馬鋼張莊鐵礦充填系統
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深入，礦山尾礦的積存量和年排放量逐年遞增，資源環境壓力日益加大。傳統的開采方式對生態環境破壞大，主要表現為地表塌陷、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。
在提倡可持續發展，構建資源節約型、環境友好型社會的今天，金屬礦山如何更加有效地利用現有的尾礦資源，在保護環境的條件下實現安全生產，是擺在礦山企業面前的一道難題。
因勢而謀
搶占發展新高點
充填采礦法利用尾礦對地下采空區進行充填，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。
面對制約行業發展的這個瓶頸問題，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為研究對象，以張莊鐵礦尾砂為實驗樣本，全面開展大規模開采鐵礦山充填系統料漿制備與深井自流輸送關鍵技術的研究。
應勢而動
打造發展新優勢
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設計的工程，進行設計方案優化。同時，中冶北方加強與國內外科研院所的合作與交流，加大充填系統領域科研力度。截至目前，中冶北方已獲得發明專利授權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“大規模開采鐵礦山充填系統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定性研究”兩個方面。中冶北方課題組統一組織分配任務，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，終于解決了大規模開采鐵礦山充填系統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。
中冶北方自主研發的大規模礦山全尾砂膠結充填連續制備及輸送系統，創造性地提出了基于立式砂倉和深錐濃密工藝的連續充填制備技術，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，還可用于傳統充填系統的升級改造。
與傳統的充填系統相比，全尾砂膠結充填連續制備及輸送系統具備卓越的性能。馬鋼張莊鐵礦充填系統是全尾砂膠結充填連續制備及輸送系統在礦山充填行業的首次應用，相較于國內已建成的傳統充填系統，張莊鐵礦充填站利用深錐濃密機處理選廠尾砂，底流濃度相對穩定，可實現連續大流量、高濃度放砂；溢流水水質較好，可實現選礦水的循環利用，同時提高了尾砂的利用率；采用連續制備工藝，為實現礦山無尾排放創造了前提條件，有效降低了充填系統數量，減少占地和征地費用；系統自動化運行，連續充填作業，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，張莊鐵礦充填系統工程總投資較傳統的充填方案節省2000多萬元，應用前景廣泛。
大規模開采鐵礦山充填系統料漿制備與深井自流輸送關鍵技術研發與應用，體現了中冶北方人對技術創新的孜孜追求，彰顯了中冶北方人創新意識薪火相傳的優良傳統。中冶北方與張莊鐵礦聯手創造了行業的典范，引領了行業的轉型升級，在綠色礦山發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）
