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文檔簡介
第一章礦山地質基礎知識易漢華貴州大學礦業(yè)學院2/3/20231礦物資源工程專業(yè)主干課程
基本內容第一節(jié)礦山地質研究的內容與任務第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造第三節(jié)礦床第四節(jié)巖石的物理力學性質第五節(jié)礦床勘探第六節(jié)礦石的損失與貧化第七節(jié)地質圖件礦山地質基礎知識2/3/20232礦物資源工程專業(yè)主干課程一、礦山地質學:
是一門介于地質與采礦學科之間的邊緣應用學科。它研究礦床開采階段為保證礦山有計劃持續(xù)正常生產、資源合理利用以及擴大礦山規(guī)模、延長服務年限所需進行的各項地質工作的基本原理和方法。二、礦山地質研究的內容:1、礦山建設階段的地質工作,2、生產勘探,3、生產礦山礦石質量研究與管理,4、礦山儲量計算與管理,5、礦石貧化與損失的計算與管理,6、采掘(剝)地質指導與采礦單元結束的地質工作,7、礦山環(huán)境地質,8、礦產資源保護和綜合利用,9、礦山礦產資源核算與評價,10、礦山隱伏礦床(礦體)尋找與預測。第一節(jié)礦山地質研究的內容與任務礦山地質基礎知識2/3/20233礦物資源工程專業(yè)主干課程三、礦山地質工作的基本任務:為礦山的生產和建設服務,主要包括:①利用探礦及采礦坑道,深入細致地研究礦體產狀、礦石質量及影響采礦的地質條件,以提高對礦產儲量的控制程度,及時掌握儲量變動情況,保證采掘計劃均衡進行。②指導采掘工作的方向,參與探、采工程的施工管理與驗收。③礦山資源的合理開采和利用,測定及檢查礦石的損失與貧化,檢查、驗收礦石的質量和產量,以及伴生有益組分的回收利用等。④開展礦山深部和外圍探礦,為擴大礦山的生產能力或延長生產年限,增補所需要的礦產儲量。第一節(jié)礦山地質研究的內容與任務礦山地質基礎知識2/3/20234礦物資源工程專業(yè)主干課程⑤及時解決水文地質、工程地質(如邊坡穩(wěn)定、采空區(qū)塌陷)等影響礦山安全生產的各種地質問題。⑥充分利用礦山生產所提供的豐富資料及有利條件,進行礦床地質理論等方面的研究。為礦山設計、建礦、采掘進度計劃編制、工程施工等提供可靠的地質資料。參與生產技術的管理工作。如儲量計算、礦石質量、礦石損失貧化等管理工作,開展專門性地質調查等。四、礦山地質工作內容:①生產勘探。②礦山經常性生產中的地質管理。③及時對各項采礦和探礦工程進行編錄和取樣,經綜合整理編制為礦山生產所需的一整套圖件。
第一節(jié)礦山地質研究的內容與任務礦山地質基礎知識2/3/20235礦物資源工程專業(yè)主干課程④礦山資源保護和綜合利用。在礦山設計和生產各個環(huán)節(jié)都要考慮資源的合理和充分利用問題。比如,在生產中,低品位礦石的利用途徑、回收利用伴生有益組分、廢石做為補充資源利用途徑等。⑤礦山環(huán)境地質研究。防止生態(tài)環(huán)境污染,特別是注意含有害物質的尾礦和廢水的處理研究。⑥礦山巖體移動、露天采礦邊坡穩(wěn)定等工程地質、水文地質的綜合及專門觀測和研究,防止大面積采空區(qū)塌陷和露天采場邊坡滑落而造成生產損失和人員傷亡的重要礦山地質問題。⑦在勘探礦床已獲得的成礦規(guī)律認識的基礎上,通過開采過程中不斷觀察編錄和綜合研究,進行礦床預測,組織開展礦山深部和外圍找礦,擴大礦產資源遠景及增加新儲量,延長礦山服務年限或擴大生產規(guī)模。第一節(jié)礦山地質研究的內容與任務礦山地質基礎知識2/3/20236礦物資源工程專業(yè)主干課程⑧礦山地質經濟研究。主要研究礦產資源的經濟評價,礦山地質與生產中的經濟活動規(guī)律,以求降低成本,提高經濟效益。礦山地質工作根據(jù)工作性質不同,又分為經常性生產地質工作、專門性地質工作、礦山地質管理工作及礦山水文地質等工作。1、經常性生產地質工作:這是礦山開采整個過程中,為保證礦山生產正常進行,每個礦山都要經常的進行的地質工作。它主要包括:(1)生產勘探工作。(2)勘探工程和采掘工程中的地質調查、取樣工作。(3)儲量計算工作。第一節(jié)礦山地質研究的內容與任務礦山地質基礎知識2/3/20237礦物資源工程專業(yè)主干課程2、專門性地質工作:它主要包括:(1)為研究露天或地下礦山開采中巖體穩(wěn)定性、為預防地質災害而進行的水文地質、地熱等地質工作。(2)為保護礦山生產和生活環(huán)境而進行的環(huán)境地質調查工作。(3)為了開展礦山資源的合理利用而進行的地質調查和地質評價工作。3、礦山地質管理工作:(1)三級礦量儲備的管理工作。(2)礦石損失、貧化的統(tǒng)計計算。(3)礦石質量均衡管理工作第一節(jié)礦山地質研究的內容與任務礦山地質基礎知識2/3/20238礦物資源工程專業(yè)主干課程從上面的敘述可以看出,地質工作做的好與壞,直接關系到采礦工作安全生產的質量。生產中出現(xiàn)的各種技術問題,又往往與地質工作有關。例如礦床地質條件的變化,礦體形態(tài)、產狀、質量的急劇變化、礦體的突然錯失等等將引起生產技術條件的改變。在生產中尋找新礦體,特別是盲礦體的發(fā)現(xiàn),即可增加礦產資源,又可延長礦山服務年限。又如,巨大的破碎帶的出現(xiàn),意外的涌水,片幫、冒頂,采空區(qū)處理不當引起地表陷落等,都可成為生產中的不安全因素。為解決這些問題,都需要礦山地質工作人員提供可靠的基本地質資料。因此,礦山地質工作對于礦產資源的開發(fā),保證礦山安全生產,具有重要意義。第一節(jié)礦山地質研究的內容與任務礦山地質基礎知識2/3/20239礦物資源工程專業(yè)主干課程一、礦山地質作用:地球的演化迄今約有46億年的歷史。在這漫長的時間里,經歷了許多復雜的變化發(fā)展過程,形成了地殼。地殼的年齡約為38億年左右。今天看到的地球只是它全部運動和發(fā)展中的一個階段。不論是地殼的物質成分和內部結構,還是地表形態(tài)等不斷形成、變化、發(fā)展,這種不斷變化發(fā)展的作用,就叫做地質作用。地質作用可以引起礦物、巖石及礦床的產生和破壞,可以引起地殼、海陸分布的變遷,可以釀成巨大的災害,有的地質作用人們可以直接覺察到,如火山噴發(fā)、地震、山崩等,但大多地質作用進行得很緩慢,在短暫的人生中很難直接觀察到,如大陸下沉、海岸上升等。
地質作用按其能源來源不同,可以分為內動力地質作用和外動力地質作用。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202310礦物資源工程專業(yè)主干課程(一)內動力地質作用
內動力地質作用的能源主要來自地球內部,如地球的旋轉能、重力能、放射性元素衰變時產生的熱能等,并作用于整個地殼甚至整個巖石圈。內動力地質作用包括地震、地殼運動、巖漿作用、變質作用。由于能量為地球本身所具有,而且十分巨大,因此,內動力地質作用是促使地球,特別是地殼和巖石圈變化發(fā)展的主導因素。1、地震地震是地殼的快速顫動。地震是一種自然災害。2、地殼運動地殼運動是一種由內動力引起地殼結構改變的機械運動,是地殼發(fā)展深化的主要動力。地殼運動的基本形式有兩種:一是水平運動,一是垂直升降運動。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202311礦物資源工程專業(yè)主干課程水平運動是指地殼或巖石圈大致沿地球表面切線方的運動。由于地殼或巖石圈的水平擠壓或水平引張,而引起巖層的褶皺和斷裂,形成褶皺山系或地塹、裂谷。升降運動為地殼或巖石圈沿垂直于地表方向的運動。這種運動表現(xiàn)為大面積的隆起和拗陷,引起海陸變遷及地勢高低變化。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202312礦物資源工程專業(yè)主干課程3、巖漿作用
①:巖漿:是一種源于地殼深處,成分十分復雜的熾熱的硅酸鹽熔融體。②巖漿作用:從巖漿的形成、移動,直至冷凝成巖的全過程。由巖漿作用形成的巖石稱巖漿巖,巖漿巖又可分為侵入巖與噴出巖。巖漿巖是組成巖石圈的主要巖石類型。4、變質作用概念:變質作用是原來已固結成巖的固體巖石,由于受溫度、壓力、化學活動性流體等影響,發(fā)生礦物成分、化學成分或結構、構造變化的地質作用。由變質作用形成的巖石稱為變質巖,由變質作用形成的礦床叫變質礦床。有以下幾種典型礦床。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202313礦物資源工程專業(yè)主干課程①.接觸變質礦床:石墨礦床、紅柱石礦床、硅灰石礦床、大理石礦床。②.區(qū)域變質礦床:大部分玉礦。③.混合巖化礦床:金礦、鈾礦、銅礦及稀有和稀土礦床。變質礦床特點:①.礦床分布于區(qū)域變質帶中,不限于巖體附近或與其無直接的成因聯(lián)系。②.控礦因素是含礦原巖建造和變質程度(相)礦床規(guī)模取決于富礦質原巖建造。③.變質范圍和變質程度礦化受構造裂隙控制,常伴有明顯的圍巖蝕變。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202314礦物資源工程專業(yè)主干課程(二)外動力地質作用1、風化作用
①概念:地表巖石在水、空氣、陽光、生物的作用和影響下,發(fā)生破碎與分解的過程。②分類:風化作用分為物理風化作用、化學風化作用和生物風化作用。物理風化作用是巖石因溫度變化在原地破碎,而不改變其化學成分,不形成新礦物。化學風化作用則因巖石在水、氧氣、二氧化碳等作用下發(fā)生的化學分解作用。其結果不但巖石的成分發(fā)生變化,而且會產生新的礦物。化學風化的方式主要有溶解、水化和氧化等。生物風化作用是因巖石受生物活動的影響而被破壞。這種風化作用即有機械破壞也有化學分解。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202315礦物資源工程專業(yè)主干課程2、剝蝕作用
①概念:各種外力在運動狀態(tài)下對地面巖石及風化產物的破壞作用。②分類:它可分為機械剝蝕和化學剝蝕兩種作用。機械剝蝕作用是由于流水、冰川、海洋及風等對巖石進行的破壞作用。化學剝蝕作用即是流水、地下水、海水等對許多巖石(如石灰?guī)r等)進行化學分解作用。3、搬運作用
流水、風、冰川、海浪及重力等外力,把風化作用和剝蝕作用的產物轉移離開原地的作用稱為搬運作用。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202316礦物資源工程專業(yè)主干課程4、沉積作用
①概念:被搬運物質由于搬運介質能力減弱,搬運介質物理化學條件的變化或在生物作用下,從搬運介質中分離出來,形成沉積物的過程。②沉積作用方式有:機械沉積、化學沉積及生物沉積。機械沉積是指被搬運物質按顆粒大小、形狀和比重、在適當?shù)攸c依次沉積下來。化學沉積是指呈真溶液或膠體溶液狀態(tài)搬運的物質。因溶解質的溶解度不同,性質及溫度的影響,膠體物質由于所帶電荷被中和等原因而按一定順序沉積下來。一般情況下,其沉積順序為:氧化物、硅酸巖、鹽酸巖、硫酸巖和鹵化物。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202317礦物資源工程專業(yè)主干課程4、沉積作用
生物沉積是指由生物活動結果形成的沉積物。它包括由生物遺體或遺物(如糞便)直接形成的沉積物,如硅藻土、貝殼層、鳥糞層、泥炭、煤等;也包括與生物生命活動有密切關系的各種沉積物,如磷塊巖,某些石灰?guī)r、石油等。生物沉積物多形成于海洋中,部分形成于湖沼中。③由此形成的礦床主要有:機械沉積礦床:砂金礦、砂磁鐵礦、砂金礦、石英砂、金剛石蒸發(fā)沉積礦床:鹽湖礦床、石膏礦膠體化學沉積礦床:河北宣龍式(宣化龍關)鐵礦床、廣西下雷錳礦床、廣西平果鋁土礦礦床生物-化學沉積礦床:沉積磷塊巖礦床、黃鐵礦礦床、自然硫礦床、生物灰?guī)r礦床第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202318礦物資源工程專業(yè)主干課程④沉積礦床特點礦床受地層及巖相、巖性控制。礦體呈層狀、似層狀、凸鏡狀順層產出并與上下圍巖呈整合接觸關系(同生礦床),礦體規(guī)則、穩(wěn)定。礦石常具沉積結構構造(碎屑結構、生物結構、膠狀結構、層理構造、條紋(帶)構造、鮞狀構造)。沉積礦床的分布范圍廣,儲量規(guī)模大,礦石品位均勻,易于勘探開采。例如煤、石油、天然氣等,在國民經濟中具有重要意義。5、成巖作用使松散沉積物轉變?yōu)槌练e巖的過程,稱成巖作用。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202319礦物資源工程專業(yè)主干課程二、礦山地質構造1、地質構造:組成地殼的巖層和巖體,在內、外動力地質作用下發(fā)生的變形的現(xiàn)象。表現(xiàn)形式為巖石的彎曲和斷裂,形成褶皺和斷裂構造。2、巖層產狀①概念:巖層的產狀是指巖層的產出狀態(tài)和空間方位。地質構造大多都是由水平的、傾斜的或直立的巖層構成的,因此分析巖層產狀,是分析地質構造的一項基礎工作。②巖層的產狀要素:有走向、傾向和傾角,如圖1所示。走向:巖層面與水平面相交的線叫走向線(圖1中的AOB線),走向線兩端所指方向,稱為巖層的走向。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202320礦物資源工程專業(yè)主干課程礦山地質基礎知識圖1巖層產狀要素AOB-走向線OD-傾斜線OD‘-傾斜線的水平投影α-傾角2/3/202321礦物資源工程專業(yè)主干課程2、巖層產狀傾向:在層面上垂直巖層走向線的直線叫巖層的傾斜線(圖1中的OD)。傾斜線在水平面上的投影,叫傾向線(圖1中的OD'),傾向線所指的方向,就是巖層傾向(圖1中的OD'線所指的方向)。傾角:傾斜線與其水平投影線(傾向線)之間的夾角,也就是巖層面與水平面的最大夾角叫做傾角。3、褶皺構造①褶皺的概念:褶皺是指成層巖石受力連續(xù)彎曲而沒有喪失其連續(xù)完整性的地質構造。②褶曲的概念:褶曲是褶皺的一個彎曲,它是褶皺組成的基本單位。③褶皺兩種基本形態(tài):背斜和向斜。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202322礦物資源工程專業(yè)主干課程摺皺巖層彎曲的中心部分叫核,核部兩側的巖層叫翼,摺曲的理想中心面叫軸面。背斜摺曲的特點是兩翼巖層的傾向相背,核部為老巖層,兩側為新巖層,向斜摺曲的特點是兩翼巖層的傾向相向,核部為新巖層,兩側為老巖層。礦山地質基礎知識2/3/202323礦物資源工程專業(yè)主干課程4、斷裂(1)概念:巖層受力后,除了形成摺皺構造外,常常產生裂隙或沿裂隙發(fā)生錯動,使巖層的連續(xù)性遭到破壞,這種構造稱為斷裂構造,(2)其基本形態(tài):有節(jié)理和斷層兩種。(3)節(jié)理:①概念:沿破裂面沒有明顯位移的斷裂構造稱為節(jié)理。節(jié)理普遍存在于巖石中,如果巖層的節(jié)理發(fā)育,即意味著巖層的裂隙很多。②分類:節(jié)理按其明顯程度,可以分為張開的、閉合的和隱蔽的三種。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202324礦物資源工程專業(yè)主干課程4、斷裂張開型節(jié)理,其兩壁張開,具有明顯的空隙,肉眼能清楚看見,是地下水的良好通道,也是地下水儲藏的場所;閉合型節(jié)理,其兩壁密閉,中間沒有空隙,但肉眼能清楚看出有裂隙存在;隱蔽型節(jié)理,表現(xiàn)為一種毛發(fā)狀裂紋,肉眼不易覺察,但是巖石在這個方向上已遭到破壞。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識2/3/202325礦物資源工程專業(yè)主干課程(4)斷層①概念:巖層的連續(xù)性受到破壞,并發(fā)生了相對位移的斷裂構造,稱為斷層。②斷層要素:有斷層面、斷層線和斷盤等,如圖2所示。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識圖2斷層要素AB-斷層線;
C-斷層面;
F-下盤;E-上盤;a-斷層傾角;DB-總斷距2/3/202326礦物資源工程專業(yè)主干課程③斷層分類:正斷層:正斷層是巖層受水平方向的引張力作用,上盤相對下降、下盤相對上升的斷層。逆斷層:逆斷層是巖層受水平壓應力作用,上盤相對上升、下盤相對下降的斷層。平移斷層:平移斷層是巖層受剪應力作用,兩盤沿斷層走向發(fā)生相對位移而沒有升降位移的斷層。旋轉斷層:旋轉斷層是兩盤發(fā)生過相對旋轉運動的斷層。第二節(jié)礦山地質作用與礦山地質構造礦山地質基礎知識圖3斷層類型a-正斷層;b-逆斷層;c-平移斷層;d-螺旋斷層
2/3/202327礦物資源工程專業(yè)主干課程一、礦物:是天然的無機物質,有一定的化學成分,形成各種不同的幾何外形,并具有不同的物理化學性質。二、礦產及其分類1、概念:通常指埋藏在地殼內或分布于地表的,可供人類所開采利用的天然礦物資源。按其工業(yè)用途分除水以外可歸納為三大類。2、礦產分類1)金屬礦產金屬礦產:可從中提取金屬元素的礦物資源。(1)按金屬種類:黑色金屬:如鐵、錳、鉻、釩、鈦等;有色金屬:如銅、鉛、鋅、鋁、鎳等;貴重金屬:如金、銀、鉑、鈀、銥等;稀有金屬:如鈮、鉭、鈹、鋯、鍶等;放射性金屬:如鈾、釷等。第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202328礦物資源工程專業(yè)主干課程(2)按金屬成分數(shù)目:單一金屬礦石,即含一種金屬成分的金屬礦石。多金屬礦石,即含多種金屬成分的金屬礦石。(3)按金屬礦物組成和化學成分:
自然金屬:如金、銀、鉑、等;氧化金屬:如赤鐵礦、赤銅礦等;硫化金屬:如黃銅礦、方鉛礦等;混合金屬:即礦石中含有兩種以上礦物,如硫化鐵等(4)按礦石品位高低:
富礦;貧礦。第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202329礦物資源工程專業(yè)主干課程2)非金屬礦產非金屬礦產:可從中提取非金屬元素或自接利用的礦物或礦物集合體。(1)冶金輔料(螢石、菱鎂礦、耐火粘土等);(2)化學工業(yè)原料(磷灰石、黃鐵礦和鉀鹽等);(3)制造工業(yè)原料(石墨、金剛石、云母、剛玉、石棉等);(4)陶瓷及玻璃工業(yè)原料(長石、石英砂、高嶺土和粘土等);(5)建材及水泥工業(yè)原料(浮石、白堊、石灰?guī)r、石膏、花剛巖和珍珠巖等);(6)工藝美術原料(硬玉、軟玉、瑪瑙、水晶、孔雀石、琥珀、蛇紋石等);(7)鑄石和研磨材料(輝綠石、石榴石和金剛石等)。第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202330礦物資源工程專業(yè)主干課程3)可燃有機巖可燃有機巖:能夠提供有機能源的地下資源。如:煤、石油、天然氣等)三、礦床及其分類1、概念:地殼內部和表面富集有用礦物或組分,在質和量上達到工業(yè)要求和具備開條件的部位叫礦床。2、礦床分類:1)礦床按其成因分類可分三大類:(1)內生礦床①內生成礦作用:地球內部各種能量所導致礦床形成的所有地質作用稱為內生成礦作用。第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202331礦物資源工程專業(yè)主干課程②內生礦床:有內生成礦作用所形成的各種礦床,總稱為內生礦床。巖漿礦床
比如:早期巖漿礦床、晚期巖漿礦床、熔離礦床偉晶巖礦床偉晶巖礦床是指由偉晶巖形成過程中有用組分富集達到工業(yè)要求而形成的礦床。比如:鉀長石、石英氣液礦床
由含礦氣水溶液形成的礦床。比如:矽卡巖礦床、熱液礦床(2)外生礦床:外生成礦是指在外動力地質作用下,在地殼表面常溫常壓下所進的各種成礦作用所形成的礦床。①風化礦床
比如:殘積礦床、坡積礦床、殘余礦床、淋積礦第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202332礦物資源工程專業(yè)主干課程②沉積礦床比如:機械沉積礦床、化學沉積礦床、生物化學沉積礦床(3)變質礦床:由變質成礦作用形成的礦床,這種成礦作用發(fā)生在地殼內部,主要是由于巖漿侵入和區(qū)域變質作用所引起的。2)礦床按形狀分類(1)層狀礦床:這類礦床多為沉積生成。其特點是分布范圍比較廣,形狀及賦存條件穩(wěn)定,有用成分組成及含量比較穩(wěn)定、均勻。一般黑色金屬礦床、石灰?guī)r礦、煤礦多屬此類。第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202333礦物資源工程專業(yè)主干課程(2)脈狀礦床:這類礦床主要是由熱液和氣化作用,將礦物質充填于地殼裂縫中而生成。它的特點是礦脈與圍巖接觸處有蝕變現(xiàn)象,礦床埋藏不穩(wěn)定,有用成分含量不均勻。有色金屬礦床、螢石礦床、稀有金屬礦床多屬此類。(3)塊狀礦床:這類礦床多由充填、交代、熔離和氣化作用而生成,其特點是礦床大小不一,是不規(guī)則的透鏡狀、礦繅、礦株等形狀產出,且礦體與圍巖之間一般無明顯的接觸界線。某些有色金屬礦常屬此類。第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202334礦物資源工程專業(yè)主干課程(a)層狀礦床(b)脈狀礦床(c)塊狀礦床(d)透鏡狀礦床(e)網狀礦床(f)巢狀礦床第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202335礦物資源工程專業(yè)主干課程3)礦床按厚度分類:(1)礦體厚度:礦體厚度指礦體上下盤之間的垂直距離或水平距離,前者稱為垂直厚度或真厚度,后者稱為水平厚度。第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識HvHlα礦體上盤礦體下盤Hv—礦體垂直厚度;Hl—礦體水平厚度;2/3/202336礦物資源工程專業(yè)主干課程3)礦床按厚度分類:(2)礦體按厚度分類:礦體厚度指礦體上下盤之間的垂直距離或水平距離,前者稱為垂直厚度或真厚度,后者稱為水平厚度。極薄礦體:礦體平均厚度小于0.8m;薄礦體:礦體厚度為0.8~4.0m;中厚礦體:礦體厚度為1.0~15.0m;厚礦體:礦體厚度為15.0~40.0m;極厚礦體:礦體厚度大于40.0m。4)礦床按傾角分類:(1)水平和微傾斜礦體:礦體傾角在5°以下;(2)緩傾斜礦體:礦體傾角為5°~30°;(3)傾斜礦體:礦體傾角為30°~55°;(4)急傾斜礦體:礦體傾角大于55°。第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202337礦物資源工程專業(yè)主干課程4)礦床按傾角分類:(1)水平和微傾斜礦體:礦體傾角在5°以下;(2)緩傾斜礦體:礦體傾角為5°~30°;(3)傾斜礦體:礦體傾角為30°~55°;(4)急傾斜礦體:礦體傾角大于55°。3、礦床埋藏要素:埋藏深度和延伸深度:埋藏深度是從地表至礦體上部邊界的垂直距離;延伸深度是指礦體上下邊界之間的垂直距離。第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識12H1H21—地表;2—礦體;H1—埋藏深度;H2—延伸深度2/3/202338礦物資源工程專業(yè)主干課程四、礦體礦體是礦床的基本組成單位,是達到工業(yè)要求的含礦部分,又是開采的直接對象。對某一礦床而言,它可由一個礦體或若干個礦體所組成。五、礦石1、礦石:礦石是含有有用礦物(或組分)并組成礦體的礦物集合體。是直接的開采對象。2、礦石品位:礦石中有用組分的單位含量,是衡量礦石質量的主要指標,表示方法有三種。(1)百分比法。一般金屬和化合物多用此表示法。例如鐵礦石的品位是35%,就是表示100噸鐵礦石中含有35噸鐵金屬。(2)每噸所含克數(shù)法。貴重金屬如鉑、金等在礦石中含量很少,則用此法表示。例如金礦石的品位是10克/噸,即表示每噸金礦含有10克金。第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202339礦物資源工程專業(yè)主干課程(3)液體礦物。一般用每升含有用礦物成分的克數(shù)表示,其單位為G/L。3、礦石可采品位:單個礦段中主要有用成分的最低值,小于這個指標則認為開采此礦段是不經濟的。4、邊界品位:這是指可采礦石有用成份含量的最低界限。它是礦體邊界上礦石最低品位,是劃分礦石和廢石,圈定礦體范圍的標準,一般由選礦技術確定,通常比尾礦品位高出1-2倍。5、最低可采厚度:最低可采厚度是在技術可行和經濟合理的前提下,為最大限度利用礦產資源,根據(jù)礦區(qū)內礦體賦存條件和采礦工藝的技術水平而決定的一項工業(yè)指標。第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202340礦物資源工程專業(yè)主干課程6、可采品位的確定:如:某地采礦成本50元/噸,選礦成本40元/噸,原礦運輸成本30元/噸,企業(yè)管理費20元/噸,精礦銷售費20元/噸,礦山維檢費15元/噸,礦權使用費20元/噸,共計噸礦生產成本195元/噸。采礦貧化率10%,選礦回收率80%,則每噸原礦的精礦(折合金屬噸)產率72%。如果金屬價格如銅為6萬元噸,計價系數(shù)為80%,合格精礦(折合金屬噸)為4.8萬元/噸。那么:金屬價格6萬×計價系數(shù)80%×原礦品位×精礦產率(折合金屬噸)72%=195元原礦品位=0.56%,亦即可采品位(礦區(qū)平均品位)為0.56%第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202341礦物資源工程專業(yè)主干課程六、巖石巖石是礦物的集合體,它是由各種地質作用形成的。各種巖石都具有一定的化學成分、礦物成分、結構、構造和產狀。有的巖石由一種礦物組成,例如結晶石灰?guī)r即由方解石組成,但大多數(shù)巖石由幾種礦物組成。巖石按成因可分為巖漿巖、沉積巖和變質巖三大類。1、巖漿巖常見的各類巖漿巖介紹如下:①酸性巖類②中性巖類:③基性巖類:④超基性巖類:⑤脈巖類:⑥火山玻璃巖:第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202342礦物資源工程專業(yè)主干課程2、沉積巖沉積巖是早期生成的巖漿巖、沉積巖及變質巖被風化、剝蝕及搬運后在一定地質條件下沉積成巖的巖石。正常的沉積巖都是在外力地質作用下形成的。常見的各類沉積巖有:①碎屑巖類;②粘土巖類;③化學巖及生物化學巖類3、變質巖
七、圍巖圍巖是礦體周圍無經濟價值的巖石。礦體和圍巖兩者界限有的清楚,有的為漸變無明顯邊界,大于邊界品位的部分為礦體。隨著工藝技術的提高礦體的范圍存在擴大的可能性。第三節(jié)礦床礦山地質基礎知識2/3/202343礦物資源工程專業(yè)主干課程巖石(包括礦石)的物理力學性質與鑿巖、爆破、裝運、地壓管理等的關系十分密切。巖石的物理力學性質及特性:強度、彈性、塑性、脆性、硬度、磨蝕性、堅固性、穩(wěn)固性、碎脹性、結塊性、氧化性、自燃性及含水性等。一、強度
指巖石承受載荷的能力,即開始破壞的極限臨界應力值。巖石強度有:抗拉強度、抗剪強度、抗壓強度等。一般而言,巖石抗壓強度介于20~300MPa范圍,抗剪強度只有抗壓強度的1/12~1/8左右,抗拉強度只有1/15~1/50。即:抗拉強度<抗剪強度<抗壓強度。問題:怎樣的力學狀態(tài)最易使巖石破碎?
強度的影響因素有哪些:節(jié)理,各向異性,晶體或非晶體,晶體形狀、大小等,顆粒間膠結物,濕度,溫度,風化程度等等。要使巖石破壞,應盡可能使其處于拉伸、剪切的狀態(tài);要使巖石不容易破壞,應該使其處于受壓狀態(tài)。第四節(jié)巖石的物理力學性質礦山地質基礎知識2/3/202344礦物資源工程專業(yè)主干課程二、彈性、塑性和脆性
彈性:是巖石除去外力后,恢復其原來形狀和體積的性能。彈性大的巖石在鑿巖爆破時不易破壞。塑性巖石:在破壞前具有明顯殘余變形的巖石。脆性巖石:在破壞前幾乎沒有殘余變形的巖石。金屬礦山中常見的是脆性巖石。注意:巖石變形性質不僅僅與巖石種類有關!
思考:巖石變形性質還與哪些因素有關?主要是與受力條件有關,如在三向受壓或高溫條件下,塑性會顯著增加,在常態(tài)下具有脆性的巖石,在上述條件下也可能變成塑性體。而在沖擊載荷作用下,大多數(shù)呈脆性破壞。第四節(jié)巖石的物理力學性質礦山地質基礎知識2/3/202345礦物資源工程專業(yè)主干課程三、硬度硬度:是巖石抵抗工具侵入的能力。影響因素:取決于巖石的組成,即取決于礦物顆粒的硬度、形狀、大小、晶體結構以及顆粒間膠結物的情況等,硬度越大——鑿巖越困難。四、磨蝕性磨蝕性:是指巖石表面與工具作用過程中,巖石對工具的磨損。磨蝕性越大,對工具的磨損越大,對鑿巖工作越不利。影響因素:巖石成分——主要指石英含量、顆粒大小、分布;巖石結構——主要指巖石的不均勻性;巖石強度——強度越高,磨蝕性越強。
第四節(jié)巖石的物理力學性質礦山地質基礎知識2/3/202346礦物資源工程專業(yè)主干課程五、堅固性:1、堅固性:是指巖石抵抗外力的性能(抗四面八方外力的能力)。2、堅固性的大?。撼S脠怨绦韵禂?shù)f表示。f=бC/100бC--礦巖的極限抗壓強度Kpa通常用的普氏巖石分級法就是根據(jù)堅固性系數(shù)來進行巖石分級的。礦巖的堅固性也是一種抵抗外力的性質,但它與礦巖的硬度卻是兩種不同的概念。硬度是指礦巖抵抗壓縮,拉伸,彎曲及剪切等單向作用的性能。而堅固性所抵抗的外力卻是一種綜合的外力。(如抵抗鍬,鎬,機械碎破,炸藥的綜合作用力)第四節(jié)巖石的物理力學性質礦山地質基礎知識2/3/202347礦物資源工程專業(yè)主干課程3、巖石的堅固性分級巖石的堅固性分級是目前礦山應用最為廣泛的一種分級方法。基礎:巖石破碎的難易程度和巖體的堅固性這兩個方面趨于一致(也就是說,巖石難破碎的也較為堅固)。由普羅特基雅柯諾夫建立。普氏分級的指標:為堅固性系數(shù)f,當前常用的f值是按巖石單向抗壓強度來確定。f=бC/100бC--礦巖的極限抗壓強度Kpa。目前礦山應用最為廣泛的分級方法之一:普氏分級優(yōu)點:分級簡單;缺點:誤差較大。
堅固性愈大的巖石,堅固性系數(shù)也愈大。常見的巖石堅固性系數(shù)介于0.3~20之間,共分成十級,如下表所列。第四節(jié)巖石的物理力學性質礦山地質基礎知識2/3/202348礦物資源工程專業(yè)主干課程第四節(jié)巖石的物理力學性質礦山地質基礎知識等級堅固性程度巖石fⅠ最堅固的巖石最堅固、最致密和有韌性的石英巖及玄武巖,其他各種特別堅固的巖石20Ⅱ很堅固的巖石很堅固的花崗巖石、石英斑巖、硅質片巖、某些石英巖、最堅固的砂巖和石灰?guī)r15Ⅲ堅固的巖石致密的花崗巖及花崗質巖石、很堅固的砂巖和石灰?guī)r、石英質礦脈、堅固的礫石,很堅固的鐵礦石10Ⅲa堅固的巖石堅固的石灰?guī)r、不堅固的花崗巖、堅固的砂巖、堅固的大理石、白云巖、黃鐵礦8Ⅳ相當堅固的巖石一般的砂巖、鐵礦石6Ⅳa相當堅固的巖石砂質頁巖、頁巖質砂巖5Ⅴ中等的巖石堅固的粘土質巖石、不堅固的砂巖和石灰?guī)r4普氏巖石堅固性分級表2/3/202349礦物資源工程專業(yè)主干課程第四節(jié)巖石的物理力學性質礦山地質基礎知識等級堅固性程度巖石fⅤa中等的巖石各種不堅固的頁巖、致密泥質巖3Ⅵ相當軟弱的巖石軟弱的頁巖、很軟的石灰?guī)r、白堊、巖鹽、石膏、凍結的土壤、無煙煤、普通泥灰?guī)r、裂隙發(fā)育的砂巖、膠結礫石、巖質土壤2Ⅵa相當軟弱的巖石碎石質土壤、裂隙發(fā)育的灰?guī)r、凝結成塊的礫石和碎石,堅固的煤、硬化的粘土1.5Ⅶ軟弱的巖石致密的粘土、軟弱的煙煤、堅固的沖擊—粘土質土壤1.0Ⅶa軟弱的巖石輕砂質粘土、黃土、礫石0.8Ⅷ土質巖石腐植土、泥煤、輕砂質土壤、濕沙0.6Ⅸ松散的巖石砂、山坡堆積、細礫石、松土、采用的煤0.5Ⅹ沙土類流沙、沼澤土壤、含水黃土及含水土壤0.3普氏巖石堅固性分級表2/3/202350礦物資源工程專業(yè)主干課程六、穩(wěn)固性:穩(wěn)固性:指礦(巖)石在空間允許暴露面積的大小和暴露時間長短的性能。穩(wěn)固性和堅固性既有聯(lián)系又有區(qū)別。一般情況下,堅固性好的地帶,穩(wěn)定性也好,但在節(jié)理發(fā)育,構造破碎的地帶,礦巖的堅固性雖然可能好,但穩(wěn)固性大為下降。因此,穩(wěn)固性與堅固性不能混同起來。(堅固性不好的,不一定就不穩(wěn)固)根據(jù)礦巖的穩(wěn)固程度,可將礦巖的穩(wěn)固性分為五級:⑴極不穩(wěn)固:掘進巷道或采礦時,不允許有暴露面積,否則可能產生片幫或冒落現(xiàn)象。⑵不穩(wěn)固:不支護的允許暴露面積在50m2以內。⑶中等穩(wěn)固:不支護的允許暴露面積為50~200m2。第四節(jié)巖石的物理力學性質礦山地質基礎知識2/3/202351礦物資源工程專業(yè)主干課程六、穩(wěn)固性:⑷穩(wěn)固:不支護的允許暴露面積為200~800m2。⑸極穩(wěn)固:不支護的允許暴露面積在800m2以上?!V巖穩(wěn)固性影響到井巷的維護、采礦方法及地壓管理方法的選擇。七、結塊性:結塊性:指采下的礦石在遇水和受壓,并經過一段時間后又重新連結成塊的性質?!V石的結塊性對礦石的運搬和采礦方法選擇有影響。八、氧化性: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?!?/p>
礦石的氧化會降低選礦回收率。第四節(jié)巖石的物理力學性質礦山地質基礎知識2/3/202352礦物資源工程專業(yè)主干課程九、自燃性:自燃性:指高硫礦石,在空氣中氧化并放出熱量,經過一定時間后,溫度升高,引起自燃的性質?!V石的自燃,會使井下溫度上升,并可能引發(fā)地下火災,對礦井通風、爆破方法和采礦方法的選擇有特殊的要求。第四節(jié)巖石的物理力學性質礦山地質基礎知識2/3/202353礦物資源工程專業(yè)主干課程十、含水性:含水性:指礦巖吸收和保持水分的性能。※
礦巖含水性對放礦、運輸,箕斗提升及礦倉貯存和采礦、巷道支護等帶來困難。十一:碎脹性:碎脹性:指礦巖破碎后體積增大的性質?!V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))。
※礦巖碎脹性對礦巖運輸提升有影響。
第四節(jié)巖石的物理力學性質礦山地質基礎知識2/3/202354礦物資源工程專業(yè)主干課程2/3/202355礦物資源工程專業(yè)主干課程一、礦產儲量及分級1、概念:礦石儲量,簡稱儲量或礦量,是指有用組分或礦石在地下的埋藏量。儲量是地質勘探工作成果的具體表現(xiàn),同時也是國家計劃部門和有關生產部門制定生產規(guī)劃和進行礦山企業(yè)設計的重要依據(jù)。2、儲量分類根據(jù)我國當前技術經濟條件,并考慮遠景發(fā)展的需要,將金屬礦產儲量分為兩類:(1)能利用(表內)儲量:是符合當前生產技術經濟條件的儲量。第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2/3/202356礦物資源工程專業(yè)主干課程(2)暫不能利用(表外)儲量:是由于有益組分或礦物含量低;礦體厚度薄;礦山開采技術條件或水文地質條件特別復雜;或對這種礦產加工技術方法尚未解抉,不符合當前生產技術、經濟條件,工業(yè)上暫不能利用而將來可能利用的儲量。3、儲量分級和級別條件金屬礦產儲量可分為A、B、C、D四級,各級儲量的工業(yè)用途和條件如下:1)A級礦山編制采掘計劃依據(jù)的儲量;由生產部門探求。儲量級別為A級的條件是:(1)準確控制礦體的形狀,產狀和空間位置。(2)對于影響開采的斷層、摺皺、破碎帶已準確控制。對于夾石和破壞礦體的火成巖的巖性、產狀及分布情況,己經確定。第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2/3/202357礦物資源工程專業(yè)主干課程(3)對于礦石工業(yè)類型和品級的種類及其比例和變化規(guī)律己完全確定。在需要分采和地質條件可能的情況下,應圈出礦石工業(yè)類型和品級。2)B級
礦山建設設計依據(jù)的儲量,又是地質勘探階段探求的高級儲量,并可起到驗證C級儲量的作用。一般分布在礦體的淺部——礦山初期開采地段。儲量級別為B級的條件是在C級儲量的基礎上:(1)詳細控制礦體的形狀、產狀和空間位置。(2)在B級范圍內對破壞和影響礦體較大的斷層、褶皺、破碎帶的性質、產狀已詳細控制。對夾石和破壞主要礦體的主要火成巖的巖性、產狀和分布情況已基本確定。(3)對礦石工業(yè)類型和品級種類及其比例和變化規(guī)律己詳細確定。在需要分采和地質條件可能的情況下,應圈出主要礦石工業(yè)類型和品級。第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2/3/202358礦物資源工程專業(yè)主干課程3)C級礦山建設設計依據(jù)的儲量。儲量級別為C級其條件是:(1)基本控制礦體的形狀、產狀和空間位置。(2)對破壞和影響主要礦體的較大斷層、摺皺、破碎帶的性質和產狀已基本控制。對夾石和破壞主要礦體的主要巖漿巖的巖性、產狀和分布規(guī)律己大致了解。(3)基本確定礦石工業(yè)類型和品級的種類及其比例和變化規(guī)律。4)D級
此級儲量的用途有:①為進一步布置地質勘探工作和礦山建設遠景規(guī)劃的儲量;②對于復雜的較難求到C級儲量的礦床,一定數(shù)量的D級儲量可作為設計的依據(jù);③對一般礦床、部分的D級儲量,也可為礦山建設設計所利用。第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2/3/202359礦物資源工程專業(yè)主干課程其儲量級別為D級其條件是:(1)大致控制礦體的形狀、產狀和分布范圍。(2)大致了解破壞和影響礦體的地質構造特征。(3)大致確定礦石的工業(yè)類型和品級。二、勘探階段的劃分礦床勘探是在普查找礦的基礎上,以建礦和礦山生產的實際需要出發(fā),綜合運用地質理論和采用多種手段,對礦床進行全面揭露和調查研究的地質工作。以礦床投入勘探到礦山生產結束,可將礦床勘探分為三個階段。1、初步勘探
是在普查的基礎上,對礦床作進一步的評價工作。其主要任務是大致查明礦床的分布范圍、礦床的形狀產狀以及地質構造和礦石的質量、技術加工特性,計算礦床遠景儲量。第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2/3/202360礦物資源工程專業(yè)主干課程初步勘探所獲得的資料,可以作為確定詳細勘探地段的依據(jù),或作為礦山企業(yè)初步設計的依據(jù)。2、詳細勘探
經過初步勘探,對礦床工業(yè)價值已經作出肯定結論之后進行的,主要任務是較詳細地查明礦床地質構造、礦體的形狀和產狀、充分查明礦石質量和技術加工特性以及各類型礦石的分布情況。詳細勘探所獲得的資料,移交工業(yè)部門作為礦山企業(yè)技術設計的依據(jù)。
3、生產勘探
是在詳細勘探的基礎上,在礦山建設階段和投產以后所進行的地質工作。其目的和任務如下:(1)生產勘探可取得較詳細、較可靠的地質資料,可提高儲量級別,為礦山的開采設計,為編制采掘進度計劃,為指導施工和生產提供地質依據(jù)。第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2/3/202361礦物資源工程專業(yè)主干課程(2)生產勘探將使儲量不斷升級并擴大工業(yè)儲量,間接地保證三級礦量的平衡。(3)生產勘察是合理開發(fā)地下資源,開展礦產綜合利用,減少礦石損失貧化的重要保證。三、礦床勘探類型
勘探類型是按勘探工作的難易程度對礦床劃分的類型。第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識勘探類型礦床特征Ⅰ形狀簡單(似層狀、層狀)、品位分布均勻的礦床Ⅱ形狀較復雜,含礦層很厚、延伸很長的條帶和透鏡狀礦體,規(guī)模大、品位變化較穩(wěn)定Ⅲ形狀復雜、品位及厚度都不穩(wěn)定的似層狀、囊狀、脈狀礦體,一般為中小規(guī)模的礦床Ⅳ形狀非常復雜,品位不穩(wěn)定的管狀和豎立囊狀等礦體,以及分散的小礦條和小透鏡體,除少數(shù)礦床外一般規(guī)模都小2/3/202362礦物資源工程專業(yè)主干課程四、礦床勘探技術手段目前,常用的探礦手段有坑探工程、鉆探工程、深孔鑿巖和穿孔機探礦等。(一)地表坑探工程
包括淺井、小圓井、探槽等。常用于地表淺部的勘探,借以揭露、追索和圈定淺部礦體、被覆蓋的地質界線以及查清地質構造。1、槽探是較重要的地表坑探工程,廣泛用來揭露2~2.5米浮土下的巖石和礦體。在露天開采平臺可配合穿孔機探礦,以進一步圈定礦體邊界和劃分礦石類型。探槽寬度一般為0.7~1.0米。深度一般不超過3米,長度決定于用途,可由數(shù)米到數(shù)十米。探槽布置方向應垂直礦體或巖層走向。第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2/3/202363礦物資源工程專業(yè)主干課程第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2/3/202364礦物資源工程專業(yè)主干課程2、淺井
指斷面為長方形或正方形的地表垂直坑道,多用于勘探風化殼或浮土掩蓋不深的層狀、似層狀礦體或砂礦床。3、小圓井
斷面為圓形的淺井,用于浮土穩(wěn)定,不需支護的地段。第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識
a
b
c礦體浮土淺井2/3/202365礦物資源工程專業(yè)主干課程(二)地下坑探工程(簡稱坑探)1、水平的坑探工程(1)平硐:是地表有出口的水平坑道,只在地形有起伏的條件下才能應用。(2)石門:是在地表沒有出口,在圍巖中掘進,而且大致與礦體走向垂直的水平坑道。(3)沿脈:是指在地表無直接出口,在礦體內沿礦體走向掘進的水平坑道。(4)穿脈:大致垂直礦體走向,橫穿礦體厚度,地面沒有直接出口的水平坑道。第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2/3/202366礦物資源工程專業(yè)主干課程(5)盲豎井:是地表沒有出口的垂直坑道,與淺井不同之處在于斷面大,并有較正規(guī)的提升、通風等設備;豎井的下部用石門與礦體相連接,勘探豎井常布置在礦體的下盤,以便將來采礦時作為副井或通風井用。2、傾斜的坑探工程(1)斜井
是地表設有出口的傾斜坑道,用以勘探產狀穩(wěn)定和傾角較?。?lt;45o)的礦體,其優(yōu)點在于節(jié)省石門。(2)天井
是地表沒有直接出口的垂直或陡傾斜坑道。用于貫通上下兩層水平坑道或揭露礦體沿傾斜方向的變化。第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2/3/202367礦物資源工程專業(yè)主干課程豎井斜井石門天井穿脈沿脈2/3/202368礦物資源工程專業(yè)主干課程礦體平硐沿脈穿脈用沿脈、穿脈、石巷、平硐勘查礦體2/3/202369礦物資源工程專業(yè)主干課程穿脈平硐用平硐和暗井勘查礦體2/3/202370礦物資源工程專業(yè)主干課程(三)鉆探用鉆探機械向地下鉆進,從中取出巖心或巖粉,觀測了解地下地質情況和礦體情況,以及來圈定礦體,深度從幾十米~幾千米,一般100~500m。淺鉆:深度小于100米,當?shù)叵滤艽髸r,不能用淺井時,用淺鉆。深鉆:>100米第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2/3/202371礦物資源工程專業(yè)主干課程五、勘探報告的編制礦床地質勘探工作結束后,應向有關部門提交地質勘探報告??碧诫A段不同,提交的地質報告內容也不同。其中,最終儲量報告是編制礦山開采設計的依據(jù)。一部完整的地質報告,應包括文字資料、圖件和表格等。六、儲量計算礦石儲量,簡稱儲量或礦量,是指有用組分或礦石在地下的埋藏量。儲量是地質勘探工作成果的具體表現(xiàn),同時也是國家計劃部門和有關生產部門制定生產規(guī)劃和進行礦山企業(yè)設計的重要依據(jù)。第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2/3/202372礦物資源工程專業(yè)主干課程第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識1、儲量計算的一般程序1.確定儲量計算的工業(yè)指標2.依據(jù)工業(yè)指標圈定礦體或劃分儲量計算塊段3.在儲量計算圖上測定被圈定礦體或塊段的面積(S),計算其平均厚度(),礦石平均體重(),礦石平均品位()4.計算各礦體或礦段的體積(V)5.計算礦體或塊段的礦石量(Q)6.計算有用組分的儲量(P)2/3/202373礦物資源工程專業(yè)主干課程第五節(jié)礦床勘探礦山地質基礎知識2、儲量計算公式2/3/202374礦物資源工程專業(yè)主干課程第六節(jié)礦石的損失與貧化礦山地質基礎知識一、礦石損失與損失率①礦石損失指在開采過程中造成礦石在數(shù)量上的減少。
②礦石損失的表示方法◆礦石損失率:指在開采過程中損失的工業(yè)儲量與原工業(yè)儲量之比率?!舻V石回收率:指采出的純礦石量與原工業(yè)儲量之比率?!鶕p失率和回收率均用百分數(shù)(%)表示。2/3/202375礦物資源工程專業(yè)主干課程二.礦石貧化與貧化率①礦石貧化指在開采過程中,由于各種原因造成礦石質量的降低。②礦石貧化的表示方法◆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,用百分數(shù)(%)表示;◆礦石貧化率:是指工業(yè)儲量礦石品位與采出礦石品位之差對工業(yè)儲量礦石品位之比?!V石損失與貧化是評價礦床開采的主要指標,它反映了資源的利用情況和采出礦石的質量情況。第六節(jié)礦石的損失與貧化礦山地質基礎知識2/3/202376礦物資源工程專業(yè)主干課程三、礦石損失與貧化的原因第六節(jié)礦石的損失與貧化礦山地質基礎知識2/3/202377礦物資源工程專業(yè)主干課程四、礦石貧化的原因(1)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;⑵高品位粉礦流失;⑶有用成分氧化或被析出。五、礦石損失與貧化的計算1)礦石損失率q:在開采過程中損失的工業(yè)儲量(Q-Q0)與原工業(yè)儲量Q之比率,稱為礦石損失率。
第六節(jié)礦石的損失與貧化礦山地質基礎知識采出礦量2/3/202378礦物資源工程專業(yè)主干課程2)礦石貧化率γ:礦石貧化率是指工業(yè)儲量礦石品位α與采出礦石品位α’之差對采出工業(yè)儲量礦石品位之比。
第六節(jié)礦石的損失與貧化礦山地質基礎知識2/3/202379礦物資源工程專業(yè)主干課程六、降低礦石損失與貧化的措施⑴加強地質測量工作,為采礦設計和生產提供可靠的地質資料,以便正確確定采掘范圍,減少廢石混入量和礦石損失量。⑵選擇合理的開拓方法,盡可能少留或不留保安礦柱。⑶選擇合理的開采順序,及時回采礦柱和處理采空區(qū)。⑷選擇合理的采礦方法及礦塊結構參數(shù),改進采礦工藝,減少回采的損失與貧化。第六節(jié)礦石的損失與貧化礦山地質基礎知識2/3/202380礦物資源工程專業(yè)主干課程六、降低礦石損失與貧化的措施⑸選擇合理的底部出礦結構,推廣無軌出礦設備和振動出礦設備,加強放礦管理,提高礦石回收率,降低礦石貧化率。⑹選擇適宜的提升、運輸方式和容器,避免多次轉運礦石,減少粉礦損失。⑺加強生產管理,建立健全質量監(jiān)測、管理和控制體系,減少礦石貧化與損失。第六節(jié)礦石的損失與貧化礦山地質基礎知識2/3/202381礦物資源工程專業(yè)主干課程一、地質圖件繪制的特點二、地形圖三、礦床等高線圖四、常用的其他地質圖件五、讀圖方法第七節(jié)地質圖件礦山地質基礎知識2/3/202382礦物資源工程專業(yè)主干課程一、地質圖件繪制的特點1、坐標系統(tǒng)1)平面直角坐標(如下圖所示)2)高程:絕對高程和相對高程(如下圖所示)2、方位角及象限角方位角:是從子午線的北端開始沿順時針方向計算,它的范圍從0°到360°。(如下圖所示)象限角:以地面上某一點為中心,用通過這一點的子午線和緯線把大地劃成四個象限。象限角的讀法是由標準方向的北端或南端量至某一直線的水平角稱為象限角。象限角的角值在0°至90°之間。(如下圖所示)第七節(jié)地質圖件2/3/202383礦物資源工程專業(yè)主干課程平面直角坐標系高程計算示意圖方位角和象限角立井標高投影圖第七節(jié)地質圖件2/3/202384礦物資源工程專業(yè)主干課程一、地質圖件繪制的特點3、投影圖平面圖:采用水平投射繪制而成的各種地質及工程圖件,又稱作水平投影圖。剖面圖:根據(jù)工程和設計的需要,假想把礦床和巖層沿某個方向切開,把切開面所見到的內部結構向側面投影成圖。(如上圖中的立井標高投影圖所示)4、標高投影在水平投影圖上,把投影物各點的標高值標注在各投影點位置的旁側,用來說明各個點高于或低于水平面的數(shù)值,這就叫標高投影。(如上圖中立井標高投影圖所示)第七節(jié)地質圖件2/3/202385礦物資源工程專業(yè)主干課程二、地形圖1、概念:反映地球表面高低起伏形狀的圖紙稱為地形圖。地形圖中一般用地形等高線反映地貌。2、地形等高線1)概念:地形等高線是地面上高程相同的若干點聯(lián)接而成的曲線,或者說是水平面與地表面相截的交線。將高程不同的等高線投影到平面上,則得到地形等高線圖。2)等高線具有下列特點:(1)等高線是連續(xù)的閉合曲線,如果不在圖內閉合,就一定要在圖外閉合。所有等高線在一般情況下,不能相交或重合。第七節(jié)地質圖件礦山地質基礎知識2/3/202386礦物資源工程專業(yè)主干課程(2)等高線上任一點向相鄰等高線可以作很多線段,投影到水平面后,其中最短的一條線段稱為最大傾斜線。等高線與最大傾斜線成直交。(3)等高線稠密表示陡坡,等高線稀疏表示緩坡,等高線間距均勻表示坡度一致。3、地形等高線圖上各種地形的表示方式第七節(jié)地質圖件礦山地質基礎知識凹坑和山崗山脊和山谷2/3/202387礦物資源工程專業(yè)主干課程第七節(jié)地質圖件礦山地質基礎知識山坡等高線及斷面鞍部地形等高線地形剖面圖2/3/202388礦物資源工程專業(yè)主干課程第七節(jié)地質圖件礦山地質基礎知識4、根據(jù)地形等高線圖作地形剖面圖1)根據(jù)工程需要在地形圖上畫出剖面位置線AB。2)將AB線與等高線相交的各點編號,注明各點標高。3)在圖的下方或另用一張紙繪地形剖面圖。在這張紙上先做一條與AB線平行的直線,以地形等高線圖上所做剖面位置的最低標高為此水平線的標高,此處為10m。4)根據(jù)等高線圖的比例尺和等高距做出平行于該直線的水平線,并注明標高。5)過等高線圖上各交點,向剖面圖上的水平線作垂直引線,根據(jù)各點的標高在剖面圖上確定各點的位置,并編號1′、2′、3′……。6)用圓滑的曲線連接這些實際位置點,即繪成地形剖面圖。2/3/202389礦物資源工程專業(yè)主干課程三、礦床頂?shù)装宓雀呔€圖1、礦床等高線:礦床層面與具有一定高程的水平面相交所得到的交線,就是礦床層面上的等高線。2、礦床等高線圖:把礦床層面上的等高線用標高投影的方法投影到水準面上,得到的圖形就是礦床等高線圖。3、礦床等高線圖分類:礦床層面有上下之分,上層面是礦床與頂板的交面,下層面是礦床與底板的交面。上層面等高線圖叫做礦床頂板等高線圖,下層面等高線圖又稱為礦床底板等高線圖。礦床頂、底板等高線圖都是常用圖紙,尤其底板等高線圖運用最為普遍。第七節(jié)地質圖件礦山地質基礎知識2/3/202390礦物資源工程專業(yè)主干課程第七節(jié)地質圖件2/3/202391礦物資源工程專業(yè)主干課程礦床頂?shù)装宓雀呔€圖是反映礦床空間形態(tài)和構造變動的重要地質圖件,是礦床設計,生產、儲量計算的基礎。礦床頂?shù)装宓雀呔€圖的比例尺:根據(jù)生產需要和地質條件確定,常用的比例尺是1∶5000、l∶2000、l∶1000。礦床頂?shù)装宓雀呔€圖等高距:大小取決于圖紙的比例尺和礦床傾角,常用的等高距是100m,50m、20m。5、根據(jù)礦床底板等高線確定礦床產狀(1)走向:礦床底板等高線的延展方向就是礦床的走向。(2)傾向:過等高線上任一點向標高值較小的等高線作垂線,該垂線方向就是礦床的傾向。(3)傾角:礦床傾角可在礦床底板等高線圖上用作圖法或計算求得,如下圖所示,其步驟如下:第七節(jié)地質圖件礦山地質基礎知識2/3/202392礦物資源工程專業(yè)主干課程在任意兩等高線之間作垂線AB,AB即為兩等高線之間的平距l(xiāng)。過B作AB的垂線BC,并取BC等于兩等高線之高差h,聯(lián)接AC,則角CAB即為礦床傾角。或用下式計算礦床傾角:第七節(jié)地質圖件礦山地質基礎知識2/3/202393礦物資源工程專業(yè)主干課程礦床底板平整,傾角均勻,走向穩(wěn)定時,礦床
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