全國工業(yè)固廢綜合利用科技成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)秘書長杜根杰談尾礦充填技術(shù)助力礦山綠色高效發(fā)展

2017年5月，國土資源部等六部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快建設(shè)綠色礦山的實(shí)施意見》，提出力爭到2020年，形成符合生態(tài)文明建設(shè)要求的礦業(yè)發(fā)展新模式，基本形成綠色礦山建設(shè)新格局，加大礦山生態(tài)環(huán)境綜合治理力度，大力推進(jìn)礦區(qū)土地節(jié)約集約利用和耕地保護(hù)，推動(dòng)我國礦業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

尾礦作為礦山生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的最主要的固體廢物，由于堆存面積大、環(huán)境污染嚴(yán)重、安全隱患多等問題，已經(jīng)成為建設(shè)綠色礦山亟待解決的主要問題之一。那么，如何才能變廢為寶、化害為利，把尾礦資源化利用起來？為此，記者近日專訪了全國工業(yè)固廢綜合利用科技成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)秘書長、中國工業(yè)固廢網(wǎng)創(chuàng)始人杜根杰。

記者：我國尾礦現(xiàn)狀如何，有哪些危害？

杜根杰：我國現(xiàn)有礦山企業(yè)數(shù)量逾15.5萬個(gè)，各類中小礦山逾14.5萬個(gè)。這些礦山在采礦和加工過程中，產(chǎn)生了大量的尾礦。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2012年底，全國共有尾礦庫12273座，其中在用庫6633座，在建庫1234座，已閉庫2193座，停用庫2213座；截至2016年底，全國尾礦堆積總量已超過200億噸。其中2012年—2016年連續(xù)五年尾礦產(chǎn)生量在16億噸以上，平均年利用量僅為3.51億噸，利用率20.4%。尾礦作為我國目前產(chǎn)出量最大、堆存量最多的固體廢棄物，大量堆存所帶來環(huán)境問題和存在的安全隱患，嚴(yán)重制約我國礦業(yè)經(jīng)濟(jì)和礦業(yè)城市的可持續(xù)發(fā)展。

一是占用土地。尾礦堆存需要占用大量土地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國尾礦庫占地面積已累積超過5500萬畝。隨著老的尾礦庫閉庫，新的尾礦庫不斷增加，必將占用更多的土地。

二是浪費(fèi)資源。我國礦產(chǎn)資源80%為共伴生礦，由于我國礦業(yè)起步晚，技術(shù)發(fā)展不平衡，不同時(shí)期的選冶技術(shù)差距很大，大量有價(jià)值的資源存留于尾礦之中。

三是污染環(huán)境。礦石選礦過程中有的需要加入藥劑，這些藥劑會(huì)殘留在尾礦中。尾礦所含重金屬離子，甚至砷、汞等污染物質(zhì)，會(huì)隨尾礦水流入附近河流或滲入地下，嚴(yán)重污染河流及地下水源。自然干涸后的尾砂，遇大風(fēng)形成揚(yáng)塵，吹到周邊地區(qū)，污染環(huán)境。

四是存在安全隱患。很多尾礦庫超期或超負(fù)荷使用，甚至違規(guī)操作，使尾礦庫存在極大安全隱患，對(duì)周邊地區(qū)人民財(cái)產(chǎn)和生命安全造成嚴(yán)重威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年全國12273座尾礦庫中，有危庫54座，險(xiǎn)庫100座，病庫1069座，正常庫11050座。在2005—2011年7年間尾礦庫共發(fā)生事故（或環(huán)境安全事件）70起，死亡人數(shù)達(dá)353人。

尤其是尾礦庫中“頭頂庫”（指下游1公里〈含〉距離內(nèi)有居民或重要設(shè)施的尾礦庫）安全風(fēng)險(xiǎn)更大，易誘發(fā)重特大事故。自新中國成立以來，“頭頂庫”發(fā)生潰壩事故21起，其中重特大事故13起、死亡707人。截至2015年底，全國仍有“頭頂庫”1425座，包含131座病庫，這給下游居民、設(shè)施產(chǎn)生了巨大威脅，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐暮椭C穩(wěn)定。

記者：我國尾礦利用面臨哪些發(fā)展機(jī)遇？

杜根杰：隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源不可再生意識(shí)的提高和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，充填采礦已是今后采礦業(yè)的發(fā)展趨勢。另外，由于地表資源的日益減少和資源不可再生，地下和深井礦山在今后的礦山中所占比例越來越大，深部開采、貧礦開采成為礦業(yè)發(fā)展過程中的必然趨勢和不可回避的問題。而且，隨著現(xiàn)代化礦山向環(huán)保、規(guī)模和高強(qiáng)度方向發(fā)展，礦山充填能力有待提高、尾礦資源利用率低、充填成本高等問題已成為制約礦山發(fā)展的重要因素。

開展尾礦充填工作不僅是解決尾礦庫環(huán)境污染問題和消除尾礦庫安全隱患的治本之策，也有利于降低充填采礦成本，提高資源綜合利用率，減少土地占用。目前，我國尾礦的綜合利用途徑主要包括有價(jià)組分回收、生產(chǎn)建筑材料、尾礦充填和其他利用方式，其中尾礦充填的利用量占尾礦利用總量的50%以上，是直接利用尾礦最行之有效的途徑，尤其對(duì)于無處設(shè)置尾礦庫的礦山企業(yè)，利用尾礦回填采空區(qū)就具有更大的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)意義。

近年來，國務(wù)院等有關(guān)部門印發(fā)的一系列文件也為尾礦充填技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了有力支持。2017年1月，國務(wù)院印發(fā)了《安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃》，將開展采空區(qū)、病庫、危庫、險(xiǎn)庫和“頭頂庫”專項(xiàng)治理工作作為非煤礦產(chǎn)重點(diǎn)工作，并推廣尾礦井下充填，開展尾礦綜合利用，建設(shè)無尾礦山；2016年6月，國務(wù)院安委會(huì)印發(fā)了《金屬非金屬地下礦山采空區(qū)事故隱患治理工作方案》，啟動(dòng)了全國金屬非金屬地下礦山采空區(qū)的治理工作，明確鼓勵(lì)各地區(qū)優(yōu)先采用充填法進(jìn)行采空區(qū)處理，開展利用尾礦充填采空區(qū)工作不僅有利于治理采空區(qū)事故隱患，而且有助于解決尾礦堆存產(chǎn)生的系列環(huán)境問題和安全隱患。

2018年1月1日實(shí)施的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法》要求，直接向環(huán)境排放應(yīng)稅污染物的企業(yè)事業(yè)單位，應(yīng)當(dāng)繳納環(huán)境保護(hù)稅，每排放一噸尾礦需繳納15元的環(huán)保稅。2016年5月，財(cái)政部、國家稅務(wù)總局印發(fā)的《關(guān)于全面推進(jìn)資源稅改革的通知》指出，對(duì)符合條件的采用充填開采方式采出的礦產(chǎn)資源，資源稅減征50%。

2017年5月，國土資源部、財(cái)政部等六部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快建設(shè)綠色礦山的實(shí)施意見》，指出要加快綠色礦山建設(shè)進(jìn)程。相關(guān)有色金屬、非金屬、黃金、煤炭、冶金等行業(yè)的綠色礦山建設(shè)要求中均提出地下礦山鼓勵(lì)優(yōu)先采用充填采礦方法，鼓勵(lì)大中型礦山尾礦井下充填等要求。

2017年8月，國家安全監(jiān)管總局印發(fā)《非煤礦山安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃》提出，到2020年，“頭頂庫”病庫數(shù)量下降40%和采空區(qū)治理總量2億立方米以上等指標(biāo)；2016年5月，國家安全監(jiān)管總局印發(fā)的《遏制尾礦庫“頭頂庫”重特大事故工作方案》中指出，要采用尾礦井下充填等方式作為治理“頭頂庫”的主要途徑之一；2011年，國家安全監(jiān)管總局最新修訂的《尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定》中也鼓勵(lì)生產(chǎn)經(jīng)營單位應(yīng)用尾礦充填等先進(jìn)適用技術(shù)、鼓勵(lì)將尾礦回采再利用后進(jìn)行回填。

記者：尾礦大規(guī)模處置方式有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？

杜根杰：尾礦大規(guī)模處置方式主要有尾礦濕式排放、干式堆存和尾礦充填三種方式。尾礦濕式排放和干式堆存均需設(shè)置尾礦庫，尾礦庫的基建投資一般約占礦山建設(shè)總投資的10%以上，占選礦廠投資的20%左右，有的幾乎接近甚至超過選礦廠投資。尾礦設(shè)施的運(yùn)行成本也較高，有些礦山尾礦設(shè)施運(yùn)行成本占選礦廠生產(chǎn)成本的30%以上。近年來，隨著國家對(duì)環(huán)保問題的日益重視和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，新建尾礦庫愈加難以獲得審批，且尾礦庫建設(shè)費(fèi)、征地費(fèi)、安全生產(chǎn)許可證辦理費(fèi)、維護(hù)費(fèi)和環(huán)評(píng)費(fèi)等逐漸升高，尾礦庫建設(shè)成本逐漸加大，尾礦充填采空區(qū)所能帶來的經(jīng)濟(jì)效益日益凸顯。

與尾礦濕式排放和干式堆存相比，尾礦充填成本較高，但與尾礦堆存處置方式相比，尾礦充填具有諸多優(yōu)勢。充填采礦法在我國有色礦山的應(yīng)用歷史悠久，與其他采礦方法相比，擁有采準(zhǔn)切割工程量小靈活性大、礦石損失和貧化小、能夠有效維護(hù)圍巖和減少圍巖的移動(dòng)及大量冒落、薄礦脈或多品種礦石可以進(jìn)行選別回采、可用廢石、尾礦等固廢作為充填料、控制地表塌陷和改善地下采礦環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。特別對(duì)那些不穩(wěn)固礦巖條件下的高品味礦石回采，尾礦充填采礦法既能充分回收地下資源，又有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，已被越來越多的礦山所采用。

記者：尾礦充填法的具體優(yōu)勢主要在什么地方？對(duì)礦山企業(yè)將產(chǎn)生哪些重要影響？

杜根杰：當(dāng)前，政策、稅收、資源、土地、環(huán)境、安全、社會(huì)效應(yīng)等多方面疊加，更加突顯了全尾膏體充填對(duì)于礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性和重要性。

一是充填采礦法提升礦產(chǎn)資源回采率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，充填采礦法可以使地下采礦回采率提高20%—50%。礦山在地下開采過程中，為保護(hù)地表地貌、地面建構(gòu)筑物和井巷工程，需留保安礦柱，回收保安礦柱不但能提高礦山收益，延續(xù)礦山服務(wù)年限，也符合國家對(duì)資源充分合理利用的需要。比如，閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司錫礦山各類保安礦柱礦石量300.30萬噸，銻金屬量8.08萬噸，占現(xiàn)有總儲(chǔ)量的30%。該公司采取膠結(jié)充填法回采保安礦柱，礦體回采率大于90%，礦石貧化率小于8%，采場施工安全，地表未出現(xiàn)較大的沉降位移，因此取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國有色金屬礦山所留的各類礦柱總量已達(dá)4000多萬噸。隨著礦山的生產(chǎn)，資源量逐漸枯竭，對(duì)礦山保安礦柱的回收顯得極為重要。

除此之外，充填采礦法還可使原來根本無法開采的位于水體下面、重要交通干線下面和建筑物下（以下簡稱“三下”）的礦體能夠被開采出來。以楊家灣鐵鋅礦為例，該礦區(qū)位于洛河上游，西側(cè)有磨徐公路經(jīng)過，屬于典型的“三下”礦體，其礦體中含有約30%的磁鐵礦和3%的鋅礦。截至2012年底，一期回采采用無底柱分段崩落法開采，已造成地表3處塌陷，塌陷面積共約2000立方米，采礦損失率達(dá)21.0%，貧化率22.5%。二期用上向進(jìn)路充填采礦法后，地表沉降和巖層位移得到了有效控制，采礦損失率為4.0%，采礦貧化率6.0%。以年開采20萬噸礦石為例，不計(jì)算充填成本，可提升經(jīng)濟(jì)效益7743萬元。

而且，自2017年起，利用充填采礦法采出的“三下”礦體，資源稅可減免50%（黑色金屬原礦征收每噸2元—30元，有色金屬原礦每噸0.4元—30元），這將給礦山帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。以楊家灣鐵鋅礦年采20萬噸原礦為例，以鐵精粉資源稅為銷售額的2%、鋅精粉資源稅為銷售額的3%計(jì)算，每年則需繳納資源稅共647.19萬元，采用充填采礦法開采可減免323.60萬元。

二是充填采礦提升礦山安全。隨著現(xiàn)有探明的礦產(chǎn)資源不斷消耗，采礦不斷向深部發(fā)展，深井礦山在礦山中所占比例越來越大。目前，我國大型金屬露天礦已所剩無幾，有的已開采到了臨界深度，面臨關(guān)閉或轉(zhuǎn)入深部開采。在約占礦山總數(shù)90%的地下礦山中，20世紀(jì)50年代建成的礦山，3/5因儲(chǔ)量枯竭而接近尾聲或已關(guān)閉，其余2/5的礦山已逐步轉(zhuǎn)入深井開采。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2009年，我國已有1/3以上的有色金屬礦山已進(jìn)入深井開采。深井開采處于高應(yīng)力、高井溫、高井深、高巖溶水壓、采礦擾動(dòng)的特殊環(huán)境，導(dǎo)致深部采場與巷道的維護(hù)也變得困難，造成高損失、高貧化和高安全事故的技術(shù)難題。實(shí)踐證明，采用充填采礦法可限制圍巖的位移和變形，減緩圍巖移動(dòng)的危害和降低地表下沉的程度，能有效控制采場地壓，減少安全事故，提升采礦安全。

三是尾礦充填保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。國土資源部等六部委聯(lián)合推進(jìn)綠色礦山建設(shè)。作為礦業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的必然趨勢和目標(biāo)，礦山企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型勢在必行。綠色礦山建設(shè)要求最大限度減少對(duì)自然環(huán)境的擾動(dòng)和破壞，選擇資源節(jié)約型、環(huán)境友好型開采方式，并切實(shí)履行礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)與土地復(fù)墾義務(wù)，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)環(huán)境天藍(lán)、地綠、水凈。尾礦作為礦山生產(chǎn)過程中產(chǎn)生量最大的固體廢棄物之一，如何妥善有效處置成了重中之重。尾礦庫維護(hù)周期長、消耗大，帶來環(huán)境問題的同時(shí)也存在一定的安全隱患，后期閉礦復(fù)墾成本較高，終究不是解決尾礦的最佳辦法。利用尾礦充填技術(shù)將尾礦充填至采空區(qū)，不僅省去了尾礦庫建設(shè)維護(hù)等各種費(fèi)用，而且避免了尾礦堆存帶來的一系列環(huán)境污染和安全隱患等諸多問題，避免礦山采區(qū)地表塌陷，切實(shí)減少礦山建設(shè)對(duì)自然環(huán)境的擾動(dòng)和破壞，并大大降低礦山環(huán)境治理和土地復(fù)墾的難度，助力礦山綠色轉(zhuǎn)型。

記者：目前國內(nèi)比較成熟的充填技術(shù)裝備及企業(yè)有哪些？

杜根杰：為幫助礦山企業(yè)解決開采過程中尾礦綜合利用問題，推動(dòng)礦山修復(fù)工程，回采保安礦柱及“三下”礦體，提高礦山收益，延續(xù)礦山服務(wù)年限，提高礦山綠色開采及尾礦膏體充填成套技術(shù)及裝備水平，中國工業(yè)固廢網(wǎng)現(xiàn)聯(lián)合飛翼股份有限公司推廣尾礦充填成套系統(tǒng)及裝備。

飛翼股份有限公司是一家以尾礦空區(qū)膏體充填及安全無害處理技術(shù)與成套環(huán)保設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和系統(tǒng)服務(wù)為核心的國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)。與中南大學(xué)、北京科技大學(xué)、中國恩菲、長沙礦山研究院等20多家國內(nèi)礦山工程研究領(lǐng)域的頂尖高校，中國工程院院士古德生、邱冠周等行業(yè)權(quán)威的專家長期開展產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略合作，擁有國內(nèi)唯一的省級(jí)礦山充填裝備工程技術(shù)研究中心，擁有省、市級(jí)院士專家工作站和省級(jí)企業(yè)技術(shù)中心。

公司在該領(lǐng)域共申請(qǐng)國家專利技術(shù)180多項(xiàng)，其中發(fā)明專利58項(xiàng)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)完全自主，是膏體充填技術(shù)領(lǐng)域唯一的整體方案解決者。公司全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)與關(guān)鍵裝備，通過了中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)、中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)和湖南省科技廳等有關(guān)部門的科技成果鑒定，技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。公司擁有全尾砂高濃度處理系統(tǒng)、煤礦膏體充填系統(tǒng)、充填工業(yè)泵、礦用混凝土泵、深錐膏體濃密機(jī)、井下水倉清理系統(tǒng)、礦用清倉機(jī)等設(shè)備，已經(jīng)在云南金沙礦業(yè)因民礦、云南保山飛龍礦業(yè)、湖南閃星銻業(yè)錫礦山、廣東連平珠江礦業(yè)、四川會(huì)東大梁鉛鋅礦、山東蠶莊金礦、山東華聯(lián)下溝鐵礦等百余個(gè)礦山應(yīng)用，取得了良好的尾礦治理環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

中國工業(yè)固廢網(wǎng)是一家專注于工業(yè)固廢綜合利用領(lǐng)域，以工業(yè)生態(tài)循環(huán)發(fā)展為己任的科技成果轉(zhuǎn)化服務(wù)平臺(tái)，重點(diǎn)面向尾礦、煤矸石、粉煤灰、工業(yè)副產(chǎn)石膏、鋼鐵冶金渣、有色冶金渣、赤泥、建筑垃圾、危險(xiǎn)廢棄物等工業(yè)固廢資源，致力于打造我國工業(yè)固廢綜合利用領(lǐng)域六大平臺(tái)——信息集成平臺(tái)、產(chǎn)業(yè)咨詢平臺(tái)、科技成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)、區(qū)域綜合治理平臺(tái)、產(chǎn)業(yè)示范平臺(tái)、投融資平臺(tái)，一站式解決尾礦、煤矸石、粉煤灰、工業(yè)副石膏、鋼鐵冶金渣、有色冶金渣、赤泥、建筑垃圾、危險(xiǎn)廢棄物等工業(yè)固廢開發(fā)利用難題，為礦山、冶金等產(chǎn)廢大客戶制訂全產(chǎn)業(yè)鏈一體化解決方案，推動(dòng)資源聚集區(qū)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和產(chǎn)融結(jié)合。我們?cè)概c各礦山攜手，根據(jù)礦山現(xiàn)狀和尾礦特征，開展尾礦綜合利用和充填工作，徹底解決礦山尾礦堆積帶來的污染和安全隱患問題，提升礦山環(huán)境效益的同時(shí)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

資料來源：中國礦業(yè)報(bào)