第一篇 金属矿床地下开采基本概念.ppt

第一篇金属矿床地下开采的基本概念,2,基本内容,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,3,第一章金属矿床工业性质,1.1基本定义,1.2金属矿石的种类,1.3矿石及围岩性质,1.4矿床埋藏要素,4,第一章金属矿床工业性质,1.1基本定义,1）矿物是天然的无机物质，有一定的化学成分，形成各种不同的几何外形，并具有不同的物理化学性质。2）矿石凡是地壳中的矿物集合体，在当前技术经济水平条件下，能以工业规模从中提取国民经济所必须的金属或矿物产品的，称为矿石。,5,第一章金属矿床工业性质,1.1基本定义,3）矿体、矿床矿石的聚集体叫矿体，矿床是矿体的总称。对某一矿床而言，它可由一个矿体或若干个矿体所组成。4）围岩矿体周围的岩石称为围岩。位于倾斜至急倾斜矿体上方和下方的围岩，分别为上盘围岩和下盘围岩；位于水平或缓倾斜矿体顶部和底部的围岩，分别为顶板围岩和底板围岩。,6,第一章金属矿床工业性质,1.1基本定义,5）废石矿体周围岩石，及夹在矿体中的岩石（夹石），不含有用成分或有用成分含量过少当前不具备开采条件的，统称为废石。,7,第一章金属矿床工业性质,1.2金属矿石的种类,1）按金属种类（1）黑色金属矿石，如铁、锰、铬、钒、钛等；（2）有色金属矿石，如铜、铅、锌、铝、镍等；（3）贵重金属矿石，如金、银、铂、钯、铱等；（4）稀有金属矿石，如铌、钽、铍、锆、锶等；（5）放射性金属矿石，如铀、钍等。,8,第一章金属矿床工业性质,1.2金属矿石的种类,2）按金属成分数目（1）单一金属矿石，即含一种金属成分的金属矿石；（2）多金属矿石，即含多种金属成分的金属矿石；,9,第一章金属矿床工业性质,1.2金属矿石的种类,3）按金属矿物组成和化学成分（1）自然金属矿石，如金、银、铂、等；（2）氧化金属矿石，如赤铁矿、赤铜矿等；（3）硫化金属矿石，如黄铜矿、方铅矿等；（4）混合金属矿石，即矿石中含有两种以上矿物。,10,第一章金属矿床工业性质,1.2金属矿石的种类,4）按矿石品位高低（1）富矿；（2）贫矿。,品位是指矿石中有用成分的含量，一般用重量百分数（），贵重金属则用gt-1或ppm表示。,11,第一章金属矿床工业性质,1.3矿石及围岩性质,1）硬度即矿岩的坚硬程度，也就是抵抗工具侵入的能力，主要取决于矿岩的组成，如颗粒硬度、形状、大小、晶体结构以及颗粒间的胶结物性质等。2）坚固性即矿岩具有的一种抵抗外力（机械破碎、爆破等综合作用下的一种合成力）的能力。坚固系数fR/100R为矿岩极限抗压强度，公斤/厘米2。,12,第一章金属矿床工业性质,1.3矿石及围岩性质,3）稳固性即矿岩允许暴露面积的大小和暴露时间的长短。（1）极不稳固不允许任何暴露面积；（2）稳固允许较小不支护暴露面积（50m2内）；（3）中等稳固允许不支护暴露面积50～200m2；（4）稳固允许不支护暴露面积200～800m2；（5）极稳固允许不支护暴露面积800m2以上。,13,第一章金属矿床工业性质,1.3矿石及围岩性质,4）结块性高硫矿石、粘土类矿石崩落后，在遇水和受压并经过一段时间，可能会重新粘结在一起，这一性质称为结块性。5）氧化性硫化矿石在水和空气的作用下，发生氧化反应转变为氧化矿石的性质，称为氧化性。,14,第一章金属矿床工业性质,1.3矿石及围岩性质,6）自燃性煤、硫化矿石、含碳矸石等在适当的环境中，与空气接触发生氧化而产生热，使该物质的温度自行升高，引起的着火自燃。7）吸水性矿岩吸收和保持水分的性能称含水性。,15,第一章金属矿床工业性质,1.3矿石及围岩性质,8）碎胀性矿岩破碎后，碎块之间的大量孔隙使其体积增大的现象，称为碎胀性。破碎后体积与原矿岩体积之比，称为碎胀系数（或松散系数），一般为1.2-1.6。,16,第一章金属矿床工业性质,1.4矿床埋藏要素,1）埋藏深度和延伸深度埋藏深度是从地表至矿体上部边界的垂直距离；延伸深度是指矿体上下边界之间的垂直距离。,1地表；2矿体；H1埋藏深度；H2延伸深度,17,第一章金属矿床工业性质,1.4矿床埋藏要素,2）矿体形状,（a）层状矿床（b）脉状矿床（c）块状矿床（d）透镜状矿床（e）网状矿床（f）巢状矿床,18,第一章金属矿床工业性质,1.4矿床埋藏要素,3）矿体倾角（1）水平和微倾斜矿体矿体倾角在5以下；（2）缓倾斜矿体矿体倾角为5～30；（3）倾斜矿体矿体倾角为30～55；（4）急倾斜矿体矿体倾角大于55。,19,第一章金属矿床工业性质,1.4矿床埋藏要素,4）矿体厚度矿体厚度指矿体上下盘之间的垂直距离或水平距离，前者称为垂直厚度或真厚度，后者称为水平厚度。,,Hv矿体垂直厚度；Hl矿体水平厚度；,矿体倾角。,20,第一章金属矿床工业性质,1.4矿床埋藏要素,,（1）极薄矿体矿体平均厚度小于0.8m；（2）薄矿体矿体厚度为0.8～2.0m；（3）中厚矿体矿体厚度为2.0～5.0m；（4）厚矿体矿体厚度为5.0～20.0m；（5）极厚矿体矿体厚度大于20.0m。,21,第二章开采单位的划分及开采顺序,2.1开采单元划分,2.2开采顺序,22,第二章开采单位的划分及开采顺序,2.1开采单元划分,1）矿田和井田划归一个矿山企业开采的全部或部分矿床的范围，称矿田；在一个矿山企业中，划归一组矿井或坑口开采开采的全部矿田或其中一部分称井田。矿田有时等于井田，有时也包括几个井田。,,23,第二章开采单位的划分及开采顺序,2.1开采单元划分,2）阶段、矿块和盘区、采区（1）阶段在井田中，每隔一定的垂直距离，掘进与矿体走向（矿体延展方向）一致的主要运输巷道，把井田在垂直方向上划分为若干矿段，这些矿段成为阶段（或中段）。（2）矿块在阶段中按一定尺寸将阶段划分为若干独立的回采单元，称为矿块。,,24,I采完阶段；II回采阶段；III采准阶段；IV开拓阶段；H矿体赋存深度；h阶段高度；L矿体走向长度；1主井；2石门；3天井；4副井；5阶段平巷；6矿块（采区）,阶段和矿块,25,第二章开采单位的划分及开采顺序,2.1开采单元划分,（3）盘区开采水平和微缓倾斜矿体时，在井田内一般不划分阶段，而是用盘区运输巷道将井田划分为若干个长方形的矿段，称为盘区。（4）采区在盘区中按一定尺寸将盘区划分为若干独立的回采单元，称为采区。,,26,盘区和采区I开拓盘区；II采准切割盘区；III回采盘区；1主井；2副井；3主要运输平巷；4盘区平巷；5回采平巷；6矿壁（采区）；7切割巷道,27,第二章开采单位的划分及开采顺序,2.2开采顺序,,1）井田中阶段的开采顺序井田中阶段的开采顺序有下行式和上行式两种。下行式的开采顺序是先采上部阶段，后采下部阶段，由上而下逐阶段（或几个阶段同时开采，但上部阶段超前下部阶段）开采的方式。上行式则相反。,28,第二章开采单位的划分及开采顺序,2.2开采顺序,,2）阶段中矿块的开采顺序（1）前进式开采当阶段运输平巷掘进一定距离后，从靠近主要开拓井巷的矿块开始回采，向井田边界依次推进。（2）后退式开采在阶段运输平巷掘进到井田边界后，从井田边界的矿块开始，向主要开拓井巷方向依次回采。（3）混合式开采即初期用前进式开采，待阶段运输平巷掘进到井田边界后，再改用后退式。,29,阶段中矿块的开采顺序I前进式开采；II后退式开采（a）双翼开采；（b）单翼开采；（c）侧翼开采；1主井；5风井,30,第二章开采单位的划分及开采顺序,2.2开采顺序,,（1）矿体倾角小于或等于围岩的移动角时，从上盘向下。,α矿体倾角；γ下盘岩石移动角；β上盘岩石移动角；Ⅰ、Ⅱ相邻两条矿脉,31,第二章开采单位的划分及开采顺序,2.2开采顺序,,（2）矿体倾角大于围岩的移动角，两矿体又相近时，一般先采上盘矿体后采下盘矿体；若采用充填法开采进，也可由下盘向上盘开采。,α矿体倾角；γ下盘岩石移动角；β上盘岩石移动角；Ⅰ、Ⅱ相邻两条矿脉,32,第三章开采步骤和三级矿量,3.1开采步骤,3.2三级矿量,3.3开采步骤间的关系,3.4矿床工业指标,3.5矿石的损失与贫化,33,第三章开采步骤和三级矿量,3.1开采步骤,1）开拓井田开拓是从地表掘进一系列的井巷工程通达矿体，使地面与井下构成一个完整的提升、运输、通风、排水、供水、供电和动力输送等系统，以便把人员、材料、设备、充填料、动力和新鲜空气送到井下，以及将井下的矿石、废石、废水和污浊空气等提运和排除到地表。,34,第三章开采步骤和三级矿量,3.1开采步骤,2）采准切割（1）采准在已完成开拓工作的矿体中，掘进必要的井巷工程，划分为回采单元，并解决回采单元的人行、通风、运输、充填等问题的工作称为采准；（2）切割在完成采准工作的回采单元中，掘进切割天井（两端都有出口的井下垂直或倾斜井筒）和切割巷道，并形成必要的回采空间的工作称为切割。,35,第三章开采步骤和三级矿量,3.1开采步骤,,,,,,千吨采切比或万吨采切比（m/kt、m3/kt、m/万t、m3/万t）,回采单元中采准切割巷道的总工程量，m或m3,,回采单元中采出矿石的总量，kt或万t,36,第三章开采步骤和三级矿量,3.1开采步骤,3）回采在完成采切工作的回采单元中，进行大量采矿作业的过程，称为回采，包括凿岩、爆破、通风、矿石运搬、地压管理等工序。,37,第三章开采步骤和三级矿量,3.2三级矿量,1）开拓矿量开拓矿量是设计可采的工业储量的一部分，凡按设计所规定开拓系统中的井巷已开凿完毕，形成了完整的开拓系统和采准工作以前所需进行的生产探矿工程，在此范围内所控制的矿量。2）采准矿量采准矿量是开拓矿量的一部分，指在开拓矿量的基础上，全部完成采矿法所规定的采准井巷工程的矿量。,38,第三章开采步骤和三级矿量,3.2三级矿量,3）备采矿量备采矿量是采准矿量的一部分，在采准矿量的基础上，全部完成了采矿法所规定的切割巷道的矿量。,39,第三章开采步骤和三级矿量,3.3开采步骤间的关系,开拓、采切和回采三者之间的正常关系，应该保证矿山持续、均衡生产，避免出现生产停顿、产量下降。我国规定，开拓矿量三年以上，采准矿量一年以上，备采矿量六个月以上，即310.5。,40,第三章开采步骤和三级矿量,3.4矿床工业指标,1）矿石品位品位是指矿石中有用成分的含量，一般用重量百分数（），贵重金属则用gt-1或ppm表示。2）最低工业品位单个矿段中主要有用成分的最低值，小于这个指标则认为开采此矿段是不经济的。,41,第三章开采步骤和三级矿量,3.4矿床工业指标,3）边界品位用于圈定矿体的品位，一般由选矿技术确定，通常比尾矿品位高出1-2倍。4）最低可采厚度最低可采厚度是在技术可行和经济合理的前提下，为最大限度利用矿产资源，根据矿区内矿体赋存条件和采矿工艺的技术水平而决定的一项工业指标。,42,第三章开采步骤和三级矿量,3.4矿床工业指标,5）夹石剔除厚度亦称最大允许夹石厚度，是开采时难以剔除，圈定矿体时允许夹在矿体中间合并开采的非工业矿石（夹石）的最大真厚度或应予剔除的最小厚度。6）最低工业米百分值对厚度小于最低可采厚度，但品位较高的矿体或块段，可采用最低工业品位与最低可采厚度的乘积，即最低工业米百分值作为衡量矿体是否具有工业开采价值的指标。,43,第三章开采步骤和三级矿量,3.5矿石的损失与贫化,1）矿石损失矿床开采过程中，由于各种因素（如地质构造、开采技术条件、采矿方法及生产管理等）的综合影响，造成一部分工业储量的矿石未采出或采下的矿石未能完全运出地表而丢失，叫矿石损失。2）矿石贫化由于采矿、运输过程中，围岩和夹石的混入或富矿的丢失，使采出矿石品位低于计算范围内工业矿石品位的现象称为矿石贫化。,44,第三章开采步骤和三级矿量,3.5矿石的损失与贫化,3）矿石损失率q在开采过程中损失的工业储量Q-Q0与原工业储量Q之比率，称为矿石损失率。,,,采出矿量,45,第三章开采步骤和三级矿量,3.5矿石的损失与贫化,4）矿石贫化率γ矿石贫化率是指工业储量矿石品位α与采出矿石品位α’之差对采出工业储量矿石品位之比。,,46,第四章采矿方法分类,4.1采矿方法定义,4.2采矿方法分类,47,第四章采矿方法分类,4.1采矿方法定义,采矿方法是研究从回采单元（矿块或采区）中采出矿石的方法，它包括结构参数、采切和回采作业。由于金属矿体埋藏条件的复杂性，矿岩性质的多变性，以及采矿设备和工艺的不断完善和发展，在生产实践中，可采用多种类型的采矿方法。,48,第四章采矿方法分类,4.2采矿方法分类,1）空场采矿在采场回采过程中维护空区暂不处理的采矿方法。1单层空场法全面法、房柱法2分层空场法留矿法、下向分层空场法3分段空场法无底柱、有底柱分段空场法4阶段空场法VCR采矿法、水平深孔崩矿阶段空场法,49,第四章采矿方法分类,4.2采矿方法分类,2）充填采矿在采场回采过程中用充填处理空区的采矿法。1单层充填法壁式、进路式单层充填法2分层充填法上向、下向等分层充填法3分段充填法无底柱、有底柱分段充填法4阶段充填法浅孔、深孔阶段充填法,50,第四章采矿方法分类,4.2采矿方法分类,3）崩落采矿在采场回采过程中用崩落围岩处理空区的采矿法。1单层崩落法壁式、进路式单层崩落法2分层崩落法壁式、进路式分层崩落法3分段崩落法无底柱、有底柱分段崩落法4阶段崩落法阶段强制、阶段自然崩落法,51,谢谢大家,