碳排放计算在矿山厂址方案比选中的应用.pdf
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1、第44卷第4期2023年有色治金设计与研究8月碳排放计算在矿山厂址方案比选中的应用罗飞1,朱杰2(1.中国瑞林工程技术股份有限公司,江西南昌330 0 38;2.江西省建筑技术促进中心,江西南昌330 0 0 0)【摘要 在“双碳”目标背景下,以某钨矿为例,将碳排放计算引入矿山项目的厂址比选设计中,对根据建设条件拟定的4个厂址方案进行比较,梳理不同厂址方案的主要可比基建工程量和可比运营成本,根据碳排放因子,计算不同厂址方案基建工程和生产运营部分的碳排放量,从而得到最优的厂址方案。实践证明,依据可比碳排放比较,得出的最优厂址方案,与根据计算投资和运营费得出的结论一致。【关键词 碳排放计算;矿山总
2、图;厂址方案比选中图分类号:TD21;X321Application of Carbon Emission Calculation in the Option Comparison and Selection of Mine Site2.Jiangxi Construction Technology Promotion Center,Nanchang,Jiangxi 330000,China)Abstract In the objective of thedual carbon,taking a tungsten mine as an example,carbon emission calcu
3、lation wasintroduced into the design of the mine site comparison and selection.The paper compares the four site options formulated based onconstruction conditions,analyzes the main comparable infrastructure quantities and comparable operating costs of different site options.Based on carbon emission
4、factors,the carbon emissions of the infrastructure and production operation of different site options werecalculated to obtain the optimal site option.Practice has proven that the most feasible site option according to the comparison ofcomparable carbon emissions is consistent with the conclusions d
5、rawn from the estimated capital cost and operating cost.Keywords carbon emission calculation;general layout of the mine;option comparison and selection of the site文献标志码:BLUO Feil,ZHU Jie?(1.China Nerin Engineering Co.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330038,China;文章编号:10 0 4-4345(2 0 2 3)0 4-0 0 43-0 5力争2 0 30
6、 年前实现碳达峰,2 0 6 0 年前实现碳中和,是我国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求作出的重大战略决策,也是我国向世界作出的庄严承诺。2 0 2 1年10月以来,国家连续发布关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见2 0 30 年前碳达峰行动方案等顶层设计文件,对碳达峰、碳中和工作作出总体部署2。目前,全国各省区、各行业均积极响应行动,开展碳排放计算、降碳路线图等多方面的研究。矿石开采需要大量的能源,包括电力、燃料等。这些能源的生产和使用都会产生大量的二氧化碳。因此,最优的厂址方案是确保矿山项目开发成本低、开采效率高的基础。而传统的厂址比选多侧
7、重于基建工程量和运营成本的计算,最终反映在费用现值收稿日期:2 0 2 2-11-0 7作者简介:罗飞(19 8 2 一),男,高级工程师,主要从事道路和总图运输设计工作。的比较。本文将以广西某钨矿为例,拟从碳排放量的角度进行厂址方案比选。1项目概况1.1建设条件本矿山位于广西壮族自治区博白县城。矿区村级水泥路通往附近的村庄,道路宽约4m,里程长约4km。从博白县经三育村至陆川县有二级公路相通,里程约37 km。陆川县内有黎湛铁路经过,矿区交通条件较为便利。矿区现有供电能力无法满足矿山生产需要,需从博白县城引人35 kV供电线路至矿区,并在矿区新建1座35 kV变电站。矿山下方附近有木湾河,距
8、选厂约2 0 0 m,水质、用水量均满足矿山建设需要,可作为新建矿山水源。441.2自然条件矿区属亚热带季风气候区,气候温暖潮湿,雨量充沛。年平均气温在2 2 2 3,最高温度为38.9,最低温度为2.1。平均年降雨量为17 9 6.7 mm,降雨集中在每年4 8 月份。矿区处于北回归线以南的低纬度,境内上空受东亚季风环流控制。常年主导风向为北风和东北风。矿区属低山地貌,地形较为陡峻,坡度多在30 40 之间。山脉总体呈北东走向,地势南部稍高,北部略低。最高点位于矿区西南边部,海拔2 7 6.8 m,最低点位于矿区北部,海拔约110 m。矿区浮土覆盖层厚,基岩出露差。矿区内主要水系为木湾河,由
9、南向北流经矿区中部。矿区内场地岩性复杂,岩石风化、岩溶作用强烈,工程地质条件较复杂。矿床水文地质类型属于岩溶溶隙溶洞充水、顶底板直接进水的矿床。矿体埋藏在当地侵蚀基准面以下,受河水溃水严重威胁。1.3建设规模该项目的业主为中型采选联合企业,以钨矿地下开采生产为主,生产规模为原矿2 kt/d,服务年限为2 1a。本项目主要是为选矿工业场地进行选址。至2021年,矿山已开采约1a,矿权范围内已形成斜井、选厂、尾矿库、生活办公楼及现状道路等设施。其中,选厂无法利用、斜井工程暂不利用;尾矿库和生活办公楼需改造后再利用。另外,本次地下开采需新建设施:混合井,提升机房,采、选工业场地,废石场,炸药库,充填
10、站及部分联络道路等。2厂址方案厂址的选择是一项仅次于生产规模和产品方案且与采选工艺方案关系紧密的、多学科(专业)系统论证、优化的综合性重大技术经济方案。本项目的选址主要为选矿工业场地的厂址选择。通过对现场地形初步踏勘和研究,结合矿山的运输,供水、供电等外部条件和采、选工艺流程配置要求,本项目在厂址选择时,拟定了4个方案进行比较分析。1)方案一:新建选矿工业场地位于现有选厂附近,距离采坑约1.3km。混合井位于新选厂南侧,井口标高为+2 30 m,回风井位于矿体下盘6 8 线,井口标高为+15 5 m,利用已有的斜井作为辅助进风井和安全出口。该场地现状已部分平基,且有现状道路可以利用。该方案配套
11、废石场为位于混合井以北约有色冶金设计与研究0.25km的1#废石场。该方案的优点是厂址位于木湾河西侧,物料运输距离近,且无需跨越木桐湾河;利用部分原有场地,可节省一定的土方平整和新建道路工程量;距离现状尾矿库近,近期尾矿运距相对较小;距离现有办公楼较近,利于集中管理。缺点是原矿运距超过1km,需增加1个井下生产安全出口,增加投资。2)方案二:场址拟选择位于矿体西南方向约0.8km,木桐湾河西侧,0 线附近的一处山坡。混合井位于0 线西侧,选厂南侧,井口标高为+2 2 0 m,回风井位于矿体下盘18 线附近,井口标高为+19 0 m。该厂址现状基本为林地,自然坡度大约为2 2。该方案配套废石场为
12、位于混合井西南方向约0.6 5 km的2#废石场。该方案的优点是厂址位于木桐湾河西侧,物料运输距离较近,且无需跨越木桐湾河;距离现状办公楼较近,利于集中管理;可兼顾远期南部资源开发;该厂址所在山坡较为开阔,坡度相对较缓,适合重选工艺选矿工业场地布置;距离二期梧坡尾矿库较近。缺点是中段石门略长,原矿运输距离稍远;距离一期现状尾矿运输距离相对较远。3)方案三:场址拟选择在矿体东南部约0.6 km,矿体下盘16 线附近。混合井位于16 线附近选厂南东侧,井口标高+2 30 m,回风井位于矿体下盘6 8线,井口标高+15 5 m,利用已有斜井承担矿区北部污风的排放任务,并作为井下安全出口。该厂址现状基
13、本为林地,自然坡度大约为2 4。该方案配套废石场为位于混合井以北约0.32 km的3#废石场。该方案的优点是原矿运输和废石运输距离相对较近。缺点是厂址位于木桐湾河东侧,物料运输距离较远,且需跨越木桐湾河;距离近期和远期尾矿库均较远。4)方案四:场址拟选择在矿体南部约0.6 8 km、木桐湾河东侧6 线附近的一处山坡。混合井位于6线附近选厂南侧,井口标高+2 10 m,利用已有的斜井作为回风井。该厂址现状基本为林地,自然坡度大约为2 5。受地形条件和征地拆迁条件限制,该方案周边无适宜地配套废石场,仅能利用3#废石场进行废石堆存。该方案的优点是原矿运输相对较近,土方工程量相对较小。缺点是厂址位于木
14、桐湾河东侧,物料运输距离较远,且需跨越木桐湾河;附近没有合适的配套废石场,废石运输距离很远。具体厂址总平面布置方案见图1。第44卷第4期3石碳排放量计算本次厂址方案的比选将对由于厂址不同而导致基建工程和生产运营的碳排放(可比部分)差异进行计算,找出碳排放量最小的厂址方案。其中,基建工程(可比部分)分为地下工程和地面工程,生产运营(可比部分)分为原矿及废石的运输和尾矿输送。根据各厂址方案预估的工程量或运营消耗,换算出相应的能源消耗量(可比部分)。3.1地下基建工程(可比部分)碳排放计算地下基建工程分为开凿和支护两部分。1)开凿表1地下基建工程开凿部分、支护部分(可比部分)工程量及产生碳排放量开凿
15、部分支护部分厂址方案开凿工程量/m3柴油用量/kg方案一39 627.89方案二31 936.55方案三31 147.29方案四30523.453.2地面基建工程(可比部分)碳排放计算地面基建工程(可比部分)主要包括土石方工程和场地(路面)硬化两个部分。1)土石方工程碳排放计算。土石方工程部分碳排放主要由土石方开挖碳排放和运输碳排放组成。根据研究显示,土石方工程中每开挖1m的土产生6.2946kg二氧化碳排放4。中国交通年鉴2 0 11中碳排放计算在矿山厂址方案比选中的应用N灌水渠1#废石场现状变电站现状选现状将废卉)尾矿库广址方案现状道路现状生活办公楼2#废石场联络道梧坡圳尾矿库权范围图1厂
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