降低地下铝土矿开采贫化和损失的措施

降低地下铝土矿开采贫化和损失的措施

侯翔

中铝中州矿业有限公司  河南 渑池 472400

摘要：阐述了豫西某铝土矿地下开采的技术条件、采矿方法 ,分析了该铝土矿地下开采工艺过程中的贫化和损失原因 ,提出了降低贫损指标的具体措施。

关键词：铝土矿；地下开采；贫化和损失；措施

0引言

据统计，我国铝土矿资源多以缓倾斜薄矿体为主，矿体埋藏浅，呈层状分布，矿体顶底板软弱破碎，开采条件复杂，地下开采难度大。在目前的保有储量中，铝土矿资源基本采用露天开采，但经过近50年的开采，埋藏浅，能采用露天开采的铝矿资源越来越少，高品位、高铝硅比的资源更少，越来越多的铝土矿资源将逐步转向地下开采。但目前我国开采这类矿产资源，由于矿体的直接顶板非常破碎，许多矿山一般都采用预留矿石护壁的采矿方法，矿石回采率低、损失大，同时直接底板的破碎也导致矿石的贫化率比较高。随着社会对铝土矿产资源需求的不断增加和易采资源日趋枯竭，降低地下铝土矿开采贫化率和损失率，充分高效利用铝土矿资源，显得尤为重要。

1开采技术条件

豫西某地下铝土矿矿体为典型的缓倾斜薄矿体，矿体形态复杂多变，矿体顶底板软弱破碎，同时矿区范围内分布有较多民采空区，地表有许多工业建构筑物、民房和田地，地表不允许陷落，开采条件复杂，难度大。矿体形态主要呈层状、似层状、少量呈透镜状。矿体厚度由0.25～23.4m，平均厚3.5m，倾角5°～25°，一般15°左右。矿体赋存于石炭系上统本溪组中段（C2b2），直接顶板为石炭系上统本溪组上段（C2b3），岩性以粘土岩、铝土岩、炭质页岩为主，厚2m～4m，质软、有韧性，岩体结构为散体状，岩石稳定性差，易受力弯曲变形，质量等级低劣。直接底板为石炭系上统本溪组下段（C2b1）铁质页岩，岩体呈块状或散体状，厚1m～3m，岩石稳定性差，质量等级劣～中等。

2采矿方法

由于矿体价值不高，而且地表不允许陷落，因此可排除充填和崩落采矿方法，适宜矿体的采矿方法只能为空场采矿方法。根据矿体的赋存条件，选用全面采矿方法和房柱采矿方法。对于矿体厚度小于4m的地段选用全面采矿方法，大于4m的地段选用房柱采矿方法。矿块沿矿体走向布置长度80m～100m，中段高度30m，倾向长60m～100m，采场之间留设连续间柱宽4m，矿房宽10m～12m，矿块内留设不规则圆形矿柱，圆形矿柱直径3m，矿柱应尽量布置在夹石带和贫矿段内。当斜长超过50m～60m时，设副中段，分段上、下布置采场，上、下留设连续中段矿柱，中间留设连续分段矿柱，宽各3m。沿采场中央轴线布置切割或凿岩上山。

3矿石贫化和损失原因分析

矿石贫化与矿石损失密切相关，因矿体顶板为炭质泥岩，极不稳固，随着顶板暴露时间延长，岩层不断风化，顶板极易冒落，造成废石混入率高，矿石贫化严重。

（1）在采切工程施工时，技术管理不到位，未能及时准确把握矿体边界和空间产状，二次圈定不准确，同时造成回采过程中矿石损失率和废石混入大。

（2）回采过程中，由于顶板不稳固塌落，部分矿层有夹层不易剔除，电耙出矿时耙入底板围岩等原因，造成生产过程中的矿石贫化，从而导致矿石质量下降。

（3）对于矿体厚薄、贫富不均的采场，没有将矿石按照高低品位分别开采，在爆破、铲装过程和堆放过程中没有做到分级管理，缺少装运和出井后的废石挑拣工序。

（4）资源负变严重，采场设计根据勘探资料设计出矿量，但经采切工程揭露矿体后发现，矿体底板起伏较大，导致矿体变化较大。与设计相差很大，加上较多采场发现采空区，造成实际采出矿量下降。

（5）目前采用空场采矿方法，顶板为粘土岩、铝土岩、炭质页岩，极为不稳固，部分矿层亦不稳固，初步设计按照50cm护顶矿层设计采场，在实际开采过程中很多采场须预留80cm以上护顶矿才能护住顶，此矿量均计算到损失矿量中去，导致回采率下降。

（6）2米以下薄矿体开采难度大，现有设备无法进入，人工回采安全风险大，成本高。特别是1米左右矿题很多无法开采，但在设计中0.8米以上矿体都划入可开采储量中。

4降低贫化和损失的措施

（1）加强技术管理工作，重点管控现场施工的有序性和有效性。强化地质技术工作的管理，二次圈定工作要充分利用勘探资料，准确描述采场现状特别是矿体揭露情况，提高二次圈定矿体的准确性、及时性，完善“一采场一档案”；同时要根据二次圈定的成果，及时修改采场单体设计，修正地质剖面图，提高回收率，有效延长矿山服务年限，降低贫化率，实现资源矿山的真正价值。

（2）基建勘探的工程网度为50m×30 m（走向×中段高），满足《铝土矿、冶镁菱镁矿地质勘查规范》（DZ/T0202-2002）规范要求，但铝土矿起伏变化大，此勘探网度仍难很好地控制矿体。例如，现场有些钻孔见矿7~8m厚，但距钻孔附近2m左右就变薄（1~2m厚），甚至尖灭。需进一步对勘探成果进行分析，提出适合段村雷沟矿的生产勘探手段，为后期生产勘探设计与实施提供依据。

（4）各采场的矿体厚度和品位是变化的，为了提高矿石回采率和出矿品位，矿柱应尽量留在无矿区、低品位区和薄矿区。同时需要根据每个采场的矿体开采技术条件和顶底板围岩条件，确定合适的采场地压管理和护顶方式。

（5）在采场回采过程中要及时对矿石进行取样化验，便于掌握矿石贫化等相关指标。回采的同时应做好测量工作，严格按照设计方位进行放点施工，控制好采场回采边界及采幅，留设好护顶矿层，精准指导现场施工，不欠挖不超采。

（6）单个采场应采取强采强出措施，缩短采场的回采周期做到应采尽采，避免断断续续开采，在采场失稳前将矿体采出，减少矿

（7）需要进一步研究薄矿体的采矿方法，通过技术创新和工艺创新，推广适合不同矿体的采矿工艺，提高矿石的回采率。对于品位较高薄矿体，研究探索通过先掏掘部分底板围岩，再进行回采矿石的方法，提高资源利用率。

（8）进一步梳理现有采场资料，准确测算目前矿石损失率、废石混入率、矿量负变率等技术经济指标，挖掘问题深层次原因，制定整改目标和措施，为后期采掘设计提供可靠的依据以及后期采掘施工提供经验和技术支持。

5结语

通过总结该缓倾斜薄铝土矿地下开采经验，结合沉积型铝土矿的赋存状态，采取技术措施和管理措施，虽然降低了地下开采铝土矿体矿石贫化和损失。但我国地下铝土矿开采尚处于开始阶段，在未来大规模开采实践中还要结合各矿开采技术条件，不断优化矿山井下基建工程，解决矿山规模化高效地下开采过程中的采矿方法、采场结构参数、采矿工艺、出矿方式与设备配套、采准切割工程的优化布置、采矿过程中的安全防范措施等关键技术难题，获得具有自主知识产权的铝土矿地下高效开采工艺技术，提高铝土矿资源利用率，充分合理利用铝土矿资源。

参考文献：

[ 1] 付世伟 铝土矿开采工艺优化降低贫化损失 [J]有色金属设计2011（01）

[ 2] 张绍周、陈玉明、张鲲华 改进采矿工艺降低损失贫化 [J]金属矿山2014（01）