綜采工藝在鋁土礦開采中的應(yīng)用淺談

石笑天

（國家電投集團(tuán)貴州遵義產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，貴州 遵義 563000）

1 鋁土礦開采現(xiàn)狀分析

如今，就鋁土礦山乃至金屬非金屬礦山開采來說，除了貴州瓦廠坪鋁土礦以及大竹園鋁土礦的地下開采礦山外，國內(nèi)、國外都沒有見到過綜合機(jī)械化開采方式，沒有見到過長壁后退式采礦方法，也沒有見到過關(guān)于這一方面的相關(guān)報(bào)道和相關(guān)研究成果。鋁土礦開采，國內(nèi)外傳統(tǒng)的采礦方法就是房柱式開采，地下開采礦山的規(guī)模較小，多為15萬t/a的中小型地下礦山；但是在國內(nèi)外的煤礦開采中，綜合機(jī)械化采煤工藝，走向長壁后退式采煤方法已經(jīng)完全成熟。將綜合機(jī)械化開采工藝運(yùn)用在鋁土礦的開采中，縮短鋁土礦開采周期，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提升開采工作效率，降低開采成本，進(jìn)而提升鋁土礦的資源回收率，提高開采效果[1]，是否可行呢？

2 綜合機(jī)械化開采工藝所需要的設(shè)備及工藝特點(diǎn)

（1）綜合機(jī)械化開采工藝所需要的設(shè)備。從煤礦開采過程中看，綜合機(jī)械化開采工藝所需要的設(shè)備主要為采礦機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板輸送機(jī)以及液壓支架等。從鋁土礦的綜采設(shè)備選用來看，“三機(jī)”選型非常關(guān)鍵。首先，要注重采礦機(jī)的選擇?，F(xiàn)階段鋁土礦開采選擇采礦機(jī)為雙滾筒方式，針對(duì)于頂部礦石，可采用前滾筒方式開采；針對(duì)底部礦石，可以采用后滾筒方式開采。其次，轉(zhuǎn)載機(jī)將巷道膠帶輸送機(jī)和工作面刮板輸送機(jī)相連接，能夠?qū)㈤_采下來的鋁土礦石完成輸送任務(wù)，從刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到巷道膠帶輸送機(jī)。第三，刮板輸送機(jī)起到礦石輸送的作用，其具有可彎曲的特點(diǎn)，能夠作為采礦機(jī)的運(yùn)行軌道。刮板輸送機(jī)的選擇應(yīng)根據(jù)鋁土礦的產(chǎn)量、工作面長度進(jìn)行選擇，合適的刮板輸送機(jī)可以提升采礦工作效率。最后，液壓支架在地下開采中發(fā)揮著重要作用，其可以支護(hù)采場頂板，為開采作業(yè)人員留有安全操作空間，進(jìn)而推移工作面的采運(yùn)設(shè)備。同時(shí)，還應(yīng)平衡支護(hù)強(qiáng)度與頂板壓力之間的關(guān)系，巷道內(nèi)液壓支架的支護(hù)強(qiáng)度要與頂板壓力相平衡，不宜過大或者過小，過大會(huì)增加支架重量，使得工作面運(yùn)輸效果一般；過小會(huì)出現(xiàn)下沉、離層，影響著頂板穩(wěn)定性。因此要注重液壓支護(hù)強(qiáng)度的控制[2]。

（2）綜合機(jī)械化開采工藝特點(diǎn)。相比較于傳統(tǒng)開采技術(shù)來說，鋁土礦所采用的綜合機(jī)械化開采工藝具有以下特點(diǎn)，即①高效：綜合機(jī)械化開采技術(shù)的工作效率是傳統(tǒng)開采技術(shù)的3倍～7倍。對(duì)于鋁土礦整體的開采效率也有著巨大的提升，約為5倍。由此說明綜合機(jī)械化開采技術(shù)較之傳統(tǒng)開采技術(shù)具有高效的特點(diǎn)；②安全性能高：鋁土礦的地下開采具有一定的危險(xiǎn)性，而液壓支架的運(yùn)用可以為開采作業(yè)人員留有充足的作業(yè)空間，同時(shí)也能進(jìn)行安全維護(hù)工作，大大提升了鋁土礦地下開采的安全性；③施工周期短：利用綜合機(jī)械化開采工藝進(jìn)行開采時(shí)，可以利用綜掘機(jī)掘進(jìn)，進(jìn)而形成巷道，其成型效果良好。同時(shí)利用綜掘機(jī)掘進(jìn)保證了采掘的連續(xù)性。④自動(dòng)化：綜合機(jī)械化開采工藝的機(jī)械化程度與自動(dòng)化程度較高，大大提升了鋁土礦開采的機(jī)械化程度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度與開采難度，提高了鋁土礦開采的工作效率。

3 煤礦式綜合機(jī)械化開采鋁土礦的可行性分析

（1）礦巖賦存條件。貴州瓦廠坪、大竹園鋁土礦的產(chǎn)狀與圍巖相近，礦體主要呈層狀產(chǎn)出，傾角范圍為15°～30°之間。礦體厚度平均厚度為206cm，礦體厚度變化較為均勻，起伏不大。直接頂板和直接底板都是鋁土巖，間接頂板為白云質(zhì)灰?guī)r、生物灰?guī)r，間接底板為頁巖、泥巖。按照國內(nèi)煤礦式綜合機(jī)械化開采工藝中采礦機(jī)的適應(yīng)條件為傾角在40°以下，礦層厚度大于120cm，頂?shù)装宸€(wěn)定。可以說貴州瓦廠坪、大竹園鋁土礦的礦巖賦存條件與綜采機(jī)械化開采工藝的適應(yīng)條件相符合，在該鋁土礦中可采用綜采工藝進(jìn)行開采工作。

（2）礦體強(qiáng)度特性。礦體強(qiáng)度影響著綜合機(jī)械化開采工藝的運(yùn)用效果。若是礦體的硬度過大，則對(duì)采礦機(jī)的滾筒截齒磨損較為嚴(yán)重，需頻繁更換部件，增加了生產(chǎn)成本。貴州瓦廠坪鋁土礦礦石硬度由低到高依次為半土狀豆?fàn)?、碎屑狀、致密狀。其中致密狀硬度系?shù)最高，約為5.02，但是在鋁土礦中的含量最少。明確綜合機(jī)械化開采工藝對(duì)礦體強(qiáng)度的要求，即硬度≤f6。該鋁土礦的礦石硬度符合綜采工藝的運(yùn)用要求。在運(yùn)用煤礦式綜合機(jī)械化開采工藝前，應(yīng)對(duì)鋁土礦的礦體強(qiáng)度進(jìn)行測試，確定合適的采礦方法。

4 鋁土礦中綜合機(jī)械化開采工藝的運(yùn)用

在鋁土礦開采過程中，運(yùn)用長壁綜采工藝，可以為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效果。而且在開采過程中，其可以保障巷道的通風(fēng)系統(tǒng)完善，降低氣體安全事故發(fā)生率。長壁綜采工藝所使用的采礦機(jī)無論是在型號(hào)，還是在特性方面，都與采煤機(jī)相似，具有較強(qiáng)的牽引力、切割回采率較高。長壁綜采工藝的開采設(shè)備可以對(duì)體積較大的礦石進(jìn)行破碎處理，大大提升了設(shè)備運(yùn)輸?shù)墓ぷ餍?。在?shí)際鋁土礦開采過程中，應(yīng)在采區(qū)建立走向長度，明確綜合機(jī)械化開采技術(shù)推進(jìn)長度，且可以提升開采工作效率，同時(shí)減少工作設(shè)備位置移動(dòng)次數(shù)，縮短鋁土礦開采施工的時(shí)間。在大竹園礦首采區(qū)的1104首采工作面，從2019年8月19日開始試采，到2019年年底，在地質(zhì)條件變化大，設(shè)備磨損嚴(yán)重，備品配件不足，礦石外運(yùn)不及時(shí)停產(chǎn)等情況的影響下，工作面推進(jìn)了220m，共生產(chǎn)礦石20萬t，工作面礦石回收率在95%以上，貧化率在5%以下，一個(gè)工作面的平均月產(chǎn)量在5萬t左右，并且還有很大的提升空間，高產(chǎn)潛力很大。說明綜采工藝在鋁土礦開采中得到有效運(yùn)用，提升了安全性，但是設(shè)備磨損較為嚴(yán)重。從瓦廠坪、大竹園鋁土礦的綜合機(jī)械化采礦工藝，走向長壁后退式采礦方法的試驗(yàn)情況來看，通過一定的技術(shù)研究，裝備的升級(jí)改造，在解決了設(shè)備磨損的情況下，鋁土礦是可以采用綜合機(jī)械化采礦工藝和走向長壁后退式采礦方法的。

5 結(jié)語

總而言之，對(duì)于鋁土礦資源作為生產(chǎn)原料的需求缺口較大，需注重鋁土礦的開采工作，尤其是地下礦體的開采。傳統(tǒng)開采工作的工作效率較低、危險(xiǎn)性較大，逐漸不適合鋁土礦的開采工作中。而綜合機(jī)械化開采工藝具有較強(qiáng)的機(jī)械化和自動(dòng)化，促使鋁土礦產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)集約化發(fā)展。了解綜合機(jī)械化開采工藝運(yùn)用存在的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，不斷完善，促進(jìn)綜合機(jī)械化開采工藝技術(shù)的更新?？梢灶A(yù)見，在以后鋁土礦乃至金屬非金屬礦山的開采中，機(jī)械化程度較高、安全系數(shù)高的綜合機(jī)械化采礦工藝和長壁式采礦方法將會(huì)逐步取代機(jī)械化程度較低、安全系數(shù)低的房柱式開采方式，成為鋁土礦乃至金屬非金屬礦山開采的主要方式，綜合機(jī)械化采礦工藝技術(shù)在鋁土礦乃至金屬非金屬礦山的廣泛應(yīng)用是不可避免的。