大理中小企業(yè)網(wǎng)大理企業(yè)信息化建設(shè)平臺

采礦工程主講人：曹祥偉

2006年7月7日第一章：金屬礦床地下開采的基本概念

第一節(jié)：金屬、礦床的工業(yè)特征

一、礦石和廢石的概念礦物、礦石、礦體、礦床、圍巖、夾石、廢石二、礦石的種類

（一）金屬礦石按其所含金屬礦物的性質(zhì)，化學(xué)成份

（二）根據(jù)所含金屬種類的不同三、礦石品位的概念礦石品位的概念、邊界品位、最低工業(yè)品位四、礦石和圍巖的性質(zhì)

硬度、堅固性、穩(wěn)固性、碎脹性、結(jié)塊性、氧化性、自燃性及含水性等第一章：金屬礦床地下開采的基本概念

第二節(jié)：金屬礦床地下開采概述一、井田、礦田和礦區(qū)的概念二、走向線、走向、走向長、傾斜線、傾向、傾角三、關(guān)于延深、埋進深度和賦存深度的概念

四、階段、礦塊和盤區(qū)采區(qū)的概念五、礦床的開采順序（一）井田階段的開采順序（1）下行式——即自上而下進行開采。（2）上行式——與下行式相反（二）階段中礦塊的開采順序（1）前進式回采（2）后退式回采（3）混合式回采第一章：金屬礦床地下開采的基本概念

第二節(jié)：金屬礦床地下開采概述四、礦床的開采步驟

金屬礦床地下開采的步驟可以分為：開拓、采準(zhǔn)、切割與回采四個步驟，這些步驟反映了不同的工作階段。（一）開拓工作（二）采準(zhǔn)工作（三）切割工作（四）四采工作回采工作包括：落礦、運搬和地壓管理三個主要工作。（1）礦床開拓、采準(zhǔn)、切割、回采的關(guān)系是彼此超前的關(guān)系（2）三級礦量的含意

①開拓礦量②采準(zhǔn)礦量③待采礦量第一章：金屬礦床地下開采的基本概念

第三節(jié)：礦石的損失、貧化和礦山年產(chǎn)量一、礦石的損失和貧化

1、礦石的損失礦石損失量與礦石的工業(yè)儲量的百分比，叫做礦石的損失率。

2、礦石的貧化混采下來的廢石量與采出礦石量的百分比，叫做礦石的礦石的貧化率二、礦山年產(chǎn)量礦山年產(chǎn)量是礦山每年生產(chǎn)的產(chǎn)品量。第二章：礦床開拓

第一節(jié)：開拓方法分類

一、開拓方法分類礦床開拓方法大致可分為單一開拓和聯(lián)合開拓兩大類。（一）單一開拓法：平硐開拓豎井開拓斜井開拓（二）聯(lián)合開拓法平硐盲豎井開拓平硐盲斜井開拓豎井盲豎井開拓豎井盲斜井開拓斜井盲豎井開拓斜井盲斜井開拓第二章章：礦床開開拓第二節(jié)節(jié)：開開拓方方法主要開開拓巷巷道是是決定定一個個礦床床開拓拓方法法的核核心，，其選選擇在在礦山山設(shè)計計中是是至關(guān)關(guān)重要要的。。主要要開拓拓巷道道類型型的選選擇由由以下下幾個個條件件來決決定：：（1）地表表地形形條件件（2）礦床床賦存存條件件（3）礦巖巖性質(zhì)質(zhì)（4）生產(chǎn)產(chǎn)能力力另外，，開拓拓巷道道施工工的難難易程程度、、工程程量、、工程程造價價和工工期長長短等等，雖雖然不不能作作為確確定開開拓方方案的的重要要依據(jù)據(jù)，但但決不不可忽忽視。。尤其其是小小型礦礦山，，往往往存在在施工工力量量不足足和技技術(shù)素素質(zhì)較較差、、施工工管理理跟不不上等等情況況。因因此，，當(dāng)?shù)氐氐氖┦┕ちαα亢秃吞攸c點，在在巷道道類型型的選選擇上上也應(yīng)應(yīng)一并并考慮慮。第二章章：礦床開開拓第二節(jié)節(jié)：開開拓方方法一、平平硐開開拓法法以平硐硐為主主要開開拓巷巷道，，是一一種最最方便便、最最安全全、最最經(jīng)濟濟的開開拓方方法。。但只只有在在地形形有利利的情情況下下，才才能發(fā)發(fā)揮其其優(yōu)點點，即即只有有礦床床賦予予于山山嶺地地帶，，埋藏藏在周周圍平平地的的地平平面以以上才才能使使用。。第二章章：礦床開開拓第二節(jié)節(jié)：開開拓方方法二、豎豎井開開拓法法豎井開開拓法法以豎豎井為為主要要開拓拓巷道道。它它主要要用來來開采采急傾傾斜礦礦體（（一般般礦體體傾角角大于于45oo）和埋埋藏較較深的的水平平和緩緩傾斜斜礦體體（傾傾角小小于20oo）。這這種方方法便便于管管理，，生產(chǎn)產(chǎn)能力力較高高，在在金屬屬礦山山使用用較普普遍。。1.穿過礦礦體的的豎井井開拓拓方案案2.下盤豎豎井開開拓方案3.側(cè)翼豎豎井開開拓方方案第二章章：礦床開開拓第二節(jié)節(jié)：開開拓方方法三、斜斜井開開拓法法斜井開開拓法法以斜斜井為為主要要開拓拓巷道道，適適用于于開采采緩傾傾斜礦礦體，，特別別適用用于開開采礦礦體埋埋藏不不太深深而且且礦體體傾角角為20oo～40oo的礦床床。這這種方方法的的特點點是施施工簡簡便、、中段段石門門短、、基建建少、、基建建期短短、見見效快快，但但斜井井生產(chǎn)產(chǎn)能力力低。。因此此更適適用于于中小小型金金屬礦礦山，，尤其其是小小型礦礦山。。第二章章：礦床開開拓第二節(jié)節(jié)：開開拓方方法四、聯(lián)聯(lián)合開開拓法法由兩種種或兩兩種以以上主主要開開拓巷巷道來來開拓拓一個個礦床床的方方法稱稱為聯(lián)聯(lián)合開開拓法法。其其實質(zhì)質(zhì)是因因礦床床深部部開采采或礦礦體深深部產(chǎn)產(chǎn)狀（（尤其其是傾傾角））發(fā)生生變化化而采采用的的兩種種以上上單一一開拓拓法的的聯(lián)合合使用用，即即礦床床上部部用一一種主主要開開拓巷巷道，，而深深部用用另一一種主主要開開拓巷巷道補補充開開拓，，成為為一個個統(tǒng)一一的開開拓系系統(tǒng)。。由于地地形條條件、、礦床床賦存存情況況、埋埋藏深深度等等情況況的多多變性性，聯(lián)聯(lián)合開開拓法法所包包括的的方案案很多多，這這里介介紹常常用的的幾種種聯(lián)合合開拓拓方案案。（一））上部部平硐硐下部部盲豎豎井開開拓方方案（二））上部部平硐硐下部部盲斜斜井開開拓方方案適用條條件：：①地地表地地形為為山嶺嶺地區(qū)區(qū)，礦礦體上上方無無理想想的工工業(yè)場場地；；②礦礦體傾傾角為為中等等（傾傾角在在45oo～55oo之間）），為為盲礦礦體且且賦存存于地地平面面以下下；③③如地地平面面以上上有礦礦體，，且形形成許許多老老硐者者。（三））上部部豎井井下部部盲豎豎井開開拓方方案這種開開拓方方案一一般適適用于于礦體體或礦礦體群群傾角角較陡陡，礦礦體一一直向向深部部延伸伸，地地質(zhì)儲儲量較較豐富富的礦礦山。。另外外，因因豎井井或盲盲豎井井的生生產(chǎn)能能力較較大，，所以以中型型或偏偏大型型礦山山多用用這種種方法法。（四））上部部豎井井下部部盲斜斜井開開拓方方案當(dāng)上部部地質(zhì)質(zhì)資料料清楚楚且礦礦體產(chǎn)產(chǎn)狀為為急傾傾斜，，上部部采用用豎井井開拓拓是合合理的的，一一旦得得到深深部較較完善善的地地質(zhì)資資料，，且深深部礦礦體傾傾角變變緩，，則深深部可可采用用盲斜斜井開開拓方方案，，如圖圖7-18所示。。（五））上部部斜井井下部部盲豎豎井開開拓方方案這種開開拓方方案一一般適適用于于礦體體傾角角較緩緩，且且沿傾傾斜方方向延延伸較長長，或或地質(zhì)質(zhì)儲量量不大大以及及生產(chǎn)產(chǎn)能力力也不不大的的小礦礦山。。第二章章：礦床開開拓第三節(jié)節(jié)：中中段高高度的的確定定不管用用什么么方法法對礦礦床進進行開開拓，，主要要開拓拓巷道道都是是經(jīng)石石門通通過中中段平平巷來來與礦礦體連連通的的，這這就提提出了了階段段高度度問題題。在在選擇擇中段段高度度時，，應(yīng)考考慮以以下因因素：：1.礦體勘勘探類類型勘探類類型指指礦體體沿走走向和和傾向向的連連續(xù)程程度和和礦體體厚度度變化化的復(fù)復(fù)雜程程序。。一般般說來來，勘勘探類類型越越高，，礦體體越連連續(xù)且且產(chǎn)狀狀越穩(wěn)穩(wěn)定，，中段段的高高度可可取高高些。。2、礦體體厚度度和傾傾角第二章章：礦床開開拓第四節(jié)節(jié)：主主要開開拓巷巷道位位置的的確定定確定主主要開開拓巷巷道（（豎井井或斜斜井））位置置，就就是確確定其其在垂垂直礦礦體走走向方方向的的位置置和沿沿礦體體走向向方向向的位位置。。一、采采空空區(qū)引引起的的巖層層移動動及其其對主主要開開拓巷巷道的的影響響二、按按最小小運輸輸功確確定開開拓巷巷道位位置三、選選擇主主要巷巷道位位置時時的幾幾項要要求：：1）有充充足的的工業(yè)業(yè)場地地，能能容下下有關(guān)關(guān)建（（構(gòu)））筑物物；2）有選選廠距距離較較短且且礦石石運輸輸方便便，或或有較較好的的外部部運輸輸條件件；3）有排排廢石石場地地；4）有防防洪條條件（（一般般高出出最大大洪峰峰2m），且且不受受山嶺嶺巖石石崩塌塌的影影響；；5）有較較好的的地質(zhì)質(zhì)條件件，盡盡量避避免主主要開開拓巷巷道穿穿過斷斷層、、含水水層等等不利利地層層；6）盡量量減少少開拓拓工程程量。。第二章章：礦床開開拓第五節(jié)節(jié)：中段平平面開開拓設(shè)設(shè)計中段運運輸平平巷一一般有有單軌軌、雙雙軌和和環(huán)形形等形形式。。一、影影響中中段運運輸平平巷布布置的的因素素1、中段段運輸輸能力力2、礦體體和礦礦石圍圍巖的的穩(wěn)固固程度度3、采礦礦方法法4、通風(fēng)風(fēng)系統(tǒng)統(tǒng)二、中段運運輸平巷的的布置形式式1、單一沿脈脈平巷布置置這種布置又又可分為脈脈內(nèi)布置和和脈外布置置，其軌道道布置形式式分為單軌軌會讓式（（加局部雙雙軌會車段段）和雙軌軌軌過渡式式兩種。2、沿脈平巷巷加穿脈布布置第二章：礦床開拓第六節(jié)：礦礦床開拓方方案選擇一、選擇開開拓方案的的基本要求求（1）確保工作作安全，創(chuàng)創(chuàng)造良好的的地面與地地下勞動衛(wèi)衛(wèi)生條件，，具有良好好的提升、、運輸、通通風(fēng)、排水水等功能：：（2）技術(shù)上可可靠，并有有足夠的生生產(chǎn)能力，，以保證礦礦山企業(yè)均均衡地生產(chǎn)產(chǎn)；（3）基建工程程量最少，，盡量減少少基本建設(shè)設(shè)投資和生生產(chǎn)經(jīng)營費費用；（4）確保在規(guī)規(guī)定時間內(nèi)內(nèi)投產(chǎn)，在在生產(chǎn)期間間能及時準(zhǔn)準(zhǔn)備出新水水平；（5）不留和少少留保安礦礦柱，以減減少礦石損損失；（6）與開拓方方案密切關(guān)關(guān)聯(lián)的地面面總布置，，應(yīng)不占或或少占農(nóng)田田。二、影響礦礦床開拓方方案選擇的的因素（1）地形地質(zhì)質(zhì)條件、礦礦體賦存條條件，如礦礦體的厚度度、偏角、、走向長度度和埋藏深深度等；（2）地質(zhì)構(gòu)造造破壞，如如斷層、破破裂帶等；；（3）礦石和圍圍巖的物理理力學(xué)性質(zhì)質(zhì)，如堅固固性、穩(wěn)固固性等；（4）礦區(qū)水文文地質(zhì)條件件，如地表表水（河流流、湖泊等等），地下下水、溶洞洞的分布情情況；（5）地表地形形條件，如如地面運輸輸條件、地地面工業(yè)場場地布置、、地面巖體體崩落和移移動范圍，，外部交通通條件、農(nóng)農(nóng)田分布情情況等；（6）礦石工業(yè)業(yè)儲量、礦礦石工業(yè)價價值、礦床床勘探程度度及遠(yuǎn)景儲儲量等；（7）選用的采采礦方法；；（8）水、電供供應(yīng)條件；；（9）原有井巷巷工程存在在狀態(tài)；（10）選場和尾尾礦庫可能能建設(shè)的地地點。第三章：采礦方法第一節(jié)：概概述一、采礦方方法定義采采礦方方法是研究究礦塊開采采方法，它它包括礦塊塊的采準(zhǔn)，，切割和回回采工作。。也就是說說，為了回回采礦塊中中的礦石，，在礦塊中中和在圍巖巖中所進行行的采準(zhǔn)，，切割、回回采工作的的總和，稱稱為采礦方方法。二、采礦方方法的分類類按回采時地地壓管理方方法分分類類法，共分分成三大類類。即：1、空場采礦礦法2、充填采礦礦法3、崩落采礦礦法第三章：采礦方法第二節(jié)：空場采礦法法一、定義：：在礦體中形形成的采空空區(qū)主要依依靠圍巖自自身的穩(wěn)固固性和留下下的礦柱來來支撐的采采礦方法稱稱為空場采采礦法。二、空場采礦法法的特點①空場法法在回采過過程中，它它是把礦塊塊劃分為礦礦房和礦柱柱兩部分來來開采。②在回采采礦房時，，采場以空空場形式存存在。③它是用用礦柱和圍圍巖體的穩(wěn)穩(wěn)固性來維維護采空區(qū)區(qū)。④礦房采采完以后，，要及時回回采礦柱，，并及時處處理采空區(qū)區(qū)。一般情況下下，回采礦礦柱與采空空區(qū)處理是是同時進行行的。有時時為了改善善礦柱回采采條件，事事先對礦房房進行充填填，然后用用其他方法法回采礦柱柱。⑤在回采采過程中，，采場主要要依靠暫留留的礦柱或或永久礦柱柱進行自然然支撐，有有時輔以人人工礦柱支支撐。三、空場采采礦法的適適用條件（1）適用于開開采礦石和和圍巖都很很穩(wěn)固的礦礦床。（2）采空區(qū)在在一定時間間內(nèi)，允許許有較大的的暴露面積積。四、空場采采礦法分類類空場采礦法法目前應(yīng)用用比較廣泛泛的幾種方方法是：（1）房柱法（（包括全面面法）（2）淺孔留礦礦法（3）分段法（（贊比亞方方案）（4）階段礦房房法（包括括⊥薄礦，，水平薄礦礦的各方案案）（5）其他采礦礦方法及其其變形方案案第三章：采礦方法第三節(jié)：充填采礦法法一、充填采采礦法定義義：隨著回采工工作面的推推進，逐步步用充填料料充填采空空區(qū)的方法法叫做充填填采礦法。。二、充填的的目的（一）進行行地壓管理理（二）杜絕絕內(nèi)因火災(zāi)災(zāi)（三）為回回采礦柱創(chuàng)創(chuàng)造了條件件（四）為深深部、水下下開采創(chuàng)造造條件。三、充填材材料及其充充填料的輸輸送方法。。（一）充填填材料來源源①地表堆積積的廢石；；②掘進坑坑邊的廢石石；③選礦礦廠的尾砂砂；④冶煉煉廠的爐渣渣；⑤碎石石、砂卵石石、山砂、、河砂等；；⑥露天采采石場采掘掘的廢石。。（二）充填填材料的輸輸送方法可以通過礦礦車或其他他機械運輸輸，也可用用風(fēng)力、水水力輸送。。目前水力力輸送應(yīng)用用比較廣泛泛。六、充填采采礦法的適適用條件（一）開采采品位較高高的富礦，，并且要求求有比較高高的回采率率和比較低低的貧化率率；或開采采稀貴金屬屬。（二）賦有有條件件和和開采技術(shù)術(shù)條件比較較復(fù)雜的礦礦床，如：①水文地地質(zhì)條件、、礦體形狀狀比較復(fù)雜雜；②礦體埋埋藏較深而而且地壓較較大；③礦石或或圍巖有自自燃發(fā)火的的危險；④地表或或圍巖不允允許有大面面積沉陷或或劇烈移動動而需要特特殊保護；；⑤露天和和地下同時時進行開采采。（三）適用用于礦石穩(wěn)穩(wěn)固，圍巖巖不穩(wěn)固的的礦床如果能采用用特殊的支支護方法或或下向分層層充填法，，也可以用用來開采礦礦石不穩(wěn)固固的礦體。。（四）適用用于開采急急傾斜礦體體因為急傾斜斜礦體便于于向采場輸輸送充填料料，并且可可以減少充充填不到的的空間及充充填料接頂頂?shù)拿娣e。。1-階段運輸平平巷；8-底板；2-回風(fēng)巷道；；9-電耙膠車；；3-充填天井；；10-頂柱；4-放礦溜井11-底柱5-人行通風(fēng)天天井12-充填料6-聯(lián)絡(luò)道（間間距4～6m）13-崩下礦石7-隔墻；14-炮孔<干式充填采采礦法典型型方案>第三章：采礦方法第四節(jié)：崩落采礦法法一、崩落采采礦法的概概念崩落采礦法法就是以崩崩落圍巖來來實現(xiàn)地壓壓管理的采采礦方法。。即在崩落落礦石的同同時強制或或自然崩落落圍巖，充充填空區(qū)，，用以控制制和管理地地壓。二、崩落落采礦法法特點(1)崩落法不不再把礦礦塊劃分分為礦房房和礦柱柱，而是是以整個個礦塊作作為一個個回采單單元，按按一定的的回采順順序，連連續(xù)進行行單步驟驟回采。。(2)在回采過過程中，，圍巖要要自然或或強制崩崩落，礦礦石是在在復(fù)蓋巖巖石的直直接接觸觸下放礦礦。因此此，這種種采礦方方法對放放礦進行行科學(xué)管管理是十十分必要要的。(3)崩落法的的開采是是在一個個階段內(nèi)內(nèi)從上而而下進行行的。與與空場采采礦法不不同。三、崩落落采礦法法分類四、崩落落采礦法法的適用用條件一般地講講，崩落落法對礦礦體賦存存條件，，礦巖的的物理力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)等都具具有比較較廣泛的的適應(yīng)范范圍。理理想的適適用條件件是——上盤圍巖巖能呈塊塊狀自然然崩落，，礦石中中等以上上穩(wěn)固的的急傾斜斜原礦體體。地表表允許塌塌落是使使用這種種方法的的必要前前提。由由于這種種方法在在開采時時礦石損損失貧化化大，因因而它不不用于開開采高價價、高品品位的礦礦床。第三章：：采礦方法法第五節(jié)：：采礦方方法選擇擇一、對對選擇采采礦方法法的基本本要求（一)工作安全全(二)最大限度度的回收收國家資資源(三)生產(chǎn)能力力大，勞勞動生率率高，材材料消耗耗少，生生產(chǎn)成本本低二、影響響采礦方方法選擇擇的因素素。(一)地質(zhì)因素素(二)開采技術(shù)術(shù)經(jīng)濟因因素：第四章：：露天開采采第一節(jié)：：概述一、露天天開采的的定義露天開采采就是從從地表直直接采出出有用礦礦物的開開采方法法，有機機械開采采和水力力開采兩兩種。圖1露天礦場場全貌二、露天天開采名名次術(shù)語語圖2臺階構(gòu)成成要素三、露天天開采從從一般程程序1、地面準(zhǔn)準(zhǔn)備2、