新鑫煤矿煤下铝开发利用可行性论证

DI󰀁ZHI󰀁KAN󰀁TAN

地质勘探

新鑫煤矿煤下铝开发利用可行性论证

梁金龙

（山西省煤炭地质144勘查院，山西 洪洞 041600）

摘要：新鑫煤矿部分位于山西省沁源县大峪铝土矿普查范围，通过见矿钻孔铝土矿样送验结果表明，区内铝土矿矿石质量较好，煤下铝开发利用可行性论证依据充分。关键词：新鑫煤矿；煤下铝；开发利用中图分类号：P621 文 献标识码：A文章编号：2096-7519（2020）03-12-21 引言

为了得到矿区范围内煤下铝资源，利用本矿区以往勘查的地质资料及本井田煤炭资源勘查钻孔揭露所了解的煤下铝资料，通过与本区域已开发的铝土矿矿床类比，说明本矿区内煤下铝资源开发利用论证的必要性和在经济、技术、社会条件等各个方面的可行性。

约10-210m，位于奥陶系中统峰峰组石灰岩侵蚀面之上的石炭系中统本溪组下段，距奥陶系侵蚀面3-8m。西部埋藏较浅且产状平缓，呈层状、似层状产出，除矿区西北角零星出露，受后期强烈的风化剥蚀和地形切割作用，外部形态呈港湾状，形态极不规则外，其他全区均为上部围岩覆盖。

4.2 矿体规模、形态、产状、厚度

矿体形态受奥陶系侵蚀面的控制，多呈层状、似层状、透镜状、窝子状产出；虽然位于本溪组底部的铁质粘土岩、铁矾土、山西式铁矿等对凹凸不平的奥陶系侵蚀面有一定的填平补偿的作用，但由于煤下铝底界距奥陶系侵蚀面平均距离只有3-8m，部分地段甚至为直接接触关系，所以说煤下铝对奥陶系侵蚀面也起到填平补偿的作用，因此，铝土矿的矿体形态仍受奥陶系侵蚀面波浪起伏及卡斯特地貌形态的制约。矿体产状与围岩地层产状基本一致，产状多倾向南东或北西,倾角一般5-10°,个别20°。

该煤下铝层受奥陶系侵蚀面控制，目前资料较少，据区内及矿界附近资料最大厚度4.39m，最小1.19m，平均厚2.82m。

4.3 矿石矿物成分

据矿区已施工钻探工程，该区煤下铝经过基本分析，其主要化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2等，其中，Al2O3主要来源于一水硬铝石，此外还赋存于高岭石、水云母、蒙脱石等粘土矿类物中；SiO2主要来源于高岭石、水云母、蒙脱石、勃母石等，粘土矿物和微量石英，硅质岩屑中；Fe2O3主要来自赤铁矿、磁铁矿、针铁矿、黄铁矿、菱铁矿及少量绿泥石中；TiO2来源于锐钛矿，S主要来源于黄铁矿。

2 论证依据

通过收集整理矿区以往地质资料，对矿区详细踏勘后认为1125.01m标高向下延伸赋存本溪组铝土矿，铝土矿赋存于奥陶系中统峰峰组石灰岩侵蚀面之上的石炭系中统本溪组下段，距奥陶系侵蚀面3-8m。西部埋藏较浅且产状平缓，据区内及矿界附近资料得知矿体最大厚度4.39m，最小1.19m，平均厚2.82m。其开采可利用现有生产系统。

3 交通位置

矿区位于沁源县县城西北王陶乡西南大峪村东，由矿区沿西北—东南有乡村级土石公路，向东可与省级公路汾(阳)—屯(留)公路(S222)相连，沿汾屯公路向北约48km可达平遥县城与大（同）—运（城）高速公路、国道108线接运；向西南1km至王和镇后向北西沿介（休）—王（和）36km可达介休市与大（同）—运（城）高速公路、国道108线接运,同时可达南同蒲铁路介休火车站；由王和镇沿汾屯公路向南西约60km至沁源县交口乡转向南东30km可达沁县与国道208线及太焦线相接，交通运输条件便利。

4 煤下铝矿体特征

4.1 赋矿层位

铝土矿赋存层位：铝土矿赋存标高约1355-1655m，埋深

作者简介：梁金龙（1990—），男，陕西横山人，地质助理工程师，本科，毕业于西安科技大学资源勘查工程专业，现主要从事资源勘查工作。(邮箱)10183709@qq.com4.4 矿石化学成分

矿石主要化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2

4项，一

般占矿石化学成分总量的85%以上。区内及矿界附近煤下铝矿石化学成分中Al2O3 52.79%-75.38%。A/S值3.30-14.96。4.5 矿石结构、构造

煤下铝的结构主要为砂粒状、豆状、鲕状、碎屑状、蜂窝状及其各种过渡类型，如稀豆状、豆鲕状、稀豆鲕状等。构造较为单一，多为块状构造，局部矿层上下部位偶见薄层状构造。

4.6 矿石工业类型及工业品级

矿石工业类型：根据矿区初查已施工的钻孔，煤下铝中的Fe2O3含量变化在1.80%-19.76%之间，平均5.97%。本区矿石为含铁型铝土矿。据沙坪详查资料，矿石S含量变化在0.02%-0.13%之间，矿区煤下铝矿石工业类型属低硫含铁型铝土矿。

矿石工业品级：根据矿区初查已施工的钻孔全矿区Al2O3含量52.79%-75.38%，平均56%；A/S值3.30-14.96，平均为5。本区煤下铝矿石品级为ⅤI级。

5 开采技术条件适宜性论述

据前所述，矿区水文地质条件中等（位于奥灰水位之上），工程地质条件中等，环境地质简单—中等。确定矿山地质环境中等。属工程地质问题为主的矿床开采技术条件中等类型。

由于煤矿经过多年开采，形成了较大范围的采空积水区，但鉴于近年来煤矿防治水的需要，投入多种手段对煤矿采空积水进行了探放，基本查明了煤矿现有采空区分布、积水量。未来开采本溪组煤下铝利用原有的煤矿生产系统对铝土矿开采方法、采区布置进行合理设计，将原煤矿采空区积水的影响降到最低，另外利用煤矿排水系统做好采空区积水的排放，并作为煤下铝开采生产用水。

目前，煤下铝地下开采尚处于探索阶段，由于煤下铝价值低，性质偏软，其赋存条件相对煤矿较简单，故可适当借鉴工艺成熟的煤矿开采工艺进行开采，同时应积极借鉴希腊、法国、匈牙利、北乌拉尔铝土矿地下矿山开采的成功经验(积极试验并采用现代化的采矿设备，实行机械化作业，在保证铝土矿开采利润率的同时提高生产率和安全性，并且改善劳动作业条件。机械装置的应用使工人无需接近工作面危险区域，并且加快了作业进度，缩短了矿石回收时间)。我国乃至世界范围内的铝土矿床类型在地理上具有明显的分带性，不同地域煤下铝赋存地层、含矿岩系、矿层厚度以及矿层顶底板地质条件具有较大的差异

华北自然资源论文

Huabei Natural Resources013

性，采用立足于不同开采技术条件和资源特点的新技术是确保我国煤下铝地下安全高效开采的必由之路。

6 开发利用经济合理性论述

矿体赋存标高约1355-1655m，埋深约10-210m，且煤下铝与上覆的煤层同属于矿区内不同矿床、不同部位，根据其分布情况可知，区资源量可以利用现有生产系统进行开采，可有效避免采矿工程的浪费，从而充分利用现有生产系统，合法、合理地开发利用矿产资源。使其采矿权人经济利益最大化。从安全角度来讲，现已查明的矿体为原有煤矿体的自然延伸，可避免重新设置不同的矿山生产系统带来生产过程中的安全风险。从经济效益方面考虑，煤下铝资源量粗略估算推断的资源量为4635万t，增量资源可观。

2016年以来，煤炭去产能明显提速，从国际市场中长期看，随着全球经济逐步摆脱危机影响，发展中国家在工业化、城镇化发展带动下，煤炭消费将呈稳定和小幅增长态势。从国内看，“十三五”我国煤炭消费强度和消费总量将呈双下降走势，生产消费将步入峰值弧顶下行期，呈波动缓降趋势，煤炭市场低迷，不可能在短期内有所好转。为了适应新的市场经济发展，集团公司提出的煤铝联合开采这一思路是山西省首家提出，为集团做强、做大、做好铝产业，实现经济转型发展发掘新的增长点。

煤铝联合开采一是能够充分利用1个工业场地、1套生产系统、1套管理人员和运营费用，降低综合成本；二是减少因分开布置场地而造成的压覆资源量，增加资源回收率；三是利用煤炭开采过程中获得地质资料和通过布置在煤层内的巷道对煤下铝进行勘探，节省勘探成本。研究认为，在新鑫煤矿推广应用煤铝联合开采工艺是安全可靠的，技术上是可行的，经济上也能够取得效益最大化。

7 结论

该矿区煤下铝开发利用实际为在煤矿开采煤炭的基础上，无论从矿床的完整性、基建投资、矿山开拓系统的可利用性，还是安全生产、生产成本、经济效益等方面都说明是最佳的。

参考文献：

[1] 阳正熙.矿产资源勘查学[M].北京:科学出版社,2006: 11-43.[2] 姚凤良.矿床学教程[M].北京:地质出版社,2006:167- 190.