浅析我国铝土矿资源开采技术

宋 波

（中铝海外发展有限公司，广东 广州 510000）

铝土矿是世界上工业生产的重要原料之一，其开采技术会对国家战略安全和工业产值产生直接影响。近年来我国经济的迅速发展导致了相关行业对于铝土矿资源的需求逐渐增加，为了满足日益剧增的资源需求。我国有关行业需要不断提高铝土矿产的勘探技术以及开采技术，本文主要对我国现有的铝土矿开采技术以及现状进行研究，分析了目前铝土矿开采中存在的一些问题，并介绍了铝土矿资源开采技术的创新与应用，希望能在一定程度上提高我国铝土矿资源开采的质量和效率[1]。

1 我国铝土矿资源开采技术的现状及存在问题

1.1 我国铝土矿资源开采技术的现状

目前，我国铝土矿资源的开采主要可分为露天开采和地下开采两种方式，开采方式的选择主要是根据当地的地质条件和开采技术进行的。通常情况下，对于缓坡倾斜及埋藏较浅的情况主要选用露天开采，半封闭式的露天凹陷开采主要适用于急坡倾斜及有矿体露出的情况，地下开采通常应用于埋藏较深不易挖掘的地质条件。根据矿床成因主要可以将露天开采分为沉积型和堆积型两种，不同的类型所采用的开采技术也不同。根据开采类型的不同选择的地下开采技术也不同，全面法和房栓法主要适用于缓倾斜矿体，而急倾斜矿体主要采用分段崩落的地下开采方式。除此之外我国还有矿壁锚杆护顶浅孔房柱采矿法、矿壁液压支柱护顶浅孔全面房柱采矿法、预切顶中深孔房柱采矿法等开采方法[2]。

1.2 我国铝土矿资源开采技术存在的问题

通过对现有铝土矿地质条件的研究以及相关的工作经验分析发现，我国铝土矿资源的开采主要普遍存在以下问题：

第一、矿层顶板塌方冒顶风险大，通过对实地地质研究发现我国大多数铝土矿在开采过程中顶板的岩石压力会随着深度的增加而逐渐增大。这种情况会进一步加大开采过程中顶板塌方冒顶的风险，进而增加了铝土矿开采的危险性，同时也提高了开挖技术的复杂性。

第二、水文地质条件较复杂，危险岩石的数量较多，由于我国开采技术相对落后，因此在开采过程中会产生大量的危石，这些危石的存在会直接增加施工风险，甚至会威胁到施工人员的生命财产安全。

第三、顶板岩层条件较差，通过大量的实践表明，我国铝土矿普遍存在岩层强度较低、软化系数较大的问题，这些问题会增加顶板毁损的概率，进而增加铝土矿开挖时的施工风险。

2 我国铝土矿地质条件研究

随着我国相关行业的发展，我国大量铝土矿产资源被消耗，为了满足行业生产的需求，需要开采地质条件较为苛刻的矿产资源，因此，对于地质条件的研究是铝土矿开采技术研究的重要组成部分。通过进行铝土矿岩层性质研究测试以及总结相关岩层性质的特点，可以获得以下信息。

2.1 岩石力学性能试验

通过分析铝土矿现场岩石的力学性能测试的结果和相关数据发现，我国铝土矿普遍存在对含水率敏感程度较低的问题，在雨水的作用下，岩石会受到微风的影响进而降低了岩石的强度。岩层中的含泥量会随着开采深度的增加而增加。同时由于岩层的强度较高，因此在受到围岩压力时，岩层受到轴向压力的破坏性较少。

2.2 矿区围岩质量调查

为了确保铝土矿开采过程中的安全性，在开采铝土矿之前需要先对周围的岩石质量进行分析，并根据分析的结果对围岩进行分级，以此来作为确定施工方法和技术的参考依据。其中对于围岩的分级主要是根据岩石的坚硬程度和完整程度进行的，威严的完整程度越好，其完整系数就越高。但是围岩的质量会受到节理的影响，造成围岩初始力较大的情况出现，因此该围岩的整体结构可以将其定为V级[3]。

2.3 围岩地质构造试验调查

围岩地质构造的调查主要采用实际的施工条件的具体分析、摄影测量、钻芯取样以及露面调查的方法，通过对相关数据的整理和分析，最终获得了围岩的大致构造。通过调查发现，矿区内的物质主要包括黏土岩、炭质岩等，这些物质主要以倾斜结构面为主，岩体的节理裂隙发育较为完善，具有良好的围岩完整度。

3 我国铝土矿资源开采技术的创新和应用

通过对我国铝土矿周围地质的分析，以及对现有技术和相关数据的了解，我们可以对我国原有的铝土矿资源开采技术进行相应的创新。例如，对于现有的矿产开采可以引用液压技术，该技术的应用既能提高再次开挖的可行性，又能提高矿产开采过程中的安全性。

通过对我国铝土矿开采方式以及方法的了解，并结合了围岩等级的评定方法，可以，有针对性地采用液压支柱以及保留矿柱两种支护方法。

同时，为了保证后期二次开采的顺利进行，需要确保支护的刚性和有效伸缩性，结合相关矿场开采的经验，对于铝土矿开采过程中的顶板支护可以选用液压支护中的单液压杆的方式。选择该支护方式需要监控及测量支护支撑力、支护系统的刚度系数、支护数量以及支护密度等数据，其中单液压杆的支护支撑力等于支撑杆的工作阻力，在开采过程中出现的塌方冒顶事故时，能否产生足够的阻力保证顶板的安全由该阻力直接决定。由于顶板的沉降系数受到支护下降程度的直接影响，因此支护系统的刚性系数是保障顶板稳定性的有效前提，而支护的数量以及支护的密度会决定支护的效果，因此在确定最低的支撑系数后，需要确定合理的支护数量和密度。

为了确保铝土矿资源开采技术过程中的质量管理水平，需要对支护进行监控和测量，其中工作的阻力大小、初支撑力的大小、顶板应力等为主要的测量数据。通过对相关技术的分析，可以得出以下结论：首先采用单液压支护系统可以确保有效工作面的基础上降低二次沉降的速率。其次，相关技术的应用可以减少铝土矿在开采过程中顶板的变形，且沉降率明显低于传统方法。最后，当液压支护技术可以有效降低支护造价，减少成本的投入，提高企业的经济效益[4]。

4 我国铝土矿资源开采技术的发展前景

我国铝土矿产业主要以开采氧化铝为主，其中氧化铝主要以开采硬铝石型矿石为主，目前大多数氧化铝企业主要采用收购民采矿和联合办铝矿的方式来满足目前我国市场对于高品质铝土矿的需求。近年来，随着我国大多数省份的矿石开采及民采的破坏，我国铝土矿资源被迅速消耗，因此未来我国铝土矿资源开采技术的发展方向主要如下：

（1）加快露天开采技术的创新，采用先进、高效的开采设备，同时需要促进地下开采技术的成熟，不断提高开采量。

（2）提高选矿技术，促进中、低品位矿石的A/S，以此来满足下游工序的需求。

（3）加强煤系地层潜在高品质铝矿资源的开采，不断提高拓宽新型的铝土矿资源的开采途径[5]。

（4）促进替代技术的运用，加大粉煤灰提取氧化铝技术的开发力度，促进工业化发展，以此来满足工业生产对铝土矿资源的需求。

（5）利用周边国家的三水铝矿来弥补我国矿产资源的需求。

5 结语

总而言之，随着我国经济的快速增长，大量的工业原材料被消耗，铝土矿资源作为工业生产的重要原材料之一，其开采技术的高低会对我国相关行业的发展产生重要影响。同时铝作为重要的战略性资源，其开采和勘探技术直接关系到我国资源战略的安全性。为了满足日益增长的能源需求，相关行业需要加大对铝土矿资源开采技术的研究力度，加快开采技术的创新，不断缩小与发达国家的差距，才能为我国经济发展提供有力的资源保障。