浅析高岭土矿地下开采方法_陈庆福

第30卷增刊 非金属矿 V ol.30 Sp. Issue 2007年9月 Non-Metallic Mines Sep, 2007

中国高岭土公司现有三座地下开采的矿山，三个高岭土精加工厂，二条尾矿综合利用生产线，一个专门从事高岭土选矿技术与新品开发的研究所。年开采高岭土矿石25万t ，年选矿能力18万t 。公司拥有国内最先进的高岭土选矿技术，但针对软质高岭土的地下开采，几代采矿技术人员也一直为寻求理想的高岭土开采方法而进行艰难尝试。

1 分层崩落采矿法的应用

高岭土矿体松软，坚固性系数仅为0.07~0.17，节理裂隙发育。矿体赋存的基本形态为倾斜状，厚度大多大于20m ，走向延展较长。公司三座地下矿山从上世纪六十年代至今，一直采用分层崩落法进行高岭土的开采。

1.1 主要技术参数开采技术条件：矿体厚度30~40m ，矿体倾角40o ~50o ，矿石极不稳固，允许暴露面积约4~7m 2，黏结性强，遇水膨胀、崩解，发生底鼓，采场压力大。底板为大理岩，f =5~6，中等稳固；顶部为砂页岩，不稳固。

采区构成要素：矿体长40m ，宽20~ 30m ，阶段高35m ，分层高3~3.5m 。

采准切割布置：矿块沿走向布置，采用脉外采准为主, 每个采区布置二个天井，采区天井之间用联络巷道沟通，以形成采区的二个安全出口（图1）。1.2 回采顺序和工艺 ①采场回采按分层自上而下逐层回采，每分层自采区天井开门，垂直矿体走向掘进横向进路。掘至采区边界或矿体边界后，垂直横向进路掘进回采进路，掘至采区边界后退式回采。进路间距4m 。随进路掘进及时铺设竹笆人工假顶，以利形成再生顶板。②各采场应保持均衡下降，相邻采场之间应以分层联络巷道连通，以作为采场的第二安全出口。③回采进路掘到边界后，后退回收矿柱。先采完侧柱，然后拆柱放顶，每次两架，矿石

自然崩落，从支架下出矿。④工作面用G10风镐落矿，紧跟梯形木支架，矿石用耙子、畚箕和手推车运至采区天井卸入0.32m 3箕斗内，用11.4kW 绞车下放，装入0.55m 3的矿车。⑤分层回采结束后，须经1个月以上，方可进行下层开采，以形成再生假顶。1.3 主要优缺点

优点：采场布置灵活；采矿回采率高，有利于资源的充分采出；对各类品级的原矿，有利于分采分运，提高资源的利用率。

主要不足为：采用人工装矿和人工推车，采场作业劳动强度大、工效低，采矿直接工效5t/工日；采场虽能实现二个安全出口，但每条进路都无法实现二个出口；采场平巷小断面梯形木支护维修量大，坑木消耗量大。

2 低分段崩落法机械化采矿试验

公司于1982年在阳西矿成立采矿试验队，在-58m9-1和19工作面，采用低分段崩落法进行采矿试验。2.1

试验基本内容 分段高度6m ，

采用风镐落矿，浅析高岭土矿地下开采方法

陈庆福

（中国高岭土公司，苏州 215151）

摘 要 高岭土矿体松软，

经过低分段崩落法机械化采矿以及壁式分层崩落法采矿等试验，目前仍以采用分层崩落采矿法最为成功。此法采场布置灵活、回采率高、有利于各品级矿石分采分运，但也存在机械化程度不高、每条进路无法实现二个出口以及支护工作量大且繁等不足。探索高岭土地采方法现代化，仍将是企业发展的必然选择。

关键词 高岭土 松软 地采 分层崩落

图1 采准切割布置示意图

1-穿脉运输横巷；2-绞车硐室；3-采区天井；4-分层联络道；5-横

向进路；6-回采进路；7-再生假顶

第30卷增刊 非金属矿 2007年9月

华-1型装岩机和向-1型自行矿车相配合的机械化装运矿，目的是减轻劳动强度，提高采矿工效。2.2 试验结论 在硬质高岭土矿段因采场压力小，基本无底鼓现象，完全可以适用，装运劳动强度得到改善。但风镐落矿影响产量，采场班产量只能到30t ，劳动生产率没有提高，工作面工效2.56t/工班。在软质矿体矿段，刚开始时一个月内，由于压力不大，尚可保持生产；到后来回采面渗水后，采场平巷发生底拱，木支架断裂，采场平巷维修量大，而且修理不仅要翻修木棚，还需翻轨道，相当繁重，采场三岔门木支护承压能力也差，采矿回采率只有29.4%。因此，此法无法得到应用和推广。

3 壁式分层崩落法采矿试验

公司于1999年9~12月在桃园矿702采场第四分层，以此法进行了试验。

3.1 试验基本内容 采场平巷支护，采用XDY-1G 型悬移液压支架；并采用金属铰接顶梁、Ⅱ型钢长梁配单体液压支柱，解决端头支护问题。同时，引用刮板运输机运送高岭土。

采场参数为：走向22m ，分层高度4.6m ，推进距离8.25m ，壁面长20.5m 。试验情况为：在壁式面共布置17架支架，每循环推进步距0.63m ，回采时间为6天，试验矿块可采地质储量2314t ，实际采出矿量1256t ，回采率53.7%，工作面采矿工效3.2t/工日。3.2 试验结论 本次试验解决了壁式崩落法开采高岭土矿支护、运矿、端头支护等问题，是一种安全的采矿方法，在硬质厚矿体中有推广价值。采场的每条进路都能实现二个安全出口，改善了工作面环境，工人劳动强度大为降低。

但也存在不少现实问题，支柱故障率较高，没有传统的木支护方便；回采率不理想，主要是放顶矿石回收率只有12.2%；同时，端部难以出矿，壁式分层崩落法效益没有得到充分体现；没有做到推进与放矿平行作业；下部车场只能存6部矿车，工效仍不高；刮板运输机能力没有充分发挥；对不同品级的矿石分采分运无法实现。

4 高岭土地采现代化是企业发展的必然选择

前几年，公司曾邀请辽宁工程技术大学与我公

司进行了高岭土采矿方法的探讨。根据我国煤矿目前先进和成熟的采矿技术，结合公司的实际情况，对采用短壁式液压支架放顶矿采矿方法进行了可行性研究，提出采用ZFS1800(2000)-16/24轻型单摆杆式双运输机放顶液压支架，分层厚度一般情况下可取6~8m ，采用风镐落矿的开采工艺（图2）。预期效果：①工作面二个安全出口的解决，改善了采场通风和人员安全撤离的问题；②工人在稳定全封闭的液压支护下工作，安全有保障，既无进路式采矿放矿的冒顶和冲浆造成直接经济损失的危害，也无用滑移顶梁支架可能产生的支架倒塌现象；③可减少巷道的掘进和维护工作量，现有采矿方法中大量的穿脉巷道和天井也可省去，采区内的掘进率有望从47m/kt 降到3m/kt ；④减少了坑木消耗，节约了生产成本；⑤可提高工效和减轻劳动强度，一个工作面年生产能力可达15~18万t ，回采率80%，采矿直接工效为25t/工日。显然，如果试验成功，将彻底改变目前矿山管理的许多深层次的问题。

图2 短壁式液压支架放顶矿采矿方法示意图5 结语

我公司三座矿山矿体厚薄不均，土质软硬不一，面对这种特殊软质岩性以及矿体贮藏情况，要确保较高的回采率，采用单一采矿方法或采矿工艺肯定不现实。进行采矿方法的必要的探索，采用机械化采矿与灵活的传统的方法相结合，考虑优势互补，有利于克服单一方法的不足，既有利于提高采矿回采率又有利于矿山安全生产。

气流干燥生产以后，通过近几年的使用，效果良好，产量大幅度提高，台时产量由原来的2.1t/台·h 提高到3.5t/台·h ，煤耗大幅度下降，由原来的77.5kg/t 降到43.48kg/t ，且产品质量稳

定，产生了很好的经济效益。

该新型高效热风炉的推广应用，可以显著节约能源，为各种干燥产品工艺提供可靠的加热设备，具有广泛的社会效益。

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