本技术涉及铝土矿开采技术领域,具体涉及一种煤下铝土矿绿色开采方法,主要解决现有煤下铝土矿开采存在的上组煤层采空区内污染物易进入铝层、回采率低、上覆岩层易垮落以及产生大量污染环境的固体废料的技术问题。本方法包括:S1.选择目标岩层;S2.对目标岩层进行渗透性改造;S3.铝土矿原位预裂;S4.无矿柱综合机械化袋式充填开采。本方法能够防止铝层回采时煤层采空区内老窑水及有毒有害气体进入采铝工作面,极大提高铝层回采作业的安全性;能够实现矿体强度弱化,减少综采设备损耗,提高综采效率;也能够提高铝土矿的回采率,并防止上覆岩层垮落;还能够规模化、绿色化处理利用煤矸石和赤泥,避免煤矸石和赤泥工业固体废料对生态环境的影响。
背景技术
我国铝土矿资源储量极其丰富,其中山西省铝土矿资源储量约占全国的40%,位居全国第一。山西省铝土矿多赋存于石炭系中统本溪组地层,与二叠系煤层密切伴生,且下伏于煤系地层。
现有煤下铝土矿开采存在如下技术难题:
其一,在实际生产过程中,考虑到投资、投产效率等方面因素,煤铝资源阶段开采顺序一般采用下行式开采,即先采煤后采铝。在下行式开采过程中,上组煤层采空区内可能聚集大量矿坑废水及有毒有害气体等污染物,并且采煤会引起底板岩层裂隙发育;若采铝时顶板岩层裂隙与煤层底板岩层裂隙贯通,会导致污染物进入铝矿采场,不仅影响开采作业的安全性和效率,还可能对地下环境造成污染。
其二,由于铝土矿矿石硬度较大,一般综掘设备的切割能力无法满足正常开采,且设备损耗严重,所以目前铝土矿开采主要采用爆破的方式崩落开采,开采后保留大量矿柱用以支撑顶板,导致铝土矿回采率较低,仅有50%左右;同时在长期载荷作用下,矿柱的承载能力会逐渐削弱,若矿柱失稳造成上覆岩层垮落,可能会导致上层水系被破坏、地表发生沉降引发生态环境破坏和地质灾害。
其三,在煤矿和铝土矿生产洗选过程中产生了大宗的煤矸石和赤泥工业固体废料,如不能有效处置,会严重影响生态环境。
基于此,亟需探索一种适用于煤下铝土矿的绿色开采方法。
实现思路