淺析桂西鋁土礦探采結(jié)合的方法及意義

吳學(xué)謙，韋乾昭

（廣西華銀鋁業(yè)有限公司，廣西 百色 533700）

我國(guó)對(duì)露天鋁土礦的開采，多使用探采分離的方法進(jìn)行開采活動(dòng)。但由于使用探采分離的方法雖然能夠完成對(duì)露天鋁土礦的開采，但開采成本較高，限制了鋁土礦的進(jìn)一步發(fā)展[1]，為此提出探采結(jié)合的方法進(jìn)行露天鋁土礦開采。本文通過論述探采結(jié)合的開采原理，針對(duì)桂西堆積型鋁土礦的特點(diǎn)，建立露天開采鋁土礦探采結(jié)合機(jī)制，通過對(duì)洗礦數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋，判斷貧礦區(qū)與富礦區(qū)，根據(jù)取樣分析數(shù)據(jù)劃定具體開采區(qū)域，利用回采工作面調(diào)整計(jì)算公式，判斷β參量變化過程，進(jìn)行合理調(diào)整，確定回采面偏離角度以及偏離深度。

1 露天開采鋁土礦探采結(jié)合機(jī)制

1958年8月由北京地質(zhì)學(xué)院實(shí)習(xí)隊(duì)在廣西桂西地區(qū)發(fā)現(xiàn)“桂西鋁土礦”，通過1959年1月廣西地質(zhì)局桂西隊(duì)、1974年7月廣西有色地質(zhì)勘探公司270隊(duì)、1984年廣西有色地質(zhì)勘探公司270隊(duì)以及2012年廣西地礦局274地質(zhì)隊(duì)等多部門的勘查勘探[2]，形成以平果縣為代表，延伸至田東、田陽、德保、靖西、那坡一線的桂西鋁土礦礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)集群。根據(jù)桂西堆積型鋁土礦的特點(diǎn)，提出露天開采鋁土礦探采結(jié)合法，其主要途徑是經(jīng)過地質(zhì)詳查后不再進(jìn)行生產(chǎn)探礦，直接進(jìn)行回采，回采時(shí)通過洗礦數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋，結(jié)合取樣分析數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整回采工作面。從而在保證出礦質(zhì)量的同時(shí)，大量降低勞動(dòng)工時(shí)，節(jié)省生產(chǎn)探礦費(fèi)用。

2 洗礦數(shù)據(jù)反饋與取樣分析數(shù)據(jù)

首先根據(jù)地質(zhì)詳查報(bào)告進(jìn)行第一層的開采，并確立起主要開采方向，第一層開采出礦石結(jié)果可繪制不同點(diǎn)的洗礦數(shù)據(jù)，根據(jù)洗礦數(shù)據(jù)反饋，其越為礦藏中心部位礦藏更加豐富，對(duì)洗礦反饋?zhàn)罴衙黠@區(qū)域進(jìn)行取樣分析，得出取樣分析圖譜。例如獲得如表1所示的圖譜信息。

表1 取樣分析圖譜信息

根據(jù)取樣分析圖譜信息表可以確定，因按照位置2進(jìn)行向下開采，并向位置3保持一定的弧度面，其弧度面的角度根據(jù)回采工作面的調(diào)整計(jì)算得出。

3 回采工作面的調(diào)整

根據(jù)洗礦數(shù)據(jù)反饋以及取樣分析數(shù)據(jù)，得出礦藏演變方向以及礦藏富集區(qū)，通過對(duì)礦藏演變方向以及礦藏富集區(qū)的判斷，確定回采工作面的調(diào)整角度與前進(jìn)距離。設(shè)洗礦數(shù)據(jù)反饋為△μ、取樣分析數(shù)據(jù)為△δ、礦藏演變方向?yàn)関。礦藏富集區(qū)為S那么得出：

根據(jù)礦場(chǎng)富集區(qū)進(jìn)行確定回采面偏離角度α以及偏離深度l，得出回采工作面調(diào)整計(jì)算公式如下：

式中β代表開采數(shù)據(jù)變化參量，其物理意義是在不同的設(shè)備環(huán)境下，取不同的響應(yīng)系數(shù)，進(jìn)行回采面偏離角度以及偏離深度的計(jì)算。

①當(dāng)α=0～1/4π時(shí)，富礦區(qū)在當(dāng)前區(qū)域的小銳角范圍內(nèi)，相關(guān)變化參量不大，β=0.0122k，k代表礦場(chǎng)環(huán)境、機(jī)器設(shè)備等條件系數(shù)。②當(dāng)α=1/4π～1/2π時(shí)，富礦區(qū)在當(dāng)前區(qū)域的大銳角區(qū)域內(nèi)，需要相關(guān)設(shè)備具有較大的位移，相關(guān)變化參量較大，β=（0.0432+α）k。③當(dāng)α>1/2π時(shí)，富礦區(qū)在當(dāng)前區(qū)域的鈍角區(qū)域內(nèi)，富礦區(qū)出現(xiàn)大量的偏移，此時(shí)需要相關(guān)設(shè)備調(diào)整更大的位移，相關(guān)變化參量較大，β=αk。

經(jīng)過地質(zhì)詳查后不再進(jìn)行生產(chǎn)探礦，直接回采時(shí)通過洗礦數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋，結(jié)合取樣分析數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整回采工作面，實(shí)現(xiàn)對(duì)露天鋁土礦的開采。

4 實(shí)驗(yàn)論證分析

為保證本文提出的礦探采結(jié)合方法的有效性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證，實(shí)驗(yàn)論證采用相同地區(qū)的，具有相同礦層的桂西堆積型鋁土礦進(jìn)行采礦論證實(shí)驗(yàn)。為保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，采用傳統(tǒng)采礦方法，即每開采一層后進(jìn)行生產(chǎn)探礦，再開采一層再進(jìn)行生產(chǎn)探礦，作為實(shí)驗(yàn)論證對(duì)比，對(duì)出礦質(zhì)量以及出礦成本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。其實(shí)驗(yàn)論證結(jié)果曲線如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)論證結(jié)果曲線

圖1中a圖代表兩種方法的出礦質(zhì)量曲線，b圖代表兩種方法的每平出礦成本。其中出礦質(zhì)量采用QFR（quality factor）代表，其QFR越則證明出礦質(zhì)量越高。則根據(jù)上圖分析可以得出，本文提出的探采結(jié)合法與傳統(tǒng)的探采分離法的出礦質(zhì)量幾乎相等，在某些環(huán)境下本文提出的探采結(jié)合法稍稍占有優(yōu)勢(shì)，但優(yōu)勢(shì)并不明顯。

5 結(jié)語

本文對(duì)露天開采鋁土礦探采結(jié)合的方法及意義進(jìn)行分析，依托露天開采鋁土礦探采結(jié)合機(jī)制，根據(jù)洗礦數(shù)據(jù)反饋與取樣分析數(shù)據(jù)，對(duì)回采工作面的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)本文設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)論證表明，本文設(shè)計(jì)的方法具備極高的有效性。

[1]李海英,任鳳玉,周勝利,等．海南鐵礦露天轉(zhuǎn)地下三維探采結(jié)合方法[J]．金屬礦山,2016,V45(8)：24-27．

[2]陳敏,辛利民．大型露天鋁土礦山內(nèi)排土場(chǎng)安全作業(yè)參數(shù)研究[J]．礦業(yè)研究與開發(fā),2017,11(7)：9-12．