采矿工程课件

採礦工程第一章：金屬礦床地下開採的基本概念

第一節：金屬、礦床的工業特徵

一、礦石和廢石的概念礦物、礦石、礦體、礦床、圍岩、夾石、廢石二、礦石的種類

（一）金屬礦石按其所含金屬礦物的性質，化學成份

（二）根據所含金屬種類的不同三、礦石品位的概念礦石品位的概念、邊界品位、最低工業品位四、礦石和圍岩的性質

硬度、堅固性、穩固性、碎脹性、結塊性、氧化性、自燃性及含水性等第一章：金屬礦床地下開採的基本概念

第二節：金屬礦床地下開採概述一、井田、礦田和礦區的概念二、走向線、走向、走向長、傾斜線、傾向、傾角三、關於延深、埋進深度和賦存深度的概念

四、階段、礦塊和盤區采區的概念五、礦床的開採順序（一）井田階段的開採順序（1）下行式——即自上而下進行開採。（2）上行式——與下行式相反（二）階段中礦塊的開採順序（1）前進式回採（2）後退式回採（3）混合式回採第一章：金屬礦床地下開採的基本概念

第二節：金屬礦床地下開採概述四、礦床的開採步驟

金屬礦床地下開採的步驟可以分為：開拓、采准、切割與回採四個步驟，這些步驟反映了不同的工作階段。（一）開拓工作（二）采准工作（三）切割工作（四）四采工作回採工作包括：落礦、運搬和地壓管理三個主要工作。（1）礦床開拓、采准、切割、回採的關係是彼此超前的關係（2）三級礦量的含意

①開拓礦量②采准礦量③待採礦量第一章：金屬礦床地下開採的基本概念

第三節：礦石的損失、貧化和礦山年產量一、礦石的損失和貧化

1、礦石的損失礦石損失量與礦石的工業儲量的百分比，叫做礦石的損失率。

2、礦石的貧化混采下來的廢石量與采出礦石量的百分比，叫做礦石的礦石的貧化率二、礦山年產量礦山年產量是礦山每年生產的產品量。第二章：礦床開拓

第一節：開拓方法分類

一、開拓方法分類礦床開拓方法大致可分為單一開拓和聯合開拓兩大類。（一）單一開拓法：平硐開拓豎井開拓斜井開拓（二）聯合開拓法平硐盲豎井開拓平硐盲斜井開拓豎井盲豎井開拓豎井盲斜井開拓斜井盲豎井開拓斜井盲斜井開拓第二章：礦床開拓

第二節：開拓方法

主要開拓巷道是決定一個礦床開拓方法的核心，其選擇在礦山設計中是至關重要的。主要開拓巷道類型的選擇由以下幾個條件來決定：（1）地表地形條件（2）礦床賦存條件（3）礦岩性質（4）生產能力另外，開拓巷道施工的難易程度、工程量、工程造價和工期長短等，雖然不能作為確定開拓方案的重要依據，但決不可忽視。尤其是小型礦山，往往存在施工力量不足和技術素質較差、施工管理跟不上等情況。因此，當地的施工力量和特點，在巷道類型的選擇上也應一併考慮。第二章：礦床開拓

第二節：開拓方法一、平硐開拓法以平硐為主要開拓巷道，是一種最方便、最安全、最經濟的開拓方法。但只有在地形有利的情況下，才能發揮其優點，即只有礦床賦予於山嶺地帶，埋藏在周圍平地的地平面以上才能使用。第二章：礦床開拓

第二節：開拓方法二、豎井開拓法

豎井開拓法以豎井為主要開拓巷道。它主要用來開採急傾斜礦體（一般礦體傾角大於45º）和埋藏較深的水準和緩傾斜礦體（傾角小於20º）。這種方法便於管理，生產能力較高，在金屬礦山使用較普遍。1.穿過礦體的豎井開拓方案

2.下盤豎井開拓方案3.側翼豎井開拓方案第二章：礦床開拓

第二節：開拓方法三、斜井開拓法

斜井開拓法以斜井為主要開拓巷道，適用於開採緩傾斜礦體，特別適用於開採礦體埋藏不太深而且礦體傾角為20º～40º的礦床。這種方法的特點是施工簡便、中段石門短、基建少、基建期短、見效快，但斜井生產能力低。因此更適用於中小型金屬礦山，尤其是小型礦山。第二章：礦床開拓

第二節：開拓方法四、聯合開拓法由兩種或兩種以上主要開拓巷道來開拓一個礦床的方法稱為聯合開拓法。其實質是因礦床深部開採或礦體深部產狀（尤其是傾角）發生變化而採用的兩種以上單一開拓法的聯合使用，即礦床上部用一種主要開拓巷道，而深部用另一種主要開拓巷道補充開拓，成為一個統一的開拓系統。由於地形條件、礦床賦存情況、埋藏深度等情況的多變性，聯合開拓法所包括的方案很多，這裏介紹常用的幾種聯合開拓方案。（一）上部平硐下部盲豎井開拓方案（二）上部平硐下部盲斜井開拓方案

適用條件：①地表地形為山嶺地區，礦體上方無理想的工業場地；②礦體傾角為中等（傾角在45º～55º之間），為盲礦體且賦存於地平面以下；③如地平面以上有礦體，且形成許多老硐者。（三）上部豎井下部盲豎井開拓方案

這種開拓方案一般適用於礦體或礦體群傾角較陡，礦體一直向深部延伸，地質儲量較豐富的礦山。另外，因豎井或盲豎井的生產能力較大，所以中型或偏大型礦山多用這種方法。（四）上部豎井下部盲斜井開拓方案當上部地質資料清楚且礦體產狀為急傾斜，上部採用豎井開拓是合理的，一旦得到深部較完善的地質資料，且深部礦體傾角變緩，則深部可採用盲斜井開拓方案，如圖7-18所示。

（五）上部斜井下部盲豎井開拓方案

這種開拓方案一般適用於礦體傾角較緩，且沿傾斜方向延伸較長，或地質儲量不大以及生產能力也不大的小礦山。第二章：礦床開拓

第三節：中段高度的確定

不管用什麼方法對礦床進行開拓，主要開拓巷道都是經石門通過中段平巷來與礦體連通的，這就提出了階段高度問題。在選擇中段高度時，應考慮以下因素：1.礦體勘探類型勘探類型指礦體沿走向和傾向的連續程度和礦體厚度變化的複雜程式。一般說來，勘探類型越高，礦體越連續且產狀越穩定，中段的高度可取高些。2、礦體厚度和傾角第二章：礦床開拓

第四節：主要開拓巷道位置的確定

確定主要開拓巷道（豎井或斜井）位置，就是確定其在垂直礦體走向方向的位置和沿礦體走向方向的位置。一、采空區引起的岩層移動及其對主要開拓巷道的影響二、按最小運輸功確定開拓巷道位置三、選擇主要巷道位置時的幾項要求：1）有充足的工業場地，能容下有關建（構）築物；2）有選廠距離較短且礦石運輸方便，或有較好的外部運輸條件；3）有排廢石場地；4）有防洪條件（一般高出最大洪峰2m），且不受山嶺岩石崩塌的影響；5）有較好的地質條件，儘量避免主要開拓巷道穿過斷層、含水層等不利地層；6）儘量減少開拓工程量。第二章：礦床開拓

第五節：中段平面開拓設計

中段運輸平巷一般有單軌、雙軌和環形等形式。一、影響中段運輸平巷佈置的因素1、中段運輸能力2、礦體和礦石圍岩的穩固程度3、採礦方法4、通風系統二、中段運輸平巷的佈置形式1、單一沿脈平巷佈置這種佈置又可分為脈內佈置和脈外佈置，其軌道佈置形式分為單軌會讓式（加局部雙軌會車段）和雙軌軌過渡式兩種。2、沿脈平巷加穿脈佈置第二章：礦床開拓

第六節：礦床開拓方案選擇

一、選擇開拓方案的基本要求

（1）確保工作安全，創造良好的地面與地下勞動衛生條件，具有良好的提升、運輸、通風、排水等功能：（2）技術上可靠，並有足夠的生產能力，以保證礦山企業均衡地生產；（3）基建工程量最少，儘量減少基本建設投資和生產經營費用；（4）確保在規定時間內投產，在生產期間能及時準備出新水準；（5）不留和少留保安礦柱，以減少礦石損失；（6）與開拓方案密切關聯的地面總佈置，應不占或少占農田。二、影響礦床開拓方案選擇的因素（1）地形地質條件、礦體賦存條件，如礦體的厚度、偏角、走向長度和埋藏深度等；（2）地質構造破壞，如斷層、破裂帶等；（3）礦石和圍岩的物理力學性質，如堅固性、穩固性等；（4）礦區水文地質條件，如地表水（河流、湖泊等），地下水、溶洞的分佈情況；（5）地表地形條件，如地面運輸條件、地面工業場地佈置、地面岩體崩落和移動範圍，外部交通條件、農田分佈情況等；（6）礦石工業儲量、礦石工業價值、礦床勘探程度及遠景儲量等；（7）選用的採礦方法；

（8）水、電供應條件；（9）原有井巷工程存在狀態；（10）選場和尾礦庫可能建設的地點。第三章：採礦方法

第一節：概述

一、採礦方法定義

採礦方法是研究礦塊開採方法，它包括礦塊的采准，切割和回採工作。也就是說，為了回採礦塊中的礦石，在礦塊中和在圍岩中所進行的采准，切割、回採工作的總和，稱為採礦方法。二、採礦方法的分類按回採時地壓管理方法分分類法，共分成三大類。即：1、空場採礦法2、充填採礦法3、崩落採礦法第三章：採礦方法

第二節：空場採礦法

一、定義：

在礦體中形成的采空區主要依靠圍岩自身的穩固性和留下的礦柱來支撐的採礦方法稱為空場採礦法。二、空場採礦法的特點

①空場法在回採過程中，它是把礦塊劃分為礦房和礦柱兩部分來開採。②在回採礦房時，采場以空場形式存在。③它是用礦柱和圍岩體的穩固性來維護采空區。④礦房采完以後，要及時回採礦柱，並及時處理采空區。一般情況下，回採礦柱與采空區處理是同時進行的。有時為了改善礦柱回採條件，事先對礦房進行充填，然後用其他方法回採礦柱。⑤在回採過程中，采場主要依靠暫留的礦柱或永久礦柱進行自然支撐，有時輔以人工礦柱支撐。三、空場採礦法的適用條件

（1）適用於開採礦石和圍岩都很穩固的礦床。（2）采空區在一定時間內，允許有較大的暴露面積。四、空場採礦法分類

空場採礦法目前應用比較廣泛的幾種方法是：（1）房柱法（包括全面法）（2）淺孔留礦法（3）分段法（尚比亞方案）（4）階段礦房法（包括⊥薄礦，水準薄礦的各方案）（5）其他採礦方法及其變形方案第三章：採礦方法

第三節：充填採礦法

一、充填採礦法定義：隨著回採工作面的推進，逐步用充填料充填采空區的方法叫做充填採礦法。二、充填的目的（一）進行地壓管理（二）杜絕內因火災（三）為回採礦柱創造了條件（四）為深部、水下開採創造條件。三、充填材料及其充填料的輸送方法。（一）充填材料來源①地表堆積的廢石；②掘進坑邊的廢石；③選礦廠的尾砂；④冶煉廠的爐渣；⑤碎石、砂卵石、山砂、河砂等；⑥露天採石場採掘的廢石。（二）充填材料的輸送方法可以通過礦車或其他機械運輸，也可用風力、水力輸送。目前水力輸送應用比較廣泛。六、充填採礦法的適用條件

（一）開採品位較高的富礦，並且要求有比較高的回採率和比較低的貧化率；或開採稀貴金屬。

（二）賦有條件件和開採技術條件比較複雜的礦床，如：①水文地質條件、礦體形狀比較複雜；②礦體埋藏較深而且地壓較大；③礦石或圍岩有自燃發火的危險；④地表或圍岩不允許有大面積沉陷或劇烈移動而需要特殊保護；⑤露天和地下同時進行開採。

（三）適用於礦石穩固，圍岩不穩固的礦床如果能採用特殊的支護方法或下向分層充填法，也可以用來開採礦石不穩固的礦體。

（四）適用於開採急傾斜礦體因為急傾斜礦體便於向采場輸送充填料，並且可以減少充填不到的空間及充填料接頂的面積。1-階段運輸平巷；8-底板；2-回風巷道；9-電耙膠車；3-充填天井；10-頂柱；4-放礦溜井11-底柱5-人行通風天井12-充填料6-聯絡道（間距4～6m）13-崩下礦石7-隔牆；14-炮孔<幹式充填採礦法典型方案>第三章：採礦方法

第四節：崩落採礦法

一、崩落採礦法的概念

崩落採礦法就是以崩落圍岩來實現地壓管理的採礦方法。即在崩落礦石的同時強制或自然崩落圍岩，充填空區，用以控制和管理地壓。二、崩落採礦法特點

(1)崩落法不再把礦塊劃分為礦房和礦柱，而是以整個礦塊作為一個回採單元，按一定的回採順序，連續進行單步驟回採。

(2)在回採過程中，圍岩要自然或強制崩落，礦石是在複蓋岩石的直接接觸下放礦。因此，這種採礦方法對放礦進行科學管理是十分必要的。

(3)崩落法的開採是在一個階段內從上而下進行的。與空場採礦法不同。三、崩落採礦法分類四、崩落採礦法的適用條件一般地講，崩落法對礦體賦存條件，礦岩的物理力學性質等都具有比較廣泛的適應範圍。理想的適用條件是——上盤圍岩能呈塊狀自然崩落，礦石中等以上穩固的急傾斜原礦體。地表允許塌落是使用這種方法的必要前提。由於這種方法在開採時礦石損失貧化大，因而它不用於開採高價、高品位的礦床。第三章：採礦方法

第五節：採礦方法選擇

一、對選擇採礦方法的基本要求（一)工作安全(二)最大限度的回收國家資源

(三)生產能力大，勞動生率高，材料消耗少，生產成本低二、影響採礦方法選擇的因素。

(一)地質因素(二)開採技術經濟因素：

第四章：露天開採第一節：概述

一、露天開採的定義露天開採就是從地表直接采出有用礦物的開採方法，有機械開採和水力開採兩種。圖1露天礦場全貌二、露天開採名次術語圖2臺階構成要素三、露天開採從一般程式