礦床開采總論

第一章礦床開采總論第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)

對(duì)礦床開采的要求礦石損失與貧化金屬礦床的工業(yè)特征2/5/20231礦物資源工程專業(yè)主干課程

本章基本內(nèi)容主要介紹金屬礦床的工業(yè)特征、金屬礦床的分類及金屬礦床的特點(diǎn)；介紹礦床開采過程中的礦石損失、貧化和三級(jí)礦量的確定方法等。

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正確掌握礦石損失與貧化的計(jì)算方法。

重點(diǎn)1、礦石損失與貧化的基本概念。2、礦石損失與貧化的計(jì)算方法。3、礦石損失與貧化的原因及降低礦石損失與貧化的措施。4、礦石及圍巖的主要物理力學(xué)性質(zhì)。難點(diǎn)2/5/20233礦物資源工程專業(yè)主干課程第一節(jié)金屬礦床的工業(yè)特征※礦石和廢石的概念是相對(duì)的。一、礦石與廢石1礦石：地殼中能提取國民經(jīng)濟(jì)所必須的礦物產(chǎn)品的集合體。2礦體：在現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，能以工業(yè)規(guī)模開采的礦石聚集體。3礦床：一個(gè)或數(shù)個(gè)礦體及其周圍的巖石和地層、構(gòu)造等整個(gè)含礦地段。4廢石：在礦體周圍的巖石(圍巖)以及夾在礦體中的巖石(夾石)，不含有用成分或含量過少，當(dāng)前不宜作為礦石開采的集合體金屬礦床的工業(yè)特征2/5/20234礦物資源工程專業(yè)主干課程二、礦石品位指礦石中有用成分的含量。常用百分?jǐn)?shù)或g/t、g/m3表示。⒉堅(jiān)固性：指礦（巖）石抵抗外力的性能?！鶊?jiān)固性的大小，常用堅(jiān)固性系數(shù)f表示。f＝бC/100※堅(jiān)固性影響鑿巖速度、炸藥消耗量和地壓管理。三、礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)⒈硬度：指礦（巖）石抵抗外來機(jī)械作用的能力?！捕扔绊戣弾r設(shè)備和破碎方法的選擇，也影響勞動(dòng)生產(chǎn)率、材料消耗和采礦成本。金屬礦床的工業(yè)特征2/5/20235礦物資源工程專業(yè)主干課程金屬礦床的工業(yè)特征2/5/20236礦物資源工程專業(yè)主干課程⒊穩(wěn)固性：指礦（巖）石在空間允許暴露面積的大小和暴露時(shí)間長短的性能?！?/p>

穩(wěn)固性和堅(jiān)固性既有聯(lián)系又有區(qū)別?！鶕?jù)礦巖的穩(wěn)固程度，可將礦巖的穩(wěn)固性分為五級(jí)：⑶中等穩(wěn)固：不支護(hù)的允許暴露面積為50～200m2。⑴極不穩(wěn)固：掘進(jìn)巷道或采礦時(shí)，不允許有暴露面積，否則可能產(chǎn)生片幫或冒落現(xiàn)象。⑵不穩(wěn)固：不支護(hù)的允許暴露面積在50m2以內(nèi)。金屬礦床的工業(yè)特征2/5/20237礦物資源工程專業(yè)主干課程※礦巖穩(wěn)固性影響到井巷的維護(hù)、采礦方法及地壓管理方法的選擇。⑷穩(wěn)固：不支護(hù)的允許暴露面積為200～800m2。⑸極穩(wěn)固：不支護(hù)的允許暴露面積在800m2以上。⒋結(jié)塊性指采下的礦石在遇水和受壓，并經(jīng)過一段時(shí)間后又重新連結(jié)成塊的性質(zhì)?！V石的結(jié)塊性對(duì)礦石的運(yùn)輸和采礦方法選擇有影響。

金屬礦床的工業(yè)特征2/5/20238礦物資源工程專業(yè)主干課程※礦石的氧化會(huì)降低選礦回收率。※礦石的自燃，會(huì)使井下溫度上升，并可能引發(fā)地下火災(zāi)，對(duì)礦井通風(fēng)、爆破方法和采礦方法的選擇有特殊的要求。⒌氧化性指硫化礦石在水和空氣的作用下，變?yōu)檠趸V石的性質(zhì)。⒍自燃性指高硫礦石，在空氣中氧化并放出熱量，經(jīng)過一定時(shí)間后，溫度升高，引起自燃的性質(zhì)。金屬礦床的工業(yè)特征2/5/20239礦物資源工程專業(yè)主干課程※礦巖破碎后的體積與其原巖體積之比，稱為碎脹系數(shù)(或松散系數(shù))。

※礦巖碎脹性對(duì)礦巖運(yùn)輸提升有影響。

⒎含水性指礦巖吸收和保持水分的性能?！V巖含水性對(duì)放礦、運(yùn)輸，箕斗提升及礦倉貯存和采礦、巷道支護(hù)等帶來困難。⒏碎脹性指礦巖破碎后體積增大的性質(zhì)。金屬礦床的工業(yè)特征2/5/202310礦物資源工程專業(yè)主干課程⑴層狀礦床⑵脈狀礦床⑶塊狀礦床四、金屬礦床的分類⒈按礦體形狀分類金屬礦床的工業(yè)特征2/5/202311礦物資源工程專業(yè)主干課程※礦體的傾角影響到采場中礦石的運(yùn)搬方式和礦床開拓方法的選擇。⒉按礦體傾角分類⑴水平和微傾斜礦床：傾角小于5°。⑵緩傾斜礦床：傾角為5°～30°。⑶傾斜礦床：傾角為30°～55°。⑷急傾斜礦床：傾角大于55°。金屬礦床的工業(yè)特征2/5/202312礦物資源工程專業(yè)主干課程⒊按礦體厚度分類

礦體的厚度：指礦體上盤與下盤間的垂直距離或水平距離。前者稱垂直厚度或真厚度(圖1-1中的a)。后者稱水平厚度(圖1-1中的b)。

圖1—1礦體厚度

1—礦體上盤；2—礦體下盤3—礦體；α—礦體傾角

金屬礦床的工業(yè)特征2/5/202313礦物資源工程專業(yè)主干課程⑸極厚礦體：厚度大于40m。

※礦體的厚度大小對(duì)于采礦方法的選擇和開拓工程布置有影響。礦體按厚度的不同，可分成五類：⑴極薄礦體：厚度在0.8m以下。⑵薄礦體：厚度在0.8～4m之間。⑶中厚礦體：厚度為4～15m。⑷厚礦體：厚度為15～40m。金屬礦床的工業(yè)特征2/5/202314礦物資源工程專業(yè)主干課程⒈礦床賦存條件不穩(wěn)定；⒉礦石品位變化大；

⒊地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜；

⒋礦石和圍巖的堅(jiān)固性大；

⒌礦床的含水性。

五、金屬礦床的特點(diǎn)金屬礦床的工業(yè)特征2/5/202315礦物資源工程專業(yè)主干課程第二節(jié)礦石損失和貧化◆礦石損失率：指在開采過程中損失的工業(yè)儲(chǔ)量與原工業(yè)儲(chǔ)量之比率。◆礦石回收率：指采出的純礦石量與工業(yè)儲(chǔ)量之比率。※損失率和回收率均用百分?jǐn)?shù)(%)表示。一、礦石損失和貧化的概念⒈礦石損失與損失率①礦石損失指在開采過程中造成礦石在數(shù)量上的減少。②礦石損失和表示方法礦石損失與貧化2/5/202316礦物資源工程專業(yè)主干課程◆廢石混入率：混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率，用百分?jǐn)?shù)(%)表示；◆礦石貧化率：采出礦石品位比原礦石品位降低的百分率?！V石損失與貧化是評(píng)價(jià)礦床開采的主要指標(biāo)，它反映了資源的利用情況和采出礦石的質(zhì)量情況。

2．礦石貧化與貧化率①礦石貧化指在開采過程中，由于各種原因造成礦石質(zhì)量的降低。②礦石貧化和表示方法礦石損失與貧化2/5/202317礦物資源工程專業(yè)主干課程①由于地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件等引起的礦石損失。②需留保安礦柱而不能回采的損失。①采下?lián)p失：主要包括采下后殘留在采場內(nèi)不能運(yùn)出的礦石損失和運(yùn)輸過程中的損失。②未采下?lián)p失：主要包括設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)開采而未采下的損失、礦塊內(nèi)留下的永久性礦柱不能采出的礦石損失。二、礦石損失與貧化的原因1．礦石損失的原因⑴非開采損失⑵開采損失礦石損失與貧化2/5/202318礦物資源工程專業(yè)主干課程⑶有用成分氧化或被析出。1．礦石損失與貧化計(jì)算公式設(shè)Q─礦體(礦塊)工業(yè)儲(chǔ)量，t；Q0─開采過程中損失的工業(yè)儲(chǔ)量，t；R─混入采出礦石中的廢石量，t；T─采出礦石量，t；⒉礦石貧化的原因⑴因礦體邊界控制不好、夾石未剔出或在覆巖下放礦等原因混入了廢石；⑵高品位粉礦流失；三、礦石損失與貧化計(jì)算

礦石損失與貧化2/5/202319礦物資源工程專業(yè)主干課程

◆礦石量平衡式：T=Q－Q0+R(1—2)◆金屬量平衡式：T=(Q－Q0)+R(1—3)由式(1—2)得：R=T－Q+Q0，代入式(1—3)，得礦石損失率q的計(jì)算公式：а─工業(yè)儲(chǔ)量礦石的品位，%；а′─采出礦石(包含混入的廢石)的品位，％а″─混入廢石的品位，％。根據(jù)礦體(礦塊)開采結(jié)果，可列出如下礦石量和金屬量各自平衡的方程式q＝(1—4)礦石損失與貧化2/5/202320礦物資源工程專業(yè)主干課程

※廢石混入率與礦石貧化率是表示在開采過程中礦石質(zhì)量降低的兩個(gè)不同概念的指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)分別進(jìn)行計(jì)算。

由式(1—2)得：Q0=Q+R－T，代入式(1—4)，得廢石混入率的計(jì)算公式礦石貧化率是指工業(yè)儲(chǔ)量礦石品位與采出礦石品位之差對(duì)工業(yè)儲(chǔ)量礦石品位之比。礦石貧化率的計(jì)算式為：礦石損失與貧化2/5/202321礦物資源工程專業(yè)主干課程⑵間接法：地質(zhì)測量人員不能進(jìn)入采場進(jìn)行實(shí)地觀測，則只能用間接法計(jì)算。⑵選擇合理的開拓方法，盡可能少留或不留保安礦柱。⒉礦石損失與貧化的計(jì)算程序⑴直接法：地質(zhì)測量人員進(jìn)入采場進(jìn)行實(shí)地觀測，可用直接法計(jì)算礦石損失率與廢石混入率。四、降低礦石損失與貧化的措施⑴加強(qiáng)地質(zhì)測量工作，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，減少廢石混入量和礦石損失量。礦石損失與貧化2/5/202322礦物資源工程專業(yè)主干課程⑺加強(qiáng)生產(chǎn)管理，建立健全質(zhì)量監(jiān)測、管理和控制體系，減少礦石貧化與損失。

⑶選擇合理的開采順序，及時(shí)回采礦柱和處理采空區(qū)。⑷選擇合理的采礦方法及其結(jié)構(gòu)參數(shù)，改進(jìn)采礦工藝，減少回采的損失與貧化。⑸選擇合理的底部出礦結(jié)構(gòu)，推廣無軌出礦設(shè)備和振動(dòng)出礦設(shè)備，加強(qiáng)放礦管理，提高礦石回收率，降低礦石貧化率