葉義成采礦概論-地采概述.ppt

礦床地下開(kāi)采簡(jiǎn)介,武漢科技大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院 葉義成 教授13554277834 E-mail : ,1 礦床的特性與分類(lèi),1 礦床的特性與分類(lèi),礦床采(礦)掘(進(jìn))工作的總體稱(chēng)為開(kāi)采。根據(jù)礦床開(kāi)采的不同空間位置，分為露天開(kāi)采、地下開(kāi)采、露天和地下聯(lián)合開(kāi)采三種。,1 礦床的特性與分類(lèi),圖1-1 露天開(kāi)采示意圖,露天開(kāi)采是用露天坑道在地面進(jìn)行準(zhǔn)備和采礦工作。,1 礦床的特性與分類(lèi),圖1-2 地下開(kāi)采示意圖,地下開(kāi)采是從地表掘進(jìn)一系列井巷通達(dá)礦體，進(jìn)行準(zhǔn)備和采礦工作。,1 礦床的特性與分類(lèi),圖1-3 露天與地下聯(lián)合開(kāi)采示意圖,露天與地下聯(lián)合開(kāi)采則指礦體的上部用露天開(kāi)采，下部用地下開(kāi)采。,1 礦床的特性與分類(lèi),1.1 礦床的種類(lèi) 1.1.1 礦石與廢石 在現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，在質(zhì)和量的方面能滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)需要的礦物集合體、稱(chēng)為礦石。礦石的天然集合體稱(chēng)為礦體。礦體周?chē)膸r石稱(chēng)為圍巖。凡位于傾斜至急傾斜礦體上方或下方的巖石稱(chēng)為上盤(pán)與下盤(pán)圍巖，位于水平或微傾斜礦體頂部或底部的巖石稱(chēng)為頂板或底板圍巖。 一個(gè)或數(shù)個(gè)礦體及其圍巖，包括圍巖周?chē)貙?，?gòu)造等地質(zhì)特點(diǎn)的整個(gè)含礦地段，稱(chēng)為礦床。,1 礦床的特性與分類(lèi),礦體周?chē)膸r石，以及夾在礦體中的巖石(夾石)，不含有用成分或含量過(guò)少，當(dāng)前不宜作為礦石開(kāi)采的則稱(chēng)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(kāi)采和礦石加工技術(shù)水平的提高而變化的。一般地講，劃分礦石和廢石的界限取決于下列因素：國(guó)家的社會(huì)制度及所規(guī)定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；礦體的埋藏條件；采礦和礦石加工的技術(shù)水平；地區(qū)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等。,1 礦床的特性與分類(lèi),1.1.2 金屬礦石的種類(lèi) 含金屬成分的礦石，稱(chēng)為金屬礦石。根據(jù)所含金屬的不同種類(lèi)，金屬礦石分為貴金屬礦石(金、銀、鉑等)、有色金屬礦石(銅、鉛、鋅、鋁、鎳、鎢、鉬、錫等)、黑色金屬礦石(鐵、錳、鉻)、稀有金屬礦石(鉭、鈮等)和放射性礦石(鈾、釷等)。 根據(jù)金屬礦石所含金屬品種的數(shù)目，又分為單一金屬礦石和多金屬礦石。 按金屬礦石所含金屬礦物的性質(zhì)，礦物的組成和化學(xué)成分，其分為自然金屬礦石、氧化礦石、硫化礦石和混合礦石。金屬以單一元素存在于礦石中的礦石，稱(chēng)為自然金屬礦石，如金、銀、鉑等。氧化礦石的礦物化學(xué)成分為氧化物、碳酸鹽及硫酸鹽，如赤鐵礦Fe2O3、紅鋅礦ZnO、軟錳礦MnO2、赤銅礦CuO和白鉛礦PbCO3等。,1 金屬礦床的特性與分類(lèi),硫化礦石的礦物化學(xué)成分為硫化物,如黃銅礦CuFeS2、方鉛礦PbS、閃鋅礦ZnS、輝鉬礦MOS2等。礦石中含有兩種以上礦物時(shí)叫混合礦石。礦石中有用成分的含量，稱(chēng)為品位。礦石的品位常用百分?jǐn)?shù)表示，對(duì)于黃金等貴金屬礦石，用一噸礦石中含若干克有用成分(g/t)來(lái)表示。 根據(jù)礦石品位的高低，金屬礦石分為富礦和貧礦。如磁鐵礦，品位超過(guò)55%的為平爐富礦；品位在50%55%之間的為高爐富礦；品位在30%50%的為貧礦。,1 礦床的特性與分類(lèi),1.2 礦石和巖石的性質(zhì) 礦石和巖石(以下簡(jiǎn)稱(chēng)礦巖)的性質(zhì)中，影響礦床開(kāi)采較大的有：硬度、堅(jiān)固性、穩(wěn)固性、結(jié)塊性、氧化性、自燃性、含水性及碎脹性等。 1.2.1 硬度 礦巖抵抗工具侵入的性能叫硬度。礦巖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(jié)構(gòu)以及顆粒間膠結(jié)物的情況等。硬度愈大，鑿巖愈困難。礦巖的硬度影響礦巖的破碎方法和鑿巖沒(méi)備的選擇，也影響勞動(dòng)生產(chǎn)率、材料消耗和采礦成本。,1 礦床的特性與分類(lèi),1.2.2 堅(jiān)固性 礦巖的堅(jiān)固性也是一種抵抗外力的性能，但它與礦巖的強(qiáng)度是兩種根本不同的概念。強(qiáng)度是指礦巖抵抗壓縮、拉伸、彎曲及剪切等單向作用力的性能，而堅(jiān)固性所抵抗的外力，是一種綜合外力，即礦巖抵抗機(jī)械破碎、炸藥爆炸等綜合作用的力。 堅(jiān)固性的大小常用堅(jiān)固性系數(shù) f 表示。它反映礦巖的極限抗壓強(qiáng)度、鑿巖速度、炸藥消耗量等值的大小。盡管它不夠全面，但仍為一重要的特性數(shù)據(jù)，被廣泛采用。國(guó)內(nèi)通常還用礦巖極限抗壓強(qiáng)度來(lái)表示，即,式中 R-礦巖極限抗壓強(qiáng)度，98.1kPa。,1 礦床的特性與分類(lèi),1.2.3 穩(wěn)固性 穩(wěn)固性是指礦巖在空間允許暴露面積的大小和時(shí)間長(zhǎng)短的性能。影響礦巖穩(wěn)固性的因素十分復(fù)雜，它不僅與礦巖的成分、結(jié)構(gòu)、節(jié)理狀況、風(fēng)化程度以及水文地質(zhì)條件等有關(guān)，還與開(kāi)采過(guò)程中所形成的實(shí)際狀況(如巷道布置方向及其形狀、開(kāi)采深度等)有關(guān)。 穩(wěn)固性和堅(jiān)固性既有聯(lián)系，又有區(qū)別。一般在節(jié)理發(fā)育、構(gòu)造破碎地帶，礦巖的堅(jiān)固性雖好，但其穩(wěn)固性卻大為下降。因此，不能將二者混同起來(lái)。,1 礦床的特性與分類(lèi),礦巖的穩(wěn)固性對(duì)井巷的維護(hù)方法，采礦方法的選擇和地壓控制的方法，均有很大的影響。根據(jù)礦巖的穩(wěn)固程度，分為極不穩(wěn)固的、不穩(wěn)固的、中等穩(wěn)固的、穩(wěn)固的和極穩(wěn)固的五類(lèi)。 極不穩(wěn)固的是指掘進(jìn)巷道或采礦時(shí)，不允許有暴露面積，否則會(huì)產(chǎn)生片幫和冒頂現(xiàn)象。在掘進(jìn)巷道時(shí)，須用超前支護(hù)方法進(jìn)行維護(hù)。 不穩(wěn)固的允許有較小的不支護(hù)的暴露面積，一般在50m2以?xún)?nèi)。 中等穩(wěn)固的是指不支護(hù)的暴露面積為50200m2。 穩(wěn)固的允許不支護(hù)的暴露面積為200800m2。 極穩(wěn)固的指不支護(hù)的暴露面積在800m2以上。,1 礦床的特性與分類(lèi),1.2.4 結(jié)塊性 采下的礦石遇水和受壓后連結(jié)成塊的性質(zhì)，稱(chēng)為結(jié)塊性。一般使礦石結(jié)塊的因素有：礦石中含有粘土質(zhì)物質(zhì)，受濕受壓后粘結(jié)成塊；例如，高硫礦石遇水后，由于表面氧化形成硫酸鹽薄膜，受壓后連接成塊。 1.2.5 氧化性 硫化礦石在水和空氣的作用下，變?yōu)檠趸V石的性質(zhì)，叫做氧化性。采下的硫化礦石，在井下或地面儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就要氧化。氧化后的礦石會(huì)降低選礦的回收率。,1 礦床的特性與分類(lèi),1.2.6 自燃性 礦巖(高硫礦石、含碳巖石等)在空氣中氧化，并放出熱量，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，溫度升至著火點(diǎn)而自燃，會(huì)引起地下火災(zāi)。礦巖的自燃與其礦物的物理化學(xué)性質(zhì)、氧化速度和通風(fēng)條件等有關(guān)。具有自燃性的礦巖，對(duì)其儲(chǔ)存和采礦法的選擇有特殊的要求。 1.2.7 含水性 礦巖吸收和保持水分的性能，叫含水性。含水性隨礦巖的孔隙度和節(jié)理而變化。它對(duì)放礦、運(yùn)輸、箕斗提升及礦倉(cāng)儲(chǔ)存等均有不利的影響。,1 礦床的特性與分類(lèi),1.2.8 碎脹性 礦巖破碎后體積增大的性能稱(chēng)為碎脹性。礦巖碎后的體積與其原體積之比，稱(chēng)為碎系數(shù)(或松散系數(shù))。碎系數(shù)的大小主要取決于破碎后礦巖塊度的組成和塊度的形狀。一般堅(jiān)硬礦巖的松 散系數(shù)為1.21.6。,1 礦床的特性與分類(lèi),1.3 金屬礦床的特征與分類(lèi) 礦床是由一個(gè)或多個(gè)礦體所組成。礦床特征表現(xiàn)在單個(gè)礦體的特征，及其組合特征上。 1.3.1 金屬礦床的埋藏要素 金屬礦床的埋藏要素是指礦體的走向長(zhǎng)度、厚度、傾角、延伸深度和埋藏深度等。 礦體的延伸深度是指礦體上部界限至下部界限的垂直距離或傾斜距離，分別稱(chēng)為垂直高度和傾斜長(zhǎng)度(簡(jiǎn)稱(chēng)垂高和斜長(zhǎng))。埋藏深度則指從地表至礦體上部界限的垂直距離（圖1-4）。,1 礦床的特性與分類(lèi),圖1-4 礦體的延伸深度和埋藏深度 1-礦體；h-埋藏深度；H-延伸深度(垂直高度)。,1 礦床的特性與分類(lèi),1.3.2 金屬礦床的分類(lèi) 金屬礦床的礦體的形狀、厚度及傾角，對(duì)于礦床開(kāi)采有直接的影響。因此，一般將金屬礦床按礦體形狀、厚度和傾角進(jìn)行分類(lèi)。 A按礦體的形狀分類(lèi) (1) 層狀礦體 這類(lèi)礦體圖1-5(a)規(guī)模較大，賦存條件(傾角、厚度等)穩(wěn)定，有用礦物成分組成穩(wěn)定，分布較均勻。多見(jiàn)于沉積型黑色金屬礦床。,1 礦床的特性與分類(lèi),圖1-5礦體形狀 (a) 層狀礦體；(b) 脈狀礦體；(c) 網(wǎng)脈狀礦體； (d)-透鏡狀礦體；(e)-塊狀礦體；(f)-巢狀礦休。,1 礦床的特性與分類(lèi),(2) 脈狀礦體 這類(lèi)礦體主要由熱液和氣化作用，將礦物質(zhì)充填于地殼裂隙中生成圖1-5(b)、(c)。礦脈與圍巖接觸處有蝕變現(xiàn)象，礦體賦存條件不穩(wěn)定，有用成分分布不均勻，有色、稀有及貴金屬礦床多屬此類(lèi)。 (3) 塊狀礦體 這類(lèi)礦體主要是由于充填、接觸交代、分離和氣化作用所形成。礦體大小不一，形狀呈不規(guī)則的透鏡狀、礦巢、礦株等產(chǎn)出；礦體與圍巖的界限不明顯。某些有色金屬(銅、鉛、鋅)礦床屬于此類(lèi)圖1-5(d)、(e)、(f)。 在開(kāi)采脈狀體和塊狀礦體時(shí)，要加強(qiáng)探礦工作，以充分回收礦產(chǎn)資源。,1 礦床的特性與分類(lèi),B按礦體傾角分類(lèi) 礦體按傾角分為水平礦體和傾斜礦體，傾角在5以下為水平礦體，傾角為530為緩傾斜礦體，傾角為3055為傾斜礦體，傾角大于55為急傾斜礦體。 C按礦體厚度分類(lèi) 礦體厚度指礦體上盤(pán)與下盤(pán)間的垂直距離或水平距離。前者叫垂直厚度或真厚度(圖1-6中a)，后者叫水平厚度(圖1-6中b)。開(kāi)采急傾斜礦體時(shí)，常用水平厚度，而開(kāi)采傾斜礦體、緩傾斜礦體和水平礦體時(shí)，常用垂直厚度。,1 礦床的特性與分類(lèi),圖1-6 礦體的厚度 1-礦體上盤(pán)；2-礦體下盤(pán)；3-礦體；-礦體的傾角。,礦體按厚度分為五類(lèi)：極薄礦體(厚度小于0.8m)、薄礦體(厚度為0.84m)、中厚礦體(厚度為415m)、厚礦體(厚度為1040m)和極厚礦體(厚度大于40m)。,1 礦床的特性與分類(lèi),1.3.3 礦床的特性 金屬礦床的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，對(duì)礦床開(kāi)采有較大影響的因素有以下幾個(gè)方面。 A礦體賦存條件不穩(wěn)定 B礦石品位變化大 C構(gòu)造復(fù)雜 D礦巖的堅(jiān)固性大 E礦床含水性,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,2.1 礦床開(kāi)采單元的劃分 2.1.1 礦田和井田 劃歸一個(gè)礦山企業(yè)開(kāi)采的全部礦床或其一部分稱(chēng)為礦田；在一個(gè)礦山企業(yè)中，劃歸一個(gè)礦井(坑口)開(kāi)采的全部礦床或其一部分，稱(chēng)為井田。礦田有時(shí)等于井田，有時(shí)包括數(shù)個(gè)井田。 井田的大小是礦床開(kāi)采中的重要參數(shù)。在傾斜和急傾斜礦床中，井田尺寸一般用沿走向長(zhǎng)度和沿傾斜深度或垂直深度表示；在水平和微傾斜礦體中，則用長(zhǎng)度和寬度表示。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,2.1.2 階段和礦塊 (1) 階段和階段高度 在開(kāi)采緩傾斜、傾斜和急傾斜礦床時(shí)，在井田中每隔一定的垂直距離，沿走向掘進(jìn)一條或幾條與走向一致的主要運(yùn)輸巷道；上下相鄰兩個(gè)主要運(yùn)輸巷道之間的開(kāi)采范圍，稱(chēng)為階段(圖2-1)。階段高度是指相鄰上下兩個(gè)階段運(yùn)輸巷道底板之間的垂直距離(圖2-1中h)。 影響階段高度的主要因素有：礦體的傾角、厚度、走向長(zhǎng)度，礦巖的物理力學(xué)性質(zhì)，采用的開(kāi)拓方法和采礦法，階段開(kāi)拓、采準(zhǔn)、切割和回采時(shí)間，每噸礦石所攤的基建和經(jīng)營(yíng)、開(kāi)拓和采準(zhǔn)費(fèi)用，礦床的勘探類(lèi)型等。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,圖2-1 階段和礦塊的劃分 I-已采完階段；-正回采階段；-開(kāi)拓、采準(zhǔn)階段；-開(kāi)拓階段； H-礦體垂直埋藏深度；h-階段高度；L-礦體走向度； 1-主井；2-石門(mén)；3-天井；4-排風(fēng)井；5-階段運(yùn)輸平巷；6-礦塊。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,增大階段高度可減少階段的數(shù)目，節(jié)省開(kāi)拓、采切工程量及費(fèi)用，降低每噸采出礦石所攤的開(kāi)拓、采準(zhǔn)和切割費(fèi)用。 增大階段高度，可以減少階段礦柱礦量，因而可使回采階段礦柱所造成的損失和貧化相對(duì)減少。 但是增加階段高度會(huì)使采礦準(zhǔn)備和回采工作中產(chǎn)生許多技術(shù)上的困難。如掘進(jìn)很長(zhǎng)的天井較困難；在礦巖不穩(wěn)固時(shí)，回采工作不安全，而且會(huì)使天井掘進(jìn)費(fèi)用、材料和設(shè)備運(yùn)到采場(chǎng)的費(fèi)用等增加。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,(2) 階段高度的確定 選擇合理的階段高度應(yīng)符合的條件是：階段高度的基建費(fèi)和經(jīng)營(yíng)費(fèi)分?jǐn)倲?shù)額應(yīng)是最?。荒芗皶r(shí)準(zhǔn)備新階段；能保證安全作業(yè)。階段高度的值變化較大，一般根據(jù)礦床的埋藏條件，礦巖的穩(wěn)固性和采礦法的要求等主要因素確定。當(dāng)開(kāi)采緩傾斜礦體時(shí)，階段高度一般為2025m；當(dāng)開(kāi)采傾斜、急傾斜礦體時(shí)，階段高度常為4060m，甚至達(dá)80120m。 (3) 礦塊 將階段中的礦體沿走向每隔一定距離劃分的礦段，稱(chēng)為礦塊(圖2-1中6)，礦塊為礦井生產(chǎn)的基本單元。關(guān)于礦塊的結(jié)構(gòu)參數(shù)，將在采礦方法各章中分別論述。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,圖2-2 盤(pán)區(qū)和采區(qū)的劃分 I-開(kāi)拓盤(pán)區(qū)；-采準(zhǔn)盤(pán)區(qū)；-回采盤(pán)區(qū)； 1-主井；2-副井；3-主要運(yùn)輸巷道；4-盤(pán)區(qū)運(yùn)輸巷道； 5-采區(qū)巷道；6-采區(qū)；7-切割巷道。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,2.1.3 盤(pán)區(qū)和采區(qū) (1) 盤(pán)區(qū) 在開(kāi)采水平和微傾斜礦體時(shí)，如果礦體的厚度不超過(guò)允許的階段高度，則在井田內(nèi)不再劃分階段。此時(shí)沿井田范圍，每隔一定距離用運(yùn)輸巷道劃分的開(kāi)采范圍，稱(chēng)為盤(pán)區(qū)(圖2-2)。盤(pán)區(qū)的寬度主要取決于礦床的開(kāi)采技術(shù)條件，所采用的采礦法以及所選用的運(yùn)礦機(jī)械。 (2) 采區(qū) 在盤(pán)區(qū)中的礦體沿走向每隔一定距離劃分的礦段，稱(chēng)為采區(qū)(圖2-2中6)。采區(qū)也是礦井生產(chǎn)的基本單元，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)將在有關(guān)采礦法中論述。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,2.2 井田中的開(kāi)采順序 2.2.1 井田中階段的開(kāi)采順序 井田中階段的開(kāi)采順序有上行式和下行式兩種。下行式的開(kāi)采順序是先開(kāi)采上部階段，后開(kāi)采下部階段，上行式則相反。 在生產(chǎn)實(shí)際中，一般多采用下行式開(kāi)采順序。因?yàn)檫@種開(kāi)采順序有很多優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省初期投資；縮短基建時(shí)間；在逐步向下的開(kāi)采過(guò)程中能進(jìn)一步探清深部礦體；生產(chǎn)安全條件好；適用的采礦法多。 上行式開(kāi)采順序僅在某些特殊條件下(如下部有國(guó)家急需的富礦)采用，需經(jīng)國(guó)家主管部門(mén)批準(zhǔn)。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,2.2.2 階段中礦塊的開(kāi)采順序 按開(kāi)采工作相對(duì)于主要開(kāi)拓巷道(主井、主平硐)的推進(jìn)方向,階段中的礦塊開(kāi)采順序可分為三種。 (1) 前進(jìn)式開(kāi)采 當(dāng)階段運(yùn)輸平巷掘進(jìn)結(jié)束后，從靠近主要開(kāi)拓巷道的礦塊先開(kāi)始開(kāi)采，向井田邊界依次推進(jìn)(圖2-3中)。 (2) 后退式開(kāi)采 在階段運(yùn)輸巷道掘進(jìn)到井田邊界后，從井田的邊界礦塊開(kāi)始，向主要開(kāi)拓巷道方向依次開(kāi)采(圖2-3中)。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,(3) 混合式開(kāi)采 初期用前進(jìn)式開(kāi)采，后期為后退式開(kāi)采，或同時(shí)用前進(jìn)式與后退式混合開(kāi)采。混合式開(kāi)采生產(chǎn)管理比較復(fù)雜，只有在特殊條件下(開(kāi)采過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新礦體)使用。雙翼開(kāi)采圖2-3中(a)可以形成較長(zhǎng)的回采工作線，獲得較高的產(chǎn)量，從而可以縮短階段開(kāi)采的時(shí)間，有利于地壓控制，在生產(chǎn)實(shí)際中使用最廣泛。單翼開(kāi)采圖2-3中(b)使用很少。側(cè)翼開(kāi)采圖2-3中(c)，只有在受地形條件限制，井田走向長(zhǎng)度不大等情況下使用。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,圖2-3 階段中礦塊的開(kāi)采順序 I-前進(jìn)式開(kāi)采；-后退式開(kāi)采 (a)雙翼開(kāi)采；(b)單翼開(kāi)采；(c)側(cè)翼開(kāi)采。 1一主井；2一風(fēng)井。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,2.2.3 階段中相鄰礦體的開(kāi)采順序 階段中若有多個(gè)彼此相距很近的礦體，當(dāng)開(kāi)采其中某一礦體時(shí)，將影響鄰近的礦體。這時(shí)確定各礦體間合理開(kāi)采順序，對(duì)生產(chǎn)的安全和資源的充分回收，都有重要意義。其開(kāi)采順序主要有： (1) 礦體傾角小于或等于圍巖的移動(dòng)角時(shí)，應(yīng)選用從上盤(pán)向下盤(pán)逐一開(kāi)采的順序圖2-4(a)，即先采位于上盤(pán)的礦體，其采空區(qū)的下盤(pán)圍巖不會(huì)移動(dòng)，因此不會(huì)影響下盤(pán)礦體的開(kāi)采。如采用相反的順序，將會(huì)使礦體處在礦體工采空區(qū)的上盤(pán)巖石移動(dòng)帶之內(nèi)，影響礦體的開(kāi)采圖2-4(b)。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,(2) 礦體傾角大于圍巖移動(dòng)角，兩礦體又相近時(shí)，無(wú)論先采那個(gè)礦體，都會(huì)因采空區(qū)圍巖移動(dòng)而相互影響圖2-4(c)。這時(shí)，相鄰礦體的開(kāi)采順序應(yīng)根據(jù)礦體之間夾石層的厚度，礦巖的穩(wěn)固性所選用的采礦法和技術(shù)措施而定。一般選用先采上盤(pán)礦體后采下盤(pán)礦體的開(kāi)采順序。如夾石層厚度不大，又采用充填法時(shí)，也可采用由下盤(pán)向上盤(pán)的開(kāi)采順序。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,圖2-4 相鄰礦體的開(kāi)采順序 (a)、(b)礦休傾角小于或等于巖石移動(dòng)角； (c)礦體傾角大于巖石移動(dòng)角， -礦休傾角；-下盤(pán)巖石移動(dòng)角；-上盤(pán)巖石移動(dòng)角。 、-相鄰兩條礦脈。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,2.3 井田的開(kāi)采步驟 2.3.1 井田的開(kāi)采步驟 井田開(kāi)采可分為開(kāi)拓、采切和回采三個(gè)步驟，這些步驟反映了不同的生產(chǎn)階段(見(jiàn)圖2-1，圖2-2)。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,(1) 井田的開(kāi)拓 在井田內(nèi)從地表掘進(jìn)一系列的井巷通達(dá)礦體，使地面與礦體構(gòu)成一個(gè)完整的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供水和動(dòng)力輸送等系統(tǒng)，以便把人員、動(dòng)力、設(shè)備、材料和新鮮空氣送到井下，并將井下的礦石、廢石、水和污濁空氣等送到地面，這項(xiàng)工作稱(chēng)為井田開(kāi)拓。為開(kāi)拓井田而掘進(jìn)的巷道稱(chēng)為開(kāi)拓巷道。 (2) 礦塊的采切 在已完成開(kāi)拓的階段中，掘進(jìn)巷道將階段礦體劃分成礦塊，并解決礦塊的人行、通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題，這項(xiàng)工作稱(chēng)為采切工作。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,采切工作量的大小常用采切比表示。采切比指從礦塊中每采出一千噸(或一萬(wàn)噸)礦石所需掘進(jìn)的采切巷道米數(shù)，它可以用下式進(jìn)行計(jì)算：,(2-1),式中 L礦塊中采切巷道的總長(zhǎng)度，m； T礦塊中采出的礦石量，t。 (3) 礦塊的回采 在做好采切工作的礦塊中所進(jìn)行的大量的采礦，稱(chēng)為回采工作。它一般包括崩礦，出礦和地壓控制等三項(xiàng)主要作業(yè)。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,2.3.2 三級(jí)礦量 為了保證礦山持續(xù)、均衡地進(jìn)行生產(chǎn)，按照我國(guó)礦山歷年所積累的經(jīng)驗(yàn)，在礦山生產(chǎn)管理中，各個(gè)開(kāi)采步驟互為超前的關(guān)系是用獲得一定的礦量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，將生產(chǎn)礦量按開(kāi)采準(zhǔn)備程度劃分為開(kāi)拓礦量、采切礦量和備采礦量三級(jí)，稱(chēng)為三級(jí)礦量。,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,(1) 開(kāi)拓礦量 開(kāi)拓礦量是設(shè)計(jì)可采工業(yè)儲(chǔ)量的一部分，凡按設(shè)計(jì)所規(guī)定開(kāi)拓系統(tǒng)中的井巷已開(kāi)鑿?fù)戤?，形成了完整的開(kāi)拓系統(tǒng)和采準(zhǔn)工作以前所需進(jìn)行的生產(chǎn)探礦工程，在此范圍內(nèi)所控制的礦量，稱(chēng)為開(kāi)拓礦量。 (2) 采準(zhǔn)礦量 采準(zhǔn)礦量是開(kāi)拓礦量的一部分。在開(kāi)拓礦量的基礎(chǔ)上，全部完成采礦法所規(guī)定的采準(zhǔn)井巷工程的礦量，稱(chēng)為采準(zhǔn)礦量。 (3) 備采礦量 備采礦量是采準(zhǔn)礦量的一部分，在采準(zhǔn)礦量基礎(chǔ)上，全部完成了采礦法所規(guī)定的切割巷道的礦量，稱(chēng)備采礦量,2 礦床開(kāi)采單元的劃分及其開(kāi)采順序,2.3.3 開(kāi)采步驟之間的關(guān)系 開(kāi)拓、采切和回采三者之間的正常關(guān)系，應(yīng)該是以保證礦山持續(xù)、均衡生產(chǎn)，避免出現(xiàn)生產(chǎn)停頓，產(chǎn)量下降等現(xiàn)象為原則。 礦山在基建時(shí)期，上述三個(gè)步驟是依次進(jìn)行的；在投產(chǎn)后的正常生產(chǎn)時(shí)期，應(yīng)貫徹“采掘并舉，掘進(jìn)先行”的方針，按照國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，必須保證開(kāi)拓超前于采切，采切超前于回采，使礦山達(dá)到持續(xù)正常生產(chǎn)的目的。超前的值，一般用保有的三級(jí)礦量指標(biāo)來(lái)保證。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有規(guī)定(有色金屬礦山)，三級(jí)礦量的保有期限定額(按年產(chǎn)量計(jì))為：開(kāi)拓礦量三年以上，采準(zhǔn)礦量12個(gè)月以上；備采礦量6個(gè)月以上。在特殊情況下，可靈活應(yīng)用這一規(guī)定，但必須采取切實(shí)有效的措施，并報(bào)請(qǐng)上級(jí)主管部門(mén)批準(zhǔn)，以保證礦山連續(xù)而均衡地生產(chǎn)。,礦石的損失貧化 及其對(duì)礦床開(kāi)采的要求,3 礦石的損失貧化和對(duì)礦床開(kāi)采的要求,3.1 礦石損失和貧化的概念 3.1.1 礦石損失和貧化的概念 在礦床開(kāi)采過(guò)程中，由于某些原因造成一部分工業(yè)儲(chǔ)量的礦石未采出或采下的礦石未能完全運(yùn)出地表而丟失。凡在開(kāi)采過(guò)程中造成礦石在數(shù)量上的減少，叫礦石損失。 礦石損失分為非開(kāi)采損失與開(kāi)采損失。非開(kāi)采損失是指與開(kāi)采無(wú)關(guān)的損失，即由于地質(zhì)構(gòu)造與水文地質(zhì)條件等引起的礦石損失，以及為保護(hù)井筒和地表建筑物所留的保安礦柱的損失。開(kāi)采損失指與開(kāi)采有關(guān)的(或開(kāi)采過(guò)程中發(fā)生的)礦石損失。,3 礦石的損失貧化和對(duì)礦床開(kāi)采的要求,開(kāi)采損失又分為未采下?lián)p失與采下?lián)p失。未采下?lián)p失是指在開(kāi)采范圍內(nèi)無(wú)法開(kāi)采或開(kāi)采不經(jīng)濟(jì)的邊緣礦體、平行礦脈和礦塊內(nèi)永久性礦柱所造成的損失，以及崩礦時(shí)未崩下的礦石損失。采下?lián)p失是指已采下而殘留在采場(chǎng)中不能放出的礦石損失和運(yùn)輸過(guò)程中的礦石損失。 在開(kāi)采過(guò)程中損失的工業(yè)儲(chǔ)量與原工業(yè)儲(chǔ)量之比率，稱(chēng)為礦石損失率。而采出的純礦石量(工業(yè)儲(chǔ)量)與原工業(yè)儲(chǔ)量之比率，叫做礦石回收率。損失率和回收率都用百分?jǐn)?shù)(%)表示。,3 礦石的損失貧化和對(duì)礦床開(kāi)采的要求,在開(kāi)采過(guò)程中還有礦石貧化。礦石貧化是指采出礦石的品位比原礦石品位降低。它有兩種表示方法：凡混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率，叫廢石混入率；凡因混入廢石和高品位粉礦的流失而造成礦石品位降低的百分率，叫做礦石貧化率。,3 礦石的損失貧化和對(duì)礦床開(kāi)采的要求,3.1.2 礦石損失和貧化的原因 (1) 造成礦石損失的原因：因地質(zhì)破壞或礦床產(chǎn)狀復(fù)雜，致使開(kāi)采時(shí)無(wú)法全部采出；因崩礦不完全，或因留下的礦柱無(wú)法回采而造成部分工業(yè)礦石的損失；或在出礦時(shí)殘留在下盤(pán)的碎礦和粉礦放不干凈；在覆蓋巖石下放礦時(shí)，因混入廢石過(guò)多，品位太低已無(wú)工業(yè)價(jià)值，不得不將其拋棄形成礦石損失等。 (2) 造成礦石貧化的主要原因是：在采礦過(guò)程中混入了廢石；或高品位的粉礦被丟失，使采出礦石品位下降；也有礦床在開(kāi)采過(guò)程中，有用成分氧化或被析出等。,3 礦石的損失貧化和對(duì)礦床開(kāi)采的要求,3.1.3 降低礦石損失與貧化的措施 為了充分利用地下資源，減少因礦石損失與貧化所引起的經(jīng)濟(jì)損失，提高礦產(chǎn)原料的數(shù)量和質(zhì)量，應(yīng)該針對(duì)產(chǎn)生礦石損失與貧化的原因，采取有效的措施。 (1) 加強(qiáng)地質(zhì)測(cè)量工作，為采礦設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)資料，以便正確確定采掘范圍，減少?gòu)U石混入量和礦石損失量。 (2) 選擇合理的開(kāi)拓方法，盡可能不留或少留保安礦柱。 (3) 選擇合理的開(kāi)采順序，及時(shí)回采礦柱和處理采空區(qū)。,3 礦石的損失貧化和對(duì)礦床開(kāi)采的要求,(4) 選擇合理的采礦法及其結(jié)構(gòu)參數(shù)，改進(jìn)采礦工藝。 (5) 改進(jìn)采場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)，推廣振動(dòng)出礦設(shè)備和無(wú)軌出礦設(shè)備，加強(qiáng)出礦管理，以提高礦石回收率，