浅谈广西原生铝土矿地下开采矿难点及开采方法

韦俸全，蒋 柳，曾维宁

（广西壮族自治区二七四地质队，广西 北海 536000）

社会矿产行业的高速发展，使市场内各个行业对于铝土矿的需求量越来越大，尽管我国已针对此种需求现状，加大了对铝土矿的开采力度，且市场内铝土矿产出量正呈现一种逐年递增趋势，但由于市场内产业发展速度过快，现有的铝土矿产出量仍无法满足市场生产对铝土矿资源的需求。以中国铝制品产业发展为例，在2015年～2018年，中国现有铝土矿的每年产出量占全年矿产资源产出量的40.0%～55.0%，受到产出铝土矿资源不足的影响，中国采用在外地大量进口铝土矿的方式供应市场需求。正因如此，导致市场使用铝土矿作为原材料进行生产的制品成本越来越高，从而使矿产资源市场的发展难以得到有效保障，甚至在很大程度上金属铝制品的生产利润受到了市场发展的挤压[1]。广西地区是铝土矿产出量最高的地区，在此地区内，铝土矿主要被划分为原生矿与沉积矿两种类型，其中沉积矿是指原生矿在区域内未经过开采与开发，经过长期的风化与侵蚀在区域内堆积而形成的。而相比于后者，原生矿的利用价值更高，因此，本文研究主要以广西地区原生铝土矿作为对象，综合区域矿山开采工程的实施现状，总结铝土矿地下开采矿难点，并以此为依据及核心，提出与之对应的开采方法，通过此种方式，保证铝土矿的高质量产出，从而确保产出量与市场需求呈现一种相对平衡的关系。

1 广西原生铝土矿成因

针对广西地区原生铝土矿的成因，有关单位在较早时期便开展了此方面的研究，不同地质调研专家对于区域原生铝土矿，所给定的结论是不同的，甚至在某一具体层面，对此方面的研究仍存在争议。本章将总结相关广西地区原生铝土矿成因的研究成果，对其成因中的相同点进行阐述。具体内容如下。

广西地区原生铝土矿的形成，其实质属于一个地球化学形成过程，也是与区域内硅元素的赋存无法脱离关系的。在广西大明山平原上，地质相对复杂，厚重的泥质层与区域内相关岩石受到数千年的风化与蚀变。在此种条件下，地质中含有的铝硅酸盐物质被分解，在多重化学反应的作用下，生成二氧化三铝（氧化铝物质）、氧化硅物质、碳酸钙物质等[2]。而此反应步骤仅作为区域原生铝土矿成矿的前期步骤，除上述提出的化学反应生成物质，地质内还存在较多的金属铝、金属铁等独立金属，这些金属以胶质方式存在，部分原生铝土在此过程中也呈现一种初步矿化反应，生成一种三水型矿石。

当铝土矿开采完成后，大量的海水从贵州西南部涌入广西地区，此时太明山上已被风化的产物，受到海水的侵蚀，海水中的矿物质也在某种程度上附着在原生铝土矿矿体上。因此，形成了现如今的北部矿带，考虑到在此过程中，海水侵蚀与风化的产物主要为高岭石矿，对此，在进行广西地区原生铝土矿搬运过程中，大多采用机械运输的方式进行。

2 广西原生铝土矿地下开采矿难点

2.1 原生矿地质环境恶劣

在对广西地区原生铝土矿进行地下采矿工作前，需要对区域进行地质条件与开采环境的前期勘查与地质调查。根据调查结果发现，区域内原生铝土矿矿体呈现一种绵延连续趋势，尽管如此，但矿体的完整性相对较差，多数矿板凹凸不平，原生铝土矿在其中的分布也十分不均匀。因此，采用传统的铝土矿开采方式，不仅存在人工劳动力大、产出量少等问题，同时也存在后期对原生铝土矿处理困难、价值性矿产资源回收率低等问题。综合相关整理数据，传统开采方法产出的原生铝土矿仅占30.0%～40.0%。

此外，由于地质环境较为恶劣，矿山工程施工作业难度也相对较高，是难以实现对原生铝土矿大规模或大范围开采的，当矿体呈现一种陡峭趋势时（矿体倾斜角度大于或等于30.0°），使用机械设备进行原生铝土矿开采施工，也将存在某种安全隐患因素，从而导致出矿困难。

2.2 放矿工作执行困难

由于广西地区内现有的沉积铝土矿较多，且大多数铝土矿为黏土质地，整体结构较为松软，且地质结构不稳定。一旦原生铝土矿直接暴露或裸露在地表，顶板将快速被风化。因此，区域内大多数原生铝土矿为半裸露状态，即地下未受到风化的部分为原生铝土矿，裸露在地表的部分为沉积铝土矿。此种矿石一旦遇到水体，极易发生泥化作用，当矿山工程进行此种区域的采矿时，便会遇到放矿执行困难的问题。

2.3 原生铝土矿矿岩性质复杂

在对广西地区原生铝土矿进行地质勘查时，发现区域内现有的原生铝土矿岩性结构较为复杂，部分矿体硬度较大，即便将此种矿体运输到实验室或工厂，也难以实现后期对其的有效利用[3]。此外，也有部分矿体结构柔软，但针对此种矿体，使用常规的机械处理方式，极易导致矿体遭到破坏，因此，在开采广西地区原生铝土矿时，其工作受到矿岩性质的制约与影响。

3 开采方法

3.1 引进壁式崩落法处理大型矿体

为了解决上述提出的广西原生铝土矿，在地下开采矿过程中存在的多种难点，本章引进壁式崩落法，对区域内大型矿体进行针对性处理。使用方法进行矿体开采，矿山工程的现场布置，可参照下述图1进行。

图1 壁式崩落法现场施工布设

按照上述图1布设广西原生铝土矿地下开采施工现场，在此过程中，使用自然冒落或直接爆破的方式，将依附在矿体上的原生铝土矿崩落。在确保矿体不会在后续发生坍塌后，使用支护结构，对现有原生铝土矿结构进行支护处理。常用的支护工具包括木头、钢筋等，此外，在支护过程中，也可选择液压或水压支护，将支护结构排列成“井”字结构，以此种方式预制护巷。

3.2 使用机械设备运输产出原生铝土矿

在完成上述相关研究的基础上，需要使用机械设备，对产出的原生铝土矿进行搬运。在搬运前，需要提前进行矿体的拼装，在装矿过程中，可采用计算矿体倾斜度的方式，使用电耙、渣料机、铲运车等进行机械装矿。

在完成对原生铝土矿矿体的装矿处理后，根据支柱的密度与不同间柱之间的间隔，采用分段平巷的方式，对其进行运输。在此过程中，应结合回风结构与矿体的组织结构，进行合理装矿。为了避免在运输过程中，矿体出现滑落等问题，可在装矿过程中，对矿体进行前期初步切割处理。例如，将大型不规则原生铝土矿矿体按照其不规则呈现方式，切割成数块不规则矿体，以此种方式，使原生铝土矿矿体在运输中保持一种相对稳定的结构。

3.3 结合房柱法处理原生铝土矿矿体

在完成对广西原生铝土矿矿体的安全稳定运输后，需要结合房柱法，对原生铝土矿矿体进行处理。在此过程中，需要根据产出原生铝土矿的实际量，搭建临时简易加工房。常规情况下，简易加工房的长度在70.0m～130.0m范围内，宽度在35.0m～55.0m范围内。为了确保在处理过程中，原生铝土矿结构的稳定性与安全性，需要在顶板位置进行空间预留，预留长度在0.5m～1.0m之间，并在有需要的前提下，对其进行锚杆支护，在使用此种支护方式时，应注意预留通风井，避免在切割过程中，大量粉尘或细灰对环境造成二次污染。综合上述分析，按照产出大型矿体—运输产出原生铝土矿—处理矿体的流程，完成对广西原生铝土矿的开采工作。

4 结语

本文以广西地区为例，针对地区矿山工程实施现状，开展了原生铝土矿地下开采矿难点及开采方法的研究，并按照引进壁式崩落法处理大型矿体、使用机械设备运输产出原生铝土矿、结合房柱法处理原生铝土矿矿体的流程，实现对地区原生铝土矿资源，进行高效率的产出。

希望通过本文此次的研究，解决原生铝土矿输出量不足的问题，致力于通过本文提出的矿山开采方法，实现市场对矿产资源需求与矿山工程供应矿产资源过程中，两者的供需平衡。尽管本文研究成果已较为显著，但在后期的发展中，仍需要持续深入的进行广西地区地质勘查工作，在掌握区域地形、地势的基础上，进行矿山工程，为我国矿产行业的发展提出指导。