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浅谈铝土矿地质勘查与找矿工作中重点与难点问题
摘要:铝土矿是金属铝的原材料,它是重要的矿产资源。本文对铝土矿地质勘查找矿工作中重点与难点问题进行了研究,进一步提升勘查工作开展的效率与精准性。
关键词:铝土矿;勘查找矿;找矿
我国是世界主要铝土矿生产国之一,铝土矿资源分布高度集中,主要分布于山西、河南、贵州、广西四省,占全国储量的90.9%(山西41.6%、贵州17.1%、河南16.7%、广西15.5%),其次,在山东、云南、四川等地区也有一定储量的铝土矿。在全国铝土矿查明资源储量当中,河南省铝土矿位居第二,资源丰富。自1950年在巩义小关由冯景兰等人第一次发现铝土矿之后,正式掀起了河南省铝土矿勘查工作的热潮。河南省铝土矿主要类型为沉积类,即形成于奥陶(寒武)系碳酸盐岩古风化侵蚀面上,受沉积间断面及上石炭系本溪组地层影响较大,形成因素多种多样,且较为复杂。河南省铝土矿主要分布在京广线路线以西的荥巩、洛阳、三门峡、焦作、平顶山等地区。省域范围内集中分布于陕县—渑池—新安、偃师—巩义—荥阳—登封—密县及宝丰—临汝—禹州地区[1]。
1、铝土矿地质勘查找矿工作历程
1.1铝土矿地质勘查找矿工作历程
1.1.1、1949~1976年铝土矿勘查找矿阶段
(1)1953~1955年间,冶金部和地质部的
地质队伍先后对山东淄博铝土矿、河南巩县小关一带的铝土矿、贵州一带的铝土矿、山西阳泉白家庄矿区等进行了地质勘探工作。1958年以后,中国对铝土矿的勘探积累了一定的经验,在《中共中央国务院关于大力发展铜、铝工业的指示》的指导下,在大搞铜铝普查的基础上,又发现和勘探了不少矿区。这一阶段的找矿方法基本采用中大比例尺地质地形填图与探矿工程相结合的方式。
1.1.2、1976年~20世纪90年代末期铝土矿勘查找矿阶段
这个时期在河南省禹州市发现了方山古风化壳沉积型铝土矿[2]。铝土矿的发现也以地质工作和探矿工程相结合为主,虽做过少量的物探,但并未起到很好的效果。
1.1.3、1999年地质大调查以来~至今铝土矿勘查找矿阶段
这个时期基于深部找矿的需求,物探技术应用也越来越收到重视,并取得了较好的效果,其中主要手段有重力扫面,电法剖面测量等。另外,遥感技术在寻找铝土矿方面也在发挥越来越多的作用。
1.2河南省前期勘查找矿工作历程
河南省铝土矿勘查工作始于20世纪50年代,随着经济发展速度的加快,铝土矿勘查利用的规模也不断扩大。近年来,河南省也积极响应国家的号召,对全省的铝土矿资源进行了整体勘探,据相关部门统计,探获铝土矿资源的储存量高达10亿t,使铝土矿资源大省的地位得以巩固。近年来,铝土矿的开采规模不断增大,浅层铝土矿以及富矿的开采相对来说比较紧张,找矿工作在新的发展阶段显得尤为重要。例如,在渑池县的矿区浅层覆盖区域的雷沟地区,对铝土矿的勘查已经取得了良好的成效,矿山施工的钻孔都全部探测出矿产资源。尤其是在相应国家号召开展找矿行动以来,河南省共探明了700m以下的浅层铝土矿资源高达10亿t,这也证明了河南省铝土矿产资源相当丰富。近年来,河南省也不断加大省内铝土资源的勘测力度,随着各项工作的深化,河南省内的铝土资源呈现出巨大的开发潜力。河南省有色金属地质矿产局综合省内成矿的地质条件以及矿产勘测程度等因素,运用面含矿系数法对成矿区进行预测,预测结果表明省内具有良好的找矿前景。
2、铝土矿地质勘查找矿工作中重点与难点
第一,勘查找矿找矿技术手段落后,使用钻探带来的一系列负面后果,这也是铝土矿勘查找矿找矿中常见的问题。目前,勘查找矿找矿的手段主要分为为槽探、钻探、坑探、物探、化探等,其中钻探是铝土矿勘查找矿找矿中应用最为广泛的一种,虽然钻探具有速度快、岩芯采取率高,能够直接、准确地揭露地层并且可以直接在岩芯中采取样品等优点,但是在野外勘查找矿时,条件恶劣,加上地层中的砂层以及燧石灰岩容易破碎,部分岩层有溶洞,个别地段为断裂构造破碎带,这些因素导致在钻探经常会发生漏水、掉块和卡钻等问题,如果不解决这些问题,将会对整个工程质量造成重大影响,严重的还会酿成事故,带来经济上的损失。
第二,勘查找矿中的乱采滥挖的现象日益严重,不仅造成资源的浪费,而且还造成环境的破坏。随着我国铝行业的发展,对铝土矿的资源需求量日益增加,一些地区为了短期利益,盲目地、掠夺式地开采,再加上地方监管不力,造成铝土矿资源遭到严重破坏和浪费,而且在勘查找矿中给周边环境也会带来破坏,如土壤沙化、土地塌方和泥石流等灾害性问题。
第三,铝土矿的勘查找矿技术不成熟。河南省铝土矿的特点是资源丰富,分布集中。已查明的铝土矿床埋藏较浅(埋深0-500米),开采条件简易、中低品位矿石所占比例较大,矿体形态较为复杂,矿石以高铝、高硅、低铁为特征[3]。以上这些特点使得铝土矿主要产区非法盗采、收购铝土矿或加工成熟料外运等现象极为严重。民采多,规模大,形成了以露天开采为主、正规矿山大规模采矿为辅的采矿格局。氧化铝生产企业收购“民矿”更是导致铝土矿开采秩序的混乱,使得盗采问题突出,选富矿弃贫的矿现象严重,铝土矿得不到合理利用,这是对资源的最大破坏。
第四,铝土矿勘查找矿,征用土地所带来的利益冲突问题。铝土矿的开发,尤其是露天开采,需要征用大量的土地来安置勘查找矿中废弃的沙土,可是在这过程中,往往会与当地百姓的利益发生矛盾,矿山企业有时可能无法满足百姓的利益要求,这种局面可能会影响到的进程,最终会影响到矿山企业的长远发展。
第五,河南省铝土矿资源开发利用较早,由于受到各种外界因素的影响,在铝土矿资源开发的过程中,缺乏科学、统一的规划,还存在民采破坏的现象,铝土矿综合利用的能力相对低下,造成了较为严重的资源浪费现象。新的开采技术没有得到广泛的推广,铝土矿的开发方式还比较粗放。某些生产企业一味追求经济效益,未充分考虑到河南省内铝土矿资源的实际情况,盲目地对铝硅比10以上的富矿进行开发利用,导致富矿资源的存储量急剧下降[4]。在河南省内的铝土矿资源开发中,一些地方还存在掠夺式开采的现象,采富弃贫问题突出。
据相关部门统计,省内矿山的回采率不足40%,共伴生矿产的利用率低下。另外,在铝土矿开采中,缺乏统一的管理机制,导致铝土矿市场相对混乱,无证开采、以探代采等问题比较普遍。
3、解决铝土矿勘查找矿重点与难点的解决措施
3.1、坚持铝土矿勘查找矿的一般原则。第一,始终坚持社会效益,经济效益效益多方面相互统一的开采原则,再进行铝土矿开采的过程中,需要做好相应的准备工作。第二,科学合理的对铝土矿资源进行开采,始终对铝土矿的矿产进行勘查和利用。第三,按照国际国内对氧化铝需求以及当前铝土矿的开发现状,对铝土矿进行严格有序的了解,全面控制整体建设开发项目,顺利实现氧化铝工业的可持续发展。第四,利用停产等措施整合铝土矿的资源,实现铝土矿的规模化开采,按照氧化铝企业所在的位置就近规划铝土矿的开发区域,保证铝土矿开发工作实现最优化。
3.2、针对铝土矿勘查找矿中的漏水和掉块问题,可以用泥浆进行对漏水和掉块处进行护壁,或者使用套管跟管钻进,对于深孔的护壁,一般采用的是将红粘土与锯末掺和,然后进行搅拌,待均匀后填入孔内到漏水或掉块的地方,再用机械进行振捣,使其渗入到裂隙当中起到护壁效果,除此之外,也可以采用压力注水泥浆的方法对破碎层进行护壁,就是利用钻末具有粘水喝遇到水就膨胀的特点,来增加井壁的粘聚力,这种方法对解决卵石层和燧石灰岩破碎层的漏水、掉块问题更为有效,这在一定程度上还大大降低了勘查找矿的成本。
3.3、对于勘查找矿中卡钻、埋钻的问题,可以采用吊锤反打的方法,就是利用吊锤反打的瞬间功能,使提钻的能量提高3-5倍,可以有效地处理卡钻、埋钻的问题。
3.4、针对铝土矿勘查找矿中的技术问题,可以采用先进的设备,配备专业的人才,采用科学先进的勘探方法。为了应对铝土矿勘查找矿中的种种难题,很多来自于技术上的问题,主要是设备落后,所以首先要购买先进设备,保证的质量,光有先进的设备还不够,还要有懂得使用的专业人才,对勘查找矿中的地形、地貌等专业知识以及设备操作方面都能很好的掌握了解,加上科学的管理,并采用电法、地震、磁法和放射性等方法进行勘查找矿,可提高勘查找矿的效率,同时先进科学的技术还能保证作业人员的安全系数。
3.5、健全矿山征地相关法规政策,一方面是防止农民为了利益与矿山企业发生矛盾冲突,故意抬高土地价格,从而影响了铝土矿的勘查找矿开发;另一方面,也是规范矿山企业在勘查找矿中,给农民财产上和居住环境所带来的一些影响所进行的赔偿标准,这样做也提高了土地资源的利用率,加快了铝土矿的勘查找矿进度。
3.6、应用高新技术改造传统工艺,降低经济发展对矿产资源的消耗水平。河南省是矿业经济大省,其历史和现状决定了发展的重点不是单纯发展高新技术,而是要用高新技术改造传统技术环节。这就需要政府有关部门改变观念,在科技创新方面不能一味追求发展高新技术产业,而应该通过科技项目立项推动铝土矿资源消耗产业的技术进步,对落后的开发加工方式加以改造,从而提高资源的保证程度,促进经济增长方式的转变[5]。
参考文献
[1]李汝红,潘万益.我国铝土矿地质特征与开发利用对策[J].现代矿业,2015,31(06):106-107.
[2]杨言杰.河南省西部煤下铝土矿勘查前景及找矿意义[J].华北国土资源,2010,(4):22-26.
[3]苏晶晶,张长春.河南省铝土矿勘查开发研究[J].中国科技信息,2012,(8):35.
[4]俎新许,陈倩倩,李锋,等.河南赵沟耐火黏土矿床地质特征及控矿因素[J].矿产勘查,2019(10):2630-2637.
[5]李建军.关于大同地区矿山成矿地质特征及深部勘查方向[J].世界有色金属,2019(1):137+139.