煤系地層覆蓋下鋁土礦采礦方法研究

黃 丹，陳 何，王 昌，張 升

(1.北京礦冶科技集團有限公司，北京 100160；2.國家金屬礦綠色開采國際聯合研究中心，北京 102628；3.山西華興鋁業有限公司，山西 呂梁 033000)

山西、河南所屬華北地層查明鋁土礦儲量約占全國的50%[1]，其中60%～70%為煤系地層覆蓋下鋁土礦(簡稱“煤下鋁”)資源，且煤下鋁資源勘探潛力巨大。隨著國內位于淺地表的鋁土礦儲量消耗殆盡，地下鋁土礦特別是煤下鋁開采成為鋁資源開發的必然選擇和發展趨勢[2-3]。煤下鋁開采需要在開發鋁土礦資源時，控制鋁土礦開采引起的覆巖移動，保證上覆煤層的完整性，同時克服鋁土礦直接頂板松軟、不穩固，地壓管理困難等難題。本文以山西某煤下鋁礦區為例，開展了煤下鋁采礦方法應用研究。

1 煤下鋁開采技術條件

沉積型鋁土礦賦存于石炭系中統本溪組中下部，主要分布在煤田及煤層以下，為單層緩傾斜薄至中厚礦體。鋁土礦上覆巖層層位穩定，鋁土礦受奧陶系股侵蝕面不整合接觸影響，礦體厚度在局部地段仍有較大變化。

山西某礦區礦體自東向西傾斜，南北走向，鋁土礦為一水硬鋁石四級礦石(Al2O3>62%，Al/Si≥5)，礦石質量中等。礦體平均厚2.84 m，平均傾角12°～15°，采區范圍內埋深150～350 m，礦層頂板黏土巖，底板鐵質黏土巖、山西式鐵礦，黏土巖軟弱破碎、遇水泥化，礦區水文地質條件簡單。鋁土礦頂板與上覆13#煤層間距為28.24～51.82 m，平均間距41.84 m，圖1為煤下鋁賦存情況示意圖。煤鋁間巖層巖性與煤層間巖層巖性基本一致，主要為泥巖、砂巖、中砂巖、砂質泥巖等互層。