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    礦山開采基本知識

    發表時間:2023/12/9 瀏覽次數:765

    礦山開采基本知識

    地下采礦基礎知識

    金屬礦床開采基本概念

    1、礦物資源——礦物資源是一種天然形成的,具有一定外形,一定物理性質和一定化學成分的物質。自然界已經發現的礦物大約3000多種,最常見的大約200種。到目前我國共發現礦物171種,已經探明的礦產153種,已開發利用的118種。
    2、礦石

    凡是地殼里面的有用成分礦物集合體,在現代技術經濟條件下能以開發利用的礦物產品,就叫礦石。

    3、礦體——礦石的聚集體叫做礦體

    4、礦床
    是礦體的總稱。它可由一個或若干個礦體所組成,它包含兩個意思,一是礦體存在的地質環境,二是礦石的質和量。
    礦床又可分為:
    ① 工業礦床——在當前技術經濟條件下,符合開采和利用要求的礦床叫工業礦床。
    ② 非工業礦床——與上述情況反之,叫非工業礦床。

    5、圍巖——礦體周圍的巖石叫圍巖。

    6、夾石——夾在礦體中的巖石叫夾石。

    礦巖的物理力學性質

    1.硬度

    指礦(巖)石抵抗外來機械作用的能力。

    ※  硬度影響鑿巖設備和破碎方法的選擇,也影響勞動生產率、材料消耗和采礦成本。

    2. 堅固性:指礦(巖)石抵抗外力的性能。

    ※ 堅固性的大小,常用堅固性系數表示。

    =бC/ 100

    ※ 堅固性影響鑿巖速度、炸藥消耗量和地壓管理。

    ⒊ 穩固性:指礦(巖)石在空間允許暴露面積的大小和

    暴露時間長短的性能。

    ※ 穩固性堅固性既有聯系又有區別。

    ※ 根據礦巖的穩固程度,可將礦巖的穩固性分為五級:

    ⑴ 極不穩固:掘進巷道或采礦時,不允許有暴露面積,否則可能產生片幫或冒落現象。

    ⑵ 不穩固:不支護的允許暴露面積在50m2以內

    ⑶ 中等穩固:不支護的允許暴露面積為50200m2。

    ⑷ 穩固:不支護的允許暴露面積為200800m2

    ⑸ 極穩固:不支護的允許暴露面積在800m2以上。

    ※礦巖穩固性影響到井巷的維護、采礦方法及地壓管理

    方法的選擇。

    ⒋ 結塊性

    指采下的礦石在遇水和受壓,并經過一段時間后又重新連結成塊的性質。

    ※礦石的結塊性對礦石的運輸和采礦方法選擇有影響。

    ⒌ 氧化性

    指硫化礦石在水和空氣的作用下,變為氧化礦石的性質。

    ※ 礦石的氧化會降低選礦回收率。

    ⒍ 自燃性

    指高硫礦石,在空氣中氧化并放出熱量,經過一定時間后,溫度升高,引起自燃的性質。

    ※礦石的自燃,會使井下溫度上升,并可能引發地下火災,對礦井通風、爆破方法和采礦方法的選擇有特殊的要求。

    ⒎ 含水性

    指礦巖吸收和保持水分的性能。

    ※ 礦巖含水性對放礦、運輸,箕斗提升及礦倉貯存和采礦、巷道支護等帶來困難。

    ⒏ 碎脹性

    指礦巖破碎后體積增大的性質。

    ※礦巖破碎后的體積與其原巖體積之比,稱為碎脹系數(或松散系數)。

    ※礦巖碎脹性對礦巖運輸提升有影響。

    9. 邊界品位——劃分礦體與圍巖(礦石與廢石)的有用組分的最低含量標準。
    10. 工業品位——是指在當前技術經濟條件下可以開采利用的礦體(礦段)的最低平均品位(也稱最低可采品位),叫工業品位。部分礦石的邊界品位和工業品位

    按所含金屬礦物的性質、礦物組分和化學成分分為:
    自然金屬礦石:Au、自然硫S、石墨C、鉑Pt
    氧化礦石:赤鐵礦Fe2O3、紅鋅礦ZnO、軟錳礦 MnO2、
    赤銅礦CuO、白鉛礦PbCO3
    硫化礦石:黃銅礦CuFeS2、閃鋅礦ZnS、硫鐵礦FeS2、輝鉬礦MoS2
    混合礦石:大部分金屬礦都是混合礦石。

    礦體形狀

    自然界里的礦體形狀是各種各樣的,根據其在空間上下、前后、左右三個方向的延伸大小比例的不同,我們將礦體大致分為以下幾種類型:

    1. 等軸狀礦體(如銅、鐵礦等)
    1)礦瘤(直徑可達數十米);
    2)礦囊或礦巢(直徑只有幾米)。
    2. 板狀礦體(如煤礦、石灰石礦)
    1)礦脈
    2)礦層
    3. 柱狀礦體(如金剛石C、雄黃礦As
    還有:透鏡狀、扁豆狀、鞍狀、網狀、“之”字形、“入”字形、“多”字形、“棋盤”形等等。

    礦體分類

    1. 礦體產狀:是指礦體的走向、傾向和傾角。

    礦體厚度:水平厚度、真厚度。

    (1)按厚度不同將礦體分為:
    極薄礦體(厚度小于0.8m;
    薄礦體(厚度為0.84m;
    中厚礦體(厚度為41015m);
    厚礦體(厚度為101540m;
    極厚礦體(厚度大于40m)。
    (2)按傾角不同將礦體分為:
    水平和微傾斜礦體(傾角小于50);
    緩傾斜礦體(傾角為5~300);
    傾斜礦體(傾角為30550);
    急傾斜礦體(傾角大于550)。

    2.1 開采的基本要求

    1.具有良好的工作條件,確保開采工作的安全.

    2.具有良好的環境保護條件.

    3.具有高效的開采手段.

    a.勞動生產率要高

    b. 開采成本要低

    c. 開采強度要大

    d. 機械化程度高

    4.具有可持續發展的能力

    a.損失貧化要小

    b.提高回收率

    c.提高資源利用率

    2.2 地下開采單元的劃分

    2.2.1開采礦區的劃分

    1.礦田:劃歸一個礦山企業開采的礦床或其一部分

    2.井田:劃歸一個礦井開采的礦床或其一部分

    礦井:具有獨立完整開采系統的坑口

    2.2.2開采分段的劃分

    1.階段:在開采傾斜礦體時每隔一定的垂直距離掘進沿走向階段運輸巷道,將井田劃分為長條形的礦段稱階段或中段。

    階段高:兩巷道的垂直距離。

    2.礦塊:在階段范圍內,沿走向每隔一定的距離.掘進天井,將階段劃分為更小的塊段稱礦塊。礦塊是地下開采最基本的單元。

    2.2.3水平礦體礦區的劃分

    1.盤區:開采微傾斜礦體時,在井田內沿走向掘進階段運輸巷,將井田劃分為長條形礦段稱盤區。

    2.采區:在盤區內,垂直走向掘進運輸巷道,將盤區劃分為更小的礦段叫采區。

    2.3 開采的順序

    1.階段中礦塊的開采順序:前進式;后退式(常用);混合式。

    2.礦脈群的開采順序:下行式(常用); 上行式

    3.礦體的開采原則(技術政策和規范):

    貧富兼采,大小兼采,

    難易兼采,厚薄兼采。

    4.井田間的開采順序 

    先淺后深先易后難先富后貧先近后遠

    5.采掘“八”字方針:采掘并舉,掘進先行。

    2.3.3 礦塊間的開采順序

    1.前進式:從主井向邊界方向開采。

    2.后退式:由邊界向主井方向回采。

    3.混合式開采:前進式與后退式結合。

    2.3.4相鄰礦體間的開采順序

    1.移動帶、崩落帶的形成。

    2.礦體傾角小于圍巖移動角,不影響。

    3.礦體傾角大于圍巖移動角,相互影響。

    2.4 開采的步驟

    1.開拓:從地表掘進一系列巷道到達礦體,建立地表與礦體的通路,建立提升、運輸、通風、排水、供電、供水、供風、行人等系統。

    2.采準:在完成開拓工作的階段內,掘進采準巷道,將階段劃分為礦塊,并在礦塊內形成行人、通風、鑿巖、出礦等系統。

    3.切割:在完成采準工作的礦塊內,掘進切割、拉底巷道,開辟切割空間,為大規;夭砷_辟自由面和補償空間、為出礦創造條件。

    4.回采:在完成切割工作的礦塊內,大量的回收礦石,包括落礦、運搬、地壓管理。

    落礦通過爆破的方法崩落礦石。

    運搬將礦石從礦塊內移動到階段運輸巷道。

    地壓管理通過各種方法處理采礦留下的采空區。


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