“四分”法在鋁土礦山綜采工藝礦石質量管理中的應用研究

吳延平

（國家電投集團貴州遵義產業發展有限公司，貴州 務川 564305）

國家電投集團貴州遵義產業發展有限公司瓦廠坪鋁土礦采用綜采工藝開采，由于該礦地質條件較為復雜，且鋁土礦在礦石質量方面的要求較嚴格，提出了對不同質量礦石進行分采、分運、分裝、分儲的“四分”法生產工藝，使采出礦石盡可能保持原始特性并降低礦石貧化率，從而有效提高資源的利用程度。

1 “四分”法生產工藝介紹

通過對地質資料、鉆孔資料的認真分析認為，瓦廠坪礦礦石質量變化區間較廣、幅度較大，其礦體厚度變化也較大，由于采煤（礦）機滾筒直徑固定、采高范圍相對不大，在開采過程中礦體厚度變化較大、超出采礦（煤）機采高范圍時，造成采出礦石質量不穩定；尤其是在礦體厚度變薄時，將會導致圍巖混入增大，造成部分礦石質量急劇下降，同時該部分礦石與品位較高礦石無序混合后，影響整個采出礦石質量。

采用“四分”法生產工藝后，通過充分利用數字化技術的適時品位檢測、信號傳輸、信息共享等技術手段實現分采、分運、分裝、分儲等功能，避免不同品位礦石混合而導致的礦石質量大幅下降。

礦石分采、分運、分裝、分儲示意圖

1.1 分采

在回采前對工作面礦石進行采樣化驗，按照化驗結果將工作面擬采礦體劃分為若干個區段；然后根據各區段的質量、長度、厚度等數據調整采礦機等設備運行參數，制定當期工作面開采方案；在回采時對不同區段礦石進行分采，實現采出礦石按照質量品位的不同分別進入運輸系統。同時在開采過程中利用快速光譜檢測手段適時檢測工作面礦石品位變化情況，偏差較大時需及時與地面生產調度室進行匯報，并及時調整開采方案。

1.2 分運

在運輸系統利用專門技術對不同品位礦石適時所在位置進行質量跟蹤定位，確保不同品位礦石在運輸系統中不進行混合。同時在地面礦倉預先設定不同品位區間，根據工作面礦石采樣化驗結果，相應品位礦石經運輸系統分運至對應品位的倉內。

1.3 分裝

地面調度指揮系統緊密結合當天工作面礦石品位劃分及產量預測，準確掌握當前礦倉內各種品位礦石情況；然后根據調度指令，分別在地面礦倉將指定品位、重量的礦石及時運至氧化鋁場地分儲地點。

1.4 分儲

在氧化鋁原礦堆場按照礦石不同品位分設4～8個儲運點進行存儲，氧化鋁廠根據其當前生產情況，在各儲運點按照配礦數學模型計算結果（品位及相應重量）配礦及均化后進入工藝流程。

根據“四分”法生產工藝的技術分析，礦石質量管理的核心在于數字化控制技術。只要“四分”法的各個階段嚴格按照設定的程序進行生產，即可實現礦石資源的最大化回采及利用，也可保證氧化鋁生產系統的正常性與連續性，從而實現產業鏈的協調生產和效益最大化。

2 “四分”法生產工藝應用的核心

分采是“四分”法生產工藝的核心，通過工作面對不同質量礦石的分采，保證采出礦石貧富分開，同時充分利用分運、分裝技術送至氧化鋁原礦堆場分儲，使不同質量品位礦石得以充分合理利用。

2.1 準確掌握工作面礦石品位

要做到工作面不同品位礦石的分采，必須要做好工作面礦石的采樣化驗、分析，準確掌握工作面礦石品位分布情況，并依此制定可行的工作面開采方案。

首先是采集回采工作面的斜長、礦體厚度、礦石類型及其組合（1～5）變化、礦石品位及分布變化、產狀等基本參數，利用礦山三維軟件繪制動態三維采礦地質立體模型，相關數據錄入礦山生產指揮系統。

然后在當前工作面中按礦石品位明顯變化情況劃分為若干區段，利用刻槽取樣、鉆屑取樣等方式進行取樣化驗，按所采樣品的化驗結果加權平均值作為該段的初始礦石品位。若工作面礦石質量較為均勻或無明顯變化，則按20米間距均勻布置采樣點進行采樣。工作面采集的樣品必須立即包裝并貼上明確標識，工作面各質量區間的樣品采集完畢后，立即派專人乘坐交通工具送交地面化驗室進行處理，該結果作為工作面回采各區段的初始平均品位。

2.2 合理制定開采方案

每天由技術人員將當天準備回采的礦石品位分區、分段、分層及組合等技術參數，利用礦山三維軟件繪制動態三維采礦地質立體模型，相關數據錄入礦山生產指揮系統。由礦總工程師及質量管理人員制定當天的工作面分段采高、分層截割分界點及設備運行參數調整等詳細的工作面回采方案，并通過礦山生產指揮系統將指令傳達到工作面當班生產負責人，嚴格按此方案進行生產。

首先根據“綜合采樣法”確定的工作面傾斜長度上各塊段的礦石平均初始品位差別，劃定不同的開采區間，開采區間的個數就是礦石品種個數。（附圖4：工作面采樣平面圖）

其次根據刻槽采樣化驗、分析結果確定開采區間內采高，在同一開采區間內，組合各分層的品位有差別，因此要以綜合品位能達到開采品位下限為標準來確定采高，并在工作面上對采高范圍進行明顯標識。

然后結合采煤（礦）機采高范圍，確定進刀方式、截割方式、回采順序、推溜方式等。

最后在工作面推采過程中，每一刀截割后，及時利用快速光譜檢測儀對工作面進行檢測，修正后對照刻槽采樣結果確定下一刀的截割方案。若偏差范圍不大，則繼續正常截割生產；若偏差較大，需立即停止截割并匯報調度指揮中心，獲取技術指令后進行合理調整。

3 結語

綜合機械化開采工藝在國內有色金屬礦山尚無成功應用先例，對其在質量控制方面亦無成功經驗可以借鑒，通過“四分”法的應用可以有效區分高低品位礦石，通過配礦均化后實現貧富兼采、綜合利用，使資源得以充分合理利用。