區(qū)域礦山建礦是科學開發(fā)資源的新道路 —— 文章正文2016-11-18

 模的基礎上，進行全區(qū)的開拓、運輸、通風及生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的優(yōu)化設計，由此建設的集約化現(xiàn)代化礦山，稱為區(qū)域礦山。
區(qū)域礦山建礦新模式的提出，有其深刻的現(xiàn)實背景，突出表現(xiàn)在三個方面：
其一，我國金屬礦產(chǎn)資源（特別是黃金和有色金屬） 的主要特點，是大礦少、中小礦山多（約80%），并以“多、小、散”礦群的形態(tài)產(chǎn)出；傳統(tǒng)的小礦開采模式，極大地制約著礦業(yè)的發(fā)展。
對于小礦群的開發(fā)，人們的傳統(tǒng)思維就是“小礦只能小開”。眾所周知，小礦開采模式的機械化水平低、生產(chǎn)管理粗放、礦業(yè)秩序混亂、生態(tài)遭受破壞，礦業(yè)發(fā)展不可持續(xù)。盡管全國中小礦山星羅棋布，但長期來人們未能正視這一嚴重制約礦業(yè)發(fā)展的問題，未能用心去破解這一難題。
其二，全國貫徹執(zhí)行國務院關(guān)于整頓與規(guī)范礦業(yè)秩序和資源整合的通知后，資源集中度普遍得到了提高，但資源整合后，金屬礦業(yè)還延續(xù)傳統(tǒng)的小礦開采模式嗎？該走什么道路，這個問題沒有得到解決。
全國金屬礦山原有3萬多座，整合后減到9000多座。云南錫業(yè)集團（控股）有限責任公司（下稱“云錫公司”）第一次資源整合前的礦山有幾十座，整合重組后有26座，然而，重組后的礦山平均產(chǎn)量實際只有14.15萬噸/年，并沒有從小礦開采模式中脫胎出來。歷史早已證明：小礦開發(fā)的礦業(yè)格局，注定采選技術(shù)落后、安全事故頻發(fā)、資源回收率低、生態(tài)滿目瘡痍。資源整合后如果繼續(xù)小礦開發(fā)模式，則不會有礦山現(xiàn)代化的未來。
其三，礦集區(qū)的中小礦群，如果采用獨立、分散的小礦開采模式，礦山覆蓋范圍不大，開采的深度有限，邊、深部勘探難以展開，投資也相對較大，必然出現(xiàn)后備資源危機。
因此，在資源整合的過程中，怎樣加快解決當前礦山后備資源嚴重不足的問題？資源整合后，礦山的發(fā)展還延續(xù)傳統(tǒng)的小礦開采模式嗎？千年老礦區(qū)怎樣走出一條新型工業(yè)化道路來？
面對這一嚴峻形勢，云錫公司從礦區(qū)全局出發(fā)，提出了“集聚資源，集約開發(fā)”的思路。在整合已有資源的基礎上，為了加速深、邊部勘探工作，統(tǒng)一規(guī)劃深部勘探工程，并把深部勘探工程與礦區(qū)深部開拓工程緊密結(jié)合起來。2005年，云錫公司和中南大學、昆明理工大學開展合作，正式提出了區(qū)域礦山建礦模式新概念，并啟動了“區(qū)域礦山創(chuàng)建與集約化開采技術(shù)”這一研究項目，經(jīng)7年連續(xù)攻關(guān)，于2011年完成了區(qū)域礦山的創(chuàng)建。
以云錫公司為例的區(qū)域礦山的科技創(chuàng)新借鑒
云錫公司創(chuàng)造了以整合資源、統(tǒng)一規(guī)劃、產(chǎn)能優(yōu)化配置、中小礦群集約化開發(fā)為核心的區(qū)域礦山建礦模式。在云錫個舊礦區(qū)，重新統(tǒng)一規(guī)劃，創(chuàng)建了以5座集約化礦山、3座現(xiàn)代化選廠和3大生產(chǎn)輔助系統(tǒng)為主體的區(qū)域礦山。
調(diào)查全區(qū)各礦種儲量及品位的三維分布，優(yōu)化產(chǎn)能配置，重組區(qū)內(nèi)礦山。采用重心法和群決策理論，以優(yōu)勢礦點為主體，把26座平均年產(chǎn)14.15萬噸的小礦，重組為5座128萬噸的大礦；礦區(qū)年產(chǎn)量由367.9萬噸提高到640萬噸。
建設與集約化開采模式相適應的區(qū)域礦山開拓大系統(tǒng)。采用層次分析法、最小費用最大流理論與運輸仿真模型，分別對5個分礦的豎井進行優(yōu)化選址，連通深部三條區(qū)域快速運輸主平巷，構(gòu)成區(qū)域礦山開拓大系統(tǒng)。
根據(jù)采選產(chǎn)能優(yōu)化配置，建設區(qū)內(nèi)集約化的現(xiàn)代化選廠。依據(jù)不同礦種的儲量、品位分布與運礦網(wǎng)絡，構(gòu)建最小費用最大礦石流向模型，將原14座選廠集約為3座現(xiàn)代化選廠，資源綜合利用率穩(wěn)步提升，處理能力達24400噸/日。
發(fā)明新型CL4/6G架線式井下快速列車，設計建設井下區(qū)域快速運輸專線。其中，人員專線2條，物資專線1條；規(guī)劃設計的列車速度由10公里/小時提高到設計速度最大值達45公里/小時（整車載客198人），已部分實現(xiàn)大區(qū)域內(nèi)井下人員與物流的快速運輸。
創(chuàng)建了分區(qū)共享、遠程控制的集約化生產(chǎn)輔助系統(tǒng)。淘汰原26座小礦的低效、高耗的通風、供電、供水、排水等生產(chǎn)輔助系統(tǒng)；改建為北、中、南三區(qū)的集約化生產(chǎn)輔助系統(tǒng)，為集中管理、系統(tǒng)自控和節(jié)能降耗創(chuàng)造了條件。
加速建設與集約化生產(chǎn)系統(tǒng)相適應的數(shù)字化、信息化管控平臺。以六大安全生產(chǎn)系統(tǒng)建設為突破口，推進了采選信息系統(tǒng)的建設，如生產(chǎn)調(diào)度指揮中心、大屯綜合信息平臺、老廠井下無人值守泵站系統(tǒng)、卡房信息化綜合監(jiān)控系統(tǒng)等。
發(fā)明了緩傾斜厚礦體采礦環(huán)境再造無礦柱連續(xù)回采嗣后充填采礦法。開發(fā)了廢石注漿構(gòu)筑間柱新技術(shù)，創(chuàng)造了采準、切割、回采在不同空間平行連續(xù)推進的一步驟回采新工藝，回收率高達92%，實現(xiàn)了800噸/日的跨越目標。
發(fā)明了緩傾斜多層松軟破碎礦體深孔合采嗣后充填采礦法。在松軟破碎礦體條件下，創(chuàng)造了旋轉(zhuǎn)切削深孔鑿巖和多層礦體合采新技術(shù)，采礦工效由5噸/工班~6噸/工班，提高到12.8噸/工班，采場生產(chǎn)能力由150 噸/日提高到440噸/日。
針對礦區(qū)大量賦存的緩傾斜薄礦體的開采難題，發(fā)明了機械化高強度采礦技術(shù)。破解了無軌設備進采場作業(yè)的難題，使采礦工效由7.0噸/工班提高到20.6噸/工班，采場生產(chǎn)能力由100 噸/日提高到400 噸/日，采礦成本降低了34%。
區(qū)域礦山建礦新模式具有極大的推廣價值
區(qū)域礦山是具有中國特色的建礦新模式。它為我國眾多礦區(qū)實現(xiàn)資源整合后，如何轉(zhuǎn)型發(fā)展、擴能增效提供了技術(shù)與示范；為金屬礦業(yè)眾多“多、小、散”礦群實現(xiàn)規(guī)?；_發(fā)，開辟了一條新型工業(yè)化道路。
它破解了傳統(tǒng)小礦開采模式帶來的種種弊端和導致金屬礦業(yè)長期相對落后的一個難題。它的成功，解放了人們的思想，拓寬了改革思路，為中小礦山實現(xiàn)新的跨越做出了示范，它對金屬礦業(yè)全局的發(fā)展起著積極的推動作用。
區(qū)域礦山的創(chuàng)建，為實現(xiàn)資源整合后的眾多中小礦山，指明了創(chuàng)新驅(qū)動、轉(zhuǎn)型發(fā)展的道路。它使人們擺脫了資源稟賦對礦區(qū)發(fā)展的束縛，破除了“小礦只能小開”的傳統(tǒng)觀念，它為中小礦山競爭力的提升創(chuàng)造了條件。實踐表明，區(qū)域礦山是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群可持續(xù)發(fā)展的先進的產(chǎn)業(yè)組織形式。
創(chuàng)建區(qū)域礦山的重要內(nèi)容，就是在中小礦群中、以優(yōu)勢礦點為主體，合理地提高單個礦山的資源儲量規(guī)模和礦山企業(yè)生產(chǎn)建設規(guī)模。
礦山規(guī)模的大小，既決定著區(qū)內(nèi)礦山數(shù)目的簡約程度，也決定著采選裝備水平和采選效率。對選礦來說，選礦處理量增大以后，有利于把分散的伴生資源、分類聚集于同一流程處理，從而實現(xiàn)資源節(jié)約和綜合利用水平的提升。
區(qū)域礦山建設，還能為礦山開展深、邊部資源勘探和儲量升級創(chuàng)造良好條件。礦集區(qū)內(nèi)存在有利于成礦的地質(zhì)條件，礦床的產(chǎn)出在時空上本來存在一定的關(guān)聯(lián)，但過去采用分散、獨立的小礦開發(fā)模式，人為地割裂了相鄰的礦種、礦床類型和礦化信息的聯(lián)系。實現(xiàn)礦群集約化開發(fā)后，這類問題得到了解決，同時還可以提供更好的勘探環(huán)境和更大的勘探空間。
構(gòu)建區(qū)域礦山是個復雜的系統(tǒng)工程，需要產(chǎn)、學、研結(jié)合，靠科學技術(shù)支撐，區(qū)域礦山建設是眾多中小礦山現(xiàn)代化的新起點。在建設過程中，創(chuàng)造了多重約束條件下三維空間資源配置與生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化方法；實現(xiàn)了采選產(chǎn)能優(yōu)化配置和開拓、通風系統(tǒng)優(yōu)化；建成了集中管控的三大生產(chǎn)輔助系統(tǒng)；研發(fā)了井下新型快速運輸列車；大量更新采掘裝備，發(fā)明了三種規(guī)模化開采的采礦方法；推動了礦山數(shù)字化與信息化。
區(qū)域礦山的創(chuàng)建，為改變粗放的小礦開采模式、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式增添了活力，從整體上提高了礦區(qū)的采掘機械化和采礦工藝技術(shù)的水平，擴大了全區(qū)生產(chǎn)規(guī)模，促進了礦產(chǎn)資源的高效利用，大幅提高了礦區(qū)的生產(chǎn)經(jīng)營效益，為云錫公司連續(xù)10年實現(xiàn)錫產(chǎn)量世界第一作出了重要貢獻。
我國金屬礦礦集區(qū)，大多數(shù)為中小礦床，由于人們的思想受到資源稟賦條件的束縛，傳統(tǒng)上一直采用小礦小開的開發(fā)模式，極大地制約了金屬礦業(yè)的發(fā)展。區(qū)域礦山的創(chuàng)建，破解了傳統(tǒng)小礦開采模式帶來的種種弊端，生產(chǎn)力得到了大幅提升，取得很大成功 ，使云錫公司從一個首批資源危機礦山，轉(zhuǎn)變成為連續(xù)多年在世界錫行業(yè)中產(chǎn)量排名第一的龍頭企業(yè)，為我國眾多礦區(qū)在資源整合后、如何走向礦業(yè)現(xiàn)代化，提供了示范，指明了方向。