“四分”法在铝土矿山综采工艺矿石质量管理中的应用研究

2019-07-22吴延平

世界有色金属 2019年10期

吴延平

（国家电投集团贵州遵义产业发展有限公司，贵州务川 564305）

国家电投集团贵州遵义产业发展有限公司瓦厂坪铝土矿采用综采工艺开采，由于该矿地质条件较为复杂，且铝土矿在矿石质量方面的要求较严格，提出了对不同质量矿石进行分采、分运、分装、分储的“四分”法生产工艺，使采出矿石尽可能保持原始特性并降低矿石贫化率，从而有效提高资源的利用程度。

1 “四分”法生产工艺介绍

通过对地质资料、钻孔资料的认真分析认为，瓦厂坪矿矿石质量变化区间较广、幅度较大，其矿体厚度变化也较大，由于采煤（矿）机滚筒直径固定、采高范围相对不大，在开采过程中矿体厚度变化较大、超出采矿（煤）机采高范围时，造成采出矿石质量不稳定；尤其是在矿体厚度变薄时，将会导致围岩混入增大，造成部分矿石质量急剧下降，同时该部分矿石与品位较高矿石无序混合后，影响整个采出矿石质量。

采用“四分”法生产工艺后，通过充分利用数字化技术的适时品位检测、信号传输、信息共享等技术手段实现分采、分运、分装、分储等功能，避免不同品位矿石混合而导致的矿石质量大幅下降。

矿石分采、分运、分装、分储示意图

1.1 分采

在回采前对工作面矿石进行采样化验，按照化验结果将工作面拟采矿体划分为若干个区段；然后根据各区段的质量、长度、厚度等数据调整采矿机等设备运行参数，制定当期工作面开采方案；在回采时对不同区段矿石进行分采，实现采出矿石按照质量品位的不同分别进入运输系统。同时在开采过程中利用快速光谱检测手段适时检测工作面矿石品位变化情况，偏差较大时需及时与地面生产调度室进行汇报，并及时调整开采方案。

1.2 分运

在运输系统利用专门技术对不同品位矿石适时所在位置进行质量跟踪定位，确保不同品位矿石在运输系统中不进行混合。同时在地面矿仓预先设定不同品位区间，根据工作面矿石采样化验结果，相应品位矿石经运输系统分运至对应品位的仓内。

1.3 分装

地面调度指挥系统紧密结合当天工作面矿石品位划分及产量预测，准确掌握当前矿仓内各种品位矿石情况；然后根据调度指令，分别在地面矿仓将指定品位、重量的矿石及时运至氧化铝场地分储地点。

1.4 分储

在氧化铝原矿堆场按照矿石不同品位分设4～8个储运点进行存储，氧化铝厂根据其当前生产情况，在各储运点按照配矿数学模型计算结果（品位及相应重量）配矿及均化后进入工艺流程。

根据“四分”法生产工艺的技术分析，矿石质量管理的核心在于数字化控制技术。只要“四分”法的各个阶段严格按照设定的程序进行生产，即可实现矿石资源的最大化回采及利用，也可保证氧化铝生产系统的正常性与连续性，从而实现产业链的协调生产和效益最大化。

2 “四分”法生产工艺应用的核心

分采是“四分”法生产工艺的核心，通过工作面对不同质量矿石的分采，保证采出矿石贫富分开，同时充分利用分运、分装技术送至氧化铝原矿堆场分储，使不同质量品位矿石得以充分合理利用。

2.1 准确掌握工作面矿石品位

要做到工作面不同品位矿石的分采，必须要做好工作面矿石的采样化验、分析，准确掌握工作面矿石品位分布情况，并依此制定可行的工作面开采方案。

首先是采集回采工作面的斜长、矿体厚度、矿石类型及其组合（1～5）变化、矿石品位及分布变化、产状等基本参数，利用矿山三维软件绘制动态三维采矿地质立体模型，相关数据录入矿山生产指挥系统。

然后在当前工作面中按矿石品位明显变化情况划分为若干区段，利用刻槽取样、钻屑取样等方式进行取样化验，按所采样品的化验结果加权平均值作为该段的初始矿石品位。若工作面矿石质量较为均匀或无明显变化，则按20米间距均匀布置采样点进行采样。工作面采集的样品必须立即包装并贴上明确标识，工作面各质量区间的样品采集完毕后，立即派专人乘坐交通工具送交地面化验室进行处理，该结果作为工作面回采各区段的初始平均品位。

2.2 合理制定开采方案

每天由技术人员将当天准备回采的矿石品位分区、分段、分层及组合等技术参数，利用矿山三维软件绘制动态三维采矿地质立体模型，相关数据录入矿山生产指挥系统。由矿总工程师及质量管理人员制定当天的工作面分段采高、分层截割分界点及设备运行参数调整等详细的工作面回采方案，并通过矿山生产指挥系统将指令传达到工作面当班生产负责人，严格按此方案进行生产。

首先根据“综合采样法”确定的工作面倾斜长度上各块段的矿石平均初始品位差别，划定不同的开采区间，开采区间的个数就是矿石品种个数。（附图4：工作面采样平面图）

其次根据刻槽采样化验、分析结果确定开采区间内采高，在同一开采区间内，组合各分层的品位有差别，因此要以综合品位能达到开采品位下限为标准来确定采高，并在工作面上对采高范围进行明显标识。

然后结合采煤（矿）机采高范围，确定进刀方式、截割方式、回采顺序、推溜方式等。

最后在工作面推采过程中，每一刀截割后，及时利用快速光谱检测仪对工作面进行检测，修正后对照刻槽采样结果确定下一刀的截割方案。若偏差范围不大，则继续正常截割生产；若偏差较大，需立即停止截割并汇报调度指挥中心，获取技术指令后进行合理调整。