铜坑矿矿产资源综合利用和找矿潜力

许远清，陈庆发,韦方景

(1.广西华锡集团股份有限公司铜坑矿，广西 南丹 547205；2.广西大学资源与冶金学院，广西 南宁 530004)

大厂矿田是世界罕见的超大型锡多金属成矿基地，共伴生矿产有锌、铅、锑、银、铟、镓、镉、铋、硫、砷等十多种[1]。从20世纪60年代以来，先后有陈毓川院士、雷良奇教授、秦德先教授等许多地质专家在此开展了卓有成效的地质研究工作，发表论文近500篇，为矿山建设提供了宝贵的理论指导。但是，在矿山生产地质管理和采矿实践中，如何进行具体的资源综合利用，至今都没有该类科技论文公开发表过。

随着矿产资源的急速消耗，人类对环境保护也愈来愈关注。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》就正式提出了“发展绿色矿业，强化矿产资源节约与综合利用”的战略思想。《矿产资源节约与综合利用十二五规划》做出了具体的部署[2]，就是要“通过示范基地建设，整体提高开发效率和水平，盘活大批资源，提高供给能力”。

大厂矿区的矿业开发得到了各级政府的高度重视，国务院批准从2010年起设立矿产资源节约与综合利用专项[3]。2011年，广西南丹大厂锡多金属矿区被定为首批国家级矿产资源综合利用示范基地。铜坑矿是大厂矿区内最大的采矿企业，得到了中央财政支持，通过实施“92#锡多金属矿体回采工艺改造及多灾源重叠难采矿体综合回收工程”项目，现已回收了难采资源矿石量64万t。为了充分利用不可多得的矿产资源，谨以本文抛砖引玉，期望我国的资源综合利用能取得新的突破。

1 矿山概况

1.1 矿床地质特征

铜坑矿位于广西南丹县大厂镇境内，区内含矿地层为泥盆系碳酸盐岩和硅质岩，控矿构造为NW向大厂断裂，燕山期中酸性岩浆岩呈NS向岩墙产出，西边出露闪长玢岩，东侧出露花岗斑岩[4]。花岗斑岩西边为锡石硫化物矿床，包括细脉带矿体、似层状91#和92#矿体，建矿以来一直在开采利用；东边为矽卡岩型锌多金属硫化物矿床，主要包括94#、95#和96#似层状缓倾斜薄矿体，是广西215地质队危机矿山找矿发现的低品位矿体，现阶段正在开拓，近期还不能投入生产。

1.2 矿山开采现状

矿山始建于1978年，联合开拓方式，早期采用充填法，目前使用崩落法采矿，年开采能力220万t。上部的细脉带矿体因含硫高而形成火区，91号矿体也因底部采空而垮落。近十年来，主要开采92号矿体，按矿体走向划分为7个盘区内，各个盘区内再分为矿房和矿柱。由于矿房采完之后没有进行及时充填，致使地压活动强烈(图1)，形成了破碎矿柱和垮落体[5]，T202、T111采场单元垮通了地表；386m水平矿柱群，405m水平T106采场出矿时，出现细脉带矿体自燃火烧灰垮落，含硫烟气和高温热气逼人；出矿洒水降温时，时有因火烧灰过多而造成矿石随泥浆一起流动的灾害现象，采矿难度极大，制约了回采率的提升。

1-条带灰岩；2-细脉带矿体；3-91#矿体；4-92#矿体；5-夹石；6-垮落界线；7-采场范围；8-采空区；9-自燃火区；10-坑道

2 综合利用示范基地建设与找矿潜力

2.1 示范基地建设战略意义

20世纪80、90年代，大厂矿区的民采民选活动异常混乱，屡禁不止。许多民营选厂设备简陋，伴生矿产直接丢失，含镉、铅、硫、砷等有害尾矿废水随意排放，刁江被污染成了毒江[6]。由于民窿盗采，高峰矿和铜坑矿井下形成了许多无续空区，难以查明，严重浪费了国家宝贵的资源。2001年，矿区内发生了影响非常严重的龙头山“7·17”透水事故。近几年来，锡矿资源日益紧缺，我国已从锡出口国转为了进口国。通过示范基地的建设，可以消除环境污染，提高资源利用水平和经济效益，实现可持续发展的重要保障。

关于矿产资源综合利用的理解也存在差异，一般包含采矿和选矿阶段。《找矿突破战略行动纲要(2011～2020年)》明确要求“实现难利用资源开发利用的规模化和产业化，不断提高矿产资源节约与综合利用水平”。《地球科学大词典》还强调了要提高共伴生组分的回收利用和消除“三废”污染，变废为宝[7]。笔者认为，资源综合利用需要在找矿阶段即开始重视伴生组分的嵌布特征、类质同象等研究，为采选冶加工等提供科学依据，全过程维持生态平衡，实现资源经济价值最大化的绿色矿业行为，是一项强国战略。

2.2 示范基地项目概况

广西南丹大厂锡多金属矿资源综合利用示范基地规划区面积80km2，建设单位为广西华锡集团股份有限公司，项目建设涉及采矿、选矿、冶炼三个方面，其中采矿企业有铜坑矿和高峰矿。现将铜坑矿负责的两大工程简介如下。

1) 92#锡多金属矿体回采工艺改造及多灾源重叠难采矿体综合回收工程。由于火区、垮落区和破碎矿柱的影响，过去一直难以回采。实施该工程的目标，就是要在5年内盘活资源量630万t，采矿回收率提高2%～5%。

2) 铜坑低品位锌多金属矿资源综合利用工程。由于矿体品位低、倾角缓、埋藏深、薄层状等特点，采矿难度较大，通过该工程的实施，旨在盘活低品位锌资源量4161万t，为华锡集团的可持续发展提供资源保障。

2.3 示范基地的建设成效

2.3.1 井下资源储量的实地调查

为明确了解储量可利用程度，铜坑矿专门成立了92#矿体开采现状调查项目，总工程师罗先伟担任组长，组织地质、测量、采矿及地压技术人员对T202-203、T304-305、T204、T106、T317-318、T112-115、92#矿体矿柱群、202#线盘区柱等进行实地检查，发现垮落区沿着采空区周围扩散，在采空区的密集区域连成一片，在细脉带、91#、92#矿体间的重叠区域上下连通，形成大小不等的8个地表塌陷坑。利用3DMine矿业工程软件，建立了地质数据库和矿体垮落区、空区模型，根据空区测量和破碎程度，重新进行了储量分类和计算。

2.3.2 加强采矿技术攻关

铜坑矿珍惜资源财富，走“产、学、研”相结合的道路，注重新技术、新工艺的研发和应用[8]。两年来，组织技术人员与广西大学、北京矿冶研究总院、长沙矿山研究院等科研院校合作，完成了《铜坑矿破碎矿体采矿关键技术应用研究》、《铜坑矿地下采场结构与工艺与安全综合技术研究》及《92#矿体大矿块阶段强制连续崩落采矿技术技术应用研究》等主要科研项目，解决了破碎矿体的开采难题。

2.3.3 难利用资源储量回采

两年来，通过垮落区实地调查，按开采难易程度重新计算了储量，积极开展科技研究，回采了难利用矿石64万t(表1)，按产值300元/t计，实现回收产值1.92亿元。

表1 铜坑矿2011～2012年难利用锡矿资源回采量

2.4 铜坑矿区的找矿潜力

大厂铜坑超大型锡矿床位于丹池深大断裂带，由于地壳和构造的多旋回演化，岩石重熔和岩浆的多期次侵入，导致地壳中的有用成分重新分布和进一步富集[8]；后期含矿热液沿SN向东岩墙(先期断裂)和NW向F1断裂等有利的导矿构造运移，在缓倾斜长坡背斜东翼的岩层中顺层侵入；同时，扁豆灰岩、条带状硅质灰岩等裂隙发育，岩石易于交待，从而形成了91#富矿体，在硅质岩中发生沉淀形成了92#特大型锡矿体。过去认为，矿体赋存于东、西两个岩墙之间。但经过边部找矿，自2002年以来，在东岩墙东侧发现了91#和92#矿体的延伸部分；2006年在东部探矿时，215地质队又发现了锌多金属矿体。由此可见，铜坑矿区成矿物质来源丰富，成矿作用期次较多，导矿和容矿条件优越，是罕见的超大型矿床储存基地，还可能有未知的大型甚至超大型矿床未被发现，具有较大的找矿潜力。

3 存在问题与建议

3.1 主要问题

1) 对资源综合利用的认识不足。大厂是世界著名的锡多金属资源基地，长期以来，得益于富矿的恩赐，即使开采单一的锡矿，也能取得良好的经济效益，没有树立资源危机意识，未能深刻体悟到综合利用的价值。示范基地建设两年来，地质和采矿技术人员开展了大量的综合利用研究工作。但由于矿区地处偏远，长期以来安于现状的思想观念难以改变，仍有部分人对新的矿山三率考核指标和资源综合利用等学习不够，理解不深，缺少创新。

2) 伴生矿产的基础工作薄弱。铜坑矿自1978年建矿以来，一直开采锡矿体，至今也是以锡产品为生产考核指标，在样品测试时，组合分析的样品数量较少。十多年来，没有专门进行过伴生矿产的调查研究，目前使用的数据来源于早期的研究成果，不利于未来规划和科学决策。

3.2 建议

1) 树立新型的资源意识。我国是资源大国，过去大量的出口锡产品，但是，现在却要大量的进口，可见，节约和爱护资源是我们刻不容缓的大事。所以，要利用网络和会议等做好宣传教育，让职工人人领会综合利用的精神实质，珍惜和节约资源，在生产过程自觉的变废为宝，减少污染，提高资源的综合利用水平。

2) 加强人才队伍的建设。矿产资源是矿山存在的根本，人才是企业发展的根本。在矿山开采过程中，只有建立动态管理机制，及时更新地质资料，健全储量管理的各种台账，保持三级矿量平衡，做好地质综合研究，采矿设计才会更加合理，才能有效地提高回采率和综合利用水平。因此，通过各种途径培养年轻科技人才是极为重要。

3) 建立综合利用考核体制。大厂矿田的伴生矿物近100种，重金属元素和有害元素较多，如铅、镉、砷、硫等，若能利用就是宝贵财富，若不能回收利用就会污染环境，显然综合利用是变废为宝的有效手段。所以，应该建立一套合理的考核标准，以此促进人们自觉地提高综合利用水平。

4) 加强矿产资源综合勘查力度。矿产资源是矿山企业发展的根本，缺少资源就是无米之炊，随着储量的日益消耗，只有加大找矿才能维持可持续发展[9]。大厂矿区具有丰富的锡矿、铜矿、锑矿和银矿等多种矿体，在开展外围或深部找矿时，必须进行综合勘查与评价，不遗漏任何一种矿体；同时，对共伴生资源进行综合评价，为后期的选冶工艺流程设计提供科学依据，有利于提高综合利用率。

4 结论

1) 国家政策是矿山企业前进的指南针。铜坑矿资源综合利用示范基地的建设，预计可以盘活难利用资源量610万t。两年来，经过井下实地核查，查明了破碎矿柱和垮落区的储量分布情况，掌握了储量的实际可利用程度，通过科技攻关，目前已经回采矿石64万t，实现产值约2亿元，同时，减少了伴生有害组分的环境污染。实践证明，国家政策的引导和支持，是矿山企业发展的重要动力。

2) “开源节流”是矿山企业前进的两条腿。节流就是要减少动用资源储量，尽量回采低品位矿体和破碎矿柱，通过提高“三率”指标[10]，以最低的储量消耗获取最大的经济收入；开源就是要加大找矿力度，延长矿山服务年限。大厂矿区是得天独厚的超大型矿床成矿基地，自1955年以来，相继发现了91#、92#和100#等大型锡矿体，危机矿山找矿期间又在东岩墙东侧发现了94#、95#和96#等锌多金属矿体，表明了较大的找矿潜力。因此，加大找矿投资，提高找矿技术，必将找到新的矿产资源。

致谢：本项目研究过程中，得到了铜坑矿罗先伟总工程师、郑阳副总工程师和周炳任副总工程师的支持，在此表示感谢！

[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] 贾文龙．落实节约优先战略加强资源综合利用[J]．中国国土资源经济，2011(4):16-18．

[3] 崔振民，吴伟宏，姜琳，等.浅析我国矿产资源综合利用[J].中国矿业,2013,22(2):40-43.

[4] 许远清，范森葵，吴喜松，等.广西大厂矿区铜坑矿地质特征与找矿前景[J]．有色金属：矿山部分，2012,64(4):37-41.

[5] 许远清，魏宏炼．大厂铜坑92#矿体开采贫化损失的原因及对策[J]．采矿技术,2012,12(2):17-34.

[6] 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.

[7] 范继涛 ，朱勃霖.矿产资源节约与综合利用的影响因素及对策[J].矿产保护与利用,2012(4):13-17.

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