馬鋼張莊鐵礦充填系統(tǒng)
本報通訊員 鄭巖 李迪
中國是一個礦產資源大國，近年來，隨著礦產資源需求的上升以及開采的持續(xù)深入，礦山尾礦的積存量和年排放量逐年遞增，資源環(huán)境壓力日益加大。傳統(tǒng)的開采方式對生態(tài)環(huán)境破壞大，主要表現(xiàn)為地表塌陷、地下水流失、尾礦庫和廢石場占用大量土地等。一些礦山對尾礦庫的管理不善，極易造成潰壩等事故，存在重大的安全隱患，因此尾礦庫已成為重大的危險源與污染源。
在提倡可持續(xù)發(fā)展，構建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的今天，金屬礦山如何更加有效地利用現(xiàn)有的尾礦資源，在保護環(huán)境的條件下實現(xiàn)安全生產，是擺在礦山企業(yè)面前的一道難題。
因勢而謀
搶占發(fā)展新高點
充填采礦法利用尾礦對地下采空區(qū)進行充填，既可以提高礦石資源利用率、保護遠景資源、防止地表塌陷、有效控制地壓災害，又可以減少固體廢料向地表排放、降低尾礦庫等級，是理論上解決上述難題的有效方法。然而，充填法在大型、特大型地下開采礦山上的應用仍屬空白，尚無經驗可循，亟待填補。
面對制約行業(yè)發(fā)展的這個瓶頸問題，中冶北方工程技術有限公司于2014年初專門成立了課題組進行技術攻堅，依托中國中冶“三五”重大科技專項，以馬鋼集團張莊鐵礦、首鋼集團馬城鐵礦充填系統(tǒng)為研究對象，以張莊鐵礦尾砂為實驗樣本，全面開展大規(guī)模開采鐵礦山充填系統(tǒng)料漿制備與深井自流輸送關鍵技術的研究。
應勢而動
打造發(fā)展新優(yōu)勢
為拓寬研究思路，中冶北方課題組一方面組織技術力量對國內外采用充填法開采的礦山進行考察，邀請清華大學、中國礦業(yè)大學的資深教授以及國內外知名的設備供應商進行專題研討；另一方面組織技術骨干對張莊鐵礦、馬城鐵礦、大賈莊鐵礦等開展充填系統(tǒng)設計的工程，進行設計方案優(yōu)化。同時，中冶北方加強與國內外科研院所的合作與交流，加大充填系統(tǒng)領域科研力度。截至目前，中冶北方已獲得發(fā)明專利授權3項、實用新型專利7項，其余尚在實質審查階段。
經研究論證，中冶北方課題組確定了重大專項技術攻關項目“深部金屬礦床安全高效開采關鍵技術研究”，主要包括“大規(guī)模開采鐵礦山充填系統(tǒng)料漿制備與深井自流輸送關鍵技術研究”和“深部采礦充填體材料特性及穩(wěn)定性研究”兩個方面。中冶北方課題組統(tǒng)一組織分配任務，定期研討和匯總課題的階段性成果，并階段性地論證和制訂相關內容的課題研究計劃。經過不懈的努力，終于解決了大規(guī)模開采鐵礦山充填系統(tǒng)料漿制備與深井自流輸送的問題，順利通過了中國中冶重大科技專項的認定，并成功將該技術首次應用于張莊鐵礦充填站。
中冶北方自主研發(fā)的大規(guī)模礦山全尾砂膠結充填連續(xù)制備及輸送系統(tǒng)，創(chuàng)造性地提出了基于立式砂倉和深錐濃密工藝的連續(xù)充填制備技術，在尾砂入料、沉降、濃密、放砂等方面進行了全面升級和創(chuàng)新，集成多項關鍵技術，不僅應用于新建充填項目，還可用于傳統(tǒng)充填系統(tǒng)的升級改造。
與傳統(tǒng)的充填系統(tǒng)相比，全尾砂膠結充填連續(xù)制備及輸送系統(tǒng)具備卓越的性能。馬鋼張莊鐵礦充填系統(tǒng)是全尾砂膠結充填連續(xù)制備及輸送系統(tǒng)在礦山充填行業(yè)的首次應用，相較于國內已建成的傳統(tǒng)充填系統(tǒng)，張莊鐵礦充填站利用深錐濃密機處理選廠尾砂，底流濃度相對穩(wěn)定，可實現(xiàn)連續(xù)大流量、高濃度放砂；溢流水水質較好，可實現(xiàn)選礦水的循環(huán)利用，同時提高了尾砂的利用率；采用連續(xù)制備工藝，為實現(xiàn)礦山無尾排放創(chuàng)造了前提條件，有效降低了充填系統(tǒng)數(shù)量，減少占地和征地費用；系統(tǒng)自動化運行，連續(xù)充填作業(yè)，無須頻繁沖洗管路，便于管理，提高了勞動生產率；基建投資大幅降低，張莊鐵礦充填系統(tǒng)工程總投資較傳統(tǒng)的充填方案節(jié)省2000多萬元，應用前景廣泛。
大規(guī)模開采鐵礦山充填系統(tǒng)料漿制備與深井自流輸送關鍵技術研發(fā)與應用，體現(xiàn)了中冶北方人對技術創(chuàng)新的孜孜追求，彰顯了中冶北方人創(chuàng)新意識薪火相傳的優(yōu)良傳統(tǒng)。中冶北方與張莊鐵礦聯(lián)手創(chuàng)造了行業(yè)的典范，引領了行業(yè)的轉型升級，在綠色礦山發(fā)展道路上邁出了重要的一步。
《中國冶金報》（2019年12月05日 04版四版）
