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超大型绿色智慧矿山！这是马城铁矿的正确打开方式

中国冶金报社 · 公众号 · · 2017-06-20 17:18

正文

冀东平原上的璀璨明珠

河北省因地处黄河以北而得名，简称“冀”。作为太平洋成矿域的一部分，在漫长的地质历史发展过程中，这片丰沃的土地经历了多期构造运动，形成了丰富的矿产资源，铁矿储量一百多亿吨，铁矿石产出量位居全国首位。而马城铁矿以12.25亿吨的资源量独居鳌头，成为冀东平原上一颗璀璨的明珠，被誉为河北丰厚的“钢铁粮仓”基地。

丰厚的钢铁粮仓基地

马城铁矿的第一次现身，最早可追溯到上个世纪七十年代初。我国地质测航大队，在马城镇一带发现了一个巨大的航磁异常，推断为磁铁矿所引起。中国冶金地质总局一局五一五队随即展开了地面查证工作，并经钻孔验证，确定为大型铁矿，矿区面积29平方公里。2008年2月，中国冶金地质总局第一地质勘查院在该矿区实施勘查，并形成了近十万字的《马城铁矿详查报告》。2013年10月中国冶金地质总局第一地质勘查院完成了《河北省滦南县马城铁矿补充勘探报告》,勘查结果表明，马城铁矿探明资源量达12.25亿吨，矿石平均品位TFe35.45％，成为上世纪八十年代以来中国探明的规模最大的铁矿床，“钢铁粮仓”的名号也因此而来。

从被发现到正式开发建设，马城铁矿经历了近四十年的沉睡期，迟迟未开发的原因不是“不想”而是“不能”。马城铁矿位于第四系强含水层以下，含水量丰富,并受滦河水系直接补给。正是由于地下水的影响，导致马城铁矿的开采成为当时采矿界和水文地质界的重大难题。为系统解决矿山开采与排水问题，行业内的专家学者曾经在上世纪七十年代召开过全国性的论证会，论证结果表明：以当时的技术和经济水平,无法解决矿山的排水难题，种种不确定因素使得矿山开采难上加难，马城铁矿的进一步勘探和开发也因此搁浅。

2009年12月，河北钢铁集团开始着手马城铁矿的开发建设。2014年7月，北京市人民政府与河北省人民政府签订了《共同打造曹妃甸协同发展示范区框架协议》，作为实施京津冀协同发展国家战略的重要举措，河北省人民政府同意将马城铁矿资源调配给首钢集团。

中冶北方凭借在冶金矿山采选设计领域的独特优势，成为马城铁矿的“总设计师”，提出采用分区多阶段同时开采的上向充填开采工艺等多项创新技术，解决了开采过程中诸多技术难题，契合了绿色发展的时代主题，唤醒了马城铁矿这座沉睡了多年的“钢铁粮仓”。

崛起的超大型绿色智慧矿山

马城铁矿建设规模为年采选铁矿石2500万吨，年产铁精粉918.8万吨，是目前国内规模最大的在建地采铁矿山，建成后将成为国内最大的充填法开采矿山。

瞄准世界一流的地采矿山

高起点谋划

高品质打造

高效率推进

为把项目规划好、建设好，做到吨矿成本最低，全员劳产率最高，核心技术掌控，马城铁矿高起点谋划，以建设“国内领先、国际先进”的超大型绿色智慧矿山为目标，确立了“规范、高效、绿色、生态”的发展理念，在实现企业经济效益的同时，不破坏当地自然生态环境，将循环经济理念贯穿设计、建设和生产的全过程，提升马城铁矿在国际市场中的竞争力。

世界领先的采选设计理念

中冶北方站在冶金矿山建设国家队的高度，以领先的技术和创新的理念将打造绿色、环保、智慧矿山的设想变为现实。

首创分区多阶段同时开采的上向充填开采工艺

马城铁矿在设计工艺上首创分区多阶段同时开采的上向充填开采工艺，将矿体以-540m水平为界划分为上下两采区，同时开采，矿山总规模达到2500万t/a。在增大规模的同时，降低生产成本，实现规模效益。

多元化采矿方法适应矿体赋存条件

马城铁矿为提高矿山开采效率，据矿体赋存特点，从厚度、倾角和夹石情况分区域，分别选用了多样化的采矿方法。在不增加施工工艺难度的同时，最大限度的提高采矿效率和资源回收率。

采用世界装机容量最大的提升设备

马城铁矿属于超大规模超深井开采方式，在工艺设计之初就选用了业界最成熟的采用竖井-斜坡道联合开拓方案，其中主井的提升高度为1139.5m，选择了世界上最大的提升设备，单井（单套提升系统）可完成770万t/a（矿石700万t/a、岩石70万t/a）的矿岩混合提升任务，建成后将成为国内冶金矿山单井提升能力最大。

设计了国内最深、长度最长、断面最大的主斜坡道

马城铁矿主斜坡道总斜长10050m，净断面24.75 ㎡，大型设备无轨设备不需拆卸可直接通过斜坡道进入井下，建成后将成为国内深度最深，长度最长、断面最大的主斜坡道。

国内最大的连续料浆制备和管道自流输送充填工艺

地下矿石的开采势必为导致地表的塌陷，为了确保体表的稳固和尾砂回收，马城铁矿采用了连续充填工艺。选用大直径深锥浓密机充填料制备系统，利用3台Φ25m深锥浓密机作为尾砂浓缩及存储设施，单套系统制备能力可达210m³/h，实现了24小时不间断、连续、大流量充填料浆制备及管道自流输送。实现了尾矿不落地、零排放，尾砂直接进入充填系统。建成后将成为国内最大的连续充填系统和无尾矿山。

国内最大的电机车与世界一流无人驾驶技术

马城铁矿联合庞巴迪、夏尔克等国际领先的无人电机车运输控制与制造商，采用自动化驾驶有轨运输技术，使得马城运输系统同国际一流矿山接轨，实现运输环节的无人化。按照设计方案，井下矿石运输采用46吨电机车牵引12辆18立底卸矿车，每列车有效装载量为462t，单列车长度为总长约73.5m，电机车、矿车都是国内运载量最大的地下运输设备。

国内最大的破碎和磨选设备打造低能耗选厂

破碎工艺：矿石破碎能耗非常高，马城铁矿采用先进的三段破碎+高压辊磨闭路流程，降低了入磨粒度，实现"多碎少磨"，降低能耗。

磨矿工艺：马城铁矿按照超大型选矿厂设计并建设，其能力达到2500万t/a，在设备方面，一段磨矿选用三台MQY60×85大型球磨机，二段磨矿选用三台MQY55×85大型球磨机，装备均属国内一流水平。

选矿工艺：提出了“能选早选，该丢早丢”的理念，矿石在粗碎后增加大粒度干选作业，提前抛废，减少后续破碎作业矿量，节能降耗。

精矿输送：采用大流量长距离精矿管道输送方式，架设一条顺畅、绿色、低成本的运输通道。

国内首创多因素智能通风系统

马城铁矿采用分区通风、划分为9个通风分区，每个分区构建独立的通风单元，方便管理；采用分季节通风，夏季总风量为2200m³/s，冬季需风量为1830m³/s，采用变频风机，达到按需通风，降低能耗降低成本，创造矿山安全舒适的工作环境。

完备的水资源和废石综合利用技术

利用矿山地下涌水作为冷、热源，应用热泵技术解决夏季制冷及冬季采暖等问题，全年可节约标准煤13223.7t。马城铁矿地下水热能回收符合我国绿色矿山建设要求，节能减排效果明显。

建设井下砂石制备系统，将井下废石加工成井巷支护所需的砂石料，实现了大规模废石在国内地下矿山的首次利用。本着减量化、资源化、再利用的原则，选矿产生的尾砂，通过分级处理技术，生产建筑用砂，其余全部用于矿山充填，做到无废生产，资源综合利用。

国内超大规模深井开采智慧矿山示范基地

依托互联网+智慧应用，物联网技术、大数据分析和人工智能，把资源、设备和人有机地结合在一起，推动各环节的数据共享，实现产品全生命周期和全流程的数字化，实现资源开采可视化、设备管控智能化和可控化、信息传输网络化、生产管理与决策科学智慧化，努力成为追求和践行智慧矿山的领跑者。

构建现代矿业发展愿景

马城铁矿的建设不仅仅是一座铁矿山的开发利用，而是要探寻一种有效的途径，实现经济和行业新常态下矿山企业的转型升级，构建现代矿业的发展愿景，谋划现代矿业企业的实现途径。一是以安全、环保为核心的规范开采，安全就是应用信息化、自动化技术，使生产过程中潜在的各种事故风险和伤害因素始终处于有效控制状态。环保就是要严格遵守环境科学规律办事，做到矿区周围村庄不搬迁，土地照常耕种，河流不改道，实现无废外排，最大程度降低对环境造成的影响；二是以创新技术为手段的全流程降本增效，通过持续推进科技创新，提升设备工艺技术状况、强化生产过程管控、优化资源和人力配置，构建消耗最省、吨矿成本最低的运营管理模式，以最少的投入获得最大的产出。

为了能将矿山建设成果和创新技术在行业内进行推广，打造具有市场竞争力的智慧铁矿。马城铁矿联合项目设计单位中冶北方及相关院校、研究院联合申报了2016年度国家重点研发计划项目中的多个课题，目前已启动的课题有“深地资源勘查开采”专项中的《深部金属矿建井与提升关键技术》以及“公共安全风险防控与应急技术装备”专项中的《超大规模矿山重大灾害预控与充填技术》与《金属矿山完整性安全开采理论研究》，为形成一批具有推广意义的研究成果奠定基础。

在钢铁行业步入新常态的背景下，铁矿行业已经从高投资、高增速的快速发展期，向提高行业集中度、改革创新、降低生产成本的改革调整期过渡，这使得绿色开采、深部开采和智能开采成为我国铁矿行业未来的发展趋势。马城铁矿正是这一趋势的助推者和践行者，秉承“规范、高效、绿色、生态”的建矿理念，朝着“国内领先、国际先进”地下智慧矿山的目标迈进，让马城铁矿这座“钢铁粮仓”焕发出生机与活力，实现中国铁矿行业的世界矿山梦！

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