孝义铝矿采矿工艺分析

王长军

摘 要：本文通过介绍孝义铝矿矿床形态的复杂性，对各种采矿工艺进行分析，说明了采矿设备和采矿工艺有效结合在露天开采中的作用，对提高露天矿山矿石采出率并降低贫化率具有一定的指导意义。

关键词：露天矿 采矿工艺 分析

中图分类号：TD824 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0087-01

铝土矿在整个有色金属的生产中占有至关重要的地位，党的十八大再次提出可持续发展战略意义，作为中铝公司的下属企业我们必须深入贯彻资源综合利用的重要性。提高露天铝土矿开采技术和开采水平对整个采矿行业都具有很高的实际意义。我国的铝土矿开采主要以露天铝土矿开采为主要形式，孝义铝矿是中铝山西分公司供矿基地，从1975年开工建设到投产，已经开采了30多年。分为克俄矿区、西河底矿区、后务城矿区、相王矿区和柴场矿区五个露天采区，我们不仅要对矿床资源进行有效的开发利用，而且还要尽量保护现有环境不再受到矿产资源开发的影响和破坏，并且在复垦的同时进行恢复治理，是我们急需也必须思考的问题。这就要求我们在实际开采过程中不断探索先进的采矿工艺，以实现资源综合利用，延长矿山寿命。笔者通过对孝义铝矿不同时期和条件下采矿工艺的详细分析，提出与大家共勉。以下从几个方面进行阐述。

1 矿体地质特征

孝义铝矿地处吕梁山脉东南部边缘，为沉积型铝土矿床。各矿区矿石在矿层中的分布大致相同，为缓倾斜薄矿体，一般Al2O3含量和A/S值都比较高，但质量分布不均匀，矿体厚度为0～10 m，平均厚度为3～4 m，由于成矿受岩溶古地貌的控制，成矿后又多受断裂构造、风化淋滤等后期地质作用的影响，矿体形状复杂多变，产状为似层状、槽状及漏斗状等。矿石类型主要为粗糙状铝土矿、半粗糙状铝土矿、碎屑状铝土矿、土状铝土矿、致密状铝土矿等。直接顶板为灰白色粘土岩或粘土矿，个别地方为黄土，底板为山西式铁矿、铁铝岩或粉状粘土。采矿工艺的改进大大提高了采矿机械化程度和生产效率。

2 采矿工艺的发展

在实际的开采中，我们要根据当地的地形、地貌和矿床的矿产数量等诸多因素，进行具体的分析和设计，一般采取每个矿体多单元的开采形式，尽量减少设备的调运，这样有利于开采工艺的设计和实施，对采出矿产品的质量和生产效率都有所提高。同时，由于各矿体的矿石品位不均衡变化程度大的特点，我们采取多矿床同时施工作业的方式进行开采，这样可以合理地进行配矿作业。从投产初期的“穿爆—电铲—汽车”工艺，到现在采用的“液压反铲挖掘机—汽车”我们在实际应用中，

“穿爆—电铲—汽车”工艺。此工艺在孝义铝矿一期工程开始时曾使用，由于剥离、采矿全部要进行爆破作用，然后才能用电铲铲装，再通过汽车运输至指定堆场。存在采矿准备周期长，机械化程度和产能低、由于爆破贫化率高的问题，基于上述因素，需要新的采矿设备和采矿工艺满足生产要求。

从1985年开始使用“松土机—前装机—汽车”工艺，此工艺较电铲-汽车工艺移动灵活，对矿体的硬度适应性强，松土机进行松动与集堆，大型装载机装车，劳动生产率高等优点。但由于矿体结构复杂，顶板底板起伏不平，界限不清和夹层分布无规律，很难实现分层开采，贫化率很难控制，致使供矿品位难以保证，为满足生产氧化铝的要求，还需通过大量的民采矿石弥补矿石质量上的不足。而且部分漏斗矿直径小深度大，松土机很难到位，大量底板矿被迫残留在采场中，致使采场内部不能及时回填，直接影响了剥离和采矿作业的正常进行，加大了运输距离使生产成本不断增加。

从2001年开始孝义铝矿采用“液压反铲挖掘机—汽车”工艺在西河底矿区进行此工艺试验，打破了1985年以来采用的“松土机—— 前装机—— 汽车”工艺，成为我矿的主要采矿工艺，为我国露天矿山的开发闯出了一条新路。用铲斗直接将矿（岩）石切割松动后挖起装车运走，经过实践，此工艺具有以下优点：

液压反铲挖掘机操作简单，机动灵活、效率高、工艺环节少，铲装一体，不用松土机钩松，不用集堆，直接就可装车运输。

可以实现精细化采矿作业，确保资源的有效利用。对较小的复杂形态矿体，可以灵活运用，这是“松土机—— 前装机—— 汽车”工艺做不到的。按照供矿质量要求，根据矿床地质资料和现场破坏情况合理制定不同的生产方案，运用此工艺可以成功实现分层分级开采，将接近顶底板处低品位矿石（A/S在3以下）作为普铝，矿层中间高品位矿石（A/S在3以上）作为高铝，总体品位保证在5.5以上（今年供厂品位5.4），进行分类堆放。

可最大限度减少矿石的损失与贫化率，提高矿产品回采率。高品位的矿石极其容易被贫化，所以围岩、夹石，甚至包括不够要求品位的低品位矿石等都要尽最大可能地彻底清除，液压反铲的的优势非常突出，切削挖掘精度可由操作工精确进行控制，能有效剔除100 mm以下夹层，对顶板岩石能最大限度地进行清除，如在现场配指挥人员，则效果最佳。对于200 mm左右超薄矿体能精确回收，对深达10 m以上的矿体可分阶梯采出。由于液压挖掘机具有全方位的工作角度与臂式工作结构，在去除顶板后可对民采巷道内的淤泥砾石等杂物进行有效清理。

在采区范围内可以做到多台挖机与车辆协调配合，同时推进，尽量一次性清采到位，实践证明合理地划分区域和采掘的先后顺序，可提高生产率，保证采矿目标的完成。

3 结语

露天采矿工艺的运用和发展，不仅可以有效地解决在铝土矿生产中提高矿石采出率并降低贫化率问题，而且也可以使资源综合利用，降低了采矿的综合成本，延长矿山服务年限，促进矿山的健康、持续发展。但在应用“液压反铲挖掘机—汽车”工艺生产中应注意以下几点：

选用的挖机和自卸汽车应匹配。如我矿采用的是美国Caterpillar公司的CAT330、336反铲和特雷克斯3305F（33 t）自卸卡车配合，按采矿规程通过合理的现场布局、尤其是采矿方法的合理运用，能更加发挥此工艺的优点。

对矿岩硬度有要求。要做好二次清采的计划和安排，有些硬度大的矿岩无法一次性清采到位时，尽量避免采用穿孔爆破的方法进行松动，不利于控制矿石贫化，可以采用液压锤配合进行松碎矿岩，确保矿石的贫化率和损失率。

液压挖掘机司机对矿岩的识别能力需要不断提高。

参考文献

[1] 高永涛，吴顺川.露天采矿学[Z].2012.

[2] 宁恩渐.采掘机械[Z].1991.endprint