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1、1 采矿基本知识,2023/9/19,2,1.1 概述,1.1.1 基本概念,矿石：凡是地壳中的矿物自然聚合体，在现代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需的金属或其他矿物产品的，称为矿石。矿体：以矿石为主体的自然集聚体称为矿体。矿床：是矿体的总称，一个矿床可由一个或多个矿体组成。围岩：矿体周围的岩石称为围岩。包括上、下盘围岩及顶板。废石：矿体的围岩及矿体中的夹石，不含有用成分或含量过少，从经济角度出发无开采利用价值的称为废石。品位：矿石中有用成分或有用矿物的含量称为品位。边界品位：是划分矿石与废石的有益组分最低含量标准。,2023/9/19,3,平衡表内储量简称表内储量。指一
2、定地区范围内，符合目前矿山企业生产技术和经济条件要求、可利用的储量。在中国矿产储量表中，相当于累计探明储量或保有储量（即累计探明储量减去历年开采、损失的储量）。在前苏联，平衡表内储量为ABC1C2级（相当于中国的探明储量）；在美国相当于探明储量加推测储量。它是发展地区采掘和原材料工业的基础，并为规划、计划与设计地区工业生产规模与布局的依据。平衡表外储量简称表外储量。指在一定地区范围内，矿产储量中因有益组分或矿物含量低，矿体小或矿层薄，开采条件复杂，当前开采、加工技术尚未解决，目前技术经济条件下尚不能利用的储量。在中国矿产储量表中，列为“尚难利用储量”。可供制定地区工业远景规划时参考。随矿山采、
3、选与冶炼技术的进步，部分及至大部平衡表外储量可升格为平衡表内储量。表内外储量划分的标准是最低可采平均品位（最低工业品位或工业品位）。,2023/9/19,4,工业品位：指矿石中有用组分或有用矿物的单位含量。工业品位是指在当前科学技术及经济条件下能供开采和利用矿段或矿体的最低平均品位。只有矿段或矿体达到工业品位才能作为工业储量，被设计和开采。矿石和废石的划分是相对的。,2023/9/19,5,1.1.2 矿石的种类,矿石按其属性分为金属矿石及非金属矿石。金属矿石分有色金属及黑色金属矿石。有色金属通常指除去铁（有时也除去锰和铬）和铁基合金以外 的所有金属。有色金属可分为四类：（1）重金属：一般密度
4、在4.5g/cm3以上，如铜、铅、锌等；（2）轻金属：密度小（0.534.5g/cm3），化学性质活泼，如铝、镁等.（3）贵金属：地壳中含量少，提取困难，价格较高，密度大，化学 性质稳定，如金、银、铂等；（4）稀有金属：如钨、钼、锗、锂、镧、铀等。由于稀有金属在现代工业中具有重要意义，有时也将它们从 有色金属中划分出来，单独成为一类。而与黑色金属、有色金属并列，成为金属的三大类别。另一类不是叫无色金属，而是黑色金属。,2023/9/19,6,黑色金属只有三种：铁、锰与铬。非金属矿石：金刚石、石棉、水晶、高岭土、石墨、云母、磷矿、钾盐、硼矿、滑石、膨润土等。金属矿石按其所含金属矿物的性质、矿物组
5、成及化学成分分为：（1）自然金属矿石。（2）氧化矿石。指矿石中矿物的化学成分为氧化物、碳酸盐及硫酸盐的矿石。赤铁矿Fe2O3、软猛矿MnO2、白铅矿PbCO3等。（3）硫化矿石。指矿石中矿物的化学成分为硫化矿物的矿石。如方铅矿PbS、黄铜矿CuFeS2、黄铁矿FeS2等。（4）混合矿石。指矿石中含有上述三种矿物中两种或两种以上的矿石混合物。开采时可能要考虑分采分运。,2023/9/19,7,1.1.3 矿岩力学性质,硬度：矿岩抵抗工具侵入的性能叫做硬度。硬度愈大，凿岩愈困难。矿岩的硬度取决于矿、岩的组成。矿岩的硬度除对凿岩有很大影响外，往往影响矿、岩的坚固性和稳固性。坚固性：是指矿岩抵抗外力（
6、工具冲击、机械破碎、炸药爆炸等作用力）的性能。它与矿岩的强度却是两种不同的概念。强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用力）。坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值即矿岩的极限抗压强度来表示：,2023/9/19,8,极坚固岩石 f=1520（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等）坚硬岩石 f=8 10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等）中等坚固岩石 f=4 6（如普通砂岩，铁矿等）不坚固岩石 f=0.83（如黄土、仅为0.3）普氏硬度是表示矿岩的坚固性的量化指标。稳固性：指矿岩的
7、采掘空间允许暴露面积的大小和允许暴露时间长短的性能。按允许暴露面积，可将矿、岩稳固性分如下几种：（1）不稳固的。在这种矿岩中，顶板或两帮暴露时需要立即支护，允许不支护的暴露面只能在50m2以内。（2）中等稳固的。这种矿岩的暴露面积一般在50200m2内不支护可以安全地进行生产。（3）稳固的。允许不支护的暴露面积约在200800m2以上。,2023/9/19,9,结块性：矿石破碎后，在遇水或受压后重新结成块体的性能。含粘土或高岭土质的矿石以及含硫较高的矿石容易发生这种情况，造成放矿、装车及运输困难，有时也影响采矿方法的选择。氧化性和自然性：硫化矿石在水和空气的作用下被氧化的性能叫氧化性。氧化放热
8、，温度升高；降低矿石回收率。当热量不能向周围介质散发时，局部温度升高，致使矿石自燃。含水性：矿石吸收和保持水分的性能。对放矿、运输、箕斗提升及矿仓贮矿有一定的影响。碎胀性：矿岩破碎后体积比原岩体积增大的性能。破碎后的体积与原岩体积之比叫碎胀系数（或松散系数）。分最初松散系数和最终松散系数，一般为1.21.6。,2023/9/19,10,1.2 金属矿床的工业特征,1.2.1 矿床的赋存要素走向及走向长度：对于脉状矿体，与水平面所成交线的方向为矿体的走向。交线长度即为矿体的走向长度。矿体埋深及延深：埋深是指从地表到矿体上部边界的垂直距离。延深是指矿体的上部边界到矿体的下部边界的垂直距离或倾斜距离
9、，分别叫垂高和斜长。矿体的形状：（1）层状矿体。（2）脉状矿体。（3）块状矿体。,2023/9/19,11,矿体倾角：矿体与水平面的夹角。矿体按倾角分为：（1）水平和微倾斜矿体，倾角5；（2）缓倾斜矿体，倾角为530；（3）倾斜矿体，倾角为3055；（4）急倾斜矿体，倾角55。矿体厚度：矿体上、下盘之间的垂直距离或水平距离，即垂直厚度或水平厚度。矿体按厚度分为：（1）极薄矿体。厚度0.8m；（2）薄矿体。厚度0.84m；（3）中厚矿体。厚度415m；（4）厚矿体。厚度1540m；（5）极厚矿体。厚度40m。,2023/9/19,12,1.3 金属矿床开采的基本要求,1.3.1 概述,与其他行业
10、相比，采矿作业环境和劳动条件相对较差。故矿床开采过程中应注意以下要求：（1）要确保开采工作的安全，并具有良好的劳动条件。（2）要符合环境保护法的要求，减少对环境的破坏。（3）要高效可持续发展。这体现在：提高劳动生产率；减少矿石的损失贫化；降低矿石成本；增大开采强度。,2023/9/19,13,1.3.2 金属矿开采单元的划分,井田：划归一个矿井（坑口）开采的全部矿床或其一部分叫井田。矿田：划归一个矿山企业开采的全部矿床或其一部分称为矿田。阶段（中段、水平）：开采缓倾斜、倾斜或急倾斜矿体时，在井田中每隔一定的垂直距离，沿走向掘进一条或几条与走向一致的主要运输巷道，上下相邻两个主要运输巷道之间的开
11、采范围称为阶段（中段、水平）。矿块：将阶段中的矿体沿走向每隔一定距离划分的矿段，称为矿块。盘区：开采水平或微倾斜矿体时，如果矿体的厚度不超过允许的阶段高度，则在井田内不再划分阶段。此时在井田内每隔一定距离用运输巷道划分的开采范围称为盘区。采区：在盘区内每隔一定的距离划分的矿段称为采区。,2023/9/19,14,1.3.3 矿体开采顺序,在垂直方向，有上行式和下行式两种。在水平方向，有前进式、后退式和混合式三种。,2023/9/19,15,1.3.4 三级矿量,为了保证矿山持续、均衡地生产，按照我国矿山历年所积累的经验，在矿山生产管理中，各个开采步骤互为超前的关系是用获得一定的矿量来实现的。因
12、此，将生产矿量按开采准备程度划分为开拓矿量、采准矿量和备采矿量等三级。开拓矿量：凡完成设计规定的开拓巷道，构成主要运输和通风系统并可掘进采准巷道的，在此开拓巷道水平以上的设计矿量称为开拓矿量。采准矿量：完成了采矿方法所规定的所有采准巷道工程，此矿块的矿量称为采准矿量。备采矿量：完成了采矿方法所规定的切割巷道工程，已做好采矿准备的矿块的矿量称为备采矿量。,2023/9/19,16,我国现行规定的三级矿量保有期限定额,2023/9/19,17,1.3.5 矿石的损失率和贫化率,矿石损失率：在开采过程中损失的工业储量与原工业储量之比率。矿石贫化率：凡因混入废石或高品位粉矿流失而造成矿石品位降低的百分率。矿石损失的原因：地质条件差或矿体产状复杂，无法全部采出；崩矿不完全，留有矿柱；出矿时碎矿、粉矿未能全部放出等。矿石贫化的原因：采矿过程中混入了废石；高品位粉矿丢失；有用矿物万分被氧化等。,
