礦山開采基本知識

礦山開采基本知識

地下采礦基礎知識

金屬礦床開采基本概念

1、礦物資源——礦物資源是一種天然形成的，具有一定外形，一定物理性質和一定化學成分的物質。自然界已經發現的礦物大約3000多種，最常見的大約200種。到目前我國共發現礦物171種，已經探明的礦產153種，已開發利用的118種。
2、礦石

凡是地殼里面的有用成分礦物集合體，在現代技術經濟條件下能以開發利用的礦物產品，就叫礦石。

3、礦體——礦石的聚集體叫做礦體

4、礦床
是礦體的總稱。它可由一個或若干個礦體所組成，它包含兩個意思，一是礦體存在的地質環境，二是礦石的質和量。
礦床又可分為：
① 工業礦床——在當前技術經濟條件下，符合開采和利用要求的礦床叫工業礦床。
② 非工業礦床——與上述情況反之，叫非工業礦床。

5、圍巖——礦體周圍的巖石叫圍巖。

6、夾石——夾在礦體中的巖石叫夾石。

礦巖的物理力學性質

1.硬度

指礦（巖）石抵抗外來機械作用的能力。

※　 硬度影響鑿巖設備和破碎方法的選擇，也影響勞動生產率、材料消耗和采礦成本。

2. 堅固性：指礦（巖）石抵抗外力的性能。

※　堅固性的大小，常用堅固性系數f 表示。

f ＝бC/ 100

※　堅固性影響鑿巖速度、炸藥消耗量和地壓管理。

⒊ 穩固性：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。

※ 穩固性和堅固性既有聯系又有區別。

※ 根據礦巖的穩固程度，可將礦巖的穩固性分為五級：

⑴　極不穩固：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象。

⑵　不穩固：不支護的允許暴露面積在50m2以內

⑶　中等穩固：不支護的允許暴露面積為50～200m2。

⑷ 穩固：不支護的允許暴露面積為200～800m2。

⑸ 極穩固：不支護的允許暴露面積在800m2以上。

※礦巖穩固性影響到井巷的維護、采礦方法及地壓管理

方法的選擇。

⒋ 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。

※礦石的結塊性對礦石的運輸和采礦方法選擇有影響。

⒌ 氧化性

指硫化礦石在水和空氣的作用下，變為氧化礦石的性質。

※ 礦石的氧化會降低選礦回收率。

⒍ 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。

※礦石的自燃，會使井下溫度上升，并可能引發地下火災，對礦井通風、爆破方法和采礦方法的選擇有特殊的要求。

⒎ 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。

⒏ 碎脹性

指礦巖破碎后體積增大的性質。

※礦巖破碎后的體積與其原巖體積之比，稱為碎脹系數(或松散系數)。

※礦巖碎脹性對礦巖運輸提升有影響。

9. 邊界品位——劃分礦體與圍巖（礦石與廢石）的有用組分的最低含量標準。
10. 工業品位——是指在當前技術經濟條件下可以開采利用的礦體（礦段）的最低平均品位（也稱最低可采品位），叫工業品位。部分礦石的邊界品位和工業品位

按所含金屬礦物的性質、礦物組分和化學成分分為：
自然金屬礦石：金Au、自然硫S、石墨C、鉑Pt
氧化礦石：赤鐵礦Fe2O3、紅鋅礦ZnO、軟錳礦 MnO2、
赤銅礦CuO、白鉛礦PbCO3
硫化礦石：黃銅礦CuFeS2、閃鋅礦ZnS、硫鐵礦FeS2、輝鉬礦MoS2
混合礦石：大部分金屬礦都是混合礦石。

礦體形狀

自然界里的礦體形狀是各種各樣的，根據其在空間上下、前后、左右三個方向的延伸大小比例的不同，我們將礦體大致分為以下幾種類型：

1. 等軸狀礦體（如銅、鐵礦等）
（1）礦瘤（直徑可達數十米）；
（2）礦囊或礦巢（直徑只有幾米）。
2. 板狀礦體（如煤礦、石灰石礦）
（1）礦脈
（2）礦層
3. 柱狀礦體（如金剛石C、雄黃礦As）
還有：透鏡狀、扁豆狀、鞍狀、網狀、“之”字形、“入”字形、“多”字形、“棋盤”形等等。

礦體分類

1. 礦體產狀：是指礦體的走向、傾向和傾角。

礦體厚度：水平厚度、真厚度。

(1)按厚度不同將礦體分為：
極薄礦體（厚度小于0.8m）;
薄礦體（厚度為0.8～4m）;
中厚礦體(厚度為4～10～15m)；
厚礦體（厚度為10～15～40m）;
極厚礦體（厚度大于40m）。
(2)按傾角不同將礦體分為：
水平和微傾斜礦體（傾角小于５０）；
緩傾斜礦體（傾角為５～30０）；
傾斜礦體（傾角為30～55０）；
急傾斜礦體（傾角大于55０）。

2.1 開采的基本要求

1．具有良好的工作條件,確保開采工作的安全.

2．具有良好的環境保護條件.

3．具有高效的開采手段.

a．勞動生產率要高

b. 開采成本要低

c. 開采強度要大

d. 機械化程度高

4.具有可持續發展的能力

a.損失貧化要小

b.提高回收率

c.提高資源利用率

2.2 地下開采單元的劃分

2.2.1開采礦區的劃分

1.礦田:劃歸一個礦山企業開采的礦床或其一部分

2.井田:劃歸一個礦井開采的礦床或其一部分

礦井：具有獨立完整開采系統的坑口

2.2.2開采分段的劃分

1.階段:在開采傾斜礦體時, 每隔一定的垂直距離掘進沿走向階段運輸巷道,將井田劃分為長條形的礦段稱階段或中段。

階段高:兩巷道的垂直距離。

2.礦塊:在階段范圍內,沿走向每隔一定的距離.掘進天井,將階段劃分為更小的塊段稱礦塊。礦塊是地下開采最基本的單元。

2.2.3水平礦體礦區的劃分

1.盤區:開采微傾斜礦體時,在井田內沿走向掘進階段運輸巷,將井田劃分為長條形礦段稱盤區。

2.采區:在盤區內,垂直走向掘進運輸巷道,將盤區劃分為更小的礦段叫采區。

2.3 開采的順序

1.階段中礦塊的開采順序：前進式；后退式（常用）；混合式。

2.礦脈群的開采順序：下行式（常用）；　上行式

3.礦體的開采原則（技術政策和規范）：

貧富兼采，大小兼采，

難易兼采，厚薄兼采。

4.井田間的開采順序 

先淺后深; 先易后難; 先富后貧; 先近后遠

5.采掘“八”字方針：采掘并舉，掘進先行。

2.3.3 礦塊間的開采順序

1.前進式:從主井向邊界方向開采。

2.后退式:由邊界向主井方向回采。

3.混合式開采:前進式與后退式結合。

2.3.4相鄰礦體間的開采順序

1.移動帶、崩落帶的形成。

2.礦體傾角小于圍巖移動角,不影響。

3.礦體傾角大于圍巖移動角,相互影響。

2.4 開采的步驟

1.開拓:從地表掘進一系列巷道到達礦體,建立地表與礦體的通路,建立提升、運輸、通風、排水、供電、供水、供風、行人等系統。

2.采準:在完成開拓工作的階段內,掘進采準巷道,將階段劃分為礦塊,并在礦塊內形成行人、通風、鑿巖、出礦等系統。

3.切割:在完成采準工作的礦塊內,掘進切割、拉底巷道,開辟切割空間,為大規�；夭砷_辟自由面和補償空間、為出礦創造條件。

4.回采:在完成切割工作的礦塊內,大量的回收礦石,包括落礦、運搬、地壓管理。

落礦: 通過爆破的方法崩落礦石。

運搬: 將礦石從礦塊內移動到階段運輸巷道。

地壓管理: 通過各種方法處理采礦留下的采空區。

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