2017年08月18日 星期五
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让矿山插上智慧的翅膀

——湖北三宁矿业打造“绿色共享”磷矿示范区纪实

2017-6-15 16:26:20 来源:中国矿业报社 本报记者:杨智峰 姬长玉

如今,自动化、信息化、数字化技术的应用让矿山变得更加美好。

当记者一走进位于湖北宜昌的三宁矿业有限公司(以下简称“三宁矿业”),在宽敞明亮的智能调度中心里,矿山开采、选矿生产控制、井下充填与安全环保监测、生产过程监控、通信系统集成等现场及技术指标,在高清的LED 显示屏上,一览无余。

主工业区鸟瞰图

“你们看!通过采用先进的集成控制技术,所有矿井活动在地面智能调度中心就能实施远程管控。”三宁矿业分管安全生产的副总经理李勇一脸自豪地说。

据悉,该公司下属的挑水河磷矿已经建成湖北省首家绿色智慧矿山。然而这只是三宁矿业着力打造“绿色共享”磷矿示范区的关键一步。近年来,三宁矿业利用深居亚洲第二大磷矿腹地的优势,大胆探索,勇于实践,总结提升出了一套涵盖磷化工资源开采、选矿、充填和深加工一体化、矿区环境治理和矿地关系和谐的磷矿资源绿色开采和综合利用新模式,绿色智慧矿山建设发展呈现为常态化、科学化、规范化,并起到了示范引领作用。

精准分级,综合利用

让资源利用效率显著提升

我国磷肥制造的发展受制于磷矿资源,磷矿属于我国战略资源。

然而不得不面对的现实是,多年来,我国矿山企业被磷矿分级、废弃磷矿资源综合利用和尾矿排放等问题困扰,尤其传统的房柱法开采,采后出现巨大的采空区,存在矿震、冲击地压、突水、岩爆和地表塌陷等安全隐患,对矿山的安全生产构成巨大的威胁,而且其治理费巨大。此外,固体废弃物、尾矿库也是重大危险源,一旦失事,将会产生巨大的灾难。

面对种种挑战,三宁矿业从着力提升资源利用效率抓起。通过优化工艺流程,在矿区建成“闭路循环、无废排放”的选矿厂。记者跟随着副总经理李勇,来到了这个选矿厂,随之映入眼帘的是一条横贯东西的滚动运输带,上面铺满了富含光泽、大小不一的磷矿石。

“低品位磷矿在这里进行分级,分级后高纯度精矿运送至化工厂直接萃取高浓度磷酸制肥,产生的固废(大颗粒)再进行制备处理后,经过长距离管道输送至矿山采空区进行充填。”李勇解释说,三宁矿业采用尾矿胶结充填的生态型开采模式,通过胶结置换矿体,从而实现矿石不落地、废石不出井、尾矿返回采空区充填的无固体废弃物排放的目标。

如何大幅提升资源回收率实现精准分级,三宁矿业也有自己的绝招。据介绍,宜昌磷矿属于难选矿,磷块岩条带以密度大于2.95g/cm3的为主,白云岩条带密度在2.85g/cm3左右,0.1g/cm3的分选密度差是重介质选矿的最低要求,在此密度差下才能分选磷块岩和白云岩。三宁矿业率先采用大型重介质旋流器和密度控制系统,实现了微密度差下难选磷矿的精准分选,使磷矿石P2O5品位在12%~20%区间的无工业价值的低品级矿石得以入选,高效精准分级分选后获得的精矿品位P2O5达28%以上。这一被称为“微比重差重介质精准分级技术”极大提高了低品位磷矿的工业化利用率,综合回收率达80%以上。

值得一提的是,他们通过强强联合研究开发并在生产中应用的磷矿重介质旋流器大型化技术,有效避免块矿堵泵现象的发生,产生的次生矿泥少,有利于提高介质悬浮液的稳定性和磁选机的处理量,减少事故的发生……

这一全新的低成本、无害化、废弃磷资源再利用的绿色生产、绿色开采新工艺,从源头上实现了对磷化工废弃物的处理和综合利用。一组数据显示:高效低品位磷矿精准分级、废弃磷矿资源综合利用技术,使资源利用率由传统采矿工艺的57%左右提高至89%以上,实现了固体废弃物的再利用,同时提升了矿山安全生产的保障能力。

“该技术对全国磷矿资源的科学开发利用具有重要的示范作用,为我国磷资源的可持续利用做出了巨大的贡献。”总经理王学梁表示。据初步估算,仅此一项湖北省可以多利用资源达18亿多吨。

机械减人,智能换人

高科技助力智慧矿山建设

与重抓资源综合利用效率一样,智慧矿山的建设发展更是离不开科技的有力支撑。

为了实现传统矿山向现代化智能化矿山的根本性转变,达到可持续发展的战略目标,近年来,三宁矿业依靠科技进步,坚持创新驱动,在智慧矿山建设方面狠下功夫,深入研究,取得了多项技术创新。

一是研究符合挑水河磷矿的采掘工艺,根据挑水河磷矿矿层薄、埋深大、矿区面积大、倾角缓的特点,研究出安全的采矿工艺,大大提高了资源利用率。二是挑水河磷矿贯通测量闭合导线全长16.74千米,贯通误差仅19厘米,误差率为十万分之一点三,实现了精准贯通,贯通测量精度达到国内矿山行业测量先进水平,将工程测量误差损失控制为零。 三是探索了大断面溜井大硐室低成本施工技术。挑水河磷矿1018风井全长227米,断面面积17.25平方米,垂直高差150米,平均坡度47°,仅用时80天圆满完成了施工任务,大大降低了施工成本,节省工程投入近290万元。四是大断面中深溜井一次成井技术。工程技术研究中心研究的大断面中深溜井施工工艺,安全、有效地完成了高度为43米、断面面积36.16平方米的溜井施工,从钻孔、装药爆破、通风到装岩各个工序,人员不下溜井,确保了施工安全,并节约成本150余万元。

“在传统采矿技术突破的同时,我们还创新性地使用矿山VR(虚拟现实)智能管控平台。”李勇向中国矿业报记者表示,这一平台可以形象直观展示全生产流程,集生产控制、通信集成、安环监测与监控等功能,智能管控实现了无人值守,减少了岗位设置。

先进的技术联合集控手段也使机械化和智能化连续开采成为现实。截至目前,三宁矿业已累计投入4900多万元选用节能、环保、自动化水平高的国内外先进机械设备50多台(套),井下部分主要采掘工作面已全面采用全液压凿岩台车打眼、锚杆台车跟进支护、工作面撬毛机撬毛,采用高效的大型设备装运;为确保充填效果,该公司突破常规,购买了两套目前世界上最先进的充填泵设备,总金额900多万元。这些先进设备的大规模使用,不仅提高了生产采掘效率、大规模压缩了生产管理人员,而且实现了本质绿色采选和充填。

如今,该矿山已基本实现了“机械化减人、智能化换人”的智慧化矿山建设目标。

开源节流,内引外联

特色智慧矿山已初见雏形

资源绿色开采、下游产品深加工、废弃资源绿色处理和综合利用已经成为世界磷化工行业发展的趋势、共识和目标。

与此同时,矿山企业技术创新与产学研科技合作也日益成为矿业界的一大鲜明特色。

“为了开展更高水平的技术创新,进一步引领和促进磷化工行业绿色制造产业发展,我们三宁矿业建立了一套完善的产学研体系。”总经理王学梁自豪地向中国矿业报记者介绍。

通过开展高效采矿技术与管控手段相结合以及充填采矿等研究,三宁与中国地质大学(武汉)、中南大学等国家重点高校建立了长期合作机制,并同国内著名采矿工程专家、中国工程院院士古德生合作建立了三宁矿业院士工作站,明确了以建设智慧矿山为目标,以实现安全生产智能化管控等为技术攻关的方向,为设计和科研提供了强有力的基础理论与智力支持。

记者留意到,紧挨着总经理办公室的是“院士工作站”,企业领导高度重视科技人才,也由此可见一斑。

据了解,目前三宁矿业还与国内外多家先进的矿山采掘设备专业研究机构和制造厂商联合对设备设施进行全面改造升级,提高智能化机械设备的适应性;持续开展节能降耗的研究和技术攻关。如此不仅提高了效率,更是大规模压缩了人员,实现了本质安全。其改进的矿区空压机,充分利用其余热烧制生活用热水、震动设备改刚性弹簧震动为橡胶震动减振、破碎系统改铸铁衬板为聚氨脂衬板实现降噪,最大限度实现生态与绿色开采;所有电器设备全部选能效1级电机,井下照明全部采用LED灯照明,仅照明一项一年减少电费支出100多万元;对主风机等实施智能管控,实现按需配风,大幅度降低了能耗。

三宁矿业所构建的以企业为主体,联合高等院校和科研院所的产学研一体化的高水平科研技术平台,不但提升了技术创新能力和产品质量,还提升了经济与社会效益,最终形成具有磷矿资源特色的智慧矿山技术,促进矿山开采和工厂绿色生产的变革,引领磷化工行业磷肥制造领域实现绿色健康发展。

履行责任,造福百姓

社区和谐稳定的一面旗帜

空山新雨后,天气还未秋。

六月的微雨淅淅沥沥地下了一整夜,湿润的空气里到处弥漫着清新的味道。

远处,瓦蓝瓦蓝的天空,一片云雾缭绕。仰望峰巅,只见那嵯峨黛绿的群山,蓊郁荫翳的树木与湛蓝辽阔的天空,缥缈的几缕云恰好构成了一幅雅趣盎然的淡墨山水画。迎着清晨的第一缕阳光,满山苍翠的矿山愈加散发着别样的生机和活力。

“开发一方资源,造福一方百姓”,是建设绿色矿山的应有之义。三宁矿业把建设和谐矿区、构筑良好矿地关系作为绿色矿山的主要内容,把推进“绿色矿业”,建设“绿色矿山”作为公司行动纲领和发展目标,并在生产建设中努力践行。

近年来,三宁矿业积极履行社会责任,全力推进“经济用能、治污减排和恢复生态”工作,先后投入1500多万元开展降尘降噪等工作环境改造,委托宜昌市水文地质大队等单位进行了实地勘查,编制了应急调查报告,成立了以总经理为组长的地灾防治领导小组,已投入600多万元对矿区附近顶头坪等处危岩进行治理。

曾几何时,“晴天一片灰,雨天一路泥,远观像大雾,近看满身土”,如今当记者信步三宁矿区,这个现代矿山居然是“采石不见石,破碎无灰尘”!

“既要金山银山,也要绿水青山”。 三宁矿业积极响应国家“十三五”规划,围绕发展“绿色矿业”、建设“绿色矿山”,加大改善矿山生态环境,先后完成了文望路经公司园区路段的改造、建设公路隧道580米、完成园区河道改造工程820米,投资1200多万元,开展园区景观建设。按照国家AAA工业旅游示范点标准,三宁致力于规划建设现代化公园式矿区,保护矿区及周边生态环境。

经过近年来的持续发力,三宁矿业实现了高效智能采选充一体化的循环经济可持续与环境保护的协调发展,同时强化与周边居民的融洽关系,有力地促进了矿区与社区的稳定和谐,创建了磷矿绿色开发模式。

以三宁矿业为代表的绿色智慧矿山,产业发展前景广阔。我们相信,随着相关政策措施的不断完善及体制机制的建立,像三宁矿业这样负责任的矿山企业,在绿色智慧矿山建设中奋勇争先,将会迎来更大的发展!□

编辑:宫莉

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