矿山生产概况

矿山生产概论白聚波2011年6月1前言矿山生产技术涉及很多方面，开采矿种、矿石类型、赋存条件、生产规模、产品方案等不同的矿山，其生产技术往往不同。主要的方面应包括：采矿、选矿。因内容非常多，不可能详细讲解，本讲座只能概略介绍。2提纲第一部分概述第二部分地下开采第三部分露天开采3第一部分概述

一、矿产勘查开采基本过程矿产勘查开采一般包括四个阶段：

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矿产勘查阶段

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可行性研究阶段

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矿山设计施工阶段

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矿山生产阶段4（一）矿产勘查阶段

矿产勘查的目的是为矿山设计提供矿产资源/储量和开采技术条件等必须的地质资料，以减少开发风险和获得最大的经济效益。根据《固体矿产地质勘查规范总则》（GB/T13908—2002）规定，固体矿产勘查工作分为预查、普查、详查、勘探4个阶段。

5二、矿床一般工业特征（金属矿床）（一）矿石和废石的概念1．矿石：地壳中的矿物集合体，在当前技术经济条件下能以工业规模从中提取国民经济所需要的金属或矿物产品的都叫矿石。2．矿体：矿石的聚集体叫矿体。具有一定的几何形状和空间位置等。3．矿床：矿体的总称。一个矿床可由一个或几个矿体组成。4．围岩：矿体周围的岩石叫围岩。5．夹石：夹在矿体中的岩石叫夹石。6．废石：在采矿过程中所采出的围岩或夹石，一般称为废石6（二）矿体的分类

矿体的形状、厚度及倾角对于矿床开拓和采矿方法的选择，有直接的影响。

1．按矿体形状分类。通常分为层状矿体、脉状矿体和块状矿体。2．按矿体厚度分类。（1）极薄矿脉。矿体厚度在0.8米以下。（2）薄矿脉。矿体厚度为0.8—4.0米之间。（3）中厚矿体。矿体厚度为4.0—10米之间。（4）厚矿体。矿体厚度为10—30米。（5）极厚矿体。矿体厚度在30米以上。

73．按矿体倾角分类（与矿石运搬方式有关）（1）水平和微倾斜矿体。矿体倾角小于5°。可使用有轨或无轨运搬设备直接进入采坊运搬矿石。（2）缓倾斜矿体。矿体倾角在5°—30°之间。可采用人力或电力运输机等机械设备运搬矿石。（3）倾斜矿体。矿体倾角在30°—55°之间。可借助于溜槽、溜板或外力抛掷等方法，进行自重运搬矿石。（4）急倾斜矿体。矿体倾角应大于55°。可利用矿石自重的重力运搬方法。8（三）矿石和围岩的性质

矿石和围岩的性质主要包括：硬度、坚固性、稳固性、碎胀性、结块性、氧化性、自燃性及含水性等。根据矿岩的稳固程度，矿岩稳固性可分为五类：（1）极不稳固的。不允许有暴露面积。要求在掘进及开采中必须超前支护。（2）不稳固的。允许有较小的暴露面积（50m2以内）。随着回采立即支护。（3）中等稳固的。允许有一定的暴露面积（50—200m2），一般不支护或临时支护，即可安全地进行生产。（4）较稳固的。允许有较大的暴露面积（200—800m2），一般不支护。（5）极稳固的。允许有很大的暴露面积（800m2以上）。不支护可长时期不垮落。9（四）矿石的品位

1.品位。矿石中有用成份的重量与矿石重量之比。品位=矿石中有用成分重量／矿石重量×100%2．边界品位。可采矿石有用成份含量的最低界限。它是矿体边界上矿石的最低品位，是划分矿石和废石、圈定矿体范围的标准。3．最低工业品位。是指在边界品位圈定的矿体范围内，合乎工业开采要求的平均品位的最低值。10第二部分地地下开采一、地下开采采概述（一）开采单单元的划分开采缓倾斜、、倾斜和急倾倾斜矿床：矿床―→井田―→阶段―→矿块；开采水平和微微倾斜矿床：：矿床―→井田―→盘区―→采区。矿块和采区是是最基本的开开采单元。11井田：划归一个坑口口开采的矿体体，叫井田；；矿田：划归一个矿山山企业开采的的全部矿床或或者是一部分分叫矿田；矿区：划归一个公司司或矿务局开开采的矿体，，叫矿区。12阶段和矿块1．阶段。在开采缓倾斜斜、倾斜和急急倾斜矿床时时，在井田中中每隔一定的的垂直距离，，掘进与走向向一致的主要要运输巷道，，将井田在垂垂直方向上划划分为矿段，，称为阶段。。2．阶段高度度。上、下两个阶阶段运输平巷巷之间的垂直直距离。缓倾倾斜矿体，阶阶段高度通常常小于20——30米；急急倾斜矿体，，阶段高度通通常为50——60米。3．矿块。在阶段中沿走走向每隔一定定距离，掘进进天井连通下下、下两个相相邻的阶段运运输平巷，将将阶段再划分分为矿块。13阶段和矿块划划分14盘区和采区（1）盘区。。当开采水平和和微倾斜矿床床时（即矿体体倾角<5°°），如果矿矿床的厚度不不超过允许的的阶段高度，，井田不再划划分为阶段，，而是将井田田用盘区运输输巷道划分为为长方形的矿矿段，这矿段段称为盘区。。（2）采区。。在盘区中沿走走向每隔一定定距离，掘进进回采巷道连连通相邻两个个盘区运输巷巷道，将盘区区再划分为独独立的回采单单元，即采区区。15Ⅰ、开拓盘区区；Ⅱ、、采准盘区；；Ⅲ、回回采盘区；1、主井；2、副井；；3、、主运输巷道道；4、盘区区运输巷道；；5、回回采巷道；6、采区；；7、切切割巷道；B、矿床的宽宽（即井田田宽）L、矿床的的长（井田的的长）。16矿块的开采顺顺序阶段中矿块的的开采顺序，，按照回采工工作对主要开开拓巷道的位位置关系，可可分为三种：：前进式回采、、后退式回采采和混合式回采。17（三）矿床的的开采步骤地下开采的步步骤可以分为为：开拓、采采准、切割和和回采四个步步骤，这些步步骤反映了不不同的工作阶阶段。1．矿床开拓拓。矿床开拓是指指从地面掘进进一系列巷道道达到矿体，，使矿体连通通地面，形成成人行、提升升、运输、通通风、排水、、供电、供风风、供水等系系统。开拓巷道主要有：井筒筒（竖井、斜斜井）、平硐硐、石门、井井底车场、井井下大的硐室室，主要阶段段运输巷道、、主溜矿井、、充填井等。。18192．采准工作作。是指在已经开开拓完毕的矿矿床里，掘进进采准巷道。。将阶段划分分成矿块作为为独立的回采采单元，并在在矿块内创造造人行、凿岩岩、放矿、通通风等条件。。3．切割工作作。是指在已经采采准完毕的矿矿块里，为大大规模回采矿矿石开辟自由由面和自由空空间的工作。。4．回采工作作。通常把大量采采矿工作叫做做回采工作。。包括：落矿矿、运搬和地地压管理三个个主要工作。。20矿床开拓、采采准、切割、、回采是彼此此超前的关系系开拓要超前于于采准，采准准要超前于切切割，切割超超前于回采。。其超前关系系由三级矿量量来决定。一一般矿山遵循循的三级矿量量是“316”，即开拓拓矿量三年，，采准矿量1年，备采矿矿量半年。三级矿量：开拓矿量、、采准矿量、、备采矿量。。21二、矿床开拓拓单一开拓和联联合开拓。单一开拓法：：用一种主要开开拓巷道开拓拓整个矿床的的开拓方法。。联合开拓法：：矿床的上部用用某种主要开开拓巷道开拓拓，而下部用用另一种开拓拓巷道开拓的的方法。22开拓方法分类类表开拓方法分类主要开拓巷道类型典型的开拓方法单一开拓法1．平硐开拓法平硐（1）垂直矿体走向下盘平硐开拓法（2）垂直矿体走向上盘平硐开拓法（3）沿矿体走向平硐开拓法2．斜井开拓法斜井（4）脉内斜井开拓法（5）下盘斜井开拓法3．竖井开拓法竖井（6）下盘竖井开拓法（7）下盘竖井开拓法（8）侧翼竖井开拓法4．斜坡道开拓法斜坡道（9）螺旋式斜坡道开拓法（10）折返式斜坡道开拓法联合开拓法1．平硐与井筒联合开拓法平硐与竖井或斜井（11）平硐与盲（明）竖井联合开拓法（12）平硐与盲（明）斜井联合开拓法2．明井与盲井联合开拓法明竖（斜）井与盲竖（斜）井（13）明竖井与盲竖井联合开拓法（14）明竖井与盲斜井联合开拓法（15）明斜井与盲竖井联合开拓法（16）明斜井与盲斜井联合开拓法23（一）平硐开开拓法用平硐（水平平巷道）开拓拓矿床的方法法称为平硐开开拓法。242526（二）竖井开开拓法●竖井开拓法是是利用竖井开开拓矿床的方方法。它主要要用来开采急急倾斜矿体（（一般矿体倾倾角大于45º）和埋藏藏较深的水平平和缓倾斜矿矿体（倾角小小于20º））。这种方法法便于管理，，生产能力较较高。●竖井开拓拓法又可可分为穿穿过矿体体的竖井井开拓、、上盘竖竖井开拓拓、下盘盘竖井开开拓和侧侧翼竖井井开拓四四种。。27优点：石石门长度度都较短短，基建建时三级级矿量提提交较快快；缺点点：为了了维护竖竖井，必必须留有有保安矿矿柱。28优点：井井筒维护护条件好好，又不不需要留留保安矿矿柱；缺缺点：深深部石门门较长。。矿体体倾角60º以以上采用用该方案案最为有有利，29适用条件件：（1））技术上上不可能能在矿体体下盘掘掘进竖井井（如下下盘岩层层含水或或较破碎碎，地表表有其他他永久性性建筑物物等）。。（2））上盘开开拓比下下盘开拓拓在经济济上更合合理（矿矿床下盘盘为高山山，无工工业场地地，地面面运输困困难且费费用高））缺点：上部中中段的石石门较长长，初期期的基建建量大、、时间长长，投资资高等。。30将主竖井井布置在在矿体走走向一端端。适用条件件：（1））矿体走走向长度度较短。。（2））矿体为为急倾斜斜，无侧侧伏。。（3））上下盘盘的地形形和围岩岩条件不不利于布布置井筒筒等。。缺点：①井下下运输只只能是单单向的，，运输功功大；②②巷道掘掘进与回回采顺序序也是单单向的，，掘进速速度和回回采强度度受到限限制。31（三）斜斜井开拓拓法斜井开拓拓法以斜斜井为主主要开拓拓巷道，，适用于于开采缓缓倾斜矿矿体，特特别适用用于开采采矿体埋埋藏不太太深而且且矿体倾倾角为20º～～40ºº的矿床床。这种种方法的的特点是是施工简简便、中中段石门门短、基基建少、、基建期期短、见见效快，，但斜井井生产能能力低。。因此更更适用于于中小型型金属矿矿山，尤尤其是小小型矿山山。斜井开拓拓分为：：下盘斜斜井开拓拓和脉内斜井井开拓32下盘斜井井开拓优点：不不需要保保安矿柱柱，井简简维护条条件好。。但要搞搞清楚矿矿体倾斜斜角度脉内斜井井开拓优点：不不需掘进进石门，，开拓时时间短，，投产快快；副产产矿石；；利于探探矿。缺点：矿矿体倾斜斜不规则则时，井井筒难于于保持平平直，不不利于提提升和维维护；维维护斜井井安全，，需留保保安矿柱柱，。33（四）联联合开拓拓法联合开拓拓法是由由两种或或两种以以上主要要开拓巷巷道来开开拓一个个矿床的的方法。。341．上部部平硐下下部盲竖竖井开拓拓方案352．上部部平硐下下部盲斜斜（竖））井开拓拓方案363．上部部竖井下下部盲斜斜井开拓拓方案37三、主要要开拓巷巷道比较较平硐与竖竖井比较较1．平硐硐掘进费费用低；2．平硐硐设施管管理方便便，施工工条件好好；3．平硐硐排水费费用低；4．平硐硐运输设设备费用用低；5．平硐硐运输费费用低；6．平硐硐通风容容易，而而且简单单；7．平硐硐生产安安全可靠靠，能力大大，易管管理。38竖井与斜斜井比较较1．基建建方面2．在提提升方面面3．在地地压和工工程支护护方面4．在施施工方面面5．在井井筒装备备方面6．在安安全方面面39三、采矿矿方法（一）采矿方法法分类为了回采采矿块中中的矿石石，在矿矿块中和和在围岩岩中所进进行的采采准，切切割、回回采的总总和，称称之为采采矿方法法。采矿方法分类类的依据：按地压管理理方式。采矿方法分类类。按回采时的地地压管理方法法不同，采矿矿方法分为三三大类：空场场采矿法、充充填采矿法和和崩落采矿法法。40采矿方法分类类表大类采矿方法空场法

（1）房柱法；（2）浅孔留矿法（3）分段法（4）阶段矿房法充填法

（1）干式充填法（2）水力充填法（3）胶结充填法崩落法

（1）有底柱崩落法（2）无底柱分段崩落法（3）壁式崩落法41（二）空场采采矿法在矿体中形成成的采空区主主要依靠围岩岩自身的稳固固性和留下的的矿柱来支撑撑的采矿方法法称为空场采采矿法。空场采矿法的的特点：（1）把矿块块划分为矿房房和矿柱两部部分开采。（2）在回采采矿房时，采采场以空场形形式存在。（3）用矿柱柱和围岩体的的稳固性来维维护采空区。。（4）矿房采采完以后，及及时回采矿柱柱和处理采空空区。适用条件：矿石和围岩岩都很稳固的的矿床。42空场法结构图图431.房柱采矿法。在回采矿房时时留下规则的的或不规则的的矿柱来管理理地压。44房柱法的适用用条件。（1）矿石和围岩岩稳固；（2）水平和缓缓倾斜；（3）矿体厚度比比较薄（＜3～4米）主要优点：①劳动组组织简单；；②采准工工作量小；；③坑木消耗量少少；④矿石贫化化率比较小（（4～5%））；⑤采矿矿成本低；；⑥作业安安全，通风良良好。主要缺点：①矿石损失失比较大；②厚矿体的的顶板管理比比较困难。452.浅孔留留矿法☆将矿块划分为为矿房和矿柱柱两步骤回采采。先采矿房房，后采矿柱柱。☆工人直接在矿矿房中大暴露露面下工作。。☆自下而上分层层回采矿房，，用浅孔崩落落矿石。☆每次采下的矿矿石，靠矿石石自重从漏斗斗放出1/3左右，留下2/3矿石作为下次次凿岩爆破工工作的临时工工作台。当矿矿房全部采空空后，再将留留下的2/3的矿石全部放放出。☆凿岩工人是站站在留矿堆上上进行作业的的。46浅孔留矿采矿矿法示意图47对浅孔留矿法法的评价适用条件（1）矿石和围岩岩稳固的急倾倾斜薄和极薄薄矿脉；（2）矿石无氧化化性、结块性性和自燃性；；（3）矿体产状稳稳定，形状比比较规整（否否则会增加矿矿石的损失贫贫化）。主要优点（1）结构简单、、管理方便、、工艺简单、、生产技术易易掌握。（2）采切工程量量比较小。（3）利用重力放放矿，采场运运搬矿石不需需要其他机械械设备。（4）矿石损失贫贫化比较低，，采矿成本低低。（矿房回回采）损失率率5—6%，贫化率8—10%。主要缺点（1）矿柱矿量比比重较大（约约占40—50%，有的达60%）。回采矿柱柱的损失比较较大，有的损损失达50%。（2）当围岩不够够稳固时，特特别是开采薄薄矿脉时，贫贫化率大。（3）平场工作量量比较繁重，，又不容易实实现平场工作作的机械化。。（4）工人直接在在暴露的矿石石下工作，安安全性较差。。483.阶段矿矿房法阶段矿房法是是用深孔落矿矿的采矿方法法，它也是把把矿块划分为为矿房和矿柱柱两部分进行行回采，先采采矿房，后采采矿柱，最后后有计划的进进行矿柱回采采和空区处理理。根据落矿方式式的不同，阶阶段矿房法可可以分为两种种，即垂直深孔落矿矿阶段矿房法和和水平深孔落矿矿阶段矿房法。。49阶段矿房法——分段凿岩阶阶段矿房法50阶段矿房法——阶段凿岩阶阶段矿房法51(三)充填采采矿法随着回采工作作面的推进，，逐步用充填填料充填采空空区的方法叫叫做充填采矿矿法。充填采矿法也也将矿块划分分为矿房和矿矿柱两步骤回回采，先采矿矿房，后采矿矿柱。矿柱回回采可用充填填法，也可以以考虑用其他他方法。充填采矿法分分类1．按充填料的的性能分为：：干式充填法法、水砂充填填法和胶结充充填法。2．按回采工作作面的推进方方向分为：上向分层充填填法、下向分分层充填法、、壁式充填法法、削壁充填填法。52充填采矿法的的适用条件1．开采品位较高高的富矿，或或开采稀贵金金属。2．赋有条件和和开采技术条条件比较复杂杂的矿床。3．适用于矿石石稳固，围岩岩不稳固的矿矿床。4．适用于开采采急倾斜矿体体。53干式充填采矿矿法示意图1-沿脉平巷2-人行天井3-联络道4-充填天井5-溜矿井541-阶段运输平平巷；2-回风巷道；；3-充填天井；；4-放矿溜井；5-人行通风天天井；6-联络道（间间距4～6m）；7-隔墙；8-底板；9-电耙胶车；；10-顶柱；11-底柱；12-充填料；13-崩下矿石；；14-炮孔55削壁充填法56充填采矿法的的优缺点：◆充填采矿法的的优点：（1）采、切工程程量小；（2）矿石损失、、贫化小；（3）能够比较有有效的维护围围岩；（4）可以防止矿矿床开采的内内因火灾。◆缺点：（1）回采工艺和和充填工艺复复杂。（2）充填和采矿矿互相影响，，生产效率和和生产能力较较低；（3）充填料的开开采、加工、、输送及其他他一系列消耗耗使矿石成本本较高。（4）劳动强度大大；57（四）崩落采采矿法以崩落围岩来来实现地压管管理的采矿方方法。即在崩崩落矿石的同同时,强制或自然崩崩落围岩，充充填采空区，，用以控制和和管理地压。。崩落采矿法的的特点：(1)不再把矿块划划分为矿房和和矿柱，而是是以整个矿块块作为一个回回采单元，按按一定的顺序序连续进行单单步骤回采。。(2)在回采过程中中，围岩要自自然或强制崩崩落，矿石是是在覆盖岩石石的直接接触触下放矿。(3)崩落法的开采采是在一个阶阶段内从上而而下进行的。。（4）具有作作业安全，开开采强度大，，劳动生产率率高，成本低低的优点。但但矿石损失贫贫化大。58崩落采矿法分分类类别组别典型采矿方法崩落采矿法有底柱崩落采矿法水平深孔落矿分段崩落法垂直深孔落矿分段崩落法阶段崩落法无底柱分段崩落法无底柱分段崩落法壁式崩落法长壁式崩落法短壁式崩落法分层崩落法分层崩落法59崩落采矿法适适用条件崩落法对矿体体赋存条件，，矿岩的物理理力学性质等等都具有比较较广泛的适应应范围。理想的适用条条件是：上盘盘围岩能呈块块状自然崩落落，矿石中等等以上稳固的的急倾斜厚矿矿体。地表允许塌落落是使用这种种方法的必要要前提。由于这种方法法在开采时矿矿石损失贫化化大，因而它它不用于开采采高价、高品品位的矿床。。601.有底柱柱分段崩落采采矿法1)不划分矿房和和矿柱，单步步骤回采；2)矿石在一个阶阶段内是自上上而下开采的的。在阶段内划分分成若干分段段来回采。3)在覆盖岩石层层下放矿。4)为了放矿、贮贮矿、受矿、、运搬及二次次破碎工作的的进行,在每每个分段都开开掘有底部结结构。而底柱柱中的矿石留留在下一分段段或下一阶段段同时开采。。6162632.无底柱分段崩崩落法（1）回采过过程中，随着着矿石的崩落落，同时崩落落上部围岩及及时充填采空空区；（2）也是在在覆岩下放矿矿和单步骤回回采，不分矿矿房和矿柱，，即不再设矿柱（底柱、间柱柱和顶柱等））。（3）集中凿凿岩，分次爆爆破。每次爆爆破1～2排排孔。（4）采用无无轨装运设备备。6465第三部分露露天开采从地表直接采采出有用矿物物的矿床开采采方法。有机机械开采和水水力开采两种种。露天开采的优优点：▲受开采空间限限制少，可采采用大型机械械设备，提高高开采强度和和产量。▲开采成本低，，有利于大规规模开采低品品位矿石。▲矿石损失贫化化小，能充分分回收地下资资源。▲对于高温易燃燃矿体的开采采，比地下开开采安全可靠靠。▲基建时间短，，单位基建投投资低。▲劳动条件好，，工作比较安安全。缺点：▲在开采过程中中，穿爆、采采装、汽车运运输、卸载及及排土时粉尘尘较大，汽车车运输废气、、排土场的有有害成分污染染大气、水、、土壤等。▲大量剥离物排排弃，难免占占用大量土地地。66aaWWAHHA200m200m176m176m188m188m台阶几何要素图台阶坡面坡顶线坡顶面坡底线台阶坡面坡底面67露天开采程序序一般情况下，，露天开采需需经过下列几几个步骤：★地面准备★矿床疏干和防防排水★矿山基建工作作★剥离和采矿★地表恢复利用用等。68一、露天矿床床开拓露天矿床开拓拓是建立地面面与露天矿场场内各工作水水平以及各工工作水平之间间的矿岩运输输通道。它是是露天开采带带有全局性的的大问题。开拓方案选择：从矿床赋存的的自然条件出出发，结合所所选择的生产产工艺系统和矿床开采程序序。使之能够确保保矿山建设速速度，满足矿矿石产量和质质量要求；基基建投资少、、生产经营费费低；尽可能能采用先进的的技术设备，，以提高生产产的可靠性与与生产效率。。69露天矿床开拓拓方法分类▲按开拓坑线布布局的位置分分：固定坑线线开拓与移动动坑线开拓；；▲按开拓坑线布布局的形式分分：直进式、、折返式、螺螺旋式和联合合式坑线开拓拓。▲依据所选取的的运输设备，，露天开拓方方法为为：(1)公路路运输开拓(又称汽车运运输开拓)；；(2)铁路路运输开拓；；(3)联合合运输开拓。。常有联合形形式：公路—铁路联联合开拓；公公路(铁路)—破碎站——胶带输送机机联合开拓(简称胶带运输开拓拓)；公路(铁铁路)—箕斗斗联合运输开开拓(简称箕斗运输开拓拓)；公路(铁铁路)—平硐硐溜井联合运运输开拓(简简称平硐溜井开拓拓)。70（一）公路运运输开拓1.公路运输输开拓的方法法评价：与铁路运输开开拓相比，汽汽车运输开拓拓坑线形式较较为简单，开开拓坑线展线线较短，对地地形的适应能能力强。此外外，公路运输输还可多设出出入口进行分分散运输和分分散排土，便便于采用移动动坑线开拓，，有利于强化化开采，提高高露天矿的生生产能力。2.坑线布置置形式：折返式、螺旋旋式或折返与与螺旋式联合合布线。3.合理运距距:一般不超过3公里，大型型载重汽车可可达5—6公公里。71固定直进式布布线方式72移动式布线示示意图73（二）铁路运运输开拓1.铁路运输输开拓方法的的评价。铁路运输开拓拓，吨公里运运输费低；运运输能力大，，运输设备坚坚固耐用。但但铁路运输开开拓线路较为为复杂，开拓拓展线比汽车车运输长，掘掘沟工程量和和露天边帮的的附加剥岩量量增加，新水水平准备时间间较长。2.铁路运输输开拓的坑线线布置。多采用折返式式、直进-折折返式。3.铁路运输输开拓的合理理开采深度。地表上或下大大约150米米—200米米。74（三）联合运运输开拓1．铁路—公公路联合运输输开拓。采场上部保持持铁路运输方方式，采场场下部采用公公路运输开拓拓，中间设置置矿岩倒装站站。2．公路(铁铁路)—破碎碎站—胶带运运输机联合开开拓(胶带运运输开拓）3．公路(铁铁路)―箕斗斗联合运输开开拓4．公路(铁铁路)—溜井井平硐联合开开拓751破碎碎站站；；2边帮帮带带式式输输送送机机；；3带式式输输送送机机转转载载点点；；4地面面带带式式输输送送机机；；公路路-破碎碎机机-带式式输输送送机机联联合合开开拓拓系系统统76凹陷陷露露天天矿矿斜斜坡坡箕箕斗斗开开拓拓系系统统771平硐硐；；2—溜溜井井；；3—公公路路；；4—露露天天开开采采境境界界；；5—地地形形等等高高线线。。溜井井——平平硐硐开开拓拓系系统统78二、、露天天开开采采生生产产工工序序金属属矿矿床床露露天天开开采采一一般般要要经经过过四四道道生生产产工工序序：：穿孔孔、、爆爆破破、、铲铲装装、、运运输输。（一一））穿穿孔孔作作业业穿孔孔作作业业是是矿矿床床露露天天开开采采的的第第一一道道生生产产工工序序，，其其作作业业内内容容是是采采用用某某种种穿穿孔孔设设备备在在计计划划开开采采的的台台阶阶区区域域内内穿穿凿凿炮炮孔孔，，为为其其后后的的爆爆破破工工作作提提供供装装药药空空间间。。穿孔孔方方法法与与穿穿孔孔设设备备。穿穿孔孔设设备备有有：：牙牙轮轮钻钻、、潜潜孔孔钻钻、、火火钻钻、、钢钢绳绳式式冲冲击击钻钻等等，，其其中中牙牙轮轮钻钻使使用用最最为为广广泛泛，，潜潜孔孔钻钻次次之之，，火火钻钻与与凿凿岩岩台台车车仅仅在在某某些些特特定定条条件件下下使使用用，，钢钢绳绳式式冲冲击击钻钻已已被被淘淘汰汰。。79KY-310型牙牙轮轮钻钻机机1钻杆杆；；2钻杆杆架架；；3起落落立立架架油油缸缸；；4机棚棚；；5平台台；；6行走走机机构构；；7钻头头；；8千斤斤顶顶；；9司机机室室10净化化除除尘尘装装置置；；11回转转加加压压小小车车；；12钻架架；；13动力力装装置置80（二二））爆爆破破工工作作爆破破工工作作是是露露天天开开采采中中的的又又一一重重要要工工序序，，通通过过爆爆破破作作业业将将整整体体矿矿岩岩进进行行破破碎碎及及松松动动，，形形成成一一定定形形状状的的爆爆堆堆，，为为后后续续的的采采装装作作业业提提供供工工作作条条件件。。露天天开开采采对对爆爆破破工工作作的的基基本本要要求求是是：：(1)有足足够够的的爆爆破破贮贮备备量量；；(2)要要有有合合理理的的矿矿石石块块度度；；(3)爆爆堆堆堆堆积积形形态态好好；；(4)无无爆爆破破危危害害。。81工作作面面炮炮孔孔布布置置示示意意图图abHhCDWpbLtLBa孔距；b排距；

台阶坡面角；

炮孔倾角；h炮孔超深；C沿边距；D孔径；H台阶高度；Wp底盘抵抗线；Lt填塞长度；LB装药长度82（三三））采采装装与与运运输输1．露露天天矿矿采采装装。。利用用装装载载机机械械将将矿矿岩岩装装入入某某种种运运输输工工具具内内或或直直接接卸卸至至某某一一卸卸载载点点。。2．．露露天天矿矿运运输输。。在露露天天开开采采过过程程中中，，运运输输作作业业占占有有重重要要地地位位。。所所占占投投资资、、成成本本比比重重大大。。露露天天矿矿运运输输方方式式有有自自卸卸汽汽车车运运输输、、铁铁路路运运输输、、胶胶带带运运输输机机运运输输、、斜斜坡坡箕箕斗斗提提升升运运输输以以及及组组合合成成的的联联合合运运输输。。国内内露露天天矿矿山山采采用用的的运运输输形形式式主主要要是是汽汽车车运运输输与与铁铁路路运运输输。。8384（四四））排排岩岩工工程程排岩岩工工程程是将将运运输输到到废废石石场场的的废废石石进进行行排排弃弃。。其其内内容容涉涉及及废废石石的的排排弃弃工工艺艺、、废废石石场场的的建建设设、、废废石石场场的的稳稳固固性性、、废废石石场场污污染染的的防防治治、、废废石石场场的的复复田田等等方方面面。。露天天矿矿排排岩岩技技术术与与废废石石场场治治理理要要求求：采采用用高高效效率率的的排排岩岩工工艺艺与与排排岩岩设设备备；；减减少少占占地地面面积积；；进行行复复垦垦，，减减少少废废石石场场对对生生态态环环境境的的污污染染。。废石石排排弃弃工工艺艺。。(1)铁铁路路运运输输排排岩岩；；(2)公公路路运运输输排排岩岩；；(3)胶胶带带运运输输排排岩岩。。废石石场场的的复复田田。。85汽车车运运输输——推推土土机机排排土土场场示示意意图图868788第三三部部分分选选矿矿一、、概概述述选矿矿是利利用用矿矿物物的的物物理理或或物物理理化化学学性性质质的的差差异异，，借借助助各各种种选选矿矿设设备备将将矿矿石石中中的的有有用用矿矿物物和和脉脉石石矿矿物物分分离离，，使使有有用用矿矿物物相相对对富富集集，，综综合合利利用用矿矿产产资资源源的的一一门门技技术术科科学学。。（一一））选选矿矿方方法法和和选选别别过过程程选矿矿方方法法是将将矿矿石石中中有有用用矿矿物物和和脉脉石石矿矿物物、、有有用用矿矿物物和和有有用用矿矿物物进进行行分分离离所所采采用用的的方方法法。。选别过程是由选别前的的矿石准备作作业(包括破破碎、磨矿、、筛分、分级级等)、选别别作业(包括括浮选法、磁磁选法、重选选法、电选法法等)、选后后脱水作业(包括浓缩、、过滤、干燥燥等)所组组成的连续生生产过程。89（二）选厂的的基本组成一般选厂由原原矿破碎工段段、磨选工段段和脱水工段段组成。1．原矿破碎碎工段。矿山开采出来来的矿石最大大块粒度可达达300—1500毫米米左右，经过过几段破碎(一般须经二二至四段)和和筛分作业，，将矿石碎到到8-25毫毫米以下。2．磨选工段段。将破碎产品经经一段或几段段磨矿与分级级作业，使矿矿石磨碎到要要求的粒度，，送人选别作作业；经几次次选别，可得得到精矿、中中矿和尾矿。。3．脱水工段段。选别得到的精精矿在这一工工段得到浓密密、过滤，有有时还有干燥燥，将精矿产产品中水分脱脱到要求的标标准。90（三）选矿的的主要工艺指指标送入选厂的矿矿石称为原矿。经选别处理理后得到的有有用矿物含量量较高、适于于冶炼加工的的最终产品叫叫精矿；选别过程中中有时产出的的部分中间产产品，一般只只在选别过程程中内部循环环的部分非最最终产品称为为中矿；有用矿物含含量较低，主主要为脉石矿矿物和有害杂杂质的那部分分产品叫尾矿。选厂常用的选选矿指标有：：品位、产率率、回收率、、选矿比和富富矿比等。911．品位。是指产品中金金属或有价成成分的重量对对于该产品重重量之比。常常用α、β、、θ表示原矿矿、精矿、尾尾矿的品位。。2．产率。产品重量和原原矿重量之比比的百分数称称为该产品的的产率。常以以符号γ表示示。3．回收率。。精矿中的金属属量占原矿中中该金属量的的百分数。常常用ε来表示示。4．选矿比。。原矿重量和精精矿重量之比比。常用符号号R表示。选矿回收率和和精矿品位之之间存在一近近似相反系。。精矿品位高高则回收率低低，选矿回收收率高则精矿矿品位低。92二、破碎与筛筛分破碎是在外力的作作用下使大块块物料变成小小块物料的过过程。通常将将最终粉碎产产品为5毫米米以上的粉碎碎过程，称为为破碎。选厂通常采用用阶段破碎的的办法将大块块矿石的尺寸寸逐步缩小，，大型选矿厂厂一般采用三三段破碎或四四段。（一）破碎和和破碎机械选矿厂中主要要采用颚式破破碎机、旋回回破碎机和圆圆锥破碎机等等常规破碎设设备。931．颚式破碎碎机。可动颚板周期期性地向固定定颚板运动而而将矿石破碎碎，又名老虎虎口。颚式破破碎机根据其其颚板运动形形式可分为简简摆式颚式破破碎机和复摆摆式颚式破碎碎机两种。942．旋回破碎碎机旋回破碎机的的碎矿部件由由内外两个圆圆锥构成，工工作时可动内内锥绕上部悬悬挂点做圆周周旋回运动。。它主要由机架架、活动圆锥锥，固定圆锥锥，主轴，大大小伞齿轮和和偏心轴套等等组成。活动动圆锥的主轴轴支承在横梁梁上面的固定定悬挂点A中中，主轴下部部置于偏心套套筒内。953．中、细碎碎圆锥破碎机机用于中碎的圆圆锥破碎机叫叫标准圆锥破破碎机；用于于细碎的叫短短头圆锥破碎碎机。中中碎和和细碎圆锥破破碎机的结构构基本类似，，只是标准型型给矿口大，，平行区短；；短头型给矿矿口小，平行行区长。96（二）筛分和和筛分机械1．筛分。松散物料通过过筛子(单层层或多层)分分成不同粒级级的过程称为为筛分。通过过筛孔的物料料称为筛下产产品，留在筛筛上的物料称称为筛上产品品。破碎前进进行的筛分称称为预先筛分分；对破碎作作业产物进行行的筛分，称称为检查筛分分。2．筛分机械械。可分为固定筛筛（固定不动动，粗碎前预预筛分）、振振动筛（主要要作中、细碎碎物料的筛分分设备）和细细筛（湿式细细粒筛分设备备，主要用于于选别前的预预先筛分和脱脱水、脱泥作作业）。97（三）破碎筛筛分流程由破碎机和筛筛分机组成的的破碎工序叫叫做破碎筛分分流程。选矿最常用的的为二段开路或闭闭路、三段开路或闭闭路破碎流程。选选厂规模较大大，原矿粒度度较粗时常采采用三段破碎碎；选厂规模模较小，原矿矿粒度较细时时常采用二段段破碎。开路破碎，产产品粒度不均均匀；闭路路破碎靠筛子子来控制产品品粒度，粒度度较匀。98三、磨矿与分分级（一）磨矿磨矿目的：一一是将矿石在在磨矿机中磨磨细，使有用用矿物与脉石石、有用矿物物与有用矿物物达到单体解解离。二是为为湿式选别作作业制备矿浆浆以便选别。。磨矿通常是在在磨矿机中进进行。若磨矿矿介质为钢球球叫球磨机，介质为钢棒棒叫棒磨机，介质为砾石石叫砾磨机，以自身矿石石作介质叫自磨机。磨矿作业以湿湿式磨矿为主主，一般与机机械分级机组组成闭路循环环。目前国内内外金属选矿矿厂，大部分分采用球磨机机，也有黑色色金属矿选厂厂采用矿石自自磨机。991．球磨机它由筒体部、、给矿部、排排矿部、传动动部、轴承部部和润滑系统统等部分组成成。1002．棒磨机。。与圆筒形球磨磨机的构造基基本相同，其其主要区别是是棒磨机以钢钢棒为磨矿介介质。棒磨机机在钨、锡或或其它稀有金金属矿的重选选厂或磁选厂厂中应用较广广，主要用于于一段粗磨，，产品粒度较较粗，而且均均匀，过磨现现象少。3．矿石自磨磨机。借助于矿石本本身在筒体内内的冲击和磨磨剥作用，使使矿石达到粉粉碎的磨矿设设备。自磨机机的特点是：：筒体直径大大，便于大块块矿石给入，，生产能力大大，碎矿流程程简化，生产产费用低，无无铁质污染等等。101（二）分级按矿粒在介质质中的不同沉沉降速度，将将物料分成若若干粒度级别别的过程称为为分级。在闭路磨矿流流程中，分级级设备的作用用在于及时分分出合格的磨磨矿产物，避避免过磨，同同时分出不合合格的粗粒返返回磨机再磨磨。我国选厂常用用的湿式磨矿矿分级设备主主要是螺旋分级机，部分选厂也也有采用水力力旋流器分级级的。但在钨钨、锡重选厂厂，为减少循循环过程中的的过粉碎现象象，常采用筛筛子与棒磨机机构成闭路。。1021．螺旋分级级机。矿浆在螺旋转转动时保持悬悬浮，不同粒粒度的矿粒在在矿浆中沉降降速度不同。。沉降速度较较大的粗颗粒粒将沉于槽底底，在螺旋转转动作用下被被输送到上端端排出，返回回磨矿机再磨磨；矿浆中悬悬浮的细粒由由螺旋分级机机下端的溢流流堰随矿浆排排出，供选别别作业进行选选矿。103（三）磨矿分分级流程磨矿作业与分分级作业的组组合构成磨矿矿分级流程。。按分级机与磨磨矿机间的配配置关系可分分为：有预先先分级的磨矿矿流程；有检检查分级的磨磨矿流程。按粗砂是否返返回可分为：：粗砂不返回回的开路磨矿矿流程和粗砂砂返回的闭路路磨矿流程。。一般的，都采采用闭路磨矿矿流程，常用用的有一段闭闭路流程或两两段闭路流程程。一般-200目粒级含量量不超过60％时，尽量量采用一段磨磨矿；-200目占70％以上时时，则考虑采采用二段磨矿矿。104在闭路磨矿循循环中，从分分级机返回到到磨矿机再磨磨的粗粒物料料叫返砂。返返砂的重量与与磨机原给矿矿的重量百分分比叫做返砂砂比，也称循循环负荷。105四、重力选矿矿重力选矿是依据矿粒间间比重(或密密度)的差异异及其在运动动介质中所受受重力、流体体动力和各种种机械力的不不同，从而得得到不同密度度产品的生产产过程。几千年前重选选就被人类用用于淘洗砂金金、铁砂和铝铝砂等。重选选法处理量大大，简单可靠靠，经济有效效。因此迄今今仍是主要选选矿方法之一一。重选被广泛地地用于钨、锡锡和黑色金属属、稀有金属属（钽、铌、、钍、锆、钛钛）、贵金属属（金、铂））等矿石和煤煤炭的选别。。106重力可选性判判断准则。要要达到有效的的分选，矿物物和脉石之间间必须存在明明显的密度差差。理论上判判别用重选分分离矿物可能能性的公式：：当E大于2.5时，用重重选很容易将将其分选。随随着E值减小小，重选效率率下降。当E小于1.25时，通常常在工业上很很难用重选进进行处理。107（二）重选法法分类工艺名称分选介质介质的主要运动方式适宜的处理粒度(毫米)处理能力跳汰选矿水或空气间断流或上下交变介质流16—0﹒2大摇床选矿水或空气连续斜水流或上升水流2—0﹒04小溜槽选矿水连续倾斜水流或回转流0﹒2—0﹒01小重介质选矿重悬浮液上升流、水平流或回转流70(100)—2最大重选工艺分类类表108（三）跳汰选选矿跳汰选矿是在在垂直交变的的介质流中进进行的一种重重力选矿方法法。实践中跳跳汰选矿是处处理密度差较较大的粗精矿矿石的有效方方法。旁动隔膜跳汰汰机由相连的的两个跳汰室室以一定的落落差构成，每每室的构造相相同。原矿由第一室室给矿槽给入入，隔膜在偏偏心连杆机构构的作用下产产生垂直交变变水流，使物物料按密度分分层，下层重重矿物透过床床层及筛网由由角锥形底箱箱底部的排矿矿口排出即为为精矿；经第一室选别别后的矿石流流人第二室继继续进行跳汰汰选矿，经第第二室选别后后的脉石由第第二室末端排排矿溢流堰排排下即为尾矿矿。109（四）溜槽选选矿溜槽选矿是利利用矿粒在沿沿斜面流动的的水流中运动动状态的差异异进行选矿的的方法。在重选设备中中，溜槽是细细粒和微细粒粒物料粗、精精选较为有效效的设备。我我国常用的有有：螺旋选矿矿机，扇形溜溜槽、圆锥选选矿机、皮带带溜槽、离心心选矿机等。。110(1)螺旋选选矿机。螺旋选矿机机由螺旋槽、、机架、给水水装置、精矿矿截取装置四四个部分所组组成。螺旋选选矿机的分选选过程：矿浆浆由螺旋槽上上部给入，并并以薄溜膜的的形式沿槽底底向下流动，，位于槽体内内缘的重矿物物经精矿截取取器截取后即即为精矿，位位于槽体外缘缘的轻矿物经经槽体末端排排出即为尾矿矿。111(2)离心选选矿机。也叫离心溜槽槽，广泛用于于回收钨、锡锡、铁等矿泥泥。离心选矿机的的结构：离心选矿机机由主机、控控制机构和执执行机构组成成。其主机部部分主要包括括：转鼓，给给矿嘴、冲矿矿嘴、接矿槽槽和分矿器等等。离心选矿机的的分选过程：离心选矿机机的转鼓以一一定的转数高高速旋转，矿矿浆经给矿嘴嘴分两处送入入转鼓的内壁壁上。矿浆随随转鼓高速旋旋转，在离心心力的作用下下，重矿物沉沉积于转鼓的的内壁上并随随转鼓一起旋旋转，矿浆中中的轻矿粒以以一定的差速速随转鼓旋转转，到末端经经排矿分矿器器排出即为尾尾矿。112113（五）摇床选选矿摇床选矿是在在一个倾斜宽宽阔的床面上上，借助机械械的不对称往往复运动和薄薄层斜面水流流的作用，使使矿石按密度度分选的过程程。目前我国国最常用的是是平面摇床。。摇床是一种效效率较高的细细粒、微细粒粒物料分选设设备，也是重重选厂主要的的“把关”设设备。摇床选选矿分带清晰晰、易于操作作、工作可靠靠、富集比大大、分选效率率高。缺点是是单位面积处处理量低，占占地面积大。。我国广泛用用于选别钨、、锡、铌、钽钽、及其它稀稀有金属、贵贵金属矿石。114五、浮选浮选又称泡沫浮选选，是根据各各种矿物表面面性质的差异异，从矿浆中中借助气泡的的浮力，选分分矿物的过程程。经磨矿分级后后的细粒产品品——滥流，在浮选机中中通过搅拌使使浮选矿浆保保持悬浮并充气，在起泡剂的作用下形成成大量气泡，，目的矿物在在捕收收剂剂的作作用用下下被被固固着着在在气气泡泡上上形形成成矿矿化化气气泡泡，，由由于于浮浮力力的的作作用用升升至至矿矿浆浆表表面面形形成成一一层层矿矿化化泡泡沫沫，，经经浮浮选选机机的的刮板刮刮出后即为为精矿矿产品品，而而非目目的矿矿物留留于浮浮选机机中，，最后后排出出即为为尾矿矿。115浮选过过程包包括下下列作作业：：1．浮浮选前前的矿矿浆准准备作作业。。包括磨磨矿、、分级级作业业，目目的是是得到到粒度度适宜宜的的的矿粒粒。2．加加药调调整作作业。。目的是是促使使气泡泡与不不同矿矿粒的的选择择性附附着，，从而而达到到彼此此分离离的目目的。。3．充充气浮浮选作作业。。调制好好的矿矿浆与与浮选选机充充气搅搅拌所所产生生的大大量气气泡相相接触触，形形成矿矿化泡泡沫，，收集集泡沫沫产品品即得得浮选选精矿矿。正浮选选、、反浮浮选；；优优先浮浮选和和混合合浮选选。。116（二））浮选选药剂剂浮选药药剂按按其用用途可可分为为：捕捕收剂剂、起起泡剂剂、活活化剂剂、抑抑制剂剂、调调整剂剂五类类。1．捕捕收剂剂。凡能选选择性性地作作用于于矿物物表面面并使使其疏疏水的的有机机物质质，称称为捕捕收剂剂。硫硫化矿矿浮选选常用用的捕捕收剂剂是黄黄药和和黑药药。氧化矿矿浮选选用捕捕收剂剂：常常用的的有脂脂肪酸酸及其其皂类类。2．起起泡剂剂。目的是是产生生浮选选所必必须的的大量量而稳稳定的的气泡泡，提高气气泡在在矿化化和上上浮过过程中中的稳稳定性性。广泛使使用的的起泡泡剂是是2号号油。。1173．抑抑制剂剂。与捕收收剂作作用相相反，，凡能能够增增强矿矿物表表面的的亲水水性的的药剂剂称之之为抑抑制剂剂。常常用的的抑制制剂有有石灰灰、氰氰化钾钾(钠钠)、、硫酸酸锌、、硫化化钠等等。4．