铝土矿山井下刻槽取样技术的研究

2018-09-20伍绍宽

价值工程 2018年29期

伍绍宽

摘要：大竹园铝土矿和瓦厂坪铝土矿，是我国有色矿山行业中第一个可以成功运用综合机械化掘进的案例，其选用平硐与斜井联合开拓方法，通过综合机械化采矿工艺，达到长壁后退式采矿的效果。随着我们对新技术的不断运用，在矿山建设中取得了较大的成绩，并获得多项科技成果。

Abstract： Dazhuyuan bauxite mine and Wachangping bauxite mine are the first cases in China's non-ferrous mining industry that can successfully use integrated mechanized excavation. They adopt the joint development method of flat and inclined wells to achieve the effect of longwall retreat mining through comprehensive mechanized mining process. With the continuous use of new technologies， we have made great achievements in mine construction and obtained many scientific and technological achievements.

关键词：铝土矿山；井下刻槽；取样技术；应用情况

Key words： bauxite mine；underground groove；sampling technology；application

中图分类号：TD17 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）29-0256-02

0 引言

固體矿产地质勘测其中包括了《固体矿产地质勘查规范总则》当中所区分的预查、普查、详查以及到勘查这四个时段勘测工作，以及预查以前时段所进行的矿产远景调研（下面我们简称矿调）工作，其中包含了中国当前施行矿产地质工作的整体经过。矿化地质体泛指拥有矿化，不一定需要实现工业品位需求的地质体，其中包含矿体以及没有实现工业品位的含矿地质体。

1 背景研究

当前地质勘探机构与矿山公司普遍运用人工凿岩刻槽方式采取样品，而比较先进的方式是运用单片分割机先进行分割槽边，再让人工运用凿子撬样完成采取样品。这样采取样品的方式作业规范、操作性非常强，适合在不同类型的固体矿产当中应用。而且矿产地质工作中不同时段以及生产矿山当中都可以普遍运用，可是由于受到人力因素的约束，致使工作时间非常长，一般三十分钟才能完成一米的单件。

然而，随着采矿工艺的不断更新，采样工艺的效率已经跟不上实际工作需求。以矿井综合机械化回采工艺要求为例，该工艺要求生产班必须在16h内保质保量回采矿石，确保实现100wt/a的产能。想要达到这样的产能目标，在满足其他工序环节保留必要时间的前提下，采样作业必须在2h内完成30件（暂定）刻槽样品，做到30min内完成一组样槽采集（分层样槽和综合样槽），才能实现采矿公司快速采样的目标，传统人工刻槽完全达不到这个要求和标准。因此，科研人员开始探究用机械刻槽来取代人工刻槽，只有拥有更加先进的快速采样技术，才能够有效提高采样技术。

2 刻槽取样技术的注意事项

2.1 刻槽样断面规格的合理选取因为自然界当中的地质体物质组分从空间上面分散状态不均匀，因此致使样品体积较大，同时代表性相对而言也更大。就刻槽来说，样品断面越大，那么其体积也就越大，同时代表性也更大。可是从现实工作当中由于遭受样品加工成本因素的影响，无法没有限制的增加刻槽样品截面，因此选取合适的断面规格是提升样品品质的主要方式。因为不一样的矿藏从岩石当中分散的形态不一样，所以在选取样品断面规格的时候一定要依照矿种以及矿化的类型，选择适合的样槽规格。选取刻槽样断面规格的两种重要因素是：岩矿石的组织构造特点以及其分散的均匀性。

2.2 样品重量误差控制分析样品当作解析、检验的对象，要避免由于受到外界因素影响从而致使解析结果和现实状况不相符的现象产生。采取样品经过当中一定要防止外界物质的进入，以防样品组成发生转变，同时还应严格抑制样品原来重量，让它可以满足样品解析检验的技术需求。在此过程中，样品总体重量损耗率一定要掌控在百分之五之内，而每次缩分偏差要掌控在百分之三之内。

2.3 样品布设位置的合理性分析其中可以影响到刻槽样采样品质的一个主要因素是采取样品位置。除了要依照矿体厚度方向以及物质组分最大转变方向来采取样品之外，还应当依照详细状况合理安排采取样品位置，不但要抑制采取样品的成本，而且还应当维持采取样品的持续性以及有效性。

2.4 地质勘查工作程度对样槽规格的要求不仅要思考岩矿石足够以及有效组分均匀等因素，还应当要思考矿产地质勘探工作程度的区别对于样槽规格的需求。尽管从地质勘探规范当中并没这个层面的确切说明，但以理论为基础，完成实践极为重要，也是不可以忽略的技术需求。

从各个时段的矿产地质勘探当中，对于矿化种类、矿床种类、岩矿石的物质组分以及有效矿物构造等层面的钻研程度也不相同。从矿石调研、预查、普查等工作时段当中，在岩矿石有效组分的组构以及分散特点等层面上依然没有详细的资料，乃至对有效组分依然没有掌握，因此从这些工作当中，很难进行选取精准的样槽规格。唯有进到详查和勘查时段中，才可以对矿体物质组分与矿物构造拥有更多的了解，进而精准的选取刻槽样规格。

在矿石调研、预查以及普查等工作时段中，因为缺少选择较小规格样槽的必要性以及充足的根据，所以要选择比较大规格的断面采集刻槽样。尽可能运用各种矿种勘探规范需求当中最大的断面规格，大部分矿种所选择的断面是10cm×5cm。若样槽断面太过小，那么就会减少样品的代表性，从工作程度过低的勘探时段中，通常不适合运用较小规格断面来实行刻槽取样。

3 铝土矿山井下刻槽取样技术应用情况

3.1 采用乳化液动力钻磨取样乳化液动力钻以高压乳化液能为动力源，该动力源能够在矿山现场获得：液压支架用于回采工作面支护，每个支架均由独立的进回液系统，若加工三通接头连接进液支管，通过多路阀操作控制，可以取得独立的液压能动源，且管路敷设距离短，较为方便。运用工作面液压支架系统高压乳化液推动乳化液马达，然后搭配经常用到的钻具或者是自制钻头，就可以起到旋转钻磨采取样品的效用。

通过微型液压立柱，进行内外圆套管加工，让其可以满足1.5m～3m的撑持高度，运用立柱撑持联合滑轨形式进行动力装置加固，固定好高度之后进行前进后退钻入，这样可以实现钻屑取得样品的目的。

运用微型液压立柱和圆钢套管，让其满足1.5～3m撑持高度，装置齿轨，进行动力钻具击鼓，满足钻具从垂直方向上进行刻槽取样。

从距取样工旋转机具3～5m范畴内进行人工操作，利用液压原理自己制作多路阀操作台，尽可能轻量化，通过多路阀掌控高压液体，使动力以及齿轨装置进行工作，从而实现钻入或者是刻槽取样的目的。

轻量化程度不高，满足动力需求的乳化液马达，重量过重，不方便输送，增多了运送人力成本。经过单体支柱的工作，满足了高范畴之内的采取樣品，能够避免人工登梯进行工作。人工能够运用原理设施进行安全区工作，这样从很大程度上提高了安全性。不用长间距铺设电缆、风水管等，仅需要高压管近间距与高压乳化液相连。

3.2 手持电钻钻芯取样手持电钻以电为动力源，井下供电一般分动力电源和照明电源，也就是说，矿山现场连接取电比较方便。动力电压一般有1140V、660V及380V，照明电压一般为127V，《规程》规定“手持式电气设备电压，应不超过127V。”

钻芯取样方式：用手持钻机从采取样品地方的上面或者是下面，斜切矿壁分割开口，深度差不多在100mm左右，而且要清理掉套筒中的碎屑，之后再将钻机调直进行往上或者是往下钻芯取样，每当钻入200mm深的时候，才能够取芯套管当中去除样品放入收纳袋中，一直到单件样品的完成，从矿壁上面留下圆弧或者是圆柱形的样槽。

其优点：轻量化好，便于携带，非常安全，不用进行人工凿岩或者是二次收纳处置。

其缺点：钻芯和分割片相比速度会慢很多。（详见表1）

3.3 内燃机动切割取样重要特征：刻槽机采取样品速度非常快、效率很高、操作起来非常便捷，不需要与电缆和风水管路相连，而且适应能力强、方便携带，尤其适合运用在野外地面的刻槽取样当中。

其预测效果优点：不需要和线路相连，动力来自于本身的内燃机，携带性非常高，便于操作，对于多个位置的采取样品能力很强。

其缺点：井下通风环境非常重要，尽管金属矿山对于通风要求并不是很高，从满足风量的状况下，能够使用油动设施进行操作，但即便如此也会带给回风巷道工作环境很多污染。（详见表2）

4 结语

固体矿产地质勘探要依照勘探程度、采取样品目的、矿化地质体类型、岩矿石构造以及物质组分分散均匀性等要素，合理选择基础解析样品的采取方式，科学选择刻槽样断面规格，准确安排样品位置，而且要掌控好样品原料总量以及加工品质，确保基础解析样品拥有足够代表性，取得真实的解析测验数据，精准划分矿体，估计矿产资源储存数量。