【正文】 采礦學 Contents 第一部分 采礦基礎知識 第二部分 地下開采 第三部分 露天開采 第四部分 采煤方法 ★★★ ★★★ ★★ ★ 第一部分 采礦基礎知識 ? 采礦學研究的內(nèi)容是礦床的開采問題。 ? 礦床由礦體組成，礦體是獨立的地質(zhì)體，具有一定的 空間位臵 幾何形狀 產(chǎn)狀 質(zhì)量界限 第一部分 采礦基礎知識 ★★★ 1）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。 ●金屬礦床以脈狀及透鏡狀礦體較多， 煤體一般為層狀。 第一部分 采礦基礎知識 1）礦體的空間分布特征 ? 礦體埋藏要素： 反映礦體的空間位臵及尺寸的量。 主要有 走向、傾向、傾角、厚度、延深 。 厚度 垂直厚度 水平厚度 延伸 埋藏深度 賦存深度 垂高 斜高 第一部分 采礦基礎知識 2）礦體分類 （ 1）礦體按傾角劃分可分為以下 4 ① 水平和微傾斜礦體 傾角為 00～ 50 ② 緩傾斜礦體 傾角為 50～ 300 ③ 傾斜礦體 傾角為 300～ 550 ④ 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 8186。 ② 緩傾斜 ≤25186。 ③ 25186。傾斜 ≤45186。 ④ 急傾斜 45186。 第一部分 采礦基礎知識 （ 2）礦體按厚度劃分可分為以下 5種： ① 極薄礦體 厚度小于 ， ② 薄礦體 厚度為 ～ 5m ③ 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 ， ② 薄煤層 ≤, ③ 中厚煤層 ≤， ④ 厚煤層 ， ⑤ 特厚煤層 6m。 第一部分 采礦基礎知識 （ 3）礦巖按穩(wěn)固性一般分為 5級： ①極不穩(wěn)固的 在沒有支架或超前支架的支護情況下，頂板和側幫都不能有暴露面； ②不穩(wěn)固的 允許有不大的暴露面（ 50m2以內(nèi) ），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），隨回采工作的推進可以不立即進行支護； ④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 第一部分 采礦基礎知識 ? 3） 開采工藝有較大影響的礦巖物理力學性質(zhì)：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 ～ t∕M3 之間 黑色金屬礦石中金屬含量較高，可達 ? 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(shù)為 ～ 。 第一部分 采礦基礎知識 ? 3）開采工藝有較大影響的礦巖物理力學性質(zhì)：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 。 ? 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。 抗剪強度只有抗壓強度的 1∕8 ～ 1∕12 抗拉強度只有抗壓強度的 1∕10 ～ 1∕50 第一部分 采礦基礎知識 ? ★★★ ? 1）礦井生產(chǎn)能力與服務年限 ? 礦井生產(chǎn)能力 正常生產(chǎn)時期，單位時間內(nèi)（年或月）礦井采出的礦石量。一般按年產(chǎn)礦石量計算，即礦井設計的年產(chǎn)量。 ●礦井實際產(chǎn)量可以低于或高于礦井生產(chǎn)能力。 礦井生產(chǎn)初期和末期實際產(chǎn)量小于礦井生產(chǎn)能力 礦井生產(chǎn)正常期礦井實際產(chǎn)量可能大于礦井生產(chǎn)能力 ? 礦井生產(chǎn)能力，是礦床開采的主要技術經(jīng)濟指標之一，它決定 礦井 ? 基建工程量 ? 主要生產(chǎn)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(shù)等， ? 從而 影響 基本建設投資和投資效果、企業(yè)的產(chǎn)品成本和生產(chǎn)經(jīng)營效果。 ? 露天礦生產(chǎn)能力，用 礦石生產(chǎn)能力 （即每年采出的礦石量）和 礦巖生產(chǎn)能力 （即每年采剝總量）兩種指標來表示。 礦巖生產(chǎn)能力是露天礦生產(chǎn)能力的重要指標。 第一部分 采礦基礎知識 ? 確定礦井生產(chǎn)能力的基本條件 – 礦床地質(zhì)條件 – 工業(yè)儲量的大小 – 技術經(jīng)濟因素 – 市場需求量 第一部分 采礦基礎知識 第一部分 采礦基礎知識 ? 礦井服務年限 ? 礦井服務年限和礦井生產(chǎn)能力應相適應，它們之間保持一個技術、經(jīng)濟上都比較合理的關系。 ? ①礦山生產(chǎn)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。 第一部分 采礦基礎知識 ? 2）計算 （均為生產(chǎn)能力和服務年限的關系） ? A地下開采 1）煤礦 2）金屬礦和非金屬礦 式中： A—礦井生產(chǎn)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(shù)，一般取 ； Q—礦床工業(yè)儲量， Mt； Hk—礦石總回采率， %； y—廢石總混入率， %。 TKZA k?)1( yTQHA k??第一部分 采礦基礎知識 ? B露天開采 Ak＝ ?P（ 1＋ ?） /T 式中： Ak－礦石生產(chǎn)能力， t/a P－露天礦境界內(nèi)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 第一部分 采礦基礎知識 ? 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 第一部分 采礦基礎知識 ? 4）井型與服務年限、井田、投資、經(jīng)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。 ●大型礦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(chǎn) 經(jīng)營費用 會減少。 ◆大型礦井機械化程度高，生產(chǎn)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。 第一部分 采礦基礎知識 ? ★★★ 、貧化的概念與計算 ? 1）概念 礦石損失 ―― 礦石在數(shù)量上的減少 礦石貧化 ―― 礦石在質(zhì)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(shù)。 礦石損失率 +礦石回采率 =1 廢石混入率 ≥ 礦石貧化率 第一部分 采礦基礎知識 ◆ 廢石混入率和礦石貧化率是礦石貧化的兩種表示方法。 ◆廢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 。 ◆礦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(zhì)量情況。 屬于礦產(chǎn)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 ? 2）計算（教材 p10） 第一部分 采礦基礎知識 ? ★★★ 礦石的質(zhì)量： 指礦石中有用成份的多少，常用品位來表示。 品位： 礦石中有用組份的百分含量，一般用重量百分比來表示。 工業(yè)品位 ： 是工業(yè)上對可采礦段所要求的 最低平均品位 ， 是采與不采的界限 是采礦利潤率為零的品位 第一部分 采礦基礎知識 ? ★★★ 邊界品位 ：可采礦石有用成份含量的最低界限， 是劃分礦石和圍巖、圈定礦體的標準 。 即礦與非礦的界限。 – 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(zhì)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(chǎn)中有益和有害元素的含量或有用礦物的物理性質(zhì)。 ◆ 礦石品位是衡量礦石質(zhì)量好壞的主要標志。工業(yè)品位是隨著經(jīng)濟技術條件的發(fā)展和需求程度而不斷變化的。 第二部分 地下開采 ? ★★★ ? 1)礦田、井田 、 階段、礦塊 、 盤區(qū)和采區(qū) 的概念（三組概念） 礦田與井田 ? 礦田 ―― 劃歸一個礦山企業(yè)開采的全部礦床或礦床的一部分叫礦田。 ? 井田 ―― 在一個礦山企業(yè)中劃歸一個礦井開采的全部礦床或礦床的一部分叫井田。 礦田 ≥井田 第二部分 地下開采 階段與礦塊（ 緩傾斜、傾斜和急傾斜 礦體 ） ? 階段 ―― 在開采緩傾斜、傾斜和