通过剥离，重点查明矿体在平面上的四周边界和矿体的夹石分布；通过堑沟，掌握矿体上、下盘具体界线；利用平台与探槽的资料编制平台实测地质平面图，利用岩心钻及爆破孔揭露的资料编制地质剖面图，同时根据爆破孔孔底取样资料，编制下一台阶预测平台地质平面图，以便指导采矿工作。如此既能探明矿体，又能起到节能减排的作用。

3.7 矿体二次圈定

由于种种原因，如原勘查的控制程度不够，深边部矿体往往空间结构复杂、形态多变，矿体的连接方法存在差异等，造成矿体的实际空间形态与地勘圈定的存在差异，甚至储量产生很大变化，特别是经过生产勘探网度加密和采矿工程揭露后，矿体界线往往发生较大变化，原来的采矿设计明显不适应。若不重视二次圈定，贫化损失就难以控制，实践证明，二次圈定是降低贫化损失的有效方法。

3.8 矿山环境地质

影响露天矿山环境的地质因素主要是采矿时的废碴，其数量以万吨计，随着露采坑的增大，数量越来越多，有形成人为泥石流的可能，对此，三道庄矿区是边生产边治理，对一期排渣场和永久边坡进行了系统治理，目前已累计恢复植被面积153万m2，起到了矿山环境治理和生态保护的作用。

4 结 论

（1）企业应牢固树立环境保护与可持续发展的思想［7］，绿色矿山的建设是一项复杂的系统工程，关系到各个方面。地质人员从源头开始就注意节能减排与技术创新，在探矿阶段，应用贯通式潜孔锤反循环钻进技术解决了复杂地层“三难”问题，提高了成孔率，在开采阶段利用钼钨一体化工业指标、钼钨综合配矿、探采结合、二次圈定、地质灾害防治结合Surpac工程软件实现矿山地质工作的数字化，达到综合利用矿产资源的目的，并加强矿山环境地质调查，采用边生产边治理的工作思路。实践证明，这些地质方法是三道庄露天矿建设绿色矿山的基础保障，也是行之有效的方法。

（2）栾川矿产资源丰富、矿山企业多，特别是小矿山为数不少，三道庄露天矿绿色矿山的建成，必将绿色理念辐射到栾川地区的矿产行业，对该地区绿色矿山的建设，必将起到积极的推动作用。

［1］ 石英霞，李 诺，杨 艳.河南省栾川县三道庄钼钨矿床地质和流体包裹体研究［J］.岩石学报，2009，25（10）：2575－2587.

［2］ 瓮纪昌，张云政，黄超勇，等.栾川三道庄特大型钼钨矿床地质特征及矿床成因［J］.地质与勘探，2010，46（1）：41－48.

［3］ 洛钼集团，河南省地勘局第一地质调查队.河南省栾川县三道庄钼矿资源储量核实报告［R］.洛阳：洛钼集团，河南省地勘局第一地质调查队，2006.

［4］ 许远清，郑 阳，刘孟宏，等.广西铜坑矿绿色矿山地质工作的方法与实践［J］.采矿技术，2012，12（4）：108－109.

［5］ 吉学文，曾普海，严庆文.绿色矿山建设及生产实践［J］.采矿技术，2009，9（3）：1－3，23.

［6］ 刘 军，王春毅，何亚青，等.贯通式潜孔锤反循环钻进技术在探矿中的应用［J］.采矿技术，2007，7（2）：108－113.

［7］ 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.