浅述对露天开采铝土矿伴生资源的科学利用

张立昌

摘要：露天开采矿山，本着谁开采、谁复垦、谁破坏、谁治理的原则，科学、合理、有效的开采伴生资源，为企业、为国家创造出更大的价值，增加更多的税收。

Abstract： Open-pit mining is based on the principles of who mines， who reclaims， who destroys， and who governs， scientifically， reasonably， and efficiently extracts associated resources， creating greater value for enterprises and the country， and increasing more taxes.

关键词：露天矿山;开采;伴生资源;价值

Key words： open-pit mine;mining;associated resources;value

中图分类号：TD8                                          文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）04-0232-02

0  引言

我国铝土矿高度集中，山西、贵州、河南、广西四个省（区）储量合计占全国总储量的90.9%，其中山西占41.6%。铝土矿的成因为沉积岩。其上部有石炭系太原组（C）的灰岩，二叠系（P）的砂岩、灰白色石英砂岩、泥岩和硬质耐火材料粘土矿，第四系（Q、N）黄土、红土。下部有山西式褐铁矿和赤铁矿以及奥陶系的灰岩（O）。

1  铝土矿伴生资源的定义以及开采顺序

①伴生资源即在自然界中出现于同一空间范围内的不同种矿物。②根据地层形成的顺序，露天矿山开采首先揭露的是第四系全新统，其次揭露新近系上新统，再次揭露石炭系上统太原组和中统本溪组，最后揭露奥陶系中统峰峰组。（如表1）

2  伴生资源的作用与用途

铝土矿的伴生资源根据开采的顺序自上而下有第四系黄土（红土）、二叠系砂岩、石炭系灰岩、石炭系耐火粘土矿以及奥陶系灰岩。（如图1）

2.1 黄土（红土）

新生界第四系新近系的黄土、红土主要用于覆盖石、渣、恢复耕地、治理荒山荒坡。例如：山西相王矿区外排土场2019年全年造地1772亩，全部种植核桃树，边坡种植苜蓿恢复植被886亩。

2.2 二叠系砂岩

在开采过程中二叠系上统（P2s）的生成物百分之百作为回填物排放至指定地点，下统（P1x）生成物除了灰白色石英砂岩外其余同样作为回填物排放到指定地点。这层砂岩位于灰岩上部，灰黄色，砂质结构，块状构造，岩石主要由石英、长石以及少量云母组成，厚度约为2m-4m，主要用于石材、水泥厂。如：相王矿区的砂岩，主要用于离石水泥厂、中阳水泥厂和孝义中兴水泥厂。

2.3 石炭系及奥陶系灰岩

石炭系上统山西组C3s，其中灰、灰白色砂岩，在剥离过程中分采储存堆放。太原组C3t灰岩不稳定位于次煤層上部，其中次煤采出后作为植树复合肥料使用。奥陶系灰岩位于铝土矿下部，这两种灰岩均为灰白色，隐晶质结构，块状构造，岩石主要由方解石组成，厚度约为4m-6m，主要用于建材工业。

2.4 石炭系的耐火粘土矿

石炭系中统本溪组C2b2的耐火粘土矿位于铝土矿的顶部，厚度约为1m-3m，灰白色，致密碎屑状结构，块状构造，主要由粘土矿物和铝的氧化物组成。其含的化学成份是决定耐火粘土质量的重要因素。（如表3）

耐火粘土矿的用途其一，含Al2O3 38.5%-42%远销山东某厂作为铸造砂用;其二，含Al2O3 45%左右的用来做耐火粘土砖;其三，含Al2O3 45%以上的用来做莫来石原料。莫来石化学式为3Al2O3-2SiO2，是Al2O3-SiO2二元系中唯一稳定存在的二元化合物。我国各铝矿开采区域有许多二级和三级耐火粘土矿，它是生产全天然莫来石最好的原料，由于耐高温强度高、热震稳定性好，制作出的莫来石砖成为优质高铝砖，用在钢铁、电子、水泥、陶瓷等高温工业窑炉上效果显著;其四，经配矿后制做成低品位耐火材料。（如表4）

2.5 石炭系的铝土矿和山西式铁矿

石炭系本溪组C2b有丰富的铝土矿，矿物主要以灰、灰白、杏黄色，粗糙状、半粗糙状结构为主，次有碎屑状、豆鲕状、致密状结构，块状构造。呈层状、似层状产出，局部夹有粘土岩、铁铝岩，平均厚度为4.19m。这种铝土矿是中国铝业股份有限公司孝义铝矿相王矿区露天开采的主要产物。

下部为山西式铁矿，矿物以杏黄色、红褐色紫红色为主，致密状结构，块状及蜂窝状构造，平均厚度为2.45m。主要被中钢铁厂所使。（如表5）

3  结论

综上所述，该露天开采铝土矿矿山，采用先进的“挖掘机——汽车”开采工艺，分层边剥离边回收伴生矿，逐层下剥，做到了国有矿产资源不浪费，科学合理的有效回收开采，为企业创造出更大的价值，同时为国家增加了更多的税收。

注：参加伴生矿采矿人员：冯孝威、赵定义、张国瑞、姜志刚、刘红平。

参考文献：

[1]《莫来石》行业标准编制说明.

[2]中铝孝矿相王矿区露天开采初步设计.

[3]“地质与矿山地质”教科书.

[4]露天采矿技术”杂志.