矿山地质学.docx

矿山地质学一、矿山地质的概念与任务1、矿山地质： 是指矿床经过地质勘探之后，在矿山基建地质和矿山生产过程中，在已建或拟建矿山范围内，为保证矿山基建与生产工作的顺利进行，而对矿床所进行的一系列地质工作的总和或总称。2、矿山地质的任务： 矿山地质作为一项保证矿山生产和建设正常进行的基础工作，其基本任务是进行矿床的开发勘探和研究工作，提高储量级别，扩大矿山资源远景，延长矿山服务年限，监督矿产资源的合理开发利用。其主要任务是：（1）进行开发勘探（基建勘探和生产勘探）。 进一步查明矿床开采地段的地质构造特征，矿体形态、产状、空间分布，矿石质量、数量、赋存规律及其开采加工技术条件等，提高储量级别，为制订矿山生产计划和进行开采设计提供地质资料。 （2）随着探采工程的进展，做好地质编录、取样等日常基础地质工作，不断补充和修改矿山地质资料，为采掘生产提供可靠的地质依据。 （3）根据矿业法规、矿山采掘（剥）技术业务政策，对矿产资源的合理开采、综合利用，实行有效的监督。 （4）按期计算并分析地质储量和生产矿量的保有和变动情况；开展采矿贫化与损失的计算与分析；进行矿山采掘（剥）工作的地质技术管理。（5）开展矿山水文地质、工程地质及环境地质工作，为矿山防治水，控制露采边坡和井下地压活动及环境保护提供地质资料。 （6）开展矿区综合地质研究，总结成矿规律，指导隐伏矿体找寻及矿区的矿产预测。 （7）加强矿山地质科技情报交流，研究和推广新技术、新方法、新手段，提高矿山地质工作水平，促进矿山地质工作现代化。二、矿山地质学的发展现状与发展方向：1、矿山地质学的发展现状：19世纪30年代形成完整的地质学理论体系；20世纪30年代，矿山地质学才成为一门独立学科。2、发展方向（1）生产矿区及其外围成矿规律的研究和找矿勘探工作将进一步加强伴随着生产发展与矿区生产能力逐步消失矛盾的突出，加强矿区及其外围的找矿勘探工作将更加引起注意和重视。（2）矿产资源保护及其综合利用我国矿产资源人均不足世界水平的一半；资源开发利用程度低、浪费大、保护差（3）矿山环境地质的研究矿山环境地质的研究已成为矿山地质工作的一个新领域。矿山环境地质作为矿山地质学一个新的分支正在兴起，它是矿山地质学向深度和广度发展的一个重要标志。（4）工艺矿物学的研究研究矿物学在工艺处理过程中的性能和状态矿物工艺性质与成分、结构关系改变矿物性质的实验研究废石、尾矿和炉碴的工艺矿物研究（5）矿产经济的推广应用，将进一步促进经济效益的提高和资源的有效利用国内外一些矿山的实践证明，应用矿产经济学方法及时分析、研究和修订矿山的各项经营参数，使其经常保持最佳状态，是矿山生产和经营取得最佳经济效益的有效手段。（6）数学地质在矿山地质工作中将得到广泛应用了大量的地质数据，为数学地质的应用提供了基本条件。而矿山生产管理的现代化，又要求矿山地质工作提供更可靠的综合数据。三、设计与地质勘探的结合：1、勘探决策的结合2、勘探工作部署的结合3、勘探深度的结合4、勘探工程布置的结合5、矿石类型划分中的结合四、工业指标：1、影响工业指标的因素1）矿化特征和地质条件2）矿石性质及其加工技术性能3）矿体埋藏条件和开采技术条件4）矿区建设条件5）国家需求和市场价格6）矿山生产经营效率2、储量计算工业指标，主要包括两大类，即工业部门对矿产质量提出的要求标准及对矿床开采技术条件提出的要求标准（矿床开采技术条件指标）。1）对金属矿产来说，主要有边界品位、最低工业品位、伴生有益矿产最低允许含量、有害杂质的最大允许含量、以及矿石类型和矿石品级划分指标等。2）对非金属矿产来说，物理性质要求。3）矿床开采技术条件指标，主要有最低可采厚度、最大允许夹石厚度。勘探最大深度、剥离比或剥采比及含矿床数指标要求。五、勘探的目的、任务：1、目的在于提高矿床勘探程度，达到储量升级，并查明采区一切矿床资源，直接为采矿生产服务。生产勘探成果是进行采掘（剥）生产设计、编制矿山生产计划，进行生产矿量平衡及采矿生产地质管理的依据。2、生产勘探的主要任务：（1）采用一定勘探技术手段或与采掘、采剥工作相结合进一步圈定矿体，详细查明采区矿体的形状、产状及其他空间赋存条件特征；同时对影响生产最大的地质构造界线进行控制。例如，矿体的边界与端部、膨胀与狭缩、尖灭与再现、分支与复合；矿体中的夹石与夹层和构造复杂部位；破坏矿体的褶皱、断裂及后期穿插岩脉等。（2）进一步查明矿产质量。准确控制矿石有用及有害、主要及伴生和共生有用组分含量；准确划分矿石工业类型及技术品级；查明矿石质量的空间分布特征及其变化规律；按生产要求重新计算矿石品位及储量等指标；为矿石质量管理和矿产资源综合利用提供可靠依据。（3）进一步查明矿产数量。准确控制矿体厚度、长度和延深；控制矿体厚度变化规律；配合储量升级，按地下采矿中段或露天采矿平台及开采块段重新计算升级后的矿产储量。（4）进一步查明近期开采地段的水文地质、工程地质和开采技术条件。（5）探明采区原地质勘探未能控制平行、分支矿体，构造错失矿体，老窿残矿或其他小盲矿体。（6）利用生产勘探所获详细地质资料进行综合地质研究，解决生产上存在的各种问题，研究矿床成矿地质条件，查明成矿规律。六、勘探工程的总体布置形式1.垂直横剖面形式（勘探线形式）2.水平勘探剖面形式3.纵横垂直勘探剖面形式（勘探网形式）4.垂直剖面与水平勘探剖面组合形式5.开采块段（棋盘格）形式七、地下采矿开拓阶段的探采结合：中段总体性生产勘探基本上与中段开拓同步进行，其程序和方法为：（1）地质人员据地质勘探资料切制中段预测地质平面图，提交中段地质构造及矿石储量、品位资料，作为开拓设计依据。（2）采矿人员初步确定中段开拓方案。（3）地质与采矿人员共同进行中段开拓及生产勘探联合设计。采矿人员布置开拓工程，地质人员提出勘探要求，帮助选定探采结合工程，地质人员再补充布置纯勘探工程。代表性的中段开拓探采工程布置情况见下图。4）探采联合施工。首先掘进联络工程尽快接近矿体，优先掘进具探矿意义的工程（上图中的涂黑部分）。使探矿对生产保持一定超前距离，然后掘进纯生产工程。5）中段开拓探采结合施工结束，地质人员整理所得地质资料，编制中段实测地质平面图。当发现矿体控制不足时，应补充一定勘探工程，以便准确联接和圈定矿体，提供矿石品位及储量等资料，为选定采矿方法、划分块段和进行采准设计作好准备。八、生产矿山矿石质量研究的目的和内容1、目的：为重新圈定矿体(段)，计算与管理储量和生产矿量，制定生产计划，选择最佳的生产技术方法、加工工艺流程与技术指标，调整产品方案，进行矿石质量管理，以及综合地质研究等提供依据。2、主要内容： (1)准确查明矿石中主要有用、有益组分及有害杂质的种类、含量及其分布特征。 (2) 许多非金属矿产的质量研究是：查明矿石矿物成分、含量、结构构造、共生组合、嵌布特征及某些特殊物理性质。(3)根据分采、分选、分别冶炼的需要，对矿石进行分类、分级研究，常将矿石分为不同的自然类型、工业类型和工业品级。九、矿物取样：1、矿物取样是指从矿体、岩石或其风化剥蚀自然产物中，采集矿石、岩石、自然产物的标本、样品或单矿物，用以鉴定和研究矿物的取样工作。2、矿物取样种类有岩矿鉴定样，矿物包体测试样，稳定同位素测定样及同位素地质年龄测定样等。十、生产矿量：生产矿量根据不同采矿方法的相应开采设施和工程准备程度，分为开拓、采准、备采三级矿量，或开拓、备采二级矿量。开拓矿量是指在勘探程度达到相应级别的能利用探明储量基础上，完成设计所规定的开拓系统工程范围内及其所开采的邻近矿体，所计算的除永久性矿柱和暂不回采的矿柱外的所有能利用已有开拓工程进行采准的矿量。采准矿量是指在勘探程度达到相应级别的能利用探明储量和开拓矿量的基础上，完成设计所规定的全部采准工程和辅助工程系统的范围内，所计算的除永久性矿柱、不同时回采的矿柱和开采条件复杂、技术经济无法开采的矿量，以及不符合回采顺序的块段外的所有能利用已有采准工程系统进行备采的矿量，它是开拓矿量的一部分。备采矿量是指按照采矿方法要求的顺序，做好全面回采、切割等采矿准备工作，所计算的除没有回采切割工程的矿柱及未有措施解决开采条件复杂的采场外的所有能利用已有采矿准备工程进行回采的矿量，它是采准矿量的一部分。十一、影响确定生产矿量保有期限的因素：1生产能力及生产效率的高低：在矿山总的生产能力相同的情况下，采场生产效率低，生产能力小，需要较多的回采及备用采场，相应的备采矿量要求的保有量较多些，反之则低些。2坑道掘进速度：若坑道掘进速度较快，采准工作较易，保有指标可以较低；反之则应高些。3矿床地质条件：地质条件较复杂的矿床，要求备用采场多一些，保有指标应略高。4坑道工程维护的难易程度：坑道工程穿过的围岩或采场顶底盘围岩不稳固，不易维护，容易产生片帮冒顶及坑道变形时，保有指标不宜过高，在保证生产需要的前提下，就尽可能将指标降低一些。5.矿床开采方式：露天开采矿山，若矿石为多品级、多类型时，则应以保证主要品级、类型的生产衔接为准。十二、贫化与损失的概念：贫化，是指开采过程中在工业矿石内混入围岩、废石或非工业矿石，以及高品位矿石丢失致使矿石品位降低的现象。用百分率表示工业矿石贫化的程度，称贫化率。由于工业矿石混入围岩、废石及非工业矿石造成的贫化率，又称废石混入率；由于高品位矿石丢失而造成的贫化率，称品位降低率。损失，是指开采过程中，没有将工业矿石全部采出、放出，或在放矿、运输过程中丢失而遭受损失的现象。用百分率表示工业矿石损失的程度，称损失率。与损失率的概念相反，从采场内采出的工业矿石占该采场原有工业矿石储量的百分率，称回采率。回采率=1-损失率。十三、计算题：已知某采区中，铁矿石可采工业储量（Q）为100kt，其平均地质品位（C）为31%，采出矿量（T）90kt，出矿品位（Ct)25%，废石品位（Cy)7%，求该采区采矿矿石贫化率（P）、废石混入率（）、矿石回收率（Kt)、矿石损失率（）和金属采收率（）各是多少？十四、闭坑具备的条件（1）坑口、井区或露天采场范围及深部的矿产资源经地质勘探和生产勘探已探明，其地质结论或勘探报告经上级审查批准。（2）关闭范围内的一切探明可供开发利用的矿产资源已经开采，采矿工作已结束，存窿或储备矿石量已全部放出和运出。（3）因地质或技术经济原因而损失的矿量，其数量、质量、分布及原因已查明，矿量已经审批核销。（4）坑口、井区或露天采场范围内的采场（块段）、中段或平台采矿工作已结束，并已办完验收或结束手续。（5）矿山永久保留的地质、测量与采矿生产资料搜集与整理工作已全部结束。十五、矿山环境地质研究的主要内容：1、矿山工程地质调查与研究：其主要工作内容有：开展露天矿边坡工程地质调查，进行边坡稳定性评价；进行岩（矿）石物理力学参数测定，地应力测量，岩体变形和位移的监测；对采区岩（矿）体的稳定性，回采工艺等技术问题进行研究或论证；开展地质自然灾害（矿区岩体的崩塌、滑坡和泥石流灾害，露天矿边坡的滑移，井下矿山的地压活动）的预报，以及灾害调查和处理中的工程地质工作。2、矿山工程地质调查与研究其主要工作内容有：开展露天矿边坡工程地质调查，进行边坡稳定性评价；进行岩（矿）石物理力学参数测定，地应力测量，岩体变形和位移的监测；对采区岩（矿）体的稳定性，回采工艺等技术问题进行研究或论证；开展地质自然灾害（矿区岩体的崩塌、滑坡和泥石流灾害，露天矿边坡的滑移，井下矿山的地压活动）的预报，以及灾害调查和处理中的工程地质工作。3、矿山水土污染的地质调查与研究其主要任务在于查明影响矿山环境的地质因素和矿床开发后有害物质的含量、迁移、转化和分布规律。配合矿山环保部门开展对矿山开发产生的废弁物污染的环境监测和质量评价。研究的主要内，容有造成矿山水土污染的元素，矿山水土污染对人体健康的影响及矿山开发污染源地质调查等。4、矿山空气污染的地质调查其中包括有害粉尘的地质调查及其有害气体的地质调查两个方面。5、矿石（围岩）自燃的地质调查其研究内容包括：矿石（围岩）自燃的原因调查，预防自燃的地质调查及识别初期自燃火灾的地质调查等内容。6、矿床热害的地质调查对有热害或赋存有地热水的矿区，应研究地温场的情况、地热增温率及热异常的范围，地热水的赋存条件，补给来源，评价地热及地热水对矿床开发的影响及其利用的可能性。十六、岩体结构特征调查内容 岩体结构特征是岩体在长期成岩及形变过程中形成的产物，包括结构面和结构体两个要素。结构面是地质发展历史中，尤其是变形过程中，在岩体内形成具有一定方向；延展较大、厚度较小的两维面状地质界面。包括