礦山開采基本知識(shí)
發(fā)表時(shí)間：2023-12-9 瀏覽次數(shù)：427
礦山開采基本知識(shí)
地下采礦基礎(chǔ)知識(shí)
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(zhì)和一定化學(xué)成分的物質(zhì)。自然界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦物大約3000多種，最常見的大約200種。到目前我國共發(fā)現(xiàn)礦物171種，已經(jīng)探明的礦產(chǎn)153種，已開發(fā)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(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下能以開發(fā)利用的礦物產(chǎn)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(gè)或若干個(gè)礦體所組成，它包含兩個(gè)意思，一是礦體存在的地質(zhì)環(huán)境，二是礦石的質(zhì)和量。
礦床又可分為：
① 工業(yè)礦床——在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，符合開采和利用要求的礦床叫工業(yè)礦床。
② 非工業(yè)礦床——與上述情況反之，叫非工業(yè)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(xué)性質(zhì)
1.硬度
指礦（巖）石抵抗外來機(jī)械作用的能力。
※ 硬度影響鑿巖設(shè)備和破碎方法的選擇，也影響勞動(dòng)生產(chǎn)率、材料消耗和采礦成本。
2. 堅(jiān)固性：指礦（巖）石抵抗外力的性能。
※ 堅(jiān)固性的大小，常用堅(jiān)固性系數(shù)f 表示。
f ＝бC/ 100
※ 堅(jiān)固性影響鑿巖速度、炸藥消耗量和地壓管理。
⒊ 穩(wěn)固性：指礦（巖）石在空間允許暴露面積的大小和
暴露時(shí)間長(zhǎng)短的性能。
※ 穩(wěn)固性和堅(jiān)固性既有聯(lián)系又有區(qū)別。
※ 根據(jù)礦巖的穩(wěn)固程度，可將礦巖的穩(wěn)固性分為五級(jí)：
⑴ 極不穩(wěn)固：掘進(jìn)巷道或采礦時(shí)，不允許有暴露面積，否則可能產(chǎn)生片幫或冒落現(xiàn)象。
⑵ 不穩(wěn)固：不支護(hù)的允許暴露面積在50m2以內(nèi)
⑶ 中等穩(wěn)固：不支護(hù)的允許暴露面積為50～200m2。
⑷ 穩(wěn)固：不支護(hù)的允許暴露面積為200～800m2。
⑸ 極穩(wěn)固：不支護(hù)的允許暴露面積在800m2以上。
※礦巖穩(wěn)固性影響到井巷的維護(hù)、采礦方法及地壓管理
方法的選擇。
⒋ 結(jié)塊性
指采下的礦石在遇水和受壓，并經(jīng)過一段時(shí)間后又重新連結(jié)成塊的性質(zhì)。
※礦石的結(jié)塊性對(duì)礦石的運(yùn)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?yōu)檠趸V石的性質(zhì)。
※ 礦石的氧化會(huì)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(jīng)過一定時(shí)間后，溫度升高，引起自燃的性質(zhì)。
※礦石的自燃，會(huì)使井下溫度上升，并可能引發(fā)地下火災(zāi)，對(duì)礦井通風(fēng)、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(duì)放礦、運(yùn)輸，箕斗提升及礦倉貯存和采礦、巷道支護(hù)等帶來困難。
⒏ 碎脹性
指礦巖破碎后體積增大的性質(zhì)。
※礦巖破碎后的體積與其原巖體積之比，稱為碎脹系數(shù)(或松散系數(shù))。
※礦巖碎脹性對(duì)礦巖運(yùn)輸提升有影響。
9. 邊界品位——?jiǎng)澐值V體與圍巖（礦石與廢石）的有用組分的最低含量標(biāo)準(zhǔn)。
10. 工業(yè)品位——是指在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(yè)品位。部分礦石的邊界品位和工業(yè)品位
按所含金屬礦物的性質(zhì)、礦物組分和化學(xué)成分分為：
自然金屬礦石：金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(jù)其在空間上下、前后、左右三個(gè)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(dá)數(shù)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?fàn)睢盃睢⒕W(wǎng)狀、“之”字形、“入”字形、“多”字形、“棋盤”形等等。
礦體分類
1. 礦體產(chǎn)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0.8～4m）;
中厚礦體(厚度為4～10～15m)；
厚礦體（厚度為10～15～40m）;
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30～55０）；
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(huán)境保護(hù)條件.
3．具有高效的開采手段.
a．勞動(dòng)生產(chǎn)率要高
b. 開采成本要低
c. 開采強(qiáng)度要大
d. 機(jī)械化程度高
4.具有可持續(xù)發(fā)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(qū)的劃分
1.礦田:劃歸一個(gè)礦山企業(yè)開采的礦床或其一部分
2.井田:劃歸一個(gè)礦井開采的礦床或其一部分
礦井：具有獨(dú)立完整開采系統(tǒng)的坑口
2.2.2開采分段的劃分
1.階段:在開采傾斜礦體時(shí), 每隔一定的垂直距離掘進(jìn)沿走向階段運(yùn)輸巷道,將井田劃分為長(zhǎng)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(nèi),沿走向每隔一定的距離.掘進(jìn)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(qū)的劃分
1.盤區(qū):開采微傾斜礦體時(shí),在井田內(nèi)沿走向掘進(jìn)階段運(yùn)輸巷,將井田劃分為長(zhǎng)條形礦段稱盤區(qū)。
2.采區(qū):在盤區(qū)內(nèi),垂直走向掘進(jìn)運(yùn)輸巷道,將盤區(qū)劃分為更小的礦段叫采區(qū)。
2.3 開采的順序
1.階段中礦塊的開采順序：前進(jìn)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(shù)政策和規(guī)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(yuǎn)
5.采掘“八”字方針：采掘并舉，掘進(jìn)先行。
2.3.3 礦塊間的開采順序
1.前進(jìn)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(jìn)式與后退式結(jié)合。
2.3.4相鄰礦體間的開采順序
1.移動(dòng)帶、崩落帶的形成。
2.礦體傾角小于圍巖移動(dòng)角,不影響。
3.礦體傾角大于圍巖移動(dòng)角,相互影響。
2.4 開采的步驟
1.開拓:從地表掘進(jìn)一系列巷道到達(dá)礦體,建立地表與礦體的通路,建立提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供電、供水、供風(fēng)、行人等系統(tǒng)。
2.采準(zhǔn):在完成開拓工作的階段內(nèi),掘進(jìn)采準(zhǔn)巷道,將階段劃分為礦塊,并在礦塊內(nèi)形成行人、通風(fēng)、鑿巖、出礦等系統(tǒng)。
3.切割:在完成采準(zhǔn)工作的礦塊內(nèi),掘進(jìn)切割、拉底巷道,開辟切割空間,為大規(guī)模回采開辟自由面和補(bǔ)償空間、為出礦創(chuàng)造條件。
4.回采:在完成切割工作的礦塊內(nèi),大量的回收礦石,包括落礦、運(yùn)搬、地壓管理。
落礦: 通過爆破的方法崩落礦石。
運(yùn)搬: 將礦石從礦塊內(nèi)移動(dòng)到階段運(yùn)輸巷道。
地壓管理: 通過各種方法處理采礦留下的采空區(qū)。
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