金属矿床地下开采-解世俊配套课件.ppt

1、1金属矿床地下开采金属矿床地下开采 2绪绪 论论n 1采矿工程在国民经济中的重要地位采矿工程在国民经济中的重要地位n 采矿工业是一切工业的基础，主要的开采对象均是采矿工业是一切工业的基础，主要的开采对象均是不可再不可再生资源生资源。近年来，许多矿产资源即将达到临界线，面临枯竭，。近年来，许多矿产资源即将达到临界线，面临枯竭，这些均为采矿工业的发展带来了新的课题。推动采矿工业向这些均为采矿工业的发展带来了新的课题。推动采矿工业向高产、高效、安全、优质、环保和矿产综合利用高产、高效、安全、优质、环保和矿产综合利用的方向转变的方向转变是一项十分艰巨和紧迫的任务。是一项十分艰巨和紧迫的任务。n 2采矿

2、工程的历史与现状采矿工程的历史与现状n 3采矿工程的未来采矿工程的未来n 4采矿工程与其它课程的关系采矿工程与其它课程的关系34567第一章 金属矿床的工业特征 第一节 矿石与废石和金属矿石的种类 n 一、矿石与废石一、矿石与废石 n 1、矿石：凡是地壳中的矿物集合体，在现代技术经济、矿石：凡是地壳中的矿物集合体，在现代技术经济条件下，能以条件下，能以工业规模工业规模从中提取国民经济所必需的从中提取国民经济所必需的金属金属或非金属矿物产品或非金属矿物产品，就叫，就叫矿石矿石。n 矿石的矿石的聚集体聚集体叫叫矿体矿体，矿床是矿体的总称矿床是矿体的总称。一个矿区，。一个矿区，可由一个或若干个矿体组

3、成。可由一个或若干个矿体组成。n 2、废石：矿体周围的岩石（围岩）以及夹在矿体中的、废石：矿体周围的岩石（围岩）以及夹在矿体中的岩石（夹石），岩石（夹石），不含有用成份或含量过少不含有用成份或含量过少。当前不宜作。当前不宜作为矿石开采的，则成为废石。为矿石开采的，则成为废石。n 矿石和废石的概念是相对的，是随着国民经济的发展、矿石和废石的概念是相对的，是随着国民经济的发展、矿山开采和矿石加工技术水平的提高而变化。矿山开采和矿石加工技术水平的提高而变化。与开采的与开采的工业指标有关系，进而与产品价格有关系。工业指标有关系，进而与产品价格有关系。为什么工业品位会下降？89 二、金属矿的种类（一）金

4、属矿石:作为提取金属成分的矿石，称为金属矿石 n1、按所含金属种类的不同分为：、按所含金属种类的不同分为：na.贵重金属矿石（金、银、铂等）；贵重金属矿石（金、银、铂等）；nb.有色金属矿石（铜、铅、镍、锑、钨、锡、钼等）；有色金属矿石（铜、铅、镍、锑、钨、锡、钼等）；nc.黑色金属矿石（铁、锰、铬等）；黑色金属矿石（铁、锰、铬等）；nd.稀有金属矿石（钽、铊等）；稀有金属矿石（钽、铊等）；ne.放射性矿石（铀、钍等）。放射性矿石（铀、钍等）。n2、按所含金属成分分、按所含金属成分分单一金属矿石和多金属矿石。单一金属矿石和多金属矿石。n此处注意矿石名称的定义：如宜春此处注意矿石名称的定义：如宜

5、春钽钽铌矿，新庄铌矿，新庄铜铜铅锌矿。铅锌矿。10n 3、按金属矿物性质、矿物组成和化学成分分为：、按金属矿物性质、矿物组成和化学成分分为：n a.自然金属矿石：金属以自然金属矿石：金属以单一元素单一元素存在于矿床中的矿石，存在于矿床中的矿石，称为称为自然金属矿石自然金属矿石，如金、银、铂等。，如金、银、铂等。n b.氧化矿石：指矿石矿物的化学成分分为氧化物、碳酸氧化矿石：指矿石矿物的化学成分分为氧化物、碳酸盐及硫酸盐，如盐及硫酸盐，如赤铁矿，红锌矿，铁锰矿，赤铜矿赤铁矿，红锌矿，铁锰矿，赤铜矿，白铅，白铅矿等。矿等。n c.硫化矿石：即矿石矿物的化学成分为硫化物，如硫化矿石：即矿石矿物的化学

6、成分为硫化物，如黄铜黄铜矿，方铅矿矿，方铅矿，辉钼矿等。，辉钼矿等。n d.混合矿石：矿石中含有前三种矿物中的两种以上的混合矿石：矿石中含有前三种矿物中的两种以上的混合物。混合物。n 品位：矿石中有用成分的含量。常用百分数表示。品位：矿石中有用成分的含量。常用百分数表示。n 黄金等贵重金属矿石用一吨（或一立方米）矿石中含若黄金等贵重金属矿石用一吨（或一立方米）矿石中含若干克有用成分来表示。干克有用成分来表示。（g/t)富矿和贫矿n品位相对较高位富矿，品位相对较低位贫矿。n以铁矿为例：n磁铁矿：55%为平炉富矿，n50%55%为高炉富矿，n30%50%为贫矿。n综合品位的概念：对于有夹层废石矿床

7、。11n品位=矿石有用成分重量/矿石重量 100%（或克/吨）n一般金属品位是指矿石中该种金属元素含量的百分数。n对于贵重金属（金铂等）矿石的品位是用克/吨表示。这是因为这些贵重金属在矿石中含量很少。1213 第二节第二节 矿石和围岩的物理力学性质矿石和围岩的物理力学性质 n 1 1、坚固性系数：矿石的坚固性是一种抵抗外力的性能、坚固性系数：矿石的坚固性是一种抵抗外力的性能（综合外力）。国内用矿岩的极限抗压强度来表示，即（综合外力）。国内用矿岩的极限抗压强度来表示，即 n （f f =R/10,RR/10,R的单位为的单位为MPa)MPa)n式中：式中：RR矿岩的极限抗压强度，矿岩的极限抗压强

8、度，98.1kpa=198.1kpa=1标准大气压或标准大气压或kg/mkg/m2 2。n 2 2、稳固性：是指矿石或矿岩在空间允许暴露面积的大稳固性：是指矿石或矿岩在空间允许暴露面积的大小和暴露时间长短的性能。小和暴露时间长短的性能。n直接影响采矿方法选择及地压管理方法直接影响采矿方法选择及地压管理方法 n坚固性好是不是岩石的稳固性就好呢？1415n 根据矿岩或矿石的稳定程度，可分为五种情况：根据矿岩或矿石的稳定程度，可分为五种情况：n a a、极不稳固的：不允许有暴露面积，掘巷道时采用超极不稳固的：不允许有暴露面积，掘巷道时采用超前支护的方法；前支护的方法；n b b、不稳定的：允许不支护

9、的暴露面积不稳定的：允许不支护的暴露面积50m800m800m2 2。n 3 3、结块性：指采下的矿石遇水和受压并经过一段时间结块性：指采下的矿石遇水和受压并经过一段时间后又连结成整体的性质。后又连结成整体的性质。对放矿、装车、运输不利，一对放矿、装车、运输不利，一般硫化矿常见般硫化矿常见。n 4 4、氧化性和自然性：指高硫矿石在水和空气的作用下，、氧化性和自然性：指高硫矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿石的性质。氧化后的矿石，选矿回收率降低。变为氧化矿石的性质。氧化后的矿石，选矿回收率降低。16n 含硫矿石（含硫含硫矿石（含硫181820%20%以上）具有自然性，即在空以上）具有自然性，即在

10、空气中氧化、放热，导致火灾。气中氧化、放热，导致火灾。n 不能用留矿法，不能做崩落法的覆盖层不能用留矿法，不能做崩落法的覆盖层，充填料，充填料 。n 5 5、含水性：矿石或岩石吸附和保持水分的特性叫、含水性：矿石或岩石吸附和保持水分的特性叫含水性。含水率定义：含水性。含水率定义：m m水水/m/m干干 n 6 6、碎涨性：岩石破碎后碎块之间有较大的空隙，、碎涨性：岩石破碎后碎块之间有较大的空隙，其体积比原岩体积增大的性质称碎涨性。其体积比原岩体积增大的性质称碎涨性。n 破碎后体积与原岩体积之比称碎涨系数（松散系破碎后体积与原岩体积之比称碎涨系数（松散系数）。数）。一般坚硬岩石一般坚硬岩石1.2

11、1.21.51.5，矾土矿为软岩，矾土矿为软岩，1.951.952.0882.088，铁矿石一般为铁矿石一般为1.61.6。17 第三节 金属矿床分类 n 金属矿床的矿体形状、厚度及倾角，对于矿床开拓金属矿床的矿体形状、厚度及倾角，对于矿床开拓和采矿方法的选择，有直接的影响。因此，金属矿床和采矿方法的选择，有直接的影响。因此，金属矿床的分类，的分类，一般按其矿体形状、倾角和厚度三个因素进一般按其矿体形状、倾角和厚度三个因素进行分类。行分类。矿体三个特征：矿体三个特征：走向、倾向、倾角走向、倾向、倾角n 1、按矿体形状分类：、按矿体形状分类：n a、层状矿床：规模较大，多、层状矿床：规模较大，多

12、见黑色金属见黑色金属。n b、脉状矿床：、脉状矿床：有色金属、稀有金属及贵重金属有色金属、稀有金属及贵重金属。n c、块状矿床：、块状矿床：有色金属矿床（铜、铅、锌等）有色金属矿床（铜、铅、锌等）18n 2 2、矿体倾角分类：、矿体倾角分类：na a、水平和微倾斜矿体、水平和微倾斜矿体 倾角小于倾角小于5 5；nb b、缓倾斜矿床、缓倾斜矿床 倾角为倾角为5 53030；nc c、倾斜矿体、倾斜矿体 倾角为倾角为30305555；nd d、急倾斜矿体、急倾斜矿体 倾角大于倾角大于5555。n 3 3、按矿体厚度分类：、按矿体厚度分类：na a、极薄矿体、极薄矿体 厚度在厚度在0.80.8米以米

13、以下；下；nb b、薄矿体、薄矿体 厚度在厚度在0.80.84 4米米之间；之间；nc c、中厚矿体、中厚矿体 厚度在厚度在4 410151015米之间；米之间；nd d、厚矿体、厚矿体 厚度为厚度为101510154040米之间；米之间；ne e、极厚矿体、极厚矿体 厚度厚度大于大于4040米。米。19第四节 金属矿床特性n1、赋存条件不稳定n2、矿石品位变化大n3、地质构造复杂（工程地质条件）n4、矿石和围岩坚固性（工程地质）n5、矿床的含水性（开采困难、排水成本高、放矿影响）2021第二章 矿床回采单元的划分及其开采顺序 第一节 矿田和井田 n一、矿田：规划一个矿山企业开采的全部矿床或一

14、部分。一、矿田：规划一个矿山企业开采的全部矿床或一部分。n二、井田：规划一个矿井开采的全部矿床或其一部分。二、井田：规划一个矿井开采的全部矿床或其一部分。n实际在采矿企业中，在矿务局下面或在公司下面设一个或几个矿山；而在矿山下面设一个或几个坑口，而每一个坑口都是一个独立的开采系统，独立的生产单位。n按照这种所属关系来划分井田，矿田和矿区，则：n（1）划归一个坑口开采的矿体，叫井田；n （2）划归一个矿山企业开采的全部矿床或者是一部分叫矿田；（如金岭铁矿、招远金矿等）n（3）划归一个公司或矿务局开采的矿体，叫矿区。（西北区，中央区，东南区）（如杨杖子矿务局，中条山有色金属公司等）（长岭矿分为三个

15、井田开采）n一个矿田可以包括若干个井田，有时一个矿田就等于一个井田。22n井田的大小是矿床开采中的重要参数。n（1）对于倾斜和急倾斜矿床，井田尺寸一般用沿走向长度和沿倾斜长度或垂直深度H来表示。n（2）对于水平和微倾斜矿床中，则用长度L和宽度B来表示。2324n（3）当矿床范围不大，矿体又比较集中时，为了生产管理方便，可以用一个井田开采。n （4）当矿体范围很大，或矿体比较分散，如果仍然用一个井田开采全部矿床的话，则所开掘的巷道工程量大，生产地点过于分散，因而会造成经济上的不合理，此时可划分几个井田开采。n 25n（5）划分井田时应当考虑几个方面的问题n 照顾到自然赋存条件，及地表地形条件。往

16、往以地面的河流、湖泊、铁路干线，水库等来划分，（或如杨杖子矿、大北岭和寺前矿是由于上部两矿体中间有一个无矿带，就依无矿带划分成两部分，松北矿单独划为一个井田，因距离远）（弓矿现分三个井田，主要的矿质量及一条沟分为，另外上含铁带和下含铁带也分不同井田开采，因上下距离大）。n 照顾到生产管理上的方便。n 要考虑到国民经济的需要。n 考虑技术经济的合理性。n总之，要进行综合分析。262728 第二节 阶段和矿块 n一一 阶段：在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时，在井田中每隔一定的垂直阶段：在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时，在井田中每隔一定的垂直距离，掘进一条或几条与走向一致的主要运输巷道，将距离，掘进

17、一条或几条与走向一致的主要运输巷道，将井田在垂直方向上划井田在垂直方向上划分为矿段分为矿段，这个矿段叫阶段。，这个矿段叫阶段。n二二 阶段高度：上下两个相邻阶段运输巷道底板之间的阶段高度：上下两个相邻阶段运输巷道底板之间的垂直距离，垂直距离，叫阶段高叫阶段高度。度。n对于缓倾斜矿体，阶段高度通常小于2030米；n急倾斜矿体，阶段高度通常为5060米，个别也有达到80120米左右的。n但是，对于不同的采矿方法，则所需求的阶段高度是不同的。2930n 影响阶段高度的因素：影响阶段高度的因素：n a、矿体的倾角、厚度、沿走向的长度；矿体的倾角、厚度、沿走向的长度；n b、矿岩的物理力学性质；、矿岩的

18、物理力学性质；n c、采用的开拓方法和采矿方法（涉及采矿设备）；采用的开拓方法和采矿方法（涉及采矿设备）；n d、阶段开拓、采准、切割和回采时间；、阶段开拓、采准、切割和回采时间；n e、阶段矿柱的回采条件；、阶段矿柱的回采条件；n f、每吨矿石所摊的基建开拓和采准费用；、每吨矿石所摊的基建开拓和采准费用；n g、每吨矿石所摊的提升、排水及回采费用；、每吨矿石所摊的提升、排水及回采费用；n h、地质勘探和生产探矿的要求，矿床勘探类型和矿、地质勘探和生产探矿的要求，矿床勘探类型和矿体形态变化。体形态变化。n只要条件许可，适当的增加阶段高度，可以减少阶段数目，降低开拓、采准工程量，减少矿石损失和贫

19、化。n因此，近年来有增加阶段高度的趋势。（受凿岩设备等限制条件，例如中深孔设备T100）n 三、矿块：在阶段中沿走向每隔一定距三、矿块：在阶段中沿走向每隔一定距离，掘进天井连通上下两个相邻运输巷离，掘进天井连通上下两个相邻运输巷道，道，将阶段再划分为独立的回采单元，将阶段再划分为独立的回采单元，称为矿块称为矿块。31第三节 盘区和采区n（1）盘区）盘区n 当开采水平和微倾斜矿床时，（即矿体倾角5的矿床）如果矿床的厚度不超过允许值（如某矿体厚度80多米，若选用浅孔凿矿法开采，则80米超过了凿矿法常用的阶段，此时应分几个阶段开采，如可分为30米阶段开采。根据具体采矿方法而定）的阶段高度，此时，在井

20、田内不再划分为阶段。n为了工作上的方便，将井田用盘区运输巷道划分为长方形的矿段。我们把这矿段称为盘区。n（当矿体厚度很大时，仍然划分为阶段来开采，如梅山铁矿）。32n 盘区的范围盘区是以井田边界为其盘区的长度。而以两个相邻盘区运输巷道之间的距离为其盘区的宽度。n开拓盘区；采准盘区；回采盘区；n1主井；2副井；3主运输巷道；n4盘区运输巷道；5回采巷道；6采区；n7切割巷道；B矿床的宽（即井田宽）L矿床的长（井田的长）3334n（2）采区）采区n1）在盘区中沿走向每隔一定距离，掘进回采巷道连通相邻两个盘区运输巷道，将盘区再划分为独立的回采单元，把这个独立的回采单元称为采区（采矿场）。n2）采区范

21、围上、下以阶段平巷为界，其高度为阶段高度，长度以采区天井（或上山）为界。长度根据采矿方法不同，可变化在1040为至3060米之间。n3）当开采缓倾斜矿床时，可有两种情况n 当矿体厚度不大时，采区可沿走向布置；n 当矿体厚度很大时，采区可沿上部走向布置；3536第四节 矿床的开采顺序 n 一一 井田中阶段的开采顺序：井田中阶段的开采顺序：n 1 上行式：先采下部阶段，后采上部阶段，由下而上逐个阶段开采。上行式：先采下部阶段，后采上部阶段，由下而上逐个阶段开采。n 2 下行式：先开采上部阶段，后开采下部阶段，由上而下逐个阶段开下行式：先开采上部阶段，后开采下部阶段，由上而下逐个阶段开采。采。（重要

22、的开采方式，指阶段或中段开采顺便，不包括中段内分段开（重要的开采方式，指阶段或中段开采顺便，不包括中段内分段开采顺序）采顺序）n（采用多阶段开采，虽然可以增加工作线长度和提高矿井生产能力，但也造成生产管理分散，巷道维护工作量大，占用设备数量多，各种管线、轨道不能及时回收复用，污风串联，经营管理费用增加等一系列的。一般同时回采的阶段数目可保持为12年，不应超过34个。）n n二、阶段中的矿块开采顺序二、阶段中的矿块开采顺序 n 1、前进式；前进式；n 2、后退式；、后退式；n 3、混合式。、混合式。37n（二）阶段中矿块的开采顺序（二）阶段中矿块的开采顺序n阶段中矿块的开采顺序，按照回采工作对主

23、要开拓巷道的位置关系，可分为三种。n（主开拓巷道指中段运输巷道）。n （1）前进式回采当阶段运输平巷掘进一定距离后，从靠近主要开拓巷道的矿块开始回采，向井田边界依次推进。n【优点】矿井初期基建时间短，投产快。n【缺点】增加了采准巷道的维护费用。3839n侧翼回采（当地形受到限制时用）。n前进式回采顺序的适用条件当矿床满足条件简单，矿岩稳固，且要求较早在阶段中开展回采工作时可以采用。40n（2）后退式回采顺序阶段运输巷道掘进到井田边界后，从井田边界的矿块开始，向主要开拓巷道方向依次回采。这种开采顺序也可分为双翼、单翼和侧翼回采三种。4142后退式回采【缺点】矿井初期基建时间长，投产慢。【优点】巷

24、道维护费用低。（只有在中央并列式开拓时才可行，中央对角式的就不行了）n侧翼回采（当地形受到限制时用）。n前进式回采顺序的适用条件当矿床满足条件简单，矿岩稳固，且要求较早在阶段中开展回采工作时可以采用。n三、相邻矿体三、相邻矿体 n 1 矿体倾角小于或等于围岩的移动角时，应采取从上矿体倾角小于或等于围岩的移动角时，应采取从上盘向下盘推进的开采顺序。盘向下盘推进的开采顺序。n 2 矿体倾角大于围岩的移动角时，一般采取先采上盘矿体倾角大于围岩的移动角时，一般采取先采上盘矿体后采下盘矿体矿体后采下盘矿体 的开采顺序。的开采顺序。434445 第三章 矿床开采步骤和三级储量 第一节 矿床开采步骤n 金属

25、矿山地下开采可分为开拓、采准、切割和回采金属矿山地下开采可分为开拓、采准、切割和回采四个步骤。这些步骤反映了不同的工作阶段。四个步骤。这些步骤反映了不同的工作阶段。n 一、一、矿床开拓矿床开拓n 从地面掘进一系列巷道通达矿体，以便把地下将要从地面掘进一系列巷道通达矿体，以便把地下将要采出的矿石运至地面，同时把新鲜空气送入地下并把采出的矿石运至地面，同时把新鲜空气送入地下并把地下污浊空气排出地表，把矿坑水排出地表，把人员、地下污浊空气排出地表，把矿坑水排出地表，把人员、材料和设备等送入地下和运出地面，形成提升、运输、材料和设备等送入地下和运出地面，形成提升、运输、通风、排水以及动力供应等完整系统

26、，称为矿床开拓。通风、排水以及动力供应等完整系统，称为矿床开拓。46n 二二、矿块采准、矿块采准n 采准是指在已开拓完毕的矿床里，掘进采准巷道，采准是指在已开拓完毕的矿床里，掘进采准巷道，将阶段划分成矿块作为回采的独立单元，并在矿块内将阶段划分成矿块作为回采的独立单元，并在矿块内创造行人、凿岩、放矿、通风等条件。创造行人、凿岩、放矿、通风等条件。n 采准系数：是每一千吨采出矿石量所需掘进的采准、采准系数：是每一千吨采出矿石量所需掘进的采准、切割巷道米数，它可用下式计算：切割巷道米数，它可用下式计算：47n 三、三、切割工作切割工作 n 切割工作是旨在已采准完毕的矿块里，为大规模切割工作是旨在已

27、采准完毕的矿块里，为大规模回采矿石开辟自由面和自由空间（拉底或切割槽），回采矿石开辟自由面和自由空间（拉底或切割槽），有的还要把漏斗颈扩大成漏斗形状（称为辟漏），有的还要把漏斗颈扩大成漏斗形状（称为辟漏），以为大规模采矿创造良好的爆破和放矿条件。以为大规模采矿创造良好的爆破和放矿条件。n 四、回采工作四、回采工作 n 切割工作完毕之后，切割工作完毕之后，就可以大量的采矿，称为回就可以大量的采矿，称为回采工作。它包括落矿、运搬和地压管理三项主要工采工作。它包括落矿、运搬和地压管理三项主要工作。作。48 第二节 三级储量 n 1、开拓储量开拓储量：凡设计所包括的开拓巷道均开掘完毕，构成主要运：凡设

28、计所包括的开拓巷道均开掘完毕，构成主要运输，通风系统。并可掘进采准巷道者，则在此开拓巷道水平以上的设输，通风系统。并可掘进采准巷道者，则在此开拓巷道水平以上的设计储量计储量 n 2、采准储量采准储量：在已开拓的矿体范围内，按设计规定的采矿方法所：在已开拓的矿体范围内，按设计规定的采矿方法所需掘进的采准巷道均已完毕，则此矿块的储量，叫采准储量。需掘进的采准巷道均已完毕，则此矿块的储量，叫采准储量。n 3、备采储量备采储量：已做好采矿准备的矿块，完成了拉底空间或切割槽、：已做好采矿准备的矿块，完成了拉底空间或切割槽、辟漏等切割工程，可以立即进行采矿时，则此矿块内的储量称备采储辟漏等切割工程，可以立

29、即进行采矿时，则此矿块内的储量称备采储量。量。n 此量与采矿的损失贫化有关此量与采矿的损失贫化有关 如储量如储量100t，回收率，回收率60%贫化率贫化率20%则采出矿石量。则采出矿石量。n 若按一年若按一年75万万t的采矿量则需准备的采矿量则需准备100万万t的储量。的储量。所以三级矿量的所以三级矿量的叫法不如三级储量更直接更明确。叫法不如三级储量更直接更明确。n 49 第四章 矿石的损失和贫化 第一节 矿石贫化的概念 n矿石损失：损失的工业储量与工业储量之比。矿石损失：损失的工业储量与工业储量之比。n矿石贫化：贫化率：矿石品位降低的百分比。矿石贫化：贫化率：矿石品位降低的百分比。n废石混入

30、率废石混入率：采出矿石中的废石与采出的矿石重量百：采出矿石中的废石与采出的矿石重量百分比。分比。n损失贫化直接影响矿山的经济效益及国家有用资源的损失贫化直接影响矿山的经济效益及国家有用资源的回收。回收。50 第二节 矿石损失和贫化的原因 n 一、矿石损失原因：一、矿石损失原因：n 1、开采损失、开采损失 n a、采下损失采下损失：遗留在采场充填料中，遗留在采场内放：遗留在采场充填料中，遗留在采场内放不出来，运输途中损失；不出来，运输途中损失；n b、未采下损失未采下损失：设计应当开采而未采下的损失，留下：设计应当开采而未采下的损失，留下各种矿柱而未采下的损失。各种矿柱而未采下的损失。n 2、非

31、开采损失非开采损失 n a、由于地质条件及水文地质条件而产生的损失由于地质条件及水文地质条件而产生的损失 n b、留永久矿柱造成的损失留永久矿柱造成的损失 n 二、矿石贫化的原因：二、矿石贫化的原因：n 1、采矿过程中废石的混入采矿过程中废石的混入 n 2、采矿过程中高品位粉矿的损失采矿过程中高品位粉矿的损失 n 3、采矿过程中有用成分氧化或被析出、采矿过程中有用成分氧化或被析出 51 第三节 矿石损失与贫化计算 n矿石量平衡式矿石量平衡式 T T=Q QQ Q。R R n金属量平衡式金属量平衡式 T T=(Q(Q Q Q。)+R+R”n带入带入R R=T+QT+Q。-Q-Q得得 n称为间接法

32、（用于不能进入采场测量的的采矿方法）称为间接法（用于不能进入采场测量的的采矿方法）n矿石损失率定义为：矿石损失率定义为：52n Q。：损失储量。：损失储量，Q：工业储量，工业储量，R：混入矿石的废石量混入矿石的废石量n 废石混入率废石混入率:n 贫化率：按定义，贫化率：按定义，工业品位与采出品位之差与原矿品位之百分工业品位与采出品位之差与原矿品位之百分比（品位降低的百分率）比（品位降低的百分率）n n 与不含品位时的废石混入率在数值上相等，但含义不一样，有与不含品位时的废石混入率在数值上相等，但含义不一样，有的矿山就把矿石混入率当做贫化率的矿山就把矿石混入率当做贫化率 n 实际上实际上 r。n

33、矿石贫化率与废石混入率之间的区别和联系？5354 第五章 矿床开采强度、矿井生产能力 及对矿床开采的要求 第一节 矿床开采强度n 矿床开采强度是指矿床开采的快慢程度。矿床开采强度是指矿床开采的快慢程度。n 一、年下降深度一、年下降深度n 年下降速度是指由矿山测量人员按年初和年终测定年下降速度是指由矿山测量人员按年初和年终测定的采场水平标高的差值。的采场水平标高的差值。n 年下降深度可按下式计算年下降深度可按下式计算:n h=A(1-r)/SKn年下降一般不要超过20m/a.n 二、开采系数二、开采系数n 在某种情况下，在某种情况下，用用1立方米矿体的水平面积每年采掘立方米矿体的水平面积每年采掘

34、吨数所表示的单位生产能力来评价矿床的开采强度。吨数所表示的单位生产能力来评价矿床的开采强度。用下式来表示用下式来表示:(很少用）很少用）n C K A/S 55 第二节 矿井生产能力n 一、确定矿井生产能力的依据一、确定矿井生产能力的依据n 矿井生产能力，是根据矿床地质条件、资源条件、矿井生产能力，是根据矿床地质条件、资源条件、技术经济条件，综合分析经济、技术、安全和时间因技术经济条件，综合分析经济、技术、安全和时间因素决定的。素决定的。n 二、矿山服务年限二、矿山服务年限n 矿床工业储量、矿井生产能力和矿山服务年限之间矿床工业储量、矿井生产能力和矿山服务年限之间有下列关系：有下列关系：n A

35、 Q S/T(1 r)n露天规模计算：n泰勒公式：n（二）最佳寿命公式n Tsylor根据自己的经验，推导出一个求矿床最佳寿命n的公式：565758露天矿的生产寿命5960 第三节 对矿床开采的要求n一、基本要求一、基本要求n1确保矿床开采工作的安全及良好的劳动条件确保矿床开采工作的安全及良好的劳动条件n2提高劳动生产力提高劳动生产力n3不断提高开采强度不断提高开采强度n4矿石的损失贫化率要小矿石的损失贫化率要小n5降低矿石成本降低矿石成本61n二、对环境保护的要求二、对环境保护的要求n1保护大气、森林、水域和其他自然条件和地表建构保护大气、森林、水域和其他自然条件和地表建构筑物筑物n2消除生

36、产废料对环境的有害影响消除生产废料对环境的有害影响n3恢复因开采矿产资源而遭受破坏的农田和土地恢复因开采矿产资源而遭受破坏的农田和土地n三、对开采技术水平的要求三、对开采技术水平的要求n1实现或完善矿山基本生产过程的机械化和综合机械实现或完善矿山基本生产过程的机械化和综合机械化化n2逐步实现工艺系统和主要生产环节的自动化逐步实现工艺系统和主要生产环节的自动化n3研究组织管理的自动化研究组织管理的自动化62 第六章 矿床开拓方法 第一节 矿床开拓 n 一、矿床开拓：一、矿床开拓：为了开采地下矿床，需从地面掘进一为了开采地下矿床，需从地面掘进一系列巷道通达矿体，使之形成完整的提升、运输、通风、系列

37、巷道通达矿体，使之形成完整的提升、运输、通风、排水和动力供应等系统，称为矿床开拓。排水和动力供应等系统，称为矿床开拓。为了开拓矿床为了开拓矿床而掘进的井巷，称为开拓井巷。而掘进的井巷，称为开拓井巷。n 主要开拓巷道：运送矿石的开拓巷道，称为主要开拓主要开拓巷道：运送矿石的开拓巷道，称为主要开拓巷道。如：平硐、竖井、斜井、斜坡道。巷道。如：平硐、竖井、斜井、斜坡道。n 辅助开拓巷道：不运送矿石开拓巷道，称为辅助开辅助开拓巷道：不运送矿石开拓巷道，称为辅助开拓巷道。如：通风井、溜矿井、充填井、副井。拓巷道。如：通风井、溜矿井、充填井、副井。n开拓方法分类：是依据主要开拓巷道的类型来划分的。开拓方法

38、分类：是依据主要开拓巷道的类型来划分的。63n 二二、开拓方法分类、开拓方法分类 n单一开拓法：用一种开拓井巷开拓矿床，主要有：单一开拓法：用一种开拓井巷开拓矿床，主要有：n 1 平硐开拓方法；平硐开拓方法；n 2 斜井开拓方法；斜井开拓方法；n 3 竖井开拓方法；竖井开拓方法；n 4 斜坡道开拓方法；斜坡道开拓方法；n联合开拓方法：用两种以上开拓方法开拓矿床联合开拓方法：用两种以上开拓方法开拓矿床 n平硐与井筒联合：平硐与盲（明）竖井平硐与井筒联合：平硐与盲（明）竖井 n 平硐与盲（明）斜井平硐与盲（明）斜井 n明井与盲井联合：明竖井与盲竖井明井与盲井联合：明竖井与盲竖井 n 明竖井与盲斜井

39、明竖井与盲斜井 n 明斜井与盲竖井明斜井与盲竖井 n 明斜井与盲竖井明斜井与盲竖井 64 第二节 平硐开拓方法 n 当矿体（或其大部分）赋存在地平面以上时，广泛使用平硐开当矿体（或其大部分）赋存在地平面以上时，广泛使用平硐开拓法。拓法。n 一、垂直矿体走向下盘平硐开拓一、垂直矿体走向下盘平硐开拓 n 当矿脉和山坡的倾斜方向相反时，则由下盘掘进平硐穿过矿脉当矿脉和山坡的倾斜方向相反时，则由下盘掘进平硐穿过矿脉开拓矿床，这种开拓方法叫做下盘平硐开拓方法。开拓矿床，这种开拓方法叫做下盘平硐开拓方法。65 二、垂直矿体走向上盘平硐开拓方法二、垂直矿体走向上盘平硐开拓方法 n 当矿脉与山坡的倾斜方向相同

40、时，则由上盘掘进平当矿脉与山坡的倾斜方向相同时，则由上盘掘进平硐穿过矿脉开拓矿床，这种开拓方法叫做上盘平硐开硐穿过矿脉开拓矿床，这种开拓方法叫做上盘平硐开拓方法。拓方法。n 采用下盘平硐开拓法和上盘平硐开拓法时，平硐穿采用下盘平硐开拓法和上盘平硐开拓法时，平硐穿过矿脉，可对矿脉进行补充勘探过矿脉，可对矿脉进行补充勘探。66 三、沿矿体走向平硐开拓法n 当矿脉侧翼沿山坡露出，平硐可沿走向前进，当矿脉侧翼沿山坡露出，平硐可沿走向前进，成为沿矿体走向平硐开拓法，平硐一般设在脉成为沿矿体走向平硐开拓法，平硐一般设在脉内。内。n 这种开拓方法的优点是能在短期开始采矿；这种开拓方法的优点是能在短期开始采矿

41、；各阶段平硐设在脉内。各阶段平硐设在脉内。67 第三节 斜井开拓n 倾斜或缓倾斜矿体，即矿体的倾角为倾斜或缓倾斜矿体，即矿体的倾角为1520至至45之间，矿体赋存在地平面以下，矿体埋藏又不太之间，矿体赋存在地平面以下，矿体埋藏又不太深的中小矿山，地表无过厚的表土，可采用斜井开深的中小矿山，地表无过厚的表土，可采用斜井开拓法。拓法。n 一、脉内斜井开拓法一、脉内斜井开拓法n 当矿体沿倾斜起伏不大，无褶皱和断层，可以采当矿体沿倾斜起伏不大，无褶皱和断层，可以采用脉内斜井开拓。具体应用条件：用脉内斜井开拓。具体应用条件：n 1、矿体范围大，厚度小，下盘围岩不稳固，矿、矿体范围大，厚度小，下盘围岩不稳

42、固，矿石价值不高；石价值不高；n 2、矿井继续短期投产，争取早日见矿，并须作、矿井继续短期投产，争取早日见矿，并须作补充勘探；补充勘探；n 3、露天转为地下开采，斜井口至地表一段可利、露天转为地下开采，斜井口至地表一段可利用露天矿的边坡，将边坡和斜井底板连成斜坡道。用露天矿的边坡，将边坡和斜井底板连成斜坡道。6869 二、下盘斜井开拓法n 当矿体为缓倾斜、下盘围岩较稳固时可以采当矿体为缓倾斜、下盘围岩较稳固时可以采用下盘斜井开拓。用下盘斜井开拓。n 斜井内所采用的提升方式主要取决于斜井的斜井内所采用的提升方式主要取决于斜井的倾角：倾角：n提升方式：提升方式：为为2530 采用箕斗或台车采用箕斗

43、或台车 n 为为2530 采用串车提升采用串车提升n 18 可用钢丝绳胶带输可用钢丝绳胶带输n 送机输送送机输送7071 第四节 竖井开拓法n 当矿体赋存在地平面以下，矿体倾角当矿体赋存在地平面以下，矿体倾角 4545，或，或1515而埋藏较深的矿体，常采用竖井开拓方法。而埋藏较深的矿体，常采用竖井开拓方法。竖井的生产竖井的生产能力比斜井大，且易于维护，故竖井开拓是金属矿山采能力比斜井大，且易于维护，故竖井开拓是金属矿山采用最广泛开拓方法。用最广泛开拓方法。n 一、下盘竖井开拓法一、下盘竖井开拓法n 在矿体的下盘岩石移动带以外开掘竖井，再掘阶段石在矿体的下盘岩石移动带以外开掘竖井，再掘阶段石门

44、通达矿脉。这种开拓法在国内金属矿山中使用最广门通达矿脉。这种开拓法在国内金属矿山中使用最广。n 优点：井筒保护条件好，不需留保安矿柱。优点：井筒保护条件好，不需留保安矿柱。n 缺点：石门长度随开采深度增加而加长，当矿体倾角缺点：石门长度随开采深度增加而加长，当矿体倾角变小时，下盘石门特别长。变小时，下盘石门特别长。n 故本开拓方法适用于矿体倾角大于故本开拓方法适用于矿体倾角大于7575的情况的情况。7273 二、上盘竖井开拓法 n 在矿体上盘岩石移动开掘竖井，再掘阶段石门通达矿在矿体上盘岩石移动开掘竖井，再掘阶段石门通达矿体。体。n 这种开拓方法与下盘竖井开拓比较存在严重的缺点。这种开拓方法与

45、下盘竖井开拓比较存在严重的缺点。主要是上部阶段要掘进很长的石门，基建时间长，基建主要是上部阶段要掘进很长的石门，基建时间长，基建初期投资较大，只有在下列特殊条件下才考虑采用：初期投资较大，只有在下列特殊条件下才考虑采用：n 1 1）根据地表地形条件，矿体下盘是高山时，而上盘地）根据地表地形条件，矿体下盘是高山时，而上盘地形平坦，采用上盘竖井开拓；形平坦，采用上盘竖井开拓；n 2 2）根据矿区地表地形条件及矿区内部和外部运输联系，）根据矿区地表地形条件及矿区内部和外部运输联系，选矿厂和尾矿库只宜布置在矿体的上盘方向；选矿厂和尾矿库只宜布置在矿体的上盘方向；n 3 3）下盘地质条件复杂，不能避开破

46、碎带或流沙层和涌）下盘地质条件复杂，不能避开破碎带或流沙层和涌水量很大的含水层时。水量很大的含水层时。74 三、侧翼竖井开拓法 n 井筒布置在矿体的侧翼。一般在下列条件井筒布置在矿体的侧翼。一般在下列条件下采用：下采用：n 上、下盘地形和岩层条件不利于布置井筒，上、下盘地形和岩层条件不利于布置井筒，矿体侧翼有合适的工业场地布置选厂；矿体侧翼有合适的工业场地布置选厂；n 矿体倾角较缓，竖井布置在上、下盘时石矿体倾角较缓，竖井布置在上、下盘时石门较长；门较长；n 矿体沿走向长度小，阶段巷道的掘进时间矿体沿走向长度小，阶段巷道的掘进时间不长，运输费用也不大。不长，运输费用也不大。7576 第五节 斜

47、坡道开拓法 n 近十几年来，国内外许多矿山广泛采用采、转、运、近十几年来，国内外许多矿山广泛采用采、转、运、卸等高度机械化的无轨设备，开拓方法也有相应的改卸等高度机械化的无轨设备，开拓方法也有相应的改变，其主要变化是要开掘可供无轨设备上下通行的斜变，其主要变化是要开掘可供无轨设备上下通行的斜坡道。坡道。n 仅用斜坡道来运输矿岩兼作通风、无轨设备出入、仅用斜坡道来运输矿岩兼作通风、无轨设备出入、上下材料时称为斜坡道开拓。上下材料时称为斜坡道开拓。n 斜坡道有两种：一种是与地表相通的主要斜坡道。斜坡道有两种：一种是与地表相通的主要斜坡道。另一种是不通达地表只在阶段间开通或主要供无轨设另一种是不通达

48、地表只在阶段间开通或主要供无轨设备通行的辅助斜坡道。备通行的辅助斜坡道。77 一、斜坡道的类型n 1 1螺旋式斜坡道螺旋式斜坡道 n 它的几何形状一般是圆柱螺旋线，可以设计成它的几何形状一般是圆柱螺旋线，可以设计成规则螺旋线或不规则螺旋线，规则螺旋线或不规则螺旋线，螺旋线斜坡道的坡螺旋线斜坡道的坡度一般为度一般为10103030。n 断面为断面为4 43m3m2 2，最小曲率半径为，最小曲率半径为15m15m，平均坡，平均坡度为度为2121，总长总长1200m 1200m。由上而下开掘阶段巷道。由上而下开掘阶段巷道联通螺旋式斜坡道和联通螺旋式斜坡道和 工作面，阶段巷道的断面为工作面，阶段巷道的

49、断面为 4 43m3m2 2。78 2、折返式斜坡道 n 是直线段和曲线段联合组成，直线段变换高程，是直线段和曲线段联合组成，直线段变换高程，曲线变换方向，直线段的坡度一般不大于曲线变换方向，直线段的坡度一般不大于1515；7980三 螺旋式斜坡道与折返式斜坡道的对比n 1、螺旋式斜坡道的优点、螺旋式斜坡道的优点n（1）由于没有折返式那么多的缓坡道，故在同等高）由于没有折返式那么多的缓坡道，故在同等高程间，螺旋式较折返式的线路短，工程量小；程间，螺旋式较折返式的线路短，工程量小；n（2）与溜井等垂直井巷配合施工时，通风和出渣较）与溜井等垂直井巷配合施工时，通风和出渣较方便；方便；n（3）适合圆

50、柱矿体的开拓。）适合圆柱矿体的开拓。n 2螺旋式斜坡道的缺点螺旋式斜坡道的缺点 n（1）掘进施工要求高；）掘进施工要求高；n（2）司机能见距离小，故安全性较差；）司机能见距离小，故安全性较差；n（3）车辆轮胎和差速器磨损增加；）车辆轮胎和差速器磨损增加；n（4）道路维护工作量大。）道路维护工作量大。81n 3折返式斜坡道的优点折返式斜坡道的优点n（1）施工较易；）施工较易；n（2）司机能见距离大，行车较安全；）司机能见距离大，行车较安全；n（3）行车速度较螺旋式的大，排出有害气体量较少；）行车速度较螺旋式的大，排出有害气体量较少；n（4）道路便于与矿体保持固定距离；）道路便于与矿体保持固定距离