王 樂 池偉龍 衛(wèi) 協(xié) 賈進龍 楊滋郁

（山西華興鋁業(yè)有限公司）

興縣孫家溝村為深度貧困村，境內溝壑縱橫，可耕地面積嚴重不足。同時，孫家溝村地下賦存有豐富的鋁土礦資源，整村位于山西華興鋁業(yè)有限公司奧家灣礦界范圍內，由于在上世紀存在嚴重的私挖亂采現(xiàn)象，民采老窿多，造成村莊兩邊存在4 處大型的山體滑坡區(qū)域，給當?shù)卮迕裆敭a安全造成嚴重影響。

2018 年5 月，山西省委、省政府印發(fā)了《關于“一縣一策”集中攻堅深度貧困縣的意見》，文件明確要求駐地企業(yè)要與地方政府建立扶貧合作機制，保證履行精準扶貧社會責任。為此，依托孫家溝村特有條件和資源優(yōu)勢，以“消除安全隱患，政府復墾造地，企業(yè)回收資源”為目標，山西華興鋁業(yè)有限公司探索出了一條經(jīng)濟高效、環(huán)境友好、利國利民的鋁土礦資源開發(fā)新模式［1-2］。

1 項目設計

1.1 項目滑坡地質情況

孫家溝村存在A、B、C、D 共4 處滑坡地質災害區(qū)域。老窿口采空塌陷、黃土濕陷、地形高差大、坡度陡，雨季降水量大是滑坡形成的內在因素；采礦活動形成的采空區(qū)誘發(fā)的邊坡失穩(wěn)，是形成滑坡的外在因素。根據(jù)調查及勘查結果表明，4 處滑坡均為沿基巖頂面滑動的土質滑坡，滑坡整體平面形態(tài)呈頂窄下寬的扇形，均屬深層大型黃土滑坡。治理區(qū)域地貌見圖1，滑坡區(qū)域地質參數(shù)見表1。

1.2 老窿地質情況

全區(qū)存在老窿35 個，位置大多分布在溝谷兩側，一般深50～350 m，一般高1.3～1.8 m，寬1.1～2 m，局部有坍塌現(xiàn)象，其破壞范圍主要集中在礦石質量好，厚度穩(wěn)定的礦層中部，礦層上部和下部較貧的礦體仍保留在原地，對礦體的連續(xù)性和完整性造成破壞，同時也對地表、山體穩(wěn)定性帶來影響［3］。

根據(jù)當?shù)厮牡刭|資料，由于礦坑之上冒落導水裂隙帶在淺埋部位可達地表或第四系松散層，雨季孫家溝最高洪水位可達2～3 m，其支溝洪水位0.5～1 m，老窿口位置較低的洪水可直接灌入。同時，孫家溝區(qū)域部分老窿已通過地下直達井工開采系統(tǒng)，存在很大的地表水淹井事故隱患。老窿及地表裂隙照片見圖2。

1.3 資源回收設計

項目實施時，將對孫家溝村進行整體搬遷，并對溝內的采礦老窿進行治理，治理面積約3.3 萬m2，開挖土石方量約2 525 萬m3，在孫家溝村原址及周邊形成3 個大的土地整理區(qū)。土地整理I 區(qū)位于孫家溝村，形成復墾面積約420 021 m2；土地整理II 區(qū)位于I區(qū)東側的支溝內，形成復墾面積約200 010 m2；土地整理III區(qū)位于I區(qū)北側的沖溝溝頭，形成復墾面積約166 670 m2；合計復墾土地786 701 m2。項目設計方案見圖3，設計參數(shù)見表2、表3。

2 項目實施

2.1 施工順序布置

項目開采主要工藝包括剝離、清頂、鉆爆、采礦、清底、內部運輸、配礦、破碎、二次配礦、外部運輸?shù)龋渲信磐磷鳂I(yè)為施工成本最大產生項，約占總成本支出的60%～70%。為此，排土作業(yè)盡量按照內排的方式減少排土運輸距離，節(jié)約排土運輸成本，從而節(jié)約總成本［4］。項目計劃按照A→B→C→D 的施工順序進行作業(yè)，A 區(qū)（850 萬m3）首先外排，B 區(qū)（450萬m3）內排A 區(qū)，C 區(qū)（800 萬m3）內排B 區(qū)，多余土方外排，D區(qū)（425萬m3）內排C區(qū)的總體排土作業(yè)順序。項目雙代號網(wǎng)絡進度計劃圖共包含6條關鍵線路，總工期為18個月。項目雙代號網(wǎng)絡進度計劃見圖4。

2.2 采礦工作

A 區(qū)采礦過程中揭露礦體頂板后發(fā)現(xiàn)民采老窿破壞較廣，民采老窿破壞率約為40%，整體破壞情況較嚴重，進一步驗證了設計階段所述的大面積老窿（圖5）引起的山體失穩(wěn)狀態(tài)，造成的山體滑坡安全隱患。

該區(qū)域鋁土礦賦存于石炭系中統(tǒng)本溪組一段中下部，奧陶系中統(tǒng)峰峰組侵蝕面之上，至上而下為頂板→鋁土礦→夾石（部分存在）→鋁土礦→底板，平均厚度1.79 m，平均傾角10°，屬于緩傾斜薄礦體。

《鋁土礦床一般工業(yè)指標》要求露天開采氧化鋁含量邊界品位大于等于40%，鋁硅比含量邊界品位大于等于2.6。氧化鋁含量和鋁硅比含量為氧化鋁企業(yè)最重要的兩項礦石質量指標，其中以鋁硅比含量指標對氧化鋁企業(yè)生產成本影響最大。據(jù)不完全統(tǒng)計，鋁土礦鋁硅比值每降低0.1，氧化鋁生產總成本升高14元/t。頂、底板清理的情況直接影響礦石開采質量，從而影響氧化鋁生產總成本。因此，控制圍巖混入率和礦石貧化率為采礦工藝控制的重中之重［5-6］。

興縣區(qū)域鋁土礦礦層頂板多數(shù)呈灰白、紅褐色或粉紅色，質軟，層狀，少數(shù)巖石呈暗黃或黃色，呈土狀、松散或粗糙狀。底板呈粉紅色或灰白色，層狀少數(shù)呈紅褐色和黃色，紅棕色或黃棕色。經(jīng)大量取樣分析化驗，頂?shù)装?、夾石、鋁土礦中氧化鋁和二氧化硅含量結果見表4。

根據(jù)頂、底板不同混入厚度和貧化率計算公式，計算得出采出礦石質量品位和貧化率關系公式

頂、底板混入后采出礦石質量指標及貧化率參數(shù)見表5。

由表5 可知，頂、底板的混入對礦石貧化影響極大，因此在采礦過程中，要嚴格控制頂、底板混入，按照精益化采礦模式，采用以小型挖掘機配合后八輪自卸車進行采礦作業(yè)。

2.3 復墾工作

A 區(qū)剝離完成后外排復墾形成的土地整理II 區(qū)包含3 個大平臺，共計203 343.5 m2平整到位的土地已經(jīng)形成；土地整理III 區(qū)包含4 個大平臺，共計164 008.2 m2平整到位的土地已經(jīng)形成，具備向政府交地的條件。隨著首采區(qū)A區(qū)剝離工作的完成，外排工作基本結束，B 區(qū)、C 區(qū)、D 區(qū)逐步轉入以內排為主的排土作業(yè)，排土作業(yè)成本逐步降低。復墾土地照片見圖6。

3 結語

（1）通過對村莊周邊4 處大型滑坡區(qū)域進行治理，能夠消除當?shù)囟嗄甏嬖诘摹邦^頂滑坡”安全隱患，保證地方群眾的生命和財產安全。

（2）通過土地整理方式，能夠對老窿和地表裂隙進行治理，防止河溝雨水倒灌井下，確保奧家灣一號礦的正常安全生產活動。

（3）復墾千畝良田，極大的解決了當?shù)赝恋刎汃さ默F(xiàn)狀，有利于農業(yè)生產的機械化作業(yè)和適度的規(guī)模經(jīng)營。

（4）該項目不僅回收了礦體的邊角資源，提升了資源回收利用效率和礦井服務年限，同時為企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟效益。項目預計回收鋁土礦資源97.5 萬t，按照正常采出品位鋁硅比5.0，Al2O3品位60%的市場價格450 元/t 計算，可創(chuàng)造經(jīng)濟效益4.39億元，社會與經(jīng)濟效益顯著。