孝義鋁礦采礦工藝分析

王長軍

摘 要：本文通過介紹孝義鋁礦礦床形態的復雜性，對各種采礦工藝進行分析，說明了采礦設備和采礦工藝有效結合在露天開采中的作用，對提高露天礦山礦石采出率并降低貧化率具有一定的指導意義。

關鍵詞：露天礦 采礦工藝 分析

中圖分類號：TD824 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0087-01

鋁土礦在整個有色金屬的生產中占有至關重要的地位，黨的十八大再次提出可持續發展戰略意義，作為中鋁公司的下屬企業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和開采水平對整個采礦行業都具有很高的實際意義。我國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年開工建設到投產，已經開采了30多年。分為克俄礦區、西河底礦區、后務城礦區、相王礦區和柴場礦區五個露天采區，我們不僅要對礦床資源進行有效的開發利用，而且還要盡量保護現有環境不再受到礦產資源開發的影響和破壞，并且在復墾的同時進行恢復治理，是我們急需也必須思考的問題。這就要求我們在實際開采過程中不斷探索先進的采礦工藝，以實現資源綜合利用，延長礦山壽命。筆者通過對孝義鋁礦不同時期和條件下采礦工藝的詳細分析，提出與大家共勉。以下從幾個方面進行闡述。

1 礦體地質特征

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造、風化淋濾等后期地質作用的影響，礦體形狀復雜多變，產狀為似層狀、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。采礦工藝的改進大大提高了采礦機械化程度和生產效率。

2 采礦工藝的發展

在實際的開采中，我們要根據當地的地形、地貌和礦床的礦產數量等諸多因素，進行具體的分析和設計，一般采取每個礦體多單元的開采形式，盡量減少設備的調運，這樣有利于開采工藝的設計和實施，對采出礦產品的質量和生產效率都有所提高。同時，由于各礦體的礦石品位不均衡變化程度大的特點，我們采取多礦床同時施工作業的方式進行開采，這樣可以合理地進行配礦作業。從投產初期的“穿爆—電鏟—汽車”工藝，到現在采用的“液壓反鏟挖掘機—汽車”我們在實際應用中，

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

從1985年開始使用“松土機—前裝機—汽車”工藝，此工藝較電鏟-汽車工藝移動靈活，對礦體的硬度適應性強，松土機進行松動與集堆，大型裝載機裝車，勞動生產率高等優點。但由于礦體結構復雜，頂板底板起伏不平，界限不清和夾層分布無規律，很難實現分層開采，貧化率很難控制，致使供礦品位難以保證，為滿足生產氧化鋁的要求，還需通過大量的民采礦石彌補礦石質量上的不足。而且部分漏斗礦直徑小深度大，松土機很難到位，大量底板礦被迫殘留在采場中，致使采場內部不能及時回填，直接影響了剝離和采礦作業的正常進行，加大了運輸距離使生產成本不斷增加。

從2001年開始孝義鋁礦采用“液壓反鏟挖掘機—汽車”工藝在西河底礦區進行此工藝試驗，打破了1985年以來采用的“松土機—— 前裝機—— 汽車”工藝，成為我礦的主要采礦工藝，為我國露天礦山的開發闖出了一條新路。用鏟斗直接將礦（巖）石切割松動后挖起裝車運走，經過實踐，此工藝具有以下優點：

液壓反鏟挖掘機操作簡單，機動靈活、效率高、工藝環節少，鏟裝一體，不用松土機鉤松，不用集堆，直接就可裝車運輸。

可以實現精細化采礦作業，確保資源的有效利用。對較小的復雜形態礦體，可以靈活運用，這是“松土機—— 前裝機—— 汽車”工藝做不到的。按照供礦質量要求，根據礦床地質資料和現場破壞情況合理制定不同的生產方案，運用此工藝可以成功實現分層分級開采，將接近頂底板處低品位礦石（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，液壓反鏟的的優勢非常突出，切削挖掘精度可由操作工精確進行控制，能有效剔除100 mm以下夾層，對頂板巖石能最大限度地進行清除，如在現場配指揮人員，則效果最佳。對于200 mm左右超薄礦體能精確回收，對深達10 m以上的礦體可分階梯采出。由于液壓挖掘機具有全方位的工作角度與臂式工作結構，在去除頂板后可對民采巷道內的淤泥礫石等雜物進行有效清理。

在采區范圍內可以做到多臺挖機與車輛協調配合，同時推進，盡量一次性清采到位，實踐證明合理地劃分區域和采掘的先后順序，可提高生產率，保證采礦目標的完成。

3 結語

露天采礦工藝的運用和發展，不僅可以有效地解決在鋁土礦生產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，延長礦山服務年限，促進礦山的健康、持續發展。但在應用“液壓反鏟挖掘機—汽車”工藝生產中應注意以下幾點：

選用的挖機和自卸汽車應匹配。如我礦采用的是美國Caterpillar公司的CAT330、336反鏟和特雷克斯3305F（33 t）自卸卡車配合，按采礦規程通過合理的現場布局、尤其是采礦方法的合理運用，能更加發揮此工藝的優點。

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

液壓挖掘機司機對礦巖的識別能力需要不斷提高。

參考文獻

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