加载中…辽宁本溪思山岭铁矿勘查与开发纪实
(2015-08-13 21:27:49)
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思山岭铁矿建龙集团中深埋藏矿业开发财经 |
分类： 话说找矿 |
建龙重工集团思山岭铁矿纵深报道
作者： 刘晓慧 来源： 中国矿业报
如今，虽然我国经济进入新常态，但是矿业整体上表现欠佳，大多数矿产品价格下跌。在这样的背景下，矿山企业如何沉着应战，如何充分发挥自身优势和核心竞争力，在矿业市场低迷时逆风飞扬，实现资源本身的价值和升值？这是摆在中国矿业面前的最大难题。——本溪龙新矿业以自己在思山岭铁矿项目的亲身实践，闯出了一条新的求生之路，让人惊叹不已。
中国矿业报社日前派记者小组采访了北京华夏建龙矿业，并专程赴本溪采访了龙新矿业及南芬区思山岭铁矿项目现场，拜访了南芬区及本溪市国土资源局的主要工作人员，掌握了大量的第一手资料。将从大胆涉足矿产风险勘探并获得惊人成果，设计国内领先、国际一流的“双超”现代化矿山，大胆采用国产化技术装备打造智能化矿山，以自身优势进行低成本扩张，思山岭铁矿项目的启示等5个方面，对思山岭铁矿深部勘查、开发建设的过程及其发展潜力。
在辽宁本溪市南芬区北九千米处，有一个叫“思山岭”的地方。
思山岭历史久远，早在石器时代便有人在此繁衍生息。而有关“思山岭”地名的来历，更是让人产生几分敬畏之情——据当地乡志记载，唐太宗李世民在位时，大将薛仁贵奉命征东打了大胜仗，曾在这里歇兵三日。一天清晨，薛仁贵走出帅帐，看到山中满是云雾，思乡之情油然而生。于是登上一座山岭，翘首向南望去。此举感动了山神。山神就暗中施展法术让他脚下的小山增高了数十丈，但薛仁贵还是望不到自己的家乡。一阵凉风袭来，薛仁贵清醒很多：家乡距此千山万水，怎么能看得到呢！他擦干眼泪回到帅帐。两天后，他又率军打仗去了。薛仁贵走后，当地百姓感念薛仁贵是条好汉，就把这座小岭取名为“思乡岭”。年长日久，老百姓口口相传，“思乡岭”渐渐被念成了“思山岭”。
沧海桑田，时光穿越。现如今，在思山岭，一座现代化的铁矿山正在加紧建设。事实上，以思山岭铁矿采选工程一期初步设计安全专篇日前获得国家安监局的批复，即同意项目安全专篇设计通过审查为标志，思山岭铁矿项目的全部建设手续已经齐备，项目建设正式启动。
可以想象，几年之后，一座集采选于一体，采用国内最先进的工艺和技术装备，有可能成为国内规模最大、自动化水平最高的数字化、现代化、智能化的绿色深井矿山，将崛起于本溪思山岭的绿水青山之间。
（一）关于思山岭铁矿的报道，最早始见2011年4月新华网的一篇报道—“本溪市钢铁产业‘家族’”又添一名重量级成员，由北京建龙重工集团投资120亿元的本溪思山岭铁矿采选工程日前在思山岭村举行奠基仪式。北京建龙重工集团是一家集资源、钢铁、船运、机电等产业于一体的大型企业集团，是国内500强企业。发展目标为：把思山岭铁矿打造成国内领先、国际一流、引领行业进步的装备大型化、自动化、信息化的大型绿色智能深井矿山，打造成超大规模超深井矿山设施、施工、装备、安全规范及标准建设平台。据悉，思山岭铁分两期建设，一期工程2019年建成投产，预计年采选铁矿石1500万吨，年产铁精粉531万吨，远期规划矿山规模最终达到年采选铁矿石3000万吨，年产铁精粉1060万吨。采选工程采用尾矿砂胶结充填采矿技术，生产过程中产生的尾矿砂全部胶结充填至地下采空区，地表不建尾矿库，从源头上避免了尾矿污染源；矿区地表不塌陷、不沉降；废水循环利用，实现零排放；充分利用地下热能，补充天然气热能，大气排放指标优于国家标准,实现节能环保。北京建龙重工集团能有如此之“大手笔”，是因为背后有着雄厚的铁矿石资源做坚实支撑。
（二）寻找“人参铁”也并不是偶然天成。
获得如此丰厚的资源储备，北京建龙重工集团从人财物力上也着实付出颇多，也经历了颇多曲折。
时间追溯到2007年4月—作为一家资源型企业，北京建龙重工集团的子公司——华夏建龙矿业按照自身的发展布局，决定在东北地区为建龙重工集团分布在东北各地的钢厂寻找原料——铁矿石。北京建龙重工集团副总裁、华夏建龙矿业科技有限公司董事长兼总经理苑占永认为，原因有三：一是按照地质成矿条件来说，从全国范围看，铁矿集中分布的地区除了冀东，就是鞍本地区；二是在东北三省，北京建龙重工集团密集部署了多个钢厂，而这些钢厂的运营需要大量优良的铁精粉支撑；三是国家从发展区域经济的角度多次提到要振兴东北老工业基地，这必然离不开传统工业的支撑，同时，为了保证资源战略的顺利实施，国家也在提倡深部找矿。
地质专业出身的副总经理曹瑞峰也认为，确定在东北地区找矿原因有两个：其一，东北地区是我国的重工业重地，铁矿资源是重工业的第一原料，在东北地区找矿对支持东北老工业基地建设具有极其重要的意义；其二，鞍本地区是“鞍山式铁矿”的“老家”，几辈人在这里做了几十年的地质工作，找到很多铁矿，所以现代地质专家都认为该地区已无找矿前景，不可能再有成规模的铁矿，但他觉得凡事“没有绝对”，“一定要完成别人做不到的事情”，只要深入探究，挖掘前人未曾找到的潜力，就会有惊喜。
综合考量之后，华夏建龙矿业决定部署“挥师东北”。公司立即成立了东北找矿小组，负责到东北地区寻找有价值的矿山，执行信息搜集和商务运作；集团总部负责技术支撑和最终决策，上下分工清晰，职责明确，沟通互动及时，共同解除障碍，顺利完成整个任务。
在东北三省，矿产资源较成规模、资源比较集中的省份当属辽宁。为了更多获得关于矿产资源勘探和开采的信息，东北找矿小组最初将驻地安在抚顺。数月一无所获后，又转战沈阳。在沈阳期间，找矿组成员毛俊杰每天要通过矿业咨询公司等机构筛选各种信息，以便从中获得有价值的线索。经过多次实地考察后，他把经过初筛的认为有研究价值的探矿权和采矿权信息精心整理，做成图文简报，发回总部，再由总部的地质工程部的专家进行分析判断，最终决定是留是弃。而这期间，他还要对有价值的矿权进行更多必要的信息搜集和补充，以辅助总部做更准确的抉择。
采访毛俊杰时，他激动地说：“我曾经从无数的信息源中筛选了40多个矿权，把每一个矿权的成矿、探采背景都做了简报，对重点靶区还做过实地物探测量，搜集拍摄必要的地质信息图片，通过邮件回传总部，然后我就一边等，一边搜集准备下一个。直到信息一个一个被否定，仅有几个留下来，做了更进一步的信息完善，有的甚至进入矿权的转让交涉阶段，却最终仍就未能成功……而专职找矿的三人小组这时只剩下我一个人。”
思山岭铁矿的最终敲定绝非一帆风顺，可谓费尽周折—思山岭一带属长白山脉南西延伸部分，地貌为辽东浅切割中低山区，山地面积占90%以上，地形趋势为东南高北西低。植被茂盛，林区面积达70%，地势陡峭，悬崖遍布。农业经济欠发达，林业资源、水资源、旅游资源等自然资源丰富。人口较稠密，劳动力充裕。历史上，这里工矿业经济兴盛，铁矿、煤矿及石材厂等星罗棋布。
据思山岭乡志记载，现存在林中的烧炭遗址及境内东崴子“孤子洞”出土的铁器等证明，思山岭地区早在隋唐年间就已经开始发展铸铁工艺。事实上，关于思山岭地区更系统的地质勘探，早在1958年就开始了。这一年，当时地质部航测大队在长白山以南地区进行了1∶10万航测工作，航测面积约8000平方千米,发现了思山岭磁异常。
1973年，辽宁省区调队在本区进行了1∶20万区域地质调查工作，包括区域物探、化探、航磁、重力测量等。在该区发现多处磁异常区及金、铜分散流异常区。1973年，辽宁省本溪地质大队对该异常进行验证工作，完成有效钻探1042.46米/孔（ZK13），见到1层赤铁矿体和2层磁铁矿体（未提交勘查报告）。
1976年，辽宁省第八地质大队在区内进行了1∶5万地质调查工作，包括物探、化探测量面积400平方千米，最终提交了《辽宁本溪-南芬东部区域地质调查报告》，发现有找矿意义的Fe、Cu、Pb、W、Au等异常24处，其中磁异常3处。
由于种种原因，特别是限于当时的技术，勘探深度有限，地质队员终究都与深埋思山岭地下的“金元宝”失之交臂。最初，毛俊杰的关于思山岭矿的“简报”回传到总部，辗转放到时任总地质师的曹瑞峰桌上，也并没有引起曹瑞峰乃至整个集团高层的关注。
“思山岭铁矿起初不被重视，是有多个原因。”曹瑞峰表示，在当时，已经见到的红矿能不能选矿还是未知，有没有磁铁矿还不确定，矿床埋藏深度大，导致建设成本和开发成本双高[这依然是制约思山岭铁矿开发能否成功盈利的重大问题，刘继顺注]，这种情况下，经济是否能支撑、矿床规模是否足够大也尚未可知。对于上述几个疑惑，必须要深入研究，形成初步的理论依据，科学的、可类比的判断后才能做最终决策。在苑占永的眼里，曹瑞峰是一个稳健而又认真细心的人。苑占永说：“能挖出个思山岭，曹瑞峰功不可没。”
前人探明的思山岭铁矿只有3000万吨赤铁矿。曹瑞峰等反复研究，并到附近现场调研对比，最终认为：第一，思山岭铁矿是一个隐伏较深的磁赤混合式铁矿，虽然上部只见到了赤铁矿而没有磁铁矿，但是磁铁矿一定存在，要么因为潜伏在赤铁矿旁侧还未找到，要么赤铁矿下部验证深度还不够，或者兼而有之，因为鞍本地区有三分之二的磁铁矿夹杂赤铁矿；第二，该区含铁层及其埋深，与鞍本地区多数主要大型铁矿相吻合；第三，航测和地磁数据显示，思山岭磁异常值超过本区赤铁矿异常范围，且呈椭圆状，范围较大，这应是储量超亿吨的磁赤混合且以磁铁矿为主的大型铁矿。曹瑞峰的推论和判断提交总部以后，经过更为细致地考察了解和周密决策，集团高层决定对思山岭铁矿“动手”了——启动商务谈判以整合这一地区资源，迅速调集资金完成商务交割。
2007年7月31日，东北找矿小组注册子公司—本溪龙新矿业有限公司，完成思山岭矿过户等行政手续。此时龙新矿业临时办公室仅是本溪市南芬区思山岭乡政府友情提供的一间小屋，而直接执行任务的只有毛俊杰一人。想拿下思山岭铁矿探矿权，需要与当地政府，地质勘查单位以及公开和潜在的同类竞争企业打交道、交朋友、保留合作的同时，还要防止“跳单”。何况，申请探矿权的转让过程，还需要准备大量相关部门需要的材料。这一切，在总公司的引领协助下，他都扛下来了。2008年1月22日，本溪龙新矿业有限公司终于获得辽宁省本溪市南芬区思山岭铁矿的探矿权。
（三）2008年3月，本溪市南芬区政府领导班子在北京总部与建龙集团副总裁、华夏建龙董事长兼总经理苑占永会见，就思山岭铁矿的探矿开发及愿景进行了更具体的洽谈协商，南芬区政府承诺将给予大力支持。
同年4月13日，思山岭铁矿003钻孔开钻，探矿工作正式启动。由于矿产资源的隐蔽性、不确定性和地质环境的多样性、复杂性，使矿产勘查从一开始到完成始终处于不断的探索过程之中，具有高风险、高投入、长周期的特点。据统计分析，要找到一个大型矿床，平均大概需要花19年的时间，而每100个找矿项目当中，能找到大矿的概率还不到1%。
自2009年1月，华夏建龙矿业决定在深部地质普查找矿的基础上开展详查工作。截至2010年9月结束，历经2年零5个月勘探时间，累计勘探投资近1.2亿元，累计施工钻孔39个，钻探总进尺60439.38米，地质勘查已达到详查程度。2010年10月编制完成《辽宁省本溪市南芬区思山岭矿区铁矿详查报告》。
思山岭铁矿位于中朝准地台北东部，辽阳-本溪凹陷中南部地区，东部与桓仁凸起为邻，南侧为凤城凸起，寒岭-偏岭北东向岩石圈断裂南侧。北西向褶皱及断裂构造发育。其中，属于“鞍山式”沉积变质型铁矿。
在详查报告中显示，该矿床产于太古界鞍山群茨沟组含铁变质岩系中，为隐伏盲矿床。矿体总体形态为不对称的向斜，轴面走向110度，倾向200度，倾角约70度，沿向斜轴两端翘起，三围空间似一个巨大的“金元宝”。矿体呈多层状、厚层状、大透镜状产出。矿石自然类型主要为磁铁矿石，其次为赤铁矿石。矿石工业类型为需选的磁性—弱磁性贫铁矿石，矿石中硫、磷等有害杂质含量低，矿石质量较好，矿石加工技术性能属可选矿石，矿床开采技术条件中等，具有较好的开发经济效益。
目前探明的思山岭铁矿的矿石量在24.87亿吨左右[刘继顺注：铁矿石品位呢？]，是国内已经探明、登记备案的最大单体铁矿。具有资源储量大，埋藏较深，且矿石低硫、低磷、低钴、低硅等特点，并含有微量稀土元素，在辽宁地域号称“人参铁”。
2011年1月，辽宁本溪思山岭铁矿获得“2010年度中国十大地质找矿成果奖”。2011年7月5日，思山岭铁矿以“十大地质找矿成果奖”被选参展，位列第一展位。
2014年10月，本溪龙新矿业有限公司取得国土资源部核发的《采矿许可证》。2015年1月，辽宁省发改委批复了建龙集团本溪龙新矿业有限公司思山岭铁矿项目核准。思山岭铁矿的矿石硫、磷含量0.032%、0.017%，分别低于国家一类标准0.19%、0.09%的5.9倍和5.29倍，矿石含钪，铁精粉性能优异，是生产“人参铁”的优质资源，将广泛用于优质钢铁生产、精密铸造、军工装备等领域，为整体提升中国机械设备制造（铸造）水平起到关键基础原材料的作用。
作为一个已探明的特大型的单体铁矿床，思山岭铁矿的开发建设，对于我国钢铁业的平稳发展的意义是不言而喻的。如何让登记备案铁矿石储量达24.84亿吨、矿体埋深为404米～1934米和思山岭铁矿资源科学、高效的建设与开发，关键在于如何设定目标。思山岭矿采矿权所有者——建龙重工集团领导层将目光瞄向世界，欲将思山岭铁矿建成东方“基律纳”，建成一个国际一流、国内领先，设备大型化、自动化、数字化，绿色安全生态环保的超大型铁矿山。
本溪龙新矿业总经理张宗则向记者透露，当初在选择设计单位时，华夏建龙甚至没有采用公开招投标的形式，也没有使用拥有甲级资质的自有设计院——烟台金建设计院，而是选择了恩菲的设计经理刘育明和他的团队，这显示了该公司领导层从设计开始就追求一流的决心。
2010年11月22日，刘育明与中国恩菲工程技术有限公司总建筑师姜军及各专业工程师一行13人来到本溪龙新矿业，就思山岭铁矿设计规划进行调研，签订了《思山岭铁矿采选工程设计合同书》。
设计和建设理念应有前瞻性，矿山的整体水平应具有国际先进水平，要建成一个环境友好、花园式的矿山……这些高标准是龙新矿业要求刘育明和他的团队设计一流思山岭所确定的基本原则。经过近十个月时间的研究，《思山岭铁矿采选工程可行性研究报告》正式完成。2011年9月8日～9日，华夏建龙、龙新矿业在本溪召开审查会，并邀请数十位业内专家进行研讨。大家一致认为，思山岭铁矿可研报告设计合理、方案可行。
思山岭矿床埋藏深、矿体厚大、生产规模大、尾矿库征地困难、环保要求高，这些客观因素的结合产生了一系列的技术难题，特别是深部（井）开采，因为这里地压大、地温高、提升高度大、充填料下向输送高度也很大。
2014年7月，本溪龙新思山岭铁矿“双超”项目获得国家安监总局批准，取得安监总局4条实验井批文。通过实验井建设，研究和探索超深井安全施工技术，目前实验井施工深度已经接近1300米，证明我国已有大型施工企业掌握了超深井施工技术和工艺。同时，对思山岭铁矿的地压、地温问题也有了初步认识。
与此同时，超大规模深井矿山采用充填采矿法，建设小时数百立方米大流量的充填系统，无论充填工艺还是设备设计，都面临未曾遇到过的技术难点。此外，还包括深井的通风和降温问题，后期的选矿工艺和尾矿的处理及环境保护问题，以及全系统的综合优化等。
为了做到矿山能够安全、高效、经济地开采，思山岭铁矿在设计中应用岩石力学理论，采用极认真的多方案比选，选择灵活性较大的方案，易于实现远程遥控和自动化采矿的方案，不断探索，不断改进，直至完善。同时，他们还搭建起了“双超”开采安全关键技术研究，相关设计、施工技术标准与规范，先进技术装备应用的平台。
2015年3月，根据龙新矿业提出的优化方案，经过不断地讨论修改，思山岭铁矿初步设计方案及安全专篇最终定稿。
思山岭矿床主要有两种矿石类型，一种是磁铁矿，一种是赤铁矿。磁铁矿埋藏在深部，赤铁矿埋藏在上部。为了取得最好的经济效益，在充分的技术经济论证后，确定采用先采磁铁矿，保护上部赤铁矿的回采顺序方案。
据龙新矿业副总经理边振辉介绍，在开拓运输方面，思山岭将采用主副竖井开拓，井深达1500米，其中主井两条，每条井（单套提升系统）承担了750万t/a的矿石提升能力，选择了世界上最大的提升设备。副井为净直径10米的罐笼井，为国内之最，大型设备可直接或简单拆卸后就能通过罐笼送入井下。中段矿石采用集中有轨电机车运输，采用电机车无人驾驶运输系统。
在充填方面，思山岭采用了大直径深锥浓密机(含浓缩装置)浓缩尾矿对应多套充填料制备系统的充填工艺，并采用有效的减压方式进行输送过程的减压。
在通风和制冷方面，思山岭按先进的“按需通风”理念进行通风系统设计，以保证在超大规模和深井开采的条件下达到较好的通风效果和降温效果。为了保证深部开采时井下的温度满足规程要求，设计对深部采用制冷降温，这也是我国金属矿山第一次采用。
在选矿工艺方面，根据矿石的性质和采矿工艺的需要，采用了“中碎前设预先筛分的二段一闭路破碎（粗碎在井下）+干选抛尾+高压辊磨细碎+湿式磁选抛尾+阶段磨矿+阶段选别”的流程。细尾矿用于井下充填，选矿抛出的砂石外卖，实现无尾零排放，大大减少了土地使用。工艺先进，高效节能，综合效益达到最大化。
在矿山自动化和信息化方面，采矿和选矿均设计较高程度的自动化和信息化，包括：采矿自动化和远程控制系统；安全监测和监控系统；生产工业电视监控系统；矿山规划与开采方案决策优化系统；矿山生产经营管理及经济活动分析信息系统；通信和网络系统；调度指挥中心；选矿自动化等。
思山岭铁矿的许多技术问题是这些大型超大型矿山的共性问题，如：盘区采矿方法及工艺技术，超大规模超深井大载重提升技术，超大型超深井罐笼提升技术，无人驾驶电机车运输技术、深井制冷降温技术、大规模充填料制备和输送技术，全矿智能信息管理平台，高压辊磨碎矿技术，低品位磁铁矿高效回收综合技术等。“通过思山岭铁矿的设计，我们向深井开采迈出了坚实的一步，对深井开采有了更加深刻的认识，技术水平有了大幅度提高。因此可以更加完善我国相关的技术标准，特别是涉及深井开采的技术标准，例如采矿方法及工艺、深井提升运输、深井通风和降温、深井竖井施工等。”刘育明介绍。
他强调，思山岭铁矿的设计方案可以说是充分体现了当今先进的设计理念和环保理念、当今世界先进工艺和装备，是先进理念、先进工艺和装备以及技术创新的一个综合集成，为我国深井开采、超大规模开采积累了宝贵经验，将有力提升我国矿山的综合技术水平。
思山岭铁矿设计采用高效的大直径深孔空场嗣后充填采矿法回采，地表不会塌陷沉降，也不会因地表塌陷沉降而破坏地表。全部的细尾砂用于充填，选矿干抛和湿抛的砂石则可作为建筑石材外卖，估计一年可外销100万吨，既解决了当地建设所需石材的需要（间接减少开采石材对地表的破坏），同时大大减少了废石场的容量需要。剩余的砂石可堆存在废石场，而不是堆存在尾矿库。整个工艺大大减少了土地的使用，使环境得到了最大程度地保护，未来堆存砂石的废石场易于复垦，可以形成良好的耕地或森林用地。
井下排出的地下水将充分回收热能，用于冬天的采暖，之后作为选矿厂生产用水，整个项目没有废水外排，全部循环利用。思山岭铁矿项目设计工艺方案，采用微细粒磁铁矿全磁分选、磁铁矿细筛－再磨再选技术，尾矿全部综合利用，井下回风排水余热回收利用；符合《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》，进入了国家战略性新兴产业。
记者一行采访期间，植物界的活化石、东北地区唯一的野生木兰属植物——天女木兰花竞相开放。这也正和思山岭铁矿的落成成为一种天然的巧和。正所谓：羡彼之良质兮，冰清玉润；慕彼之华服兮，闪灼文章。爱彼之貌容兮，香培玉琢；美彼之态度兮，凤翥龙翔。
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