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(澠池義正誠礦業(yè)有限公司,河南 三門峽 472400)
鋁土礦在金屬領(lǐng)域與非金屬領(lǐng)域都有著較為廣泛地應(yīng)用,是我國工業(yè)能源資源組成中較為重要的組成部分,更是現(xiàn)階段技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)制作金屬鋁最佳原材料,可見鋁土礦對于我國工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展是不可或缺的。
自然條件下鋁土礦儲存在地下,屬于常見不可再生資源之一。鋁土礦自然富集的條件較為復(fù)雜,自然的儲存狀態(tài)表現(xiàn)有以下幾個方面特征:首先,礦體呈現(xiàn)出層狀儲存特點(diǎn)。通常來說,鋁土礦礦體會在下伏巖層侵蝕面影響作用下導(dǎo)致其整體厚度一般在2~3 m,呈現(xiàn)出較小的傾角,進(jìn)而從整體情況上看較為平緩。其次,由于鋁土礦具備較高強(qiáng)度,具備較好的穩(wěn)定性,頂?shù)装鍘r石強(qiáng)度不高,對開采過程造成較大困難。我國鋁土礦品位等級大多在中等層次,質(zhì)量良好的富礦類型大多為一水硬鋁土礦,且總儲量僅在10%左右。最后,就總體開采情況而言,礦區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)等開采條件相對良好,可以使用大型機(jī)械、設(shè)備進(jìn)行開采,大多數(shù)礦體富集深度內(nèi)沒有會對開采過程產(chǎn)生較大影響的含水層。
首先,就整體情況而言,現(xiàn)階段我國鋁土礦資源使用率較低,極少有展開大規(guī)模開采情況。小型礦山較多且儲量規(guī)模有限,所以開采情況體現(xiàn)著較大流動性,為了降低成本,提高開采利潤,大多情況下僅是開采品位較好的鋁土礦。其次,不注意重視對伴生礦產(chǎn)的利用,通常來說,鋁土礦富集區(qū)也會有著耐火粘土、鐵礦等礦產(chǎn)富集,而就大多數(shù)情況而言僅僅是對鐵礦進(jìn)行了一定水平上的開采,其他礦產(chǎn)基本處于廢棄狀態(tài)。再者,能夠進(jìn)行直接開發(fā)基礎(chǔ)儲量較少,對地質(zhì)進(jìn)行勘查的程度通常較為淺顯,并且附近村莊、道路等對于進(jìn)行大規(guī)模開采造成了一定程度的不便,資源利用率較低。除此之外,鋁土礦山損失率與貧化現(xiàn)象較為嚴(yán)重,據(jù)相關(guān)統(tǒng)計顯示損失率達(dá)11%,貧化率達(dá)7%。
據(jù)國家發(fā)改委明文規(guī)定,露天與地下開采鋁土礦損失應(yīng)分別低于8%與12%;貧化率分別在8%與10%以下。現(xiàn)階段,我國開采的鋁土礦主要以露天為主,開采的損失率與貧化率大致保持在7%。然而隨著開采量與范圍逐漸擴(kuò)大,露天開采產(chǎn)生的剝采比也就越大,廢石量也越來越大,開采過程中必須妥善處理這些廢石。同時,國家對鋁土礦露天開采審批予以了較高程度的重視,加大了對資料方面的審核力度,對地下開采管控力度也有所提高。
在對鋁土礦進(jìn)行地下開采的具體過程中,以下幾方面問題尤須注意。首先,在條件允許情況下直接把鐵鋁巖當(dāng)作開采區(qū)頂?shù)装?,充分利用其較好整體性,但注意在構(gòu)造發(fā)育位置穩(wěn)定性會有所降低。并且?guī)r體遇水時遭到破壞的程度與埋深有著密切關(guān)系,所以,必須采取一定處理措施對開采位置頂板進(jìn)行加固等處理,一來可有效降低礦體貧化率,二來能對采區(qū)進(jìn)行有效維護(hù)。通常來說,在采區(qū)頂板較多地采用鋪桿、錨網(wǎng)、錨噴支護(hù)等措施進(jìn)行加固,確保開采過程的安全性。其次,由于地下礦石水平質(zhì)量一般,且大多屬于緩傾斜水平礦體,填充法的適用性較為有限。此外,鋁土礦圍巖會使A/S 值大幅減小,無法達(dá)到氧化鋁生產(chǎn)使用標(biāo)準(zhǔn),為了將開采損失率控制在一定范圍內(nèi),崩落法則不能適用此處,可根據(jù)實際情況酌情采用空場法進(jìn)行開采。
首先,對于局部崩落頂板不引起地表塌陷且厚度小于3 m,則盡可能應(yīng)用壁式崩落法進(jìn)行開采,把礦體整體厚度當(dāng)作同一層位沿著礦體邊界位置進(jìn)行開采,然后結(jié)合開采實際規(guī)劃采空區(qū),預(yù)防地壓過高或應(yīng)力過于集中而發(fā)生事故,若是情況較為危險,可降緩采礦效率,并輔以人工選礦,降低貧化率。其次,若是礦體傾斜度較大,開采的功效對于采場位置分段高度與貧損率有著決定性作用。若是分段過高,則會影響采場穩(wěn)定性,特別是邊角處極易出現(xiàn)應(yīng)力過大發(fā)生坍塌問題而損失大量礦體。
提高對礦區(qū)成礦規(guī)律的探究,并對礦區(qū)勘察與日常監(jiān)督檢查工作進(jìn)行嚴(yán)格控制,充分加強(qiáng)對井下坑內(nèi)鉆和切割井等手段的利用,對地下鋁土礦開采工作進(jìn)行有效輔助。對礦區(qū)的地質(zhì)、水文條件進(jìn)行全面地調(diào)查分析,確認(rèn)礦體邊界區(qū)域,并落實好二次圈定工作。
在對出礦樣品品位進(jìn)行確定時,不能僅僅依靠目測的方法進(jìn)行鑒定,在結(jié)合經(jīng)驗的基礎(chǔ)上采用合適的化驗方法對樣品展開進(jìn)一步有效檢測。明確品位等級之后,對品位不足位置應(yīng)適當(dāng)?shù)亟档烷_采要求,而品位較高位置應(yīng)加強(qiáng)管理進(jìn)行重點(diǎn)開發(fā)。
基于鋁土礦采礦方法與采礦工藝對開采貧化損失的影響分析,針對性的設(shè)計采礦方法,通過分析回采參數(shù)的設(shè)置及回采工藝各方面情況,進(jìn)而對回采過程中可能引起礦石損失貧化的因素及影響程度進(jìn)行確定。通過FLAC.3D 工程力學(xué)計算軟件的應(yīng)用,模擬分析全面采礦法的結(jié)構(gòu)參數(shù)開采順序、支護(hù)方式、頂?shù)装迩闆r和采空區(qū)處理方式等,并對整個礦區(qū)的開采情況進(jìn)行模擬和計算研究得出有效的采礦方法,在盡量減小損失貧化的前提下,優(yōu)化各種參數(shù)結(jié)構(gòu),確保開采的安全性。回采過程中,采場設(shè)計是降低損失貧化的關(guān)鍵。
總而言之,提高鋁土礦地下開采效率,降低其損失率與貧化率對我國發(fā)展有著重要的意義。在進(jìn)行鋁土礦地下開采時,需要切實做好每一環(huán)節(jié)的監(jiān)督與管理工作,并采取有效的降低開采損失率與貧化率的措施,確保采出礦體的效果,實現(xiàn)礦產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。