貴州省鋁土礦資源豐富,屬當(dāng)?shù)貎?yōu)勢礦產(chǎn)資源之一,鋁土礦產(chǎn)資源儲量占全國的17.1%,主要集中在黔中及黔北地區(qū),其中遵義地區(qū)的鋁土礦量大質(zhì)優(yōu),是貴州鋁土礦四大礦集區(qū)之一,已探明資源儲量為0.75億噸,目前得到了較好的開發(fā)利用,還有近3億噸的資源潛力。遵義地區(qū)鋁土礦雖為沉積型礦床,但多數(shù)礦區(qū)礦體呈雞窩狀分布,實際開采過程中有露天和地下兩種開采方式。生產(chǎn)礦山規(guī)模普遍較小,多數(shù)采用露天開采,公路汽車運(yùn)輸開拓方案。作業(yè)現(xiàn)場管理水平低,到處開挖、無序開采是普遍存在的現(xiàn)象,F(xiàn)場無規(guī)范的開采順序、工作平臺、邊坡參數(shù)等。露天開采采用的采剝工藝看似簡單,但其具體開采順序、開采方法、鏟裝運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)對礦山作業(yè)安全性和開采經(jīng)濟(jì)性有直接影響。
1礦體賦存條件
某礦區(qū)內(nèi)鋁土礦賦存于下石炭統(tǒng)九架爐組(C1j)的中上部,礦體呈大小不等的透鏡狀、似層狀產(chǎn)出,產(chǎn)狀嚴(yán)格受下伏白云巖基底起伏形態(tài)的控制,而與含礦巖系基本一致,同時與上覆、下伏巖層同步傾斜、褶皺,一般從古巖溶洼地中心向周邊由緩變陡。礦體的產(chǎn)出形態(tài)受古巖溶漏斗或洼地的制約,而巖溶漏斗在空間上的發(fā)育形態(tài)多樣,導(dǎo)致礦體在平面上隨機(jī)分布而無規(guī)律可循,且規(guī)模很小,俗稱“雞窩礦”,其典型礦體特征如圖1所示。
2采剝工藝設(shè)計
露天采礦場是一個復(fù)雜的空間幾何體,每個露天礦的大小、形狀和礦巖量都是不同的。其采剝方法分類的原則和方法很多,目前無統(tǒng)一分類。露天礦采剝方法按工作臺階的開采方式分為兩種:①臺階全面開采方法,主要指緩幫開采;②臺階輪流開采方法,主要指陡幫開采。根據(jù)雞窩狀鋁土礦的賦存條件和分布特點,大多數(shù)規(guī)模小,經(jīng)綜合分析,采剝方法選擇臺階全面開采方法較為適用[1]。圖1鋁土礦典型礦體特征示意圖圖2采礦方法示意圖A—挖掘機(jī)1、B—挖掘機(jī)2、C—汽車a—剝離工作幫坡角,h—剝離高度,b1-超前距離,b2-轉(zhuǎn)運(yùn)平臺寬度由圖1可知,如果要將下石炭統(tǒng)九架爐組(C1j)中上部的鋁土礦開采出來,遵循“自上而下、采剝并舉、剝離先行”的開采原則。首先需進(jìn)行上覆巖層的剝離工作,待礦體露出地表方可同步采礦。礦體上部覆蓋地層主要剝離物為第四系黏土、泥巖、黏土巖等軟質(zhì)巖組?刹捎猛诰驒C(jī)直接揭蓋剝離,無須爆破。剝離(開采)順序為自上而下臺階式,剝離臺階高度為(h),不大于挖掘機(jī)的最大挖掘高度;剝離工作幫坡面角為(a),根據(jù)頂板巖層穩(wěn)定性確定;采剝帶寬度不大于站立水平挖掘機(jī)半徑的1.5倍;礦體剝離的推進(jìn)方向基本與礦體走向一致,剝離工作面與回采工作面共用汽車轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(寬度b2),考慮兩臺挖掘機(jī)同時作業(yè),剝離工作面必須超前回采工作面(距離b1)。剝離工作完成后,再對裸露的礦石進(jìn)行開采,礦巖一般可用挖掘機(jī)直接落礦,挖掘機(jī)不能順利落礦的堅硬礦石配備破碎錘落礦。開采出來的礦石或剝離覆土采用挖掘機(jī)裝載,汽車運(yùn)輸,具體開采工藝見圖2。礦體開采完畢后不留設(shè)最終安全平臺,最終底盤按礦體底板自然坡度留設(shè),適用于緩傾斜、規(guī)模小、埋深淺的山坡型露采礦體。對于某些傾角大、埋藏深或凹陷開采的礦體,需按照規(guī)定留設(shè)最終安全平臺和邊坡。在采礦過程中一般不回填采空區(qū),待資源開采完畢后,可考慮利用廢土石回填采空區(qū),進(jìn)行采空區(qū)治理。
3設(shè)計應(yīng)注意的問題
露天鋁土礦采礦場每個礦體的大小、形狀和礦巖量都不同,還可能受斷層構(gòu)造的影響,將礦體切割成多個部分。其頂?shù)装鍘r性、地形坡度等在不同地域有不同的變化。因此,在實際應(yīng)用中要根據(jù)不同礦體的賦存條件進(jìn)行具體分析研究。收集相關(guān)地質(zhì)、水文、環(huán)境等方面的資料,并結(jié)合現(xiàn)場情況仔細(xì)研究礦體的賦存條件后,再充分考慮采礦工程布置所需滿足的各種條件,然后進(jìn)一步完善采剝工藝方面的設(shè)計工作。這樣才能符合現(xiàn)場的實際情況,便于指導(dǎo)礦山進(jìn)行建設(shè)和生產(chǎn)。
4結(jié)語
鋁土礦床在不同地域的賦存地層、含礦巖系、礦層厚度以及礦層頂?shù)装宓刭|(zhì)條件具有較大的差異,根據(jù)資源特點采用不同的新技術(shù)是確保鋁土礦露天安全高效開采的有效途徑。通過對上述山坡型鋁土礦露天開采剝離工藝的設(shè)計應(yīng)用,為類似露天礦剝離工藝的選擇提供了一定的參考,以幫助提高設(shè)計工藝水平及現(xiàn)場生產(chǎn)管理水平。這對我國鋁土礦資源的安全高效開采、可持續(xù)發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn):
[1]王松.貴州鋁土礦成因及成礦時代[J].冶金與材料,2018,38(03):27-28.
《鋁土礦露天機(jī)械采剝工藝設(shè)計研究》來源:《內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)》,作者:楊愚
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