平朔安太堡露天矿高岭土开发可行性分析

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1、平朔安太堡露天矿高岭土开发可行性分析摘要：论文根据平朔安太堡露天矿高岭土赋存情况，分析了露天矿开发煤系伴生高岭土资源的意义，并对电铲-卡车、前装机-卡车和液压挖掘机-卡车三种开采工艺进行对比分析。关键词：安太堡高岭土采矿工艺液压挖掘机1研究意义山西平朔矿区赋存有丰富的煤炭资源，已成为我国重要的煤炭生产基地，2010年中煤平朔公司的煤炭总产量已达1亿t以上。平朔矿区高岭岩开发项目是平朔集团资源综合开发利用的重点项目之一，本项目建设对于延长平朔集团产业链，实现矿区资源高附加值开发具有十分重要的意义。2资源条件中煤平朔集团与中国矿业大学（北京）合作，对平朔三个露天矿区范

2、围内的煤系共伴生资源（高岭岩、风化粘土和砂岩）的层位、空间分布、矿物组成、化学组成进行了分析研究，对其品质进行了评价。圈定高岭土资源146.07mt，具体情况见表1。3开发意义3.1高岭土用途。高岭土是自然界中普遍存在的一种非金属矿，过去一般用于生产陶瓷，耐火材料。随着国民经济发展，人们越来越重视高岭土的深度加工，现已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。产品开发实验表明，安太堡露天矿高岭土适合制备混凝土掺合剂等用途，因此安太堡露天矿高岭土市场较为广阔。3.2资源分布。我国现有高岭土矿点700多处，探明储量约30亿吨，矿点较为分

3、散。其中煤系高岭土约16.7亿吨，与非煤系高岭土储量相当。与其它非金属资源相比，高岭土不属于我国的优势资源，因此在有条件的矿区积极开发煤系伴生高岭土资源对于提高我国高岭土的供应能力具有积极意义。3.3安太堡露天矿开发意义。由表1可知，安太堡露天矿高岭土总资源量约78.39mt，占平朔矿区总资源量的一半以上。现场揭露的资源条件也表明，安太堡露天矿4煤顶板赋存有一层厚度约3-6m的高岭土资源，预计年揭露资源量在1.0mt以上，具有一定的开采条件。对于露天矿生产而言，高岭土原来是作为剥离物开采的，根据研究报告查明的高岭土赋存情况和露天矿揭露的高岭土赋存情况估算，安太堡露

4、天矿因高岭土剥离而支付的成本约5千万元（15元/m3）；如果部分高岭土可以作为矿物资源开发，不仅可以充分利用高岭土的资源价值，而且可以减少露天矿的剥离费用，降低生产成本。4开采方案由于风化粘土赋存不连续，且可采区域内厚度较大，因此研究确定风化粘土的开采原则为：与4煤顶板剥离台阶整体穿爆开采，由采装设备在工作面选采，通过运输卡车实现煤岩分流。据此研究提出如下三个高岭土开采方案：单斗电铲-矿用自卸卡车工艺方案；前装机-矿用自卸卡车工艺方案；液压挖掘机-公路汽车工艺方案。4.1单斗电铲-矿用自卸卡车工艺。本方案的最大优点是可以充分利用露天矿现有设备，生产组织管理简单。安

5、太堡露天矿现有采装设备以ph2800和ph4100系列电铲为主，大型设备的选采能力差；根据高岭土不单独划分台阶开采的原则，该工艺难以实现物料在工作面的分采分运。4.2前装机-矿用自卸卡车工艺。与单斗机械铲相比，前装机的作业方式更为灵活，且铲斗的高度较小，因此选采效果较好。安太堡露天矿现有cat992和cat994两种大型矿用前装机，用于主采作业时前者生产能力可达1.0mm3/a以上，后者可达2.0mm3/a以上，是露天矿的重要采装设备。由此可见，采用该工艺每年实际可回采的高岭土只有当年揭露资源量的15%左右。4.3液压挖掘机-公路卡车工艺。根据高岭土市场需求，露天

6、矿采出的高岭土最终需通过公路由卡车运至用户所在地，因此该方案的主要优势是矿内运输与外运衔接便利。根据露天矿已揭露的高岭土赋存情况，研究提出液压挖掘机（斗容1m3-4m3）从台阶顶部开切回采部分高岭土的方案，其基本作业方式如图1所示。为保证作业安全，研究确定系统布置如下：①液压挖掘机与爆堆坡顶安全距离为15m；②液压挖掘机与电铲开采的安全距离为100m；③一次起爆台阶宽度为40m，起爆长度250（高岭土富集区宽度），则一次爆破范围内可回采面积为：s=（40-15）×（250-100）=3750（m2）（2）；④高岭土开采选用4m3液压挖掘机配额定载重30t公路型卡车

7、，白天作业，生产能力取2160t/d（1200m3/d），现场应用情况见图2；⑤同时布置三台液压挖掘机作业，单台服务范围50m，有效开采厚度取3m（实体），则服务范围内所需开采时间为3天；⑥根据以上计算，考虑作业安全，最邻近电铲的挖掘机只开采部分资源，研究取该挖掘机的回采率为60%，据此计算回采量为：由此可见，采用该工艺方案的回采率也不只有1/4左右，但基本可以满足现阶段周边市场的要求（现阶段周边市场需求约为20万t/a）。4.4工艺选择由上述分析可知，安太堡露天矿应用单斗电铲回采高岭土在技术上不可行；虽然应用前装机可采出部分高岭土，但回采率很低，不能满足市场需求

8、，而且会降