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本科认识论文题目：关于金属矿床与煤矿矿床的认识 单 位： 辽宁工程技术大学 姓 名： 学 号： 专业班级： 采矿工程14-2班 指导教师： 2016年10月6日 关于金属矿床与煤矿矿床的认识摘 要 本文介绍关于金属矿床与煤矿矿床的认识，“富煤，贫油，少气”是我国能源资源的鲜明特点。我国煤炭资源总量5.9万亿吨，占一次能源资源总量的94%，而石油、天然气资源仅占6%，且其增产难度大，对外依存度高。目前我国矿业种类主要是煤矿和金属矿，但是二者在开采方式，开采条件，开采难度都是不同的，并且在二者工业特征，物化性质，开采方式也是在联系中用着不同的，矿床的形状，大小及埋藏深度变化很大，地形，地质，水文地质和矿石与围岩的物理力学性质各不相同，有用矿物在矿体中分布极不均匀。采矿工作地点随矿床的延伸而不断变动，随开采深度的加大低压和低温也逐渐增加。同时，矿石辈采出后资源不能再生，越来越少，越来越深，矿石质量越来越差，开采条件越来越复杂，采矿成本越来越高。所以根据金属矿的坚固性，稳定性，结块性，氧化性和自燃性，含水性及碎胀性等将金属矿开采方式分为空场采矿法，崩落采矿法，填充采矿法这三类。根据煤矿石的物化性质将采煤方法分为长壁垮落采煤法，单一走向长壁采煤法，倾斜长壁采煤法，厚煤层倾斜分层长壁下行垮落采煤法，长壁放顶煤采煤法，急倾斜煤层采煤法，柱式体系采煤法等。 关键词：现状；金属矿床；煤矿矿床；开采方式；特征比较The understanding of metal deposit and coal mineAbstract This paper introduces the knowledge about metal deposits and deposits of coal, rich in coal, oil, less gas is the distinctive characteristics of energy resources in china. Chinas total coal resources 5 trillion and 900 billion tons, accounting for 94% of total energy resources, and oil, natural gas resources accounted for only 6%, and its production is difficult, high degree of dependence on foreign. The types of mining in our country are mainly coal and metal mines, but the two mining in mining, mining conditions, the difficulty is different, and the two industry characteristics, physicochemical properties, mining is in contact with a different deposit, shape, size and depth varies greatly, terrain. The geological, hydrogeological and physical and mechanical properties of ore and rock vary, uneven distribution of useful minerals in the ore body. Mining work place with the extension of the deposit and continue to change, with the increase of the depth of the mining of low pressure and low temperature also increased gradually. At the same time, the ore generation resources can not be renewable, less and less, more and more deep, more and more poor quality of the ore, mining conditions become more complex, mining costs are getting higher and higher. So according to the consistency, the stability of metal ore, agglomeration, oxidation and spontaneous combustion, water content and expansion of the metal ore mining is divided into open stoping, sublevel caving method, the three kinds of filling mining method. According to the physicochemical properties of the coal mining method will be divided into long wall caving mining method, longwall coal mining method, inclined longwall mining, inclined thick coal seam layered down long wall caving method, longwall caving method in steep coal seam, mining method, pillar mining method etc.Key words: current situation; metal deposit; coal mine; mining method; characteristic comparison目 录第1章 引言.3第2章 金属矿床与煤矿矿床的现状及基本概念32.1 金属矿床与煤矿矿床的现状.32.2 金属矿床的概念.32.3 煤矿矿床的概念.3第3章 金属矿床和煤矿矿床的工业特征及比较.43.1 金属矿床工业特征.43.1.1. 矿石与废石和金属矿石的种类 43.1.2. 矿石和围岩的物理力学性质53.1.3 金属矿床的分类 53.2 煤矿矿床工业特征.63.3 金属矿床和煤矿矿床的工业特征的比较.7第4章 金属矿床和煤矿矿床的开采方式.74.1 金属矿床的开采方式.84.2 煤矿矿床的开采方式 .9 4.2.1 矿井开拓内容.94.2.2 开拓方式 94.2.3 井下采煤94.2.4 露天开采.9第5章 总结 10参考文献10 第1章引言 “富煤，贫油，少气”是我国能源资源的鲜明特点。我国煤炭资源总量5.9万亿吨，占一次能源资源总量的94%，而石油、天然气资源仅占6%，且其增产难度大，对外依存度高。纵然在2000年以后中国加大了对于石油资源勘探的投资且不断发现新油田，但是中国煤炭的储量还是远远大于中国已探明的石油储量，煤炭产量也远远大于石油产量，并且中国煤炭产量与石油产量的差距近年来逐渐拉大。采矿工业是现代工业的基础。大力发展采矿工业是高速发展冶金工业和其它一切工业的需要，是实现社会主义工业，农业，国防和科学技术现代化的需要。我国的采矿工业在历史上有着光辉而巨大的成就；在建国以后的三十五年里，采矿事业得到了更加迅速的发展。采矿工业的对象是种类繁多的矿床。这些矿床的形状，大小及埋藏深度变化很大，地形，地质，水文地质和矿石与围岩的物理力学性质各不相同，有用矿物在矿体中分布极不均匀。采矿工作地点随矿床的延伸而不断变动，随开采深度的加大低压和低温也逐渐增加。同时，矿石辈采出后资源不能再生，越来越少，越来越深，矿石质量越来越差，开采条件越来越复杂，采矿成本越来越高。近二十年来，露天开采的范围其产量比重有所增加，但是，随着现代工业的迅速发展，对金属矿石的需求量不断增长，开采深度逐渐增加，露天开采可能陆续转为地下开采，而地下矿山也要向着深部矿床延伸。 第2章2.1 金属矿床和煤矿矿床的现状目前，世界上已知的约168种矿产在中国均有发现，探明储量的矿产在130种以上，总居世界第三位。有20多种矿产的探明储量居世界前列，年产矿石已超过70亿t。我国固体矿产在世界固体矿产总产值中占16.5%，居世界第二位。根据埋深和开采技术条件，固体矿床开采分为地下开采和露天开采。我国煤炭以地下开采为主，露天开采的比重在6%7%左右，黑色金属和建材的露天开采比重在90%左右，化工，有色金属和铀矿露天开采的比重分别在42.6%，32%,20%。西方资本主义国家地下开采的比重约占35%；苏联铁矿石占15%，而有色金属矿石占三分之一。我国铁矿石占10%，有色金属矿石占三分之二。2.2 金属矿床的概念按照工业用途及金属性质，将金属矿床分为：黑色金属矿床。包括铁、锰、钒、钛、铬等矿床，主要用于冶金工业。有色金属矿床。有铝、镁、铜、铅、锌、镍、钴、钨、锡、钼、汞、锑等矿床，用于电气、航空、机械、通讯、造船、建筑、化工等部门。稀有和稀土金属矿床。稀有金属包括锂、铯、铌、钽、铍 、铷、锶、锆等，稀土金属包括镧、铈、钇、铕、钆、钐等17种元素。它们在地壳中丰度很低，不易富集或在选冶技术上提取比较困难，但在工业上有特殊用途，主要用于航天、原子能、石油、化工、电子等部门。贵金属矿床。一组性质独特、价格昂贵的金属，包括金、银和铂族金属（铂、钯 、铱、铑、锇、钌）。放射性金属矿床。包括铀和钍矿床 ，用于原子能工业和冶金、仪器和医学等方面。分散元素矿床。由于过分稀少很难形成独立矿物因而分散在其他矿物或介质中的元素称为分散元素，包括锗、镓、铟、铊、镉、钪、硒、碲、铼、铪等，用于电子、冶金、化工、石油、航天等部门。2.3 煤矿矿床的概念煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿。当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿。当煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿。我国绝大部分煤矿属于井工煤矿。煤矿范围包括地上地下以及相关设施的很大区域。煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括巷道、井硐和采掘面等等。煤是最主要的固体燃料，是可燃性有机岩的一种。它是由一定地质年代生长的繁茂植物，在适宜的地质环境中，逐渐堆积成厚层，并埋没在水底或泥沙中，经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地质时期中，以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的地层中产煤最多，是重要的成煤时代。煤的含碳量一般为4697%，呈褐色至黑色，具有暗淡至金属光泽。根据煤化程度的不同，煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。第3章3.1金属矿床工业特征 3.1.1. 矿石与废石和金属矿石的种类 （1）矿石和废石 矿石的概念：矿石是指可从中提取有用组分或其本身具有某种可被利用的性能的矿物集合体。可分为金属矿物、非金属矿物。 矿石中有用成分（元素或矿物）的单位含量称为矿石品位，金、铂等贵金属矿石用克/吨表示，其他矿石常用百分数表示。常用矿石品位来衡量矿石的价值，但同样有效成分矿石中脉石（矿石中的无用矿物或有用成分含量甚微而不能利用的矿物）的成分和有害杂质的多少也影响矿石价值。废石的概念：在矿体周围的岩石（围岩）以及夹在矿体中的岩石（夹石），不含有用成分或含量过少，当前不宜作为矿石开采的，则称为废石。矿石和废石的概念是相对的，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，一般来讲，划分矿石与废石的界限取决于下列因素：国家的社会制度及所规定的技术经济政策，矿床的埋藏条件，采矿和矿石加工的技术水平，地区的技术经济条件等。 （2）金属矿石的种类作为提取金属成分的矿石，称为金属矿石，根据所含金属种类不同，金属矿石可分为：贵重金属矿石：金、银和铂族金属（钌、铑、钯、锇、铱、铂）有色金属矿石：有色金属：Metallurgynon-ferrous metal，狭义的有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。有色合金是以一种有色金属为基体（通常大于50%），加入一种或几种其他元素而构成的合金。有色金属通常指除去铁（有时也除去锰和铬）和铁基合金以外的所有金属。有色金属可分为重金属(如铜、铅、锌)、轻金属(如铝、镁)、贵金属(如金、银、铂)及稀有金属(如钨、钼、锗、锂、镧、铀)。黑色金属矿石：金属是具有光泽、有良好的导电性、导热性与机械性能，并具有正的电阻温度系数的物质。金属，是个大家庭，现在世界上有86种金属。通常人们根据金属的颜色和性质等特征，将金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要指铁其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。黑色金属以外的金属称为有色金属。稀有金属矿石：钽，铌等放射性矿石：铀金属矿石按其所含金属矿物性质，矿物组成和化学成分可分为：a.自然金属矿石 b.氧化矿石 c.硫化矿石 d.混合矿石还可以按照品位来划分，品位是指矿石中有用成分的含量，常用百分数表示。可以分为贫矿和富矿。但是不同的矿石种类划分比例是不同的。3.1.2.矿石和围岩的物理力学性质中，对矿床开采影响较大的有坚固性，稳定性，结块性，氧化性和自燃性，含水性，及碎胀性。a 坚固性:矿岩的坚固性是一种抵抗外力得性能，但它与矿岩的强度是两种不同的概念。强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用力的性能。而坚固性所抵抗的外力，却是一种综合的外力，及在锹，镐，机械破碎，爆炸力等作用下的力。b 稳定性：稳定性是指矿石或岩石在空间允许暴露面积的大小和暴露时间长短的性能。根据矿石或围岩的稳固程度，可以分为以下五种情况：极不稳固的，不稳固的，中等稳固的，稳固的，极稳固的c 结块性：指采下的矿石，在遇水和受压并经过一段时间后，又连结成整块的性质。一般可能使矿石结块的因素有：(1) 矿石中含有粘土质物质，受湿及受压后黏结在一起。(2) 高硫矿石遇水后，由于矿石表面氧化，形成硫酸盐薄膜，受压后连结在一起。d 氧化性及自燃性：矿石的氧化性是指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿石的性质。e 含水性：矿石或岩石吸收和保持水分的性能，叫含水性。含水性随矿岩的孔隙度和节理而变化。f 碎胀性：矿岩在破碎后，矿块之间有较大的空隙，其体积比原岩体积要增大的性质。3.1.3 金属矿床的分类金属矿床的矿体形状，厚度及倾角，对于矿床开拓和开采方式的选择，有直接影响。因此，金属矿床的分类，一般按其矿体形状，倾角和厚度三个因素进行分类。a按矿体形状分类1.层状矿床 这类矿床多为沉积或变质沉积矿床。其特点是矿床规模较大，赋存条件（倾角，厚度等）稳定，有用矿物成分组成稳定，含量较均匀。2.脉状矿床 这类矿床主要是由于热液和气化作用，矿物质填充于地壳的裂隙中生成的矿床。其特点是矿床与围岩接触处有蚀变现象，矿床赋存条件不稳定，有用成分含量不均匀。3.块状矿床 这类矿床主要是填充，接触交代，分离和气化作用形成的矿床。他们的特点是：矿体大小不一，形状呈不规则的透明状，矿巢，矿株等产出，矿体和围岩的界限不明显。b 按照矿体倾角分类a 水平和倾斜矿床 倾角小于5b 缓倾斜矿床 倾角为530c 倾斜矿床 倾角为3055d 急倾斜矿床 倾角大于55c按矿体厚度分类矿体厚度是指矿体上盘和下盘的垂直距离或水平距离。前者叫垂直厚度或真厚度，后者叫水平厚度。开采急倾斜矿床时，常用水平厚度，而开采倾斜矿床，缓倾斜矿床和水平矿床时，常用垂直厚度。二者关系如下a=bsina。a 极薄矿体 厚度在0.8M以下。b 薄矿体 厚度在0.84M之间。c 中厚矿体 厚度在410-15M。d 厚矿体 厚度在101540M。e 极厚矿体 厚度大于40M。d 金属矿床的特性（1） 矿床赋存条件不稳定（2） 矿石品位变化大（3） 地质构造复杂（4） 矿石和围岩的坚固性大（5） 矿石的含水性3.2 煤矿矿床的工业特征 煤层通常时呈层状的。煤层中有时含有厚度小于0.5M的沉积岩夹层，称之为夹矸。根据煤层中有无较稳定的夹矸层可将煤层分为以下两类：a 简单结构煤层-煤层不含夹矸层，但可能有较小的矿物透镜体和结核。b 复杂结构煤层-煤层中含有较稳定的夹矸层，少则12层，多则数层。煤层倾角，是指煤层层面和水平面所夹的两面角。根据当前地下开采技术，我国按煤层倾角将煤层划分为以下4类：a 近水平煤层，倾角小于8b 缓（倾）斜煤层，倾角825c 中斜煤层，倾角2545d 急（倾）斜煤层，倾角大于45。我国煤矿以开采近水平煤层和缓倾斜煤层为主，矿井数约占65%，生产能力约占78%，开采中斜煤层和急倾斜煤层的矿井数和生产能力的比重均较小。煤层厚度，是指煤层顶底板之间的法线距离。根据当前地下开采条件，我国按煤层厚度将煤层分为以下三类：a 薄煤层，厚度小于1.3mb 中厚煤层，厚度1.33.5mc 厚煤层，厚度大于3.5mF:下载煤的种类及特性.docx3.3金属矿床和煤矿矿床的工业特性比较1.煤矿与金属矿的薄厚划分方式不同金属矿的厚度划分a 极薄矿体 厚度在0.8M以下。b 薄矿体 厚度在0.84M之间。c 中厚矿体 厚度在410-15M。d 厚矿体 厚度在101540M。e 极厚矿体 厚度大于40M。煤矿的煤层划分a 薄煤层，厚度小于1.3mb 中厚煤层，厚度1.33.5mc 厚煤层，厚度大于3.5m2.煤矿与金属矿的倾角划分方式不同金属矿的倾角划分a 水平和倾斜矿床 倾角小于5b 缓倾斜矿床 倾角为530c 倾斜矿床 倾角为3055d 急倾斜矿床 倾角大于55 煤矿倾角划分 a 近水平煤层，倾角小于8b 缓（倾）斜煤层，倾角825c 中斜煤层，倾角2545d 急（倾）斜煤层，倾角大于453.煤矿与金属矿的物理性质不同 金属矿物理力学性质主要是坚固性，稳定性，结块性，氧化性和自燃性，含水性，碎胀性。 煤矿矿石物理性质主要是发热量，灰份，挥发份，水份，粘结性，煤的有害组份等。还有就是包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。4. 煤矿与金属矿的分类方式不同金属矿：按照工业用途及金属性质，将金属矿床分为：黑色金属矿床。包括铁、锰、钒、钛、铬等矿床，主要用于冶金工业。有色金属矿床。有铝、镁、铜、铅、锌、镍、钴、钨、锡、钼、汞、锑等矿床，用于电气、航空、机械、通讯、造船、建筑、化工等部门。稀有和稀土金属矿床。稀有金属包括锂、铯、铌、钽、铍 、铷、锶、锆等，稀土金属包括镧、铈、钇、铕、钆、钐等17种元素。它们在地壳中丰度很低，不易富集或在选冶技术上提取比较困难，但在工业上有特殊用途，主要用于航天、原子能、石油、化工、电子等部门。贵金属矿床。一组性质独特、价格昂贵的金属，包括金、银和铂族金属（铂、钯 、铱、铑、锇、钌）。放射性金属矿床。包括铀和钍矿床 ，用于原子能工业和冶金、仪器和医学等方面。分散元素矿床。由于过分稀少很难形成独立矿物因而分散在其他矿物或介质中的元素称为分散元素，包括锗、镓、铟、铊、镉、钪、硒、碲、铼、铪等，用于电子、冶金、化工、石油、航天等部门。煤矿：中国从低变质程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。按中国的煤种分类，其中炼焦煤类占2765%，非炼焦煤类占7235%，前者包括气煤（占1375%），肥煤（占353%），主焦煤（占 581%），瘦煤（占401%），其它为未分牌号的煤（占 055%）；后者包括无烟煤（占1093%），贫煤（占555 %）， 弱粘煤（占174%），不粘煤（占138%），长焰煤（占 1252%），褐煤（占1276%），天然焦（占019%），未分牌号的煤（占1380%）和牌号不清的煤（占106%）。第4章第4章金属矿床和煤矿的开采方式4.1.金属矿的开采目前世界上各国矿床地下开拓的基本方法，仍以竖井开拓为主。近年来由于广泛采用无轨自行设备，矿床开拓方法也发生了相应的改变。矿床埋藏深度不大的新建中小型矿山，几乎全部采用斜坡道开拓方法，用铲运机，自卸卡车或带式运输机运输矿石；当矿石埋藏较深但不超过500600m时，新矿山多采用竖井提升矿石，斜坡道运送人员，材料及设备的开拓方法；当矿体埋藏很深或经技术改造的老矿山，主要采用竖井开拓，各生产阶段用辅助斜坡道连通，以便各种无轨自行设备运行。由于我国金属矿床种类繁多，选用的采矿方法也千差万别。开采倾斜与急倾斜矿脉，广泛采用留矿采矿法；开采顶板稳固的缓倾斜矿体，应用全面法和房柱法；开采倾斜与急倾斜中厚以上的矿体，应用分段崩落法。为了提高矿石回采率，防止围岩和地表移动，近年来开采某些有色金属和贵金属矿床，增加水力填充法和胶结填充法的方法。在金属矿床地下开采时，首先把井田划分为阶段或盘区，然后再把阶段或盘区划分为矿块或采区。矿块或采区即为独立的回采单元。采矿方法就是研究矿块的开采方法，它包括采准，切割和回采三项工作。根据回采工作的需要，设计采准和切割巷道的数量，位置，与结构并加以实施，开掘与之相适应的切割空间，为回采工作创造良好的条件。反之，采准和切割工作在数量上和质量上不能满足回采工作要求时，则必然影响回采矿石的效果。因此，为了很好地回采矿石而在矿石中所进行的采准，切割和回采工作的总和，称为采矿方法。采矿分类方法中的一种是以回采时的地压管理方法为依据的，因为，地压管理方法是以矿石和围岩的物理力学性质为依据，同时又与采矿方法的使用条件，结构和参数，回采工艺等又密切关系，并且最终将影响到开采的安全，效率和经济效果。以此为依据将采矿方法分为以下三类：一， 空场采矿法。此法将矿块划分为矿房和矿柱，分两步开采。回采矿房时所形成的采空区，可利用矿柱和矿岩的本身的强度进行维护。因此，矿石和围岩均稳固，是使用本类采矿方法的基本条件。在回采矿房时期暂留的留矿石的留矿法也化归本类，是因为暂留矿石不能作为支撑围岩的主要手段，且当其放出后的一段时间内，仍靠矿柱维护采空区。因此，留矿不能作为独立的地压管理方法，不应单分一类。二， 填充采矿法。本类的大部分采矿法，也是分为两步骤进行回采。回采矿房时，随回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区，防止围岩片落，即用充填采空区的方法管理地压。个别条件下，还用支架和充填料配合维护采空区，进行地压管理。因此，矿石和围岩稳固或不稳固，均可采用填充采矿法。三， 崩落采矿法。本类采矿法为一个步骤回采，并且随回采工作面的推进，同时崩落围岩充满采空区，从而达到管理和控制地压的目的。因此，崩落煤岩充满采空区，是应用本类采矿方法的前提条件。4.2 煤矿的开采4.2.1. 矿井开拓内容 首先需开挖从地面到地下的通道。一个煤矿至少有两个通道，一称主井，用以运出煤炭；一为副井，用以运送人员、设备、器材及运出矸石。此外还需有专门通风的风井。主井和副井一般建在同一工业广场内，如采用中央通风，风井靠近主、副井；如采用对角式通风，风井建在井田边界。 井筒挖至预定深度后，在此标高及其上方，要开挖一系列的巷道及峒室，主要包括井底车场、运输巷道、石门，