金属采矿学想关知识.doc

矿石：在现代技术经济水平条件下，在质和量方面能满足国民经济需要的矿物集合体。废石：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集合体。矿体：在现代技术经济条件下，能以工业规模开采的矿石的天然聚集体。矿床：一个或数个矿体及其周围的岩石和地层构造等整个含矿地段。矿石按不同的内容分类：1按矿石中有用矿物工业性能分金属矿石和非金属矿石；2按矿石中所含有用矿物或金属元素的多少分为简单矿石和综合矿石；3按矿石中有用成分含量多少分为贫矿石和富矿石；4按矿石的结构构造分为致密块状矿石，侵染状矿石，条带状矿石，角砾状矿石等；5按受风化程度不同可分为原生矿石，氧化矿石和混合矿石。矿床分类：1按矿体形状分：层状矿体、脉状矿体、块状矿体。2按矿体倾角分类：A水平和微倾斜矿床 倾角5B缓倾斜矿床 倾角5-30C倾斜矿床 倾角30-55D急倾斜矿床 倾角大于553按矿体厚度分类：两种表示真厚度：从矿体上盘到矿体下盘的垂直厚度水平厚度：从上盘到下盘的水平距离A极薄矿体 0.8m以下B薄矿体 0.8m-4mC中厚矿体 4-15mD厚矿体 15-40mE极厚矿体40m以上矿体厚度对采矿方法的选择和开拓工程布置有影响。矿石与围岩的性质：硬度、坚固性、稳定性、结块性、氧化性、自燃性、含水性、碎胀性。自然安息角：指矿岩颗粒堆积坡面与水平面的最大夹角，一般矿岩的自然安息角为30-45硬度：矿石抵抗工具侵入的性能，影响凿岩设备和破碎方法的选择，也影响劳动生产率，材料消耗和采矿成本。稳固性：矿岩允许暴露面积大小及暴露时间长短的性能。不稳固的、中等稳固的、稳固的、极稳固的。坚固性：矿岩抵抗外力的性能。影响凿岩速度，炸药消耗量和地压管理。矿石品位：矿石中有用金属含量的重量百分数。边界品位：，是划分矿石与废石市有用组分的最低含量标准，矿体与威严的分界品味。最低工业品位（最低可采品位）：单个勘探工程所揭露的矿段主要有用组分平均含量的最低要求，亦即划分表内外储量的依据。最小可采厚度：当矿石的质量达到工业品位要求时，可以被开采利用的最小厚度要求。夹石剔除厚度：指可以保留在矿体内的最大允许厚度，或不剔除的最大厚度，是圈定矿体，计算储量的又一重要指标。矿山：从事矿产资源采掘的企业称为矿山企业。矿井：具有独立的完整生产系统的坑口。矿田：划归矿山企业开采的全部矿床或矿床的一部分称为矿田。井田：在矿山企业中，划归一个矿井开采的矿床或矿床的一部分。井田的划分及其范围：1根据国民经济的需要，矿床的自然条件以及技术经济的合理性综合分析来确定。2井田的大小是矿床开采中的重要参数。3在倾斜和急倾斜矿床中，井田尺寸一般用走向长度L和倾斜深度或垂直深度H表示。4在水平和微倾斜矿体中，井田尺寸则用长度L和宽度B表示。影响井田划分的因素1国家对矿山基本建设时间和年产量的要求2矿床勘探程度3矿床埋藏特征4矿区地表地形条件5最好经济效果井田划分原则：1按照矿床勘探程度划分井田。2根据地表形状划分井田。3按矿床地质特征划分井田。4按矿石技术加工条件不同划分井田。5根据投资和对矿石急需情况划分井田。矿块：在阶段内沿走向每隔一定距离将矿体再划分为独立的开采单元阶段：在开采缓倾斜矿床、倾斜矿床和急倾斜矿床时，在井田中，每隔一定的垂直距离，掘进一条或几条与走向一致的主要运输巷道，将井田在垂直方向上划分若干矿段。阶段高度：上下两个阶段运输巷道底板之间的垂直距离。阶段高度的确定（符合的条件）1吨采矿量分摊的基建费和经营费最小2能及时准备新阶段3作业安全性高4与采用的采矿方法相适应5兼顾原有探矿巷道的利用盘区：在开采水平和微倾斜矿床时，如果矿床的厚度不超过允许的阶段，则在井田内不再划分为阶段，每隔一定距离用运输巷道划分井田的开采范围。采区：在盘区中沿走向每隔一定距离掘进采区巷道，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，这个单元称为采区。阶段中矿块的开采顺序（填空）：按回采工作对主要开拓巷道的推进方向，阶段中矿块的开采顺序分为：前进式、后退式、混合式三种。相邻矿体开采顺序（简答）：1矿体倾角小于或等于围岩移动角时，应采取从上盘向下盘推进的开采顺序。2矿体倾角大于围岩移动角、两矿体又相距很近时，无论先采哪个矿体，都会因采空区围岩移动而相互影响。矿床开采步骤：矿床开拓、矿块采准、切割工作、回采工作矿床开拓：从地面掘进一系列巷道通达矿体，使地面与地下形成提升、运输、通风、排水以及动力供应等完整系统称为矿床开拓，为此目的而掘进的巷道称为开拓巷道。矿块采准：是在以开拓完毕的矿床里，掘进采准巷道，将阶段划分成矿块作为回采的独立单元，并在矿块内创造行人、凿岩、放矿、通风等条件。切割工作：在已采准完毕的矿块里，为大规模回采矿石开辟自由面和自由空间，有的还要把漏斗颈扩大为漏斗形状，为以后大规模采矿创造良好的爆破和放矿环境、回采工作：切割工作完成后，就可以进行大量的采矿，称为回采。矿床开采步骤间的关系（简答）1开拓、采准、切割和回采是按编定的采掘技术计划进行的。2在矿山生产初期，个步骤在时间上是依次进行的；到正常的生产时期，则下阶段的开拓、上阶段的采准与再上阶段的切割和回采同时进行。3为了保证矿山产量均衡，应保证开拓必须超前于采准、采准必须超前于切割、切割必须超前于回采，遵循“采掘并举，掘进现行”的方针。采切工作量：是一个比较采矿方法优劣的一个重要指标。三级储量：将生产矿量按开采准备程度划分为开拓储量、采准储量和备采储量三级。开拓储量：凡开掘完成设计规定的开拓系统中的井巷与硐室，形成完整的运输、提升、通风、排水系统和采准工作以前需要进行的生产探矿工程，在此范围内所控制的矿量称为开拓矿量。采准矿量：在开拓储量的基础上，全部完成采矿法所规定的采准巷道工程在此范围内的储量。备采储量：在采准储量的基础上，全部完成采矿方法所规定的切割工程可以立即进行回采的储量。矿石损失：在开采过程中造成矿石数量上的减少。矿石损失率：在开采过程中损失的工业储量与总的工业储量之比。矿石回收率：采出的纯矿石量与工业储量之比。废石混入率：混入采出矿石中的废石量与采出矿石量之比。矿石贫化：在开采过程中，由于各种原因造成矿石质量的降低。矿石贫化的表示方法：矿石损失率、矿石回收率。矿石贫化率：采出矿石品位比原矿石品位降低的百分率。矿石损失的原因（简答）：1非开采损失：A由于地质条件和水文地质条件等引起的矿石损失；B需要保留安全煤柱而不能回采的损失。2开采损失：A采下损失：主要包括采下残留在采场内不能运出的矿石损失和运输过程的损失；B未采下损失：主要包括设计应当开采而未采下的损失，矿块内留下的永久性矿柱，不能采出的矿石损失。矿石贫化的原因：1因矿体边界控制不好，夹石未剔除或在覆岩下放矿等原因混入了废石；2高品位粉矿流失；3有用成分氧化或被析出。降低矿石损失与贫化的措施（论述）：1加强地质测量工作，为采矿设计和生产提供可靠的地质资料，以便正确确定采掘范围，减少废石混入量和矿石损失量；2选择合理地开拓方法，尽可能少留或不留保安煤柱；3选择合理地开采顺序，及时回采矿柱和处理采空区；4选择合理地采矿方法及其结构参数，改进采矿工艺，减少回采的损失与贫化；5选择合理地底部出矿结构，推广无轨出矿设备和推动出矿设备，加强放矿管理，提高矿石回收率，降低矿石贫化率；6选择适合的提升、运输方式和容器，避免多次转运矿石，减少粉矿损失；7加强生产管理，建立健全质量监测、管理和控制体系，减少矿石贫化和损失。矿床的开采程度：矿床开采的快慢程度。常用的矿床开采程度的指标有：回采工作（年下降深度）和（开采系数）。年下降深度：根据采矿技术水平，矿床自然条件和矿床可采的技术经济条件合理地选取矿床开采年下降深度指标。在设计阶段，该指标可作为验证计算矿山生产能力和方法之一。矿山年下降深度随矿体厚度的减小，倾角的增大及同时开采阶段数量的增加而增大。矿井生产能力：指在正常生产时期，单位时间内采出的矿石量。是矿床开采的主要技术经济指标之一。确定矿井生产能力的依据（简答）：矿井生产能力是依据矿床地质条件、资源条件、技术经济条件综合分析经济、技术、安全和时间因素等确定的。它应该具体地体现国家的技术经济政策和最大限度地满足国民经济的需要。对矿床开采的基本要求：1安全：开采是否安全是评价矿床开采方法好坏的重要原则；2合理地开采速度：开采速度大，能保证如期完成和超期完成生产任务，降低巷道的维修费，生产管理费，也是确保安全的重要措施之一；3经济效益最大化：采矿的经济效益，体现在矿石成本低、劳动生产率高、矿石损失与贫化小等方面。开拓巷道：开拓井田所掘进的井巷。对开采技术装备的要求：1实现或完善矿山基本生产过程机械化或综合机械化；2逐步实现工艺系统和主要生产环节的自动化；3组织管理科学化。对环境保护的要求：1保护森林、水域和其他自然资源，以及永久重要建筑物、构筑物不因采矿而引起破坏；2消除生产废料、废水、废气对大气和周围环境的污染，并尽量利用“三废”；3尽快恢复因采矿而遭受破坏的农田和土地，使其变为耕地或适于国民经济利用的土地。矿床开拓类型：平硐、竖井、斜井、斜坡道。开拓巷道：开拓井田所掘进的巷道。主要开拓巷道：为井田提升或运输矿石的开拓井巷，如主平硐、主竖井、主斜井、主斜坡道。开拓系统：不同种类、数量的开拓巷道在空间上的布置体系。井田的开拓系统至少有两个独立的通地表的安全出口。如果竖井作为安全出口，必须在井筒中设置梯子间。开拓方法：形成井田开拓系统的不同类型和数量的主要开拓巷道的配置方式。开拓方法和方案划分是根据主要开拓巷道的类型、数量、位置、井口确定的。单一开拓法：仅用一条主要开拓巷道开拓井田的方法。联合开拓法：用一条以上主要开拓巷道开拓井田的方法。开拓方法的分类：P45-46.平硐开拓法：从地表掘进水平巷道通达矿体的开拓方法。平硐分为主平硐和阶段平硐。主平硐：为整个矿井运矿的硐。阶段平硐：各阶段直接通地表的平硐。可以用于运输矿石、废石、人员、材料和设备。平硐开拓法的适用条件：当矿体（或其大部分）赋存在当地地平面以上。平硐开拓分类：1、 下盘平硐开拓方法（矿体与山坡倾向相反）2、 上盘平硐开拓方法（矿体与山坡倾向相同）3、 侧翼平硐开拓方法（1）矿体距上下盘地表都较远（2）上下盘方面地形陡，难以选择平硐及工业场地斜井开拓法：从地表掘进斜井，通达矿体的开拓方法。斜井开拓适用条件：主要用于倾斜和缓倾斜矿体15-45。有时也用于埋深不大的倾斜矿体。斜井开拓法分类(斜井与矿体相对位置):脉内斜井开拓、下盘斜井开拓、侧翼斜井开拓。斜井开拓的注意事项：1斜井不能布置在上盘岩石；2斜井垂直深度大于90m，应设专用人车运送人员；无人车运送人员的斜井，人行道宽度不得小于1.2m高度大于1.8m，还应浇灌人行踏步，设人行扶手；3斜井每隔30-50m设坡度不小于0.3%的横向水沟；4沿斜井斜长每隔50m设躲避硐室；5斜井按安全规程要求留够人行道与设备间，设备之间的安全距离；6在布置斜井位置时要考虑移动带的问题。竖井开拓法：从地面向下掘进垂直井筒开拓井田的方法。竖井开拓法适用条件：矿体赋存在当地山麓以下或平坦地区，倾角大于45度或小于15度，埋藏较深。竖井开拓法分类（装载容器）：罐笼竖井、箕斗竖井、混合竖井。竖井开拓法分类（相对位置）：下盘竖井开拓法、上盘竖井开拓法、侧翼竖井开拓法。侧翼竖井开拓适用条件：1、 上、下盘地形和岩层条件不利于布置井筒，而侧翼工程地质条件好。2、 矿体走向长度较小，阶段巷道掘进时间短，运输费用低。3、 矿体倾角较缓，竖井在上盘或下盘石门都很长。斜坡道开拓方法：用通行无轨设备的倾斜巷道开拓井田的方法。斜坡道开拓法的适用条件：主要用于当地侵蚀基准面以下水平、缓倾斜、倾斜矿体，且一定采用无轨设备运输矿石。斜坡道开拓方法线路形式：1、 直线式斜坡道2、 折返式斜坡道3、 螺旋式斜坡道直线式斜坡道优点：1、 开拓工程量小，施工容易。2、 车辆运行速度快，司机可见视距大、行车平稳、安全性好。3、 轮胎磨损小，油耗低。4、 路面维护方便。影响斜坡道类型选择的因素：1斜坡道用途；2使用年限；3拓工程量；4通风条件；5斜坡道与分段开口位置。平硐与井筒相比的优缺点：优点：1施工容易，基建时间短，所使用的专用设备少，掘进速度快；2基建工程量少，井底车场简单，硐室工程量少，不需设排水仓及其设备，设有主井提升机房和井塔，投资少。3运输量大，运输管理人员少，运输费用低；4排水费用极低，主平硐以上各中段的坑下水通过各阶段平巷排出；或者通过天井钻孔下流到平硐，经水沟自流排出地表。5生产安全，管理简单，维修工作量小；6通风容易，生产时期可以利用自然压通风。缺点：若平硐很长，掘进时通风较困难，生产时期从平硐引的管线长度大，相应的增加管线的投资和成本。影响主要巷道类型选择的主要因素：1、 地形地表2、 矿体倾角3、 开采深度4、 矿体偏角5、 矿体规模6、 岩层物理力学性质影响主要开拓巷道位置选择的因素（论述）：1矿区地形，地质构造和矿体埋藏条件；2矿井生产能力及井巷服务年限；3矿床的勘探程度，储量及前景；4矿山岩石性质及水文地质条件。崩落带：在地表呈现裂缝的范围。崩落线：从地表崩落带的边界线至开采深度采空区边界线的连线。崩落角：崩落线与水平面的夹角。崩落角相对于矿体有上盘崩落角、下盘崩落角和端部崩落角。移动带：地表出现变形,位移变化的范围。移动角：移动线与水平面的夹角。移动线：在垂直走向的矿床横剖面上，从地表移动带的边界至开采深度采空区边界线。危险带：崩落带加移动带的范围，或者说移动线所控制的范围。形成移动带和崩落带的原因：随着地下矿石的采出，在地下形成一定数量的采空区，由于采空区周围的岩层失去平衡，在围岩应力作用下引起采空区周围的岩层逐渐发生变形、片落、移动和崩落，发展到地表则地表出现下沉、陷落和移动。地表及岩体移动范围圈定的安全技术规定：1移动区应从开采矿体的最深部划起；2对未探清的矿体应从能做到远景开采的部位划起；3矿体埋藏很深且分期开采时，应分期划出移动区；4矿体轮廓复杂时，应从矿体突出部划起；5对已经进行工程地质及岩体力学研究的矿山，一般应进行开采后岩体及地表稳定性的评价，分别用数值分析法和类比法确定移动范围；6对未进行岩体力学研究的矿山，可参考同类矿山观测资料确定；7圈定的移动范围应分别标在总平面，开拓系统平面及格中段平面图上。副井：是主井的辅助井，它用作提运人员、材料、设备、工具、废石或一部分矿石，并兼做安全出口和入风井。副井用作出风井时不能提运人员。通风井：主要用于出风，也做安全出口。通风井的布置方式：中央并列式，中央对角式，侧翼对角式。溜井：溜井的用途是依靠重力从采场或上部阶段转放矿石或废石到下部阶段或矿仓，分为阶段溜井和采场溜井。井底车场：井筒周围与阶段运输巷道之间所开掘的巷道和硐室的总称。竖井井底车场形式的选择原则：在满足生产能力要求的条件下，尽量使结构简单。竖井井底车场形式的选择影响因素：1矿井生产能力；2提升容器的类型；3运输设备和调车方式；4井筒数量；5主要硐室及其布置要求；6地面生产系统要求；7岩石稳定性；8井筒与运输巷道的相对关系。斜井井底车场可按矿车运行系统分为折返式和环式两种。串车斜井折返式车场组成部分有：井筒附近的连接线路、储车线路、调车线路、各种硐室和绕道等组成。主阶段平面开拓：是掘进阶段全长的阶段运输巷道及其相应的石门、井底车场等，与溜井或主要开拓巷道连通，以构成阶段开拓的运输、通风、排水和动力供应等系统。副阶段：不连通主要开拓巷道，其开拓是掘进的一部分。阶段运输巷道与下面的主阶段一起构成组合阶段开拓系统。主要开拓巷道：未经天提升运输矿石的开拓巷道，如主平硐，主竖井，主斜井，主斜坡道。辅助开拓巷道：主要拓巷道以外的其他开拓巷道，如各阶段运输平巷，石门，井底车场，硐室，副井，通风井，充填井。阶段运输巷道布置的基本要求和影响因素：1满足运输要求；2矿体厚度和岩石的稳定性；3确保安全可靠；4减少掘进和维护费用；5合通风需要；6实行探采结合；7结构简单。选择井田开拓方案的基本要求：1确保地面工作安全、卫生；2生产能力满足要求并有发展余地；3基建工程少，投资和经营费省；4投产快，探采结合和采掘平衡有利；5矿石损失少，不留或少留保安煤柱；6相关的地面场地不占或少占农田。选择井田开拓方案的影响因素：1矿山地形；2矿体赋存条件；3矿区构造和水文地质；4矿岩物理力学性质；5选用的采矿方法；6矿山地面总平面布置。自然资源：是人类可以直接或间接利用的存在于自然界的物质或环境。包括土地、水、气象、森林、海洋和矿产资源。采矿：是从地壳中将可利用矿物开采出来并运输到矿物加工地点或使用地点的行为过程或工作。单斗挖掘机的挖掘参数：挖掘半径、挖掘高度、卸载半径、卸载高度、下挖深度。影响台阶高度的主要因素：1采掘设备的工作条件；2矿岩性质与埋藏条件；3穿爆工作要求；4矿床开采强度；5运输条件。露天矿常用的运输方式：1自卸汽车运输；2铁路运输；3带式输送机运输；4提升机运输；5重力运输；6联合运输。铁路运输的优缺点：优点：1可利用任何种类能源和机车类型；2设备和线路坚固可靠；3运行作业易于自动控制；4运输成本低；5对矿岩性质和气候条件的适应性强；6运输能力大。缺点：1爬坡能力小，曲线半径大；2基建工程量和投资大，基建速度慢；3对地形和矿体赋存条件适应性差；4线路系统和运输组织工作负杂；5受开采深度限制。露天开采四个工艺：穿孔、爆破、铲装与运输、排岩。矿床评价：是通过对矿床地质条件、开发条件和矿石的加工利用条件的全面研究，评价矿床的价值以及开发后的经济效益。简述矿床评价的分类 1.按照矿床勘查阶段对矿床评价分类（简答）（1）概略评价： 矿床经过预查、普查工作，收集和获得到的地勘、技术、经济等信息和资料；利用有关矿产规范中的工业指标计算储量，通过采用拟定的开发方案和有关技术经济参数，用静态企业经济评价方法，概略估算未来开发利用时的可能盈利情况。（2）初步评价： 矿床经过详查地勘工作，收集和获得到较为丰富的地勘、技术、经济等信息和资料；对本阶段地勘工作程度提出评价，采用符合该矿区具体条件、并与有关工业部门协商工业指标计算储量，根据本阶段选矿试验及其他研究成果，参考同类矿山的实际情况拟定采选方案，利用接近矿床实际情况的技术经济参数，用静态和动态经济评价方法，计算和分析矿床工业开发的企业经济评价，以初步反映矿床未来开发利用的经济价值和经济效益。（3）详细评价：矿床经过勘探之后，收集和获得到了大量系统的地勘、技术、经济等信息和资料，对本阶段地勘工作程度提出评价，根据工业部门正式制定批准的矿产工业指标计算储量，根据本阶段选矿试验及其他研究成果，结合矿床具体技