矿山生产概论教学PPT.ppt

1 矿山生产概论 白聚波2011年6月 2 前言 矿山生产技术涉及很多方面 开采矿种 矿石类型 赋存条件 生产规模 产品方案等不同的矿山 其生产技术往往不同 主要的方面应包括 采矿 选矿 因内容非常多 不可能详细讲解 本讲座只能概略介绍 3 提纲 第一部分概述第二部分地下开采第三部分露天开采 4 第一部分概述 一 矿产勘查开采基本过程矿产勘查开采一般包括四个阶段 矿产勘查阶段 可行性研究阶段 矿山设计施工阶段 矿山生产阶段 5 一 矿产勘查阶段矿产勘查的目的是为矿山设计提供矿产资源 储量和开采技术条件等必须的地质资料 以减少开发风险和获得最大的经济效益 根据 固体矿产地质勘查规范总则 gb t13908 2002 规定 固体矿产勘查工作分为预查 普查 详查 勘探4个阶段 6 二 矿床一般工业特征 金属矿床 一 矿石和废石的概念1 矿石 地壳中的矿物集合体 在当前技术经济条件下能以工业规模从中提取国民经济所需要的金属或矿物产品的都叫矿石 2 矿体 矿石的聚集体叫矿体 具有一定的几何形状和空间位置等 3 矿床 矿体的总称 一个矿床可由一个或几个矿体组成 4 围岩 矿体周围的岩石叫围岩 5 夹石 夹在矿体中的岩石叫夹石 6 废石 在采矿过程中所采出的围岩或夹石 一般称为废石 7 二 矿体的分类矿体的形状 厚度及倾角对于矿床开拓和采矿方法的选择 有直接的影响 1 按矿体形状分类 通常分为层状矿体 脉状矿体和块状矿体 2 按矿体厚度分类 1 极薄矿脉 矿体厚度在0 8米以下 2 薄矿脉 矿体厚度为0 8 4 0米之间 3 中厚矿体 矿体厚度为4 0 10米之间 4 厚矿体 矿体厚度为10 30米 5 极厚矿体 矿体厚度在30米以上 8 3 按矿体倾角分类 与矿石运搬方式有关 1 水平和微倾斜矿体 矿体倾角小于5 可使用有轨或无轨运搬设备直接进入采坊运搬矿石 2 缓倾斜矿体 矿体倾角在5 30 之间 可采用人力或电力运输机等机械设备运搬矿石 3 倾斜矿体 矿体倾角在30 55 之间 可借助于溜槽 溜板或外力抛掷等方法 进行自重运搬矿石 4 急倾斜矿体 矿体倾角应大于55 可利用矿石自重的重力运搬方法 9 三 矿石和围岩的性质矿石和围岩的性质主要包括 硬度 坚固性 稳固性 碎胀性 结块性 氧化性 自燃性及含水性等 根据矿岩的稳固程度 矿岩稳固性可分为五类 1 极不稳固的 不允许有暴露面积 要求在掘进及开采中必须超前支护 2 不稳固的 允许有较小的暴露面积 50m2以内 随着回采立即支护 3 中等稳固的 允许有一定的暴露面积 50 200m2 一般不支护或临时支护 即可安全地进行生产 4 较稳固的 允许有较大的暴露面积 200 800m2 一般不支护 5 极稳固的 允许有很大的暴露面积 800m2以上 不支护可长时期不垮落 10 四 矿石的品位1 品位 矿石中有用成份的重量与矿石重量之比 品位 矿石中有用成分重量 矿石重量 100 2 边界品位 可采矿石有用成份含量的最低界限 它是矿体边界上矿石的最低品位 是划分矿石和废石 圈定矿体范围的标准 3 最低工业品位 是指在边界品位圈定的矿体范围内 合乎工业开采要求的平均品位的最低值 11 第二部分地下开采 一 地下开采概述 一 开采单元的划分开采缓倾斜 倾斜和急倾斜矿床 矿床 井田 阶段 矿块 开采水平和微倾斜矿床 矿床 井田 盘区 采区 矿块和采区是最基本的开采单元 12 井田 划归一个坑口开采的矿体 叫井田 矿田 划归一个矿山企业开采的全部矿床或者是一部分叫矿田 矿区 划归一个公司或矿务局开采的矿体 叫矿区 13 阶段和矿块1 阶段 在开采缓倾斜 倾斜和急倾斜矿床时 在井田中每隔一定的垂直距离 掘进与走向一致的主要运输巷道 将井田在垂直方向上划分为矿段 称为阶段 2 阶段高度 上 下两个阶段运输平巷之间的垂直距离 缓倾斜矿体 阶段高度通常小于20 30米 急倾斜矿体 阶段高度通常为50 60米 3 矿块 在阶段中沿走向每隔一定距离 掘进天井连通下 下两个相邻的阶段运输平巷 将阶段再划分为矿块 14 阶段和矿块划分 15 盘区和采区 1 盘区 当开采水平和微倾斜矿床时 即矿体倾角 5 如果矿床的厚度不超过允许的阶段高度 井田不再划分为阶段 而是将井田用盘区运输巷道划分为长方形的矿段 这矿段称为盘区 2 采区 在盘区中沿走向每隔一定距离 掘进回采巷道连通相邻两个盘区运输巷道 将盘区再划分为独立的回采单元 即采区 16 开拓盘区 采准盘区 回采盘区 1 主井 2 副井 3 主运输巷道 4 盘区运输巷道 5 回采巷道 6 采区 7 切割巷道 b 矿床的宽 即井田宽 l 矿床的长 井田的长 17 矿块的开采顺序阶段中矿块的开采顺序 按照回采工作对主要开拓巷道的位置关系 可分为三种 前进式回采 后退式回采和混合式回采 18 三 矿床的开采步骤地下开采的步骤可以分为 开拓 采准 切割和回采四个步骤 这些步骤反映了不同的工作阶段 1 矿床开拓 矿床开拓是指从地面掘进一系列巷道达到矿体 使矿体连通地面 形成人行 提升 运输 通风 排水 供电 供风 供水等系统 开拓巷道主要有 井筒 竖井 斜井 平硐 石门 井底车场 井下大的硐室 主要阶段运输巷道 主溜矿井 充填井等 19 20 2 采准工作 是指在已经开拓完毕的矿床里 掘进采准巷道 将阶段划分成矿块作为独立的回采单元 并在矿块内创造人行 凿岩 放矿 通风等条件 3 切割工作 是指在已经采准完毕的矿块里 为大规模回采矿石开辟自由面和自由空间的工作 4 回采工作 通常把大量采矿工作叫做回采工作 包括 落矿 运搬和地压管理三个主要工作 21 矿床开拓 采准 切割 回采是彼此超前的关系开拓要超前于采准 采准要超前于切割 切割超前于回采 其超前关系由三级矿量来决定 一般矿山遵循的三级矿量是 316 即开拓矿量三年 采准矿量1年 备采矿量半年 三级矿量 开拓矿量 采准矿量 备采矿量 22 二 矿床开拓 单一开拓和联合开拓 单一开拓法 用一种主要开拓巷道开拓整个矿床的开拓方法 联合开拓法 矿床的上部用某种主要开拓巷道开拓 而下部用另一种开拓巷道开拓的方法 23 开拓方法分类表 24 一 平硐开拓法用平硐 水平巷道 开拓矿床的方法称为平硐开拓法 25 26 27 二 竖井开拓法 竖井开拓法是利用竖井开拓矿床的方法 它主要用来开采急倾斜矿体 一般矿体倾角大于45 和埋藏较深的水平和缓倾斜矿体 倾角小于20 这种方法便于管理 生产能力较高 竖井开拓法又可分为穿过矿体的竖井开拓 上盘竖井开拓 下盘竖井开拓和侧翼竖井开拓四种 28 优点 石门长度都较短 基建时三级矿量提交较快 缺点 为了维护竖井 必须留有保安矿柱 29 优点 井筒维护条件好 又不需要留保安矿柱 缺点 深部石门较长 矿体倾角60 以上采用该方案最为有利 30 适用条件 1 技术上不可能在矿体下盘掘进竖井 如下盘岩层含水或较破碎 地表有其他永久性建筑物等 2 上盘开拓比下盘开拓在经济上更合理 矿床下盘为高山 无工业场地 地面运输困难且费用高 缺点 上部中段的石门较长 初期的基建量大 时间长 投资高等 31 将主竖井布置在矿体走向一端 适用条件 1 矿体走向长度较短 2 矿体为急倾斜 无侧伏 3 上下盘的地形和围岩条件不利于布置井筒等 缺点 井下运输只能是单向的 运输功大 巷道掘进与回采顺序也是单向的 掘进速度和回采强度受到限制 32 三 斜井开拓法斜井开拓法以斜井为主要开拓巷道 适用于开采缓倾斜矿体 特别适用于开采矿体埋藏不太深而且矿体倾角为20 40 的矿床 这种方法的特点是施工简便 中段石门短 基建少 基建期短 见效快 但斜井生产能力低 因此更适用于中小型金属矿山 尤其是小型矿山 斜井开拓分为 下盘斜井开拓和脉内斜井开拓 33 下盘斜井开拓优点 不需要保安矿柱 井简维护条件好 但要搞清楚矿体倾斜角度 脉内斜井开拓优点 不需掘进石门 开拓时间短 投产快 副产矿石 利于探矿 缺点 矿体倾斜不规则时 井筒难于保持平直 不利于提升和维护 维护斜井安全 需留保安矿柱 34 四 联合开拓法联合开拓法是由两种或两种以上主要开拓巷道来开拓一个矿床的方法 35 1 上部平硐下部盲竖井开拓方案 36 2 上部平硐下部盲斜 竖 井开拓方案 37 3 上部竖井下部盲斜井开拓方案 38 三 主要开拓巷道比较平硐与竖井比较1 平硐掘进费用低 2 平硐设施管理方便 施工条件好 3 平硐排水费用低 4 平硐运输设备费用低 5 平硐运输费用低 6 平硐通风容易 而且简单 7 平硐生产安全可靠 能力大 易管理 39 竖井与斜井比较1 基建方面2 在提升方面3 在地压和工程支护方面4 在施工方面5 在井筒装备方面6 在安全方面 40 三 采矿方法 一 采矿方法分类为了回采矿块中的矿石 在矿块中和在围岩中所进行的采准 切割 回采的总和 称之为采矿方法 采矿方法分类的依据 按地压管理方式 采矿方法分类 按回采时的地压管理方法不同 采矿方法分为三大类 空场采矿法 充填采矿法和崩落采矿法 41 采矿方法分类表 42 二 空场采矿法在矿体中形成的采空区主要依靠围岩自身的稳固性和留下的矿柱来支撑的采矿方法称为空场采矿法 空场采矿法的特点 1 把矿块划分为矿房和矿柱两部分开采 2 在回采矿房时 采场以空场形式存在 3 用矿柱和围岩体的稳固性来维护采空区 4 矿房采完以后 及时回采矿柱和处理采空区 适用条件 矿石和围岩都很稳固的矿床 43 空场法结构图 44 1 房柱采矿法 在回采矿房时留下规则的或不规则的矿柱来管理地压 45 房柱法的适用条件 1 矿石和围岩稳固 2 水平和缓倾斜 3 矿体厚度比较薄 3 4米 主要优点 劳动组织简单 采准工作量小 坑木消耗量少 矿石贫化率比较小 4 5 采矿成本低 作业安全 通风良好 主要缺点 矿石损失比较大 厚矿体的顶板管理比较困难 46 2 浅孔留矿法 将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采 先采矿房 后采矿柱 工人直接在矿房中大暴露面下工作 自下而上分层回采矿房 用浅孔崩落矿石 每次采下的矿石 靠矿石自重从漏斗放出1 3左右 留下2 3矿石作为下次凿岩爆破工作的临时工作台 当矿房全部采空后 再将留下的2 3的矿石全部放出 凿岩工人是站在留矿堆上进行作业的 47 浅孔留矿采矿法示意图 48 对浅孔留矿法的评价适用条件 1 矿石和围岩稳固的急倾斜薄和极薄矿脉 2 矿石无氧化性 结块性和自燃性 3 矿体产状稳定 形状比较规整 否则会增加矿石的损失贫化 主要优点 1 结构简单 管理方便 工艺简单 生产技术易掌握 2 采切工程量比较小 3 利用重力放矿 采场运搬矿石不需要其他机械设备 4 矿石损失贫化比较低 采矿成本低 矿房回采 损失率5 6 贫化率8 10 主要缺点 1 矿柱矿量比重较大 约占40 50 有的达60 回采矿柱的损失比较大 有的损失达50 2 当围岩不够稳固时 特别是开采薄矿脉时 贫化率大 3 平场工作量比较繁重 又不容易实现平场工作的机械化 4 工人直接在暴露的矿石下工作 安全性较差 49 3 阶段矿房法阶段矿房法是用深孔落矿的采矿方法 它也是把矿块划分为矿房和矿柱两部分进行回采 先采矿房 后采矿柱 最后有计划的进行矿柱回采和空区处理 根据落矿方式的不同 阶段矿房法可以分为两种 即垂直深孔落矿阶段矿房法和水平深孔落矿阶段矿房法 50 阶段矿房法 分段凿岩阶段矿房法 51 阶段矿房法 阶段凿岩阶段矿房法 52 三 充填采矿法随着回采工作面的推进 逐步用充填料充填采空区的方法叫做充填采矿法 充填采矿法也将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采 先采矿房 后采矿柱 矿柱回采可用充填法 也可以考虑用其他方法 充填采矿法分类1 按充填料的性能分为 干式充填法 水砂充填法和胶结充填法 2 按回采工作面的推进方向分为 上向分层充填法 下向分层充填法 壁式充填法 削壁充填法 53 充填采矿法的适用条件1 开采品位较高的富矿 或开采稀贵金属 2 赋有条件和开采技术条件比较复杂的矿床 3 适用于矿石稳固 围岩不稳固的矿床 4 适用于开采急倾斜矿体 54 干式充填采矿法示意图1 沿脉平巷2 人行天井3 联络道4 充填天井5 溜矿井 55 1 阶段运输平巷 2 回风巷道 3 充填天井 4 放矿溜井 5 人行通风天井 6 联络道 间距4 6m 7 隔墙 8 底板 9 电耙胶车 10 顶柱 11 底柱 12 充填料 13 崩下矿石 14 炮孔 56 削壁充填法 57 充填采矿法的优缺点 充填采矿法的优点 1 采 切工程量小 2 矿石损失 贫化小 3 能够比较有效的维护围岩 4 可以防止矿床开采的内因火灾 缺点 1 回采工艺和充填工艺复杂 2 充填和采矿互相影响 生产效率和生产能力较低 3 充填料的开采 加工 输送及其他一系列消耗使矿石成本较高 4 劳动强度大 58 四 崩落采矿法以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法 即在崩落矿石的同时 强制或自然崩落围岩 充填采空区 用以控制和管理地压 崩落采矿法的特点 1 不再把矿块划分为矿房和矿柱 而是以整个矿块作为一个回采单元 按一定的顺序连续进行单步骤回采 2 在回采过程中 围岩要自然或强制崩落 矿石是在覆盖岩石的直接接触下放矿 3 崩落法的开采是在一个阶段内从上而下进行的 4 具有作业安全 开采强度大 劳动生产率高 成本低的优点 但矿石损失贫化大 59 崩落采矿法分类 60 崩落采矿法适用条件崩落法对矿体赋存条件 矿岩的物理力学性质等都具有比较广泛的适应范围 理想的适用条件是 上盘围岩能呈块状自然崩落 矿石中等以上稳固的急倾斜厚矿体 地表允许塌落是使用这种方法的必要前提 由于这种方法在开采时矿石损失贫化大 因而它不用于开采高价 高品位的矿床 61 1 有底柱分段崩落采矿法1 不划分矿房和矿柱 单步骤回采 2 矿石在一个阶段内是自上而下开采的 在阶段内划分成若干分段来回采 3 在覆盖岩石层下放矿 4 为了放矿 贮矿 受矿 运搬及二次破碎工作的进行 在每个分段都开掘有底部结构 而底柱中的矿石留在下一分段或下一阶段同时开采 62 63 64 2 无底柱分段崩落法 1 回采过程中 随着矿石的崩落 同时崩落上部围岩及时充填采空区 2 也是在覆岩下放矿和单步骤回采 不分矿房和矿柱 即不再设矿柱 底柱 间柱和顶柱等 3 集中凿岩 分次爆破 每次爆破1 2排孔 4 采用无轨装运设备 65 66 第三部分露天开采 从地表直接采出有用矿物的矿床开采方法 有机械开采和水力开采两种 露天开采的优点 受开采空间限制少 可采用大型机械设备 提高开采强度和产量 开采成本低 有利于大规模开采低品位矿石 矿石损失贫化小 能充分回收地下资源 对于高温易燃矿体的开采 比地下开采安全可靠 基建时间短 单位基建投资低 劳动条件好 工作比较安全 缺点 在开采过程中 穿爆 采装 汽车运输 卸载及排土时粉尘较大 汽车运输废气 排土场的有害成分污染大气 水 土壤等 大量剥离物排弃 难免占用大量土地 67 68 露天开采程序一般情况下 露天开采需经过下列几个步骤 地面准备 矿床疏干和防排水 矿山基建工作 剥离和采矿 地表恢复利用等 69 一 露天矿床开拓露天矿床开拓是建立地面与露天矿场内各工作水平以及各工作水平之间的矿岩运输通道 它是露天开采带有全局性的大问题 开拓方案选择 从矿床赋存的自然条件出发 结合所选择的生产工艺系统和矿床开采程序 使之能够确保矿山建设速度 满足矿石产量和质量要求 基建投资少 生产经营费低 尽可能采用先进的技术设备 以提高生产的可靠性与生产效率 70 露天矿床开拓方法分类 按开拓坑线布局的位置分 固定坑线开拓与移动坑线开拓 按开拓坑线布局的形式分 直进式 折返式 螺旋式和联合式坑线开拓 依据所选取的运输设备 露天开拓方法为为 1 公路运输开拓 又称汽车运输开拓 2 铁路运输开拓 3 联合运输开拓 常有联合形式 公路 铁路联合开拓 公路 铁路 破碎站 胶带输送机联合开拓 简称胶带运输开拓 公路 铁路 箕斗联合运输开拓 简称箕斗运输开拓 公路 铁路 平硐溜井联合运输开拓 简称平硐溜井开拓 71 一 公路运输开拓1 公路运输开拓的方法评价 与铁路运输开拓相比 汽车运输开拓坑线形式较为简单 开拓坑线展线较短 对地形的适应能力强 此外 公路运输还可多设出入口进行分散运输和分散排土 便于采用移动坑线开拓 有利于强化开采 提高露天矿的生产能力 2 坑线布置形式 折返式 螺旋式或折返与螺旋式联合布线 3 合理运距 一般不超过3公里 大型载重汽车可达5 6公里 72 固定直进式布线方式 73 移动式布线示意图 74 二 铁路运输开拓1 铁路运输开拓方法的评价 铁路运输开拓 吨公里运输费低 运输能力大 运输设备坚固耐用 但铁路运输开拓线路较为复杂 开拓展线比汽车运输长 掘沟工程量和露天边帮的附加剥岩量增加 新水平准备时间较长 2 铁路运输开拓的坑线布置 多采用折返式 直进 折返式 3 铁路运输开拓的合理开采深度 地表上或下大约150米 200米 75 三 联合运输开拓1 铁路 公路联合运输开拓 采场上部保持铁路运输方式 采场下部采用公路运输开拓 中间设置矿岩倒装站 2 公路 铁路 破碎站 胶带运输机联合开拓 胶带运输开拓 3 公路 铁路 箕斗联合运输开拓4 公路 铁路 溜井平硐联合开拓 76 1 破碎站 2 边帮带式输送机 3 带式输送机转载点 4 地面带式输送机 公路 破碎机 带式输送机联合开拓系统 77 凹陷露天矿斜坡箕斗开拓系统 78 1 平硐 2 溜井 3 公路 4 露天开采境界 5 地形等高线 溜井 平硐开拓系统 79 二 露天开采生产工序 金属矿床露天开采一般要经过四道生产工序 穿孔 爆破 铲装 运输 一 穿孔作业穿孔作业是矿床露天开采的第一道生产工序 其作业内容是采用某种穿孔设备在计划开采的台阶区域内穿凿炮孔 为其后的爆破工作提供装药空间 穿孔方法与穿孔设备 穿孔设备有 牙轮钻 潜孔钻 火钻 钢绳式冲击钻等 其中牙轮钻使用最为广泛 潜孔钻次之 火钻与凿岩台车仅在某些特定条件下使用 钢绳式冲击钻已被淘汰 80 ky 310型牙轮钻机1 钻杆 2 钻杆架 3 起落立架油缸 4 机棚 5 平台 6 行走机构 7 钻头 8 千斤顶 9 司机室10 净化除尘装置 11 回转加压小车 12 钻架 13 动力装置 81 二 爆破工作爆破工作是露天开采中的又一重要工序 通过爆破作业将整体矿岩进行破碎及松动 形成一定形状的爆堆 为后续的采装作业提供工作条件 露天开采对爆破工作的基本要求是 1 有足够的爆破贮备量 2 要有合理的矿石块度 3 爆堆堆积形态好 4 无爆破危害 82 工作面炮孔布置示意图 83 三 采装与运输1 露天矿采装 利用装载机械将矿岩装入某种运输工具内或直接卸至某一卸载点 2 露天矿运输 在露天开采过程中 运输作业占有重要地位 所占投资 成本比重大 露天矿运输方式有自卸汽车运输 铁路运输 胶带运输机运输 斜坡箕斗提升运输以及组合成的联合运输 国内露天矿山采用的运输形式主要是汽车运输与铁路运输 84 85 四 排岩工程排岩工程是将运输到废石场的废石进行排弃 其内容涉及废石的排弃工艺 废石场的建设 废石场的稳固性 废石场污染的防治 废石场的复田等方面 露天矿排岩技术与废石场治理要求 采用高效率的排岩工艺与排岩设备 减少占地面积 进行复垦 减少废石场对生态环境的污染 废石排弃工艺 1 铁路运输排岩 2 公路运输排岩 3 胶带运输排岩 废石场的复田 86 汽车运输 推土机排土场示意图 87 88 89 第三部分选矿 一 概述选矿是利用矿物的物理或物理化学性质的差异 借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物和脉石矿物分离 使有用矿物相对富集 综合利用矿产资源的一门技术科学 一 选矿方法和选别过程选矿方法是将矿石中有用矿物和脉石矿物 有用矿物和有用矿物进行分离所采用的方法 选别过程是由选别前的矿石准备作业 包括破碎 磨矿 筛分 分级等 选别作业 包括浮选法 磁选法 重选法 电选法等 选后脱水作业 包括浓缩 过滤 干燥等 所组成的连续生产过程 90 二 选厂的基本组成一般选厂由原矿破碎工段 磨选工段和脱水工段组成 1 原矿破碎工段 矿山开采出来的矿石最大块粒度可达300 1500毫米左右 经过几段破碎 一般须经二至四段 和筛分作业 将矿石碎到8 25毫米以下 2 磨选工段 将破碎产品经一段或几段磨矿与分级作业 使矿石磨碎到要求的粒度 送人选别作业 经几次选别 可得到精矿 中矿和尾矿 3 脱水工段 选别得到的精矿在这一工段得到浓密 过滤 有时还有干燥 将精矿产品中水分脱到要求的标准 91 三 选矿的主要工艺指标送入选厂的矿石称为原矿 经选别处理后得到的有用矿物含量较高 适于冶炼加工的最终产品叫精矿 选别过程中有时产出的部分中间产品 一般只在选别过程中内部循环的部分非最终产品称为中矿 有用矿物含量较低 主要为脉石矿物和有害杂质的那部分产品叫尾矿 选厂常用的选矿指标有 品位 产率 回收率 选矿比和富矿比等 92 1 品位 是指产品中金属或有价成分的重量对于该产品重量之比 常用 表示原矿 精矿 尾矿的品位 2 产率 产品重量和原矿重量之比的百分数称为该产品的产率 常以符号 表示 3 回收率 精矿中的金属量占原矿中该金属量的百分数 常用 来表示 4 选矿比 原矿重量和精矿重量之比 常用符号r表示 选矿回收率和精矿品位之间存在一近似相反系 精矿品位高则回收率低 选矿回收率高则精矿品位低 93 二 破碎与筛分破碎是在外力的作用下使大块物料变成小块物料的过程 通常将最终粉碎产品为5毫米以上的粉碎过程 称为破碎 选厂通常采用阶段破碎的办法将大块矿石的尺寸逐步缩小 大型选矿厂一般采用三段破碎或四段 一 破碎和破碎机械选矿厂中主要采用颚式破碎机 旋回破碎机和圆锥破碎机等常规破碎设备 94 1 颚式破碎机 可动颚板周期性地向固定颚板运动而将矿石破碎 又名老虎口 颚式破碎机根据其颚板运动形式可分为简摆式颚式破碎机和复摆式颚式破碎机两种 95 2 旋回破碎机旋回破碎机的碎矿部件由内外两个圆锥构成 工作时可动内锥绕上部悬挂点做圆周旋回运动 它主要由机架 活动圆锥 固定圆锥 主轴 大小伞齿轮和偏心轴套等组成 活动圆锥的主轴支承在横梁上面的固定悬挂点a中 主轴下部置于偏心套筒内 96 3 中 细碎圆锥破碎机用于中碎的圆锥破碎机叫标准圆锥破碎机 用于细碎的叫短头圆锥破碎机 中碎和细碎圆锥破碎机的结构基本类似 只是标准型给矿口大 平行区短 短头型给矿口小 平行区长 97 二 筛分和筛分机械1 筛分 松散物料通过筛子 单层或多层 分成不同粒级的过程称为筛分 通过筛孔的物料称为筛下产品 留在筛上的物料称为筛上产品 破碎前进行的筛分称为预先筛分 对破碎作业产物进行的筛分 称为检查筛分 2 筛分机械 可分为固定筛 固定不动 粗碎前预筛分 振动筛 主要作中 细碎物料的筛分设备 和细筛 湿式细粒筛分设备 主要用于选别前的预先筛分和脱水 脱泥作业 98 三 破碎筛分流程由破碎机和筛分机组成的破碎工序叫做破碎筛分流程 选矿最常用的为二段开路或闭路 三段开路或闭路破碎流程 选厂规模较大 原矿粒度较粗时常采用三段破碎 选厂规模较小 原矿粒度较细时常采用二段破碎 开路破碎 产品粒度不均匀 闭路破碎靠筛子来控制产品粒度 粒度较匀 99 三 磨矿与分级 一 磨矿磨矿目的 一是将矿石在磨矿机中磨细 使有用矿物与脉石 有用矿物与有用矿物达到单体解离 二是为湿式选别作业制备矿浆以便选别 磨矿通常是在磨矿机中进行 若磨矿介质为钢球叫球磨机 介质为钢棒叫棒磨机 介质为砾石叫砾磨机 以自身矿石作介质叫自磨机 磨矿作业以湿式磨矿为主 一般与机械分级机组成闭路循环 目前国内外金属选矿厂 大部分采用球磨机 也有黑色金属矿选厂采用矿石自磨机 100 1 球磨机它由筒体部 给矿部 排矿部 传动部 轴承部和润滑系统等部分组成 101 2 棒磨机 与圆筒形球磨机的构造基本相同 其主要区别是棒磨机以钢棒为磨矿介质 棒磨机在钨 锡或其它稀有金属矿的重选厂或磁选厂中应用较广 主要用于一段粗磨 产品粒度较粗 而且均匀 过磨现象少 3 矿石自磨机 借助于矿石本身在筒体内的冲击和磨剥作用 使矿石达到粉碎的磨矿设备 自磨机的特点是 筒体直径大 便于大块矿石给入 生产能力大 碎矿流程简化 生产费用低 无铁质污染等 102 二 分级按矿粒在介质中的不同沉降速度 将物料分成若干粒度级别的过程称为分级 在闭路磨矿流程中 分级设备的作用在于及时分出合格的磨矿产物 避免过磨 同时分出不合格的粗粒返回磨机再磨 我国选厂常用的湿式磨矿分级设备主要是螺旋分级机 部分选厂也有采用水力旋流器分级的 但在钨 锡重选厂 为减少循环过程中的过粉碎现象 常采用筛子与棒磨机构成闭路 103 1 螺旋分级机 矿浆在螺旋转动时保持悬浮 不同粒度的矿粒在矿浆中沉降速度不同 沉降速度较大的粗颗粒将沉于槽底 在螺旋转动作用下被输送到上端排出 返回磨矿机再磨 矿浆中悬浮的细粒由螺旋分级机下端的溢流堰随矿浆排出 供选别作业进行选矿 104 三 磨矿分级流程磨矿作业与分级作业的组合构成磨矿分级流程 按分级机与磨矿机间的配置关系可分为 有预先分级的磨矿流程 有检查分级的磨矿流程 按粗砂是否返回可分为 粗砂不返回的开路磨矿流程和粗砂返回的闭路磨矿流程 一般的 都采用闭路磨矿流程 常用的有一段闭路流程或两段闭路流程 一般 200目粒级含量不超过60 时 尽量采用一段磨矿 200目占70 以上时 则考虑采用二段磨矿 105 在闭路磨矿循环中 从分级机返回到磨矿机再磨的粗粒物料叫返砂 返砂的重量与磨机原给矿的重量百分比叫做返砂比 也称循环负荷 106 四 重力选矿重力选矿是依据矿粒间比重 或密度 的差异及其在运动介质中所受重力 流体动力和各种机械力的不同 从而得到不同密度产品的生产过程 几千年前重选就被人类用于淘洗砂金 铁砂和铝砂等 重选法处理量大 简单可靠 经济有效 因此迄今仍是主要选矿方法之一 重选被广泛地用于钨 锡和黑色金属 稀有金属 钽 铌 钍 锆 钛 贵金属 金 铂 等矿石和煤炭的选别 107 重力可选性判断准则 要达到有效的分选 矿物和脉石之间必须存在明显的密度差 理论上判别用重选分离矿物可能性的公式 当e大于2 5时 用重选很容易将其分选 随着e值减小 重选效率下降 当e小于1 25时 通常在工业上很难用重选进行处理 108 二 重选法分类 重选工艺分类表 109 三 跳汰选矿跳汰选矿是在垂直交变的介质流中进行的一种重力选矿方法 实践中跳汰选矿是处理密度差较大的粗精矿石的有效方法 旁动隔膜跳汰机由相连的两个跳汰室以一定的落差构成 每室的构造相同 原矿由第一室给矿槽给入 隔膜在偏心连杆机构的作用下产生垂直交变水流 使物料按密度分层 下层重矿物透过床层及筛网由角锥形底箱底部的排矿口排出即为精矿 经第一室选别后的矿石流人第二室继续进行跳汰选矿 经第二室选别后的脉石由第二室末端排矿溢流堰排下即为尾矿 110 四 溜槽选矿溜槽选矿是利用矿粒在沿斜面流动的水流中运动状态的差异进行选矿的方法 在重选设备中 溜槽是细粒和微细粒物料粗 精选较为有效的设备 我国常用的有 螺旋选矿机 扇形溜槽 圆锥选矿机 皮带溜槽 离心选矿机等 111 1 螺旋选矿机 螺旋选矿机由螺旋槽 机架 给水装置 精矿截取装置四个部分所组成 螺旋选矿机的分选过程 矿浆由螺旋槽上部给入 并以薄溜膜的形式沿槽底向下流动 位于槽体内缘的重矿物经精矿截取器截取后即为精矿 位于槽体外缘的轻矿物经槽体末端排出即为尾矿 112 2 离心选矿机 也叫离心溜槽 广泛用于回收钨 锡 铁等矿泥 离心选矿机的结构 离心选矿机由主机 控制机构和执行机构组成 其主机部分主要包括 转鼓 给矿嘴 冲矿嘴 接矿槽和分矿器等 离心选矿机的分选过程 离心选矿机的转鼓以一定的转数高速旋转 矿浆经给矿嘴分两处送入转鼓的内壁上 矿浆随转鼓高速旋转 在离心力的作用下 重矿物沉积于转鼓的内壁上并随转鼓一起旋转 矿浆中的轻矿粒以一定的差速随转鼓旋转 到末端经排矿分矿器排出即为尾矿 113 114 五 摇床选矿摇床选矿是在一个倾斜宽阔的床面上 借助机械的不对称往复运动和薄层斜面水流的作用 使矿石按密度分选的过程 目前我国最常用的是平面摇床 摇床是一种效率较高的细粒 微细粒物料分选设备 也是重选厂主要的 把关 设备 摇床选矿分带清晰 易于操作 工作可靠 富集比大 分选效率高 缺点是单位面积处理量低 占地面积大 我国广泛用于选别钨 锡 铌 钽 及其它稀有金属 贵金属矿石 115 五 浮选浮选又称泡沫浮选 是根据各种矿物表面性质的差异 从矿浆中借助气泡的浮力 选分矿物的过程 经磨矿分级后的细粒产品 滥流 在浮选机中通过搅拌使浮选矿浆保持悬浮并充气 在起泡剂的作用下形成大量气泡 目的矿物在捕收剂的作用下被固着在气泡上形成矿化气泡 由于浮力的作用升至矿浆表面形成一层矿化泡沫 经浮选机的刮板刮出后即为精矿产品 而非目的矿物留于浮选机中 最后排出即为尾矿 116 浮选过程包括下列作业 1 浮选前的矿浆准备作业 包括磨矿 分级作业 目的是得到粒度适宜的的矿粒 2 加药调整作业