【正文】 1 金屬礦床地下開采 主講 許夢(mèng)國(guó) 電 話 : 68862412(辦 ) 13971364329 Email: 2 緒 論 ? 1．采礦工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位 ? 采礦工業(yè)是一切工業(yè)的基礎(chǔ)，主要的開采對(duì)象均是不可再生資源。近年來(lái)，許多礦產(chǎn)資源即將達(dá)到臨界線，面臨枯竭，這些均為采礦工業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的課題。推動(dòng)采礦工業(yè)向高產(chǎn)、高效、安全、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保和礦產(chǎn)綜合利用的方向轉(zhuǎn)變是一項(xiàng)十分艱巨和緊迫的任務(wù)。 ? 2．采礦工程的歷史與現(xiàn)狀 ? 3．采礦工程的未來(lái) ? 4．采礦工程與其它課程的關(guān)系 3 4 5 6 7 第一章 金屬礦床的工業(yè)特征 第一節(jié) 礦石與廢石和金屬礦石的種類 ? 一、礦石與廢石 ? 礦石：凡是地殼中的礦物集合體，在現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，能以工業(yè)規(guī)模從中提取國(guó)民經(jīng)濟(jì)所必需的金屬或非金屬礦物產(chǎn)品的，就叫礦石。 ? 礦石的聚集體叫礦體，礦床是礦體的總稱。一個(gè)礦區(qū)，可由一個(gè)或若干個(gè)礦體組成。 ? 廢石：礦體周圍的巖石（圍巖）以及夾在礦體中的巖石（夾石），不含有用成份或含量過(guò)少。當(dāng)前不宜作為礦石開采的，則成為廢石。 ? 礦石和廢石的概念是相對(duì)的，是隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、礦山開采和礦石加工技術(shù)水平的提高而變化。 8 二、金屬礦的種類 （一）金屬礦石 :作為提取金屬成分的礦石，稱為金屬礦石 ? 按所含金屬種類的不同分為： ? a. 貴重金屬礦石（金、銀、鉑等）； ? b. 有色金屬礦石（銅、鉛、鎳、銻、鎢、錫、鉬等）； ? c. 黑色金屬礦石（鐵、錳、鉻等）； ? d. 稀有金屬礦石（鉭、鉈等）； ? e. 放射性礦石（鈾、釷等）。 ? 按所含金屬成分分單一金屬礦石和多金屬礦石。 9 ? 按金屬礦物性質(zhì)、礦物組成和化學(xué)成分分為： ? ：金屬以單一元素存在于礦床中的礦石，稱為自然金屬礦石，如金、銀、鉑等。 ? ：指礦石礦物的化學(xué)成分分為氧化物、碳酸鹽及硫酸鹽，如赤鐵礦，紅鋅礦，鐵錳礦，赤銅礦，白鉛礦等。 ? c. 硫化礦石：即礦石礦物的化學(xué)成分為硫化物，如黃銅礦，方鉛礦，輝鉬礦等。 ? d. 混合礦石：礦石中含有前三種礦物中的兩種以上的混合物。 ? 品位：礦石中有用成分的含量。常用百分?jǐn)?shù)表示。 ? 黃金等貴重金屬礦石用一噸（或一立方米）礦石中含若干克有用成分來(lái)表示。 10 第二節(jié) 礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì) ? 1 、堅(jiān)固性系數(shù)：礦石的堅(jiān)固性是一種抵抗外力的性能（綜合外力）。國(guó)內(nèi)用礦巖的極限抗壓強(qiáng)度來(lái)表示，即 ? f =R / 100 (或 f =R / 10, R的單位為 MPa) ? 式中： R— 礦巖的極限抗壓強(qiáng)度， =1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓或kg/m2。 ? 穩(wěn)固性：是指礦石或礦巖在空間允許暴露面積的大小和暴露時(shí)間長(zhǎng)短的性能。 ? 直接影響采礦方法選擇及地壓管理方法 11 ? 根據(jù)礦巖或礦石的穩(wěn)定程度 ， 可分為五種情況： ? a、 極不穩(wěn)固的：不允許有暴露面積 ， 掘巷道時(shí)采用超前支護(hù)的方法； ? b、 不穩(wěn)定的：允許不支護(hù)的暴露面積 50m2； ? c、 中等穩(wěn)固： 50～ 200m2； ? d 、 穩(wěn)固的： 200～ 800m2； ? e 、 極穩(wěn)固的：允許不支護(hù)的暴露面積 800m2。 ? 結(jié)塊性：指采下的礦石遇水和受壓并經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后又連結(jié)成整體的性質(zhì) 。 對(duì)放礦 、 裝車 、 運(yùn)輸不利 。 ? 4 、 氧化性和自然性：指高硫礦石在水和空氣的作用下 ，變?yōu)檠趸V石的性質(zhì) 。 氧化后的礦石 ， 選礦回收率降低 。 12 ? 含硫礦石 （ 含硫 18～ 20%以上 ） 具有自然性 ， 即在空氣中氧化 、 放熱 ， 導(dǎo)致火災(zāi) 。 ? 不能用留礦法 ， 不能做崩落法的覆蓋層 ， 充填料 。 ? 5 、 含水性：礦石或巖石吸附和保持水分的特性叫含水性 。 ? 6 、 碎漲性：巖石破碎后碎塊之間有較大的空隙 ，其體積比原巖體積增大的性質(zhì)稱碎漲性 。 ? 破碎后體積與原巖體積之比稱碎漲系數(shù) （ 松散系數(shù) ） 。 一般堅(jiān)硬巖石 ～ ， 礬土礦為軟巖 ， ～， 鐵礦石一般為 。 13 第三節(jié) 金屬礦床分類 ? 金屬礦床的礦體形狀 、 厚度及傾角 ， 對(duì)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(gè)因素進(jìn)行分類 。 ? 按礦體形狀分類： ? a、 層狀礦床； ? b、 脈狀礦床； ? c、 塊狀礦床 。 14 ? 礦體傾角分類： ? a、水平和微傾斜礦體 傾角小于 5176。 ； ? b、緩傾斜礦床 傾角為 5176。 ～ 30176。 ； ? c、傾斜礦體 傾角為 30176。 ～ 50176。 ； ? d、急傾斜礦體 傾角大于 55176。 。 ? 按礦體厚度分類： ? a、極薄礦體 厚度在 ； ? b、薄礦體 厚度在 ～ 4米之間； ? c、中厚礦體 厚度在 4～ 10— 15米之間； ? d、厚礦體 厚度為 10— 15～ 40米之間； ? e、極厚礦體 厚度大于 40米。 15 16 第二章 礦床回采單元的劃分及其開采順序 第一節(jié) 礦田和井田 ? 一、礦田：規(guī)劃一個(gè)礦山企業(yè)開采的全部礦床或一部分。 ? 二、井田：規(guī)劃一個(gè)礦井開采的全部礦床或其一部分。 17 第二節(jié) 階段和礦塊 ? 一 階段：在開采緩傾斜 、 傾斜和急傾斜礦體時(shí) ， 在井田中每隔一定的垂直距離 ， 掘進(jìn)一條或幾條與走向一致的主要運(yùn)輸巷道 ， 將井田在垂直方向上劃分為礦段 ， 這個(gè)礦段叫階段 。 ? 二 階段高度：上下兩個(gè)相鄰階段運(yùn)輸巷道底板之間的垂直距離 ， 叫階段高度 。 18 ? 影響階段高度的因素： ? a、礦體的傾角、厚度、沿走向的長(zhǎng)度； ? b、礦巖的物理力學(xué)性質(zhì)； ? c、采用的開拓方法和采礦方法； ? d、階段開拓、采準(zhǔn)、切割和回采時(shí)間； ? e、階段礦柱的回采條件； ? f、每噸礦石所攤的基建開拓和采準(zhǔn)費(fèi)用； ? g、每噸礦石所攤的提升、排水及回采費(fèi)用； ? h、地質(zhì)勘探和生產(chǎn)探礦的要求，礦床勘探類型和礦體形態(tài)變化。 ? 三、礦塊：在階段中沿走向每隔一定距離，掘進(jìn)天井連通上下兩個(gè)相鄰運(yùn)輸巷道，將階段再劃分為獨(dú)立的回采單元，稱為礦塊。 19 第四節(jié) 礦床的開采順序 ? 一 井田中階段的開采順序： ? 1 上行式：先采下部階段 ， 后采上部階段 ， 由下而上逐個(gè)階段開采 。 ? 2 下行式：先開采上部階段 ， 后開采下部階段 ， 由上而下逐個(gè)階段開采 。 ?