礦床地下開采基本概念1標(biāo)題添加點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容前言點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容標(biāo)題添加點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容2童光煦、于學(xué)馥、古德生、于潤滄、劉寶琛梅山鐵礦、鏡鐵山鐵礦、大冶鐵礦、程潮鐵礦、金山店鐵礦、小官莊鐵礦、大紅山鐵礦、北銘河鐵礦、杏山鐵礦、弓長嶺鐵礦

金川鎳礦、冬瓜山銅礦、凡口鉛鋅礦、大廠錫礦、銅綠山銅礦、會(huì)澤鉛鋅礦、安慶銅礦、銅礦峪銅礦（中條山）

焦家金礦、紫木凼金礦、三山島金礦、玲瓏金礦、三鑫金礦馬鞍山礦山研究院、北京礦冶研究院、長沙冶金設(shè)計(jì)研究院、中國有色工程設(shè)計(jì)研究院、鞍山冶金設(shè)計(jì)研究院、秦皇島冶金設(shè)計(jì)研究總院、長春黃金設(shè)計(jì)研究院34一、金屬礦床的工業(yè)特征二、礦床開拓的作用及工程三、礦床回采單元的劃分及其開采順序四、地下開采的基本原則五、礦石的損失和貧化

礦床地下開采基本概念5一、金屬礦床的工業(yè)特征

IndustrialCharacteristics礦石與廢石和金屬礦石的種類礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)金屬礦床的分類金屬礦床的特性6礦石與廢石和金屬礦石的種類

Kindsofmetallicoreandwasterock礦石與廢石(Oreandwaste)礦石：地殼里面的礦物集合體，在現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平條件下，能以工業(yè)規(guī)模從中提取國民經(jīng)濟(jì)所需的金屬或礦物產(chǎn)品。礦體：礦石的聚集體。礦床是礦體的總稱，對(duì)某一礦區(qū)而言，礦床由一個(gè)或幾個(gè)礦體。廢石：在礦體周圍的巖石(圍巖)以及夾在礦體中的巖石(夾石)，不含有效成分或含量過少，當(dāng)前不宜作礦石開采。7圖6-1程潮鐵礦全礦區(qū)礦體及采準(zhǔn)平面圖8金屬礦石的種類(Kindsofmetallicore)

金屬礦石:

作為提取金屬成分的礦石。

根據(jù)金屬種類可分:

貴重金屬礦石preciousmetallicore（金，銀等）有色金屬礦石non-ferrousore（銅，鉛，鋅等）黑色金屬礦石ferrousore（鐵，錳，鉻）稀有金屬礦石sparseore（鉭，鈮等）

放射性礦石radioactiveore

（鈾，釷等）

礦石與廢石和金屬礦石的種類

Kindsofmetallicoreandwasterock9根據(jù)礦石所含金屬成分?jǐn)?shù)目可分：

單一金屬礦石singlemetal

多金屬礦石multi-metals根據(jù)礦石的化學(xué)成分可分：自然金屬礦石

naturalmetalore(金、銀)氧化礦石oxidativeore(磁鐵礦、赤鐵礦)硫化礦石sulfurousore(黃銅礦、方鉛礦)混合礦石mixedore礦石與廢石和金屬礦石的種類

Kindsofmetallicoreandwasterock10品位(Grade):--礦石中有用成分的含量。常用百分率表示,鐵礦(%)，銅礦(%)，而金礦(克/噸)。

--以磁鐵礦為例：品位大于55％為平爐富礦，品位在50％～55％之間為高爐富礦。邊界品位金礦1克/噸、磁鐵礦20%、銅礦0.2％。礦石與廢石和金屬礦石的種類

Kindsofmetallicoreandwasterock11礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)堅(jiān)固性strength穩(wěn)定性stability結(jié)塊性adhesion氧化性oxidizing自燃性naturalflame含水性watercontent碎脹性swell對(duì)礦床開采影響較大的物理力學(xué)性質(zhì)有:12堅(jiān)固性：

--礦巖的堅(jiān)固性是一種抵抗外力（綜合的外力）的性能，如在鍬，鎬，機(jī)械破碎，炸藥爆炸等的外力。堅(jiān)固性系數(shù)f

：

--表示堅(jiān)固性的大小用。它反映礦巖的極限抗壓強(qiáng)度，鑿巖速度，炸藥消耗量等的平均值。

f=R/9.81(6-1)

式中：R－礦巖的極限抗壓強(qiáng)度，MPa。礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)13礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性:

--礦石和圍巖在空間允許暴露面積的大小和暴露時(shí)間長短的性能。穩(wěn)定性可分為五種：極不穩(wěn)固：是指掘進(jìn)巷道或開辟采場時(shí)，不允許有暴露面積，否則可能產(chǎn)生片幫或冒落現(xiàn)象。不穩(wěn)固：是指掘進(jìn)巷道或開辟采場是，允許有較小的不支護(hù)暴露面積，一般允許的暴露面積在50m2以內(nèi)。14中等穩(wěn)固：指不支護(hù)暴露面積為50~200m2

穩(wěn)固：指不支護(hù)暴露面積為200~800m2

極穩(wěn)固：指不支護(hù)暴露面積在800m2以上礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)結(jié)塊性

--采下的礦石，在遇水和受壓并經(jīng)過一段時(shí)間后，又結(jié)為整塊的性質(zhì)。礦石結(jié)塊的因素：

(1)礦石中含有粘土質(zhì)物質(zhì)，受潮及受壓后粘結(jié)在一起；

(2)高硫礦石遇水后，由礦石表面氧化，形成硫酸鹽簿膜，受壓后連結(jié)在一起。15

礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)氧化性

--硫化礦石在水和空氣的作用下，變化為氧化礦石的性質(zhì)。

--高硫礦石(含硫在18~20%以上)具有自然性，對(duì)采礦不利。含水性

--礦石和巖石吸收和保持水分的性能。隨礦巖的孔隙度和節(jié)理裂隙而變化，對(duì)采礦有不利影響。碎脹性

--礦巖在破碎后，碎塊之間有較大的空隙，其體積比原礦巖的體積要增大的性質(zhì)。16金屬礦床的分類金屬礦床的礦體形狀、厚度及傾角，對(duì)于礦床開拓和采礦方法的選擇有直接影響。按以上三個(gè)因素分類如下：(1)按礦體形狀分類1)層狀礦床：多為沉積或變質(zhì)沉積礦床。特點(diǎn)是礦床規(guī)模大、賦存條件穩(wěn)定，有用礦物成分含量較均勻。多見于黑色金屬礦床。2)脈狀礦床：主要是由于熱液和氣體作用，礦物質(zhì)充填于地殼的裂隙中生成的礦床。特點(diǎn)是礦床與圍巖接觸處有蝕變現(xiàn)象，礦床賦存條件不穩(wěn)定，有用成分含量不均勻。有色金屬、稀有金屬及貴金屬礦床多屬于此類。3)塊狀礦床：主要是充填、接觸交代、分離和氣化作用形成的礦床。特點(diǎn)是：礦床大小不一，形狀呈不規(guī)則的透鏡等產(chǎn)狀，礦體與圍巖界限不明顯。有些金屬礦床(銅、鉛、鋅等)屬于此類。17金屬礦床的分類(2)按礦體傾角分類1)水平或微傾斜礦床：傾角小于5o。2)緩傾斜礦床：傾角為5o～30o。3)傾斜礦床：傾角為30o～55o。4)急傾斜礦床：傾角大于55o。18金屬礦床的分類礦體厚度是指礦體上盤與下盤間的垂直距離或水平距離。前者為垂直厚度或叫真厚度，后者為水平厚度。1)極薄礦體：厚度在0.8m以下。2)薄礦體：厚度在0.8m～4.0m之間。3)中厚礦體：厚度在4.0m～10.0-15.0m之間。4)厚礦體：厚度在10.0-15.0m～40.0m之間。5)極厚礦體：厚度大于40.0m。19金屬礦床的特性金屬礦床的地質(zhì)條件較復(fù)雜，主要表現(xiàn)為：礦床賦存條件不穩(wěn)定礦石品位變化大地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜礦石和圍巖的堅(jiān)固性大礦床的含水性20二、礦床開拓的作用及工程礦床開拓:從地面掘進(jìn)一系列巷道和硐室與礦體相通，使之構(gòu)成一個(gè)完整的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和供風(fēng)、供水、供電系統(tǒng)，以便在礦床開采中為進(jìn)行下一個(gè)步驟——采準(zhǔn)和回采工作創(chuàng)造必要的條件。開拓巷道：開拓礦床而掘進(jìn)的井巷工程。分類：根據(jù)在開采礦床中所起的作用，可分為主要開拓巷道（包括主要運(yùn)輸平硐、提升豎井、提升斜井等）和輔助開拓巷道（包括通風(fēng)巷道、溜礦井、充填巷道、石門、調(diào)車場等）。21三、礦床回采單元的劃分及開采順序礦田和井田階段和礦塊盤區(qū)和采區(qū)礦床的開采順序22礦田和井田

礦田

--劃歸一個(gè)礦山企業(yè)開采的全部礦床或一部分。井田

--在一個(gè)礦山企業(yè)中劃歸一個(gè)礦井（坑口）開采的全部礦床或其中一部分。礦田包括一個(gè)或數(shù)個(gè)井田，如圖6-2所示。圖6-2礦田和井田a－礦田等于井田；b－礦田包括兩個(gè)井田1－主井；2－排風(fēng)井；L、L1、L2－井田長度23開采一個(gè)很大的礦床時(shí)，確定合理的井田范圍，需考慮以下因素：投資方對(duì)礦山基本建設(shè)時(shí)間和年產(chǎn)量要求礦床的勘探程度礦床的埋藏特點(diǎn)礦區(qū)地表地形條件最好的經(jīng)濟(jì)效果礦田和井田24階段和礦塊階段

--在開采緩傾斜，傾斜和急傾斜礦床時(shí)，在井田中每隔一定的垂直距離，掘進(jìn)一條或幾條與走向一致的主要運(yùn)輸巷道，將井田在垂直方向上劃分為礦段，這個(gè)礦段叫階段。階段高度

--上下兩個(gè)相鄰階段運(yùn)輸巷道底板之間的垂直距離階段斜長

--上下兩個(gè)相鄰階段運(yùn)輸巷道沿礦體的傾斜距離。25影響階段高度的因素礦體的傾角，厚度，沿走向的長度礦巖的物理力學(xué)性質(zhì)采用的開拓方法和采礦方法階段開拓、采準(zhǔn)、切割和回采時(shí)間階段礦柱的回采時(shí)間、回采條件每噸礦石所攤的基建開拓、提升、排水及回采采準(zhǔn)費(fèi)用地質(zhì)勘探和生產(chǎn)探礦要求，礦床勘探類型和礦體形態(tài)變化階段和礦塊26階段高度的確定階段高度的基建費(fèi)和經(jīng)營費(fèi)攤到1噸備采儲(chǔ)量的數(shù)額應(yīng)最小保證能及時(shí)準(zhǔn)備階段保證工作安全階段和礦塊27階段和礦塊礦塊

--在階段沿走向每隔一定距離，掘進(jìn)天井連通上下兩個(gè)相連階段運(yùn)輸巷道，將階段再劃分為獨(dú)立的回采單元，此獨(dú)立的回采單元叫礦塊，如圖6-3中。圖6-3階段和礦塊的劃分Ⅰ－采完階段；Ⅱ－回采階段；Ⅲ－開拓、采準(zhǔn)階段；Ⅳ－開拓階段H－礦體垂直埋藏深度；h－階段高度；L－礦體的走向長度1－主井；2－石門；3－天井；4－排風(fēng)井；5－階段運(yùn)輸巷道；6－礦塊28盤區(qū)和采區(qū)盤區(qū)

--在開采水平和微傾斜礦床時(shí)，如果礦床的厚度不超過允許的階段高度，則在井田內(nèi)不再劃分階段。此時(shí)，將井田用盤區(qū)運(yùn)輸巷道劃分為長方形的礦段，此礦段稱盤區(qū)。采區(qū)

--在盤區(qū)中沿走向每隔一定距離，掘進(jìn)采區(qū)巷道連通相鄰兩個(gè)盤區(qū)運(yùn)輸巷道，將盤區(qū)劃分為獨(dú)立的回采單元，這個(gè)單元稱采區(qū)，如圖6-4中。圖6-4盤區(qū)和采區(qū)的劃分Ⅰ－開拓盤區(qū)；Ⅱ－采準(zhǔn)盤區(qū)；Ⅲ－回采盤區(qū)1－主井；2－副井；3－主要運(yùn)輸巷道；4－盤區(qū)運(yùn)輸巷道；5－采區(qū)巷道；6－采區(qū)；7－切割巷道29礦床的開采順序井田中階段的開采順序上行式開采下行式開采大部分礦山用下行式開采。階段中礦塊的開采順序（如圖6-5）前進(jìn)式開采后退式開采混合式開采圖6-5階段中礦塊的開采順序平面圖Ⅰ－前進(jìn)式開采；Ⅱ－后退式開采a－雙翼回采；b－單翼回采；c

－側(cè)翼回采1－主井；2－排風(fēng)井30礦相鄰礦體的開采順序

--礦體傾角小于或等于圍巖的移動(dòng)角時(shí)，應(yīng)采取從上盤向下盤推進(jìn)的開采順序，如圖6-6a，b。

--礦體傾角大于圍巖移動(dòng)角，兩礦體有相距很近時(shí)，一般先采上盤礦體，后采下盤礦體的開采順序，如圖6-6c。礦床的開采順序圖6-6相鄰礦體的開采順序ab－礦體傾角小于或等于圍巖移動(dòng)角；c－礦體傾角大于圍巖移動(dòng)角α－礦體傾角；β－上盤圍巖移動(dòng)角；γ－下盤圍巖移動(dòng)角Ⅰ、Ⅱ－相鄰兩條礦脈

31四、地下開采的基本原則開采步驟及相應(yīng)的工程開拓采準(zhǔn)和切割

采切：在開拓完的中段或盤區(qū)中，掘進(jìn)采準(zhǔn)和切割巷道，將中段或盤區(qū)劃分成礦塊（礦房）或礦壁，同時(shí)解決礦塊（礦房）或礦壁中的行人、運(yùn)輸和通風(fēng)等問題。

采切巷道類型：采區(qū)天井、鑿巖天井與硐室、拉底巷道、切割巷道、礦房充填井、漏斗和電耙道等。32四、地下開采的基本原則回采：在已經(jīng)做好采準(zhǔn)和切割工程的礦塊中，進(jìn)行大量采礦工作的所有生產(chǎn)過程。應(yīng)認(rèn)真做好采空區(qū)的處理工作。

回采主要生產(chǎn)工序：

落礦(鑿巖與爆破)

礦石運(yùn)搬采場支護(hù)33三級(jí)礦量及采掘技術(shù)方針三級(jí)礦量開拓礦量采準(zhǔn)礦量備采礦量開拓礦量：在礦床中已完成了主要井筒、中段運(yùn)輸巷道、通風(fēng)及排水等巷道，形成完整的開拓、通風(fēng)、運(yùn)輸、排水系統(tǒng)所圈定的礦量。四、地下開采的基本原則34采準(zhǔn)礦量：是開拓礦量的一部分，在開拓礦量的基礎(chǔ)上，全部完成了采礦方法所規(guī)定的礦房、礦壁和礦柱內(nèi)采準(zhǔn)巷道后所圈定的礦量。備采礦量：是采準(zhǔn)礦量的一部分，在采準(zhǔn)礦量的基礎(chǔ)上，全部完成了采礦方法所規(guī)定的切割工程量，能立即回采礦塊(礦房)中的礦量。對(duì)于礦壁、礦柱的回收，在進(jìn)行了必要的切割工程后，方可算為備采礦量。四、地下開采的基本原則35三級(jí)礦量的計(jì)算三級(jí)礦量用生產(chǎn)保有期限來表示，提倡的三級(jí)礦量保有期限定額見下表所示：四、地下開采的基本原則三級(jí)礦量黑色金屬礦山有色金屬礦山開拓礦量3~5年3年采準(zhǔn)礦量1.5~2年1年左右備采礦量6~12個(gè)月6個(gè)月左右36三級(jí)儲(chǔ)量的計(jì)算

開拓儲(chǔ)量（Qk）：

(6-2)

式中：A－礦井年產(chǎn)量(選廠年處理原礦石能力)，t/a；

tk－開拓儲(chǔ)量的保有期限，a；

y－廢石混入率(混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比)%；

Hk－礦石回收率(采出的純礦石與工業(yè)儲(chǔ)量之比率)，%。四、地下開采的基本原則37采準(zhǔn)儲(chǔ)量（Qz）: