孝義鋁礦采礦工藝分析

王長(zhǎng)軍

摘 要：本文通過介紹孝義鋁礦礦床形態(tài)的復(fù)雜性，對(duì)各種采礦工藝進(jìn)行分析，說明了采礦設(shè)備和采礦工藝有效結(jié)合在露天開采中的作用，對(duì)提高露天礦山礦石采出率并降低貧化率具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：露天礦 采礦工藝 分析

中圖分類號(hào)：TD824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（b）-0087-01

鋁土礦在整個(gè)有色金屬的生產(chǎn)中占有至關(guān)重要的地位，黨的十八大再次提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略意義，作為中鋁公司的下屬企業(yè)我們必須深入貫徹資源綜合利用的重要性。提高露天鋁土礦開采技術(shù)和開采水平對(duì)整個(gè)采礦行業(yè)都具有很高的實(shí)際意義。我國(guó)的鋁土礦開采主要以露天鋁土礦開采為主要形式，孝義鋁礦是中鋁山西分公司供礦基地，從1975年開工建設(shè)到投產(chǎn)，已經(jīng)開采了30多年。分為克俄礦區(qū)、西河底礦區(qū)、后務(wù)城礦區(qū)、相王礦區(qū)和柴場(chǎng)礦區(qū)五個(gè)露天采區(qū)，我們不僅要對(duì)礦床資源進(jìn)行有效的開發(fā)利用，而且還要盡量保護(hù)現(xiàn)有環(huán)境不再受到礦產(chǎn)資源開發(fā)的影響和破壞，并且在復(fù)墾的同時(shí)進(jìn)行恢復(fù)治理，是我們急需也必須思考的問題。這就要求我們?cè)趯?shí)際開采過程中不斷探索先進(jìn)的采礦工藝，以實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，延長(zhǎng)礦山壽命。筆者通過對(duì)孝義鋁礦不同時(shí)期和條件下采礦工藝的詳細(xì)分析，提出與大家共勉。以下從幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。

1 礦體地質(zhì)特征

孝義鋁礦地處呂梁山脈東南部邊緣，為沉積型鋁土礦床。各礦區(qū)礦石在礦層中的分布大致相同，為緩傾斜薄礦體，一般Al2O3含量和A/S值都比較高，但質(zhì)量分布不均勻，礦體厚度為0～10 m，平均厚度為3～4 m，由于成礦受巖溶古地貌的控制，成礦后又多受斷裂構(gòu)造、風(fēng)化淋濾等后期地質(zhì)作用的影響，礦體形狀復(fù)雜多變，產(chǎn)狀為似層狀、槽狀及漏斗狀等。礦石類型主要為粗糙狀鋁土礦、半粗糙狀鋁土礦、碎屑狀鋁土礦、土狀鋁土礦、致密狀鋁土礦等。直接頂板為灰白色粘土巖或粘土礦，個(gè)別地方為黃土，底板為山西式鐵礦、鐵鋁巖或粉狀粘土。采礦工藝的改進(jìn)大大提高了采礦機(jī)械化程度和生產(chǎn)效率。

2 采礦工藝的發(fā)展

在實(shí)際的開采中，我們要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦?、地貌和礦床的礦產(chǎn)數(shù)量等諸多因素，進(jìn)行具體的分析和設(shè)計(jì)，一般采取每個(gè)礦體多單元的開采形式，盡量減少設(shè)備的調(diào)運(yùn)，這樣有利于開采工藝的設(shè)計(jì)和實(shí)施，對(duì)采出礦產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率都有所提高。同時(shí)，由于各礦體的礦石品位不均衡變化程度大的特點(diǎn)，我們采取多礦床同時(shí)施工作業(yè)的方式進(jìn)行開采，這樣可以合理地進(jìn)行配礦作業(yè)。從投產(chǎn)初期的“穿爆—電鏟—汽車”工藝，到現(xiàn)在采用的“液壓反鏟挖掘機(jī)—汽車”我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中，

“穿爆—電鏟—汽車”工藝。此工藝在孝義鋁礦一期工程開始時(shí)曾使用，由于剝離、采礦全部要進(jìn)行爆破作用，然后才能用電鏟鏟裝，再通過汽車運(yùn)輸至指定堆場(chǎng)。存在采礦準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，機(jī)械化程度和產(chǎn)能低、由于爆破貧化率高的問題，基于上述因素，需要新的采礦設(shè)備和采礦工藝滿足生產(chǎn)要求。

從1985年開始使用“松土機(jī)—前裝機(jī)—汽車”工藝，此工藝較電鏟-汽車工藝移動(dòng)靈活，對(duì)礦體的硬度適應(yīng)性強(qiáng)，松土機(jī)進(jìn)行松動(dòng)與集堆，大型裝載機(jī)裝車，勞動(dòng)生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。但由于礦體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，頂板底板起伏不平，界限不清和夾層分布無規(guī)律，很難實(shí)現(xiàn)分層開采，貧化率很難控制，致使供礦品位難以保證，為滿足生產(chǎn)氧化鋁的要求，還需通過大量的民采礦石彌補(bǔ)礦石質(zhì)量上的不足。而且部分漏斗礦直徑小深度大，松土機(jī)很難到位，大量底板礦被迫殘留在采場(chǎng)中，致使采場(chǎng)內(nèi)部不能及時(shí)回填，直接影響了剝離和采礦作業(yè)的正常進(jìn)行，加大了運(yùn)輸距離使生產(chǎn)成本不斷增加。

從2001年開始孝義鋁礦采用“液壓反鏟挖掘機(jī)—汽車”工藝在西河底礦區(qū)進(jìn)行此工藝試驗(yàn)，打破了1985年以來采用的“松土機(jī)—— 前裝機(jī)—— 汽車”工藝，成為我礦的主要采礦工藝，為我國(guó)露天礦山的開發(fā)闖出了一條新路。用鏟斗直接將礦（巖）石切割松動(dòng)后挖起裝車運(yùn)走，經(jīng)過實(shí)踐，此工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：

液壓反鏟挖掘機(jī)操作簡(jiǎn)單，機(jī)動(dòng)靈活、效率高、工藝環(huán)節(jié)少，鏟裝一體，不用松土機(jī)鉤松，不用集堆，直接就可裝車運(yùn)輸。

可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化采礦作業(yè)，確保資源的有效利用。對(duì)較小的復(fù)雜形態(tài)礦體，可以靈活運(yùn)用，這是“松土機(jī)—— 前裝機(jī)—— 汽車”工藝做不到的。按照供礦質(zhì)量要求，根據(jù)礦床地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)破壞情況合理制定不同的生產(chǎn)方案，運(yùn)用此工藝可以成功實(shí)現(xiàn)分層分級(jí)開采，將接近頂?shù)装逄幍推肺坏V石（A/S在3以下）作為普鋁，礦層中間高品位礦石（A/S在3以上）作為高鋁，總體品位保證在5.5以上（今年供廠品位5.4），進(jìn)行分類堆放。

可最大限度減少礦石的損失與貧化率，提高礦產(chǎn)品回采率。高品位的礦石極其容易被貧化，所以圍巖、夾石，甚至包括不夠要求品位的低品位礦石等都要盡最大可能地徹底清除，液壓反鏟的的優(yōu)勢(shì)非常突出，切削挖掘精度可由操作工精確進(jìn)行控制，能有效剔除100 mm以下夾層，對(duì)頂板巖石能最大限度地進(jìn)行清除，如在現(xiàn)場(chǎng)配指揮人員，則效果最佳。對(duì)于200 mm左右超薄礦體能精確回收，對(duì)深達(dá)10 m以上的礦體可分階梯采出。由于液壓挖掘機(jī)具有全方位的工作角度與臂式工作結(jié)構(gòu)，在去除頂板后可對(duì)民采巷道內(nèi)的淤泥礫石等雜物進(jìn)行有效清理。

在采區(qū)范圍內(nèi)可以做到多臺(tái)挖機(jī)與車輛協(xié)調(diào)配合，同時(shí)推進(jìn)，盡量一次性清采到位，實(shí)踐證明合理地劃分區(qū)域和采掘的先后順序，可提高生產(chǎn)率，保證采礦目標(biāo)的完成。

3 結(jié)語

露天采礦工藝的運(yùn)用和發(fā)展，不僅可以有效地解決在鋁土礦生產(chǎn)中提高礦石采出率并降低貧化率問題，而且也可以使資源綜合利用，降低了采礦的綜合成本，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，促進(jìn)礦山的健康、持續(xù)發(fā)展。但在應(yīng)用“液壓反鏟挖掘機(jī)—汽車”工藝生產(chǎn)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

選用的挖機(jī)和自卸汽車應(yīng)匹配。如我礦采用的是美國(guó)Caterpillar公司的CAT330、336反鏟和特雷克斯3305F（33 t）自卸卡車配合，按采礦規(guī)程通過合理的現(xiàn)場(chǎng)布局、尤其是采礦方法的合理運(yùn)用，能更加發(fā)揮此工藝的優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)礦巖硬度有要求。要做好二次清采的計(jì)劃和安排，有些硬度大的礦巖無法一次性清采到位時(shí)，盡量避免采用穿孔爆破的方法進(jìn)行松動(dòng)，不利于控制礦石貧化，可以采用液壓錘配合進(jìn)行松碎礦巖，確保礦石的貧化率和損失率。

液壓挖掘機(jī)司機(jī)對(duì)礦巖的識(shí)別能力需要不斷提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 高永濤，吳順川.露天采礦學(xué)[Z].2012.

[2] 寧恩漸.采掘機(jī)械[Z].1991.endprint