谈砂石骨料矿山绿色加工系统建设管理

夏朝科，姚金根，钱伟民，邵建峰

(1．湖州新开元碎石有限公司， 湖州 313022；2.南京工业大学， 南京 211800)

根据中国砂石协会统计数据，2016年中国砂石骨料产量约200亿t，占全世界的50%左右，砂石生产总值约1万亿元，占全国GDP总额1/68[1]。砂石体量如此之大，对国民生活产生重大影响，已引起国家决策层的重视。砂石开发及加工过程对生态环境、生产环境、生活环境的影响非常密切，而我国砂石矿山企业众多、分布广、平均产能小、生产装备和技术水平总体落后，由此导致砂石质量难以控制，大范围的环境问题，社会矛盾突出。2005年习主席在湖州安吉余村提出“两山”理论：“绿水青山就是金山银山”，我们要建设天蓝、地净、水清、山绿的人与自然和谐发展的现代化新格局，各省市积极响应号召大范围整治不合格矿山。因此，砂石矿山建设绿色骨料加工系统是矿山企业的必然之路，更是我国砂石产业转型升级的必由之路。

1 人才队伍建设

人才是第一资源，企业可持续发展最重要的因素之一便是人才，当今企业之间竞争日益激烈的社会中，企业间的竞争归根结底是人才的竞争，人才是企业的第一资源，是科技进步和社会经济发展最重要的资源和主要推动力[2]。石矿企业主要为私营企业，地理位置偏僻，工作环境不佳，管理相对粗放，同时我国各大院校尚无专业的砂石开发和加工的专业，导致整个行业专业技能人才和高级管理人才紧缺。

湖州新开元碎石有限公司是我国砂石行业内首批国家级绿色矿山企业，该企业拥有一支高素质的技术和管理团队，同时与中国矿业大学、浙江大学、南京工业大学、北京建筑大学、中科院上海硅酸盐研究所、特雷克斯、美卓矿机、澳瑞凯爆破、中国砂石协会等企事业单位形成长期稳定的合作关系，经过十余年的努力，高标准的建成了绿色矿山和绿色骨料加工体系，成为我国砂石行业绿色矿山建设的典型。

砂石行业绿色骨料加工体系涉及现场精益化管理、安全标准化管理、“两化融合”、高品质砂石骨料加工、三废治理和尾矿综合利用等工作，这些工作需要一支结构合理的人才队伍支撑。因此，人才队伍建设必须引起全行业的重视。

2 清洁高效骨料加工

砂石是构成建筑体的消耗量最大的原材料，提高矿石产品质量有利于提高建筑物质量，同时也是实现宝贵资源利用最大化的有效途径。我国已经形成了较完善的道路、铁路、普通建筑物等用碎石和机制砂质量标准体系，如普通建筑用砂石质量标准《GB/T14685—2011建设用卵石、碎石》和《GB/T14684—2011建设用砂》，对产品的级配、针片状、含泥量等指标做了严格的规定。但目前市场上的碎石和机制砂产品粒形、级配、含泥量等质量指标问题较多，难以达到到有关质量标准要求，对建筑物质量和寿命造成严重影响。

普通石料一般采用两级破碎和筛分工艺，产品分级较粗，部分地区仍采用连续级配的砂石料。高品质石料生产工艺一般为三级破碎、一级整形、多级筛分和石料产品单级配储存，同时对影响产品质量的破碎机工作参数、振动筛工况等进行实时在线监控，确保砂石产品质量稳定性。先进砂石企业同时按照检验制度，高频率的对砂石产品进行取样实验，根据实验数据优化砂石加工系统工艺参数。依据湖州新开元碎石有限公司砂石骨料加工系统长期运营经验，只有找到合理的生产匹配点才能生产出高品质的石子。新开元公司配置多台高性能圆锥破碎机，随着衬板的磨损，机口的大小设置一直在变小，但测机口实时监测难度较高，通过建立生产电流和机口尺寸的关联模型，成功实现机口在线监测和自动调节，有效保证了产品质量及稳定性。新开元同时基于机器视觉技术，利用高速摄像机和智能图形识别在线监测成品皮带机上石料的粒径和级配，实现对振动筛工况的监管，有效保证了成品砂石中超规格问题，同时依据级配变化控制破碎机运行参数，保证产品质量。

我国机制砂产品主要为粗砂，细度模数偏高，天然砂替代率较低。随着我国优质天然砂可采资源的逐步枯竭，砂石企业发展可完全替代天然砂的机制砂加工技术迫在眉睫。与碎石加工技术相比，我国机制砂加工技术尚未实现有效突破。实践证明，一味依赖制砂设备难以生产出可完全替代天然砂的机制砂。湖州新开元碎石有限公司与南京工业大学、中国矿业大学合作，以设备和工艺两条线，建立粗细砂粒筛分分离、粗砂粒细碎、粗细砂混合的SCM法混合制砂技术[3]，实现了机制中砂的连续生产，且成本可控、质量可靠。

因此，砂石企业也不必拘泥于现有技术体系，只有结合企业现状，通过技术创新，实现高品质机制砂石的稳定和连续生产，才能高标准的建成骨料绿色加工体系。

3 三废治理

三废治理水平是评判是否达到绿色矿山建设最重要的指标，也是政府认定石矿企业达到生产要求的基本参考条件。三废如果不治理，将会造成尘土飞扬污染环境和职业病危害，废水排入江河造成水体污染，固体废弃物堆积如山。粉尘要秉承源头治理的原则，废水净化后循环利用，尾矿综合利用变废为宝。

粉尘产生的源头是矿石的破碎和道路运输过程，包括爆破、装运及加工。对于爆破宜采用装有布袋除尘器的钻机进行钻孔作业，水袋压孔和爆破面洒水润湿，逐孔微差起爆，降低爆破粉尘量和扬尘高度；运输道路硬化，不仅防止运输过程的扬尘问题，而且会降低运输成本；加工区首先要密闭厂房防止逸散，并对破碎机排料口下的皮带再密闭，然后用除尘器吸走粉尘过滤净化后排放。干法生产振动筛等也要进行强化密闭，净化除尘。皮带转接点的落差要尽量低，当落差较高时需要设置卸料缓冲斗。

湿法生产工艺则需建立泥沙水分离系统，利用洗砂机实现一次粗细砂分离。利用水力旋流器实现二次细砂泥分离，回收细砂反掺机制砂，优化机制砂级配。利用沉淀池和压滤机实现三次泥水分离，处理后的中水循环利用。

湖州新开元碎石有限公司2003年以来，研发形成三代泥砂水固液分离技术。2012年建成第三代泥砂水固液分离系统，实现年处理生产废水360万方，年回收细砂30万t、细尾泥15万t，细尾泥用于回填采空区、替代黏土制砖、生产发泡陶瓷保温板、陶瓷砖等[4]，实现综合利用，公司资源综合利用率达到99.5%，相关技术经过权威部分验收达到国内领先、国际先进水平。

4 现代数字化矿山建设

随着互联网+概念的推广，我国大力实现“两化融合”战略。砂石行业虽然起点低，在工业化和信息化融合上完全实现跨越式发展。

2011年以来，依据“两化融合”，湖州新开元碎石有限公司建成企业网络办公系统，通过电脑、手机就可以在网上办公，通过门户网站、微信平台、QQ群、微信群等发布和交流信息。公司建成“感知矿山、智慧环保”产销系统智能监管平台，实现对整个矿区内人员、设备、环境和作业过程进行感知，并科学的对人员、设备和环境进行生产调度。目前，公司已完全打破了“信息孤岛”，基本实现了生产时段车间现场无人化，设备运营状态在线监测和健康管理自主化，产销全过程信息化，公司内部各级部门之间以及内外部之间协同运作，实现办公信息的自动收集与处理、流动与共享，决策科学化水平大幅度提高。

因此，砂石企业推进“两化融合”将有效提高企业安全管理水平、决策科学性、生产效率和人员绩效等。

5 生产精益化管理

现场精益化管理将人员、机器、材料、方法等要素进行有效管理，减少浪费行为，提高效率。现场精益化管理针对企业中每位员工的日常行为方面提出要求，倡导从小事做起，力求使每位员工都养成事事“讲究”的习惯，从而达到提高整体工作质量的目的[5]，作为一种行之有效的科学管理方法，正在被越来越多的企业采纳。

砂石企业矿区范围大、流程长，从业人员素质参差不齐，现场设备多、粗大笨重，实现现场精益化管理难度较高。2014年以来，以减少浪费、提高绩效、促进安全生产为目标，湖州新开元碎石有限公司持续开展现场精益化管理，公司全面导入6S管理，通过对工器具、设备、维修备件、员工、库房、加工区通道、危险作业区、办公生活区等全要素、全环节进行整理、整顿、清扫、清洁，消除各项浪费行为和安全隐患，如工器具寻找、设备维修不到位、磨损件无序放置、员工劳保措施不到位等，提高工人的修养。通过全面导入现场标准化管理和卓越绩效管理，重塑维修备件采购和领用流程、维修工作流程，优化库存布局，将生产组织信息上墙、动态生产信息向一线工人公开等。标准化管理进一步促进库存决策科学化、维修吊装设备共享、生产组织和主要运营信息透明等，降低生产成本，改善员工精神面貌，提高了员工自主管理水平，使组织活力化[6]。

6 结 语

目前，我国砂石矿山骨料绿色加工系统尚处于起步阶段。依据“人才兴矿、科技兴矿”原则和湖州新开元碎石有限公司经验，砂石矿山骨料绿色加工系统建设管理可借鉴内容如下：1)融合内外部资源的人才队伍是骨料绿色加工系统建设基础。2)依据有关质量标准，企业要持续进行高品质砂石骨料研发和工业化。3)粉尘秉承源头治理的原则，建立全流程、有重点的粉尘防治体系。4)泥沙水处理依据粗砂、细砂、细尾泥、水逐级分离和综合利用，确保零排放。5)推行现场精益化管理，达到卓越绩效管理的目标。

宏观政策和可持续发展倒逼砂石企业必须加快砂石绿色加工体系建设，砂石企业如能够学习先进经验、积极创新、认真实践，一定能够达成目标。同时，建议砂石企业基于政策和市场，能够制定更加长远的目标，科学规划骨料加工系统，将为企业引领市场，推动我国砂石产业转型升级、走向世界奠定更加坚实的基础。