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。

唤醒沉睡的“钢铁粮仓”

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。划归首钢管理后,马城铁矿的建设步入了加速期。作为项目的建设方,首钢滦南马城矿业有限责任公司以高远的视角确立了“国内领先、国际先进”的目标定位;作为项目的设计单位,中冶北方工程技术有限公司创造性地提出采用分区多阶段同时开采的上向充填开采工艺。双方携手,着眼全球铁矿行业发展格局,突破传统办矿模式,走新型矿山发展道路,优势互补、共同规划、精心设计,解决了诸多技术难题,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产铁矿石2500万吨,铁精粉918.8万吨,是目前国内、国际规模最大的在建地下开采铁矿山。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。

采矿方面,在冶金矿山领域首创分区多阶段同时开采的上向充填开采工艺,在增大规模的同时,降低生产成本,实现规模效益;采用多元化采矿方法适应不同矿体赋存条件,最大限度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,提升高度超千米,单井提升能力近千万吨;设计了国内最深、长度最长、断面最大的主斜坡道,其施工冻结深度超百米、冻结长度逾千米,斜坡道总长超万米;首次使用炸药储运装系统,运输炸药原材料至井下,装药车自动装药,孔内形成炸药,大幅降低爆破环节安全风险;应用国内最大的连续料浆制备和管道自流输送充填工艺,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;采用世界领先的无人驾驶技术,实现运输环节无人化。

选矿方面,优化了碎矿流程结构,采用三段破碎+高压辊磨闭路流程,降低了入磨粒度,实现“多碎少磨”;将“能选早选,该丢早丢”的理念贯穿工艺全过程,采用多段干选作业,提前抛废,节能降耗;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。

在建设绿色矿山方面,首创多因素智能通风系统,实现分区、分时段的按需通风,降低能耗及成本;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;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。

在建设智慧矿山方面,马城铁矿将开创国内超大规模深井开采智慧矿山建设示范基地,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,构建消耗最少、吨矿成本最低的运营管理模式,以最小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。马城铁矿参与了2016年度国家重点研发计划重点专项中的多个课题,目前已启动的课题有“深地资源勘查开采”重点专项中的《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”重点专项中的《金属非金属矿山重大灾害致灾机理及防控技术研究》,为形成一批具有推广意义的研究成果奠定了基础。

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!