煤矿开采讲稿

煤矿开采讲稿本次课讲授内容绪论一、矿产资源、采矿及其在社会经济发展中的地位二、采矿技术的发展三、我国非煤矿床地下开采的发展趋势四、非煤固体矿床地下开采的特点五、学习本门课程的目的与学习的主要内容六、本门课的学习方法七、主要参考书目八、本门课考核办法绪论一、矿产资源、采矿及其在社会经济发展中的地位（一）矿产资源与采矿矿产资源是由存在于地壳中的矿物组成的可利用物质。人类已发现并命名的105种元素的绝大部分存在于地壳中，他们组成了约三千种已命名的矿物。

但矿物的存在不一定就成为矿产资源。“可利用”和“潜在可利用”是成为矿产资源的前提条件，它具有两层含义：一是矿物的存在形式、存在环境及其富集程度与数量，能够使人类在现有的和潜在的技术条件下将其从地层中挖掘出来，并从中提取出有用的矿产品，既可获取性；二是从地壳中获取的矿产品，在现有的或潜在的经济环境中可为获取者带来盈利，即可盈利性。

在正常的市场经济条件下，矿产资源必须同时具有可获取性和可盈利性；而在非正常环境中，如战争时期或受贸易封锁时期，为了生存和发展，矿产品的获取可以不计代价，矿产资源只需具有可获取性。可见，矿产资源是个动态的概念，随着开采、提取和利用技术及经济环境的变化而变化。矿产资源分类采矿是从地壳中将可利用矿物开采出来并运输到矿物加工地点或使用地点的行为、过程或工作。矿山是采矿作业的场所，包括开采形成的开挖体、运输通道和辅助设施等。开挖体暴露在地表的矿山称为露天矿；开挖体在地下的矿山称为地下矿。（二）采矿在社会经济发展中的地位采矿是除农业耕作外人类从事的最早生产活动。从约45万年前旧石器时代人类为获取工具而采集石块开始，人类历史发展的每一个里程碑无不与采矿有关，实质上人类文明发展史的各个阶段就是以矿物的利用划分的。石器时代(公元前4000以前)铜器时代(公元前4000～公元前1500)铁器时代(公元前1500～公元1780)钢时代(公元1780～1945)原子时代(1945后)

工业革命以来短短的200年间，科学技术的飞速进步、生产力的大幅提高和人类财富的快速积累，均是以矿产资源的大规模开发和创造性利用为基础的。采矿业在现代工业经济中的地位可从以下两个方面加以说明。（1）采矿工业是许多工业的基础，为农业和许多工业提供原材料和辅助材料。（2）国民经济的发展和人类生活水平的提高与矿产开发和利用有着密切的正比关系。二、采矿技术的发展（一）古、近代采矿技术发展简述贯穿于采矿技术发展历史的主线是采矿方法的演变和采矿手段的进步。石器时代的原始采矿者们用白已的双手和简单的木制、骨制和石制工具在地表砸取岩石，采矿的主要目的是获取制造工具的原料。公元前30000年～公元前20000年．人类开始开采粘土，用于制造器皿；公元前15000年～公元前5000年，出现了在矿体的露头开采自然铜；从砂砾矿床开采自然金开始于公元前10000年之前。

在漫长的采矿实践中，采矿工具不断改进，木锤、木楔和金属器具被用于挖掘；篮子和畜力被用于搬运矿石。随着挖掘能力的提高，采矿由地表走向地下，出现了以巷道形式开采的地下矿山。古埃及的地下宝石矿已达240m深．开采规模达到400名矿工同时作业。约在公元前5000年出现的火法破岩〔火和水交替使用)、可以说是人类在采矿技术上的首次突破。

17世纪初，黑火药在采矿中的应用使开采工艺发生了重大变化。18世纪的工业革命空前地提高了人类对矿产品的需求，同时也为采矿技术的飞跃提供了革命性的工具——机器。蒸汽机的出现为采矿提供了全新的运输方式；空气压缩机的出现则导致了19世纪风动凿岩机的发明，动力机械凿岩开始代替人工凿岩；1867年，诺贝尔发明的比黑火药威力更大的达那炸药被用于爆破岩石。采矿技术在20世纪初进入了一个全新的时代——机械化大规模升采时代。（二）、现代地下采矿技术发展概述1.地下采矿方法、生产规模与开采比重世界上金属矿产以地下开采为主的国家主要是瑞典、法国、德国、日本和南非等。西方国家70年代后地下开采量约占金属矿石产量的35％。世界各主要国家金属矿床地下开采比重见表1。地下开采在我国金属矿山的开采中占很重要的地位，特别是有色和黄金系统为主要的开采方式，90％以上采用地下开采。表1世界主要国家金属矿床地下开采比重国别矿石种类地下开采比重(%)美国铁矿6有色金属矿11.8加拿大铁矿4有色金属矿21前苏联铁矿14.8有色金属矿3.3中国黑色金属10有色金属68瑞典金属矿石87德国金属矿石97法国金属矿石94日本金属矿石98南非金属矿石73

随着开采深度的增加，一些露天矿开始转为地下开采，故从长远看，地下开采的比重将会上升；为了适应不同的矿床赋存条件、矿石和围岩件质及开采环境，地下矿开拓和开采方法随着开采技术的进步不断演变，逐步形成了以竖井、斜井、平硐和斜坡道开拓为基本形式的约十种矿床开拓方法，以及空场法、充填法和崩落法三大类共二十余种典型采矿方法。应用较为广泛的采矿方法有十几种，世界几个主要国家地下采矿方法应用比重如表2所示。表2世界主要几个国家地下采矿方法应用比重采矿方法美国加拿大瑞典法国日本房柱法35.14.35.098.02.0留矿法0.82.91.014.7阶段矿房法6.935.86.032.8充填法5.140.05.01.038.0分段崩落法12.774.0阶段崩落法52.16.0其他4.33.01.012.52．地下矿山主要生产设备地下开采能够应用高效、高开采强度的采矿方法，能够使开采规模和劳动生产率大幅度提高的技术保障是地下开采设备的快速发展，尤其是地下凿岩设备、井巷掘进设备和装运设备的进步。（1）凿岩设备我国在50年代后期开始仿制前苏联手持式、气腿式、支架式和上向式风动凿岩机，70年代研制了独立回转式凿岩机、凿岩台车和天井钻架等，80年代研制出大直径潜孔钻机，并开始研制和试验液压凿岩机。(2)井巷掘进设备天井钻机是地下掘进技术发展的一大成就，60年代初期投入使用。我国70年代初开始研制天井钻机，1974年研制成功直径为0.5m的钻机．到80年代末已有16台直径为0.5～2m(常用的为1m)的天井钻机在14个矿山使用．最大钻井深度140m。平巷钻机也是地下掘进技术的一大成就，其应用开始于50年代。(3)搬运设备采场矿石搬运、装运设备的装备水平在很大程度上决定着整个地下矿的生产能力和效率。地下井采中使用的主要搬运、装运设备有电耙绞车、装岩机和铲运机。无轨装运设备的应用在地下开采技术发展中占有重要地位。3、自动化与计算机技术的应用

20世纪80年代之前采矿技术的发展主要是采矿工艺与设备的不断进步，进入80年代之后的发展，主要是自动化技术和计算机及以计算机为核心的信息技术的推广应用。这些新技术的应用使采矿业开始从机械化时代步入又一个新的时代——信息时代。三、我国非煤矿床地下开采的发展趋势

我国采矿水平虽然取得一定成绩，但是总体水平较低，与国际先进水平相比存在较大差距，其突出表现是：多数矿山装备落后、开采规模小、劳动生产率低、矿山效益差和矿产资源利用率低。今后:（1）应向落矿能力大、生产效率高，地压控制好、矿石损失贫化少的方向发展。（2）研制机动灵活，适应性强，坚固耐用的无轨和液压设备，不仅应使其多样化和系列化，也应使其辅助设备能够与之配套齐全，实现连续化作业。（3）进一步改革矿山管理方式，将信息设备，电子计算机及其软件等先进技术应用于矿山，使矿山管理更加现代化。（4）采用特殊法采矿。

四、非煤矿床地下开采的一些特点（1）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。（2）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。（3）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。同时，由于无轨自行采矿设备的应用，还出现了无轨斜坡道开拓法。非煤矿床中联合开拓方法的应用比较多。（4）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，而且一个开采单元往往只布置一个回采工作面，因而矿山的生产能力，就国内而言一般也较小，像煤矿那样年产数百万吨的矿山还不多。

（5）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，采矿方法有100种，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。（6）非煤矿床回采工艺的最大特点是普遍采用凿岩爆破法落矿和广泛利用矿岩自身的稳固性来维护采场。五、学习本门课的目的及本门课程学习的主要内容

目的：为了促进采矿学科的发展，拓宽原煤炭院校采矿工程专业学生的知识面和增强培养人才的适应能力，扩大就业面。本门课程学习的主要内容

六、本门课的学习方法与煤矿开采对比学习，寻找特点（1）非煤矿床地下开采，就其开采过程来讲，与我们热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。（2）非煤矿床地下开采虽有许多特点，但与煤矿地下开采毕竟同属一个学科门类，任务又都是开采地下矿产资源，所以，在诸如矿床开拓、运输，提升、排水、通风及安全技术等方面有着不少共同之处，（3）在学习非煤矿床地下