采矿课件采矿工程

采矿工程主讲人：曹祥伟

2006年7月7日第一章：金属矿床地下开采的基本概念

第一节：金属、矿床的工业特征

一、矿石和废石的概念矿物、矿石、矿体、矿床、围岩、夹石、废石二、矿石的种类

（一）金属矿石按其所含金属矿物的性质，化学成份

（二）根据所含金属种类的不同三、矿石品位的概念矿石品位的概念、边界品位、最低工业品位四、矿石和围岩的性质

硬度、坚固性、稳固性、碎胀性、结块性、氧化性、自燃性及含水性等第一章：金属矿床地下开采的基本概念

第二节：金属矿床地下开采概述一、井田、矿田和矿区的概念二、走向线、走向、走向长、倾斜线、倾向、倾角三、关于延深、埋进深度和赋存深度的概念

四、阶段、矿块和盘区采区的概念五、矿床的开采顺序（一）井田阶段的开采顺序（1）下行式——即自上而下进行开采。（2）上行式——与下行式相反（二）阶段中矿块的开采顺序（1）前进式回采（2）后退式回采（3）混合式回采第一章：金属矿床地下开采的基本概念

第二节：金属矿床地下开采概述四、矿床的开采步骤

金属矿床地下开采的步骤可以分为：开拓、采准、切割与回采四个步骤，这些步骤反映了不同的工作阶段。（一）开拓工作（二）采准工作（三）切割工作（四）四采工作回采工作包括：落矿、运搬和地压管理三个主要工作。（1）矿床开拓、采准、切割、回采的关系是彼此超前的关系（2）三级矿量的含意

①开拓矿量②采准矿量③待采矿量第一章：金属矿床地下开采的基本概念

第三节：矿石的损失、贫化和矿山年产量一、矿石的损失和贫化

1、矿石的损失矿石损失量与矿石的工业储量的百分比，叫做矿石的损失率。

2、矿石的贫化混采下来的废石量与采出矿石量的百分比，叫做矿石的矿石的贫化率二、矿山年产量矿山年产量是矿山每年生产的产品量。第二章：矿床开拓

第一节：开拓方法分类

一、开拓方法分类矿床开拓方法大致可分为单一开拓和联合开拓两大类。（一）单一开拓法：平硐开拓竖井开拓斜井开拓（二）联合开拓法平硐盲竖井开拓平硐盲斜井开拓竖井盲竖井开拓竖井盲斜井开拓斜井盲竖井开拓斜井盲斜井开拓第二二章章：：矿床床开开拓拓第二二节节：：开开拓拓方方法法主要开开拓巷巷道是是决定定一个个矿床床开拓拓方法法的核核心，，其选选择在在矿山山设计计中是是至关关重要要的。。主要要开拓拓巷道道类型型的选选择由由以下下几个个条件件来决决定：：（1）地表表地形形条件件（2）矿床床赋存存条件件（3）矿岩岩性质质（4）生产产能力力另外，，开拓拓巷道道施工工的难难易程程度、、工程程量、、工程程造价价和工工期长长短等等，虽虽然不不能作作为确确定开开拓方方案的的重要要依据据，但但决不不可忽忽视。。尤其其是小小型矿矿山，，往往往存在在施工工力量量不足足和技技术素素质较较差、、施工工管理理跟不不上等等情况况。因因此，，当地地的施施工力力量和和特点点，在在巷道道类型型的选选择上上也应应一并并考虑虑。第二章章：矿床开开拓第二节节：开开拓方方法一、平平硐开开拓法法以平硐硐为主主要开开拓巷巷道，，是一一种最最方便便、最最安全全、最最经济济的开开拓方方法。。但只只有在在地形形有利利的情情况下下，才才能发发挥其其优点点，即即只有有矿床床赋予予于山山岭地地带，，埋藏藏在周周围平平地的的地平平面以以上才才能使使用。。第二章章：矿床开开拓第二节节：开开拓方方法二、竖竖井开开拓法法竖井开开拓法法以竖竖井为为主要要开拓拓巷道道。它它主要要用来来开采采急倾倾斜矿矿体（（一般般矿体体倾角角大于于45ºº）和埋埋藏较较深的的水平平和缓缓倾斜斜矿体体（倾倾角小小于20ºº）。这这种方方法便便于管管理，，生产产能力力较高高，在在金属属矿山山使用用较普普遍。。1.穿过矿矿体的的竖井井开拓拓方案案2.下盘竖竖井开开拓方案3.侧翼竖竖井开开拓方方案第二章章：矿床开开拓第二节节：开开拓方方法三、斜斜井开开拓法法斜井开开拓法法以斜斜井为为主要要开拓拓巷道道，适适用于于开采采缓倾倾斜矿矿体，，特别别适用用于开开采矿矿体埋埋藏不不太深深而且且矿体体倾角角为20ºº～40ºº的矿床床。这这种方方法的的特点点是施施工简简便、、中段段石门门短、、基建建少、、基建建期短短、见见效快快，但但斜井井生产产能力力低。。因此此更适适用于于中小小型金金属矿矿山，，尤其其是小小型矿矿山。。第二章章：矿床开开拓第二节节：开开拓方方法四、联联合开开拓法法由两种种或两两种以以上主主要开开拓巷巷道来来开拓拓一个个矿床床的方方法称称为联联合开开拓法法。其其实质质是因因矿床床深部部开采采或矿矿体深深部产产状（（尤其其是倾倾角））发生生变化化而采采用的的两种种以上上单一一开拓拓法的的联合合使用用，即即矿床床上部部用一一种主主要开开拓巷巷道，，而深深部用用另一一种主主要开开拓巷巷道补补充开开拓，，成为为一个个统一一的开开拓系系统。。由于地形条件件、矿床赋存存情况、埋藏藏深度等情况况的多变性，，联合开拓法法所包括的方方案很多，这这里介绍常用用的几种联合合开拓方案。。（一）上部平平硐下部盲竖竖井开拓方案案（二）上部平平硐下部盲斜斜井开拓方案案适用条件：①①地表地形为为山岭地区，，矿体上方无无理想的工业业场地；②矿矿体倾角为中中等（倾角在在45º～55º之间），为盲盲矿体且赋存存于地平面以以下；③如地地平面以上有有矿体，且形形成许多老硐硐者。（三）上部竖竖井下部盲竖竖井开拓方案案这种开拓方案案一般适用于于矿体或矿体体群倾角较陡陡，矿体一直直向深部延伸伸，地质储量量较丰富的矿矿山。另外，，因竖井或盲盲竖井的生产产能力较大，，所以中型或或偏大型矿山山多用这种方方法。（四）上部竖竖井下部盲斜斜井开拓方案案当上部地质资资料清楚且矿矿体产状为急急倾斜，上部部采用竖井开开拓是合理的的，一旦得到到深部较完善善的地质资料料，且深部矿矿体倾角变缓缓，则深部可可采用盲斜井井开拓方案，，如图7-18所示。（五）上部斜斜井下部盲竖竖井开拓方案案这种开拓方案案一般适用于于矿体倾角较较缓，且沿倾倾斜方向延伸较长，或地地质储量不大大以及生产能能力也不大的的小矿山。第二章：矿床开拓第三节：中段段高度的确定定不管用什么方方法对矿床进进行开拓，主主要开拓巷道道都是经石门门通过中段平平巷来与矿体体连通的，这这就提出了阶阶段高度问题题。在选择中中段高度时，，应考虑以下下因素：1.矿体勘探类型型勘探类型指矿矿体沿走向和和倾向的连续续程度和矿体体厚度变化的的复杂程序。。一般说来，，勘探类型越越高，矿体越越连续且产状状越稳定，中中段的高度可可取高些。2、矿体厚度和和倾角第二章：矿床开拓第四节：主要要开拓巷道位位置的确定确定主要开拓拓巷道（竖井井或斜井）位位置，就是确确定其在垂直直矿体走向方方向的位置和和沿矿体走向向方向的位置置。一、采空区区引起的岩层层移动及其对对主要开拓巷巷道的影响二、按最小运运输功确定开开拓巷道位置置三、选择主要要巷道位置时时的几项要求求：1）有充足的工工业场地，能能容下有关建建（构）筑物物；2）有选厂距离离较短且矿石石运输方便，，或有较好的的外部运输条条件；3）有排废石场场地；4）有防洪条件件（一般高出出最大洪峰2m），且不受山山岭岩石崩塌塌的影响；5）有较好的地地质条件，尽尽量避免主要要开拓巷道穿穿过断层、含含水层等不利利地层；6）尽量减少开开拓工程量。。第二章：矿床开拓第五节：中段平面开拓拓设计中段运输平巷巷一般有单轨轨、双轨和环环形等形式。。一、影响中段段运输平巷布布置的因素1、中段运输能能力2、矿体和矿石石围岩的稳固固程度3、采矿方法4、通风系统二、中段运输输平巷的布置置形式1、单一沿脉平平巷布置这种布置又可可分为脉内布布置和脉外布布置，其轨道道布置形式分分为单轨会让让式（加局部部双轨会车段段）和双轨轨轨过渡式两种种。2、沿脉平巷加加穿脉布置第二章：矿床开拓第六节：矿床床开拓方案选选择一、选择开拓拓方案的基本本要求（1）确保工作安安全，创造良良好的地面与与地下劳动卫卫生条件，具具有良好的提提升、运输、、通风、排水水等功能：（2）技术上可靠靠，并有足够够的生产能力力，以保证矿矿山企业均衡衡地生产；（3）基建工程量量最少，尽量量减少基本建建设投资和生生产经营费用用；（4）确保在规定定时间内投产产，在生产期期间能及时准准备出新水平平；（5）不留和少留留保安矿柱，，以减少矿石石损失；（6）与开拓方案案密切关联的的地面总布置置，应不占或或少占农田。。二、影响矿床床开拓方案选选择的因素（1）地形地质条条件、矿体赋赋存条件，如如矿体的厚度度、偏角、走走向长度和埋埋藏深度等；；（2）地质构造破破坏，如断层层、破裂带等等；（3）矿石和围岩岩的物理力学学性质，如坚坚固性、稳固固性等；（4）矿区水文地地质条件，如如地表水（河河流、湖泊等等），地下水水、溶洞的分分布情况；（5）地表地地形条件件，如地地面运输输条件、、地面工工业场地地布置、、地面岩岩体崩落落和移动动范围，，外部交交通条件件、农田田分布情情况等；；（6）矿石工工业储量量、矿石石工业价价值、矿矿床勘探探程度及及远景储储量等；；（7）选用的的采矿方方法；（8）水、电电供应条条件；（9）原有井井巷工程程存在状状态；（10）选场和和尾矿库库可能建建设的地地点。第三章：：采矿方法法第一节：：概述一、采矿矿方法定定义采采矿矿方法是是研究矿矿块开采采方法，，它包括括矿块的的采准，，切割和和回采工工作。也也就是说说，为了了回采矿矿块中的的矿石，，在矿块块中和在在围岩中中所进行行的采准准，切割割、回采采工作的的总和，，称为采采矿方法法。二、采矿矿方法的的分类按回采时时地压管管理方法法分分类类法，共共分成三三大类。。即：1、空场采采矿法2、充填采采矿法3、崩落采采矿法第三章：：采矿方法法第二节：：空场采矿矿法一、定义义：在矿体中中形成的的采空区区主要依依靠围岩岩自身的的稳固性性和留下下的矿柱柱来支撑撑的采矿矿方法称称为空场场采矿法法。二、空场采矿矿法的特特点①空场场法在回回采过程程中，它它是把矿矿块划分分为矿房房和矿柱柱两部分分来开采采。②在回回采矿房房时，采采场以空空场形式式存在。。③它是是用矿柱柱和围岩岩体的稳稳固性来来维护采采空区。。④矿房房采完以以后，要要及时回回采矿柱柱，并及及时处理理采空区区。一般情况况下，回回采矿柱柱与采空空区处理理是同时时进行的的。有时时为了改改善矿柱柱回采条条件，事事先对矿矿房进行行充填，，然后用用其他方方法回采采矿柱。。⑤在回回采过程程中，采采场主要要依靠暂暂留的矿矿柱或永永久矿柱柱进行自自然支撑撑，有时时辅以人人工矿柱柱支撑。。三、空场场采矿法法的适用用条件（1）适用于于开采矿矿石和围围岩都很很稳固的的矿床。。（2）采空区区在一定定时间内内，允许许有较大大的暴露露面积。。四、空场场采矿法法分类空场采矿矿法目前前应用比比较广泛泛的几种种方法是是：（1）房柱法法（包括括全面法法）（2）浅孔留留矿法（3）分段法法（赞比比亚方案案）（4）阶段矿矿房法（（包括⊥⊥薄矿，，水平薄薄矿的各各方案））（5）其他采采矿方法法及其变变形方案案第三章：：采矿方法法第三节：：充填采矿矿法一、充填填采矿法法定义：随着回采采工作面面的推进进，逐步步用充填填料充填填采空区区的方法法叫做充充填采矿矿法。二、充填填的目的的（一）进行行地压管理理（二）杜绝绝内因火灾灾（三）为回回采矿柱创创造了条件件（四）为深深部、水下下开采创造造条件。三、充填材材料及其充充填料的输输送方法。。（一）充填填材料来源源①地表堆积积的废石；；②掘进坑坑边的废石石；③选矿矿厂的尾砂砂；④冶炼炼厂的炉渣渣；⑤碎石石、砂卵石石、山砂、、河砂等；；⑥露天采采石场采掘掘的废石。。（二）充填填材料的输输送方法可以通过矿矿车或其他他机械运输输，也可用用风力、水水力输送。。目前水力力输送应用用比较广泛泛。六、充填采采矿法的适适用条件（一）开采采品位较高高的富矿，，并且要求求有比较高高的回采率率和比较低低的贫化率率；或开采采稀贵金属属。（二）赋有有条件件和和开采技术术条件比较较复杂的矿矿床，如：①水文地地质条件、、矿体形状状比较复杂杂；②矿体埋埋藏较深而而且地压较较大；③矿石或或围岩有自自燃发火的的危险；④地表或或围岩不允允许有大面面积沉陷或或剧烈移动动而需要特特殊保护；；⑤露天和和地下同时时进行开采采。（三）适用用于矿石稳稳固，围岩岩不稳固的的矿床如果能采用用特殊的支支护方法或或下向分层层充填法，，也可以用用来开采矿矿石不稳固固的矿体。。（四）适用用于开采急急倾斜矿体体因为急倾斜斜矿体便于于向采场输输送充填料料，并且可可以减少充充填不到的的空间及充充填料接顶顶的面积。。1-阶段运输平平巷；8-底板；2-回风巷道；；9-电耙胶车；；3-充填天井；；10-顶柱；4-放矿溜井11-底柱5-人行通风天天井12-充填料6-联络道（间间距4～6m）13-崩下矿石7-隔墙；14-炮孔<干式充填采采矿法典型型方案>第三章：采矿方法第四节：崩落采矿法法一、崩落采采矿法的概概念崩落采矿法法就是以崩崩落围岩来来实现地压压管理的采采矿方法。。即在崩落落矿石的同同时强制或或自然崩落落围岩，充充填空区，，用以控制制和管理地地压。二、崩落采采矿法特点点(1)崩落法不再再把矿块划划分为矿房房和矿柱，，而是以整整个矿块作作为一个回回采单元，，按一定的的回采顺序序，连续进进行单步骤骤回采。(2)在回采过程程中，围岩岩要自然或或强制崩落落，矿石是是在复盖岩岩石的直接接接触下放放矿。因此此，这种采采矿方法对对放矿进行行科学管理理是十分必必要的。(3)崩落法的开开采是在一一个阶段内内从上而下下进行的。。与空场采采矿法不同同。三、崩落采采矿法分类类四、崩落采采矿法的适适用条件一般地讲，，崩落法对对矿体赋存存条件，矿矿岩的物理理力学性质质等都具有有比较广泛泛的适应范范围。理想想的适用条条件是——上盘围岩能能呈块状自自然崩落，，矿石中等等以上稳固固的急倾斜斜原矿体。。地表允许许塌落是使使用这种方方法的必要要前提。由由于这种方方法在开采采时矿石损损失贫化大大，因而它它不用于开开采高价、、高品位的的矿床。第三章：采矿方法第五节：采采矿方法选选择一、对选选择采矿方方法的基本本要求（一)工作安全(二)最大限度的的回收国家家资源(三)生产能力大大，劳动生生率高，材材料消耗少少，生产成成本低二、影响采采矿方法选选择的因素素。(一)地质因素(二)开采技术经经济因素：：第四章：露天开采第一节：概概述一、露天开开采的定义义露天开采就就是从地表表直接采出出有用矿物物的开采方方法，有机机械开采和和水力开采采两种。图1露天矿场全全貌二、露天开开采名次术术语图2台阶构成要要素三、露天开开采从一般般程序1、地面准备备2、矿床疏干干和防排水水3、矿山基建建工作4、剥离和采采矿5、地表的恢恢复第四章：露天开采第二节：露露天矿生产产工艺过程程一、穿孔工工作穿孔工作是是开采坚硬硬矿岩的露露天矿必不不可少的生生产环节，，是露天矿矿采掘作业业的直接准准备。目前前世界各国国露天开采采使用的穿穿孔设备，，主要是牙牙轮钻机、、潜孔钻机机和回转式式钻机，一一些小露天天矿也有采采用凿岩台台车。二、爆破工作作三、采装工工作1、单斗挖掘机机采装2、前前端端式式装装载载机机采采装装3、轮轮斗斗式式挖挖掘掘机机采采装装四、、运运输输工工作作目前前我我国国大大中中型型金金属属露露天天矿矿，，主主要要采采用用铁铁道道运运输输、、汽汽车车运运输输，，也也有有采采用用胶胶带带和和箕箕斗斗运运输输。。五、、排排土土工工作作图3工作作平平盘盘配配线线方方式式图4：汽汽车车在在工工作作平平盘盘上上的的运运行行方方式式a－回回返返行行车车；；b－折折返返行行车车；；c－同同向向行行车车第四四章章：：露天天开开采采第二二节节：：露露天天矿矿床床开开拓拓一、露露