綠色礦山要怎么設(shè)計(jì)建設(shè)
2018-08-21 創(chuàng)申智能
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近日，國(guó)土部等六部委頒布了《關(guān)于加快建設(shè)綠色礦山的實(shí)施意見(jiàn)》，其中對(duì)石灰?guī)r、硅質(zhì)原料、砂石等礦綠色開(kāi)采的要求為五大項(xiàng)十九小項(xiàng)。那么，此《實(shí)施意見(jiàn)》對(duì)于水泥礦山企業(yè)有何作用？將產(chǎn)生哪些深遠(yuǎn)的良好影響？......帶著這些問(wèn)題，記者近日采訪(fǎng)了國(guó)家首批注冊(cè)采礦師、資深礦業(yè)工程專(zhuān)家、 天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院 謝憲中教授級(jí)高工。
1. 強(qiáng)化綠色發(fā)展理念
記者：近日，國(guó)土部等六部委頒布了《關(guān)于加快建設(shè)綠色礦山的實(shí)施意見(jiàn)》，其中對(duì)石灰?guī)r、硅質(zhì)原料、砂石等礦綠色開(kāi)采的要求為五大項(xiàng)十九小項(xiàng)。那么，此《實(shí)施意見(jiàn)》對(duì)于建材水泥礦山企業(yè)有何作用？將產(chǎn)生哪些深遠(yuǎn)的良好影響？
謝憲中：《實(shí)施意見(jiàn)》對(duì)于建材水泥礦山企業(yè)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的良好影響：水泥礦山企業(yè)應(yīng)牢固樹(shù)立礦業(yè)生態(tài)意識(shí)，強(qiáng)化綠色發(fā)展理念：綠色安全是非金屬礦業(yè)發(fā)展的時(shí)代要求，也是當(dāng)前迫在眉睫的重要任務(wù)。保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)生產(chǎn)力，改善環(huán)境就是發(fā)展生產(chǎn)力，保護(hù)了綠水青山，就是獲得了金山銀山。
保護(hù)環(huán)境與節(jié)約資源是我國(guó)的基本國(guó)策。加快發(fā)展綠色非金屬礦業(yè)，在資源開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)中，應(yīng)把保護(hù)環(huán)境放在首要位置；在資源開(kāi)發(fā)和合理利用中，應(yīng)把節(jié)約資源置于優(yōu)先序列。
目前，國(guó)內(nèi)水泥工廠(chǎng)的新建項(xiàng)目微乎其微，但是，與水泥工廠(chǎng)配套的礦山，若礦產(chǎn)資源枯竭了，則需要異地新建配套的礦山。譬如：近期天津院有中標(biāo)西藏、新疆、甘肅.....等多個(gè)新建水泥礦山項(xiàng)目，均按照綠色非金屬礦業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)，確?！蛾P(guān)于加快建設(shè)綠色礦山的實(shí)施意見(jiàn)》得到充分貫徹落實(shí)：新建礦山全部達(dá)到綠色礦山設(shè)計(jì)建設(shè)要求；既有的生產(chǎn)礦山加快改造升級(jí)，逐步達(dá)到要求。
所謂"綠色非金屬礦業(yè)"，就是指在非金屬礦環(huán)境擾動(dòng)量小于區(qū)域環(huán)境容量前提下，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)最優(yōu)化和生態(tài)環(huán)境影響最小化。綠色非金屬礦業(yè)的實(shí)現(xiàn)，通常有三個(gè)環(huán)節(jié)：
A、針對(duì)開(kāi)發(fā)前的區(qū)域環(huán)境容量（或承載力）暨非金屬礦環(huán)境擾動(dòng)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，建立環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制定綠色非金屬礦業(yè)規(guī)劃;
B、做好設(shè)計(jì)及技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)化細(xì)化工藝流程，實(shí)現(xiàn)非金屬礦采、選等工藝過(guò)程的小擾動(dòng)、無(wú)毒害和少污染。
C、優(yōu)化非金屬礦山環(huán)境治理和生態(tài)修復(fù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境擾動(dòng)最小化和生態(tài)再造最優(yōu)化。
2. 創(chuàng)新礦業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)
記者：您作為權(quán)威專(zhuān)家，請(qǐng)談?wù)勀壳八嗥髽I(yè)在綠色礦山設(shè)計(jì)建設(shè)方面需實(shí)施哪些方面的新舉措？另?yè)?jù)南方某水泥企業(yè)介紹，原有的山坡露天礦山的礦產(chǎn)資源枯竭后，他們應(yīng)對(duì)的辦法是繼續(xù)向下開(kāi)采（后續(xù)進(jìn)行凹陷露天開(kāi)采）。請(qǐng)問(wèn)這是水泥行業(yè)的普遍現(xiàn)象嗎？
謝憲中：一提到“建設(shè)綠色礦業(yè)”，也許有人認(rèn)為就是在礦區(qū)植樹(shù)種草，做到“三季有花，四季常綠”；其實(shí)我國(guó)的“綠色礦業(yè)”理念包括了對(duì)礦山企業(yè)的多方面的要求。毋容置疑，建設(shè)綠色礦山是水泥原料礦山可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，天津院建院60多年來(lái)，設(shè)計(jì)和建設(shè)了一批開(kāi)采方式科學(xué)化、資源利用高效化、企業(yè)管理規(guī)范化、生產(chǎn)工藝環(huán)?；?、礦山環(huán)境生態(tài)化的綠色礦山。“我認(rèn)為，創(chuàng)新礦業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)、優(yōu)化開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)、采用數(shù)字礦塊模型、強(qiáng)化資源綜合利用、摒棄陳舊思維束縛、創(chuàng)新開(kāi)發(fā)清潔電能等措施是重中之重?！?/span>
這次，我將著重談?wù)勊嗟V山企業(yè)應(yīng)從以下幾方面采取行之有效的措施進(jìn)行綠色礦業(yè)的設(shè)計(jì)建設(shè)工作：
2.1 優(yōu)化開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)
宜在條件許可時(shí)，優(yōu)先選用溜井-平硐開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)，對(duì)于已投產(chǎn)的而采用公路-汽車(chē)開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的礦山在條件合適時(shí)，也可改造成溜井-平硐開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)，因?yàn)楹侠磉x擇開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)，是水泥礦山設(shè)計(jì)和建設(shè)的重中之重，而對(duì)溜井-平硐開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的選擇、研究與探討，顯得尤為重要，這有利于促進(jìn)建材礦山的節(jié)能、低碳、綠色、環(huán)保。眾所周知，溜井平硐開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)，具有生產(chǎn)能力大、效率高，利用礦石自重克服地形高差，大幅度地降低了礦石成本，可有效地節(jié)約能源，是一種低碳、綠色、環(huán)保的開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)。這是因?yàn)榱锞V倉(cāng)可以?xún)?chǔ)礦，均衡了山上、山下的生產(chǎn)，提高了礦山設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率。尤其值得一提的是，采用溜井平硐系統(tǒng)，可大幅度地減少了大噸位燃油礦用自卸汽車(chē)的數(shù)量，極大地減少大噸位燃油礦用自卸汽車(chē)的油料消耗暨尾氣排放，避免了大量征地幷修筑長(zhǎng)距離的運(yùn)礦道路而加大對(duì)生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)及破壞，有效地節(jié)約初期投資和降低生產(chǎn)成本，是建設(shè)綠色礦山的重要途徑之一。
2.2 創(chuàng)新開(kāi)發(fā)清潔電能
在有條件的礦山，應(yīng)優(yōu)先設(shè)計(jì)建設(shè)膠帶機(jī)自發(fā)電系統(tǒng)（對(duì)于已投產(chǎn)的而沒(méi)采用膠帶機(jī)自發(fā)電系統(tǒng)的輸送機(jī)，可進(jìn)行改造，所需的投資在0.5~1年內(nèi)可回收本息），即：充分利用自然地形高差，當(dāng)下運(yùn)出現(xiàn)負(fù)功率時(shí)，設(shè)計(jì)膠帶機(jī)自發(fā)電系統(tǒng)，化害為利，合理開(kāi)發(fā)清潔電能等，幷將上述電能回饋至本企業(yè)的電網(wǎng)，供破碎系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等之用，大幅度地降低成本。譬如：宜陽(yáng)鹿角嶺礦山、古浪鐵柜山石灰石礦山、盤(pán)縣巖腳礦山等膠帶機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，我充分考慮到其技術(shù)性能及經(jīng)濟(jì)合理性，選線(xiàn)結(jié)合礦山開(kāi)采開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)、當(dāng)?shù)貜?fù)雜的地形條件及沿線(xiàn)建構(gòu)筑物的分布特點(diǎn)，因地制宜，確定了合理的膠帶機(jī)運(yùn)行線(xiàn)路。并采用了長(zhǎng)鋼芯膠帶機(jī)自發(fā)電系統(tǒng)，這是基于全面、深入、透徹地研究了整個(gè)礦山的所有工程的特點(diǎn)，幷充分利用了古浪鐵柜山石灰石礦山近300米的自然地形高差，創(chuàng)新設(shè)計(jì)利用長(zhǎng)鋼芯膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的下運(yùn)負(fù)功率，設(shè)計(jì)采取了行之有效的措施，使得多條膠帶機(jī)同時(shí)并網(wǎng)自發(fā)電并回饋電網(wǎng)，大幅度降低了礦山運(yùn)營(yíng)成本，有效地保證了生產(chǎn)安全，合理開(kāi)發(fā)了清潔能源，做好了節(jié)能型、個(gè)性化礦山設(shè)計(jì)及建設(shè)工作。設(shè)計(jì)膠帶機(jī)自發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：1. 用足高差，合理選線(xiàn)；2. 設(shè)計(jì)采用12脈沖4象限-閉環(huán)矢量控制變頻器（均為重載型，確保惡劣工況下的過(guò)載啟動(dòng)）暨電能回饋系統(tǒng)，確保持續(xù) 100% 發(fā)電饋電網(wǎng),做到相位角、磁通電流、電壓的合理匹配；3. 科學(xué)合理的設(shè)計(jì)確保電能回饋系統(tǒng)時(shí)，響應(yīng)迅速、諧波微小，并能在供電電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，不出現(xiàn)逆變失敗，而且實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)、軟制動(dòng)，切實(shí)避免下運(yùn)負(fù)功率膠帶機(jī)因控制不當(dāng)而容易飛車(chē)等“老大難”問(wèn)題，化害為利，有效地保證了生產(chǎn)安全等，并減少了運(yùn)費(fèi)，降低了成本，有利于促進(jìn)建材礦山的技術(shù)進(jìn)步，設(shè)計(jì)建設(shè)名副其實(shí)的節(jié)能、低碳、環(huán)保、綠色、生態(tài)示范礦山。
2.3 采用數(shù)字礦化模型
水泥原料礦山，既要嚴(yán)格實(shí)施科學(xué)、有序、合理的開(kāi)采，又要對(duì)礦區(qū)及周邊環(huán)境的擾動(dòng)控制在環(huán)境可承受的范圍內(nèi)。
鑒于上述，水泥礦山宜設(shè)計(jì)建立數(shù)字礦化模型，因?yàn)檫@有利于：1.精準(zhǔn)搭配廢石、充分綜合利用，有利于做好開(kāi)采設(shè)計(jì)，編制好采剝進(jìn)度計(jì)劃圖表、規(guī)劃好年末線(xiàn)圖表以及綜合年末線(xiàn)圖表，做到有計(jì)劃、按步驟、分階段地組織生產(chǎn)，最大限度地減少對(duì)周邊環(huán)境的破壞，進(jìn)而全面建設(shè)“綠色礦山”；2.多工作面選別開(kāi)采，避免二次倒堆，做到節(jié)能降耗，因?yàn)闇p少一次倒堆，就會(huì)減少一次能源消耗；3.根據(jù)礦山采區(qū)的不同特點(diǎn)及品位與產(chǎn)量要求等條件，有針對(duì)性地做好綠色礦山的個(gè)性化工藝設(shè)計(jì)，避免“千廠(chǎng)一面”而沒(méi)體現(xiàn)本工程的突出特點(diǎn)：例如：可充分利用地形特點(diǎn)，使綠色礦山生產(chǎn)線(xiàn)“依山而建”，既可利用高差，使下運(yùn)負(fù)功率的膠帶機(jī)發(fā)電而節(jié)能，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，又可減少場(chǎng)地平整工程量；4.有利于及時(shí)對(duì)爆堆應(yīng)定時(shí)進(jìn)行噴霧降塵處理，控制粉塵擴(kuò)散。
2.4 摒棄陳舊思維束縛
目前，我國(guó)已擁有規(guī)模以上的水泥礦山近2000座，由于各地的資源賦存量不均等，在黑龍江省等水泥原料資源匱乏的地區(qū)，不得不開(kāi)采當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下的礦石（凹陷露天開(kāi)采），因?yàn)橐呀ǔ傻乃鄰S(chǎng)每天都不能“斷頓”，以滿(mǎn)足水泥廠(chǎng)生產(chǎn)之必需。而對(duì)于上述資源匱乏的地區(qū)，我在阿城新民礦將山坡露天礦山開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)成功設(shè)計(jì)改造成了凹陷露天礦開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)，設(shè)計(jì)采取了行之有效的擴(kuò)幫、降段、排水等設(shè)計(jì)方案，打破了“水泥礦山宜山不宜凹”的陳舊理念，上述水泥礦山企業(yè)主動(dòng)適應(yīng)凹陷露天開(kāi)采的新常態(tài)，這比在較遠(yuǎn)的異地重新找礦建礦省錢(qián)、省時(shí)、省運(yùn)費(fèi)。尤其大大減少了對(duì)土地的占用暨對(duì)生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)。
另外，對(duì)于凹陷露天開(kāi)采，尤其必須做好防排水設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)礦區(qū)巖溶裂隙水涌水量不穩(wěn)定的特點(diǎn)，并按冬季（枯水期）、夏季（豐水期）特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)配備了適合兩個(gè)季節(jié)的凹陷露天礦的排水設(shè)施，做好了礦山排水的自動(dòng)控制，水泵的開(kāi)、停與積水坑水位的高、低實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)鎖控制，并將水泵的開(kāi)、停信號(hào)及時(shí)引入中央控制室，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守；設(shè)計(jì)充分循環(huán)利用礦區(qū)積水坑的廢水，幷采取2級(jí)沉淀等處理措施后，再采用管道輸送至廠(chǎng)區(qū)工業(yè)用水設(shè)施，充分循環(huán)利用了寶貴的水資源。
尤其值得一提的是，水泥礦山企業(yè)應(yīng)摒棄陳舊思維的束縛，可在原有的山坡露天礦山的礦產(chǎn)資源枯竭后，并在開(kāi)采技術(shù)條件許可時(shí)，后續(xù)采取凹陷露天開(kāi)采方式，繼續(xù)為原有的水泥廠(chǎng)供礦，以推動(dòng)尊重自然規(guī)律的持續(xù)發(fā)展、尊重生態(tài)規(guī)律的綠色發(fā)展，這是水泥礦山企業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的必由之路。
3. 建立綠色礦業(yè)基金
記者：您作為業(yè)內(nèi)資深專(zhuān)家，您對(duì)水泥礦山企業(yè)建設(shè)綠色礦山工作的建議是什么？
謝憲中：綠色礦山的建設(shè)必將增加企業(yè)的投入，因此，在條件成熟時(shí)，可考慮研究建立國(guó)家、省、市、縣四級(jí)聯(lián)創(chuàng)的綠色礦業(yè)基金體系，做到專(zhuān)款專(zhuān)用，不得挪作它用；并有的放矢地對(duì)綠色開(kāi)采的創(chuàng)新技術(shù)、環(huán)保技術(shù)、潔水技術(shù)以及開(kāi)采自動(dòng)化技術(shù)等進(jìn)行相應(yīng)的投資，以推動(dòng)礦業(yè)科學(xué)技術(shù)不斷地向高精尖發(fā)展。
建立“機(jī)動(dòng)的巡視督查制度”，旨在機(jī)動(dòng)靈活（不事先通知）地抽查各水泥礦山企業(yè)建設(shè)綠色礦山工作的真實(shí)情況；健全綠色勘查和綠色礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系，完善配套的獎(jiǎng)懲政策體系，構(gòu)建綠色礦業(yè)發(fā)展長(zhǎng)效機(jī)制。
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