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文檔簡介
采礦基礎知識演示文稿第一頁,共一百零五頁。采礦基本知識采礦工程簡介礦床開發(fā)過程采礦生產過程采礦場生產實例礦產的分類影響采礦方法選擇的主要因素金屬礦床的工業(yè)特征采礦發(fā)展趨勢第二頁,共一百零五頁。巖體力學、工程力學、采礦學、礦井通風與安全、電工與電子技術、采礦機械、礦山企業(yè)管理與技術經濟分析等。采礦基本知識/采礦工程簡介主干課程第三頁,共一百零五頁。招收采礦工程專業(yè)的大學就業(yè)方向工程技術人員:在煤礦、金屬礦場、石油和天然氣的開采、寶石的開采、礦務局、礦山管理處、特殊地下工程建設公司(隧道、蓄水壩等)、采礦設備配件供應公司、礦山測量工程所等作技術工作。公務員:在國土規(guī)劃、環(huán)保和河道管理等與城市基礎有關的政府機關工作。開設學院一本院校:中國礦業(yè)大學、中國地質大學、東北大學、重慶大學、中南大學、太原理工大學、武漢理工大學、西安建筑科技大學、湖南科技大學、武漢科技大學、新疆大學、貴州大學等。二本院校:山東科技大學、河北工程大學、廣東工業(yè)大學、西安科技大學、江西理工大學、昆明理工大學、華北科技學院、黑龍江科技學院等。三本院校:山東科技大學泰山科技學院、河北理工大學輕工學院、西安科技大學高新學院等。采礦基本知識/采礦工程簡介第四頁,共一百零五頁。畢業(yè)生應獲得以下幾方面的知識和能力:
1.掌握采礦學科的基本理論和基本知識;
2.掌握礦區(qū)開發(fā)、礦井開采、巷道開拓的設計方法;
3.掌握礦山壓力及巖體工程監(jiān)測、礦井通風與空調、礦山安全以及礦井災害預防等技術;
4.具有先進的生產組織和技術管理基本能力以及新工藝、新技術研究和開發(fā)的初步能力;
5.熟悉國家有關采礦工業(yè)的基本方針、政策和法規(guī);
6.掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的科學研究和實際工作能力。采礦基本知識/采礦工程簡介第五頁,共一百零五頁。采礦基本知識/采礦工程簡介采礦工程(或采礦)是自地殼內或地表開采礦產資源的技術和科學,是從地殼中將礦產資源開采出來并運輸到加工地點或使用地點的行為、過程或工作。一般指金屬或非金屬礦床的開采,廣義的采礦還包括煤和石油的開采及選礦。其實質是一種物料的選擇性采集和搬運過程。采礦工業(yè)是一種重要的原料采掘工業(yè),如金屬礦石是冶金工業(yè)的主要原料,非金屬礦石是化工原料和建筑材料,煤和石油是重要的能源。多數礦石需經選礦富集,方能作為工業(yè)原料。第六頁,共一百零五頁。特點采礦的生產環(huán)境和生產過程與其他工業(yè)相比較,具有以下特點:(1)采掘加工的主要原料是自然賦存的礦體。礦址不能自由選擇,礦床的工業(yè)儲量不能輸入,也不能再生。礦山的生產能力、服務年限和經濟效益密切相關。每個礦山都要經歷建礦、投產、正常生產、減產和閉礦的歷程。(2)采礦設備和人員經常隨采礦進程和加工對象轉移,沒有固定的加工車間。被開采的礦體必須掘進一系列巷道,進行采礦準備工作(采準),才能開始回采。開拓、采準和回采工作互相協(xié)調,才能保證礦山正常生產。否則就會造成采剝失調或采掘失調,迫使礦山減產。(3)開采工作總的趨勢是采掘條件愈來愈差,采出礦石的品位逐漸降低,隨之成本可能增高。由于巖石的混入會使礦石貧化,降低質量,還有部分礦石不能采出,而損失于地下。因此要不斷改進采礦和選礦技術,開展綜合利用,以降低成本。降低貧化率和損失率是采礦生產中重要的質量管理工作,具有很大的經濟潛力。采礦基本知識/采礦工程簡介第七頁,共一百零五頁。西伯利亞最大鉆石礦采礦場生產實例第八頁,共一百零五頁。(4)礦體賦存條件和形狀復雜,品位分布不均。工業(yè)儲量在開采過程中可能會有較大變化,使采礦設計難于標準化,加之建礦周期長,基建投資大,故投資風險性也大。(5)采礦工作在露天或地下采場。勞動量大,工作條件差,安全性差,不易實現綜合機械化和自動化,故需特別重視改善勞動保護和環(huán)境條件。(6)一個礦山的經營效果,在很大程度上決定于所開采礦石的市場供求和價值高低。因此對礦山管理水平的評價,不能像其他工業(yè)一樣,單純地以絕對經濟效益為準。采礦基本知識/采礦工程簡介第九頁,共一百零五頁。采礦分為普通機械化開采和特殊采礦。機械化又分為普通機械化和綜合機械化。普通機械化開采:絕大部分礦床用普通機械化方法開采。機械化開采又分為露天開采(包括礦石和砂礦)和地下開采兩大類。露天開采方法:將礦體上覆的巖層剝離,然后自上而下順次開采礦體。露天礦敞露地表,可以使用大型采礦機械,作業(yè)較安全,礦石損失少,貧化率低,生產能力大,采礦成本低,大型貧鐵礦床和建筑材料礦床多用此法。地下開采方法:當礦體賦存深度大,礦體厚度小,剝離工作量很大,其經濟效益低于地下開采或需要保護地表和景觀時,則用。地下采礦方法根據地壓管理大致分為三類即:空場法、崩落法、充填法。其中三種大類中又可分為近三十多種采礦方法。例如常見的空場法有全面空場,階段空場、分段空場、淺孔留礦法等方法。地下礦山應用尾砂膠結充填采礦法,可有效地保護地表和處理尾礦污染。在一些國家大量發(fā)展露天開采后,隨著開采深度增大和環(huán)境保護要求提高,地下開采有增加的趨勢。采礦基本知識/采礦工程簡介第十頁,共一百零五頁。特殊采礦法:包括地下物理化學采礦和海洋采礦和月球采礦。物理化學方法是浸取、溶解或熔融有用成分,將溶液或熔融體自地下舉升至地面提取。這類方法投資省、見效快、工作條件好,只適用于銅、鈾等某些金屬礦物和鹽、堿、自然硫等。濱海大陸架上和洋底蘊藏著大量有用礦藏,但洋底的錳結核尚處于試采階段。整個特殊采礦法開采的礦產所占比例極小。月球采礦是人們對太空資源開發(fā)的一種理想,還沒有此類技術,僅限于交流。采礦基本知識/采礦工程簡介第十一頁,共一百零五頁。開發(fā)和開采過程礦床開發(fā)步驟見圖示。礦床開采包括基建開拓工程和生產采礦工程兩大項。礦山地下開拓要掘進一系列巷道或溝道以通達礦體,建成完整的采礦生產系統(tǒng),交付生產使用。采礦生產過程有兩類:主要生產過程(采礦),輔助生產過程。采礦基本知識/礦床開發(fā)過程第十二頁,共一百零五頁。主要生產過程(采礦)采礦包括:①采準、切割,為回采準備生產條件。②回采,將礦石崩落破碎,裝入運輸容器。地下回采包括落礦、出礦作業(yè)(見地下采礦方法);露天回采包括穿孔、爆破和采裝作業(yè)(見露天采礦方法)。③運輸,將裝入運輸容器的礦石運交選礦廠或礦倉(見礦井提升、礦井運輸、露天礦運輸)。④管理巷道地壓、立井地壓、采場地壓以及露天礦邊坡。⑤在礦石運輸過程中,通過礦倉、堆棧,將礦石混勻,保證生產的礦石質量穩(wěn)定。⑥將巷道掘進和剝離產出的廢石排棄至廢石場。采礦基本知識/采礦生產過程第十三頁,共一百零五頁。輔助生產過程包括:①人員、材料和設備運送;②電和壓氣等動力供應;③通風、防塵等勞動保護;④排水、供水;⑤設備維修安裝;⑥安全和環(huán)境保護;⑦地質、測量以及倉庫管理等其他輔助工作。采礦基本知識/采礦生產過程第十四頁,共一百零五頁。西伯利亞最大鉆石礦采礦場生產實例西伯利亞東部發(fā)現一處全球最大鉆石礦——米爾礦,這處礦藏估值約為130億英鎊(約1111億人民幣),是目前最昂貴的鉆石礦。當地管理部門要求直升機不得近距離飛過礦坑上空,以免被吸進礦洞內。第十五頁,共一百零五頁。西伯利亞最大鉆石礦采礦場生產實例第十六頁,共一百零五頁。西伯利亞最大鉆石礦采礦場生產實例第十七頁,共一百零五頁。采礦場生產實例第十八頁,共一百零五頁。馬鞍山采礦場生產實例第十九頁,共一百零五頁。第二十頁,共一百零五頁。采礦基本知識第二十一頁,共一百零五頁。采礦基本知識/礦產的分類礦產的分類礦產分為固體的、液體的和氣體的三種。目前能為國民經濟所利用的礦產已有165種以上。按工業(yè)利用的不同,可將礦產分為如下四類:一.金屬礦產在工業(yè)上能從中提取金屬元素或化合物的礦產,稱為金屬礦產。按金屬特性和工業(yè)利用的不同,可分以下幾類:1.有色金屬礦產包括銅、鉛、鋅、鋁、鎂、錫、鉍、銻、汞等。其中鋁、鎂等又可稱輕金屬礦產。2.黑色金屬或鐵合金金屬礦產是鋼鐵的基本原料,包括鐵、錳、鉻、鈦、釩、鎳、鈷、鎢、鉬等。3.貴金屬礦產金、銀、鉑及鉑族金屬。4.放射性金屬礦產鈾、鐳、釷等。5.稀有、稀土和分散金屬礦產除部分元素可形成獨立礦物外,一般不成獨立礦物。(1)稀有金屬礦產鉭、鈮、鈹、鋰、鋯、銫、銣、鍶等;(2)稀有金屬礦產包括鈰族元素(鑭、鈰、鐠、釹、鉅、釤、銪)及釔族元素(釔、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥);(3)分散元素礦產鍺、鎵、銦、鉈、鉿、錸、鎘、鈧、硒、碲等。按其所含金屬礦物的性質、礦物組成及化學成分,可分為:自然金屬礦,氧化礦,硫化礦及混合礦。第二十二頁,共一百零五頁。采礦基本知識/礦產的分類二.非金屬礦產能從中提取非金屬、化合物、礦物及礦物集合體的礦產,稱為非金屬礦產。其中只有少部分用以提取非金屬元素或化合物(如硫、磷、硼、砷等),大部分是利用非金屬礦物或礦物集合體的某些物理性質、化學性質和工藝性質。例如,金剛石利用其高硬度、云母利用其絕緣性等。按工業(yè)利用的不同可把非金屬礦產分為:1.礦物原料礦產如金剛石、石墨、石棉、云母、剛玉、水晶、冰洲石、光學螢石等。2.冶金輔助原料礦產包括熔劑(如石灰?guī)r、螢石等)和耐火材料(耐火粘土、菱鎂礦等)。3.化工與肥料原料礦產如硫、磷、硼、砷、鹽類(巖鹽、鉀鹽)等。4.玻璃、陶瓷原料礦產長石、石英、高嶺土等。5.水泥和建筑材料礦產包括水泥磚瓦原料(粘土、石灰?guī)r等)、鑄石原料(玄武巖、輝綠巖等)以及各種天然建筑石材(如大理巖、花崗巖、砂、礫石等)。6.壓電及光學結晶原料壓電石英、光學石英、冰洲石等。7.寶石及工藝美術原料礦產如金剛石、硬玉、軟玉、翡翠、瑪瑙、綠松石、綠柱石、葉臘石、蛇紋石、孔雀石、電氣石、大理巖等。第二十三頁,共一百零五頁。采礦基本知識/礦產的分類三.水資源礦產地下水和地下熱水、礦泉及礦泉醫(yī)療水等。四.燃料礦產(可燃性有機巖)能用作工農業(yè)和民用燃料的礦產。是重要、最普遍的能源。依其存在的狀態(tài),分為以下三類:
1.固體燃料礦產煤、油頁巖、地臘及地瀝青等。
2.氣體燃料礦產天然氣。
3.液體燃料礦產石油。第二十四頁,共一百零五頁。采礦基本知識/影響采礦方法選擇的主要因素影響采礦方法選擇的主要因素影響采礦方法選擇的主要因素有兩個方面,即礦床地質條件和開采技術經濟條件。(一)礦床地質條件(1)礦石和圍巖的物理力學性質。其中礦石和圍巖的穩(wěn)固性對選擇采礦方法有非常重要的影響。它決定著采場地壓的管理方法和采場結構參數。例如,礦石和圍巖都穩(wěn)固時,可以采用采場地壓管理簡單的空場采礦法,并可以選用較大的礦房尺寸與較小的礦柱尺寸;如果礦石穩(wěn)固、圍巖不穩(wěn)固,用空場法圍巖易產生冒落,這時用崩落法、充填法較為有利;相反,如果礦石穩(wěn)固性較差而圍巖穩(wěn)固,并且其他條件如厚度與傾角又合適時,則采用階段礦房法較為有效,因為這種方法可以避免直接在較大的暴露面下工作;如果礦石和圍巖都不穩(wěn)固,可考慮采用崩落法或下向分層充填法。第二十五頁,共一百零五頁。(2)礦體產狀。礦體產狀主要指傾角、厚度和形狀等。礦體的傾角主要影響礦石在采場內的運搬方法,而且傾角對運搬的影響還與厚度有關。只有當礦體傾角大于50。~55。時,才有可能利用礦石自重運搬;而采用留礦法時,傾角則應大于60。,但厚度較大的礦體則不受這些限制。通過開掘下盤漏斗,礦石仍可靠自重運搬。當礦體傾角不夠大,如30。~50。左右,在其他條件允許時,可以考慮爆力運搬或借助溜槽進行自重運搬。而30。以下的礦體,用電耙運搬往往較為有效。當采用崩落法但礦體傾角小于65。時,則應考慮開鑿下盤漏斗或礦塊底部開掘部分下盤巖石,以減少礦石損失。采礦基本知識/影響采礦方法選擇的主要因素第二十六頁,共一百零五頁。(3)礦石品位及價值。開采品位較高的富礦、價值較高的貴金屬和稀缺金屬(如鎳、鉻等)礦石,則應采用回采率較高的采礦方法,例如充填法;反之,宜采用成本低、效率高的采礦方法,例如分段或階段崩落采礦法。(4)礦體內有用成分的分布及圍巖礦物成分。礦體內有用成分分布不均勻而又差別很大時,應考慮使用分采的采礦方法,同時還可以將品位低的礦石或巖石留下作為礦柱。如果圍巖有礦化現象,則回采過程中圍巖混入的限制可以適當放寬,這時就可以采用深孔落礦的崩落采礦法。當圍巖的礦物成分對選礦和冶煉不利時,應選用廢石混入率小的采礦方法。采礦基本知識/影響采礦方法選擇的主要因素第二十七頁,共一百零五頁。巨大的“人造天坑”---金堆城露天鉬礦巨大的“人造天坑”---金堆城露天鉬礦第二十八頁,共一百零五頁。(5)礦體賦存深度。當礦體埋藏深度很深(500~600m以上)時,地壓增大,會產生沖擊地壓,這時不宜采用空場法,以采用崩落法或充填法較為適宜。(6)礦石與圍巖的自燃性與結塊性。開采硫化礦石時,須考慮有無自燃危險的問題。高硫(含硫超過30%~40%)礦石發(fā)生火災的可能性很大(含硫量在20%左右的硫化礦,也有發(fā)生自燃的),此時不宜采用積壓礦石量大和積壓時間長的采礦法,如留礦法和階段崩落法等。采礦基本知識/影響采礦方法選擇的主要因素第二十九頁,共一百零五頁。(二)開采技術經濟條件(1)地表是否允許陷落。在地表移動帶范圍內,如果有河流、鐵路和重要建筑物,或者由于保護環(huán)境的要求等,地表不允許陷落,此時不能選用崩落法和采后崩落采空區(qū)的空場法;必須采用維護采空區(qū)不會引起地表巖層大規(guī)模移動的采礦方法,如膠結充填法,或當礦體不厚時用水砂充填法,或在厚礦體中留有一定數量的礦柱和同時充填采空區(qū)的方法。(2)加工部門對礦石質量的技術要求。如加工部門規(guī)定了最低出礦品位,從而限制了采礦方法的最大貧化率;又如粉礦允許含量(富鐵礦)、按礦石品級分采等要求,都影響到采礦方法的選擇。采礦基本知識/影響采礦方法選擇的主要因素第三十頁,共一百零五頁。(3)技術裝備與材料供應。選擇某些需要大量特殊材料(如水泥、木材)的采礦方法時,需事先了解這些材料的供應情況。應盡量選擇不用或少用木材的采礦方法。如果選擇膠結充填采礦法,應考慮水泥和充填料的來源。采礦方法的工藝和結構參數等與采礦設備有密切關系。在選擇采礦方法時,必須考慮設備供應情況。如選用鏟運機出礦和深孔落礦的采礦方法時,需事先了解有關的設備、備品備件的供應情況及設備的性能。采礦基本知識/影響采礦方法選擇的主要因素第三十一頁,共一百零五頁。(4)采礦方法所需要的技術管理水平。選擇的采礦方法應力求技術簡單,易于掌握,管理方便。這對中小型礦山、地方礦山特別重要。當選用一些技術復雜、礦山人員不熟悉的采礦方法時,應積極組織采礦方法試驗。例如,壁式崩落法要經常放頂,較難掌握;空場法中,留礦法比分段鑿巖階段礦房法容易掌握。在這兩種方法都可用的情況下,如果系小型礦山,技術力量薄弱時,采用留礦法可能會收到較好的效果。上述影響采礦方法選擇的因素,在不同的條件下所起的作用也不同,必須針對具體情況作具體分析,全面、綜合地考慮各種因素,選出最優(yōu)的采礦方法。采礦基本知識/影響采礦方法選擇的主要因素第三十二頁,共一百零五頁。金屬礦床的工業(yè)特征1礦石和廢石的概念(1)礦物——在地殼中,由于地質作用形成的自然元素和自然化合物,統(tǒng)稱為礦物。(2)礦石——凡是在地殼中遇到礦物集合體,在現在技術經濟水平條件下,能以工業(yè)規(guī)模從中提取國民經濟必須的金屬或礦物產品的都叫礦石。(3)礦體——礦石的聚集體叫礦體。(一個礦體是一個獨立的地質體,具有一定的幾何形狀,具有一定的空間位置等)。(4)礦床——礦床是礦體的總稱。(對于某一礦區(qū)而言,一個礦床由一個或幾個礦體組成,礦床又可分為工業(yè)礦床和非工業(yè)礦床)。①工業(yè)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(yè)礦床。②非工業(yè)礦床——與上述情況反之,叫非工業(yè)礦床。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第三十三頁,共一百零五頁。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征(5)圍巖--礦體周圍的巖石叫圍巖。①上盤圍巖--指礦體上部圍巖。②下盤圍巖--指礦體下部圍巖。(6)夾石--夾在礦體中的巖石叫夾石。(7)廢石--在采礦過程中所采出的圍巖或夾石,一般稱為廢石。(或者說廢石是:礦床周圍的圍巖以夾石、根本不含有用成分或者含量過少,當前不宜作為礦石開采的稱之為廢石)?!咀⒁狻繎斨赋?,礦石與廢石的概念是相對的,它與一個國家的社會制度,一個國家的科學技術發(fā)展水平,已經掌握的資源情況,以及對某種金屬的需要量都存有關系。第三十四頁,共一百零五頁。2礦石的種類在自然界中的礦物很多,現在已經知道的礦物有3000多種,而有用礦物約有二百余種。在地殼中,以自然金屬形式存在的礦石是很少的,大量的礦石是以氧化礦,硫化礦等形式存在的。(含金屬成份的礦石,叫金屬礦石)。A金屬礦石按其所含金屬礦物的性質,化學成份,礦物組成可以分為以下幾類(1)自然金屬礦石--它是以單一元素形式存在的,如金、鉑銀等。(2)氧化礦石--指礦石的成分為氧化物。如:赤鐵礦(Fe2O3),赤銅礦(Cu2O)等。(3)硫化礦石--指礦石的成份為硫化物。如黃銅礦(CuFeS2)、方鉛礦(PnS)、輝銅礦(MOS2)、閃鋅礦(ZnS)等(4)混合礦石--是前三種的混合物。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第三十五頁,共一百零五頁。B根據所含金屬種類的不同,礦石又可分為以下幾種(1)黑色金屬礦石——如鐵、錳、鉻(2)有色金屬礦石——如銅、鉛、鋅、鋁等(3)稀有金屬礦石——如鈮、鉭等(也是相對概念)(4)放射性礦石——如鈾、釷等(5)貴重金屬礦石——如金、鋃、泊等(6)非金屬礦石——如建筑石材、石膏、滑石等。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第三十六頁,共一百零五頁。3采礦技術指標A、礦石品位的幾種概念(1)礦石品位的概念通常我們把礦石中凡是可供利用的元素或礦物稱為有用成份。礦石中所含有用成分的多少用品位來表示。所謂品位就是:礦石中有用成份的重量與礦石重量之比,常用百分數(%)表示。一般金屬品位是指礦石中該種金屬元素含量的百分數。對于貴重金屬(金鉑等)礦石的品位是用g/t表示。這是因為這些貴重金屬在礦石中含量很少。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第三十七頁,共一百零五頁。(2)邊界品位邊界品位:指可采礦石有用成份含量和最低界限。它是礦體邊界上礦石上最低品位,是劃分礦石和廢石,圈定礦體范圍的標準。在圈定的礦本范圍內,任意取樣點的品位,一般都不應當小于邊界品位。是可采礦石有用成分含量的最低界線是礦體邊界上礦石質量的最低品位是劃分礦石和廢石、圈定礦體邊界的標準是礦與非礦的界線邊界品位<工業(yè)品位品級:考慮礦產中有益和有害元素的含量或有用礦物的物理性質。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第三十八頁,共一百零五頁。(3)最低工業(yè)品位是指在邊界品位圈定的礦體范圍內,合乎工業(yè)開采要求的平均品位的最低值。這意思是說,根據目前工業(yè)技術水平,當礦石的品位低于某個數值時,便沒有利用的價值,則這一數值的礦石品位叫最低工業(yè)品位,或者產,用邊界是品位圈定的礦體或礦體中某個塊段的平均品位,必須高于最低工業(yè)品位才有開采價值,否則無開采價值?!咀⒁狻竣龠吔缙肺缓妥畹凸I(yè)品位也是相對概念,是可以變化的。②礦石品位是衡量礦石質量好壞的主要標志。工業(yè)品位是隨著經濟技術條件的發(fā)展和需求程度而不斷變化的。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第三十九頁,共一百零五頁。春季的永銅采礦場露天采場春季的永銅采礦場生產實例第四十頁,共一百零五頁。B開采工藝有較大影響的礦巖物理力學性質:容重、塊度、碎脹性、含水性、結塊性、穩(wěn)固性以及強度、堅固性等。容重:一般巖石的容重約在2.3~3.0t∕M3之間黑色金屬礦石中金屬含量較高,可達3.5t/m3
塊度:一般礦石的合格塊度在200~250mm之間隨著機械化水平的提高,合格塊度有增大趨勢
結塊性:給放礦、裝礦和運礦(運輸、搬運)等帶來困難含水性:巷道支護、采礦、放礦、運輸、提升有較大影響。碎脹性:給爆破補償空間帶來影響。一般堅硬礦巖的碎脹系數為1.2~1.5。采礦基本知識/礦床第四十一頁,共一百零五頁。C生產能力概念與計算(1)礦井生產能力與服務年限礦井生產能力正常生產時期,單位時間內(年或月)礦井采出的礦石量。一般按年產礦石量計算,即礦井設計的年產量?!竦V井實際產量可以低于或高于礦井生產能力。礦井生產初期和末期實際產量小于礦井生產能力礦井生產正常期礦井實際產量可能大于礦井生產能力
采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第四十二頁,共一百零五頁。礦井生產能力,是礦床開采的主要技術經濟指標之一,它決定礦井基建工程量主要生產設備的類型技術構筑物的規(guī)模和類型輔助車間和選冶車間的規(guī)模、職工人數等,從而影響基本建設投資和投資效果、企業(yè)的產品成本和生產經營效果。露天礦生產能力,用礦石生產能力(即每年采出的礦石量)和礦巖生產能力(即每年采剝總量)兩種指標來表示。礦巖生產能力是露天礦生產能力的重要指標。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第四十三頁,共一百零五頁。確定礦井生產能力的基本條件礦床地質條件工業(yè)儲量的大小技術經濟因素市場需求量采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第四十四頁,共一百零五頁。礦井服務年限礦井服務年限和礦井生產能力應相適應,它們之間保持一個技術、經濟上都比較合理的關系。①礦山生產能力大,服務年限長②實際服務年限>計算服務年限考慮露天礦正常服務年限的基本原則是:露天礦的合理服務年限應與其主要設備的磨損時間相適應。
采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第四十五頁,共一百零五頁。(2)計算(均為生產能力和服務年限的關系)a地下開采
煤礦
金屬礦和非金屬礦式中:A—礦井生產能力,Mt/a;ZK—礦床可采儲量,Mt;T—礦井服務年限,a;K—儲量備用系數,一般取1.4;Q—礦床工業(yè)儲量,Mt;Hk—礦石總回采率,%;y—廢石總混入率,%。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第四十六頁,共一百零五頁。b露天開采Ak=P(1+)/T式中:Ak-礦石生產能力,t/a;P-露天礦境界內礦石的工業(yè)儲量,t;-礦石回收率,%;-礦石混入率,%;T-露天礦正常服務年限,a。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第四十七頁,共一百零五頁。(3)井型分類(大、中、小)煤礦井型:大型≥120萬t/a,30萬t/a<中型<120萬t/a,小型≤30萬t/a;唯有煤礦是具有標準井型的采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第四十八頁,共一百零五頁。(4)井型與服務年限、井田、投資、經營費的關系●大型礦井要有較長的服務年限,以減少分攤到每噸礦上的投資折舊費?!翊笮偷V井需要有足夠的可采儲量,即井田的范圍要大●井型增大,基本建設投資增多,分攤到采出每噸礦的投資費用將相應增加;●井型的增大,分攤到采出每噸礦的生產經營費用會減少?!舸笮偷V井機械化程度高,生產集中,效率高,成本低。但大型礦井要求較高的技術和復雜的設備,建設的時間較長,投入的資金較多。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第四十九頁,共一百零五頁。D礦石的損失貧化礦石損失――礦石在數量上的減少礦石貧化――礦石在質量上的降低礦石損失率――開采過程中損失工業(yè)儲量與總工業(yè)儲量之比。礦石回采率――采出的純礦石量與總工業(yè)儲量之比率。廢石混入率――混入礦石中的廢石量與采出礦石量之比礦石貧化率――礦石品位降低的百分數。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第五十頁,共一百零五頁?!魪U石混入率和礦石貧化率是礦石貧化的兩種表示方法?!魪U石的混入和高品位粉礦的流失等都將造成礦石貧化,但廢石混入是礦石貧化主要原因?!舻V石損失與貧化是評價礦床開采的主要指標,分別表示地下資源的利用情況和采出礦石的質量情況。屬于礦產資源利用指標的有礦石回收率、礦石損失率、廢石混入率、礦石貧化率◆礦石損失率+礦石回采率=1◆廢石混入率≥礦石貧化率采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第五十一頁,共一百零五頁。4礦石和圍巖的性質開采工藝有較大影響的礦巖物理力學性質:容重、塊度、碎脹性、含水性、結塊性、穩(wěn)固性以及強度、堅固性等。礦石和圍巖的性質主要包括有:硬度、堅固性、投固性、碎脹性、結塊性、氧化性、自燃性及含水性等。(1)礦巖的硬度礦巖的硬度是指礦巖抵抗工具侵入的性能。礦巖的硬度取決于礦巖的組成,即取決于礦巖顆粒的硬度,形狀,大小,晶體結構以及顆粒間膠結構的情況等,礦巖的硬度除了對鑿巖有很大影響外,往往影響礦巖的堅固性和較固性。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第五十二頁,共一百零五頁。(2)礦巖的堅固性人們在長期的實踐中認識到,有些巖石不容易破壞,有一些則難于破碎。難于破碎的巖石一般也難于鑿巖,難于爆破,則它們的硬度也比較大,概括的說就是比較堅固。因此,人們就用巖石的堅固性這個概念來表示巖石在破碎時的難易程度。堅固性的大小用堅固性系數來表示,(許多書中硬度系數,也叫普氏系數f值)。堅固性系數(R單位kg/cm2)式中R——為巖石標準試樣的單向極限抗壓強度值。通常用的普氏巖石分級法就是根據堅固性系數來進行巖石分級的。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第五十三頁,共一百零五頁。如:①極堅固巖石f=15~20(堅固的花崗巖,石灰?guī)r,石英巖等)②堅硬巖石f=8~10(如不堅固的花崗巖,堅固的砂巖等)③中等堅固巖石f=4~6(如普通砂巖,鐵礦等)④不堅固巖石f=0.8~3(如黃土、僅為0.3)采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第五十四頁,共一百零五頁。強度:礦巖有三種強度抗壓強度、抗剪強度、抗拉強度抗壓強度最大??辜魪姸戎挥锌箟簭姸鹊?∕8~1∕12抗拉強度只有抗壓強度的1∕10~1∕50
。礦巖的堅固性也是一種抵抗外力的性質,但它與礦巖的強度卻是兩種不同的概念。強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,稿,機械碎破,炸藥的綜合作用力)。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第五十五頁,共一百零五頁。(3)礦巖的穩(wěn)固性礦巖穩(wěn)固性的概念:穩(wěn)固性是指在一定暴露面積下和在一定時間內不自行垮落的性能?;蛘哒f穩(wěn)固性是指礦巖在空間允許暴露的面積大小和允許暴露的時間長短的性能。影響穩(wěn)固性的因素十分復雜,對礦巖的成份,結構,構造節(jié)理狀況,風化程度,以及水文地質條件都有關系,還與礦巖在開采過程中形成的實際情況有關,(如巷道的方向,開采深度等)。穩(wěn)固性對于采礦方法的選擇,及支護方法的選擇,掘進方式等都有很大影響。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第五十六頁,共一百零五頁。②穩(wěn)固性與堅固性的關系二者既有聯系,又有區(qū)別。一般在節(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)。礦巖穩(wěn)固性分類:大致可分為五類穩(wěn)固性不僅與暴露面積和時間有關,而且與地壓,大小,節(jié)理發(fā)育程度,節(jié)理方向,暴露面積形狀等有關。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第五十七頁,共一百零五頁。礦巖按穩(wěn)固性一般分為5級:①極不穩(wěn)固的頂板和側幫都不能有暴露面,要求在掘進及開采中必須超前支護,否則會塌落。(非金屬礦條件);②不穩(wěn)固的允許有不大的暴露面(50m2以內),但要隨回采工作的推進立即支護;③中等穩(wěn)固的允許有一定暴露面(50~200m2),一般不支護,或作臨時支護,即可安全地進行生產;④較穩(wěn)固的允許有較大暴露面(200~800m2),一般不用支護,在個別的地方要支護;⑤極穩(wěn)固的允許有很大的暴露面(800m2以上),不須支護,長期不垮。煤層:①穩(wěn)定②較穩(wěn)定③不穩(wěn)定④極不穩(wěn)定采礦基本知識/礦床第五十八頁,共一百零五頁。地下開采采礦場生產實例第五十九頁,共一百零五頁。(4)礦巖的碎脹性礦巖的碎脹性是指礦石和圍巖破碎之后的面積比原體積增大性質。碎脹性可用碎脹系數來表示(又叫松散系數)
對于一般堅硬礦巖石松散系數為1.4~1.6(或1.2~1.6)。松散系數的大小主要取決于破碎之后,礦巖的粒度組成和塊度的形狀。初裝入容器(礦車、箕斗等)內的礦巖塊,因礦巖塊之間空隙較大,則松散系數值可達1.8~2.0(產生了二次松散)。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第六十頁,共一百零五頁。(5)礦巖的結塊性結塊性是指采下的礦巖遇水受壓,經過一定的時間,又結成整塊性質。我們通常見到的是粘土礦物、滑石、或高硫礦遇水受壓,經過一段時間后,易出現結塊現象。結塊性對于放礦,裝卸,運輸等生產環(huán)節(jié)造成困難,甚至于影響到某些采礦方法的順利使用。具有結塊性的礦石在采坊中,在鑿井中存放時間不宜過長。(6)礦石的氧化性礦石的氧化性是指硫化礦石在水和空氣的作用下,變成了氧化礦石的性質。在硫化礦石中滲雜入氧化礦石后,降低了選礦的回收率。(選礦用的藥劑不同)。因而硫化礦與氧化礦石切記不要混在一起。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第六十一頁,共一百零五頁。(7)礦巖的自燃性自燃性是指高硫化礦石(含硫量在18~20%以上),當其透水性及透氣性良好的條件下,具有自燃發(fā)生的性能。高硫化礦在井下氧化時,放出大量的熱,經過一段時間,溫度升高,會引起井下火災,特別粉狀的高硫化礦與空氣接觸的面積大,更容易引起火災。由于上述原因,對于高硫化礦床必須要采取快采快處理的辦法來開采,以減少礦石的損失。具有自燃性的礦石,在采礦方法選擇上有特別要求。(例如:小餳林礦在文革中曾進行過一次大炸破,由于礦石未能及時放出來,時間一長,溫度升高,產生了自燃,燒了很久而未滅,只好封閉起來,暫時不采)。至今封閉未采。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第六十二頁,共一百零五頁。(8)含水性含水性是指礦巖裂縫和孔隙中含水的性質。礦巖含水性直接影響到礦石的提升,運輸,礦倉內儲礦。礦巖含水過多,會使排水費用增加。對于此方案寒冷地區(qū)的礦山,由于含水性會造成結冰河。(9)其他的容重——容重是指單位體積中原巖的重量。一般巖石的容重為2.3~3.0t/m3之間。有色金屬礦石中金屬含量較少,其容重與巖石差不多或稍大些。黑色金屬礦石中金屬含量較高,容重可達3.5t/m3左右。(或更大)采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第六十三頁,共一百零五頁。②塊度——原所崩落后則形成礦塊,或巖石塊,其尺寸的大小稱為塊度。塊度通常用三個相互垂直方向的平均尺寸來表示。(或用最大方向的尺寸)即B、L、H的平填值。(一般按三度算,用方格法測定時,用二度定,有時用二度時采用一個效正系數)。對于一定的裝運,破碎等設備,對礦巖的最大塊度有一定的要求。為了保證礦山持續(xù)生產,必須使礦石的最大塊度與裝運等設備的要求相應。通常用合格塊度來表示限制采出礦石的塊度,礦石塊度超過合格塊度時,則要求進行二次破碎。合格塊度——即允許的礦石最大塊度。通常合格塊度為250~500mm之間,也有600mm。它是根據開采及加工的工藝和設備要求來確定的。隨著機械化水平的提高,合格塊度有增大的趨勢。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第六十四頁,共一百零五頁。自然安息角——松散礦巖自燃燒堆積時,其四周將形成傾斜的堆積坡面,我們把自然堆積坡面與水平面相交的最大角度,稱為該礦巖的自然安息角。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第六十五頁,共一百零五頁。5金屬礦床的特征礦床賦存條件不穩(wěn)定,礦石品位變化大;地質構造復雜;礦石和圍巖的硬度較大;礦床的含水性。A礦體的空間分布特征礦體形態(tài)可分為以下三類。(1)板狀兩個方向延伸較大。板狀礦體可分為礦脈(包括層狀礦脈和切割礦脈)和礦層兩種。(2)等軸狀習慣叫塊狀,三度空間大致均衡延伸。按塊度大小可分別稱作礦瘤、礦巢、礦囊等。(3)柱狀一個方向延伸很大,另外兩個方向延伸較小。有柱狀、筒狀、管狀等幾種?!窠饘俚V床以脈狀及透鏡狀礦體較多,煤體一般為層狀。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第六十六頁,共一百零五頁。B礦體埋藏要素:礦體厚度對于采礦方法選擇、采準巷道布置以及鑿巖工具和爆破方式的選用都有很大的影響。反映礦體的空間位置及尺寸的量。主要有走向、傾向、傾角、厚度、延深。延伸埋藏深度賦存深度垂高斜高深部礦體埋藏深度一般大于800m。世界最深開采深度已達4000m。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第六十七頁,共一百零五頁。C礦體厚度的概念:礦體厚度是指礦體的上盤與下盤之間的垂直距離或水平距離。前者稱為礦體的真厚度,后者稱為礦體的水平厚度。
b——為垂直厚度;
a——為水平厚度;
φ——a與b夾角;
α——礦體傾角;對于急傾斜礦體,常用水平厚度,對于緩傾斜礦體,水平或傾斜礦體常用垂直厚度。(也即真厚度。若文中不加說明時,一般指真厚度)。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第六十八頁,共一百零五頁。6金屬礦床分類及其工業(yè)特征(1)金屬礦床分類金屬礦床的礦體形狀厚度及傾角,對于礦床開拓和采礦方法的選擇,有直接的影響,因此,金屬礦床的分類,一般按其礦體形狀、傾角和厚度三個因素進行分類。(此三個要素習慣上稱為礦體三要素)。A按礦體形狀分類1)層狀礦體——這種礦體是一層一層的。多源于沉積或變質沉積礦床。特點是:①層狀礦床的品位,傾角和厚度變化不大,比較穩(wěn)定。②礦床規(guī)模比較大。③多見于黑色金屬礦床。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第六十九頁,共一百零五頁。2)脈狀礦體這類礦床主要是由于熱液氣化作用,將礦物充填于地殼裂隙中生成的礦床。特點是:①礦脈與圍巖接觸處有蝕變現象②礦體賦存條件不穩(wěn)定;③有用成分含量不均勻;(品位變化大)。(有色金屬,稀有金屬及貴重金屬硫礦體多屬此類)。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第七十頁,共一百零五頁。3)塊狀礦體這類礦體主要是充填,接觸交代分離和氧化作用形成的。礦塊的布置形式①礦塊沿走向布置②礦塊垂直走向布置③礦塊垂直走向布置且鑿走向礦柱。(受到允許的暴露面積限制,受到鑿巖設備運搬礦石的設備限制)特點:①形狀很不規(guī)則。呈不規(guī)則的透鏡狀,礦柱等形;②礦體大小不一;③礦體與圍巖的界限不明顯;某些金屬礦體(銅、鉛、鋅等)屬此類。我國的南京梅山鐵礦也屬此類礦體。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第七十一頁,共一百零五頁。B按礦體厚度分類:可分五類①極薄礦體礦體厚度在0.8m以下。(一個肩寬)開采時要采一部分圍巖,才能保證正常的工作寬。(用淺孔鑿巖開采的方法)②薄礦體礦體厚度為0.8~4.0m之間??紤]近似水平礦床,用木支護時支護高度不得超過4m,超過4m,支護作業(yè)困難很大。用淺孔回采。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第七十二頁,共一百零五頁。③中厚礦體礦體厚度為4.0~10m之間。一般此時礦塊沒走高布置,多用淺孔回采。④厚礦體礦體厚度為10~30m,(此時30m為使用沒走向布置與垂直走向布置礦塊的界限,也可以用沿走向布置礦體)。一般用深孔回采。⑤極厚礦體礦體厚度在30m以上。采用深孔回采。礦塊可垂直走向布置。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第七十三頁,共一百零五頁?;虻V體按厚度劃分可分為以下5種:①極薄礦體厚度小于0.8m,②薄礦體厚度為0.8~5m③中厚礦體厚度為5~15m;④厚礦體厚度為15~50m;⑤極厚礦體厚度在50m以上。煤層厚度①極薄煤層<0.8m,②薄煤層≤1.3m,③1.3<中厚煤層≤3.5m,④厚煤層>3.5m,⑤特厚煤層>6m。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征不同礦產礦體厚度的分類標準不同。第七十四頁,共一百零五頁。C按礦體傾角分類(與礦石運搬方式有關)礦體傾角是指礦體中心面與水平面的夾角。常指平均傾角。1)水平礦體礦體傾角小于5°(包括微傾斜礦體)??墒褂糜熊壔驘o軌運搬設備直接進入采坊運搬礦石。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第七十五頁,共一百零五頁。2)緩傾斜礦體礦體傾角在5°~30°之間??刹捎萌肆螂娏Γ\輸機等機械設備運搬礦石。3)傾斜礦體礦體傾角在30°~55°之間。可借助于溜槽,溜板或外力拋擲等方法,進行自重運搬礦石。4)急傾斜礦體礦體傾角應大于55°??衫玫V石自重的重力運搬方法。【注】以上分類方法是相對的,隨著其他無軌機械設備的發(fā)展,分類界線將會變化。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第七十六頁,共一百零五頁。礦體按傾角劃分可分為以下4種:①水平和微傾斜礦體傾角為00~50②緩傾斜礦體傾角為50~300③傾斜礦體傾角為300~550④急傾斜礦體傾角為550以上。煤層按傾角分類①近水平煤層傾角<8o②緩傾斜≤25o③25o<傾斜≤45o④急傾斜>45o采礦基本知識/礦床第七十七頁,共一百零五頁。7礦床分類方法礦床的分類方法很多,在生產和研究中主要從經濟技術指標、賦存條件和礦床產狀三個方面對礦床進行分類。(1)、經濟技術指標分類法根據現有經濟技術條件,把在當前經濟技術條件之下可以開采和利用的礦床叫工業(yè)礦床,把不能開采利用的叫非工業(yè)礦床。這個分類標準沒有嚴格的標準。伴隨時間與開采技術的提高許多原來屬于非工業(yè)礦床的將屬于工業(yè)礦床。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第七十八頁,共一百零五頁。礦床分類方法(2)賦存條件分類法根據礦床有沒有出露地表把礦床分為露天礦床和地下礦床。或者是把礦床出露地表的部分叫做露天礦床。把其沒有出露地表的部分叫做地下礦床。在實際生產實踐中,這類既有露天部分又有地下部分的礦床往往較多。(3)礦床產狀分類法采礦工作者常把礦床按產狀類進行分類。主要有三個指標:厚度、傾角和形態(tài)。按照厚度可以把礦床分為極薄、薄、中厚、厚、極厚礦床;按照傾角可以分為水平、緩傾斜、傾斜、急傾斜礦床;按形態(tài)則可以分為層狀礦床、脈狀礦床和塊狀礦床。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第七十九頁,共一百零五頁。8礦床埋藏要素地下礦床的埋藏要素主要是指礦體的走向、傾向、傾角、厚度、延伸及埋藏深度等。(1)走向礦床的走向是指礦床與水平面的交線所指向的方向即為礦床的走向。(2)傾向礦床的傾向是指在礦床平面內垂直于走向線的直線所指向的方向即為礦床的傾向。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第八十頁,共一百零五頁。礦床埋藏要素(3)傾角礦床的傾角是指礦床的傾向線與傾向線在水平面上的投影線之間的夾角即為礦床的傾角。(4)厚度礦床的厚度是指礦床的上盤與下盤之間的垂直距離或水平距離。前者叫垂直厚度或者真厚度,后者叫水平厚度。(5)延伸礦床的延伸是指礦床在深度上的變化情況,用埋藏深度和賦存深度來表示。(6)埋藏深度礦床的埋藏深度是指礦床的上部邊界至地表的深度。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第八十一頁,共一百零五頁。側伏角是礦體最大延伸方向與礦體走向線之間的夾角采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第八十二頁,共一百零五頁。9井田劃分的原則及分類當礦區(qū)地質工作進行到勘探階段后,即可對礦區(qū)進行開采的井田劃分。根據條件可將礦區(qū)劃分成一個或幾個井田。這些井田可同時進行建設,亦可按建設條件的好壞,投資的多少,選優(yōu)開發(fā)。井田劃分的原則是按照自然條件和開采技術條件等因素,進行綜合的技術經濟比較,以尋求合理的井田境界。(1)按勘探程度劃分井田。礦區(qū)走向很長或礦體不連續(xù)但礦區(qū)范圍很大,可分區(qū)進行勘探,亦可同時進行勘探。分區(qū)進行勘探的可根據提交報告的范圍,結合開采技術條件進行劃分井田,同時提交報告的,可進行綜合技術經濟分析劃分井田。(2)按礦床地質特征劃分井田。當礦區(qū)走向很長,儲量很大時,可根據礦床的斷層、背斜、向斜、無礦帶等特征劃分井田;有時根據礦床的賦存標高和厚度大小,一部分劃為露天開采,另一部分劃為地下開采;在礦床水文地質條件復雜的情況下,可按水層的位置劃分井田。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第八十三頁,共一百零五頁。(3)按地形、地物劃分井田。在遇有溝谷、山峰、河流、鐵路、城鎮(zhèn)、文物古跡和風景區(qū)時,為了保護或避開不利開采條件,可依次來劃分井田。(4)按礦石技術加工要求劃分井田。如貧礦段、富礦段;赤鐵礦段、磁鐵礦段;氧化礦段、硫化礦段等,這些礦段其技術加工各不相同。若走向很長,儲量較大,可各自形成獨立的井田。如弓長嶺鐵礦、牟定銅礦等。除沿走向劃分井田外,有些礦床是按埋藏深度劃分礦段的,勘探也是先后進行的,礦段的儲量多少和走向長短懸殊,此時可按不同的開采深度劃分井田,獅子山銅礦去就是一例。有的礦區(qū)沿走向劃分井田后,其深部儲量和走向長度可能變大,可能縮小,當進行二期建設時,必須根據深部條件重新劃分井田。劃分井田時,必須處理好相鄰井田的關系:包括地下礦與露天礦;生產礦與新建礦;淺部礦與深部礦等。對于改擴建的礦山,要特別注意充分發(fā)揮現有井田的生產能力。當前我國金屬和非金屬礦山的井田劃分,主要用方案法進行。由于受地形和礦床賦存條件的限制,分析法很少使用。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第八十四頁,共一百零五頁。金屬和非金屬礦山的井田劃分,可歸納成以下幾種:(1)礦區(qū)走向很長,儲量很大,且礦體連續(xù),可將礦區(qū)劃分成幾個井田。如開陽磷礦區(qū)、胡集礦區(qū)、弓長嶺鐵礦等。(2)礦區(qū)走向很長,礦體不連續(xù),但每個區(qū)段儲量很大,走向較長,可根據自然條件劃分成幾個井田。如金川鎳礦區(qū)等。(3)礦區(qū)范圍較大,由幾條或幾十條各自獨立的礦體或礦段組成,且分成若干個坑口獨立進行開采,但其出礦系統(tǒng)是統(tǒng)一的。因而將這些分散的坑口集中起來,形成一個井田。如東川礦務局的因民礦井田由面山、猴跳崖、張口洞、英歌架及大臂槽等坑口組成,落雪礦由龍山、老山、稀礦山、小溜口及月亮洞等坑口組成。(4)礦區(qū)由一個或幾個礦體(礦段)組成,劃分為一個井田。如錦屏磷礦、鳳凰山銅礦等。此外,瑞典基律納鐵礦,走向長4000m,平均厚度85m,最大勘探深度2000m,生產規(guī)模為2000~3000萬噸/年,是世界上最大的地下開采礦山之一。但它并沒有劃分成幾個井田開采,而采用豎井群集中開拓,集中建廠方案。這一經驗值得研究。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第八十五頁,共一百零五頁。金川鎳銅礦區(qū),走向北西50°,含礦超基性巖體全長6km,傾向南西,傾角一般在70°以上,局部地段稍緩,含礦巖體沿走向和傾斜方向有明顯的膨縮變化和波狀起伏。一礦區(qū)于1963年建成投產,二礦區(qū)于1983年建成投產,三、四礦區(qū)目前尚未開發(fā)。一、三礦區(qū)的礦體大部分出露地表,二、四礦區(qū)的礦體潛入深部,各井田的具體劃分見圖1,表1。采礦基本知識/礦床實例甘肅金川礦區(qū)的井田劃分將礦床沿走向和傾斜方向劃分成若干井田管理體制:礦業(yè)公司-礦山-一個或幾個采區(qū)(礦區(qū)或車間)-井田或礦段-礦井(坑口)井田一般用走向長度和傾斜長度來表示(急傾斜礦體用垂直深度表示)第八十六頁,共一百零五頁。采礦基本知識/礦床實例甘肅金川礦區(qū)的井田劃分由于含礦巖體受北東向斷層切割,根據斷層位置、礦體賦存形態(tài)及標高,以及礦體勘探的先后、將礦床分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個相對獨立的礦區(qū)。由西而東,F8斷層以西的三礦區(qū),稱為三號井田;F8和F16斷層中間部分的一礦區(qū),稱為一號井田。一號井田又分為露天礦和地下礦;F16和F23斷層中間部分的二礦區(qū),稱為二號井田,F23斷層以東的四礦區(qū),稱為四號井田。第八十七頁,共一百零五頁。甘肅金川礦區(qū)的井田劃分表1金川礦區(qū)井田劃分表第八十八頁,共一百零五頁。10礦床和礦體形態(tài)實例采礦學研究的內容是礦床的開采問題。礦床由礦體組成,礦體是獨立的地質體,具有一定的空間位置幾何形狀產狀質量界限采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第八十九頁,共一百零五頁。采礦基本知識圖1-2礦體形狀(a)層狀礦床;(b)脈狀礦床;(c)網脈狀礦床;(d)透鏡狀礦床;(e)塊狀礦床;(f)巢狀礦床沉積和沉積變質礦床,赤鐵礦、硫鐵礦,煤、磷礦熱液汽化充填,有色,稀有金屬礦熱液充填、接觸交代、分離和氣化作用形成的,有色金屬(銅、鉛、鋅等)、大型鐵礦及硫鐵礦第九十頁,共一百零五頁。采礦基本知識圖楊家杖子鉬礦床地質剖面示意圖1.頁巖;2.薄層灰?guī)r夾頁巖;3.厚層灰?guī)r;4.夕卡巖;5.細脈似斑狀花崗巖;6.鉬礦體(含鉬夕卡巖);7.斷層第九十一頁,共一百零五頁。第九十二頁,共一百零五頁。采礦基本知識采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第九十三頁,共一百零五頁。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第九十四頁,共一百零五頁。采礦基本知識/金屬礦床的工業(yè)特征第九十五頁,共一百零五頁。近期發(fā)展目標⑴露天鐵礦山推廣應用一大批已為實踐證明行之有效的先進技術,加快裝備大型化進程,使重點露天礦山的工人勞動生產率達平均1.8萬t/(人?年)。⑵坑采鐵礦山,大力推廣加大無底柱分段崩落采礦法采場結構參數新工藝,開發(fā)復雜難采礦體開采工藝技術裝備、露天地下聯合開采技術,完善配套主體采掘設備和輔助設備,使重點井下礦山企業(yè)的工人勞動生產率平均超過1800t/(人?年),采礦強度平均達到40t/(m2?年)。⑶坑采錳礦山,要堅持使用和掌握已經試驗證明有效的采礦新工藝、新技術,在保證安全生產的前提下力求采礦強度、回采率和企業(yè)效益有較大提高,開采技術水平在總體上有明顯提高。⑷工業(yè)富水礦床、松軟破碎等復雜礦床及露天礦床及礦轉地下的安全高效開采、聯合運輸工藝系統(tǒng)完善優(yōu)化和大傾角運輸機工業(yè)樣機的研制取得成果。⑸裝備大型化、自動化水平有較大提高。⑹海洋開采設備研究取得進展。采礦基本知識/采礦發(fā)展趨勢第九十六頁,共一百零五頁。遠期發(fā)展目標(1)鐵、錳、鉻礦開采裝備和技術經濟指標全面達到21世紀國際先進水平,有的達到國際領先水平。(2)廣泛建立礦山現代化管理信息系統(tǒng),技術經濟指標進入國際先進行列。(3)礦山生態(tài)環(huán)境保護及金屬礦山地質災害控制技術達到國際先進水平。(4)海洋采礦、智能化礦山、新型破巖方法等前沿技術開發(fā)取得重大成果,有的實現產業(yè)化并進入世界領先行列。(5)采礦技術的主要發(fā)展方向為無廢開采、
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