露天铝矿山矿石质量的控制.docx

露 天 铝 矿 山 矿 石 质 量 的 控 制山西铝厂孝义铝矿 (孝义 032303) 富崇彦摘 要 铝土矿山中矿石质量对冶炼成本有很大的影响 本文结合孝义铝矿现场生产实际 ,讨论了铝矿石质量的评判标准 ,并提出了控制矿石质量的主要措施 关键词 露天矿山 铝土矿 矿石 质量控制采 矿前后 Fe2 O3 含量变化较小 ,而 Al2 O3 含量在铝矿石 中占主导地位 ,变化率也较小 ,SiO2 含量的变 化 率 则较大 生 产实 践 表 明 , 当 SiO2 含 量 越 低 、 AΠS 值 越 大时 ,冶炼 成 本 越 低 , 反 映 出 矿 石 质 量 越 好 当 SiO2 含 量越大 ,AΠS 值 越 小 时 , 冶 炼 成 本 越 高 , 反 映 出 矿 石质量越差 即 AΠS 值与矿石质量有一定的线 性 关 系 ,能较实际地反映 矿 石 的 质 量 另 外 ,AΠS 这 个 概 念 兼顾了反映矿 石 质 量 情 况 的 两 个 方 面 ,而 且 对 于 不同的铝矿石 ,AΠS 具有可 比 性 ,这 就 为 不 同 铝 土 矿 之 间建立了可比 条 件 ,能 统 一 评 价 不 同 区 域 铝 矿 石 质 量的好坏 。

同 时 ,以 AΠS 为 标 准 计 算 出 的 贫 化 指 标 ,在很大程度上 也 反 映 了 矿 山 的 采 矿 综 合 技 术 水 平 和管理水 平 因 此 ,用 AΠS 作 为 铝 土 矿 山 考 核 贫 化 率的标准是 可 行 的 ,也 是 最 恰 当 的 加 强 对 矿 石 质量的管理 ,在很大程度上 ,也就是加强对 AΠS 比 的 管理 前 言1露天矿山被开采的对象包括矿体和岩体 矿石的有用程度和经济上利用的有效性这两者的综合指 标被称为矿石的质量 能否经济合理地生产出符合 用 户要求的优质 矿 石 ,取 决 于 生 产 过 程 中 生 产 车 间 和管理部门的技术能力和质量管理水平 就 铝 土 矿 山 而 言 ,衡 量 矿 石 质 量 的 一 个 重 要 指 标 就是矿石的 贫 化 率 在 采 矿 过 程 中 ,工 业 矿 石 内混 入围岩 ,废石等 非 工 业 矿 石 或 者 部 分 高 品 位 工 业 矿 石丢失 ,都将 造 成 矿 石 贫 化 ,从 而 影 响 矿 石 质 量 本 文拟结合孝义 铝 矿 的 实 际 情 况 ,讨 论 铝 矿 石 质 量的 评判标准和如 何 加 强 矿 石 质 量 的 管 理 ,并 提 出 了 控制矿石质量的主要措施 。

铝 矿 石 质 量 的 评 判 标 准铝土矿中主要化学成份有 Al2 O3 、 SiO2 和 Fe2 O3 其有益组份 Al2 O3 和有害组份 SiO2 对矿石质量的 好 坏起决定作 用 根 据 实 践 , 铝 冶 炼 行 业 一 般 用 AΠS (Al2 O3 与 SiO2 含 量 的 比 值 , 称 铝 硅 比 ) 来 描 述 铝 矿 石的质量 ,仅 用 有 益 组 份 Al2 O3 含 量 的 高 低 不 能 完 整地说明矿石的好坏程度 一般矿种都用有益组份 作为贫化率的考核标准 ,而在铝土矿的冶炼过程中 , 由于有害组份 SiO2 参与过 程 中 的 复 杂 化 学 反 应 ,并 消 耗掉一 定 的 原 辅 料 , 对 冶 炼 成 本 有 很 大 的 影 响 因此 ,仅用 Al2 O3 考核贫化 ,不 能 反 映 矿 石 质 量 的 好 坏 与变化程度 ,因 而 对 铝 土 矿 的 冶 炼 过 程 没 有 指 导 意义 在 铝土矿的 冶 炼 过 程 中 , SiO2 对 经 济 效 益 有 着重大影响 也 就 是 说 SiO2 对 矿 石 质 量 的 影 响 程 度 很 大 。

另 一 方 面 , 在 铝 矿 石 中 , 三 种 主 要 化 学 成 分 (Al2 O3 、 SiO2 和 Fe2 O3 ) 含量之和 很 稳 定 比 较 而 言 ,23 控 制 矿 石 质 量 的 主 要 措 施3. 1 准确地估算矿体地质储量孝义铝矿根据 25 ×25 m 的勘 探 网 度 ,确 定 矿 块 的 空间形态 ,对于复杂 的 区 域 ,再 进 行 12 . 5 ×12 . 5m 或 17 . 5 ×17 . 5m 的加密勘探 以此获得尽可能 准 确 的 地质资料 ,据 此 建 立 矿 体 的 矿 化 模 型 因 为 原 始 地 质矿量是采矿 损 失 贫 化 计 算 的 基 础 ,其 准 确 与 否直接影响到所计算的损失率和贫化率的可靠性 铝 土 矿 矿 量 计 算 一 般 采 用 地 质 块 段 法 ,此 法 对矿体形态简单者是简便易行的 ,但对于形态复杂 、 厚 度 变化大的矿体 ,所 计 算 的 矿 量 与 实 际 矿 量 相 差 很 大 这 是 因 为 : 其 一 ,块 段 法 计 算 矿 量 的 可 行 性 ,取决于所采用的计算厚度的正确性 。

块段法控制点厚 度 的算术平均值 为 一 数 理 值 ,其 基 础 是 把 控 制 点 间 决 定厚度大小的 矿 体 顶 底 板 线 视 为 直 线 ,而 实 际 上第 16 卷第 12 期 富崇彦 露天铝矿山矿石质量的控制 435为曲线 ,且变化很大 其二 ,算术平均把控制点间的矿 体厚度变化理 想 地 视 为 有 规 律 的 渐 变 ,而 实 际 上 多为无规律的变化 特别是基岩岩溶化强的地段的 矿体 ,相邻近的矿体厚度相差很大 因此 ,在矿体形 态 变化既不规律 而 又 很 大 时 ,块 段 法 的 算 术 平 均 厚度 ,就与矿体的实际厚度相差很大 ,致使所算矿量与 实际矿量相差很大 在采矿中可见到面积相同的起 凸与漏斗组成的开采块段 ,矿量主要分布在漏斗中 , 而总采矿量与块段法计算矿量相差很大 根据试验 区 矿量计算对比 ,块 段 法 和 等 厚 线 法 所 算 矿 量 与 实际 采出矿量的误差分 别 为 + 37 . 85 %和 - 9 % 块 段 法 计算矿量误差 大 的 原 因 ,主 要 是 其 厚 度 计 算 方 法 不适应矿体形态及厚度大的变化 。

要使计算的原始 地质矿量接近于真值 ,对于形态变化大的矿体 ,只有 用等厚线法计算矿量 因为矿体等厚线充分反映了矿 体形态及厚度 的 空 间 变 化 ,所 计 算 的 矿 量 接 近 于 实 际矿量 其接 近 程 度 取 决 于 等 厚 距 、 计 算 体 积 时 的 水平切割密 度 及 计 算 公 式 等 厚 距 要 尽 可 能 小 , 最大不超过 0 . 5m 3. 2 清理顶板清顶工作是控制采矿损失和贫化的关键环节之 一 所以孝义铝矿 在 设 备 选 择 上 除 采 用 “松 土 机 - 前装机 - 汽车 ”工 艺 外 ,对 尺 寸 较 小 、 松 土 机 难 于 处 理的清顶物料及漏斗岩 ,选用 T220 推土机 清 顶 和 人 工清顶等辅助措施 清顶作业的推进方向宜从高到低进行 ,一是有利于发挥设备的效率 ;二是有利于控 制清顶时的二次混入 推土机作业时原则上不允许 钩松矿体 ,为减少围岩混入和矿石损失 ,同时要求清 顶范围要大于采矿范围 实 践中 ,有 效 地 控 制 了 顶 板 的 围 岩 混 入 但 由于 设备大 ,顶板 过 清 现 象 较 多 ,矿 石 损 失 预 计 偏 大 。

松 土机可清理的漏斗岩直径最小为 4m ;当 直 径 小 于4m 时 ,改用 T220 推土机清理 ;当直径小于 2m 时 ,则 必须人工清顶方可能清干净 但也有一些柱状纵向 夹层 ,无论采用设备还是人工方法都无法清理 ,只能混入矿石中 无形中加大了采矿的贫化率 3. 3 加强现场技术管理矿 石 回 采 是 控 制 损 失 和 贫 化 最 关 键 的 一 环 ,要 求现场技术人员跟班作业 ,做到心中有数 ,牢记矿体 等厚线图 ,矿体顶 、 底等高线图及夹石分布图等 在采 矿作业中 ,随 时 根 据 生 产 情 况 指 挥 作 业 做 到 夹 层按要求剔除 ,矿岩分层开采 ,最大限度地降低矿石 的损失和贫化 通 过 实 践 ,松 土 机 能 剔 除 的 最 小 夹 层 厚 度 平 均为 0 . 8m ,最小残留厚度平均为 0 . 4m ,辅以 T220 推土 机 和人工作业后 ,最 小 残 留 厚 度 平 均 为 0 . 20～ 0 . 30 m 对 于开采 漏 斗 矿 , 松 土 机 采 到 最 小 直 径 后 , 在缓坡侧拉堑沟进行二次处理 ,辅以爆破 和 T220 推 土 机联合作业的方式处理 。

但底部仍留有一定量的矿 石 无法回收 ,造 成 损 失 边 角 矿 是 指 采 矿 边 角 处 松 土 机处理不到的 矿 石 ,残 矿 是 指 矿 石 硬 度 大 而 松 土 机处理不了的矿石 ,对这两类矿石用穿 爆 和 T220 推土机开采 ,效果较为理想 ,损失和贫化均不太大 3. 4 正确采集数据正确采集数据 ,是加强矿石质量管理 ,准确计算 损 失率 和 贫 化 率 的 关 键 为 了 及 时 获 得 第 一 手 资 料 ,从清顶开始 就 取 样 分 析 清 顶 围 岩 的 品 位 和 顶 板岩 体的残留量 ,分 别 用 计 算 法 和 测 量 法 求 得 采 矿 过程中随时测量夹层厚度和面积及其品位 采用矿 体底板等高线与采空区地形等高线图相交计算底板 围岩混入量 因为在采矿作业中会出现沟松深度超 过 矿体底板高度 ,而 造 成 矿 石 集 堆 和 铲 装 过 程 中 混入废石 ,并且因采矿后底板标志不明显而难于测量 其它数据如清顶矿石损失量 、 残留及边角损失矿量 , 剔 除夹石时损失 矿 量 ,采 出 矿 量 及 各 种 原 始 地 质 品 位 等 ,均根 据 实 际 情 况 , 从 实 地 测 量 或 用 计 算 法 求 得 。

采出矿石品 位 用 直 接 法 确 定 ,堆 场 品 位 与 皮 带输 送料品位相互 对 照 参 考 ,由 于 堆 场 品 位 受 矿 堆 堆 层 品位分布不均 匀 的 影 响 ,最 终 以 皮 带 输 送 料 品 位 为准 经 过 测 算 , 1997 年 , 试 验 区 的 采 矿 损 失 率 为15 . 30 % , 贫 化 率 为 17 . 10 % ( 围 岩 混 入 率 为 10 .69 %) 由此看出 ,优化完善现有采矿工艺 还 无 法 达 到使损失贫化降到 8 %以下的预期目标 3. 5 加强矿石质量检验质量检验指采用一定的检验测试手段和相应的 检验方法 ,测定矿石的质量特性 ,然后把测定的结果同规定的矿石质量标准进行比较 ,发现问题 ,采取措 施 进行调整 ,使 工 序 处 于 稳 定 状 态 质 量 检 验 的 作 用一是把关 ,如露天矿的清理三角剥离工作 ,若经检 验不符合设计要求 ,顶未清干净 ,决不允许转入下一 道工序施工 ,以避 免 矿 石 的 严 重 贫 化 ; 二 是 预 防 ,把关本身也是一种积极的预防 ;三是反馈信息 ,给质量 改进提供必要的依据 。

露 天 开 采 矿 山 生 产 现 场 的 质 量 检 验 工 作 ,必 须436 世 界 采 矿 快 报 2000 年 12 月广 泛地发动操作 者 参 加 ,实 行 自 检 、 互 检 、 专 检 相 结合 的 “三检 “制 度 ,推 动 现 场 质 量 管 理 的 发 展 生 产 过程中的工序检验一般以操作者自检 、 互检为主 ,辅 以专职检验员的巡回检验 如铲装工序对爆破工序 的交接检验 ,矿岩界线是否设立标记 。