【采礦】ch1礦床開采總論

1、第一章 礦床開采總論第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié) 對(duì)礦床開采的要求礦石損失與貧化 金屬礦床的工業(yè)特征8/27/20221礦物資源工程專業(yè)主干課程本章基本內(nèi)容主要介紹金屬礦床的工業(yè)特征、金屬礦床的分類及金屬礦床的特點(diǎn)；介紹礦床開采過程中的礦石損失、貧化和三級(jí)礦量的確定方法等。 8/27/20222礦物資源工程專業(yè)主干課程正確掌握礦石損失與貧化的計(jì)算方法。 重 點(diǎn)1、礦石損失與貧化的基本概念。2、礦石損失與貧化的計(jì)算方法。3、礦石損失與貧化的原因及降低礦石損失與貧化的措施。4、礦石及圍巖的主要物理力學(xué)性質(zhì)。難 點(diǎn)8/27/20223礦物資源工程專業(yè)主干課程第一節(jié) 金屬礦床的工業(yè)特征礦石和廢石的概念是相對(duì)的。

2、一、礦石與廢石1礦石：地殼中能提取國(guó)民經(jīng)濟(jì)所必須的礦物產(chǎn)品的集合體。2礦體：在現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，能以工業(yè)規(guī)模開采的礦石聚集體。 3礦床：一個(gè)或數(shù)個(gè)礦體及其周圍的巖石和地層、構(gòu)造等整個(gè)含礦地段。 4廢石：在礦體周圍的巖石(圍巖)以及夾在礦體中的巖石(夾石)，不含有用成分或含量過少，當(dāng)前不宜作為礦石開采的集合體金屬礦床的工業(yè)特征8/27/20224礦物資源工程專業(yè)主干課程二、礦石品位 指礦石中有用成分的含量。 常用百分?jǐn)?shù)或 g/t、g/m3表示。 堅(jiān)固性：指礦（巖）石抵抗外力的性能。堅(jiān)固性的大小，常用堅(jiān)固性系數(shù)f 表示。 f C/ 100堅(jiān)固性影響鑿巖速度、炸藥消耗量和地壓管理。三、礦石和圍巖的

3、物理力學(xué)性質(zhì) 硬度：指礦（巖）石抵抗外來機(jī)械作用的能力。 硬度影響鑿巖設(shè)備和破碎方法的選擇，也影響勞動(dòng)生產(chǎn)率、材料消耗和采礦成本。金屬礦床的工業(yè)特征8/27/20225礦物資源工程專業(yè)主干課程金屬礦床的工業(yè)特征8/27/20226礦物資源工程專業(yè)主干課程 穩(wěn)固性：指礦（巖）石在空間允許暴露面積的大小和暴露時(shí)間長(zhǎng)短的性能。 穩(wěn)固性和堅(jiān)固性既有聯(lián)系又有區(qū)別。 根據(jù)礦巖的穩(wěn)固程度，可將礦巖的穩(wěn)固性分為五級(jí)：中等穩(wěn)固：不支護(hù)的允許暴露面積為50200m2。極不穩(wěn)固：掘進(jìn)巷道或采礦時(shí)，不允許有暴露面積，否則可能產(chǎn)生片幫或冒落現(xiàn)象。 不穩(wěn)固：不支護(hù)的允許暴露面積在50m2以內(nèi)。金屬礦床的工業(yè)特征8/27/

4、20227礦物資源工程專業(yè)主干課程礦巖穩(wěn)固性影響到井巷的維護(hù)、采礦方法及地壓管理方法的選擇。 穩(wěn)固：不支護(hù)的允許暴露面積為200800m2。 極穩(wěn)固：不支護(hù)的允許暴露面積在800m2以上。 結(jié)塊性 指采下的礦石在遇水和受壓，并經(jīng)過一段時(shí)間后又重新連結(jié)成塊的性質(zhì)。礦石的結(jié)塊性對(duì)礦石的運(yùn)輸和采礦方法選擇有影響。 金屬礦床的工業(yè)特征8/27/20228礦物資源工程專業(yè)主干課程 礦石的氧化會(huì)降低選礦回收率。礦石的自燃，會(huì)使井下溫度上升，并可能引發(fā)地下火災(zāi)，對(duì)礦井通風(fēng)、爆破方法和采礦方法的選擇有特殊的要求。 氧化性 指硫化礦石在水和空氣的作用下，變?yōu)檠趸V石的性 質(zhì)。 自燃性 指高硫礦石，在空氣中氧化并

5、放出熱量，經(jīng)過一定時(shí)間后，溫度升高，引起自燃的性質(zhì)。金屬礦床的工業(yè)特征8/27/20229礦物資源工程專業(yè)主干課程礦巖破碎后的體積與其原巖體積之比，稱為碎脹系數(shù)(或松散系數(shù))。 礦巖碎脹性對(duì)礦巖運(yùn)輸提升有影響。 含水性 指礦巖吸收和保持水分的性能。 礦巖含水性對(duì)放礦、運(yùn)輸，箕斗提升及礦倉貯存和采礦、巷道支護(hù)等帶來困難。 碎脹性 指礦巖破碎后體積增大的性質(zhì)。金屬礦床的工業(yè)特征8/27/202210礦物資源工程專業(yè)主干課程 層狀礦床 脈狀礦床 塊狀礦床 四、 金屬礦床的分類 按礦體形狀分類金屬礦床的工業(yè)特征8/27/202211礦物資源工程專業(yè)主干課程礦體的傾角影響到采場(chǎng)中礦石的運(yùn)搬方式和礦床開拓

6、方法的選擇。 按礦體傾角分類 水平和微傾斜礦床：傾角小于5。 緩傾斜礦床：傾角為530。 傾斜礦床：傾角為3055。 急傾斜礦床：傾角大于55。金屬礦床的工業(yè)特征8/27/202212礦物資源工程專業(yè)主干課程 按礦體厚度分類 礦體的厚度：指礦體上盤與下盤間的垂直距離或水平距離。前者稱垂直厚度或真厚度(圖1-1中的a)。后者稱水平厚度(圖1-1中的b)。 圖11 礦體厚度 1礦體上盤；2礦體下盤3礦體； 礦體傾角 金屬礦床的工業(yè)特征8/27/202213礦物資源工程專業(yè)主干課程 極厚礦體：厚度大于40m。 礦體的厚度大小對(duì)于采礦方法的選擇和開拓工程布置有影響。 礦體按厚度的不同，可分成五類： 極

7、薄礦體：厚度在0.8m以下。 薄礦體：厚度在0.84m之間。 中厚礦體：厚度為415m。 厚礦體：厚度為1540m。金屬礦床的工業(yè)特征8/27/202214礦物資源工程專業(yè)主干課程 礦床賦存條件不穩(wěn)定 ； 礦石品位變化大； 地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜； 礦石和圍巖的堅(jiān)固性大； 礦床的含水性。 五、金屬礦床的特點(diǎn)金屬礦床的工業(yè)特征8/27/202215礦物資源工程專業(yè)主干課程第二節(jié) 礦石損失和貧化礦石損失率：指在開采過程中損失的工業(yè)儲(chǔ)量與原工業(yè)儲(chǔ)量之比率。礦石回收率：指采出的純礦石量與工業(yè)儲(chǔ)量之比率。損失率和回收率均用百分?jǐn)?shù)(%)表示。一、礦石損失和貧化的概念 礦石損失與損失率礦石損失 指在開采過程中造成礦石

8、在數(shù)量上的減少。 礦石損失和表示方法礦石損失與貧化8/27/202216礦物資源工程專業(yè)主干課程廢石混入率：混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率，用百分?jǐn)?shù)(%)表示；礦石貧化率：采出礦石品位比原礦石品位降低的百分率。礦石損失與貧化是評(píng)價(jià)礦床開采的主要指標(biāo)，它反映了資源的利用情況和采出礦石的質(zhì)量情況。 2礦石貧化與貧化率礦石貧化 指在開采過程中，由于各種原因造成礦石質(zhì)量的降低。 礦石貧化和表示方法礦石損失與貧化8/27/202217礦物資源工程專業(yè)主干課程 由于地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件等引起的礦石損失。 需留保安礦柱而不能回采的損失。 采下?lián)p失：主要包括采下后殘留在采場(chǎng)內(nèi)不能運(yùn)出的礦石損失和運(yùn)

9、輸過程中的損失。 未采下?lián)p失：主要包括設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)開采而未采下的損失、礦塊內(nèi)留下的永久性礦柱不能采出的礦石損失。二、礦石損失與貧化的原因1礦石損失的原因 非開采損失 開采損失礦石損失與貧化8/27/202218礦物資源工程專業(yè)主干課程 有用成分氧化或被析出。1礦石損失與貧化計(jì)算公式設(shè)Q礦體(礦塊)工業(yè)儲(chǔ)量， t；Q0開采過程中損失的工業(yè)儲(chǔ)量， t；R 混入采出礦石中的廢石量， t；T采出礦石量， t； 礦石貧化的原因 因礦體邊界控制不好、夾石未剔出或在覆巖下放礦等原因混入了廢石； 高品位粉礦流失；三、礦石損失與貧化計(jì)算 礦石損失與貧化8/27/202219礦物資源工程專業(yè)主干課程 礦石量平衡式：

10、T=QQ0+R (12) 金屬量平衡式： T=(QQ0)+R (13) 由式(12)得：R=TQ+ Q0，代入式(13)，得礦石損失率q的計(jì)算公式： 工業(yè)儲(chǔ)量礦石的品位，%； 采出礦石(包含混入的廢石)的品位， 混入廢石的品位，。 根據(jù)礦體(礦塊)開采結(jié)果，可列出如下礦石量和金屬量各自平衡的方程式q (14)礦石損失與貧化8/27/202220礦物資源工程專業(yè)主干課程 廢石混入率與礦石貧化率是表示在開采過程中礦石 質(zhì)量降低的兩個(gè)不同概念的指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)分別進(jìn)行計(jì)算。 由式(12)得：Q0=Q+RT，代入式(14)，得廢石混入率的計(jì)算公式 礦石貧化率是指工業(yè)儲(chǔ)量礦石品位與采出礦石品位之差對(duì)工業(yè)儲(chǔ)量礦

11、石品位之比。礦石貧化率的計(jì)算式為：礦石損失與貧化8/27/202221礦物資源工程專業(yè)主干課程 間接法：地質(zhì)測(cè)量人員不能進(jìn)入采場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地觀測(cè)，則只能用間接法計(jì)算 。 選擇合理的開拓方法，盡可能少留或不留保安礦柱。 礦石損失與貧化的計(jì)算程序 直接法：地質(zhì)測(cè)量人員進(jìn)入采場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地觀測(cè)，可用 直接法計(jì)算礦石損失率與廢石混入率。四、降低礦石損失與貧化的措施 加強(qiáng)地質(zhì)測(cè)量工作，為采礦設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)資料，以便正確確定采掘范圍，減少廢石混入量和礦石損失量。礦石損失與貧化8/27/202222礦物資源工程專業(yè)主干課程 加強(qiáng)生產(chǎn)管理，建立健全質(zhì)量監(jiān)測(cè)、管理和控制體系，減少礦石貧化與損失。 選擇合理的開采順序，及時(shí)回采礦柱和處理采空區(qū)。 選擇合理的采礦方法及其結(jié)構(gòu)參數(shù)，改進(jìn)采礦工藝，減少回采的損失與貧化。 選擇合理的底部出礦結(jié)構(gòu)，推廣無軌出礦設(shè)備和振動(dòng)出礦設(shè)備，加強(qiáng)放礦管理，提高礦石回收率，降低礦石貧化率。 選擇適宜的