淺析我國鋁土礦資源開采技術

宋 波

（中鋁海外發展有限公司，廣東 廣州 510000）

鋁土礦是世界上工業生產的重要原料之一，其開采技術會對國家戰略安全和工業產值產生直接影響。近年來我國經濟的迅速發展導致了相關行業對于鋁土礦資源的需求逐漸增加，為了滿足日益劇增的資源需求。我國有關行業需要不斷提高鋁土礦產的勘探技術以及開采技術，本文主要對我國現有的鋁土礦開采技術以及現狀進行研究，分析了目前鋁土礦開采中存在的一些問題，并介紹了鋁土礦資源開采技術的創新與應用，希望能在一定程度上提高我國鋁土礦資源開采的質量和效率[1]。

1 我國鋁土礦資源開采技術的現狀及存在問題

1.1 我國鋁土礦資源開采技術的現狀

目前，我國鋁土礦資源的開采主要可分為露天開采和地下開采兩種方式，開采方式的選擇主要是根據當地的地質條件和開采技術進行的。通常情況下，對于緩坡傾斜及埋藏較淺的情況主要選用露天開采，半封閉式的露天凹陷開采主要適用于急坡傾斜及有礦體露出的情況，地下開采通常應用于埋藏較深不易挖掘的地質條件。根據礦床成因主要可以將露天開采分為沉積型和堆積型兩種，不同的類型所采用的開采技術也不同。根據開采類型的不同選擇的地下開采技術也不同，全面法和房栓法主要適用于緩傾斜礦體，而急傾斜礦體主要采用分段崩落的地下開采方式。除此之外我國還有礦壁錨桿護頂淺孔房柱采礦法、礦壁液壓支柱護頂淺孔全面房柱采礦法、預切頂中深孔房柱采礦法等開采方法[2]。

1.2 我國鋁土礦資源開采技術存在的問題

通過對現有鋁土礦地質條件的研究以及相關的工作經驗分析發現，我國鋁土礦資源的開采主要普遍存在以下問題：

第一、礦層頂板塌方冒頂風險大，通過對實地地質研究發現我國大多數鋁土礦在開采過程中頂板的巖石壓力會隨著深度的增加而逐漸增大。這種情況會進一步加大開采過程中頂板塌方冒頂的風險，進而增加了鋁土礦開采的危險性，同時也提高了開挖技術的復雜性。

第二、水文地質條件較復雜，危險巖石的數量較多，由于我國開采技術相對落后，因此在開采過程中會產生大量的危石，這些危石的存在會直接增加施工風險，甚至會威脅到施工人員的生命財產安全。

第三、頂板巖層條件較差，通過大量的實踐表明，我國鋁土礦普遍存在巖層強度較低、軟化系數較大的問題，這些問題會增加頂板毀損的概率，進而增加鋁土礦開挖時的施工風險。

2 我國鋁土礦地質條件研究

隨著我國相關行業的發展，我國大量鋁土礦產資源被消耗，為了滿足行業生產的需求，需要開采地質條件較為苛刻的礦產資源，因此，對于地質條件的研究是鋁土礦開采技術研究的重要組成部分。通過進行鋁土礦巖層性質研究測試以及總結相關巖層性質的特點，可以獲得以下信息。

2.1 巖石力學性能試驗

通過分析鋁土礦現場巖石的力學性能測試的結果和相關數據發現，我國鋁土礦普遍存在對含水率敏感程度較低的問題，在雨水的作用下，巖石會受到微風的影響進而降低了巖石的強度。巖層中的含泥量會隨著開采深度的增加而增加。同時由于巖層的強度較高，因此在受到圍巖壓力時，巖層受到軸向壓力的破壞性較少。

2.2 礦區圍巖質量調查

為了確保鋁土礦開采過程中的安全性，在開采鋁土礦之前需要先對周圍的巖石質量進行分析，并根據分析的結果對圍巖進行分級，以此來作為確定施工方法和技術的參考依據。其中對于圍巖的分級主要是根據巖石的堅硬程度和完整程度進行的，威嚴的完整程度越好，其完整系數就越高。但是圍巖的質量會受到節理的影響，造成圍巖初始力較大的情況出現，因此該圍巖的整體結構可以將其定為V級[3]。

2.3 圍巖地質構造試驗調查

圍巖地質構造的調查主要采用實際的施工條件的具體分析、攝影測量、鉆芯取樣以及露面調查的方法，通過對相關數據的整理和分析，最終獲得了圍巖的大致構造。通過調查發現，礦區內的物質主要包括黏土巖、炭質巖等，這些物質主要以傾斜結構面為主，巖體的節理裂隙發育較為完善，具有良好的圍巖完整度。

3 我國鋁土礦資源開采技術的創新和應用

通過對我國鋁土礦周圍地質的分析，以及對現有技術和相關數據的了解，我們可以對我國原有的鋁土礦資源開采技術進行相應的創新。例如，對于現有的礦產開采可以引用液壓技術，該技術的應用既能提高再次開挖的可行性，又能提高礦產開采過程中的安全性。

通過對我國鋁土礦開采方式以及方法的了解，并結合了圍巖等級的評定方法，可以，有針對性地采用液壓支柱以及保留礦柱兩種支護方法。

同時，為了保證后期二次開采的順利進行，需要確保支護的剛性和有效伸縮性，結合相關礦場開采的經驗，對于鋁土礦開采過程中的頂板支護可以選用液壓支護中的單液壓桿的方式。選擇該支護方式需要監控及測量支護支撐力、支護系統的剛度系數、支護數量以及支護密度等數據，其中單液壓桿的支護支撐力等于支撐桿的工作阻力，在開采過程中出現的塌方冒頂事故時，能否產生足夠的阻力保證頂板的安全由該阻力直接決定。由于頂板的沉降系數受到支護下降程度的直接影響，因此支護系統的剛性系數是保障頂板穩定性的有效前提，而支護的數量以及支護的密度會決定支護的效果，因此在確定最低的支撐系數后，需要確定合理的支護數量和密度。

為了確保鋁土礦資源開采技術過程中的質量管理水平，需要對支護進行監控和測量，其中工作的阻力大小、初支撐力的大小、頂板應力等為主要的測量數據。通過對相關技術的分析，可以得出以下結論：首先采用單液壓支護系統可以確保有效工作面的基礎上降低二次沉降的速率。其次，相關技術的應用可以減少鋁土礦在開采過程中頂板的變形，且沉降率明顯低于傳統方法。最后，當液壓支護技術可以有效降低支護造價，減少成本的投入，提高企業的經濟效益[4]。

4 我國鋁土礦資源開采技術的發展前景

我國鋁土礦產業主要以開采氧化鋁為主，其中氧化鋁主要以開采硬鋁石型礦石為主，目前大多數氧化鋁企業主要采用收購民采礦和聯合辦鋁礦的方式來滿足目前我國市場對于高品質鋁土礦的需求。近年來，隨著我國大多數省份的礦石開采及民采的破壞，我國鋁土礦資源被迅速消耗，因此未來我國鋁土礦資源開采技術的發展方向主要如下：

（1）加快露天開采技術的創新，采用先進、高效的開采設備，同時需要促進地下開采技術的成熟，不斷提高開采量。

（2）提高選礦技術，促進中、低品位礦石的A/S，以此來滿足下游工序的需求。

（3）加強煤系地層潛在高品質鋁礦資源的開采，不斷提高拓寬新型的鋁土礦資源的開采途徑[5]。

（4）促進替代技術的運用，加大粉煤灰提取氧化鋁技術的開發力度，促進工業化發展，以此來滿足工業生產對鋁土礦資源的需求。

（5）利用周邊國家的三水鋁礦來彌補我國礦產資源的需求。

5 結語

總而言之，隨著我國經濟的快速增長，大量的工業原材料被消耗，鋁土礦資源作為工業生產的重要原材料之一，其開采技術的高低會對我國相關行業的發展產生重要影響。同時鋁作為重要的戰略性資源，其開采和勘探技術直接關系到我國資源戰略的安全性。為了滿足日益增長的能源需求，相關行業需要加大對鋁土礦資源開采技術的研究力度，加快開采技術的創新，不斷縮小與發達國家的差距，才能為我國經濟發展提供有力的資源保障。