采矿基础知识
采矿基础知识

采矿基础知识核心提示:采矿是自地壳内或地表开采矿产资源的技术和科学。
一般指金属或非金属矿床的开采,广义的采矿还包括煤和石油的开采及选矿。
其实质是一种物料的选择性采集和搬运过程。
一、名词释义采矿是自地壳内或地表开采矿产资源的技术和科学。
一般指金属或非金属矿床的开采,广义的采矿还包括煤和石油的开采及选矿。
其实质是一种物料的选择性采集和搬运过程。
采矿工业是一种重要的原料采掘工业,如金属矿石是冶金工业的主要原料,非金属矿石是化工原料和建筑材料,煤和石油是重要的能源。
多数矿石需经选矿富集,方能作为工业原料。
二、采矿技术基础采矿科学技术的基础是岩石破碎、松散物料运移、流体输送、矿山岩石力学和矿业系统工程等理论。
需要运用数学、物理、力学、化学、地质学、系统科学、电子计算机等学科的最新成果。
采矿工业在已基本达到的高度机械化基础上,通过改进综采设备的设计、造型、材质、制造工艺、检验方法和维修制度等,将进一步提高其生产能力和设备利用率。
同时矿井在提升、运输、排水、通风、瓦斯监控等许多环节将实现自动化和遥控。
地下和露天矿都将实现计算机集中自动管理监控。
有的国家已将机器人试用于井下回采工作面,开采对人员损害较大的矿种。
另一方面,随着人类对地下矿产的不断开采,开采品位由高到低,资源紧缺,迫使使用低品位矿产,选择适当的采矿和选矿方法,进行综合采选、综合利用,提高矿产资源的利用率和回采率,降低矿石的损失率和贫化率。
采矿和选矿过程中生成的有毒气体、废水、废石和粉尘等物质以及噪声和振动等因素,对环境、土地、大气和水质等造成危害,一直是人们关心的课题。
各国研究环保问题中进一步提出了资源的长期利用问题,特别着眼于废渣、废石、废液的重复使用、破坏后土地复用等。
制订强有力的法律,采取有效措施确保矿山环境。
三、采矿特点采矿的生产环境和生产过程与其他工业相比较,具有以下特点:①采掘加工的主要原料是自然赋存的矿体。
矿址不能自由选择,矿床的工业储量不能输入,也不能再生。
采矿学第01章 采矿基本知识

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1.3 金属矿床开采的基本要求
1.3.1 概述
与其他行业相比,采矿作业环境和劳动条件相对较差。故矿床开采过 程中应注意以下要求: (1)要确保开采工作的安全,并具有良好的劳动条件。 (2)要符合环境保护法的要求,减少对环境的破坏。 (3)要高效可持续发展。这体现在:①提高劳动生产率;②减少矿石 的损失贫化;③降低矿石成本;④增大开采强度。
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工业品位:指矿石中有用组分或有用矿物的单位含量。工业品位是 指在当前科学技术及经济条件下能供开采和利用矿段或矿体的最低 平均品位。只有矿段或矿体达到工业品位才能作为工业储量,被设 计和开采。 矿石和废石的划分是相对的。
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1.1.2 矿石的种类
矿石按其属性分为金属矿石及非金属矿石。 金属矿石分有色金属及黑色金属矿石。 有色金属通常指除去铁(有时也除去锰和铬)和铁基合金以外 的所有金属。 有色金属可分为四类: (1)重金属:一般密度在4.5g/cm3以上,如铜、铅、锌等; (2)轻金属:密度小(0.53~4.5g/cm3),化学性质活泼,如铝、 镁等. (3)贵金属:地壳中含量少,提取困难,价格较高,密度大,化学 性质稳 定,如金、银、铂等; (4)稀有金属:如钨、钼、锗、锂、镧、铀等。 由于稀有金属在现代工业中具有重要意义,有时也将它们从 有色金属中划分 出来,单独成为一类。而与黑色金属、有色金属并列,成为金属的三大类别。 另一类不是叫无色金属,而是黑色金属 。
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1.1.3 矿岩力学性质
硬度:矿岩抵抗工具侵入的性能叫做硬度。硬度愈大,凿岩愈困难。矿岩的硬 度取决于矿、岩的组成。矿岩的硬度除对凿岩有很大影响外,往往影响矿、岩 的坚固性和稳固性。 坚固性:是指矿岩抵抗外力(工具冲击、机械破碎、炸药爆炸等作用力)的性 能。它与矿岩的强度却是两种不同的概念。 强度是指矿岩抵抗压缩,拉伸,弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵 抗的外力却是一种综合的外力。(如抵抗锹,稿,机械碎破,炸药的综合作用 力)。 坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f值即矿 岩的极限抗压强度来表示:
采矿基础知识

• 成岩作用 使松散的沉积物经过压紧、胶按答作用 而变成沉积岩的过程。
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地质构造
沉积岩层的原始状态应该是水平的,连续的。由 于受到地壳运动的影响,在自然界中所看到的 许多沉积分发生了倾斜、弯曲和断裂备这些现 象统称地质构造,其基本形式有褶皱和断裂两 种。
• 根据矿产资源消费生命周期理论,在工 业化时期(人均GDP低于1000美元),矿 产资源消耗强度迅速增长。
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• 在工业化全面发展时期(人均GDP1000-2000美 元),矿产资源的消费强度继续增长,进入矿产 资源的高消费阶段。
•
在后工业时期(人均GDP高于2000美元),
矿产资源消耗强度呈下降趋势。这一由增长到成
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• 岩层产状
• 地壳运动改变了沉积岩层最初生成时的 水平状态,为了描述岩层的产出状态(即岩 层产状),经常用走向、倾向和倾角来表示 。
• 1)走向 是指岩层面与水平面交线的方向。
• 2)倾向 是指岩层垂直于走向的倾斜方向, 即向下延伸的方向。
• 3)倾角 是指岩层面与水平面的夹角。
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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 斜坡道开拓为基本方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。
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矿山地质常识
地质作用与地质构造
地质作用
– 地球的年龄大约已经有45亿岁了,根据计算,
有可靠记录的地壳的年龄在38亿年左右。
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采矿重要基础知识点

采矿重要基础知识点采矿是一项重要的行业,涉及到许多基础知识点。
在这里,我们将介绍一些与采矿相关的关键概念和技术。
1. 矿石和矿床:矿石是指可以从地球表面或地下开采出的含有有价值矿物的岩石。
而矿床是指具有一定规模、一定含量和一定空间分布特征的矿石聚集体。
2. 矿石开采方法:采矿的方法取决于矿石的类型、深度和地质条件。
常见的开采方法包括露天开采和地下开采。
露天开采适用于大规模、浅埋的矿床,而地下开采适用于深埋或矿体形状不适合露天开采的矿床。
3. 采矿工程:采矿工程是指对矿床开展矿产资源勘察、选矿、开采等全过程的工程学科。
它涵盖了地质学、地球物理学、矿物学、岩石力学等多个学科知识。
4. 矿山环境保护:采矿对环境有一定影响,因此矿山环境保护是采矿工程中不可忽视的一环。
常见的环境保护措施包括矿山水土保持、废弃矿山的后期整治和生态恢复等。
5. 矿石加工技术:矿石在采集后需要进行加工才能得到有价值的矿产产品。
矿石加工技术包括破碎、磨矿、浮选、萃取等多个环节,以及选矿厂的设计和管理。
6. 矿业经济学:矿业经济学研究矿产资源的开发与利用对经济的影响,包括矿产资源评价、矿产资源和产品价格形成机制、矿业投资和经营等内容。
7. 采矿技术的发展:随着科技进步,采矿技术不断创新和发展。
例如,无人机在采矿勘察和监测中的应用,自动化设备在地下矿山的使用,以及数据分析和人工智能在矿山管理中的应用等。
采矿重要基础知识点涵盖了很多方面,但以上提到的几个是采矿工程中最基础、最关键的知识点。
如果你对采矿感兴趣,这些知识将为你进一步探索和学习提供良好的基础。
采矿基本知识

1 采矿基本知识 11.1 概述 11.1.1 基本概念 11.1.2 矿石种类 11.1.3 矿岩力学性质 11.2 金属矿床的工业特征 21.2.1 矿床的赋存要素 21.2.2 矿床的工业特征 21.3 金属矿床开采的基本要求 31.3.1 概述 31.3.2 金属矿开采单元的划分 32 地下采矿工程 42.1 矿床的开拓方法 42.1.1 竖井开拓法 42.1.2 斜井开拓法 52.1.3 平硐开拓法 52.1.4 斜坡道开拓法72.1.5 联合开拓法82.2 主要开拓巷道82.2.1 开拓巷道的特点82.2.2 开拓巷道的选择92.3 辅助开拓巷道92.3.1 副井102.3.2 风井102.3.3 阶段运输巷道112.3.4 溜井112.3.5 井底车场112.3.6 硐室132.4 地面辅助工程142.4.1 生产设施142.4.2 生活设施142.4.3 地面管线142.4.4 地面总图布置143 采矿工艺143.1 采矿方法概述143.1.1采矿方法分类143.1.2采切工程综述143.2 落矿143.2.1 凿岩爆破143.2.2 浅孔落矿143.2.3 中深孔落矿143.2.4 深孔落矿143.2.5 药室落矿143.2.6 二次破碎143.3 矿石搬运153.4 采场地压153.4.1 管理任务153.4.2 管理方法154 采矿方法154.1 空场采矿法154.1.1 留矿采矿法154.1.2 房柱采矿法154.1.3 全面采矿法154.1.4 分段落矿阶段矿房采矿法154.1.5 水平深孔落矿阶段矿房采矿法154.2 充填采矿法154.2.1单层充填采矿法154.2.2 上向分层充填采矿法154.2.3 下向倾斜分层充填采矿法154.3 崩落采矿法154.3.1 无底柱分段崩落采矿法154.3.2 有底柱分段崩落采矿法155 平巷及硐室施工165.1 平巷施工165.1.1 凿岩165.1.2 爆破165.1.3 装载165.1.4 支护165.2 硐室施工165.2.1 全断面法165.2.2 台阶工作面法165.2.3 导坑施工法165.2.4 留矿法166 斜井、天井施工166.1 斜井施工166.1.1斜井内设施166.1.2 166.2 天井施工166.2.1 普通法掘进天井166.2.2 吊罐法掘进天井166.2.3 深孔爆破法掘进天井166.2.4 爬罐法掘进天井166.2.5 钻进法掘进天井177 矿井通风方法177.1 矿井自然通风177.1.1 矿井自然风的形成177.1.2 自然压差的特征177.1.3 矿井风流的自然分配177.2 扇风机通风177.2.1 矿用扇风机177.2.2 扇风机工作177.3 掘进工作面通风177.3.1 平巷掘进通风177.3.2 天井掘进通风177.3.3 竖井掘进通风177.3.4 风筒的应用178 露天采矿工艺178.1 露天开采基础知识178.1.1 矿床的开采方法178.1.2 露天采矿基本概念178.1.3 露天开采步骤178.2 穿孔爆破工作178.2.1 概述178.2.2 穿孔188.2.3 爆破188.3 露天矿采装188.3.1 采装设备188.3.2 采装工艺188.4 露天矿运输188.4.1 露天矿铁路运输188.4.2 露天矿公路运输188.5 露天矿排土技术188.5.1 推土机排土方式188.5.2 排土犁排土188.5.3 前装机排土188.5.4 挖掘机排土188.6 露天矿新水平准备188.6.1 新水平准备方式188.6.2 新水平掘进方式189 矿山环境保护、资源综合利用189.1 矿山生产环境189.1.1 矿山环境状况189.1.2 矿山生产生态保护189.2 矿山资源199.2.1 我国矿产资源特点、问题199.2.2 资源利用191 采矿基本知识1.1 概述1.1.1 基本概念(1)矿石:凡是地壳中的矿物集合体,在现代技术经济条件下,能以工业规模从中提取国民经济所必需的金属或非金属矿物产品的,就叫矿石。
采矿工程基础知识

基础知识煤层分类按厚度分类:薄煤层…煤层厚度在1.3m以下;小于0.8m常称为极薄煤层;中厚煤层…煤层厚度1.3〜3.5m;厚煤层…煤层厚度大于3.5m o按倾角分类:缓倾斜煤层--倾角在25°以下;小于8°也称近水平煤层;倾斜煤层一倾角25〜45° ; 35〜45°常称为大倾角煤层;急倾斜煤层--倾角45°以上。
煤层分类目的:煤层厚度、倾角变化影响采准巷道布萱,采煤法、采掘和运输设备等选择。
矿区井田间划分(井田境界划分)井田划分:结合煤田赋存条件、地质构造,当时开采技术经济条件等确定井田走向、倾向边界,即井田境齐。
具体容:①井田走向、倾向边界位萱;②井田沿煤层走向长度、倾斜向水平投影宽度(倾向宽度);③井田水平投影面积人为划分井田⑴倾斜向。
•垂直划分当煤层倾角较小,特别是近水平煤层时,用一铅垂剖面来划分井田之间的深部、浅部边界。
b.水平划分倾斜或急倾斜煤层中,常以煤田主采煤层底板等高线为依据的某一水平面作为划分井田之间的深、浅境界。
c.按煤组划分(倾斜划分)煤层赋存很浅,煤组之间的间隔距离较大,将不同煤组划归不同矿井开采。
(2)走向向一般采用铅垂剖面划分法。
阶段、采区、区段阶段围,沿走向把阶段划分为若干块段,每一块段称为采区。
采区倾斜长度等于阶段斜长。
采区沿倾斜向再划分为区段。
[采区T区段'阶段(水平彳分段[采煤工作面分带煤田(矿区)T井田(矿井)盘区[采煤工作面矿山巷道分类1 一立井;2 —斜井;3 —平碉;4 —暗立井;5 —溜井;6 - H;7 —煤门;8—溜煤眼;9 一上山;10 —下山;11—小井;12—岩平巷;13—煤层平巷;】4—暗斜井。
立一一又称竖井,为直接与地面相通的直立巷道。
专门或主要用于提升煤炭的称为主立井,主要用做提升秆、下放设备材料、升降人员等辅助提升工作的称为興立差。
暗立一又称盲竖井、盲立井。
为不与地面直接相通的直立巷道。
公共基础知识采矿基础知识概述

《采矿基础知识综合性概述》一、引言采矿是人类从自然界获取矿产资源的重要活动,对于推动经济发展、满足社会需求起着至关重要的作用。
从远古时期人类简单的挖掘到现代高度机械化、智能化的采矿作业,采矿技术经历了漫长的发展历程。
本文将对采矿基础知识进行全面的阐述与分析,涵盖基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势等方面。
二、基本概念1. 矿产资源矿产资源是指经过地质成矿作用而形成的,天然赋存于地壳内部或地表,呈固态、液态或气态的,并具有开发利用价值的矿物或有用元素的集合体。
常见的矿产资源包括煤炭、石油、天然气、金属矿产(如铁、铜、铝等)和非金属矿产(如石灰石、石膏、石棉等)。
2. 采矿采矿是指从地下或地表开采矿产资源的过程。
它包括勘探、开采、选矿、运输等一系列环节。
采矿的目的是将矿产资源从地下或地表提取出来,经过加工处理后,满足工业生产和社会生活的需求。
三、核心理论1. 地质力学理论地质力学是运用力学原理研究地壳构造和地壳运动规律及其起因的学科。
在采矿中,地质力学理论可以帮助确定矿床的形成机制、矿体的空间分布和地质构造对采矿工程的影响。
通过对地质构造的分析,可以选择合理的采矿方法和巷道布置方式,提高采矿效率和安全性。
2. 岩石力学理论岩石力学是研究岩石在各种力场作用下的变形、破坏规律及其应用的学科。
在采矿中,岩石力学理论对于确定矿山压力分布、巷道支护设计、采场稳定性分析等方面具有重要意义。
了解岩石的力学性质可以采取有效的支护措施,防止巷道坍塌和采场顶板冒落,确保采矿作业的安全。
3. 采矿方法选择理论采矿方法的选择需要考虑多种因素,如矿床地质条件、矿石品位、开采规模、技术经济条件等。
采矿方法选择理论就是根据这些因素,综合运用地质、岩石力学、经济等多学科知识,选择最适合的采矿方法。
常见的采矿方法有露天开采、地下开采等,每种方法都有其适用的条件和优缺点。
四、发展历程1. 古代采矿在古代,人类主要采用简单的工具进行采矿,如石斧、石锤等。
采矿基础知识题目

采矿基础知识题目一、什么是采矿?采矿是指从地下或地表开采矿产资源的过程,包括钻探、挖掘、运送、加工等步骤。
采矿的主要目标是获取有价值的矿物或资源,以满足人类生产和生活需要。
二、采矿的种类有哪些?1、地下采矿:通过挖掘地下巷道,将矿石从地下深处取出。
常见的地下采矿方法包括全面法、房柱法、分段法等。
2、露天采矿:通过剥离地表覆盖层,将矿石从地表暴露出来。
露天采矿通常适用于开采大型矿床。
3、海洋采矿:在海洋底部的矿产资源进行开采。
海洋采矿需要特殊的设备和设施,以应对海洋环境中的压力、温度、盐度等因素。
4、特殊采矿:包括热水采矿、气化采矿、溶浸采矿等。
这些方法通常适用于开采某些特殊类型的矿产资源。
三、采矿的步骤是什么?1、资源勘探:通过地质调查、钻探、物探等方法,确定矿产资源的分布和质量。
2、规划设计:根据资源勘探结果,制定采矿计划和设计。
包括开采范围、开采深度、开采方式、运输方式、加工流程等。
3、开采准备:进行现场清理、修建道路、安装设备等准备工作。
4、矿石开采:根据规划设计,采用适当的采矿方法进行矿石开采。
5、矿石运输:将开采出的矿石运送到加工地点或堆放场地。
6、矿石加工:对矿石进行破碎、磨细、选矿等加工过程,提取有价值的矿物。
7、废物处理:对采矿过程中产生的废石、尾矿等进行处理和利用。
四、采矿的技术和方法有哪些?1、钻探技术:通过钻探设备在地下或地表进行钻孔,获取地质样品和勘测数据。
2、爆破技术:在地下或地表进行爆破作业,以破碎岩石和松动矿石。
3、挖掘技术:使用挖掘机、装载机等设备进行挖掘作业,将矿石取出。
4、运输技术:使用运输设备如卡车、输送带等将矿石运输到加工地点或堆放场地。
5、加工技术:对矿石进行破碎、磨细、选矿等加工过程,提取有价值的矿物。
常见的加工技术包括浮选、磁选、重选等。
6、充填技术:对采空区进行充填,以防止地面塌陷和保护生态环境。
充填材料可以是废石、尾矿等。
7、监测技术:对采矿过程进行监测和测量,以确保采矿安全和生产效率。
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采矿概论讲义1 采矿基本知识1.1 什么是采矿矿产资源埋藏在地下,要转化为国民经济所需要的原料产品,必须通过一定的技术和手段,将其开发出来。
采矿是从地壳中将矿产资源开采出来并运输到加工地点或使用地点的行为、过程或工作(ore mining)。
1.2 开采方式矿床开采可分为露天开采和地下开采两种方式。
埋藏浅的厚大矿体多采用露天开采,埋藏深、厚度小的矿体多采用地下开采。
介于两者之间的矿体,则需要进行技术经济方案比较后才能确定用露天开采或地下开采,或上部用露天开采,下部用地下开采。
1.3 基本概念1.3.1 矿石、矿体、矿床凡是地壳中的矿物集合体,在当前技术经济水平条件下,能以工业规模从中提取国民经济所必须的金属或矿物产品的,称为矿石。
以矿石为主体的聚集体叫矿体。
矿床是矿体的总称。
一个矿床可由一个矿体或若干个矿体所组成。
1.3.2 围岩、废石矿体周围的岩石称围岩。
根据围岩与矿体的相对位置,有上盘与下盘围岩和顶板与底板围岩之分。
凡位于倾斜至急倾斜矿体上方和下方的围岩,分别称之为上盘围岩和下盘围岩;凡位于水平或缓倾斜矿体顶部和底部的围岩,分别称之为顶板围岩和底板围岩。
矿体周围的岩石,以及夹在矿体中的岩石(称之为夹石),不含有用成分或有用成分含量过少当前不具备开采条件的,统称为废石。
1.3.3 品位、边界品位、最低工业品位品位是指矿石中有用成分的含量,一般用重量百分数(%)表示,贵重金属则用g/t表示。
边界品位是划分矿石与废石的有用组分最低含量标准。
对不同种类的矿床,许多国家都有统一规定的边界品位。
最低工业品位简称工业品位,是指在当前技术经济条件下,矿物原来的采收价值等于全部成本,即采矿利润率为零时的品位。
有开采利用价值的矿产资源,其品位必须高于边界品位和最低工业品位。
1.4 矿岩力学性质硬度、坚固性、稳固性、结块性、氧化性、自然性、含水性、碎涨性是矿石和围岩的主要物理力学性质,对矿床的开采方法有较大的影响。
1.5 金属矿床的埋藏要素1.5.1埋藏深度和延伸深度矿体的埋藏深度是从地表至矿体上部边界的垂直距离,而延伸深度是指矿体上下边界之间的垂直距离(图1-1)。
1—地表;2—矿体;H1—埋藏深度;H2—延伸深度图1-1 矿体的埋藏深度和延伸深度1.5.2矿体形状由于成矿环境和成矿作用的不同,矿体形状千差万别,主要有层状、脉状、块状、透镜状、网状、巢状等(图1-2)。
(a)层状矿床(a)脉状矿床(c)块状矿床(d)透镜状矿床(e)网状矿床(f)巢状矿床图1-2 矿体形状1.5.3 矿体倾角根据矿体倾角,矿体可分为以下几类:①水平和微倾斜矿体:矿体倾角在5°以下;②缓倾斜矿体:矿体倾角为5°~30°;③倾斜矿体:矿体倾角为30°~55°;④急倾斜矿体:矿体倾角大于55°。
1.5.4 矿体厚度矿体厚度是指矿体上下盘之间的垂直距离或水平距离,前者称为垂直厚度或真厚度,后者称为水平厚度。
除急倾斜矿体常用水平厚度来表示外,其它矿体多用垂直厚度。
由于矿体形状不规则,因此厚度又有最大厚度、最小厚度和平均厚度之分。
垂直厚度与水平厚度和矿体倾角有如下关系(图1-3):α=(1-2)HHsinvl式中:H v—矿体垂直厚度;H l—矿体水平厚度;α—矿体倾角。
矿体按厚度可分为5类:①极薄矿体:矿体平均厚度小于0.8m;②薄矿体:矿体厚度为0.8~2.0m;③中厚矿体:矿体厚度为2.0~5.0m;④厚矿体:矿体厚度为5.0~20.0m;⑤极厚矿体:矿体厚度大于20.0m。
1.6 金属矿床开发的基本要求与其他行业相比,采矿作业环境和劳动条件相对较差。
故矿床开采过程中应注意以下要求:(1)要确保开采工作的安全,并具有良好的劳动条件。
(2)要符合环境保护法的要求,减少对环境的破坏。
(3)要高效可持续发展。
1.6.1矿山生产能力、矿山服务年限生产能力是指矿山企业在正常生产情况下,在一定时间内所能开采或处理矿石的能力,一般用万t·a-1或t·a-1来表示。
矿山生产能力是矿床开发的重要技术经济指标之一,决定着矿山企业的基建工程、基建投资、主要设备类型和数量、技术建筑物和其它建筑物的规模与类型、辅助车间和选冶车间的规模、人员数量和配置等。
矿山服务年限是矿山维持正常生产状态的时间,在矿山生产能力、矿床储量、采矿损失率和回收率等因素确定后,也即相应确定。
矿山生产能力和服务年限是密切相关的,为在保证矿山合理的经济效益的同时,保持可持续发展,矿山企业必须具有一定的服务年限,因此矿山生产能力既不能过小,也不能无限扩大,应与矿山合适的服务年限相适应。
1.6.2 矿石损失率、贫化率矿床开采过程中由于各种因素(如地质构造、开采技术条件、采矿方法及生产管理等)的综合影响难免会造成部分工业矿石的丢失。
采矿过程中损失的矿石量与计算范围内工业矿石量的百分比称为矿石损失率,而实际采出并进入选矿流程的矿石量与计算范围内工业矿石量的百分比则称为矿石回收率。
由于采矿、运输过程中,围岩和夹石的混入或富矿的丢失,使采出矿石品位低于计算范围内工业矿石品位的现象称为矿石贫化,工业矿石品位降低的百分数成为矿石贫化率。
2 露天开采2.1 露天开采的定义所谓露天开采就是从地面开掘露天坑道,将有益物采出。
开采方法包括:人工开采、机械开采、水力开采和特殊开采(如采金船等)。
2.2 露天开采的优缺点世界上有2/3的矿山采用露天开采。
与地下开采相比,露天开采具有以下优点:(1)建成投产的速度快,基建投资低。
一个大型露天矿,一般需2-3年时间,最快几个月,而建成同样规模的地下矿山,则至少增加一倍时间。
(2)适合使用大型、高效率机械设备,劳动生产率高,一般为地下的3-5倍。
(3)生产成本低,一般为地下开采成本的1/2。
(4)矿石的损失、贫化小,能更充分地回收地下资源。
露天开采损失率为3-5%,废石混入率< 5-10 %;地下开采损失率15-25% ,废石混入率3-15%。
(5)对高温易燃(高硫矿床、高磷矿床等),比地下开采安全可靠。
(6)作业条件好,生产安全可靠。
缺点:(1)在开采过程中,穿爆,采装,汽车运输,卸载,排土时粉尘大,汽车废气污染,排弃的矿岩中的有害成分污染农田河流等,这些比地下开采危害大些。
(2)露采剥岩量很大,设专门的排土场,占用大片土地。
(3)气候条件对开采的影响较大。
尽管露天开采优越性很多,由于矿床的赋存条件非常复杂,因此有些矿体,用露天开采在技术经济上就不合算,而用地下开采却很合算,所以一个矿床用那种方式开采要用技术经济评价对比后方能确定。
2.3 名词术语2.3.1境界露天矿开采终了时或某一时期形成的露天矿场。
2.3.2 台阶、采掘带露天开采时,通常是把矿岩划分成一定厚度的水平分层,自上而下逐层开采,并保持一定的超前关系,在开采过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状,每个阶梯就是一个台阶。
台阶是露天矿场的基本构成要素之一,是进行独立剥离岩石和采矿作业的单元体。
台阶构成要素如图2-1所示。
图10-2 台阶构成要素1—台阶上部平盘;2—台阶下部平盘;3—台阶坡面;4—台阶坡顶线;5—台阶坡底线;h—台阶高度; —台阶坡面角台阶的命名,通常是以该台阶的下部平盘的标高(如+248m)表示,故常把台阶称作某某水平(如+248水平),如图2-3所示。
开采时,将工作台阶划分成若干个条带逐条顺次开采,每一条带叫做采掘带。
图10-3 台阶的开采和命名2.3.3 非工作帮、工作帮、最终边帮等由结束开采工作的台阶平台、坡面和出入沟底组成的露天矿场的四周表面称为露天矿场的非工作帮或最终边帮(图2-4中的AC、BF)。
位于矿体下盘一侧的边帮叫做底帮,位于矿体上盘一侧的边帮叫做顶帮,位于矿体走向两端的边帮叫做端帮。
正在进行开采和将要进行开采的台阶所组成的边帮叫做露天矿场的工作帮(图2-4中的DF)。
工作帮的位置是不固定的,随开采工作的进行而不断改变。
通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面,叫做露天矿场的非工作帮坡面或最终帮坡面(图2-4中的AG、BH)。
最终帮坡面与水平面的夹角叫做最终帮坡角或最终边坡角(图2-4中的β、γ)。
最终帮坡面与地表交线,为露天矿场的上部最终境界线(图2-4中的A、B)。
最终帮坡面与露天矿场底平面的交线,为露天矿场的下部最终境界线(图2-4中的G、H)。
上部最终境界线所在水平与下部最终境界线所在水平的垂直距离,为露天矿场的最终深度。
图10-4 露天矿场构成要素通过工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面,叫做工作帮坡面(图2-4中的DE)。
工作帮坡面与水平面的夹角叫做工作帮坡角(图10-4中的ϕ)。
工作帮的水平部分叫做工作平盘(图10-4中的1),即工作台阶要素中的上部平盘和下部平盘,穿爆、采装和运输工作即在工作平盘上进行。
非工作帮上的平台,按其用途可分为安全平台、运输平台和清扫平台。
安全平台(图10-4中的2)是缓冲和阻截滑落岩石,减缓边坡角以保证最终边坡稳定和下部水平工作安全的非工作平台。
运输平台(图10-4中的3)是作为工作台阶与出入沟之间运输联系的通路,其宽度依所采用的运输方式和线路数目来确定。
清扫平台(图10-4中的4)是用于阻截滑落岩石并用清扫设备进行清理的非工作平台,它同时也起到安全平台的作用。
2.3.4 剥采比在露天矿,为了采出矿石,一般需要剥离一定数量的岩石,剥离岩石量与采出矿石量之比,即每采出单位矿石所需剥离的岩石量,称作剥采比,单位可采用m3/m3、m3/t或t/t)。
2.3.5 堑沟2.4 露天开采的一般程序露天矿开采一般需要经过地面准备、矿床疏干和防排水、矿山基建、矿山生产和地表恢复等步骤。
2.4.1地面准备地面准备,是指排除开采范围内和建立地面设施地点的各种障碍物,如征地拆迁、砍伐树木、河流改造、湖泊疏干、七通一平(通上水、通下水、通电、通讯、通气、通热、通路,平整地面)等。
2.4.2 矿床疏干和防排水在开采地下水很大的矿床时,为保证露天矿正常生产,必须预先排除一定开采范围内的地下水,即进行疏干工作,并采取截流等办法隔绝地表水的流入。
矿床的疏干排水不是一次完成的,而是贯穿于露天矿整个生产周期。
2.4.3 矿山基建矿山基建工作是露天矿投产前为保证生产所必需的建设工程,包括掘进出入沟和开段沟、剥离岩石、铺设运输线路、建设排土场、购置必要的生产和生活设施以及修建工业厂房和水电等福利设施。
其中的出入沟是为建立地表与工作水平之间、以及各工作水平之间的联系,而在台阶边帮上挖掘的倾斜运输通路;开段沟是在每个水平为开辟开采工作线而掘进的水平沟道。
现状矿山生产是投入人力、物力和财力进行矿石回采工作的过程,包括掘沟、剥离和采矿三个露天矿生产中最重要的工程,其主要工艺过程基本相同,一般都包括穿孔、爆破、采装、运输、排土等工序。