金属矿床的工业特征.ppt

第一章金属矿床的工业特征,矿石与废石矿石矿物集合体工业规模矿体矿石的聚集体矿床矿体总称废石无品位或含量少矿石与废石的概念是相对的技术经济政策赋存条件采矿和矿石加工水平地区经济；最低工业品位Cu0.6→0.4～0.6Sn0.8→0.2～0.3地质品位、边界品位、最小工业品位,边界品位的确定,边界品位是区分矿石与废石或称岩石的临界品位，矿床中高于边界品位的块段为矿石，低于边界品位的块段为废石。,从品位－矿量曲线可知，边界品位的选择直接影响到矿石储量，进而影响矿山的生产规模、最终开采境界、设备选型和矿山生产寿命。因此，边界品位是一个对矿山总体经济效益有重大影响的技术经济参数。投资一个矿床开采项目，首先必须估算其品位和储量。一个矿床的矿量、品位及其空间分布是对矿床进行技术经济评价、可行性研究、矿山规划设计以及开采计划优化的基础，是矿山投资决策的重要依据。因此，品位估算、矿体圈定和储量计算是一项影响深远的工作，其质量直接影响到投资决策的正确性和矿山规划及开采计划的优劣。矿石与废石的概念是相对的技术经济政策、赋存条件、采矿和矿石加工水平、地区经济、最低工业品位。,金属矿石的种类所含金属种类贵重金属矿石有色金属黑色金属ＦｅＭｎＣｒ稀有金属钽铌放射性矿石铀钍矿物成分自然矿石砂金氧化矿石氧化物、碳酸岩、硫酸岩；硫化矿石混合矿石品位划分富矿贫矿,矿岩的物理力学性质坚固性矿山广泛采用破碎与稳固的矛盾强度岩石承受载荷的能力，即开始破坏的极限临界应力值。岩石的强度有抗拉强度、抗剪强度，抗压强度。岩石的抗压强度介于20-300Mpa的范围内，抗剪强度只有抗压强度的1/12到1/18，抗拉强度只有抗压强度1/50-1/15弹性、塑性和脆性弹性是岩石出去外力后，恢复其原来形状和体积的性能。弹性大的岩石，凿岩爆破时，不易破坏。在破坏前具有明显残余变形的岩石称为塑性岩石，几乎没有残余变形的岩石叫脆性岩石。金属矿山大多数属于脆性岩石。,岩石分级岩石的坚固性分级普氏分级fR/100，坚固性系数；岩石的可钻性分级凿碎比功，钎刃磨钝宽度；岩石的破碎的难以程度和岩体稳定性这两个方面趋于一致，也就是说，岩石难于破碎的比较稳定。采用普氏分级。普氏分级的指标为坚固系数f,是由岩石在当时各种采掘工艺中的坚固性表现指标综合起来确定的。fσc/100σc---岩石的单向抗压强度。,岩石的稳定性分级以岩石的点载荷强度、弹性波速度、巷道围岩位移的稳定时间、岩体结构指标等四项指标为岩石稳定性分级的判据，采用聚类分析原理对围岩的稳定性进行动态分级。（岩体）稳固性极不稳固不稳固中等稳固稳固极稳固,,岩体质量指标RQD，是根据钻孔岩芯完整程度判断岩体质量的指标RQDLp/L﹡100％Lp是10cm以上岩芯的累计长度，L为钻孔全长。,,683m水平按矿体走向长度计算，约18的区段RQD≤45。,RQD,磨蚀性一般是指岩石表面与工具作用过程中，岩石对工具的磨蚀。磨蚀性越大，对工具的磨损越大，对凿岩工作越不利。结块性氧化性和自燃性含水性碎胀性,金属矿床的分类,,金属矿床的特性对金属矿床开采有较大影响的因素矿体赋存条件不稳定；矿石品位变化大；地质构造复杂；矿石和围岩的坚固性大；矿床的含水性。,矿田和井田,第二章矿床回采单元的划分及其开采顺序,,当矿床范围不大，矿体又比较集中时，为了生产管理方便，可以用一个井田开采。当矿体范围很大，或矿体比较分散，如果仍然用一个井田开采全部矿床的话，则所开掘的巷道工程量大，生产地点过于分散，因而会造成经济上的不合理，此时可划分几个井田开采。,阶段在开采缓倾斜，倾斜和急倾斜矿床时，在井田中每隔一定的垂直距离，掘进与走向一致的主要运输巷道，将井田在垂直方向上划分为矿段，把这个矿段叫做阶段。阶段高度阶段高度是指上、下两个阶段运输平巷之间的垂直距离。阶段高度变化范围阶段高度变化范围很大，对于缓倾斜矿体，阶段高度通常小于20～30米；急倾斜矿体，阶段高度通常为50～60米，个别也有达到80～120米左右的。但是，对于不同的采矿方法，则所需求的阶段高度是不同的。,影响阶段高度主要因素矿体的赋存条件（倾角、厚度、走向长度）；采用的开拓方法和采矿方法；只要条件许可，适当的增加阶段高度，可以减少阶段数目，降低开拓、采准工程量，减少矿石损失和贫化。近年来受凿岩设备的进步影响，阶段高度有增加的趋势。,矿块在阶段中沿走向每隔一定距离，掘进天井连通上、下两个相邻的阶段运输平巷，将阶段再划分为独立的回采单元，我们把这样的回采单元叫做矿块。矿床的赋存条件不同，则开采矿块的方法也不同。,,盘区当开采水平和微倾斜矿床时，（即矿体倾角5的矿床）如果矿床的厚度不超过允许（如某矿体厚度80多米，若选用浅水凿矿法开采，则80米超过了凿矿法常用的阶段，高50米在长，此时应分几个阶段开采，如可分为30米阶段开采。根据具体采矿方法而定）的阶段高度，此时，在井田内不再划分为阶段。为了工作上的方便，将井田用盘区运输巷道划分为长方形的矿段。我们把这矿段称为盘区。（当矿体厚度很大时，仍然划分为阶段来开采，如梅山铁矿）。,,采区1）在盘区中沿走向每隔一定距离，掘进回采巷道连通相邻两个盘区运输巷道，将盘区再划分为独立的回采单元，把这个独立的回采单元称为采区。2）采区范围上、下以阶段平巷为界，其高度为阶段高度，长度以采区天井（或上山）为界。长度根据采矿方法不同，可变化在10～40为至30～60米之间。,矿床开采顺序井田中阶段的开采顺序阶段的开采顺序可有两种方式下行式即自上而下进行开采。即先采上阶段，而后开采下阶段。也可以同时开采几个阶段。采用多阶段开采，虽然可以增加工作线长度和提高矿井生产能力，但也造成生产管理分散，巷道维护工作量大，占用设备数量多，各种管线、轨道不能及时回收复用，污风串联，经营管理费用增加等一系列的。一般同时回采的阶段数目可保持为1～2年，不应超过3～4个。）,上行式与下行式相反。上行式开采顺序，仅在开采缓倾斜矿床时的某些特殊情况下使用。例如地表无废石场（存放废石的场地），必须将上部的废石充填于下部的采空区，或者以深部采空区做为蓄水池用等。,,,在生产实际中，一般多采用下行式开采顺序。下行式开采的优点是可以节省初期投资，缩短基建时间；在逐步向下的开采过程中，能进一步探清深部矿体，避免浪费；生产安全条件好；适用的采矿方法范围广。,阶段中矿块的开采顺序阶段中矿块的开采顺序，按照回采工作对主要开拓巷道的位置关系，可分为三种。（主开拓巷道指主井、平硐及出矿巷道）。（1）前进式回采（2）后退式回采（3）混合式回采,前进式回采当阶段运输平巷掘进一定距离后，从靠近主要开拓巷道的矿块开始回采，向井田边界依次推进。【优点】矿井初期基建时间短，投产快。【缺点】增加了采准巷道的维护费用。,后退式回采【缺点】矿井初期基建时间长，投产慢。【优点】巷道维护费用低。,（2）后退式回采顺序阶段运输巷道掘进到井田边界后，从井田边界的矿块开始，向主要开拓巷道方向依次回采。这种开采顺序也可分为三种双翼、单翼和侧翼回采。,（3）混合式回采混合式回采是指初期采用前进式开采，当阶段运输平巷掘进完毕后，再改为后退式开采，或既前进，又后退同时开采。【优点】兼顾了前两种的优点【缺点】生产管理比较复杂,相邻矿体的开采顺序一个矿床如果有许多彼此相距很近的矿体，那么在开采其中一个矿体时，将会影响邻近的矿体。在这种情况下，确定合理的开采顺序，对于生产的安全和资源的回收都有很重要的意义。,（1）当矿体倾角（α）小于或等于围岩的崩落角（β）时，应当采取从上盘向下盘推进的开采顺序。这样的开采顺序是先采矿体Ⅱ，（后采矿体Ⅰ）使采空区的下盘围岩不会移动，固而不会影响下盘矿体Ⅰ的开采。若反之，就会影响矿脉Ⅱ的开采。（2）当矿体倾角大于围岩崩落角，两矿体又相距很近，此时无论先采那条矿脉，都会因采空区围岩移动而相互影响。在这种情况下，相邻矿体的开采顺序，应当根据矿体之间夹石层的厚度，矿石和围岩的较固性，所选取的采矿方法和技术措施而定。一般是用先采上盘矿体，后采下盘矿体的开采顺序。如果夹石层不大，采用充填结成凿矿法时，也可以采用由下盘向上盘的开采顺序。,在同一个井田的数个矿体，往往有贫富不均，厚深不均，大小不一及开采条件难易不同复杂条件。在这种条件下，应遵循以下原则未开采，即贫富兼采，深厚兼采，大小兼采，难易兼采。否则，将会破坏合理的开采顺序，将会造成严重的资源损失。,矿床开采步骤开拓、采准、切割与回采,第三章矿床开采步骤和三级储量,,,开拓从地面掘进一系列巷道达到矿体，使矿体连通地面，形成人行、通风、运输、排水、供电、供风、供水等系统。,开拓的目的①把井下将要采出的矿石废石运到地表②把废水和污浊的空气排到地表③把人员、材料高级设备运到井下进行生产开拓巷道为了达到上述开拓目的而掘进的巷道，称为开拓巷道。例如井筒（竖井、斜井）、平硐、石门、井底车场、井下大的硐室、主要阶段运输巷道、主溜矿井，充填井等，都属于开拓巷道。,采准工作在已经开拓完毕的矿床里，掘进采准巷道。将阶段划分成矿块作为独立的回采单元。并在矿块内创造人行、凿岩、放矿、通风等条件。①划分矿块即将阶段再划分成矿块，作业独立的回采单元。②创造条件它为下一步回采工作创造条件（行人、通风、凿岩、出矿等条件）。,采准系数衡量采准工作量的大小指标。采准系数（K1）K1是指每一千吨矿块采出矿石总量所需要掘进的采准巷道切割巷道的米数。即K1（ΣL/T）1000米/千吨式中ΣL指一个矿块中采切巷道的决长度米）。T指一个矿块的采出矿石总量（即为T总出）（吨）,切割工作指在已经采准完毕的矿块里，为大规模回采矿石开辟自由面和自由空间的工作。拉底巷道、开辟拉底空间、开掘切割天井，形成切割立槽，在漏斗颈基础上把漏斗辟开等,回采工作当切割工作完成以后，同可以进行大量的采矿工作回采工作包括落矿、运搬和地压管理三个主要工作。落矿工作以切割空间为爆破自由面，用凿岩炸破的方法崩落矿石。落矿方式一般是根据矿床的赋存条件，所采用的采矿方法及凿岩设备，选用浅孔、中深孔、深孔及药室等落矿方法。浅孔落矿孔深不大于3～5米，孔径30～46mm中深孔落孔深在15米以上，孔径50～70mm深孔落矿孔深在15米以上，孔径90～110mm,矿石运搬工作在矿块内，把爆破崩下来的矿石运到运输巷道，并装入矿车中的工作，运搬工作仅仅限于矿块内（即采场内，）采场之外的叫运输。矿石运搬方式1．重力运搬例如用普通漏斗放矿的浅孔凿矿法就是重力运搬。（弓长岭矿叫直流漏斗放矿）。2．机械运搬如用电视、装运机、铲运机、汽车、皮带动输机等设备运搬矿石。3.爆力运搬利用爆破动能，抛掷矿石到受矿巷道。矿体倾角在30354.水力运搬薄和中厚倾斜（）矿体，处理底板残留。在矿块回采中，采用那一种运搬方式比较合适，这主要取决于选用的采矿方法和矿床的赋存条件以及所选用的运搬机械等。,,地压管理矿石采出来以后，在地下形成采空区，经过一段时间后，矿柱和上、下盘围岩就发生变形、破坏、崩落等现象。我们把这种现象叫地压。在回采过程中，必须要控制地压和管理地压，并且要清除地压产生的不良影响，以保证生产的安全性，我们把这些工作算为地压管理工作。地压管理的方法①凿矿柱支撑采空区；②用充填料充填采空区；③用崩落的围岩来管理地压；,矿床开采步骤间的关系彼此超前开拓要超前于采准采准要超前于切割切割超前于回采而究竟超前多少，这是由三级矿量来决定的，一般矿山遵循的三级矿量是“316”，即开拓三年，采切1年，待采矿量半年。,,,三级储量①开拓矿量开拓工作搞完以后所圈定的矿量。即开拓巷道水平以上所控制的矿量）。开拓矿量的边界是由已开拓的巷道水平起，向上只能推算一个中段的高度，沿走向算至巷道揭露点上。开拓矿量要保证3～5年。②采准矿量采准矿量是开拓矿量的一部分。凡是在已开拓的矿体范围内，按设计规定的采矿方法所需要开掘的采准巷道已开掘完毕，形成了矿块的外形尺寸，以此范围圈定的矿量叫采准矿量。采准矿量应保证1～3年。③备采矿量备采矿量是采准矿量的一部分。它是做完辅助采准工作以后，所圈定的矿量。也就是指切割工作全部完毕，可以立即进行回采工作的矿量，叫待采矿量。待采矿量一般要保证0.5～1.0年的质量。,矿石损失和贫化的概念矿石损失是指当进行矿床开采过程中，由于某些原故而造成一部分工业量未能采出来，或采下来的矿石未能完全运出来。损失在地下，我们把这种情况叫做矿石损失。实际上，从漏斗里放出的并不是纯矿石量，而是其中有一定的废石量，我们称这样的矿石量为采出矿石量。,第四章矿石损失与贫化,矿石损失的原因①落矿不完全任何采矿方法都不可能开采的干干净净的。②放矿时残凿在矿体下盘岩石上，放不出来，（又叫二次损失，即崩下来了，但放不出来，因为矿体倾角小）。,③放矿时，混入的废石过多，使品位过低，失去了工业价值。,④凿下的矿柱未能回采出来。如井筒上保安矿柱以及某些采矿方法凿下的永久矿柱都成为永久损失。⑤装运矿石过程中的损失。,,⑥地下火灾、水灾、岩层移动导致一部分矿石不可能采出，引起损失。（5）由于地质勘探不清，矿体边界控制不准确，造成大量采矿（或采出大量废石）。（6）采矿方法选择的不合理。（7）没有及时回采矿柱和处理采空区。,,由于未能及时有计划的回采矿柱和处理空区，时间久了，会产生大的地压活动，从而会造成矿柱被破坏，使之想采也无法开采。有些矿块也受到破坏。（8）不重视综合利用。（回收了这种矿石，而同时又丢了其他矿石）（9）乱采乱挖，造成矿石损失。（10）采矿工作进行的不正确，如违犯了回采顺序，回采不及时。（11）工艺过程不完整，底部结构不合理。（12）由于爆破参数确定的不合理，大块多，放矿不顺利，围岩又破碎时出矿少，而废石多，以至于大块多无法处理丢在采场中。,矿石的贫化（1）矿石贫化的概念矿石贫化是指采出矿石的品位比原矿石品位降低的现象，叫做贫化。（2）贫化率定义矿石品位降低的程度用百分比来表示。采出矿石品位比原矿品位降低的百分比叫贫化率。通常用符号ρ表示贫化率。（3）贫化率计算矿石贫化率ρ（α－α‘）/α100α原矿品位（即工业任量品位，由地质化验资料取得）α‘采出矿石品位（由采矿过程中取样化验取得）,矿石损失与贫化的原因,,,,贫化的原因①边界控制得不好,,②夹石未剔除,③在覆盖岩层下放矿,,矿石损失与贫化计算,,矿石损失与贫化的统计,,降低矿石损失与贫化的措施,①正确地选择适合于矿床赋存条件的开拓方法和采矿方法；②确定合理的矿采开采顺序；③加强探矿工作和矿山企业管理工作；④加强放矿管理工作；⑤建立合理的工艺过程；⑥有计划的回采矿柱及处理空区；⑦建立粉矿回收制度；,第五章矿床开采强度及矿山生产能力,矿床开采强度1年下降深度h条件矿体厚度515m，矿体倾角602开采系数,,矿山生产能力（1）确定矿井生产能力的依据黑色金属矿山－年产量有色金属矿山－日产量影响因素设备数量、职工定员、基建工程量、投资投产时间、利润根据矿床储量和市场需求而定,按技术可能性和经济合理性确定生产能力需考虑的因素矿床开采自然条件储量、品位、矿床产状及分布；市场需求；矿区开采技术经济条件投资、水、电、设备供应、外部运输,1.按技术可能性确定生产能力可能布置的矿块数,,,,对金属矿床开采的基本要求（一）确保矿床开采工作的安全和良好的劳动条件由于采矿生产是在复杂和困难的条件下进行的，保证工人、设备、设施及整个矿井的安全，确保工作的良好环境是评价矿床开采方法好坏的重要原则。（二）劳动生产率要求由于矿生产的复杂性和繁重性，目前生产每吨矿石的劳动消耗比较大。因此，采用高效率的采矿方法，采用先进技术和工艺，不断提高矿山生产的机械化水平，加强企业的科学管理，以提高劳动生产率，显得很重要。（三）不断提高开采强度提高开采强度，有利于完成和超额完成国家的生产任务，降低巷道的维修费和生产管理费。同时也是保证工作安全的重要措施之一。（四）矿石的损失贫化要求矿石损失贫化一则浪费国家资源，增加矿石成本。二则是会增加矿石的运输费，提升费，使选矿实收率和最终产品成本降低，使企业的金属产量降低。（五）降低矿成本降低矿石成本的主要途径是降低劳动消耗，提高采出矿石品位，提高劳动生产率，减少材料和劳动力消耗等。,矿床开拓与开拓巷道开拓方法分类平硐开拓法斜井开拓法竖井开拓法斜坡道开拓法,第六章矿床开拓方法,主要开拓巷道类型的选择主要开拓巷道的布置,第七章主要开拓巷道类型及开拓布置,第八章井底车场及硐室,竖井井底车场斜井井底车场地下硐室,第九章阶段运输巷道的布置,运输阶段基本要求阶段运输巷道的布置形式,第十章矿床开拓方法选择,基本要求方案选择,第十一章落矿,落矿要求落矿方式落矿技术评价,第十二章矿石运搬,矿石运搬的要求和特点矿石运搬的方式,第十三章采矿方法分类,分类依据及其分类采矿方法应用现状,第十章采场地压管理,采场地压特点地压控制方法,放矿管理,放矿方案平面放矿立面放矿斜面放矿放矿计划的编制确定每漏口放出的总量；确定每漏口一轮放出量；编绘放矿图表；确定放矿步骤；,放矿控制,放矿控制就是控制每个漏斗放出矿石的数量和质量。按照规定的截止品位来控制截止放矿点；放矿控制是放矿管理的基本工作；放矿方案的选择、放矿计划的编制可以借助计算机来完成；,评价,适用条件地表允许崩落；岩石稳固性上盘岩石不限，下盘岩石不低于中稳；矿石稳固性应允许在矿石中不止采准和切割巷道，应该不低于中稳；矿石价值不是在特殊条件时（倾角7578，厚度大于1520m，形态比较规整），损失贫化大；应用于开采价值不高的矿体；优点使用灵活，适用范围广；生产能力大；采矿与出矿设备简单；通风条件好，优贯通风流；缺点采准切割工作量大；矿石损失贫化大；,