采用混合采矿方法 推动绿色矿山建设：以黑龙江省二股铁多金属矿为例

李昌干

（庆安帝圣矿业有限公司，黑龙江 绥化152432）

我国是世界上开创采矿业最早的国家之一，在长期开采矿产资源的实践中，总结、归纳、研究形成的各种技术和方法，能够科学合理地帮助指导人们实现安全、环保、经济高效地开发利用赋存于地质环境条件复杂、多类型的矿产资源。随着改革开放及我国经济持续发展，大大加快了我国采矿业前进的步伐，推动着矿产资源富集区多矿种资源成功地开发。本文介绍了黑龙江省二股铁多金属矿，为多矿种、多类型矿石组合、复（合）杂的矿产资源，经过探索实践，应用混合采矿方法，取得了安全、环保、经济高效综合开发利用资源效果。

1 黑龙江省二股铁多金属矿基本概况

1.1 矿山概况

黑龙江省二股铁多金属矿1958年发现，1969～2002年对其进行了勘查，地质勘查评价认为二股铁多金属矿属于热液接触交代矽卡岩型矿床[1]。经过详查勘探后，目前已探明2个主要矿床，9个工业主矿体，113个从属矿体，已探明铁的总量1100万t以上。其中已探明资源储量级别为：①铅锌金属量为中型矿床；②铜金属量为小型；③铁、硫矿石量分别为小、中型；钨、锡、钼、铋按综合评价品位指标，圈定的单矿体资源储量计算金属量都为小型。主要伴生组分为金、银、镓、铟，按综合评价品位要求计算金属量、资源储量都为小型，镉金属量资源储量为大型。

矿床矿石类型复杂，矿石类型达到11种以上[2]，能够按地质评价工业指标要求，按单矿种圈定出工业矿体的矿石种类主要有磁铁矿石、铁锌矿石、铅锌矿石、黄铜矿石、钼矿石、白钨矿石、锡石矿石、辉铋矿石、黄铁矿石、毒砂矿石、锌硫铁矿石。矿石物质组分多，主要为铁、铅、锌、铜、钼、钨、铋、锡、砷、硫；伴生组分有，金、银、镉、铟、镓等。

在地质评价中，将多组分的矿石，按单一矿种划分为不同类型矿石，圈定为多个单矿种矿体，从形式上研究划分较详细，但是单个矿体规模都偏小，当采掘单一矿体时，难以进行分采。这种通常由多矿种复杂组分共（伴）生的复合矿体，形成多矿物组合的矿石与矿体，开采难度大，选矿条件复杂，致使这类多矿种资源的开发利用受到制约。

1.2 资源开发现状

二股铁多金属矿曾多次单矿种矿产资源的采矿活动，矿主采取单矿（坑）井、分散采掘地表及浅部的铅锌矿石，只销售铅锌品位大于15%的铅锌矿石并富含铁、铜、金、银、镉、铟、硫的资源被抛弃在废石堆中。据不完全统计，仅1993～2004年被丢弃的矿石量就达到30万t以上[3]。这种单采多矿种资源粗放落后掠夺式采矿方式，不仅造成矿产资源极大的浪费，而且使这类多矿种资源因单采高品位铅锌矿石，造成大矿小开，一矿多采，大量有用资源得不到充分利用。2005年，通过资源与矿权整合后的二股铁多金属矿山，应用混合采矿方法，合理有效开采铁多金属矿，整体开采综合利用多矿种资源。

针对二股铁多金属矿的矿体赋存条件，同时结合不同矿床的品味不均、厚薄不匀、大小不一及开采条件难易不同等许多复杂问题，矿山采用了空场采矿法、崩落采矿法和充填采矿法等相结合的混合采矿方法（图1）。

图1 矿山采矿工艺流程

空场采矿法，主要针对二股铁多金属矿的矿体和围岩都很稳固时，选用较大的矿房尺寸，减小矿山开采过程中所留设的矿柱尺寸，提高开采回采率。崩落采矿法时，仅用单步骤回采，简化回采环节，进行连续回采，用崩落围岩充填采空区进行地压管理，处理好柱回采和采空区沉陷问题，提高矿山开采过程中块矿石总体回采率。充填采矿法，采矿过程留下的采空区利用尾渣和废石进行充填，可以有效地保护围岩和地表可靠性，为回采矿柱创造了良好的回采条件，保证了作业的安全，减少了矿石损失和贫化，提高采出率，提升了整个矿山开采回采率。

2 采用混合采矿，增加矿山矿产资源储量

2.1 混合采矿法

混合采矿法，即在同一个采场内，根据矿体产状、围岩性质等影响采矿方法选择的主要因素的变化，采用两个或两个以常规采矿方法进行回采[4]。

根据二股多金属矿山特点，矿山采用了分层充填法、崩落法和空场法等方法进行采矿，把含有多矿种的单矿种矿体，在地质评价的基础上，通过综合研究重新组合成可供混合开采的5条铁多金属矿（带）体，重组整合后的多矿种资源矿（带）体，能够满足混合采矿方法实施整体开采，规模采矿，提高采掘多矿种资源的生产能力，做到开采技术可靠，生产安全，经济合理，提高混采回收率，矿产资源利用率，降低采矿损失，应用混合采矿方法达到了高效采掘多矿种资源的目的。

2.2 混合采矿提高资源综合利用效率

目前，黑龙江省二股铁多金属矿采用混合采矿方法，矿山多矿种资源得到了充分利用。其中铁矿石总量为1100万t，组合后的铁矿石中磁性铁含量为26%，比单一铁矿石中磁性铁平均含量有所降低；铅锌金属量为36万t以上，组合后的铁多金属矿石铅锌平均品位为3%～4%，较地质评价圈定的单一铅锌矿体平均品位降低1.0%～1.5%，但铁多金属矿石集聚了铁锌矿石中的锌，以及伴生在其他矿石类型中的铅锌，因此，组合后铅锌金属总量比较地质圈定的单一铅锌矿体计算的金属量增加了15%；铜金属量为1.5万t，组合后均化在铁多金属矿石中，平均品位为0.15%，比地质评价圈定的单一铜矿体平均品位降低0.35%，但组合后的铁多金属矿（带）体中，增加了伴生在其他金属矿石中的铜。因此，铜金属总量比地质圈定的单一铜矿体计算的金属量增加了3000t，原分散的铜资源得到了综合利用。伴生组分：金、银、镉、铟、镓、硫，在混合采矿方法下的铁多金属矿石中采出后进入综合选矿，综合回收在各种生产品精矿粉内。

综上所述，应用混合采矿方法开发多矿种资源，不仅是矿产资源数量的聚集，有效地增加了矿石量和金属矿物量，更有实际意义的是为伴生组分的富集提供了条件。同时，主矿种、共伴生组分都得到了充分利用，从而实现多矿种资源的高效开发综合利用。

3 混合采矿的功能与效果分析

3.1 优化配置生产要素

二股铁多金属矿的生产要素根据混合采矿的要求进行优化配置。通过实施混合采矿，对历史遗留的多个采区的矿井，矿石集中由一个主斜井提升，同时进一步完善井下采掘、通风、运输、供电、排水、监测监控等系统。矿山配套设施更加合理，生产更为安全。优化后的矿山实现了贫富矿、多矿种资源矿兼采，达到了珍惜和节约资源，合理有效地整体开采资源的目的，符合混合采矿对矿山采掘生产系统的要求。

3.2 混合采矿与选矿工艺的合理配套

应用混合采矿方法，采出的矿石中含有铁、铜、铅、锌、金、银、镉、硫等多矿种资源的矿石。矿山经过综合选矿试验研究和多年生产实践，优化后的选矿生产系统，完成了同混合采矿方法的合理配套，起到优势互补的作用。创新的选矿工艺技术与高效的生产流程，不断提高铜、铅、锌、铁、硫的产率和选矿回收率，五个矿种的组分回收率比较试验设计阶段提出的指标分别提高了2%～5%。实现了“一矿多用”，取得了采、选1t矿石，产出5种主矿产品，综合回收5～6种伴生组分，降低能耗，节约资源，减少生产成本，提高经济效益。

3.3 提高产能和增加矿山服务年限

混合采矿可供矿山开采利用的资源储量大幅增加，实现资源储量增大，生产能力提高，矿山服务年限延长，“三率”指标同步增长。矿山铁多金属矿石总量与地质勘查评价提出的总量比较增加了30%，各类金属矿物金属量增加了15%～30%以上。多数单矿种规模偏小难以单采的矿体，经整合重组得到充分利用。矿山采、选生产能力由原来年20万t提升到现在的年50万t，达到有色金属矿山中型规模，矿山服务年限同时提高到10年以上。

4 混合采矿法推动矿山绿色矿山建设

二股铁多金属矿地处于黑龙江小兴安岭深处，保护生态环境尤其重要。矿山采用混合采矿方法后，对于推动绿色矿山建设中发挥重要的作用。这种采矿方法改变了原多个矿井占用林地，影响那里的自然环境，矿山采掘改扩建从地下联通，不再占用林地，对多处旧矿地损坏的林地，全部开展复垦工作。矿山利用同一个尾矿库，增设矿山井下充填系统，利用尾矿渣作为采空区充填物料，实现固废物不再排放在地面。矿山30多万t的矿石含有多种未利用资源，全部清理后，直接装运进入选矿生产系统，成为再生多矿种资源开发利用。尾矿渣、废石堆里的大量有用矿石，作为二次资源化开发利用，这些方面都得益于混合采矿成功，同时，最大限度地保护生态环境。

矿山按照国家级绿色矿山九条标准的要求进行建，采用多种采矿方法并紧密结合矿山“十二五”规划要求，统筹协调资源、环境、经济三者关系。矿山整合集中优化多矿种资源，提高了矿山资源数量与质量；淘汰落后的单井单采掘生产方式，优化调整合理配置开采的生产系统。混合采矿方法节约与综合开发利用多矿种资源，从整体上提高多矿种资源的“三率”指标，推动矿山地质环境保护与治理，最大限度地减轻矿山“三废”对生态环境的影响和破坏，从而使二股铁多金属矿山实现生产更加安全、资源得到合理利用，节能减排、土地复垦，环境得到保护。

[1]梁福来.黑龙江省二股—翠宏山地区多金属矿床成矿地质条件及找矿方向[D].长春：吉林大学，2011.

[2]李昌干.绿色矿山建设实践与发展论述——以庆安帝圣矿业有限公司为例[J].中国矿业，2012，21（9）：57－60.

[3]庆山帝圣矿业有限公司.二股西山铁多金属矿产资源开发整合工作报告[R].2005.

[4]曾炜仪，谢仰文，周励汉.混合采矿法在泸沽铁矿的应用[J].四川冶金，1989（4）：1－4.