矿山地质学全册配套最完整精品课件2.ppt

1、矿山地质学全册配套最 完整精品课件2 矿山地质学 Mineral Geology 课程总体安排 l课时安排：30个学时 l考核方式：平时成绩（30%），期末考试成绩占 （70%）。 l考试形式：闭卷考试 主要参考书： l1、李志德-地质出版社-矿山地质学 l2、杨言辰等-地质出版社-矿山地质学 l3、陈国山等-冶金工业出版社-采矿概论 l4、王青等-冶金工业出版社-采矿学 课程总体大纲（15次） l第一讲 绪论 l第二讲 采矿基本知识 l第三讲 露天开采概述 l第四讲 露天开采 l第五讲 矿山开拓工程设计 l第六讲 海上钻井平台 l第七讲 采矿工艺 l第八讲 矿山井下采矿设计空场法采矿 l第九

2、讲 矿山井下采矿设计充填法采矿 l第十讲 矿山井下采矿设计崩落法采矿 l第十一讲 生产勘探 l第十二讲 矿石质量研究 l第十三讲 矿山取样与编录 l第十四讲 生产储量计算与方法 l第十五讲 储量变动的统计和管理工作 2 矿山地质学学科性质和特点矿山地质学学科性质和特点3 3 矿山地质学的发展现状矿山地质学的发展现状4 4 采矿地质学的概念和任务采矿地质学的概念和任务3 1 矿山地质的工作内容矿山地质的工作内容 我国采矿发展史简介我国采矿发展史简介3 5 矿山地质学矿山地质学 施工技术施工技术 采矿学采矿学 矿床学矿床学 勘查学勘查学 经济学经济学 1.矿山地质的概念和任务 1 1 概念 矿山地

3、质：是指矿床经过地质勘探之后，在矿 山基建和矿山生产中，在已建或拟建矿山范围内， 为保证矿山基建与生产工作顺利进行，而对矿床 所作的一系列地质工作的综合称为矿山地质。 1 2 矿山地质的任务 基本任务是进行矿床的开发勘探和研究工 作，提高储量级别，扩大矿山资源远景，延长矿 山服务年限，监督矿产资源的合理开发利用。 主要任务： l1.进行开发勘探（基建勘探和生产勘探）。 l2.随着探采工程的进展，做好地质编录、 取样等日常基础地质工作，不断补充和修 改矿山地质资料，为采掘生产提供可靠的 地质依据。 l3.矿产资源的合理开采、综合利用，实行有效的 监督。 l4.按期计算并分析地质储量和生产矿量的保

4、有和 变动情况； l5.开展采矿贫化与损失的计算与分析； l6.进行矿山采掘（剥）工作的地质技术管理。 l7.开展矿山水文地质、工程地质及环境地质工作， 为矿山防治水，控制露采边坡和井下地压活动及 环境保护提供地质资料。 矿山地质的概念和任务 l8.开展矿区综合地质研究，总结成矿规律，指导 隐伏矿体找寻及矿区的矿产预测。 l9.加强矿山地质科技情报交流，研究和推广新技 术、新方法、新手段，提高矿山地质工作水平， 促进矿山地质工作现代化。 2.矿山地质学学科性质和特点 实践性 实用性 经济性 注重思维方法的学习 注重实践应用学习 新技术新方法在矿山地质应用学习 联系其他相关学科学习 3.矿山地质

5、学的发展现状 （1）生产矿区及其外围成矿规律的研究和找矿勘探 工作将进一步加强 加大力加强综合研究，深化成矿规律的认识， 从理论上指导和加强矿区及其外围找矿。 提高找矿勘探效果，是挖掘资源潜力的有效途 径，也是矿山地质工作的一项长期任务。 （2）数学地质在矿山地质工作中将得到广泛应用 矿山地质工作积累了大量的地质数据，为数 学地质的应用提供了基本条件。而矿山生产管理 的现代化，又要求矿山地质工作提供更可靠的综 合数据。 如多元统计方法用于成矿预测，克立格法用 于储量计算，以及地质统计学、模糊数学、运筹 学等在矿山地质工作中其它领域的广泛应用将是 必然趋势。 矿山地理信息系统 井巷模型（surp

6、ac软件） 地质模型 地学分析工具（QuantyView软件） 储量计算（中国地质调查局memapgis） 三维矿山模型 （3）矿产经济的推广应用，将进一步促进经济效 益的提高和资源的有效利用 国内外一些矿山的实践证明，应用矿产经济学方 法及时分析、研究和修订矿山的各项经营参数， 使其经常保持最佳状态，是矿山生产和经营取得 最佳经济效益的有效手段。 矿山的工业指标如果长期不变，既不利于矿产资 源的合理利用，也不利于提高矿山企业的经济效 益。 随着时间的推移，矿产经济学将在矿山地质工作 中进一步得到应用的发展。 (4)矿山环境地质的研究 矿山环境地质作为矿山地质学一个新的分支 正在兴起，它是矿山

7、地质学向深度和广度发展的 一个重要标志。 环境地质已成为矿业开发中不可缺少的一项 重要研究内容，已日益受到人们的重视。 （5 5）新理论与矿产勘查理论，指导矿床深部及周围）新理论与矿产勘查理论，指导矿床深部及周围 隐伏矿体预测隐伏矿体预测 成矿系列理论 地质异常理论 （6 6）工艺矿物研究发展）工艺矿物研究发展 摇床选矿摇床选矿 选矿过程就是有用矿物的分离选矿过程就是有用矿物的分离 常见的集中选矿设备 （7 7）计算机技术的应用）计算机技术的应用 绘图软件和矿山管理软件：MAPGIS MEMAPPING MICROMINE 等软件的应用 （8 8）矿山地质灾害发展）矿山地质灾害发展 2006年

8、广东封开县年广东封开县 30亩田亩田10多处地多处地 陷陷 ，与石膏采矿有，与石膏采矿有 关（右图为事故发关（右图为事故发 生位置示意图）生位置示意图） 矿山安全标示！ 多看一眼多看一眼 安全保险安全保险 多防一步多防一步 少出事故少出事故 我国采矿历史简介 采矿的萌芽 周代至汉代初步地下开采系统 铜绿山古矿井遗址井巷平面图 西汉时期开采系统完善 战国末期 17世纪初欧洲黑火药引入采矿 19世纪末20世纪初 20世纪50年代后 德国多轮斗式挖掘机德国多轮斗式挖掘机BAGGER 思考题 l1.矿山地质学研究的概念和任务是什么？ l2.简述矿山地质学的学科性质和特点。 第二章 采矿基本知识 1 第

9、二章第二章 采矿基本知识采矿基本知识 井下开采基本概念井下开采基本概念3 2 开采单元的划分和开采顺序开采单元的划分和开采顺序4 3 露天开采基本概念露天开采基本概念 采矿方法概述采矿方法概述3 4 l开采矿产资源的过程和作业叫采矿。 l矿床开采方式分为露天开采、地下开采和海洋开 采。露天开采又分为原生矿床开采和砂矿开采。 1.露天开采 1 1 概念 露天开采时，通常是把矿岩划成一定厚度的水平层， 自上而下逐层开来，在开采过程中各工作水平在空间上构 成了阶梯状，每个阶梯就是一个台阶台阶或称为阶段阶段。 （三维模型）（三维模型）（三维模型）（三维模型）（三维模型）（三维模型） 世界最大的“人造”

10、地洞俄罗斯和平钻石矿 1.2 露天矿场构成要素 AC、BF为非工作帮或最终边帮最终边帮。位于矿体下盘一侧的边帮叫做 底帮底帮，位于矿体上盘一侧的边帮叫顶帮顶帮，位于矿体走向两端的 边帮叫做端帮端帮。正在进行开采和将要进行开采的台阶组成的边 帮，叫做露天矿场的工作帮工作帮(DF)。工作帮的位置是不固定的， 它随开采工作的进行而不断改变。 、为最终边坡角边坡角。工作帮 坡面与水平面的夹角叫做工作帮坡角工作帮坡角(图中的) 1.3露天开采的步骤 露天开采露天开采 地面准备地面准备 矿床疏干矿床疏干 矿床开拓矿床开拓 采矿工作采矿工作 （1）矿区地面的准备 目的在于排除防碍采剥工作的障碍物，如砍伐树木

11、， 把河流引到矿区之外，排除湖泊和沼泽，拆除胡碍的房屋 等建筑，改变有碍的交通位置等。 （2 2）矿床（体）矿床（体） 的疏干的疏干 目的是为采矿工作创 造可靠条件，因为水流入 矿床（体）会降低岩石 （体）的稳定性，给回采 造成困难。 （3）矿床开拓 指剥离工作（剥离覆 盖于矿体上面的岩石和浮 土）和把矿石从采场各开 采阶段（台阶）运进破碎 厂（或车间）、把废石运 到废石场，以及把设备、 材料和人员运到各工作地 点的全部运输系统的建设 工作总和。 （4）采矿工作 由采准、穿爆、装车、运输及卸载等工作组成。 二、地下开采 l（一）、矿山井巷 l矿山井巷种类很多，可分为硐室与巷道两大类。 l硐室：

12、指长度和宽度相差不大的巷道。通常根据 其用途来命名，如井下提升机房、井下破碎硐室、 矿仓、水泵房、变电所、炸药库、调度室等。硐 室形状规则，其尺寸大小主要根据用途而定。 l巷道：指长度比宽度大得多的井巷。它的形状规 则，尺寸大小取决于用途。按其长轴方向与水平 面的夹角可分为垂直巷道、水平巷道和倾斜巷道。 水泵房硐室 信号硐室 井下开拓工程三维示意图 1.1垂直巷道 l垂直巷道的长轴方向与水平面垂直。这种巷道中 有竖井、盲竖井、垂直溜井、垂直天井、垂直充 填井等。 l竖井是有直接地表出口的垂直巷道。它的用途是 提升矿石、废石、运送材料和设备、人员和通风 等。一般将主要用作提升矿石的竖井称为主井，

13、 而将担负其他任务的竖井称为副井。 l盲竖井的作用和竖井相同，但它没有直接通地表 的出口。垂直溜井是主要利用重力溜放矿石或废 石的垂直巷道。垂直天井是用作人员通行、通风、 运送材料设备并兼做探矿的垂直巷道，一般设在 采区内。 2.2倾斜巷道 l倾斜巷道的长轴方向与水平面成一定倾斜角度。 这种巷道主要有斜井、盲斜井、斜溜井和斜天井 等。 斜井与竖井、盲斜井与盲竖井、斜溜井与垂 直溜井、斜天井与垂直天井的差别在于除空间上 前者是倾斜的，而后者是垂直的以外，其他特点、 用途均相同。 斜井井口 l水平巷道的长轴方向是水平的。但事实上不是绝 对水平的，而是保持有很小的坡度（2-5）以利 运输和排水。水平

14、巷道主要有平硐（平窿）、石 门、沿脉（脉内平巷、脉外平巷）、穿脉（横巷） 等。它们都是供人员通行、运输、通风、排水、 探矿等用的。 3.3 水平巷道 l平硐 是有直接通地表出口的水平巷道。通常将用 作运输矿石的平硐称为主平硐，而把担负其他任 务的平硐称为副（辅助）平硐。 l石门是在围岩中掘进的，并且与矿体走向斜交或 直交，无直通地表出口的水平巷道。 l平巷（沿脉）是与矿体走向平行、无直通地表出 口的水平巷道。当平巷开掘在矿体中则称脉内沿 脉，开掘在围岩中则称为脉外沿脉。 l穿脉（横巷）一般是与矿体走向垂直且开掘在矿 体中的水平巷道。 3.3 水平巷道 l为了有计划、有步骤地开采矿床，首先应将矿

15、床 划分成不同的开采单元。在缓倾斜、倾斜和急倾 斜矿床中，通常是将矿床划分为井田，井田划分 为阶段，阶段再划分为矿块。在水平和微倾斜矿 床中，将矿床划分为井田后，井田划分为盘区， 盘区划分成矿壁。矿块和矿壁是最基本的开采单 元。 3.3 开采单元的划分和开采顺序 矿矿 床床 开开 采采 单单 元元 阶段参数阶段参数确定依据 阶阶 段段 高高 阶阶 段段 斜斜 长长 相关工程：相关工程： 在矿床开采过程中，首先将矿体沿垂直方向上，用水平巷在矿床开采过程中，首先将矿体沿垂直方向上，用水平巷 道将其划分若干个分段（道将其划分若干个分段（中段；阶段中段；阶段），再在每个分段中沿，再在每个分段中沿 矿体

16、走向每隔一定距离划分出若干个矿体走向每隔一定距离划分出若干个 ，矿块是矿床开采矿块是矿床开采 的最的最基本单元基本单元。 矿床开采技术条件矿床开采技术条件 地质堪探的要求地质堪探的要求 各阶段的服务年限各阶段的服务年限 岩矿的稳固性岩矿的稳固性 经济指标经济指标 安全指标安全指标 主井主井 石门石门 阶段平巷阶段平巷 矿块矿块 阶阶 段段 及及 矿矿 块块三三 级级 储储 量量矿矿 床床 开开 采采 步步 骤骤 矿矿 床床 开开 采采 单单 元元 矿矿 块块 结结 构构 矿矿 房房 采矿对象采矿对象 矿柱矿柱 支护支护 上、下阶段运输平巷上、下阶段运输平巷 行人、通风、运输行人、通风、运输 顶

17、柱顶柱 支护支护 支护、出矿支护、出矿 天井天井 出矿、行人出矿、行人 联络道联络道 联通矿房与天井联通矿房与天井 底柱（结构）底柱（结构） 阶阶 段段 及及 矿矿 块块 开开 采采 顺顺 序序 上行后退式开采下行前进式开采 优点：计划性强，巷道维护费用 底，安全性高； 缺点：投产慢，矿井基建时间长 优点：节省初期投资，矿井基建 时间短，投产早； 缺点：巷道维护费用高 矿床开拓矿床开拓 从地表掘进一系列从地表掘进一系列 巷道通达矿体，形成巷道通达矿体，形成 矿井生产所必需的通矿井生产所必需的通 风、提升、运输、排风、提升、运输、排 水、供电、供水等系水、供电、供水等系 统，以便将采下矿石，统，

18、以便将采下矿石， 废石及污风、污水运废石及污风、污水运 （排）到地表，将采（排）到地表，将采 矿的设备、人员、动矿的设备、人员、动 力及新鲜空气输送到力及新鲜空气输送到 井下。井下。 采准切割采准切割 在完成开拓工在完成开拓工 程的基础上，将程的基础上，将 阶段划分为矿块，阶段划分为矿块， 并在矿块内掘进并在矿块内掘进 行人、通风、凿行人、通风、凿 岩及放矿巷道，岩及放矿巷道， 开拓采矿自由面，开拓采矿自由面， 为大面积采矿作为大面积采矿作 最后的准备工程最后的准备工程。 回采工作回采工作 在完成采准切割工程基础在完成采准切割工程基础 上，进行大面积采矿的过程。上，进行大面积采矿的过程。 落落

19、 矿矿 矿矿 石石 搬搬 运运 地地 压压 管管 理理 开拓巷道（工程）开拓巷道（工程） 竖 井 及 石 门 、阶 段 运 输 平 巷 风 井 及 留 矿 井 、充 填 井 平 硐 及 井 底 车 场 采切比（采准系数K） K = V T 100 cm3/kt 矿矿 床床 开开 采采 顺顺 序序 矿矿 床床 开开 采采 单单 元元 三三 级级 储储 量量 三三 级级 储储 量量 开拓储量开拓储量：开掘巷道所控制范围内矿床开掘巷道所控制范围内矿床 储量，包括该范围内的采准矿量和备采矿储量，包括该范围内的采准矿量和备采矿 量。量。 采准储量采准储量：开拓矿量的一部分，进一步：开拓矿量的一部分，进一

20、步 完成采准工程所控制的矿量。完成采准工程所控制的矿量。 备采储量备采储量：采准矿量的一部分，进一步采准矿量的一部分，进一步 完成切割工程所控制的储量。完成切割工程所控制的储量。 4. 采矿方法 l在金属矿床地下开采中，首先把井田（矿田）划 分为阶段（或盘区），然后再把阶段（或盘区） 划分为矿块（或采区）。矿块（或采区）是独立 的回采单元。 l采矿方法就是矿块的开采方法，它包括采准、切 割和回采三项工作。 l常规的地下采矿方法一般是按回采时的地压管理 方法划分的。地压管理方法是以围岩的物理力学 性质为依据，同时又与采矿方法的使用条件、结 构和参数、回采工艺等密切相关，并且最终将影 响到开采的安

21、全、效率和经济效果等。依此可将 采矿方法划分为三大类 ： l第一类，空场采矿法。此法将矿块划分为矿房和 矿柱，先采矿房后采矿柱（分两步开采）。回采 矿房时所形成的采空区，可利用矿柱和矿岩本身 的强度进行维护。因此，矿石和围岩均稳固，是 使用本类采矿法的理想条件。 l第二类，充填采矿法。一般也是分为两步骤进行 回采。回采矿房时，随回采工作面的推进，逐步 用充填料充填采空区，防止围岩片落，即用充填 采空区的方法管理地压。个别条件下，还用支架 和充填料配合维护采空区，进行地压管理。因此， 不论矿石和围岩稳固或不稳固，均可应用本类采 矿方法。 l第三类，崩落采矿法。本类采矿法为一个步骤回 采，并且随回

22、采工作面的推进，同时崩落围岩充 满采空区，从而达到管理和控制地压的目的。因 此，崩落围岩充满采空区，是应用本类采矿方法 的必要前提。 第三章 矿床的开拓方法 开拓方法开拓方法 海上钻井平台海上钻井平台 井下开采井下开采 露天开采露天开采 第一节 露天采矿开拓方法 2 采装工作采装工作3 3 露天矿运输露天矿运输4 4 矿床露天开采概论矿床露天开采概论3 1 矿岩松碎工作矿岩松碎工作 排土、防水、排水工作排土、防水、排水工作3 5 第一节 露天开拓方法 1.1 露天开采概述 露天开采概述 l1.1 露天开采优缺点 l1.2露天开采常用术语 l1.3露天开采建设设计和设计决策 l1.4露天设计的主

23、要技术决策 l1.5露天矿基建和生产的一般步骤 固体矿产资源的开采方式 2 露天开采 (surface mining) 2 地下开采 (underground mining) 2 水力开采 (ground sluicing) 2 溶浸开采 (percolation leaching) 2 其他开采法 (Others) 据统计，全世界固体矿物资源年开采总 量约为2.561010 t，其中三分之二采用露天开 采。 l溶浸采矿是根据某些矿物的物理化学特性，将工 作剂注入矿层（堆），通过化学浸出、质量传递、 热力和水动力等作用，将地下矿床或地表矿石中 某些有用矿物，从固态转化为液态或气态，然后 回收，

24、以达到以低成本开采矿床的目的。 l溶浸采矿方法包括地表堆浸法、原地浸出法和细 菌化学采矿法等 l堆浸:将低品位矿石堆直接布液进行浸出，再从浸 出液中提取有用组分的工艺。 海底资源开采 矿床露天开采优缺点 露天开采的优越性： J矿山基建时间短，单位矿石基建投资小 J开采机械与自动化程度高，生产规模大 J劳动生产率高，生产成本低 J矿石损失与贫化小(loss and depreciation) J开采条件好，作业较安全，运行较可靠 J可调节性强 矿床露天开采优缺点 露天开采的缺点： L露天采场和排土场占地面积大，破坏自然景观和 植被。 L露天开采过程中产生的粉尘和释放的废气污染大 气；排弃物中的有

25、害成分流入水系和农田，影响 生态平衡和农业生产。 L露天开采易受气候条件，如严寒，酷暑，冰雪和 暴风雨的影响和干扰。 卫星观测露天油砂矿 露天开采常用术语 l露天矿 open-pit mine l露天采场 opencast pit l开采境界 pit limits l排土场 spoil pile l边帮 pit slope l台阶 bench l采区 mining area l开段沟 drop cut v 开采损失 mining loss v 矿石贫化 depreciation v 矿床 deposit v 矿脉 mineral vein v 矿石 ore v 岩石 rock v 剥离 str

26、ipping v 剥采比 stripping ratio 开采单元及其划分（动画演示） 台阶坡面角台阶坡面角 台阶高度台阶高度 台阶上部平盘台阶上部平盘 台阶坡顶线台阶坡顶线 台阶坡面台阶坡面 台阶坡底线台阶坡底线 台阶下部平盘台阶下部平盘 平盘宽度平盘宽度 台阶开采要素图解 台阶开采程序图解 H Hmin H Hmin 露天矿建设程序和设计决策 露天矿从立项建设到建成投产，少则需 要12年，多则持续35年或更长；露天矿 基建投资可达数亿元。矿山建设通常经历 若干个阶段(勘探、准备、建设) 扩 大 试 验扩 大 试 验制 定 工 业 指 标制 定 工 业 指 标 工 业 试 验工 业 试 验

27、资 金 筹 备资 金 筹 备设 计 基 础 资 料设 计 基 础 资 料 设 备 订 货设 备 订 货设 计 基 础 资 料设 计 基 础 资 料 施 工 服 务施 工 服 务 投 产 服 务投 产 服 务 试 车 及 投 产试 车 及 投 产 基 建 施 工基 建 施 工 施 工 图 设 计施 工 图 设 计 技 术 设 计技 术 设 计 初 步 设 计初 步 设 计 可行性研究及设计任务书可行性研究及设计任务书 项 目 建 议 书项 目 建 议 书 矿床详细地质勘探报告 矿床详细地质勘探报告 详 细 勘 探详 细 勘 探 矿床初探及初步经济评价矿床初探及初步经济评价 勘勘 探探 阶阶 段段

28、准准 备备 阶阶 段段建设阶段建设阶段 露天矿设计的主要技术决策 露天矿生产规模 露天矿采剥方法与开采程序 露天矿生产工艺过程及设备类型 露天矿开采境界 露天矿开拓运输系统 总图布置及外部运输 露天矿基建和生产的一般步骤 l1. 露天矿运营的步骤 (1) 地面准备 (2) 矿区隔水和疏干 (3) 矿山基建工程 (4) 正常生产 (5) 扩建或改建 露天矿基建和生产的一般步骤 2. 露天矿山工程 采矿与剥离 掘沟与扩帮 露天矿基建和生产的一般步骤 3. 露天矿生产工艺 6矿岩松碎 6采掘及装载 6矿岩运输 6排土与卸矿 露露 天天 矿矿 概概 述述 露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露露

29、 天天 矿矿 场场 组组 成成露露 天天 矿矿 开开 采采 境境 界界露天矿开拓与爆破露天矿开拓与爆破 露露 天天 矿矿 开开 采采 概概 述述 露天采矿是用一定的采掘设备，在敞开的空间里从事开采作业，为露天采矿是用一定的采掘设备，在敞开的空间里从事开采作业，为 了采出矿石，需将矿体周围的岩石及其覆盖岩层剥掉，爆破后矿石通了采出矿石，需将矿体周围的岩石及其覆盖岩层剥掉，爆破后矿石通 过露天沟道运抵地表；过露天沟道运抵地表； 露天开采较地下开采在经济、技术上有很大的优越性，具有低成本，露天开采较地下开采在经济、技术上有很大的优越性，具有低成本， 矿石贫化、损失小，开采效率高，安全条件及劳动条件好

30、的特点；矿石贫化、损失小，开采效率高，安全条件及劳动条件好的特点； 露天开采主要缺点是受气候条件影响很大，剥离量极大，要占用较露天开采主要缺点是受气候条件影响很大，剥离量极大，要占用较 大的堆放场地。大的堆放场地。 露露 天天 矿矿 场场 组组 成成 露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露露 天天 矿矿 开开 采采 特特 点点 露天开采所形成的采坑、台阶及露露天开采所形成的采坑、台阶及露 天沟道的总和称为露天矿场。天沟道的总和称为露天矿场。 露天开采时，首先将矿岩划分为一露天开采时，首先将矿岩划分为一 定厚度的水平分层，自上而下逐层定厚度的水平分层，自上而下逐层 开采，并保持一定的超前关

31、系，而开采，并保持一定的超前关系，而 使矿场呈阶梯状，每个阶梯就是一使矿场呈阶梯状，每个阶梯就是一 个个台阶台阶。 露露 天天 矿矿 场场 组组 成成 矿场组成：矿场组成：矿场底，矿场边帮（底矿场底，矿场边帮（底 帮、顶帮、端帮），上部最终境界帮、顶帮、端帮），上部最终境界 线和下部最终境界线。线和下部最终境界线。 台阶要素及命名：台阶要素及命名：台阶要素如图所台阶要素如图所 示，台阶的命名以开采该台阶的下示，台阶的命名以开采该台阶的下 部平盘的标高表示。部平盘的标高表示。 露露 天天 矿矿 开开 采采 境境 界界 露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露露 天天 矿矿 开开 采采 境境

32、界界 在露天矿开采设计中要求合在露天矿开采设计中要求合 理地确定露天矿开采的最终界理地确定露天矿开采的最终界 线，其中，剥采比是确定最终线，其中，剥采比是确定最终 界线的重要依据。界线的重要依据。 常常 用用 的的 剥剥 采采 比比 剥采比：剥采比：每采出一吨矿石所需每采出一吨矿石所需 剥离的岩石量。剥离的岩石量。 平均剥采比：平均剥采比：露天矿开采境界内总的需剥离岩石量与可采总矿石量之比。露天矿开采境界内总的需剥离岩石量与可采总矿石量之比。 生产剥采比：生产剥采比：露天矿某一生产时期内所剥离的岩石量与所采的矿石量之比。露天矿某一生产时期内所剥离的岩石量与所采的矿石量之比。 分层剥采比：分层剥

33、采比：露天矿开采境界内某一水平分层内的剥离岩石量与矿石量之比。露天矿开采境界内某一水平分层内的剥离岩石量与矿石量之比。 境界剥采比：境界剥采比：露天矿开采深度由某一水平延深至下一水平时，增加的岩石量与露天矿开采深度由某一水平延深至下一水平时，增加的岩石量与 增加的矿石量之比。增加的矿石量之比。 露露 天天 矿矿 开开 拓拓 与与 爆爆 破破 露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露天矿矿床开拓露天矿矿床开拓就是按照一定的就是按照一定的 方式建立地面与采矿场各生产水平方式建立地面与采矿场各生产水平 之间的运输通道。之间的运输通道。 露露 天天 矿矿 开开 拓拓 方方 式式 1）铁路运输开拓：

34、）铁路运输开拓：适合开拓面状适合开拓面状 露天矿床，开拓的合理深度一般不露天矿床，开拓的合理深度一般不 超过超过120 M 150 M，多配合其它，多配合其它 开拓方法使用。开拓方法使用。 2）公路运输开拓：）公路运输开拓：应用最广泛的开拓应用最广泛的开拓 方式，采用自卸汽车运输，运输线路依方式，采用自卸汽车运输，运输线路依 地形条件可选择回返式或螺旋式。地形条件可选择回返式或螺旋式。 3）胶带运输开拓：）胶带运输开拓：利用胶带运输机短利用胶带运输机短 距离运送矿岩。距离运送矿岩。 4）联合运输开拓：）联合运输开拓：在同一露天矿场内在同一露天矿场内 多种开拓方式配合使用。多种开拓方式配合使用。

35、 露露 天天 矿矿 开开 拓拓 与与 爆爆 破破 露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露露 天天 矿矿 穿穿 孔孔 工工 作作 钻凿装放炸药的方法包括：钻凿装放炸药的方法包括： 激光凿岩穿孔、超声波凿岩穿激光凿岩穿孔、超声波凿岩穿 孔、化学凿岩穿孔，目前常规孔、化学凿岩穿孔，目前常规 穿孔设备主要是：穿孔设备主要是： 牙轮钻机牙轮钻机 露天矿应用最广露天矿应用最广 泛的、高效率的穿孔设备，月泛的、高效率的穿孔设备，月 穿孔超过千米以上。穿孔超过千米以上。 浅孔钻机浅孔钻机 主要应用于中小主要应用于中小 型矿山，性能虽不如牙轮钻机，型矿山，性能虽不如牙轮钻机， 但设备简单，易于制造、使用但

36、设备简单，易于制造、使用 且价格便宜，可钻凿斜孔。且价格便宜，可钻凿斜孔。 火火 钻钻 使用高温、高速使用高温、高速 火焰喷向岩石表面，岩石由于火焰喷向岩石表面，岩石由于 骤热、膨胀、碎裂成孔骤热、膨胀、碎裂成孔 ，该，该 法成本高，仅适用于石英含量法成本高，仅适用于石英含量 高的岩矿。高的岩矿。 主主 要要 爆爆 破破 叁叁 数数 底盘抵抗线：底盘抵抗线：钻孔中心至台阶坡底线的水钻孔中心至台阶坡底线的水 平距离。平距离。 超深：超深：其作用是有效减少根底。其作用是有效减少根底。 其它参数：其它参数：孔径、孔距、排距、装药长度、孔径、孔距、排距、装药长度、 填塞长度等。填塞长度等。 第一节 露

37、天开拓方法 1.2 矿岩松碎工作 矿岩松碎工作 矿岩松碎的方法 机械法 松土犁：软层、冻岩中使用，设备简单、易于管理， 工艺过程简单、一次松碎量少。 水力法 适用于软岩，采用高压水。 爆破法 爆破松碎矿岩程序 穿孔、爆破 采装、运 输、破碎 边坡稳定性影响 （安全） 降低单位矿岩 的爆破成本 爆破分级 爆破工作的关键是选取合理的爆破参数 充分考察岩性、地质构造等 矿岩的可爆性分级 爆破分级 研究岩石的可爆性分级，主要目的不是为了 进行岩石分级，而是在于根据不同岩石对爆破作 用的阻抗能力，预计合理的炸药单耗和所能达到 的岩石爆破破碎效果，并以此作为爆破工艺设计 的依据。 第一节 露天开拓方法 1

38、.3 采装工作 采装工作是露天矿生产的中心环节 涉及的内容主要有：岩石的可挖性、采装设备、 采装工艺（设备型号与采装工作面相适应） 3.1 采装工艺的基本原理 3.1.1 岩石的可挖性 原岩可挖性 爆破破碎后岩石的可挖性 影响挖掘阻力因素： 被爆岩石的松散程度：松散性好 阻力小 块度大小：块度大 阻力增大 岩块的强度和容重：容重增大 阻力增大 涉及到挖掘 阻力问题 3.1.2 采装设备类型 露天矿常用的采掘设备有：单斗挖掘机、多斗 挖掘机、吊斗铲、铲运机、推土机、装载机 l采装设备：单斗挖掘机、多斗挖掘机、吊斗铲、 前装机 l采运设备：铲运机、推土机、前装机 单斗挖掘机 单斗挖掘机 分为采矿型

39、和剥离型两种。 采矿型： p履带行走 p铲斗容积：223m3 p适宜台阶高度：620m p通常适用于平装车 剥离型： n铲斗容积在100m3以上的，主要用于采空区倒堆剥离 n铲斗容积小于15m3的，也可用于上装车 1960年版五元人民币上海州露天矿电镐作业画面 液压单斗挖掘机 l斗容一般为6.58m3，最大为30m3 索斗铲 l挖掘软岩和爆破碎的岩石 l修筑路堤和掘沟 前装机、铲运机、推土机 前装机： l适用于生产能力为100150104t/年的露天矿 铲运机： l挖软岩和经破碎后的岩石，运距为23km时是经济 的，用于大型露天矿的剥离工作 推土机： l辅助作业 3.2 单斗挖掘机采装 3.2

40、.1单斗挖掘机工作参数 l挖掘半径Rw挖掘时由挖掘机回转中心至铲斗齿 间的水平距离 l挖掘高度Hw挖掘时铲斗齿尖距站立水平的垂直 距离 l卸载半径Rx卸载时由挖掘机回转中心至铲斗中 心的水平距离 l卸载高度Hx铲斗斗门打开后，斗门的下缘距站 立水平的垂直距离 l下挖深度Hh铲斗下挖时由站立水平至铲斗齿尖 的垂直距离 3.3 吊斗铲采装 3.4 前装机采装 Huanzhiwei 2、挖掘设备分类、挖掘设备分类 （1）按挖掘机装置分类 反铲反铲 正铲正铲 拉铲拉铲 轮胎式前装机轮胎式前装机 抓斗铲抓斗铲 1 2 3 4 5 挖掘设备挖掘设备 正铲正铲 3、挖掘设备、挖掘设备 3、挖掘设备、挖掘设备

41、 正正 铲铲 Huanzhiwei 3、挖掘设备、挖掘设备 反铲的铲斗也与斗杆铰 接，其挖掘动作通常由上 向下，斗齿轨迹呈圆弧线。 特点：特点：挖掘力较正铲小， 能开挖停机面以下的中软 浅基坑。 反铲反铲 （2）挖掘机使用条件 3、挖掘设备、挖掘设备 反铲反铲 3、挖掘设备、挖掘设备 拉铲的铲斗呈畚箕形，斗底 前缘装斗齿。工作时,将铲斗向 外抛掷于挖掘面上,铲斗齿借斗 重切入土中，然后由牵引索拉 曳铲斗挖土，挖满后由提升索 将斗提起，转台转向卸土点， 铲斗翻转卸土。 特点：特点：挖土半径和挖土深度较 大，用于开挖大而深的土基坑。 拉铲拉铲 3、挖掘设备、挖掘设备 3、挖掘设备 抓铲的铲斗由两个

42、颚瓣铰接而 成,颚瓣张开, 瓣的刃口切入土中, 收拢颚瓣，挖抓土壤，松开颚瓣 则卸土。 特点：挖掘深度大，用于开挖窄 而深的基坑或水下挖掘。工作装 置换装上不同铲斗，可进行不同 作业，还可改装成起重机、打桩 机、夯土机等。 3、挖掘设备、挖掘设备 3、挖掘设备 轮胎式前装机是一种柴油或电动的 装运设备，可自铲自运。机动、灵活、 爬坡能力强。 特点（1）辅助工作，如收拢四周飞 散岩石，运送大块，平整场地；（2）小 矿的采装运设备。 3.5 铲运机采装 3.6 推土机采装 露露 天天 矿矿 概概 述述 露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露露 天天 矿矿 场场 组组 成成露露 天天 矿矿 开

43、开 采采 境境 界界露天矿开拓与爆破露天矿开拓与爆破 露露 天天 矿矿 开开 采采 概概 述述 露天采矿是用一定的采掘设备，在敞开的空间里从事开采作业，为露天采矿是用一定的采掘设备，在敞开的空间里从事开采作业，为 了采出矿石，需将矿体周围的岩石及其覆盖岩层剥掉，爆破后矿石通了采出矿石，需将矿体周围的岩石及其覆盖岩层剥掉，爆破后矿石通 过露天沟道运抵地表；过露天沟道运抵地表； 露天开采较地下开采在经济、技术上有很大的优越性，具有低成本，露天开采较地下开采在经济、技术上有很大的优越性，具有低成本， 矿石贫化、损失小，开采效率高，安全条件及劳动条件好的特点；矿石贫化、损失小，开采效率高，安全条件及劳

44、动条件好的特点； 露天开采主要缺点是受气候条件影响很大，剥离量极大，要占用较露天开采主要缺点是受气候条件影响很大，剥离量极大，要占用较 大的堆放场地。大的堆放场地。 露露 天天 矿矿 场场 组组 成成 露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露露 天天 矿矿 开开 采采 特特 点点 露天开采所形成的采坑、台阶及露露天开采所形成的采坑、台阶及露 天沟道的总和称为露天矿场。天沟道的总和称为露天矿场。 露天开采时，首先将矿岩划分为一露天开采时，首先将矿岩划分为一 定厚度的水平分层，自上而下逐层定厚度的水平分层，自上而下逐层 开采，并保持一定的超前关系，而开采，并保持一定的超前关系，而 使矿场呈阶梯

45、状，每个阶梯就是一使矿场呈阶梯状，每个阶梯就是一 个个台阶台阶。 露露 天天 矿矿 场场 组组 成成 矿场组成：矿场组成：矿场底，矿场边帮（底矿场底，矿场边帮（底 帮、顶帮、端帮），上部最终境界帮、顶帮、端帮），上部最终境界 线和下部最终境界线。线和下部最终境界线。 台阶要素及命名：台阶要素及命名：台阶要素如图所台阶要素如图所 示，台阶的命名以开采该台阶的下示，台阶的命名以开采该台阶的下 部平盘的标高表示。部平盘的标高表示。 露露 天天 矿矿 开开 采采 境境 界界 露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露露 天天 矿矿 开开 采采 境境 界界 在露天矿开采设计中要求合在露天矿开采设计中要

46、求合 理地确定露天矿开采的最终界理地确定露天矿开采的最终界 线，其中，剥采比是确定最终线，其中，剥采比是确定最终 界线的重要依据。界线的重要依据。 常常 用用 的的 剥剥 采采 比比 剥采比：剥采比：每采出一吨矿石所需每采出一吨矿石所需 剥离的岩石量。剥离的岩石量。 平均剥采比：平均剥采比：露天矿开采境界内总的需剥离岩石量与可采总矿石量之比。露天矿开采境界内总的需剥离岩石量与可采总矿石量之比。 生产剥采比：生产剥采比：露天矿某一生产时期内所剥离的岩石量与所采的矿石量之比。露天矿某一生产时期内所剥离的岩石量与所采的矿石量之比。 分层剥采比：分层剥采比：露天矿开采境界内某一水平分层内的剥离岩石量与

47、矿石量之比。露天矿开采境界内某一水平分层内的剥离岩石量与矿石量之比。 境界剥采比：境界剥采比：露天矿开采深度由某一水平延深至下一水平时，增加的岩石量与露天矿开采深度由某一水平延深至下一水平时，增加的岩石量与 增加的矿石量之比。增加的矿石量之比。 露露 天天 矿矿 开开 拓拓 与与 爆爆 破破 露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露天矿矿床开拓露天矿矿床开拓就是按照一定的就是按照一定的 方式建立地面与采矿场各生产水平方式建立地面与采矿场各生产水平 之间的运输通道。之间的运输通道。 露露 天天 矿矿 开开 拓拓 方方 式式 1）铁路运输开拓：）铁路运输开拓：适合开拓面状适合开拓面状 露天矿床

48、，开拓的合理深度一般不露天矿床，开拓的合理深度一般不 超过超过120 M 150 M，多配合其它，多配合其它 开拓方法使用。开拓方法使用。 2）公路运输开拓：）公路运输开拓：应用最广泛的开拓应用最广泛的开拓 方式，采用自卸汽车运输，运输线路依方式，采用自卸汽车运输，运输线路依 地形条件可选择回返式或螺旋式。地形条件可选择回返式或螺旋式。 3）胶带运输开拓：）胶带运输开拓：利用胶带运输机短利用胶带运输机短 距离运送矿岩。距离运送矿岩。 4）联合运输开拓：）联合运输开拓：在同一露天矿场内在同一露天矿场内 多种开拓方式配合使用。多种开拓方式配合使用。 露露 天天 矿矿 开开 拓拓 与与 爆爆 破破

49、露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露露 天天 矿矿 穿穿 孔孔 工工 作作 钻凿装放炸药的方法包括：钻凿装放炸药的方法包括： 激光凿岩穿孔、超声波凿岩穿激光凿岩穿孔、超声波凿岩穿 孔、化学凿岩穿孔，目前常规孔、化学凿岩穿孔，目前常规 穿孔设备主要是：穿孔设备主要是： 牙轮钻机牙轮钻机 露天矿应用最广露天矿应用最广 泛的、高效率的穿孔设备，月泛的、高效率的穿孔设备，月 穿孔超过千米以上。穿孔超过千米以上。 浅孔钻机浅孔钻机 主要应用于中小主要应用于中小 型矿山，性能虽不如牙轮钻机，型矿山，性能虽不如牙轮钻机， 但设备简单，易于制造、使用但设备简单，易于制造、使用 且价格便宜，可钻凿斜孔。

50、且价格便宜，可钻凿斜孔。 火火 钻钻 使用高温、高速使用高温、高速 火焰喷向岩石表面，岩石由于火焰喷向岩石表面，岩石由于 骤热、膨胀、碎裂成孔骤热、膨胀、碎裂成孔 ，该，该 法成本高，仅适用于石英含量法成本高，仅适用于石英含量 高的岩矿。高的岩矿。 主主 要要 爆爆 破破 叁叁 数数 底盘抵抗线：底盘抵抗线：钻孔中心至台阶坡底线的水钻孔中心至台阶坡底线的水 平距离。平距离。 超深：超深：其作用是有效减少根底。其作用是有效减少根底。 其它参数：其它参数：孔径、孔距、排距、装药长度、孔径、孔距、排距、装药长度、 填塞长度等。填塞长度等。 第五章 井下采矿开拓方法 5.1 矿床开拓与开拓方法分类 l