铝土矿露天机械采剥工艺设计研究
贵州省铝土矿资源丰富，属当地优势矿产资源之一，铝土矿产资源储量占全国的17.1%，主要集中在黔中及黔北地区，其中遵义地区的铝土矿量大质优，是贵州铝土矿四大矿集区之一，已探明资源储量为0.75亿吨，目前得到了较好的开发利用，还有近3亿吨的资源潜力。遵义地区铝土矿虽为沉积型矿床，但多数矿区矿体呈鸡窝状分布，实际开采过程中有露天和地下两种开采方式。生产矿山规模普遍较小，多数采用露天开采，公路汽车运输开拓方案。作业现场管理水平低，到处开挖、无序开采是普遍存在的现象。现场无规范的开采顺序、工作平台、边坡参数等。露天开采采用的采剥工艺看似简单，但其具体开采顺序、开采方法、铲装运输等环节对矿山作业安全性和开采经济性有直接影响。
1矿体赋存条件
某矿区内铝土矿赋存于下石炭统九架炉组(C1j)的中上部，矿体呈大小不等的透镜状、似层状产出，产状严格受下伏白云岩基底起伏形态的控制，而与含矿岩系基本一致，同时与上覆、下伏岩层同步倾斜、褶皱，一般从古岩溶洼地中心向周边由缓变陡。矿体的产出形态受古岩溶漏斗或洼地的制约，而岩溶漏斗在空间上的发育形态多样，导致矿体在平面上随机分布而无规律可循，且规模很小，俗称“鸡窝矿”，其典型矿体特征如图1所示。
2采剥工艺设计
露天采矿场是一个复杂的空间几何体，每个露天矿的大小、形状和矿岩量都是不同的。其采剥方法分类的原则和方法很多，目前无统一分类。露天矿采剥方法按工作台阶的开采方式分为两种：①台阶全面开采方法，主要指缓帮开采;②台阶轮流开采方法，主要指陡帮开采。根据鸡窝状铝土矿的赋存条件和分布特点，大多数规模小，经综合分析，采剥方法选择台阶全面开采方法较为适用[1]。图1铝土矿典型矿体特征示意图图2采矿方法示意图A—挖掘机1、B—挖掘机2、C—汽车a—剥离工作帮坡角，h—剥离高度，b1-超前距离，b2-转运平台宽度由图1可知，如果要将下石炭统九架炉组(C1j)中上部的铝土矿开采出来，遵循“自上而下、采剥并举、剥离先行”的开采原则。首先需进行上覆岩层的剥离工作，待矿体露出地表方可同步采矿。矿体上部覆盖地层主要剥离物为第四系黏土、泥岩、黏土岩等软质岩组。可采用挖掘机直接揭盖剥离，无须爆破。剥离(开采)顺序为自上而下台阶式，剥离台阶高度为(h)，不大于挖掘机的最大挖掘高度;剥离工作帮坡面角为(a)，根据顶板岩层稳定性确定;采剥带宽度不大于站立水平挖掘机半径的1.5倍;矿体剥离的推进方向基本与矿体走向一致，剥离工作面与回采工作面共用汽车转运平台(宽度b2)，考虑两台挖掘机同时作业，剥离工作面必须超前回采工作面(距离b1)。剥离工作完成后，再对裸露的矿石进行开采，矿岩一般可用挖掘机直接落矿，挖掘机不能顺利落矿的坚硬矿石配备破碎锤落矿。开采出来的矿石或剥离覆土采用挖掘机装载，汽车运输，具体开采工艺见图2。矿体开采完毕后不留设最终安全平台，最终底盘按矿体底板自然坡度留设，适用于缓倾斜、规模小、埋深浅的山坡型露采矿体。对于某些倾角大、埋藏深或凹陷开采的矿体，需按照规定留设最终安全平台和边坡。在采矿过程中一般不回填采空区，待资源开采完毕后，可考虑利用废土石回填采空区，进行采空区治理。
3设计应注意的问题
露天铝土矿采矿场每个矿体的大小、形状和矿岩量都不同，还可能受断层构造的影响，将矿体切割成多个部分。其顶底板岩性、地形坡度等在不同地域有不同的变化。因此，在实际应用中要根据不同矿体的赋存条件进行具体分析研究。收集相关地质、水文、环境等方面的资料，并结合现场情况仔细研究矿体的赋存条件后，再充分考虑采矿工程布置所需满足的各种条件，然后进一步完善采剥工艺方面的设计工作。这样才能符合现场的实际情况，便于指导矿山进行建设和生产。
4结语
铝土矿床在不同地域的赋存地层、含矿岩系、矿层厚度以及矿层顶底板地质条件具有较大的差异，根据资源特点采用不同的新技术是确保铝土矿露天安全高效开采的有效途径。通过对上述山坡型铝土矿露天开采剥离工艺的设计应用，为类似露天矿剥离工艺的选择提供了一定的参考，以帮助提高设计工艺水平及现场生产管理水平。这对我国铝土矿资源的安全高效开采、可持续发展具有重要指导意义。
参考文献：
[1]王松.贵州铝土矿成因及成矿时代[J].冶金与材料,2018,38(03):27-28.
《铝土矿露天机械采剥工艺设计研究》来源：《内蒙古煤炭经济》，作者：杨愚
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