石笑天

（國家電投集團貴州遵義產(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。將綜合機械化開采工藝運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，提升開采工作效率，降低開采成本，進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 綜合機械化開采工藝所需要的設(shè)備及工藝特點

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

（2）綜合機械化開采工藝特點。相比較于傳統(tǒng)開采技術(shù)來說，鋁土礦所采用的綜合機械化開采工藝具有以下特點，即①高效：綜合機械化開采技術(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。由此說明綜合機械化開采技術(shù)較之傳統(tǒng)開采技術(shù)具有高效的特點；②安全性能高：鋁土礦的地下開采具有一定的危險性，而液壓支架的運用可以為開采作業(yè)人員留有充足的作業(yè)空間，同時也能進行安全維護工作，大大提升了鋁土礦地下開采的安全性；③施工周期短：利用綜合機械化開采工藝進行開采時，可以利用綜掘機掘進，進而形成巷道，其成型效果良好。同時利用綜掘機掘進保證了采掘的連續(xù)性。④自動化：綜合機械化開采工藝的機械化程度與自動化程度較高，大大提升了鋁土礦開采的機械化程度，降低了勞動強度與開采難度，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)煤礦式綜合機械化開采工藝中采礦機的適應(yīng)條件為傾角在40°以下，礦層厚度大于120cm，頂?shù)装宸€(wěn)定?？梢哉f貴州瓦廠坪、大竹園鋁土礦的礦巖賦存條件與綜采機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行開采工作。

（2）礦體強度特性。礦體強度影響著綜合機械化開采工藝的運用效果。若是礦體的硬度過大，則對采礦機的滾筒截齒磨損較為嚴重，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狀、碎屑狀、致密狀。其中致密狀硬度系數(shù)最高，約為5.02，但是在鋁土礦中的含量最少。明確綜合機械化開采工藝對礦體強度的要求，即硬度≤f6。該鋁土礦的礦石硬度符合綜采工藝的運用要求。在運用煤礦式綜合機械化開采工藝前，應(yīng)對鋁土礦的礦體強度進行測試，確定合適的采礦方法。

4 鋁土礦中綜合機械化開采工藝的運用

在鋁土礦開采過程中，運用長壁綜采工藝，可以為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效果。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無論是在型號，還是在特性方面，都與采煤機相似，具有較強的牽引力、切割回采率較高。長壁綜采工藝的開采設(shè)備可以對體積較大的礦石進行破碎處理，大大提升了設(shè)備運輸?shù)墓ぷ餍?。在實際鋁土礦開采過程中，應(yīng)在采區(qū)建立走向長度，明確綜合機械化開采技術(shù)推進長度，且可以提升開采工作效率，同時減少工作設(shè)備位置移動次數(shù)，縮短鋁土礦開采施工的時間。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)備磨損嚴重，備品配件不足，礦石外運不及時停產(chǎn)等情況的影響下，工作面推進了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用，提升了安全性，但是設(shè)備磨損較為嚴重。從瓦廠坪、大竹園鋁土礦的綜合機械化采礦工藝，走向長壁后退式采礦方法的試驗情況來看，通過一定的技術(shù)研究，裝備的升級改造，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、危險性較大，逐漸不適合鋁土礦的開采工作中。而綜合機械化開采工藝具有較強的機械化和自動化，促使鋁土礦產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)集約化發(fā)展。了解綜合機械化開采工藝運用存在的優(yōu)點與缺點，不斷完善，促進綜合機械化開采工藝技術(shù)的更新。可以預(yù)見，在以后鋁土礦乃至金屬非金屬礦山的開采中，機械化程度較高、安全系數(shù)高的綜合機械化采礦工藝和長壁式采礦方法將會逐步取代機械化程度較低、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。