1、非煤開采技術(shù),緒 論,采礦工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)，我國的采礦工業(yè)在建國后得到迅速的發(fā)展。 采礦工作的對(duì)象種類繁多，礦體的形狀大小，埋藏深度，地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)和礦石與圍巖的力學(xué)性質(zhì)各有不同。 隨著開采的進(jìn)行，越來越難，成本也越來越高。 近二十年來，世界上用地下開采方法所采出的固體礦物，為開采總量的25%，雖然比露天礦采出量少，但每年也有100多億噸。,緒論,我國金屬礦產(chǎn)資源狀況,1、礦產(chǎn)資源總量豐富，人均擁有量不足。 我國已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)171種，探明儲(chǔ)量的礦產(chǎn)156種，礦產(chǎn)資源總量占世界12%，居世界第三。 人均資源量為世界平均的58%。對(duì)科技、國防十分重要的有色金屬僅有世界人均占有量的52%。

2、2、用量較少的礦產(chǎn)資源豐富，大宗礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量相對(duì)不足。 鎢、錫、鉬、銻、稀土儲(chǔ)量居世界前列。鎢礦保有儲(chǔ)量為國外鎢礦總儲(chǔ)量的3倍。稀土僅白云鄂博儲(chǔ)量為國外稀土量的4倍。 鐵、銅、鋁土儲(chǔ)量為世界總儲(chǔ)量的8.0%、4.92%、1.44%。,3、貧礦多，富礦少，開發(fā)利用難度大。 我國鐵礦探明儲(chǔ)量200多億噸，97.5%礦石品位在33%左右；含鐵平均品位55%左右的高爐富礦占2.5%。 4、中小型礦床多，超大型礦床少，礦山規(guī)模偏小。 我國儲(chǔ)量大于10億噸的特大型鐵礦床9處。小于1億噸的500多處。 我國發(fā)現(xiàn)的銅礦產(chǎn)地900多處，大型礦床2.7%，中型礦床8.9%。 5、共生伴生礦多，單礦種礦床少，利用成

3、本高。 6、礦產(chǎn)資源分布相對(duì)不均。,緒 論,地下礦山的發(fā)展趨勢(shì),采礦設(shè)備大型化、智能化 金屬礦山非傳統(tǒng)采礦技術(shù)的運(yùn)用 礦山開采深部化 礦山CAD技術(shù)的成熟與運(yùn)用 地下礦山數(shù)字化、智能化,緒 論,具體事例：,鏟運(yùn)機(jī) 國外鏟運(yùn)機(jī)的載重能力大，整機(jī)性能、可靠性、生產(chǎn)效率、舒適度和自動(dòng)化程度都很高。最近桑德威克塔姆魯克公司生產(chǎn)了最大載重25t的電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)和載重10t、16.1t的新型柴油鏟運(yùn)機(jī)，不僅工作安全可靠，生產(chǎn)效率高，而且還可在溫度55左右的條件下工作。 國內(nèi)地下礦所使用的鏟運(yùn)機(jī)的55%是從國外進(jìn)口，斗容大多為0. 38 6. 1 m3，70%的以柴油機(jī)為動(dòng)力源。,緒 論,井下礦用自卸汽車 在采

4、礦業(yè)發(fā)達(dá)的國家，如瑞典、美國、德國、芬蘭、加拿大，地下礦山已廣泛推廣應(yīng)用無軌化采礦技術(shù)。這些國家使用鏟運(yùn)機(jī)、井下礦用自卸汽車等井下無軌運(yùn)輸設(shè)備的出礦量已占總出礦量的80% 85%。一般日產(chǎn)10003000t的地下礦采用20 35 t礦用汽車，日產(chǎn)1500040000t則采用4560t的汽車，20t以下的井下礦用自卸汽車則很少采用?，F(xiàn)在瑞典已開始用120t的7軸大型卡車，取代45t和65t卡車。,緒 論,第一篇 總論,本章基本內(nèi)容 第一節(jié) 礦石與廢石和金屬礦石的種類 第二節(jié) 礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì) 第三節(jié) 金屬礦床分類,本章基本內(nèi)容,主要介紹礦石、廢石和金屬礦石的種類；礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)

5、；金屬礦床的分類及金屬礦床的特性,重點(diǎn)： 礦石、廢石的概念； 礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)； 礦巖穩(wěn)固性的五種情況； 金屬礦床的不同分類方法。,返回,第一節(jié) 礦石與廢石和金屬礦石的種類,一、礦石與廢石,礦石,凡是地殼中的礦物集合體，在現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，能以工業(yè)規(guī)模從中提取國民經(jīng)濟(jì)所必需的金屬或非金屬礦物產(chǎn)品的，就叫礦石。 礦石的聚集體叫礦體，礦床是礦體的總稱。一個(gè)礦區(qū)，可由一個(gè)或若干個(gè)礦體組成。,廢石,礦體周圍的巖石（圍巖）以及夾在礦體中的巖石（夾石），不含有用成份或含量過少。當(dāng)前不宜作為礦石開采的，則稱為廢石。,第一節(jié) 礦石與廢石和金屬礦石的種類,礦石和廢石的概念是相對(duì)的，是隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展

6、、礦山開采和礦石加工技術(shù)水平的提高而變化。 例1：我國錫礦石的最低工業(yè)品位曾為0.8%，銅為0.6%。經(jīng)過采礦、選礦工藝的不斷改進(jìn)，機(jī)械化程度的提高，錫的最低工業(yè)品位降為0.20.3%，銅降為0.40.6。過去的廢石，今天變成了礦石。 例2：湖北應(yīng)城石膏礦。過去一直主要開采纖維石膏，將硬石膏作為廢石處理，自從硬石膏在水泥工業(yè)中得到應(yīng)用之后，當(dāng)?shù)V石開采。,第一節(jié) 礦石與廢石和金屬礦石的種類,二、金屬礦的種類,作為提取金屬成分的礦石，稱為金屬礦石。,金屬礦石的分類：,1、按所含金屬種類不同分類 2、按所含金屬成分的數(shù)目分類 3、按品位高低分類 4、按所含金屬礦物性質(zhì)、礦物組成和化學(xué)成分分類,品位：

7、礦石中有用成分的含量。常用百分?jǐn)?shù)表示。黃金等貴重金屬礦石用一噸（或一立方米）礦石中含若干克有用成分來表示。,返回,第二節(jié),第一節(jié) 礦石與廢石和金屬礦石的種類,1、按所含金屬種類不同分類,貴重金屬礦石：金、銀、鉑等； 有色金屬礦石：銅、鉛、鑷、銻、鎢、銻、錫、鉬等； 黑色金屬礦石：鐵、錳、鉻等； 稀有金屬礦石：鉭、鉈等； 放射性礦石 ：鈾、釷等。,返回,第一節(jié) 礦石與廢石和金屬礦石的種類,2、按所含金屬成分的數(shù)目分類,單一金屬礦石； 多金屬礦石。,返回,3、按品位高低分類,富礦和貧礦 例：磁鐵礦品位超過55%為平爐富礦；品位在5055%之間為高爐富礦；品位在3050%為貧礦。 銅礦石的品位大于1

8、%即為富礦，小于1%則為貧礦。,第一節(jié) 礦石與廢石和金屬礦石的種類,4、按所含金屬礦物性質(zhì)、礦物組成和化學(xué)成分分類,a 自然金屬礦石：金屬以單一元素存在于礦床中的礦石，稱為自然金屬礦石，如金、銀、鉑等。 b 氧化礦石：指礦石礦物的化學(xué)成分分為氧化物、碳酸鹽及硫酸鹽，如赤鐵礦，紅鋅礦，鐵錳礦，赤銅礦，白鉛礦等。 c 硫化礦石：即礦石礦物的化學(xué)成分為硫化物，如黃銅礦，方鉛礦，輝鉬礦等。 d 混合礦石：礦石中含有前三種礦物中的兩種以上的混合物。,返回,第二節(jié) 礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì),礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)中，對(duì)礦床開采影響較大的有：,1、堅(jiān)固性 2、穩(wěn)固性 3、結(jié)塊性 4、氧化性和自燃性 5、含

9、水性 6、碎脹性,第三節(jié),第二節(jié) 礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì),1 、堅(jiān)固性 礦巖的堅(jiān)固性是一種抵抗外力的性能（綜合外力，即在鍬、鎬、機(jī)械破碎、炸藥爆破等作用力下的力）。,堅(jiān)固性的大小，常用堅(jiān)固性系數(shù)f表示。國內(nèi)常用礦巖的極限抗壓強(qiáng)度表示：,式中：R礦巖的極限抗壓強(qiáng)度，98.1kPa。,返回,第二節(jié) 礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì),2 、穩(wěn)固性 是指礦石或巖石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)固性和堅(jiān)固性既有聯(lián)系又有區(qū)別。,礦巖的穩(wěn)固性對(duì)選擇采礦方法及地壓管理方法，均有很大的影響。根據(jù)礦巖的穩(wěn)固程度，可分為五種情況：,第二節(jié) 礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì),礦巖穩(wěn)固性分為五種情況：,a、極不穩(wěn)

10、固的： 掘進(jìn)巷道或開辟采場時(shí)，不允許有暴露面積，否則可能出現(xiàn)片幫或冒落現(xiàn)象。掘巷道時(shí)，須用超前支護(hù)。 b、不穩(wěn)固的： 允許有較小的暴露空間，一般允許的暴露面積不大于50。 c、中等穩(wěn)固的：不支護(hù)的暴露面積50200。 d、穩(wěn)固的：允許不支護(hù)的暴露面積200800 。 e、極穩(wěn)固的：不需支護(hù)的暴露面積在800 以上。,返回,第二節(jié) 礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì),3、結(jié)塊性 指采下的礦石遇水和受壓并經(jīng)過一段時(shí)間后又連結(jié)成整塊的性質(zhì)。 一般使礦石結(jié)塊的因素有： a 礦石中含有粘土物質(zhì)，受濕及受壓后粘結(jié)在一起； b 高硫礦石遇水后，由于礦石表面氧化，形成硫酸鹽薄膜，受壓連結(jié)在一起。 對(duì)放礦、裝車、運(yùn)輸不利

11、，影響某些采礦方法的順利使用。,返回,第二節(jié) 礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì),4、 氧化性和自燃性 氧化性：指高硫礦石在水和空氣的作用下，變?yōu)檠趸V石的性質(zhì)。氧化后的礦石，選礦回收率降低。 含硫礦石（含硫1820%以上）具有自燃性，即在空氣中氧化、放熱，導(dǎo)致火災(zāi)。 象山硫鐵礦平均含硫18%，用無底柱分段崩落法，其覆蓋礦巖粘結(jié)形成懸頂，使礦石回收率增加。 不能用留礦法，不能做崩落法的覆蓋層，充填料。,返回,第二節(jié) 礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì),5、含水性,含水性：礦石或巖石吸附和保持水分的特性叫含水性。,6、碎脹性,巖石破碎后碎塊之間有較大的空隙，其體積比原巖體積增大的性質(zhì)稱為碎脹性。 破碎后體積與原巖體

12、積之比稱碎漲系數(shù)（松散系數(shù)）。一般堅(jiān)硬巖石1.21.5，礬土礦為軟巖，1.952.088。,返回,第三節(jié) 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。因此，金屬礦床的分類，一般按照礦體形狀、傾角和厚度三個(gè)因素進(jìn)行分類。,按礦體形狀分類 按礦體傾角分類 按礦體厚度分類,第三節(jié) 金屬礦床的分類,按礦體形狀分類,層狀礦床 多見于黑色金屬礦床 b. 脈狀礦床 有色金屬、稀有金屬、貴重金屬礦床 c. 塊狀礦床 有色金屬礦床（銅、鉛、鋅等）,返回,a.水平和微傾斜礦體 傾角小于 b.緩傾斜礦床 傾角為 c.傾斜礦體 傾角為 d.極傾斜礦體 傾角大于 礦體傾角與采

13、場運(yùn)搬方式有密切關(guān)系。,第三節(jié) 金屬礦床的分類,返回,按礦體傾角分類,第三節(jié) 金屬礦床的分類,按礦體厚度分類,a.極薄礦體 厚度在0.8米以下。 b.薄礦體 厚度在0.84米之間。 c.中厚礦體 厚度在41015米之間。 d.厚礦體 厚度為101540米之間。 e.極厚礦體 厚度大于40米。 礦體的厚度：指礦體上盤與下盤間的垂直距離或水平距離。 前者稱垂直厚度或真厚度(圖1-1中的a)。 后者稱水平厚度(圖1-1中的b)。,返回,圖11 礦體厚度 1礦體上盤；2礦體下盤 3礦體； 礦體傾角,第四節(jié) 金屬礦床的特性,金屬礦床地質(zhì)條件較為復(fù)雜，對(duì)礦床開采有較大影響。 主要影響因素： 礦床賦存條件不

14、穩(wěn)定 礦石品位變化較大 地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜 礦石和圍巖的堅(jiān)固性大 礦床的含水性,第四節(jié) 金屬礦床的特性,1、礦床賦存條件不穩(wěn)定 礦體的厚度、傾角及形狀均不穩(wěn)定。 在同一個(gè)礦體內(nèi)，在走向方向上或在傾斜方向上，其厚度、傾角經(jīng)常有較大的變化，且常出現(xiàn)尖滅、分枝復(fù)合等現(xiàn)象。這就要求有多種采礦方法和采礦方法本身要有一定的靈活性，以適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件。 2、礦石品位變化大 在金屬礦床中，礦石品位在礦體的走向上及傾斜上，經(jīng)常有較大的變化。 這種變化有時(shí)有一定的規(guī)律，如隨深度的增加，礦石品位變貧或變富。在礦體中還經(jīng)常存在夾石。有些硫化礦床的上部有氧化礦，使同一礦體產(chǎn)生分帶現(xiàn)象。 這些那對(duì)采礦提出特殊的要求：如按不同品種、不同品級(jí)進(jìn)行分采，品位中和，剔除夾石以及確定礦體邊界等。,第四節(jié) 金屬礦床的特性,3、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)