采矿工程学科前言

1,前言,2,1矿产资源的开发对社会经济发展的贡献及危害,2地下矿开采的发展史,5中国地下矿的开采现状及前景,3中国矿产资源分类,6金属矿床地下开采教学思路,4矿床开采基本模式,3,1矿产资源的开发对社会经济发展的贡献及危害,矿产资源是人类生存和发展的重要物质基础之一:我国95%的能源和85%的原材料来自矿产资源。工业上用量最大，对国民经济发展有重要意义的金属矿产主要有铁、锰、铜、铅、锌、铝、镍、钨、铬、锑、金、银等。,4,1矿产资源的开发对社会经济发展的贡献及危害,矿业为我国创造年产值3880亿元，提供了1400多万人的就业，矿产品出口年创汇达200亿美元以上。矿产资源为我国提供和创造大量延伸、附加的就业机会和社会财富，已成为我国社会经济发展和居民生存的重要组成部分。,5,1矿产资源的开发对社会经济发展的贡献及危害,矿产资源的开发导致对环境的破坏，造成影响范围内的地表下沉、地下水位下降、土地资源破坏、森林资源锐减、生物资源减少。矿产资源开发过程中排出的废水、废气、废料，也会造成不同程度的环境污染。,6,2地下矿开采的发展史,原始人类采集石料、陶土，是采矿的萌芽。,春秋时期已经使用了立井、斜井、平巷联合开拓，初步形成了地下开采系统。,西汉时期，开采系统已相当完善。,明代以前主要有铁、铜、锡、铅、银、金、汞、锌的生产。,7,2地下矿开采的发展史,17世纪初，欧洲人用中国传入的黑火药凿岩爆破落矿代替人工挖掘（里程碑）。,19世纪末20世纪初，矿用炸药、凿岩设备、电动运输、提升、通讯、排水等设备的使用，形成了近代采矿技术。,20世纪上半叶，使用硝酸铵炸药，地下深孔爆破技术，大型化设备，机械化采矿工艺，使采矿从技艺向工程科学发展。,8,20世纪50年代后，潜孔钻机、牙轮钻机、自行凿岩台车等新型设备，电子计算机技术的应用，实现采掘设备大型化、运输提升设备自动化，出现了无人驾驶机车，矿山生产开始建立自动控制系统。,2地下矿开采的发展史,9,3中国矿产资源分类,金属矿产资源：（1）黑色金属，如铁、锰、铬、钒、钛等；（2）有色金属，如铜、铅、锌、铝土、镍、钨、镁、钴、锡、铋、钼、汞、锑等；（3）贵重金属，如金、银、铂、钯、铱、铑、钌、锇等；（4）稀有金属，如铌、钽、铍、锆、锶、铷、锂、铯等；（5）稀土金属，如钪、轻稀土（镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕）等；（6）重稀土金属，如钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇等（7）分散元素金属，如锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、硒、碲等；（8）放射性金属，如铀、钍（也可归于能源类）等。,10,3中国矿产资源分类,非金属矿产资源：中国已发现非金属矿产品102种，其中已探明有储量的矿产88种：萤石、重晶石、耐火粘土、硫矿、滑石、菱镁矿、石墨、盐矿、钾盐矿、磷矿、金刚石、云母、石膏、高岭土、膨润土等。,能源类矿产资源：石油、天然气、煤炭、油页岩、铀矿等。,11,4矿床开采基本模式,露天开采：,露天矿场全貌,12,4矿床开采基本模式,地下开采：,地下开采示意图,1-主井；2-副井；3-石门；4-井底车场；5-阶段溜井；6-破碎硐室；7-矿仓；8-风井；9-阶段平巷；10-矿块,13,4矿床开采基本模式,露天与地下联合开采：,露天与地下联合开采示意图,1-主井；2-井塔；3-露天矿；4-副斜井；5-分段巷道；6-上盘回风平巷；7-采场；8-探矿钻孔；9-阶段溜井；10-粗矿仓；11-破碎硐室；12-皮带输送机；13-细矿仓；14回收粉矿斜巷,14,5中国地下矿的开采现状及前景现状,开采深度增大：红透山铜矿：9001100m，冬瓜山铜矿：1100m，弓长岭铁矿：1000m，湘西金矿：850m。高应力、高井温、高井深。露天转地下：河北的石人沟铁矿、江苏的凤凰山铁矿和冶山铁矿、安徽的铜官山铜矿、湖北的红安萤石矿、甘肃的白银折腰铜矿、江西的良山铁矿、浙江的漓渚铁矿和山东的金岭铁矿等。,15,开采品位下降，采掘工程量急剧上升，废弃物处理量大幅度增加。机械化装备水平及配套程度不高，制约矿山生产规模和劳动生产率。,5中国地下矿的开采现状及前景现状,16,安全与环保压力增大：顶板安全控制措施不足；大水矿山超前探水工作缺乏，存在突水隐患；尾矿库维护不当，隐患较大；大量采空区未进行处理；露天坑复垦力度较小等。资源综合利用率不高。,5中国地下矿的开采现状及前景现状,17,5中国地下矿的开采现状及前景前景,高效率采矿：（1）三大类采矿法朝高阶段（120200米）、大采场、一步骤回采和采准、切割合二为一的方向发展；（2）间断连续采矿系统在地下矿山将逐步得到应用。（3）深井降温、井下选厂、矿井水力提升、上行开采将引起人们更多的关注。,18,5中国地下矿的开采现状及前景前景,无废害采矿（清洁采矿）：最大限度地减少废料的产出、排放，提高资源综合利用率，减轻或杜绝负面影响的矿产资源开发的工艺技术。溶浸采矿：建立在物理化学反应的基础上，利用某些能溶解矿石中有用成份的药剂或借助某些微生物、催化剂、矿石表面活性剂的作用，溶解矿石或矿体中的有用金属成份，使其从转化为溶液，再提取金属的新型采矿方法。,19,5中国地下矿的开采现状及前景前景,海底与极地采矿：海底富含各种固体、液体、气体矿藏，如石油、重金属海泥、天然气、锰结核、铁、铜、金、煤等；极地资源指地球南北两极为人类所利用的有用资源。,锰结核摄影图,20,连续采矿：非爆破开采，以连续切割的矿岩设备来取代传统工艺。,美国Joy公司生产的世界最大的12HM36型连续采矿机,5中国地下矿的开采现状及前景前景,21,大型化设备采矿：（1）单斗挖掘机，斗容已超过40立方。（2）穿孔牙轮钻机直径多达310380毫米。（3）地下铲运机载重已达25吨（Toro2500E型）。（4）井下汽车，瑞典已开始用120吨的七轴大型卡车。（5）井下钻机也向大型化发展，配有水力潜孔冲击式凿岩机的自动遥控台车（SimbaW型）正取代原有台车。,5中国地下矿的开采现状及前景前景,22,Cat797B矿用汽车,T282矿用汽车,I-R公司的351牙轮钻机在现场,23,遥控化、智能化及数字化采矿：自动化遥控铲运机、凿岩机、无人驾驶汽车和装载机器人技术及全球卫星定位系统（GPS）技术已日趋成熟，促进矿山遥控、智能化；随着计算机技术、信息技术、通讯技术、自动控制技术、3S（GIS、GPS、RS）技术、网络技术的发展数字化技术也得到广泛应用。,5中国地下矿的开采现状及前景前景,24,智能化的D11R型推土机驾驶室,瑞典基律纳矿的操作人员在中心控室（左）控制铲运机作业（右）,25,提升机智能化控制和安全监测系统网络结构,26,6金属矿床地下开采教学思路,第一篇：金属矿床地下开采的基本概念,第一章金属矿床工业性质,第二章开采单位的划分及开采顺序,第三章开采步骤和三级矿量,第四章采矿方法分类,27,第二篇：采矿方法,第五章空场采矿法,第六章崩落采矿法,第七章充填采矿法,第八