摘要：我國的砂石骨料行業(yè)目前正面臨產(chǎn)業(yè)升級與轉(zhuǎn)型的時期，正處于規(guī)模化大發(fā)展的起步階段，現(xiàn)在進行戰(zhàn)略布局、愿意進行大手筆投資的將是具備戰(zhàn)略眼光的一種體現(xiàn)。砂石工程的大規(guī)模發(fā)展離不開配套礦山工程的建設(shè)與發(fā)展。客觀的說，我國水泥礦山行業(yè)所經(jīng)歷的就是一條先發(fā)展后規(guī)范的路子，走了不少彎路。把建設(shè)綠色礦山作為我們砂石行業(yè)礦山建設(shè)的初始目標，將可以讓我們少走彎路。
近年來，隨著更加廣泛的資本進入，我國砂石行業(yè)呈現(xiàn)一種蓬勃發(fā)展的好勢頭。自“十一五”至今，我國砂石工業(yè)呈現(xiàn)一種加速發(fā)展的好勢頭。現(xiàn)代混凝土和高速鐵路等重點建設(shè)工程對砂石的技術(shù)要求越來越高，能滿足其要求的天然砂石數(shù)量越來越少，為了補充砂石市場的剛性需求，人工砂石骨料成了建設(shè)用料的首選。近年來加上國家對天然砂的開采控制，新增產(chǎn)能基本上以人工砂為主。但不可否認的現(xiàn)實就是，每年上百億噸的產(chǎn)能絕大多數(shù)是中小規(guī)模砂石廠所創(chuàng)造，大規(guī)模現(xiàn)代化的生產(chǎn)線太少，擁有現(xiàn)代化開采工藝礦山的生產(chǎn)廠更是鳳毛麟角。幾乎整個行業(yè)中普遍存在的一個問題，就是忽視了礦山的因素。即使對于擁有自備礦山的業(yè)主來說，從筆者看到過的一些實例來看，從環(huán)保與安全的角度出發(fā)來評判，其給人的印象也不是太好。對于較小規(guī)模的生產(chǎn)線來說，因為每年所需礦石量較少，或者干脆采用的是外購民采民運的礦石，對于這樣的企業(yè)主，礦山工程的建設(shè)可能還是個陌生的話題。
砂石企業(yè)要想做大，是絕對繞不開礦山這個主題的。近些年礦山行業(yè)的規(guī)范化健康化發(fā)展，得到了我國政府部門的高度重視。自2010年8月，國土資源部發(fā)布《國家級綠色礦山基本條件》開始，我國礦山行業(yè)的發(fā)展就走上了一條有別于以往的發(fā)展模式之路。國家工信部組織制定的《建材工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，以及中國砂石協(xié)會制定的《砂石工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，從實施“資源、環(huán)保、安全、和諧”發(fā)展戰(zhàn)略，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的角度出發(fā)，對砂石行業(yè)制定了詳盡的發(fā)展規(guī)劃。現(xiàn)在讓我們來重溫一下“十二五”規(guī)劃中所倡導(dǎo)的六個方面：
1、 建立穩(wěn)定、大型、現(xiàn)代化砂石產(chǎn)業(yè)供應(yīng)基地；
2、 建立現(xiàn)代化碎石設(shè)備生產(chǎn)基地；
3、 對再生資源的綜合利用；
4、 實施行業(yè)準入制度、制定相應(yīng)標準；
5、 推動綠色礦山建設(shè)與發(fā)展；
6、 發(fā)展企業(yè)信用體系建設(shè)。
以上六個方面全面而系統(tǒng)地指明了砂石行業(yè)的科學(xué)發(fā)展方向。按此要求，整個行業(yè)的發(fā)展可以不走彎路。行業(yè)的健康發(fā)展，既能造福于社會，又能讓所有從業(yè)者獲益，將是一個多贏的選擇。
近幾年，隨著國內(nèi)水泥行業(yè)產(chǎn)能過剩及結(jié)構(gòu)調(diào)整，水泥企業(yè)憑借著資金與技術(shù)的優(yōu)勢，尤其是擁有穩(wěn)定的礦石資源，以及對礦山開采技術(shù)的熟練掌握，開始大舉進軍砂石行業(yè)，現(xiàn)在水泥企業(yè)新建的砂石生產(chǎn)線一般規(guī)模都在年產(chǎn)百萬噸級以上，有的甚至達到了千萬噸級。這可能會帶來砂石行業(yè)的大變革，從而加快產(chǎn)業(yè)升級的步伐。
我們天津院所參與過的國內(nèi)外砂石生產(chǎn)線的建設(shè)實例，均是從礦山開采到砂石生產(chǎn)線建設(shè)一條龍的服務(wù)過程。如何建設(shè)特色礦山，綠色礦山，如何建設(shè)高效砂石生產(chǎn)線，下面就此幾個方面，談一談我們的感受，并提出一些建議，供同行們參考。
一、綠色礦山與礦山工程建設(shè)
《國家級綠色礦山基本條件》具體規(guī)定如下：1．依法辦礦；2．規(guī)范管理；3．綜合利用；4．技術(shù)創(chuàng)新；5．節(jié)能減排；6．環(huán)境保護；7．土地復(fù)墾；8．社區(qū)和諧；9．企業(yè)文化。本人感覺這是一個以綠色礦山為著力點與出發(fā)點，對礦山提出的一個全新的全面的綜合性的要求。以前國家各部委都先先后后對礦山提出了各種各樣的要求，有技術(shù)要求，有創(chuàng)新要求，有環(huán)保要求，有安全要求等等，礦山有環(huán)境評價、安全評價、地質(zhì)災(zāi)害評估、水土流失評估，有采礦證技術(shù)文件評估等等。這次對我們礦山的設(shè)計、建設(shè)與生產(chǎn)管理工作，提出的是一個系統(tǒng)性的要求，囊括了以上所有方面。
創(chuàng)建綠色礦山，首先離不開設(shè)計工作。上述九條規(guī)定中的第三至第七條，與設(shè)計工作直接相關(guān)，其它四條也是關(guān)聯(lián)性較大。如果設(shè)計方案存在問題，無疑會給將來礦山的管理與生產(chǎn)帶來較大的困難。
創(chuàng)建綠色礦山，對于礦山工程的具體建設(shè)工作也提出了較高的要求。從設(shè)計圖紙的會審，到施工準備、實體工程的實施、工程監(jiān)理、調(diào)試運行、竣工驗收等。一個先進的礦山工程必然是一個建設(shè)質(zhì)量合格乃至優(yōu)質(zhì)的工程。
創(chuàng)建綠色礦山，生產(chǎn)管理尤其重要。現(xiàn)在很多中小型礦山采用民采民運的方式來開采，沒有系統(tǒng)性的規(guī)劃與設(shè)計，開采方法原始落后，采礦設(shè)備效率低下，存在較大的安全隱患，礦山環(huán)保更是無從談起，這些均是與上述九條規(guī)定背道而馳的。建設(shè)大規(guī)模生產(chǎn)礦山，采用先進的開采設(shè)備，建立現(xiàn)代化生產(chǎn)管理機制，應(yīng)該是行業(yè)發(fā)展的方向。
從筆者多年的實踐經(jīng)驗來看，沒有礦山所屬企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)重視，上述目標的完成是件根本不可能的事。結(jié)合我們建材行業(yè)已獲得“綠色礦山”稱號的企業(yè)來看，無一不是所屬集團的領(lǐng)導(dǎo)高度重視、親自督促、綜合管理、撥付專項經(jīng)費、建立考核制度等的結(jié)果。
二、礦山開采方式的正確選擇
礦山的開采規(guī)模有大有小，地質(zhì)成因與地形因素有的簡單，有的復(fù)雜，不同的礦山適應(yīng)不同的開采方法。首先“一面墻”式的開采方法應(yīng)該是被摒棄掉的，此種方法不僅安全性無法得到保證，而且產(chǎn)量無法提升，其還有一個最大的危害，就是它往往破壞了整個礦山的自然地形，導(dǎo)致礦山的總體開拓系統(tǒng)很難再合理布置或者無法布置，極大地提升了后續(xù)礦量的開采成本，或者后續(xù)礦量無法再被開采出來。民采民運這種模式本身如果得到了較好的管理，也能發(fā)揮出它一些特點來，但是實際中其往往就成為了濫采濫挖的代名詞。我們的企業(yè)主只管收購合格礦石，而對礦山中的一些必要的剝離工作與采礦順序等問題不聞不問，結(jié)果導(dǎo)致礦山包產(chǎn)單位，為了減少開采成本，在礦山上是哪里好采就采哪里，成了破壞性開采。
一般而言，當砂石生產(chǎn)線的年生產(chǎn)規(guī)模超過百萬噸級之后，我們建議就一定要建設(shè)有自己的礦石原料基地。這樣做盡管初期建設(shè)投資增大了，但是后續(xù)總體礦石成本有可能反而還比外購礦石有所降低。擁有自己的礦石基地之后，礦石的穩(wěn)定供應(yīng)就有了保證，且砂石成品的質(zhì)量也能得到保障。另外如果自己礦山儲量較大，企業(yè)再擴建后續(xù)生產(chǎn)線的話，只需在礦山上增加部分投資，即可滿足新增要求。一般地，礦石的開采成本會隨著礦山的開采規(guī)模的增大而逐步降低。
正規(guī)的礦山開采，應(yīng)采用自上而下水平分層開采法。如果礦區(qū)范圍過大，為了節(jié)省開采成本，可以采用適當?shù)姆制诜謪^(qū)開采。至于礦石的運輸方式，是采用連續(xù)運輸還是半連輸或者不連輸方式，則要具體礦山具體分析了。
三、選擇最優(yōu)礦山
建設(shè)綠色礦山，首先礦山的自身條件要合適。理論上，地殼中的三大巖石類型均可用來生產(chǎn)砂石，以滿足不同的建設(shè)需求。這種特性就決定了砂石原料礦山的可選擇面較大。但是從經(jīng)濟性方面而言，相比較其它礦種來說，它是個廉價的礦種，因此決定了對于砂石礦山的資金投入不可能超過一定的額度。自身條件好的礦山，在建設(shè)綠色礦山的過程中遇到的困難就會少一些。這樣在前期選擇礦點時，就要進行綜合比較。一般地，新礦點的選擇，可以從兩個方面進行考察：一是礦山本身的條件如何；二是與砂石加工廠的相對位置關(guān)系如何。
一般地，評價一個礦山條件的好壞，主要要考慮以下三個方面的問題。
1、礦山地質(zhì)條件
礦山地質(zhì)構(gòu)造方面不能太復(fù)雜，否則會給開采成本開采安全等方面帶來不利影響，工程地質(zhì)條件也要相對簡單些為好。這是個比較專業(yè)的問題，建議找專業(yè)人士去判斷。
2、礦山地形條件
礦山地形條件的好壞很大程度上決定了將來開采的難易程度，從而對生產(chǎn)安全性、生產(chǎn)年經(jīng)營費用的高低等因素產(chǎn)生重大影響。
3、礦區(qū)環(huán)境
以前這個因素沒有現(xiàn)在這么敏感，現(xiàn)在幾乎所有的新礦山都要受到周邊環(huán)境因素的影響，有些甚至讓礦山的建設(shè)與正常生產(chǎn)舉步維艱。礦山的正常生產(chǎn)影響范圍之內(nèi)的周邊如果有村莊、各種等級公路、鐵路、高壓線、河流、農(nóng)田、各種建構(gòu)筑物及其它設(shè)施的話，那么礦山的建設(shè)與生產(chǎn)成本可能會提升很多，這些對于礦山工程無疑是揮之不去的負面影響因素。
另外，礦山與砂石加工廠的相對位置關(guān)系，也是前期礦點選擇所必須重點考慮的因素。建議加工廠盡量靠近礦山。如果距離過長，二者之間必然要通過運輸公路或者長膠帶機相連接。距離越長，這些設(shè)施的建設(shè)難度、建設(shè)成本與運輸成本都相應(yīng)要增大，管理難度也要相應(yīng)增加。二者靠近了，既可以大大節(jié)省運輸費用，又可大量節(jié)省能源消耗。
四、正確認識自己礦山的礦石特性
礦山的礦石特性會影響到砂石產(chǎn)品的很多質(zhì)量特性，當?shù)V石的某些特性發(fā)展到一定程度時，會決定砂石產(chǎn)品的很多質(zhì)量特性，此時不是靠改變生產(chǎn)線工藝流程能夠去改變的。對于選擇火成巖來生產(chǎn)砂石的，抗壓強度要求大于80MPa；變質(zhì)巖的則要求大于60MPa；水成巖要求超過30MPa。以堿活性物質(zhì)為例，我國現(xiàn)在大部分企業(yè)均是以石灰?guī)r或白云巖為原料來生產(chǎn)骨料的。據(jù)我們天津院的近三百個大中型礦山的地質(zhì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，石灰?guī)r與白云巖里的化學(xué)成分含量變化基本上都有個相同的規(guī)律，就是有用礦物組分與有害物質(zhì)組分的含量大多都呈現(xiàn)一種負相關(guān)的線性關(guān)系；且從全國范圍內(nèi)看來，堿活性物質(zhì)在石灰?guī)r與白云巖里的分布基本上呈現(xiàn)一個較為明顯的地域特性。了解這些情況后，可以有針對性地更加客觀地去制定生產(chǎn)線的成品質(zhì)量指標，從而選擇更加合理的生產(chǎn)工藝流程與主機設(shè)備，來達到企業(yè)所預(yù)定的目標。
至于其他的質(zhì)量指標，例如顆粒級配、石粉及泥塊含量、表觀密度及含水率等，可以通過選擇合適的生產(chǎn)工藝來達到標準，因為這些牽涉具體的工藝流程布置的問題，本文不再詳述。
不同巖石種類的特性，對砂石產(chǎn)品的影響因素有所不同。下面以我們最常見的骨料產(chǎn)品來說，混凝土用骨料產(chǎn)品一般采用沉積巖中的石灰?guī)r或白云巖來生產(chǎn)。一般地，影響到砂石產(chǎn)品質(zhì)量特性的此類礦石特性有以下幾個主要因素：
1、礦層的節(jié)理裂隙發(fā)育程度；
2、礦石的風(fēng)化程度；
3、礦層的含泥量或者夾層的情況；
4、礦石的硬度指標與堅固性等物理指標；
5、礦石的堿活性物質(zhì)含量；等等。
以上情況應(yīng)與地質(zhì)隊進行密切的配合，認真閱讀地質(zhì)資料，在制定企業(yè)砂石
骨料產(chǎn)品的目標時，充分考慮自己礦山的礦石特性，以免出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量無法達標的情況發(fā)生。
五、建設(shè)現(xiàn)代化的生產(chǎn)礦山
良好的規(guī)劃與設(shè)計是建設(shè)綠色礦山過程中的一個最關(guān)鍵的影響因素。應(yīng)聘請高水平的設(shè)計單位，結(jié)合礦山所屬企業(yè)的風(fēng)格特點，進行有針對性的設(shè)計。
規(guī)劃設(shè)計中，應(yīng)針對不同的地形地質(zhì)特點，選擇合理的開拓運輸系統(tǒng)，布置開采方案，合理布置礦山總平面。設(shè)計院應(yīng)采用先進的設(shè)計手段與方法，對礦山開拓運輸方案進行多方案必選，做到所選方案為最優(yōu)方案。如需要設(shè)置廢石場的，要做好廢石場的穩(wěn)定與泥石流等的預(yù)防措施設(shè)計。
開拓運輸系統(tǒng)的選擇是設(shè)計中的關(guān)鍵。豎井—平硐系統(tǒng)對比公路—汽車運輸系統(tǒng)，就具有很明顯的節(jié)能環(huán)保特點，只要是礦山比高超過150m的，就可以考慮是否能采用該系統(tǒng)。
礦區(qū)外部的礦石運輸，盡量采用膠帶機運輸方案，比汽車運輸成本能顯著降低，節(jié)能效果顯著。
對于礦區(qū)的環(huán)境評價方案、水土保持方案以及生態(tài)恢復(fù)與綠化方案，設(shè)計中應(yīng)有專門的方案與投資，該項投資應(yīng)進入礦山總投資費用之中，基建與生產(chǎn)中做到專款專用。其中礦區(qū)的綠化恢復(fù)設(shè)計，應(yīng)注意與周邊原有生態(tài)保持一致，對于原有生態(tài)環(huán)境不佳或本身已遭破壞的，應(yīng)當重新規(guī)劃，通過政府相關(guān)部門組織的外部評審之后，再付諸實施。
近些年來，設(shè)計方法不斷更新，三維地質(zhì)礦塊模型系統(tǒng)在石灰石礦山的應(yīng)用不斷增多，標志著我國建材礦山的設(shè)計不僅邁入了數(shù)字化設(shè)計時代，扣響了礦山信息化管理的大門。我們天津院的礦山數(shù)字化設(shè)計工作一直走在同行業(yè)的最前面，目前該項工作正被廣泛應(yīng)用于我院所承建的所有國外項目及國內(nèi)部分大型礦山中。
現(xiàn)在礦山新技術(shù)新設(shè)備不斷出現(xiàn)，為礦山的大幅節(jié)能創(chuàng)造了條件。礦山的每一次的采礦工藝革新與進步，都是新技術(shù)新設(shè)備推動的結(jié)果，與之相對應(yīng)的是，人們對于新工藝的追求，又促使新技術(shù)與新設(shè)備的誕生。
現(xiàn)在山上開采設(shè)備隨著國外先進設(shè)備的大規(guī)模引進，一批單位能耗低、單臺產(chǎn)量大、操作簡單、維護方便的新型設(shè)備正大批量被建材礦山所采用。如VOLVO、卡特等的礦山系列設(shè)備，包括大斗容的裝載機、挖掘機及大裝載量的運礦汽車等，此外新型液壓鉆機、采用了新技術(shù)的爆破材料，移動式空壓機等均已被廣泛采用。
膠帶機輸送設(shè)備方面，近些年的技術(shù)進步也是非常驚人。現(xiàn)在的膠帶機在帶速與帶強方面均比以前有了大幅度的提高，使得采用與以前相同規(guī)格的膠帶機，其輸送能力得到了大幅的提高，極大地節(jié)約了噸礦石能耗成本。在以前的普通平皮帶的基礎(chǔ)上，現(xiàn)在長距離曲線膠帶機、管狀膠帶機、大傾角膠帶機以及大塊膠帶機等技術(shù)層出不窮，能適應(yīng)礦山不同的工況。這些技術(shù)的進步帶來的是礦山成本的顯著降低，工人勞動強度的大幅下降，以及單位工人的勞動生產(chǎn)率的大幅提升。此外移動式膠帶機的技術(shù)規(guī)格越來越多，能適應(yīng)礦山工作面的礦石輸送，以及各種場地對礦石的不同輸送的要求等。
綠色礦山的建設(shè)，至少首先在礦山綠化方面是合格的，這是給人一個基本的好印象。礦山設(shè)計文件中，應(yīng)有綠化專項資金。針對土地復(fù)墾生態(tài)恢復(fù)與綠化主要包括以下幾個方面：采礦場各類邊坡的治理與綠化；采礦場閉坑之后的土地復(fù)墾與恢復(fù)；廢石場的土地復(fù)墾與綠化；各種道路及工業(yè)場地等的綠化等等。
六、砂石骨料加工線建設(shè)的幾點建議
據(jù)我們了解的情況，現(xiàn)在進行砂石生產(chǎn)線設(shè)計的單位五花八門，既有設(shè)計院，也有施工單位，也有設(shè)備廠家，還有的是業(yè)主自行進行簡單的規(guī)劃后，交由施工單位去施工。倒不是說所有的業(yè)主都是在想去省那點設(shè)計費，而是很多人還沒有意思到問題的存在。對于以前生產(chǎn)規(guī)模較小的生產(chǎn)線，因為工藝線簡單、占地面積較小，其設(shè)計過程的確可以簡化從事。但是對于新建的年產(chǎn)量超百萬噸級的生產(chǎn)線，建議還是應(yīng)該有正式的設(shè)計規(guī)劃。因此建議最好選擇有經(jīng)驗的設(shè)計院來進行項目的整體規(guī)劃與設(shè)計，也可交由設(shè)計院來進行交鑰匙總包。天津院基于豐富的技術(shù)積累，從04年起就開始進軍砂石骨料行業(yè)，已完成諸多大型生產(chǎn)線的建設(shè)，積累了較為豐富的砂石骨料設(shè)計經(jīng)驗，完全可以為國內(nèi)外業(yè)主服好務(wù)。近幾年我國一些新建的砂石生產(chǎn)線不能達到業(yè)主的初始預(yù)期，就與沒有一個良好的規(guī)劃設(shè)計直接有關(guān)。
礦點的選擇、工廠總圖的布置、工藝方案的確定、設(shè)備的比選等，牽涉的專業(yè)包括礦山、總圖、土建、電氣等，想達到比較理想的效果，就需要比較專業(yè)的技術(shù)。
在選擇廠址時，并非一大塊空平場地就是最好。利用山坡地形的高差，有時能更方便地布置生產(chǎn)線各車間，既可以讓各生產(chǎn)節(jié)點有序地分開，也能減少場地整平時的土石方工程量。這種地形上布置的總圖，可以做到功能分區(qū)明確，高低錯落有致，如果加上適當?shù)木G化，廠區(qū)可以達到很美觀的效果。
設(shè)備型號的選擇與工藝流程的選擇密切相關(guān)。考察設(shè)備時，可以進行多廠家多設(shè)備比選，選擇最優(yōu)搭配，而不要局限于某一個廠家的所有設(shè)備。
在考察設(shè)備使用情況時，一定要同時考察它的礦石特性，不能進行的類比。同樣的設(shè)備，在一個地方用得好，不代表在另一個地方也能很好的適用，因為設(shè)備所處理的對象——礦石，可能特性發(fā)生了很大的改變，這點往往被很多業(yè)主所忽略。
現(xiàn)在我國的大多數(shù)砂石生產(chǎn)線，給人的印象就是灰塵漫天，噪聲很大。從原料的堆放，到成品的儲存，基本上都是在露天進行。晴天是灰，雨天是泥。很多廠區(qū)沒有收塵設(shè)施，廠區(qū)內(nèi)道路及場地很多沒有硬化處理。現(xiàn)在新上馬的生產(chǎn)線往往廠區(qū)面積較大，應(yīng)事先進行周到妥善的設(shè)計。建議安全及環(huán)保設(shè)施應(yīng)從設(shè)計階段就考慮，作為建廠的必要條件，一起付諸實施。
我國的砂石骨料行業(yè)目前正面臨產(chǎn)業(yè)升級與轉(zhuǎn)型的時期，正處于規(guī)模化大發(fā)展的起步階段，現(xiàn)在進行戰(zhàn)略布局、愿意進行大手筆投資的將是具備戰(zhàn)略眼光的一種體現(xiàn)。砂石工程的大規(guī)模發(fā)展離不開配套礦山工程的建設(shè)與發(fā)展。客觀的說，我國水泥礦山行業(yè)所經(jīng)歷的就是一條先發(fā)展后規(guī)范的路子，走了不少彎路。把建設(shè)綠色礦山作為我們砂石行業(yè)礦山建設(shè)的初始目標，將可以讓我們少走彎路。
（黃東方 天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司）
編輯：金哲
