降低铝土矿地下开采损失和贫化的措施浅析

2019-03-02伊晓子

冶金与材料 2019年5期

伊晓子

（渑池义正诚矿业有限公司，河南三门峡 472400）

铝土矿在金属领域与非金属领域都有着较为广泛地应用，是我国工业能源资源组成中较为重要的组成部分，更是现阶段技术领域内制作金属铝最佳原材料，可见铝土矿对于我国工业领域发展是不可或缺的。

1 铝土矿赋存状况概述

自然条件下铝土矿储存在地下，属于常见不可再生资源之一。铝土矿自然富集的条件较为复杂，自然的储存状态表现有以下几个方面特征：首先，矿体呈现出层状储存特点。通常来说，铝土矿矿体会在下伏岩层侵蚀面影响作用下导致其整体厚度一般在2～3 m，呈现出较小的倾角，进而从整体情况上看较为平缓。其次，由于铝土矿具备较高强度，具备较好的稳定性，顶底板岩石强度不高，对开采过程造成较大困难。我国铝土矿品位等级大多在中等层次，质量良好的富矿类型大多为一水硬铝土矿，且总储量仅在10%左右。最后，就总体开采情况而言，矿区内水文地质等开采条件相对良好，可以使用大型机械、设备进行开采，大多数矿体富集深度内没有会对开采过程产生较大影响的含水层。

2 我国铝土矿资源整体利用情况

首先，就整体情况而言，现阶段我国铝土矿资源使用率较低，极少有展开大规模开采情况。小型矿山较多且储量规模有限，所以开采情况体现着较大流动性，为了降低成本，提高开采利润，大多情况下仅是开采品位较好的铝土矿。其次，不注意重视对伴生矿产的利用，通常来说，铝土矿富集区也会有着耐火粘土、铁矿等矿产富集，而就大多数情况而言仅仅是对铁矿进行了一定水平上的开采，其他矿产基本处于废弃状态。再者，能够进行直接开发基础储量较少，对地质进行勘查的程度通常较为浅显，并且附近村庄、道路等对于进行大规模开采造成了一定程度的不便，资源利用率较低。除此之外，铝土矿山损失率与贫化现象较为严重，据相关统计显示损失率达11%，贫化率达7%。

3 我国铝土矿资源贫化和损失概况

据国家发改委明文规定，露天与地下开采铝土矿损失应分别低于8%与12%；贫化率分别在8%与10%以下。现阶段，我国开采的铝土矿主要以露天为主，开采的损失率与贫化率大致保持在7%。然而随着开采量与范围逐渐扩大，露天开采产生的剥采比也就越大，废石量也越来越大，开采过程中必须妥善处理这些废石。同时，国家对铝土矿露天开采审批予以了较高程度的重视，加大了对资料方面的审核力度，对地下开采管控力度也有所提高。

4 铝土矿地下开采方法

在对铝土矿进行地下开采的具体过程中，以下几方面问题尤须注意。首先，在条件允许情况下直接把铁铝岩当作开采区顶底板，充分利用其较好整体性，但注意在构造发育位置稳定性会有所降低。并且岩体遇水时遭到破坏的程度与埋深有着密切关系，所以，必须采取一定处理措施对开采位置顶板进行加固等处理，一来可有效降低矿体贫化率，二来能对采区进行有效维护。通常来说，在采区顶板较多地采用铺杆、锚网、锚喷支护等措施进行加固，确保开采过程的安全性。其次，由于地下矿石水平质量一般，且大多属于缓倾斜水平矿体，填充法的适用性较为有限。此外，铝土矿围岩会使A/S 值大幅减小，无法达到氧化铝生产使用标准，为了将开采损失率控制在一定范围内，崩落法则不能适用此处，可根据实际情况酌情采用空场法进行开采。

5 降低铝土矿地下开采损失率与贫化率的优化措施

5.1 对采矿方法进行合理调整

首先，对于局部崩落顶板不引起地表塌陷且厚度小于3 m，则尽可能应用壁式崩落法进行开采，把矿体整体厚度当作同一层位沿着矿体边界位置进行开采，然后结合开采实际规划采空区，预防地压过高或应力过于集中而发生事故，若是情况较为危险，可降缓采矿效率，并辅以人工选矿，降低贫化率。其次，若是矿体倾斜度较大，开采的功效对于采场位置分段高度与贫损率有着决定性作用。若是分段过高，则会影响采场稳定性，特别是边角处极易出现应力过大发生坍塌问题而损失大量矿体。

5.2 强化矿区生产管理

提高对矿区成矿规律的探究，并对矿区勘察与日常监督检查工作进行严格控制，充分加强对井下坑内钻和切割井等手段的利用，对地下铝土矿开采工作进行有效辅助。对矿区的地质、水文条件进行全面地调查分析，确认矿体边界区域，并落实好二次圈定工作。

5.3 提高对矿体品位等级的管理力度

在对出矿样品品位进行确定时，不能仅仅依靠目测的方法进行鉴定，在结合经验的基础上采用合适的化验方法对样品展开进一步有效检测。明确品位等级之后，对品位不足位置应适当地降低开采要求，而品位较高位置应加强管理进行重点开发。

5.4 降低贫化率的技术措施

基于铝土矿采矿方法与采矿工艺对开采贫化损失的影响分析，针对性的设计采矿方法，通过分析回采参数的设置及回采工艺各方面情况，进而对回采过程中可能引起矿石损失贫化的因素及影响程度进行确定。通过FLAC.3D 工程力学计算软件的应用，模拟分析全面采矿法的结构参数开采顺序、支护方式、顶底板情况和采空区处理方式等，并对整个矿区的开采情况进行模拟和计算研究得出有效的采矿方法，在尽量减小损失贫化的前提下，优化各种参数结构，确保开采的安全性。回采过程中，采场设计是降低损失贫化的关键。