浅谈铝土矿采矿方法优化及应用

浅谈铝土矿采矿方法优化及应用

崔征

中铝中州矿业有限公司

摘要：近年来，我国工业快速发展，对铝土矿的需求也日益加大。但由于几十年来的大肆开采，浅层的铝土矿资源趋向枯竭，因此对铝土矿的开采也由之前的露天采矿变为往地下进行深入开采。本文针对我国铝土矿缓倾斜沉积薄矿床、矿床连续性差等特点展开研究，探讨铝土矿的采矿方法的优化及应用。

关键词：缓倾斜沉积薄矿床；采矿方法；优化；应用

前言

当前，我国矿床大概有300多个，其中沉积矿床占比高达百分之九十几，出露地表的铝土矿只是少量。近年来，我国工业蓬勃发展，对铝土矿的需求越来越大，浅层的铝土矿在几十年的开采中几乎耗尽，目前我国铝土矿的开采面临着要对地下的铝土矿进行开采的现状。我国的铝土矿有沉积且偏薄、连续性较差等特点，另外又受矿床周围水文和地质等复杂条件的影响，所以矿床底板不平整，起伏较大。导致在实际的铝土矿开采时，矿床顶板频繁掉落，对矿床开采作业人员的生命安全产生了极大的威胁。但是由于技术有限，难以对矿床顶板进行有效地控制，铝土矿矿场回采率偏低，损失率和贫化率偏高，无法达到我国矿业相关的行业标准。所以对铝土矿进行地下开采方法进行研究非常重要，十分迫切。

一、试采期间采矿方法

（一）矿区开采技术条件

据相关资料显示，我国的铝土矿大多为沉积薄矿床，矿床厚度一般为2m,倾斜角在30°左右，矿床地质结构比较复杂，断层较多，矿床直接顶板的铝土岩质地，稳固性偏差，在地底下开采铝矿资源是比较困难的。当前，我们国家开采铝矿资源都存在着贫富率比较大的问题，有时候回采率还会比较低。

（二）试采期间采矿方法

因为填充开矿方法的开采成本比较高，一般只应用于开采价值比较高的矿脉，一般的铝土矿开采一般不考虑运用这个方法。针对我国铝土矿倾斜偏缓，厚度偏薄的特点，可以考虑采用崩落开采法和空场开采法。但由于矿床的顶板稳固性差，为保证铝土矿资源的安全有效开采，需要对上面两种方法加以改进，以此保证矿床的稳定。开采作业全部在顶底板柱和间柱划分出来的矿房中开展。

1. 开采的工程布置

中间段运输的小路沿着矿体布置在矿体下方，其在矿房内布置3条开采场溜矿井，以形成一条矿体采场用于下放矿石的路，并且还要在相邻的矿块间柱范围间挖掘人行用于通风的材料进入矿体内部，再在矿房内分开布置3个电耙硐房，最后沿着矿体的倾斜方向顺着底板向上切割出上山到山中段的电耙通道，以构成采场中完善的通风管道。而后，再从矿房下方沿着矿体的走向切割平巷到矿房的边缘，就可以形成采场刚开始的工作面。

2. 采场的回采

回采工作面从矿房的中间逐级向两边推进，每完成一个循环的炮孔钻凿后，再进行人工装炸药配合不电导的爆管雷管起爆。矿石用耙矿绞车配合耙斗在采场矿井耙矿，再将矿石下放到中间段，最后装车运输到用于转运的矿石库。

3.矿场的顶板管理

矿房回采完后，会大面积的塌落，在采矿的现场，要放置不同大小的矿柱支撑矿体的顶板。从采矿工作人员的安全方面考虑，要尽可能的减少贫化率和损失率，假如矿体的顶板比较厚，那么就要在矿体的周围放置一些矿石用于支撑顶板，但同时也要顾及到矿体顶板的材质，考虑到它们的质量符不符合要求。同时考虑矿体顶板具体的稳定情况，使用直径0.4m.长度1.8m的锚杆进行梅花型布置以加固顶板。

二、主要存在问题

在试采期间对采场的回采过程中主要面临着以下问题，矿床开采条件复杂，矿石开采的难度较大，采场的采矿产能较低，采场开采工作面的开采条件差，安全隐患偏高。矿体的直接顶板大多数为铝土岩，稳固性差，再加上开采过程中进行爆破带来的震动影响，采场需要布置大量的矿柱和保护顶板的矿石，采场回采作业时顶板会经常塌落，以上情况会造成采场安全隐患高和高损失率。采场退采时采用自下而上的方式进行，采场顶板发生冒落之后，会造成大量的矿石无法进行回采，同时清理废弃矿石的难度加大，人力物力还有时间成本都会大大增加。

矿体的底板不完整、质量不佳，但开采挖掘的机器一般比较大，灵活性较差。施工时机器很难沿着矿体向内挖掘。因此，在完成开采之后，会来到工作现场开始挖掘，工作人员所使用的机器会深入矿体的底板和顶板里面，开采工作的难度就会有所提高，另外，在中途运输的道路和矿体空间布局不恰当，那么就会影响未来开展开展工作的进程。

三、优化后的采矿方法

根据矿床的缓倾斜沉积偏薄，矿床底板起伏大，底板稳定性差，遇水或空气风化时稳固性更差等特点，和地质条件复杂等情况，对开采方法进行进一步优化，以此来控制降低贫化率和损失率。

(一) 采场的回采

采场的回采工作面从矿房的中间逐级向两侧推移，每进行一次循环的炮孔钻凿后，再进行人工装炸药配合不电导的爆管雷管起爆。矿石用耙矿绞车配合耙斗在采场矿井耙矿，然后再将矿石下放到中间段，最后装车运输到用于转运的矿石库。

(二) 顶板的管理

为保障回采作业的安全性，要防止在开采工作完成之后出现矿石倒塌的状况，所以，在工作现场一定要放置一些牢固的矿柱支撑矿房顶板。假如矿体的顶板比较坚固，那也还需要在矿体中靠近矿体顶板的地方有意识地留下一部分矿石去保护顶板。同时考虑矿体顶板具体的稳定情况，使用直径0.4m.长度1.8m的锚杆进行梅花型布置以加固顶板。

(三) 采场的地压监测

对铝土矿进行地下开采时，因为巷道开掘和回采作业的进行对作业人员和开掘设备带来严重的安全威胁。可运用压力计、位移计等设备进行地压监测，对采场进行地压监测，掌握采场的地压值和变化情况可以有效地防止矿场意外的发生，保证作业人员安全。另外再利用声发射原理监测顶板等地变形情况，也能避免采场的顶板冒落。

4. 结论

通过对缓倾斜沉积薄矿床的采矿方法进行研究，实现降低铝土矿开采的贫化率和损失率，提高铝土矿开采的高效性、经济性和安全性目的，同时为我国同类型矿体的不同矿产开采提供更好的方法和建议。目前由于铝土矿的开采技术有限，开采方法的优化还有很大的优化及应用空间，需要在更多的经验和实践不断研究，不断改进。这需要矿业从事人员特别是工程师的不断努力。

参考文献：

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