采矿学讲义(2).doc

大纲要求绪论：2学时；要求讲述主要内容如下：介绍采矿工业在国民经济中的地位，采矿学科发展的历史、现状、面临的机遇与挑战，学科特点，常见开采方式，矿床分类等。绪 论一、采矿学的研究范畴1、采矿学的定义： 是研究在一定技术经济条件下，以一定的规模安全、经济、高效地开发自然矿产资源，同时维护采矿空间平衡和系统平衡的一门学科。2、采矿学研究的意义或使命：由于地壳演变过程中所形成的矿产资源具有不可再生性的特点，因此矿床开采是一次性完成的，不管资源多么丰富，储量多么大，总有开采完的那一天，在人类科学技术发展能够达到寻找出新的替代能源之前，我们只能研究如何采取措施最大限度的延长现有资源的使用寿命，如何保护好我们赖以生存的资源与环境等，不仅仅是我们这一代，两代人发展，还关系到我们的子孙后代的发展大计，这也正是我们国家为什么要把实现可持续发展定为基本国策的原因，通过采矿学的研究学习，我们可了解到节约资源与安全生产的重要性，取得经济效益与保护环境的相辅相成而非对立的关系，更好地为国民经济建设提供矿产资源；（1）国民经济建设需要大量的自然矿产资源，据统计80%以上的原材料源于矿产资源的开采。（2）经过了很多年的开采有些资源呈现枯竭趋势（耗竭性）、我国人口众多，人均资源占有量低，2010年前我国四十种主要矿物将有20种出现短缺（3）矿山安全生产形势严俊，各类矿山安全事故频发。（4）矿业开发带来的环境负效应：废石堆、尾矿库、露天坑、地下水等，有的地方对环境的破坏相当严重。（5）经济效益是保证企业健康发展的前提，也才能使企业良性发展，但是绝对不能片面追求经济效益，而冒险蛮干，不遵守经济发展规律。3、采矿学研究范畴包括三个层面：即两个平衡，合理的工程与工艺，设备设计参数选择；3.1 采矿生产的两个平衡：空间的平衡、生产系统的平衡（1）空间平衡：A、地下矿工作面、采空区稳定；（不出现冒顶、透水等）B、露天矿不滑坡；（边坡稳定，不会出现大的边坡坍塌移动）C、通道准备始终保持超前于开采；（开拓、采准、切割、回采）（2）生产系统平衡：各生产系统间合理匹配（采矿、运输、提升、通风、排水、压气、供水、供电、通讯等各系统）。3.2 采用合理的工程与工艺 安全、高效、经济 采用合理开拓方式（平硐、竖井、斜井等），地下采矿方法（崩落法，地表是否允许陷落？空场法空区如何处理？露天采用什么穿孔、爆破、采装、运输、排土工艺比较合适等？）3.3 设备设计参数选择：型号、数量，匹配问题，（凿岩，运输，提升设备装备等的选择设计，地下以及露天工艺参数的选择设计等）二、矿业工程技术发展历程贯穿于采矿技术发展历史的主线是采矿方法的演变和采矿手段的进步。从石器时代原始的手工开采，发展到后来的爆破破岩、机械钻具，高效采装、运输；到今天的大规模的现代化开采；采矿技术发展基本体现在效率提高、劳动条件改善、生产的科学性等方面。在漫长的人类长河中，人类的采矿实践也经历了由手工到机械，由低级到高级，开采规模越来越大，生产技术越来越高，由初期的地表开采发展到现今的开采地下几千米的矿石，人类在采矿方面的技术取得了长足的进步，采矿工具或设备不断改进。绪论表1（见采矿学讲义图表部分PPT2）序号历史时期作 业 特 征1原始开采利用简单工具机械力破岩（石器时代手工开采）2爆破破岩利用炸药破岩，提高了破岩效率（17世纪初黑火药的应用，是采矿工艺发生重大变化，1867年诺贝尔发明炸药用于爆破破岩）3机器的使用提升运输效率提高（18世纪工业革命后，机器的使用）4凿岩工具改善提高了穿孔效率，大规模提高了采矿效率（19世纪空气压缩机的出现导致风动凿岩机的发明，动力机械凿岩代替手工凿岩）5大规模机械化开采开采强度、效率提高（二十世纪初）6现代化采矿多学科知识应用，提高了生产效率与质量建国快60年了，我国的采矿业发展到今天，我国的采矿业已经有了飞跃发展，但是我们还应该充分认识到，我国的采矿业与世界上先进国家的采矿业相比还有一定的差距，还需要我们年轻一代继续去努力。三、两个专业方向学习的意义采矿专业：是最主干的专业基础课程，是各类设计的基础，学习采矿专业知识最主要的渠道，地下开采，露天开采等。矿物加工专业：了解开采过程，作为选矿技术、生产管理者的基本要求；了解开采带来的加工问题的原因（废石混入、矿石的贫化、合格块度等）等。四、矿床开采方式及其存在的基本问题（结合两个平衡）当前存在的开采方式：地下开采、露天开采、特殊开采（海洋、采砂、生物化学法等），常规的主要开采方式为地下和露天开采两种。常见的开采方式：(1)露天开采: 剥离、穿孔、爆破、采装、运输、排土等工艺。(2)地下开采：开拓、采准、切割、回采等工艺。(3)露天、地下联合开采：露天开采浅层矿床，地下开采深部矿床。(4)特殊开采大洋采矿石材开采：溶浸、溶解、熔融开采月球采矿煤矿中的“三下”开采五、当前的研究方向与学科发展*国内就我国行业现状，总体来讲不均衡，因体制、种类、规模不同差异较大，与国外存在一定差距（参考教材P6-15）。近些年来在本学科知识应用与研究方面主要有：（1）岩体力学及其应用；（一直接都在研究，只是进展不大，近些年计算机及大量软件的应用对于本学科的研究提供了方便）（2）充填技术的发展与应用；（近些年又热了起来）（3）现代决策技术的应用；（借助于新型的理论与技术如专家系统，决策支持系统等）（4）矿山环境保护与灾害防治；（人们的意识越来越强，这方面加强了）（5）与其他相关学科的渗透；（矿山行业取得了长足的进展）国外发展现状理论上与国内相差不大，与国内研究相比有以下特点：（1）研究更注重实效；（注重于解决问题，而我们只是停留在纸上居多，问题解决的少）（2）机械化、自动化程度高；（这是我们差距特别明显的地方，国外有无人矿山，我们还没有）（3）环保意识强；（水资源、土地、矿区生态环境的保护等）（4）溶浸技术发展较成熟；（运用适当的化学溶剂，借助于某些微生物的生物化学作用，溶解、浸出、回收矿床和矿石中的有价值的成分。用于不能用常规采矿方法来经济地开采的潜在资源，可充分回收矿产资源）六、矿业面临的机遇与挑战1、对当前新一轮“采矿热”的认识客观地讲，当前我国矿产资源开发行业处在一个非常好的发展时期，国内经济快速发展增长的需要、国际原材料价格的提高使得矿产品价格成倍增长，形成了一股新的“淘金热”，使得矿业在前些年的劣势得以遏制，呈现出一派欣欣向荣的景象，但业内人士必须清醒认识到，国内矿业在环境保护、职业卫生安全、职工福利等方面还存在很多欠账，直接的矿山职工并没有获得多少待遇，福利并没有提高多少或者根本没有提高，环境保护依然很差甚至更糟，很多矿山企业只是在利用这个机会在片面地追求经济利益，其他的一概不管，我国矿业发展与西方国家存在较大差距，暂时的利润在扣减了上述支出后就不存在当前的“暴利”现象。2、必须清醒认识矿业发展面临的挑战资源的枯竭与劣化趋势；（越来越明显，很多矿山要闭坑，资源越来越少等）环保压力，当前清洁生产、无废（无害）矿山的发展；传统学科与新兴学科的对比；开采条件劣化；（矿石品位低，技术条件差等）七、关于我国矿山安全现状的认识1、我国矿山安全现状：地下采空区的威胁，尾矿库的问题，露天采坑闭坑等2、造成事故的原因简析：片面追求经济利益，国家监管力度不够等，没有形成一个良好的发展运行机制。八、学习要求与考核方式对于采矿方向的同学绝不能局限在课堂内容，广泛涉猎相关参考材料的内容，矿物加工专业方向的同学基本概念、基本方法必须清楚，以消化课堂教学内容为主。暂定闭卷考核八、参考资料绪论表2采矿学参考文献目录（见图