非煤开采ppt绪论

非煤开采技术

“非煤地下开采概论”绪论一.矿产成矿地质背景条件二.我国矿产资源概述三.矿产资源的可持续开发与利用四.“非煤固体矿床底下开采”课程内容特征五.课程目的、内容、要求和方法矿产与能源是人类生存与社会可持续发展不可缺少的生产要素和物质基础。据统计。目前世界95%以上的能源、80%以上的工业原料、70%以上的农业生产资料均来自于矿产资源。矿产资源的丰度、质量和储量，是决定一个国家经济实力和发展潜力的重要标志之一。在我国这块古老的大地上，蕴藏着十分丰富的矿产资源，我国的矿产资源总量占世界总量的12%，是世界上矿产资源最丰富、矿种齐全配套的少数几个国家之一。一.矿产成矿地质背景条件

矿产资源是地壳在其长期形成、发展与演变过程中的产物，是自然界矿物质在一定的地质条件下，经一定地质作用可以形成不同类型的矿产。依据形成矿产资源的地质作用和能量、物质来源的不同，一般将形成矿产资源的地质作用，即成矿作用分为内生成矿作用、外生成矿作用、变质成矿作用与叠生成矿作用。一个地区范围内矿产能否形成、形成多少与优劣均与该地区的成矿地质条件的好坏直接相关。中国地大物博、矿产丰富，新疆等西部更集中。二.我国矿产资源概述截至2009年初，全国已发现171种矿产，已查明资源储量的矿产有159种，其中能源矿产10种，金属矿产54种，非金属矿产92种，水气矿产3种。如按亚矿种计，已查明资源储量的矿产总数达到224种，除铀、钍、地下水、矿泉水及新上表的1种(亚)矿产外，其余219种(亚)矿产与上年度相比，查明资源储量有所增加的有108种，有所减少的有70种，没有变化的有41种，分别占49％、32％和19％。能源矿产是我国矿产资源的重要组成部分。1.现有矿产种类目前，全世界每年能源总消费量约为134亿t标准煤，其中化石能源占85％以上。煤、石油、天然气在世界和中国的一次能源消费构成中所占比例分别为93％和95%左右。由于矿物能源在一次能源消费中占有主导地位，因而对国民经济和社会发展有特别重要的战略意义。我国国有矿山企业近8000个，乡镇及个体矿山企业143500个，300多座以矿业和矿产品加工为支柱产业的矿业城市，矿山职工2100万，矿山总产值6000多亿，约占全国工业总产值的7%，出口创汇约占21%。中国能源状况中国已成为煤炭、钢铁、铜等世界第一消费大国、继美国之后的世界第二石油和电力消费大国后，资源对经济发展的制约作用开始显现。“电荒”、“煤荒”、“油荒”接踵而至，逐年加剧的趋势。中国工程院“中国可持续发展能源战略研究”等的研究，中国到2050年一次能源消费中煤炭的比重仍然在50%左右、燃煤电厂仍然要占50%左右。电力工业是当今世界最善于干净利用煤炭的部门，大多数洁净煤利用技术也都是与电力工业有密切关系，所以许多工业发达国家的煤炭除冶金等作为原料用煤外，80%-90%都用于发电。中国能源需求高速增长中国煤炭工业的发展与建设要与电力建设协调发展，减少煤炭的长途运输，我国的铁路、水运有40%-50%是用于煤炭运输。中国有丰富的水能资源，据估计水能资源的经济可开发容量约为2.6亿千瓦，即使全部开发利用，考虑人均1千瓦计，也仅能解决中国所需电力装机容量的1/6。2050年装机容量16亿千瓦以上，其中燃煤电厂约为9亿千瓦左右，届时需发电和供热用原煤20亿吨左右。能源发展策略

中国原油净进口量超过1亿吨。石油战略储备问题。在21世纪的前期，中国工业化的基础仍然是传统技术工业。中国能源人均消费水平还不足世界平均水平的一半，中国不可能在世界范围内取得足够的能源。因而对我国来说，中国的能源还要依靠煤炭，在相当长的时期内煤炭工业不可能是夕阳工业。能源发展策略

煤矿安全问题：乡镇煤矿事故严重，安全情况极差，以百万吨死亡率计，国有重点煤矿为0.966，地方国有为3.458，乡镇煤矿为10.99，小煤矿的死亡人数占73%，显然，乡镇煤矿已成为安全的“黑洞”。能源发展的方针是：要坚持节约与开发并重，把节约放在首位。大力调整能源生产和消费结构，推广先进技术，提高劳动生产率。坚持能源开发与环境治理同步进行。能源战略：节能优先、结构多元、环境友好、市场推动矿产资源总量丰富，人均资源相对不足。矿产品种齐全配套，资源丰度不一。矿产质量贫富不均，贫矿多，富矿少。超大型矿床少，中小型矿床多。共生伴生矿多，单矿种矿床少。矿种空间分布不均。2.矿产资源赋存的主要特点

我国矿产资源既有优势，也有劣势。优劣并存的基本态势主要表现在以下几个方面：总体方针：在保护中开发，在开发中保护。具体任务：①调控矿产资源开采总量；②合理利用矿产资源；③利用外资勘查、开采矿产资源；④利用国外资源和市场；⑤实施战略矿产储备；⑥保护矿山生态环境。3.矿产资源开发与保护的方针

在调控矿产资源开采总量方面：保持矿产资源开采总量与社会、经济发展水平相适应；鼓励开采国内短缺的矿产资源，限制开采供过于求的矿产；对出口优势矿产实行限产保值。其中：(1)能源矿产。加强西部和海域石油、天然气的开发利用力度，增加原油生产能力，把天然气开发放在重要位置，为实施“西气东输”工程提供稳定可靠的资源基础；积极扶持煤层气资源的开发利用，加强煤矿煤层气的抽采利用。调控煤炭开采总量，限制开采高硫煤、高灰煤，加强优质煤、环保煤和特殊煤种的保护性开采，积极开发与推广洁净煤技术，优先发展煤炭气化、液化技术和煤炭洗选加工利用技术。鼓励因地制宜地开发利用地热资源。(2)金属矿产。鼓励开采铜、金、银、钽、铌等矿产。限制开采钨、锡、锑、稀土、钼、汞等矿产，严格控制开采总量。控制新建铝土矿矿山，鼓励现有铝矿山提高采、选、冶技术水平和产品质量，降低生产成本，提高市场竞争力。(3)非金属矿产。严格控制重晶石、萤石、菱镁矿等其有出口优势的矿产的开采总量。限制开采石棉矿，暂不新建硫铁矿矿山。

我国是世界上开创采矿业最早的国家之一。据史书记载，早在一万多年以前，我们的祖先就逐渐掌握了开采并利用石料的技术，而在4000多年以前已经能够开采铜、铁、金和煤等矿石。目前我国采矿工业的发展水平与发达国家相比，虽然还有差距，但就近半个世纪以来的发展速度和矿物系料的产量而言，成就是举世公认的。4.矿产资源开发史三.矿产资源的可持续开发与利用(1)矿产开发利用的新观念今后二三十年，我国处于工业化中期阶段，对矿产资源的需求强度将进入高峰期，矿产资源的供求矛盾将更为突出。矿产资源的可持续性开发关系着国计民生，它是保障国家安全和经济社会可持续发展的重要基础。实施矿产资源开发的可持续发展，需要不断更新观念。20世纪末期以来，世界矿业界在理论和实践中，在关于矿产资源开发利用的观念上有较大突破，逐步树立起四个新的观念：1.矿产开发的发展战略①矿业经济全球观。②矿产资源可持续发展观。③资源开发利用的增值观。④矿产资源利用安全观。(2)矿产开发的发展战略讨论多年来，我国一直在探索自己的矿业发展道路，经历了曲折的历程，如今在矿业开发指导方针上已逐步形成了具有我国特色的矿产资源开发的发展战略，其基本内涵表现在以下七个方面:①扩大资源与节约资源并举②新区找矿与老矿区挖潜并举③国内外“两种资源，两个市场”并举④提高矿产资源回收和循环利用并举⑤矿产开发与环境保护并举⑥资源配置市场化与资源管理法制化并举⑦矿业与非矿业多元发展并举(1)共同的发展理念

自20世纪70年代以来，人们在努力寻求人类长期生存和发展的道路。经过人们的不懈探索，提出了一些富有启发和具有重大意义的观点、思想及对策，其中最具有影响和最有代表性的是可持续发展理念。现在，该理念已经成为全球共识，并把可持续发展提到了战略高度，视为全球共同的发展战略。人们已逐渐认识到，未来的科技、经济和社会的发展必须走可持续发展的道路，对人类生存环境有重大影响的采矿工业更不能例外。矿业工作者的责任就在于深刻理解可持续发展理念，遵循可持续发展的道路，积极推动矿业科学技术的发展，这是矿业发展的必由之路。2.矿产资源可持续发展(2)可持续发展的内涵

可持续发展的含义丰富，涉及面很广。侧重于生态的可持续发展，强调资源的开发利用不能超过生态系统的承受能力，保持生态系统的可持续性；侧重于经济的可持续发展，强调经济发展的合理性和可持续性；侧重于社会的可持续发展，包含政治、经济、社会的各个方面，是广义的可持续发展。尽管其定义不同，表达各异，但其理念成为全球范围的共识，其内涵都包括了一些共同的基本原则:①公平性原则②持续性原则③和谐性原则④需求性原则⑤高效性原则⑥阶跃性原则

可持续发展理念的核心，在于正确规范两大基本关系，即人与自然之间的关系和人与人之间的关系。人与自然之间的相互适应和协同进化是人类文明得以可持续发展的“外部条件”；而人与人之间的相互尊重、平等互利、互助互信、自律互律、共建共享以及当代发展不危及后代的生存和发展等，是人类得以延续的“内在根据条件”。唯有这种必要与充分条件的完整组合，才能真正地构建出可持续发展的理想框架，完成对传统思维定式的突破，可持续发展战略才有可能真正成为世界上不同社会制度、不同意识形态、不同文化背景的人们的共同发展战略。(3)全球共同的发展战略目标自1992年联合国环境与发展大会以来，世界各国和国际组织普遍认识到可持续发展对于本国、本地区和全球发展的重要性，纷纷依据环境与发展大会达成的共识和自身特点，制定各自的21世纪议程，以推动全球可持续发展战略的实施。作为全球的共同发展战略，它的最终目标追求，可作如下表述：①不断满足当代和后代人生产、生活的发展对物质、能量、信息、文化的需求。这里强调的是“发展”。②代际之间按照公平性原则去使用和管理属于人类的资源和环境。每代人都要以公正原则担负起各自的责任。当代人的发展不能以牺牲后代人的发展为代价。这里强调的是“公平”。③国际和区际之间应体现均富、合作、互补、平等的原则，去缩小同代之间的差距，不应造成物质上、能量上、信息上乃至心理上的鸿沟，以此去实现“资源一生产一市场”之间的内部协调和统一。这里强调的是“合作”。④创造与“自然一社会一经济”支持系统相适宜的外部条件，使得人类生活在一种更严格、更有序、更健康、更愉悦的环境之中。因此应当使系统的组织结构和运行机制不断地优化。这里强调的是“协调”。(4)《中国21世纪议程》的基本框架可持续发展战略是指实现可持续发展的计划和纲领，是多个领域实现可持续发展的总称。其核心是经济发展与保护资源、保护生态环境的协调一致，让子孙后代能够享有充分的资源和良好的自然环境。可持续发展问题无论从哪个角度去考察，都是新千年里全世界应面对的最重要的中心问题之一。它直接关系到人类文明的延续，并成为国家决策层思考的必不可少的重要议程。1992年6月联合国环境与发展会议通过了《21世纪议程》，联合国可持续发展委员会正在努力促进全球范围的可持续发展行动。中国作为世界上人口最多的发展中国家，坚定地走可持续发展道路，把可持续发展作为国家基本战略，于1994年3月编制和组织实施《中国21世纪议程》，其核心是发展，要实现人口、资源、环境与经济社会发展的协调，实现经济与社会的可持续发展。《中国21世纪议程》的基本框架如图下图所示，其主要内容包括以下4个部分：《中国21世纪议程》的基本框架(5)我国矿产资源可持续发展的目标

《中国21世纪初可持续发展行动纲要》中对矿产资源可持续发展的目标作了相关阐述，可以归纳为：合理使用、节约和保护资源，提高资源利用率和综合利用水平；建立重要资源安全供应体系和实施重要战略资源储备，最大限度地保证国民经济建设对资源的需要。在矿产资源利用上，进一步健全矿产资源法律法规体系；科学编制和严格实施矿产资源规划，加强对矿产资源开发利用的宏观调控，促进矿产资源勘查和开发利用的合理布局；进一步加强矿产资源调查评价和勘查工作，提高矿产资源保证程度；对战略性矿产资源实行保护性开采；健全矿产资源有偿使用制度，依靠科技进步和科学管理，促进矿产资源利用结构的调整和优化，提高资源利用效率；充分利用国内外资金、资源和市场，建立大型矿产资源基地和海外矿产资源基地；加强矿山生态环境恢复治理和保护；在矿产资源战略储备方面，建立战略矿产资源储备制度，完善相关经济政策和管理体制；建立战略矿产资源安全供应的预警系统；采用国家储备与社会储备相结合的方式，实施石油等重要矿产资源战略储备。(1)矿产开采的环境负效应自18世纪中叶产业革命以来矿业就成为国民经济的基础产业。20世纪世界的人口增长了5～6倍，各类矿物商品的消耗增长为：煤5倍、铁11倍、铅7倍、锌17倍、铜28倍。世界矿产品需求量的增长远高于人口的增长速度。矿业一直在供求巨大压力的环境下持续增长。人类从事采矿业已有数千年的历史。现在，世界矿业每年从地球上采掘矿岩超过280亿t，而我国达到50亿t。矿产资源开发给人类创造了巨大的物质财富，创造了人类的文明。但也应该看到，人类大规模开发矿产资源、推进现代科技进步的同时，却在动摇着自己的生存根基。在这个过程中，采矿业对地球环境的破坏问题承担有重要责任，如金属矿产开发，通常获得的矿产品只占采掘总量的5％～10%，其余90％～95%在矿物采掘与加工的过程中被转化为废料，废料的大量堆积与污染物的排放，导致了矿区生态与环境的严重破坏。矿产开发带来的环境负效应十分严重，突出表现在以下几个方面：3.矿产开发的负效应与环境管理①自然景观破坏，地质灾害严重。②土壤基质恶化，严重影响植物繁殖。③下游水质污染，毒害水栖生物和危及人畜用水安全。④土壤结构恶化，生物多样性遭受破坏。生态环境的恶化，已成为当今全球性的问题，它日益威胁着人类的生存。矿产开发的环境负效应是使生态环境恶化的重要原因之一，矿业对全球生态环境破坏问题承担着重要责任。(2)规范全球的现代环境意识现代环境意识主要体现在以下几个方面：①人与自然和谐统一，否定“人定胜天”。②社会发展不能仅有社会经济目标，还必须有环境目标。③突出以人为本，把提高公众生活质量作为决策之本。④注重国家环境安全，对国际环境履约的态度鲜明。保护环境是如此的重要，但过去的环境治理却是如此的无力。过去所采用的通常是称之为末端治理的办法，主要是进行污染物的回收和处理。随着人们对地球环境意识的更新和提高，现在的环境治理重点正由末端治理逐步转到环境破坏的源头控制。(3)国际环境管理系列标准为了规范全球企业的环境行为、控制环境破坏的源头、促进环境与经济的协调发展，20世纪80年代以来，全球一直在推行ISO14000国际环境管理系列标准(1996年)。近十年来，国际矿业界(特别是矿业发达国家)也在努力实施这项行动计划，它对促进矿业环境的科学管理、推动矿业健康发展发挥了重要的作用。

ISO14000环境管理系列标准是一个庞大的标准系统，国际标准化组织考虑到将来的发展，还给ISO14000环境管理系列标准预留了100个标准号(编号为ISO14000～ISO14100)。ISO14000是由若干子系统构成的系列标准，涉及环境管理体系、环境审核、环境行为评价、环境标志、生命周期评价等。(4)环境管理体系运行模式环境管理体系运行模式如下图所示。

ISO14001标准具有广泛的适用性，凡具有下列愿望的任何组织(企业)均可实施本标准：①实施、保持和改进环境管理体系；②保证其能够遵循所制定的环境方针；③将遵循环境方针的行为向外界展示；④寻求外部组织对其环境管理体系进行认证、注册；⑤进行自我评价，对已实践并符合本标准的情况作出声明。(1)全球矿产资源的争夺态势

矿产资源是人类生存发展、文明进步、国民经济发展、科学技术革命、工业化和现代化所必不可少的物质基础。矿产资源(特别是战略性矿产资源)的安全是国家经济安全和国防安全的重要组成部分。世界各国工业化的历史表明，经济的高速发展是以大量消耗矿物原料为基础的，矿物原料消费量同国家经济发展水平呈正相关关系。目前，占世界人口不到1／4的发达国家，消耗着全球3／4的矿产资源，而占全世界人口多达3／4的广大发展中国家，占全球矿产消费量的比例却不到1／4，这就是全球矿产资源配置的总体格局。由于矿产资源的不可再生性和耗竭性，决定了世界矿产资源供应的有限性，而世界范围工业经济的持续发展，导致人类社会对矿产资源的无限需求，这是一对矛盾。加之世界矿产资源地理分布的不均衡性，必然存在世界范围内争夺矿产资源的动因。4.矿产资源的安全供应(2)我国矿产资源安全与战略储备矿产资源储备的形式有两种：一种是矿产储量与资源量的储备；另一种是矿产品(包括原材料)的储备。矿产储量与资源量的储备，一般由国家集中进行，由国家根据规划、计划，投资勘查取得储量和资源量或由国家购买有关矿床的储量进行储备；矿产品(包括原材料)的储备，可采取国家、地方、企业共同储备，以减轻国家负担，这种储备方式，也有利于地方、企业在市场经济条件下增加应变能力。(1)矿业纳入循环经济问题

我国矿产资源消耗与经济效益的反差很大。2003年我国消耗全球31％的原煤、27％的钢材、29％的铜，但仅创造出全球GDP的4％。资源与效益的强烈反差再次提出警示，必须尽快遏止和扭转目前矿产资源“大开采、低利用、高排放”的局面。按照循环经济原则改造提升矿业，全面转变经济增长方式，已成为发展矿业的紧迫任务。矿业在国民经济中占有重要地位，是整个工业体系的基础和先导。矿产开采、选矿和冶炼既处于矿产资源利用循环的输入端，又是排放废物的大户，因此改造矿业的末端治理的经济模式，提高资源利用率，将矿业纳入我国循环经济体系，具有至关重要的意义。5.发展矿业循环经济(2)循环经济的内涵及特征

循环经济(Recycle。Economy)以资源的高效利用为目标，它遵循“减量化(Redtice)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)”原则(又称“3R”原则)。循环经济物流模式可以认为是“资源一生产一流通一消费一再生资源”的反馈式流程。循环经济运行模式为“资源一产品一再生资源”。循环经济内涵的基本点是：①循环经济是封闭型物质、能量循环的网状经济；②资源循环利用，科学经营管理，低开采、高利用；③废物零排放或低排放；④追求经济利益、环境利益与社会利益的统一；⑤经济增长方式对内涵型发展；⑥环境治理方式为源头预防，全过程控制；⑦支持理论为生态系统理论、工业生态学理论等；⑧评价指标为绿色核算体系。循环经济的主要特征可归纳如下：一是物质流动多重循环性。二是科学技术的先导性。三是生态、经济、社会效益的协调统一性。四是清洁生产的导引性。五是全社会参与性。(3)矿业纳入循环经济的模式最近十年，国内外循环经济的实践取得了重要进展。在我国，除政府规划和培植一批生态工业园外也得到了企业界的响应。不少大中型企业在循环经济理论的驱动下，创造出各种适合实情、可操作、有实效的循环经济模式。其中将矿业纳入循环经济(以矿业为主体或作为主要组成部分)的模式有以下几种：①企业内部循环型②企业自身延伸型③企业资源交换型④产业横向耦合型⑤区域资源整合型以矿业为主体或矿业部分纳入循环经济的几种模式中可以看出，矿业纳入循环经济表现出其自身的特点，归纳起来主要有以下两个方面：

一是矿产资源企业不能组成闭合大循环，只能形成循环链和循环网。矿产资源与生物资源不同，生物资源可以在被利用后回复到使其产生的过程中，实现资源循环的闭合。对于矿产资源的流转，不能以“生产者一消费者一还原者”的生态模式来规划和设计，而只能根据其属性组织多个小循环，并使之相互沟通，形成循环链和循环网。二是实现矿产资源循环利用，必须依靠其他产业的联动与支持。矿业本身可使矿产资源得到部分循环利用，但不可能将采、选、冶的代谢产物全部消化吸收。它所产生的大量废物要依靠其他产业吸收消化，才能构成连续的工业食物链。矿业可以通过延长产业链和横向树枝状拓展来营造自身废物的消费者。但如果能通过区域经济统筹规划，将矿业与农业、工业、环保业、旅游业相互耦合，组成经济网络，则可以达到节省投入、降低成本的目的，使多方受益。

非煤矿床开采是采矿工业的重要组成部分，其开采对象为除煤、石油和天然气以外的所有金属和非金属矿床。非煤矿床的开采方式，目前国内虽然有些尚以露天开采为主(90％以上的黑色金属矿山以及建材矿山的绝大多数)，但随着工业和科学技术的发展，对矿物原料需求量的迅速增加，不仅现有矿井的开采深度越来越大，而且露天矿山也要陆续转为地下开采。非煤矿床地下开采，就其开采过程来讲，与我们熟悉的煤矿地下开采基本上是相似的，也要经过矿床开拓、矿块采准(类似煤矿的采区准备)和工作面回采等程序。但由于多数非煤矿床，特别是金属矿床的形成条件、赋存状况、矿岩的力学和物理化学性质等方面与煤矿床有着明显的不同，因此也就自然形成了许多特点。四.“非煤固体矿床地下开采”课程内容特征

非煤矿床的形成多与岩浆活动有关，矿体中有用组分的构成不仅比较复杂，而且分布也不均匀。矿床的规模(除沉积矿床外)，一般都较小。非煤矿床中矿体的倾角，除沉积矿床外多为急倾斜，而且矿体多埋藏于山区或丘陵地区，所以矿床开拓方法主要为单一竖井和平硐开拓，斜井开拓相对不多。由于非煤矿床的规模一般较小，赋存条件复杂、开采对象多数属硬度较大的矿体，所以在井工开采的条件下，机械化回采的普遍性和机械化程度都不如煤矿高。非煤矿床的赋存条件形形色色，矿体形状多种多样，产状复杂多变，矿石种类繁多，价值不一，因而采矿方法种类多，仅常用的采矿方法(典型方案)就有20多种。其中除少数与采煤方法有相似之处外，绝大多数与采煤方法不同。非煤矿床地下开采现状1）非煤矿床主要特点及对采矿过程的影响(1)规模小，价值高：决定井筒布置不留矿柱，井型一般较小(2)产状复杂、多变：采矿方法多而灵活；(3)矿岩稳固，硬度大：一般用凿岩爆破法采矿（回采），机械化程度较低，仅在中硬以下矿层用机械采矿。非煤矿床地下开采现状2）采矿方法多样露天开采普通机械化开采非煤矿床开采特殊开采特殊采矿法：a.溶浸法（生物化学采矿）刚起步（主要采矿发达的国家用于采金、银、铜、铀）b.水溶、热溶只限于特殊矿种（钾盐、岩盐、硫等）c.海洋采矿基本处于研究阶段。地下开采

采矿分类：

煤