浅谈兴县贺家圪台矿区铝土矿的地质特征

1、文章编号: 1006- 4877( 2007) 08- 0088- 02浅谈兴县贺家圪台矿区铝土矿的地质特征张文旭( 山西省第三地质工程勘察院,山西 晋中030620)摘 要: 针对兴县贺家圪台矿区铝土矿的地质现状,厚度、矿石品位、矿床规模、开采技术条件等方面,贺家圪台矿区铝土矿的矿床地质特征。 关键词: 本溪组; 铝土矿; 大型矿床从矿层叙述了很明显。本段平均厚度为 9.51 m。第二段底部为细砂岩或砂质黏土岩, 向上依次为杂色黏土岩、砂质 黏土岩、煤线、细砂岩和黑色页岩。中上部局部夹1 2 层 不 稳 定 的 生 物 碎 屑 灰 岩 。 本 段 平 均 厚 度 为7.51 m。中图分类号:

2、 TD862.5文献标志码: A贺家圪台矿矿区位于兴县约 10 km 处的蔚汾镇贺 家 圪 台 村 一 带 。 地 理 坐 标 为 东 经 111°1028至石炭系上统太原组自下而上也可分两段:第一段底部为灰白、灰黄色的粗粒石英杂砂岩,向上依111°1209, 北 纬 38°3029至 38°3255,面 积次为砂质黏土岩、页岩、煤层 ( 13 号煤) 、长石石英杂砂岩、粉砂岩和泥岩等。其中 13 号煤煤质较 好 , 煤 层 厚 度 为 3.78 19.19 m。 本 段 平 均 厚 度 为59.23 m。第二段下部为灰黄、灰白色的中细粒石英15.60

3、km2。 矿 床 南 北 长 4 175.00 m,东 西 宽1 105.00 m, 含矿面积 4.26 km2。下面就该溪组一段含矿地层的沉积特征及其成矿环境和矿体特征作一 简要浅析。1地层和构造砂岩, 局部含有砾石,厚度超过 10.00 m,全区稳定; 中部为深灰色的砂质黏土岩、炭质泥岩和细砂地层区内基岩出露甚少,岩 ,夹 1 2 层 煤 线 ;上 部 为 细 砂 岩 和 砂 质 泥 岩 互1.1零星出露有石炭系中统本层。本段平均厚度为 60.72 m。二叠系下统山西组下部为灰白色的细粒厚层状溪组和奥陶系中统峰峰组。区内赋存的地层包括奥陶系中统峰峰组、石炭系 中 统 本 溪 组 、 上 统

4、 太 原 组、二叠系下统山西组、上第三系上新统、第四系 上更新统和全新统。奥陶系中统峰峰组出露厚度为 57.3168.54 m。的长石石英砂岩; 中部为炭质泥岩夹煤线;上部为细粒厚层状的长石石英砂岩和砂质页岩互层。本段厚度大于 34.80 m。上第三系上新统角度不整合覆盖于下伏地层之岩性以角砾状泥质白云岩 为 主 ,岩。局 部 夹 数 层 泥 灰上。主要为褐红色黏土,夹多层砾岩层和含多层钙质结核。本统平均厚度为 22.71 m。第四系上更新统为浅黄色的亚砂土。本统平均 厚度为 22.34 m。第四系全新统为残坡积物和冲洪积物。本统厚度小于 15.00 m。石炭系中统本溪组平行不整合于奥陶系中统

5、峰峰组之上, 是铝土矿的含矿层位, 自下而上可分两 段: 第一段俗称含矿段, 从下而上依次为山西式铁 矿、铁质黏土岩、铝土矿、硬质耐火黏土矿和黏土岩。山西式铁矿为褐红色、褐黄色,由赤铁矿和褐1.2构造区内的基本构造以贺家圪台村西背斜和宋家塔铁矿组成, 呈致密状、块状及蜂窝状构造;铁质黏土岩为褐黄色, 呈致密状 结 构 ; 铝 土 矿 为 灰 、 灰白、浅红色, 呈粗糙状、半粗糙状、碎屑状和致密 状结构, 块状构造。各种 矿 石 类 型 之 间 呈 渐 变 关 系, 界线不明显, 呈层状、似层状产出, 与上部硬 质耐火黏土矿、黏土岩和下部铁质黏土岩一般界线村贺家圪台向斜为主:贺家圪台村西背斜位于

6、贺家圪台村西 800.00 m 处, 背斜轴走向为 340°左右,长约 1 900.00 m, 南西翼较缓, 倾角为 6°左右;北东翼较陡, 倾角为 1030°。宋家塔村贺家圪台向斜位于宋家塔村贺家圪台村一带,向斜轴走向为350°左 右 , 长 约 3 100.00 m,西 翼 较 陡 ,倾 角 为东翼较缓,倾角为 610°。1025°收稿日期: 2007- 06- 15; 修回日期: 2007- 06- 29作者简介: 张文旭( 1975- ) , 男, 山西静乐人。1997 年 7 月毕 业于郑州工业贸易学校, 助理工程师。2矿体

7、地质特征区内铝土矿连续性好, 矿体厚度为 0.508.20 m,88 2 0 0 7 年 第 8 期T A IY U A N S C I- T E C H平均 2.73 m, 矿石品位 Al2O3 为: 40.21%79.29% ,平均 66.17%, 变化系数为 13.00%, Al2O3 含量高且矿床充水主要靠大气降水,地下水不会影响矿床开采, 但在很大范围内矿体低于当地侵蚀基准面,如较稳定;矿石品位 SiO2 为: 0.68%22.26% ,平 均果管理不当,沟谷中的洪水也有可能对矿床的开采7.31% , 变 化 系 数 为 66.17% , SiO2 含 量 不 稳 定 ;形成水患,

8、其次是矿区中部的煤矿古空区、采空区积水也会通过岩层裂隙或其他导水通道进入矿床对Fe2O3 为: 0.65% 39.18% , 平 均 7.90% ,变 化 系 数为 100.89% , Fe2O3 含 量 变 化 大 ; A/S 值 为 : 2.60 113.65, 平均 14.87, 变化系数为 88.16%, A/S 值较 高且变化较大。其他有益有害组分的含量分别为 S:0.012%0.074%, 平均 0.040%; P: 0.08%0.18%,采矿工作 造 成 危 害 。 另 外 ,再 加 上 私 挖 滥 采 铝 土矿、铁矿的矿坑积水也会对矿床的开采形成危害。因此, 采矿时应高度重视这

9、些问题, 防患于未然。工程地质条件该矿床为局部可露采矿床, 从露天开采角度来 看, 矿体及其夹石稳定性较好, 上覆岩层有硬质耐 火黏土矿、黏土岩、砂岩、石灰岩、煤及黄土、红 土和砾石, 除煤层、黄土、红土外, 其他岩石风化 程度较低, 稳固性较好。在坑采区域内, 矿体上部有较厚的山西组、太4.3平 均 0.13% ; MgO: 0.05% 0.60% ,平 均 0.18% ;K2O: 0.02% CaO: 0.08% 2.78% ,0.37% , 平 均 0.09% ;平 均 0.59% ;Na2O: 0.03% 0.07% ,平 均0.04%; CaO: 0.071.46%, 平均 0.71

10、%。其中有害组分 S, P, MgO, CaO 含量很低,业性能。不影响矿石的工矿石的自然类型可分为粗糙状、半粗糙状、碎原组地层覆盖, 岩性为砂岩、泥岩和煤层,呈软硬屑状和致 密 状 4 种 ,其 中 以 粗 糙 状 和 半 粗 糙 状 为相间的复合式结构, 其中, 13 号煤层为可采煤层,主, 碎屑状和致密状为次要矿石类型。矿区铝土矿的控制资源量为 375 万 t,平均厚度为 10.07 m,煤层开采后会留下很大范围推断资的采空区, 从而使岩层的结构受到破坏, 矿区的工程地质条件也不稳定。矿体下伏岩层为黏土岩、铁矿黏土岩、山西式源 量 为 2 353 万 t,3 403 万 t。预 测 资

11、源 量 为 675 万 t ,合 计3矿床成因1矿区铝土矿属古风壳型异地沉积铝土矿床,铁矿和石灰岩,这些岩石中尽管铁质黏土岩和黏土是岩属软弱岩层不稳定,但其下部有坚硬的石灰岩垫古风化壳物质经红土化作用形成的铝土矿物、黏土矿物、含铁矿物以及少量含钛矿物和微量重矿物,在自然条件下迁移至水体中沉积形成的。控制成矿托, 使得矿柱及井硐总体稳定。5结束语贺家圪台矿矿区的铝土矿资源丰富, 属大型矿 床 , 矿 石 的 品 位 较 高 , 矿 区 平 均 品 位 Al2O3 为66.17% , SiO2 为 7.31% , Fe2O3 为 7.90% , A/S 为的主要因素:一是长期沉积间断和温暖潮湿多雨

12、的气候,在此条件下形成的红土化物质为铝土矿成矿准备了丰富的物质来源。二是古地理位置和古构造对铝土矿的沉积分布也起着重要的作用, 矿区位于 兴县石楼南北向褶皱带北段东侧的低凹地带, 是 沉积铝土矿的有利场所。矿床主要形成于潮坪潟湖 环境, 而且多富集于潟湖边缘区, 这是由于地表水 携带的大量成矿物质在沉积盆地汇集或遇海水在湖 缘区低凹部位停积下来的缘故, 而且此处为氧化 弱还原条件, 有利于铝土矿的生成和富集。另外, 后期的风化淋滤也对铝土矿起到了富集的作用。4 矿床开采技术条件14.87。全区平均剥采比为 25.92,属局部可露采矿床。铝土矿的上覆岩层含水量较小对矿层开采影响不大, 但要注意的

13、是煤矿、铝土矿、铁矿的矿坑积 水对采矿工作的影响, 因此, 一定要做好探、防、 排水工作。矿层的间接底板为奥陶系石灰岩, 其岩溶裂隙发育,能够及时疏干开采工作面形成的矿坑积水, 对采矿工作十分有利。矿层的上覆岩层力学性质稳定, 采矿时不需要专门支护。尽管矿层的直 接底板为黏土岩或铁质黏土岩, 力学性质较弱, 但 其下有坚硬的奥陶系石灰岩垫托, 大大提高了矿柱 及井硐的稳定性。参考文献:剥采比矿 区 剥 采 比 为 0.88 54.32,部可露采矿床。4.1平 均 25.92,属 局1陈平,柴东浩.山西地块石炭纪铝土矿沉积地球化学研究M.山西:山西科学技术出版社,1997.( 责任编辑 赵 娟)

14、水文地质条件矿区地形地貌条件有利于地表水的排泄,4.2矿区内以及附近均无地表水体, 水文地质类型较简单。( 英文部分下转第 91 页)89应用技术 2 0 0 7 年 第 8 期T A IY U A N S C I- T E C H通过计算原始数据的内积就可以获得最优分类超平面, 使用了非线性核函数后, 判定函数变为:表 1训练数据分类分类精度/ %训练样本数分类器类型f ( x) =sign $!* y k "x , x #%,( 10)多项式 SVM径向基 SVMBP 神经网络模糊 BP 神经网络5050200200100100100100i ii这样最终的数据采用下述方法进行分

15、类:x Class, if f( x) =+1。( 11)Class, if f( x) =- 1表 2测试数据分类结果2数据采集和基于支持向量机的分类实验用采煤机切割煤和岩石的振动数据用于分分类精度/ %分类器类型测试样本数多项式 SVM径向基 SVMBP 神经网络模糊 BP 神经网络1515151596.098.573.082.0类, 振动数据采用加速度传感器获得,数据采集的采样频率为 5 000 Hz。为便于使用支持向量机对振动信号进行模式识别, 首先采用小波包分解进行了 特征提取, 小波包的母函数选取 DAUBIDHES5 小3结束语本文研究了基于支持向量机的煤岩界面识别问波,进行了

16、3 层分解, 在第 3 层从低频到高频共 8题, 实验结果表明,支持向量机提供了有效的煤岩个频率段的特征被抽取出来构建了特征向量 T,特界面识别思路和实现方法。支持向量机采用较少的征向量 T 可描述为: T= ( w0, w1,wi 表示小波包系数。, w7) , 其中,样本就可以获得高精度的分类效果, 同时,实验也表明, 支持向量机模型的泛化能力强, 支持向量机的核函数的选择是需要考虑的关键问题。参考文献:在滚筒转速 90 r/min 和 120 r/min 条件下进行了采样, 首先对振动信号的特征向量进行了归一化处 理, 随后使用支持向量机对 50 组数据集进行了训1任芳.国内外煤岩界面识

17、别技术研究动态综述J.煤,2001(4):54- 55.任 芳. 基 于 改 进 BP 网 络 的 煤 岩 界 面 自 动 识 别J. 煤 矿 机 电,2002(5):20- 22.卢共平.煤岩界面探测方法研究综述J.煤矿自动化,1993 (3):58- 61.马笑潇.基于 SVM 的二叉树多类分类算法及其在故障诊断中的应用J.控制与决策,2003(5):272- 276. VapnikV.Statistical learning theory M.Jonn Wiley:N ewYo-练验( 见表 1) , 采用 15 组数据对分类向量机进行检( 见表 2) ,多项式核函数和径向基核函数被采2

18、用, 表 1 显示了训练结果, 同时, 表 1 也列出了采用 BP 神经网络和模糊 BP 神经网络采用 200 组数 据的训练结果。表 2 显示了采用 15 组测试数据集对支持向量 机、BP 神经网络和模糊 BP 神经网络进行测试的结 果, 结果显示, 支持向量机的泛化能力明显强于其 他两种分类器。345( 责任编辑 赵 娟)rk,2000.Method of Discer ning Coal Rock Inter face based on Vector Quantity Suppor tingMachineLiu QiangAbstr act: The vector quantity supporting machine on the basis of minimizing the structure risk had adopted in the research of discernment of coal rock interface, the identifying principle o