近年来，随着更加广泛的资本进入，我国砂石行业呈现一种蓬勃发展的好势头。自“十一五”至今，我国砂石工业呈现一种加速发展的好势头。现代混凝土和高速铁路等重点建设工程对砂石的技术要求越来越高，能满足其要求的天然砂石数量越来越少，为了补充砂石市场的刚性需求，人工砂石骨料成了建设用料的首选。近年来加上国家对天然砂的开采控制，新增产能基本上以人工砂为主。但不可否认的现实就是，每年上百亿吨的产能绝大多数是中小规模砂石厂所创造，大规模现代化的生产线太少，拥有现代化开采工艺矿山的生产厂更是凤毛麟角。几乎整个行业中普遍存在的一个问题，就是忽视了矿山的因素。即使对于拥有自备矿山的业主来说，从笔者看到过的一些实例来看，从环保与安全的角度出发来评判，其给人的印象也不是太好。对于较小规模的生产线来说，因为每年所需矿石量较少，或者干脆采用的是外购民采民运的矿石，对于这样的企业主，矿山工程的建设可能还是个陌生的话题。
　　
　　砂石企业要想做大，是绝对绕不开矿山这个主题的。近些年矿山行业的规范化健康化发展，得到了我国政府部门的高度重视。自2010年8月，国土资源部发布《国家级绿色矿山基本条件》开始，我国矿山行业的发展就走上了一条有别于以往的发展模式之路。国家工信部组织制定的《建材工业“十二五”发展规划》，以及中国砂石协会制定的《砂石工业“十二五”发展规划》，从实施“资源、环保、安全、和谐”发展战略，实现产业转型升级的角度出发，对砂石行业制定了详尽的发展规划。现在让我们来重温一下“十二五”规划中所倡导的六个方面：
　　
　　1、 建立稳定、大型、现代化砂石产业供应基地；
　　
　　2、 建立现代化碎石设备生产基地；
　　
　　3、 对再生资源的综合利用；
　　
　　4、 实施行业准入制度、制定相应标准；
　　
　　5、 推动绿色矿山建设与发展；
　　
　　6、 发展企业信用体系建设。
　　
　　以上六个方面全面而系统地指明了砂石行业的科学发展方向。按此要求，整个行业的发展可以不走弯路。行业的健康发展，既能造福于社会，又能让所有从业者获益，将是一个多赢的选择。
　　
　　近几年，随着国内水泥行业产能过剩及结构调整，水泥企业凭借着资金与技术的优势，尤其是拥有稳定的矿石资源，以及对矿山开采技术的熟练掌握，开始大举进军砂石行业，现在水泥企业新建的砂石生产线一般规模都在年产百万吨级以上，有的甚至达到了千万吨级。这可能会带来砂石行业的大变革，从而加快产业升级的步伐。
　　
　　我们天津院所参与过的国内外砂石生产线的建设实例，均是从矿山开采到砂石生产线建设一条龙的服务过程。如何建设特色矿山，绿色矿山，如何建设高效砂石生产线，下面就此几个方面，谈一谈我们的感受，并提出一些建议，供同行们参考。
　　
　　一、绿色矿山与矿山工程建设
　　
　　《国家级绿色矿山基本条件》具体规定如下：1．依法办矿；2．规范管理；3．综合利用；4．技术创新；5．节能减排；6．环境保护；7．土地复垦；8．社区和谐；9．企业文化。本人感觉这是一个以绿色矿山为着力点与出发点，对矿山提出的一个全新的全面的综合性的要求。以前国家各部委都先先后后对矿山提出了各种各样的要求，有技术要求，有创新要求，有环保要求，有安全要求等等，矿山有环境评价、安全评价、地质灾害评估、水土流失评估，有采矿证技术文件评估等等。这次对我们矿山的设计、建设与生产管理工作，提出的是一个系统性的要求，囊括了以上所有方面。
　　
　　创建绿色矿山，首先离不开设计工作。上述九条规定中的第三至第七条，与设计工作直接相关，其它四条也是关联性较大。如果设计方案存在问题，无疑会给将来矿山的管理与生产带来较大的困难。
　　
　　创建绿色矿山，对于矿山工程的具体建设工作也提出了较高的要求。从设计图纸的会审，到施工准备、实体工程的实施、工程监理、调试运行、竣工验收等。一个先进的矿山工程必然是一个建设质量合格乃至优质的工程。
　　
　　创建绿色矿山，生产管理尤其重要。现在很多中小型矿山采用民采民运的方式来开采，没有系统性的规划与设计，开采方法原始落后，采矿设备效率低下，存在较大的安全隐患，矿山环保更是无从谈起，这些均是与上述九条规定背道而驰的。建设大规模生产矿山，采用先进的开采设备，建立现代化生产管理机制，应该是行业发展的方向。
　　
　　从笔者多年的实践经验来看，没有矿山所属企业的领导重视，上述目标的完成是件根本不可能的事。结合我们建材行业已获得“绿色矿山”称号的企业来看，无一不是所属集团的领导高度重视、亲自督促、综合管理、拨付专项经费、建立考核制度等的结果。
　　
　　二、矿山开采方式的正确选择
　　
　　矿山的开采规模有大有小，地质成因与地形因素有的简单，有的复杂，不同的矿山适应不同的开采方法。首先“一面墙”式的开采方法应该是被摒弃掉的，此种方法不仅安全性无法得到保证，而且产量无法提升，其还有一个最大的危害，就是它往往破坏了整个矿山的自然地形，导致矿山的总体开拓系统很难再合理布置或者无法布置，极大地提升了后续矿量的开采成本，或者后续矿量无法再被开采出来。民采民运这种模式本身如果得到了较好的管理，也能发挥出它一些特点来，但是实际中其往往就成为了滥采滥挖的代名词。我们的企业主只管收购合格矿石，而对矿山中的一些必要的剥离工作与采矿顺序等问题不闻不问，结果导致矿山包产单位，为了减少开采成本，在矿山上是哪里好采就采哪里，成了破坏性开采。
　　
　　一般而言，当砂石生产线的年生产规模超过百万吨级之后，我们建议就一定要建设有自己的矿石原料基地。这样做尽管初期建设投资增大了，但是后续总体矿石成本有可能反而还比外购矿石有所降低。拥有自己的矿石基地之后，矿石的稳定供应就有了保证，且砂石成品的质量也能得到保障。另外如果自己矿山储量较大，企业再扩建后续生产线的话，只需在矿山上增加部分投资，即可满足新增要求。一般地，矿石的开采成本会随着矿山的开采规模的增大而逐步降低。
　　
　　正规的矿山开采，应采用自上而下水平分层开采法。如果矿区范围过大，为了节省开采成本，可以采用适当的分期分区开采。至于矿石的运输方式，是采用连续运输还是半连输或者不连输方式，则要具体矿山具体分析了。
　　
　　三、选择最优矿山
　　
　　建设绿色矿山，首先矿山的自身条件要合适。理论上，地壳中的三大岩石类型均可用来生产砂石，以满足不同的建设需求。这种特性就决定了砂石原料矿山的可选择面较大。但是从经济性方面而言，相比较其它矿种来说，它是个廉价的矿种，因此决定了对于砂石矿山的资金投入不可能超过一定的额度。自身条件好的矿山，在建设绿色矿山的过程中遇到的困难就会少一些。这样在前期选择矿点时，就要进行综合比较。一般地，新矿点的选择，可以从两个方面进行考察：一是矿山本身的条件如何；二是与砂石加工厂的相对位置关系如何。
　　
　　一般地，评价一个矿山条件的好坏，主要要考虑以下三个方面的问题。
　　
　　1、矿山地质条件
　　
　　矿山地质构造方面不能太复杂，否则会给开采成本开采安全等方面带来不利影响，工程地质条件也要相对简单些为好。这是个比较专业的问题，建议找专业人士去判断。
　　
　　2、矿山地形条件
　　
　　矿山地形条件的好坏很大程度上决定了将来开采的难易程度，从而对生产安全性、生产年经营费用的高低等因素产生重大影响。
　　
　　3、矿区环境
　　
　　以前这个因素没有现在这么敏感，现在几乎所有的新矿山都要受到周边环境因素的影响，有些甚至让矿山的建设与正常生产举步维艰。矿山的正常生产影响范围之内的周边如果有村庄、各种等级公路、铁路、高压线、河流、农田、各种建构筑物及其它设施的话，那么矿山的建设与生产成本可能会提升很多，这些对于矿山工程无疑是挥之不去的负面影响因素。
　　
　　另外，矿山与砂石加工厂的相对位置关系，也是前期矿点选择所必须重点考虑的因素。建议加工厂尽量靠近矿山。如果距离过长，二者之间必然要通过运输公路或者长胶带机相连接。距离越长，这些设施的建设难度、建设成本与运输成本都相应要增大，管理难度也要相应增加。二者靠近了，既可以大大节省运输费用，又可大量节省能源消耗。
　　
　　四、正确认识自己矿山的矿石特性
　　
　　矿山的矿石特性会影响到砂石产品的很多质量特性，当矿石的某些特性发展到一定程度时，会决定砂石产品的很多质量特性，此时不是靠改变生产线工艺流程能够去改变的。对于选择火成岩来生产砂石的，抗压强度要求大于80MPa；变质岩的则要求大于60MPa；水成岩要求超过30MPa。以碱活性物质为例，我国现在大部分企业均是以石灰岩或白云岩为原料来生产骨料的。据我们天津院的近三百个大中型矿山的地质统计数据来看，石灰岩与白云岩里的化学成分含量变化基本上都有个相同的规律，就是有用矿物组分与有害物质组分的含量大多都呈现一种负相关的线性关系；且从全国范围内看来，碱活性物质在石灰岩与白云岩里的分布基本上呈现一个较为明显的地域特性。了解这些情况后，可以有针对性地更加客观地去制定生产线的成品质量指标，从而选择更加合理的生产工艺流程与主机设备，来达到企业所预定的目标。
　　
　　至于其他的质量指标，例如颗粒级配、石粉及泥块含量、表观密度及含水率等，可以通过选择合适的生产工艺来达到标准，因为这些牵涉具体的工艺流程布置的问题，本文不再详述。
　　
　　不同岩石种类的特性，对砂石产品的影响因素有所不同。下面以我们最常见的骨料产品来说，混凝土用骨料产品一般采用沉积岩中的石灰岩或白云岩来生产。一般地，影响到砂石产品质量特性的此类矿石特性有以下几个主要因素：
　　
　　1、矿层的节理裂隙发育程度；
　　
　　2、矿石的风化程度；
　　
　　3、矿层的含泥量或者夹层的情况；
　　
　　4、矿石的硬度指标与坚固性等物理指标；
　　
　　5、矿石的碱活性物质含量；等等。
　　
　　以上情况应与地质队进行密切的配合，认真阅读地质资料，在制定企业砂石
　　
　　骨料产品的目标时，充分考虑自己矿山的矿石特性，以免出现产品质量无法达标的情况发生。
　　
　　五、建设现代化的生产矿山
　　
　　良好的规划与设计是建设绿色矿山过程中的一个最关键的影响因素。应聘请高水平的设计单位，结合矿山所属企业的风格特点，进行有针对性的设计。
　　
　　规划设计中，应针对不同的地形地质特点，选择合理的开拓运输系统，布置开采方案，合理布置矿山总平面。设计院应采用先进的设计手段与方法，对矿山开拓运输方案进行多方案必选，做到所选方案为最优方案。如需要设置废石场的，要做好废石场的稳定与泥石流等的预防措施设计。
　　
　　开拓运输系统的选择是设计中的关键。竖井—平硐系统对比公路—汽车运输系统，就具有很明显的节能环保特点，只要是矿山比高超过150m的，就可以考虑是否能采用该系统。
　　
　　矿区外部的矿石运输，尽量采用胶带机运输方案，比汽车运输成本能显著降低，节能效果显著。
　　
　　对于矿区的环境评价方案、水土保持方案以及生态恢复与绿化方案，设计中应有专门的方案与投资，该项投资应进入矿山总投资费用之中，基建与生产中做到专款专用。其中矿区的绿化恢复设计，应注意与周边原有生态保持一致，对于原有生态环境不佳或本身已遭破坏的，应当重新规划，通过政府相关部门组织的外部评审之后，再付诸实施。
　　
　　近些年来，设计方法不断更新，三维地质矿块模型系统在石灰石矿山的应用不断增多，标志着我国建材矿山的设计不仅迈入了数字化设计时代，扣响了矿山信息化管理的大门。我们天津院的矿山数字化设计工作一直走在同行业的最前面，目前该项工作正被广泛应用于我院所承建的所有国外项目及国内部分大型矿山中。
　　
　　现在矿山新技术新设备不断出现，为矿山的大幅节能创造了条件。矿山的每一次的采矿工艺革新与进步，都是新技术新设备推动的结果，与之相对应的是，人们对于新工艺的追求，又促使新技术与新设备的诞生。
　　
　　现在山上开采设备随着国外先进设备的大规模引进，一批单位能耗低、单台产量大、操作简单、维护方便的新型设备正大批量被建材矿山所采用。如VOLVO、卡特等的矿山系列设备，包括大斗容的装载机、挖掘机及大装载量的运矿汽车等，此外新型液压钻机、采用了新技术的爆破材料，移动式空压机等均已被广泛采用。
　　
　　胶带机输送设备方面，近些年的技术进步也是非常惊人。现在的胶带机在带速与带强方面均比以前有了大幅度的提高，使得采用与以前相同规格的胶带机，其输送能力得到了大幅的提高，极大地节约了吨矿石能耗成本。在以前的普通平皮带的基础上，现在长距离曲线胶带机、管状胶带机、大倾角胶带机以及大块胶带机等技术层出不穷，能适应矿山不同的工况。这些技术的进步带来的是矿山成本的显著降低，工人劳动强度的大幅下降，以及单位工人的劳动生产率的大幅提升。此外移动式胶带机的技术规格越来越多，能适应矿山工作面的矿石输送，以及各种场地对矿石的不同输送的要求等。
　　
　　绿色矿山的建设，至少首先在矿山绿化方面是合格的，这是给人一个基本的好印象。矿山设计文件中，应有绿化专项资金。针对土地复垦生态恢复与绿化主要包括以下几个方面：采矿场各类边坡的治理与绿化；采矿场闭坑之后的土地复垦与恢复；废石场的土地复垦与绿化；各种道路及工业场地等的绿化等等。
　　
　　六、砂石骨料加工线建设的几点建议
　　
　　据我们了解的情况，现在进行砂石生产线设计的单位五花八门，既有设计院，也有施工单位，也有设备厂家，还有的是业主自行进行简单的规划后，交由施工单位去施工。倒不是说所有的业主都是在想去省那点设计费，而是很多人还没有意思到问题的存在。对于以前生产规模较小的生产线，因为工艺线简单、占地面积较小，其设计过程的确可以简化从事。但是对于新建的年产量超百万吨级的生产线，建议还是应该有正式的设计规划。因此建议最好选择有经验的设计院来进行项目的整体规划与设计，也可交由设计院来进行交钥匙总包。天津院基于丰富的技术积累，从04年起就开始进军砂石骨料行业，已完成诸多大型生产线的建设，积累了较为丰富的砂石骨料设计经验，完全可以为国内外业主服好务。近几年我国一些新建的砂石生产线不能达到业主的初始预期，就与没有一个良好的规划设计直接有关。
　　
　　矿点的选择、工厂总图的布置、工艺方案的确定、设备的比选等，牵涉的专业包括矿山、总图、土建、电气等，想达到比较理想的效果，就需要比较专业的技术。
　　
　　在选择厂址时，并非一大块空平场地就是最好。利用山坡地形的高差，有时能更方便地布置生产线各车间，既可以让各生产节点有序地分开，也能减少场地整平时的土石方工程量。这种地形上布置的总图，可以做到功能分区明确，高低错落有致，如果加上适当的绿化，厂区可以达到很美观的效果。
　　
　　设备型号的选择与工艺流程的选择密切相关。考察设备时，可以进行多厂家多设备比选，选择最优搭配，而不要局限于某一个厂家的所有设备。
　　
　　在考察设备使用情况时，一定要同时考察它的矿石特性，不能进行的类比。同样的设备，在一个地方用得好，不代表在另一个地方也能很好的适用，因为设备所处理的对象——矿石，可能特性发生了很大的改变，这点往往被很多业主所忽略。
　　
　　现在我国的大多数砂石生产线，给人的印象就是灰尘漫天，噪声很大。从原料的堆放，到成品的储存，基本上都是在露天进行。晴天是灰，雨天是泥。很多厂区没有收尘设施，厂区内道路及场地很多没有硬化处理。现在新上马的生产线往往厂区面积较大，应事先进行周到妥善的设计。建议安全及环保设施应从设计阶段就考虑，作为建厂的必要条件，一起付诸实施。
　　
　　我国的砂石骨料行业目前正面临产业升级与转型的时期，正处于规模化大发展的起步阶段，现在进行战略布局、愿意进行大手笔投资的将是具备战略眼光的一种体现。砂石工程的大规模发展离不开配套矿山工程的建设与发展。客观的说，我国水泥矿山行业所经历的就是一条先发展后规范的路子，走了不少弯路。把建设绿色矿山作为我们砂石行业矿山建设的初始目标，将可以让我们少走弯路。
　　

（黄东方 天津水泥工业设计研究院有限公司）

编辑：金哲