矿床开采理论与实践ppt课件——第一章---矿床开采总论

2024/6/301第一章第一章 矿床开采总论矿床开采总论第一节第一节第二节第二节第三节第三节 对矿床开采的要求对矿床开采的要求矿石损失与贫化矿石损失与贫化 金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征2023/8/111第一章 矿床开采总论第一节第二2024/6/302本章基本内容本章基本内容主要介绍金属矿床的工业特征、金属主要介绍金属矿床的工业特征、金属矿床的分类及金属矿床的特点；介绍矿矿床的分类及金属矿床的特点；介绍矿床开采过程中的矿石损失、贫化和三级床开采过程中的矿石损失、贫化和三级矿量的确定方法等。矿量的确定方法等。2023/8/112本章基本内容主要介绍金属矿床的工业特2024/6/303正确掌握矿石损失与贫化的计算方法。正确掌握矿石损失与贫化的计算方法。重重重重 点点点点1、矿石损失与贫化的基本概念。、矿石损失与贫化的基本概念。2、矿石损失与贫化的计算方法。、矿石损失与贫化的计算方法。3、矿石损失与贫化的原因及降低矿石损失、矿石损失与贫化的原因及降低矿石损失与贫化的措施。与贫化的措施。4、矿石及围岩的主要物理力学性质。、矿石及围岩的主要物理力学性质。难难难难 点点点点2023/8/113正确掌握矿石损失与贫化的计算方法。2024/6/304矿石和废石的概念是相对的。矿石和废石的概念是相对的。一、矿石与废石一、矿石与废石1矿石：地壳中能提取国民经济所必须的矿物产品的矿石：地壳中能提取国民经济所必须的矿物产品的集合体。集合体。2矿体：在现代技术经济条件下，能以工业规模开采矿体：在现代技术经济条件下，能以工业规模开采的矿石聚集体。的矿石聚集体。3矿床：一个或数个矿体及其周围的岩石和地层、构矿床：一个或数个矿体及其周围的岩石和地层、构造等整个含矿地段。造等整个含矿地段。4废石：在矿体周围的岩石废石：在矿体周围的岩石(围岩围岩)以及夹在矿体中的以及夹在矿体中的岩石岩石(夹石夹石)，不含有用成分或含量过少，当前不宜作，不含有用成分或含量过少，当前不宜作为矿石开采的集合体为矿石开采的集合体2023/8/114第一节 金属矿床的工业特征矿石2024/6/305二、矿石品位二、矿石品位 指矿石中有用成分的含量。指矿石中有用成分的含量。常用百分数或常用百分数或 g/t、g/m3表示。表示。坚固性：指矿（岩）石抵抗外力的性能。坚固性：指矿（岩）石抵抗外力的性能。坚固性的大小，常用坚固性系数坚固性的大小，常用坚固性系数f 表示。表示。f C C/100坚固性影响凿岩速度、炸药消耗量和地压管理。坚固性影响凿岩速度、炸药消耗量和地压管理。三、矿石和围岩的物理力学性质三、矿石和围岩的物理力学性质 硬度硬度：指矿（岩）石抵抗外来机械作用的能力。指矿（岩）石抵抗外来机械作用的能力。硬度影响凿岩设备和破碎方法的选择，也影响劳动硬度影响凿岩设备和破碎方法的选择，也影响劳动生产率、材料消耗和采矿成本。生产率、材料消耗和采矿成本。2023/8/115二、矿石品位 坚固性：指矿（岩）石抵抗2024/6/3062023/8/1162024/6/307 稳固性：指矿（岩）石在空间允许暴露面积的大小和稳固性：指矿（岩）石在空间允许暴露面积的大小和暴露时间长短的性能。暴露时间长短的性能。稳固性稳固性和和坚固性坚固性既有联系又有区别。既有联系又有区别。根据矿岩的稳固程度，可将矿岩的稳固性分为五级：根据矿岩的稳固程度，可将矿岩的稳固性分为五级：中等稳固：不支护的允许暴露面积为中等稳固：不支护的允许暴露面积为50200m2。极不稳固：掘进巷道或采矿时，不允许有暴露面极不稳固：掘进巷道或采矿时，不允许有暴露面积，否则可能产生片帮或冒落现象。积，否则可能产生片帮或冒落现象。不稳固：不支护的允许暴露面积在不稳固：不支护的允许暴露面积在50m2以内。以内。2023/8/117 稳固性：指矿（岩）石在空间允许暴露面2024/6/308矿岩稳固性影响到矿岩稳固性影响到井巷的维井巷的维护、护、采矿方法采矿方法及及地压管理地压管理方法方法的选择。的选择。稳固：不支护的允许暴露面积为稳固：不支护的允许暴露面积为200800m2。极稳固：不支护的允许暴露面积在极稳固：不支护的允许暴露面积在800m2以上。以上。结块性结块性 指采下的矿石在遇水和受指采下的矿石在遇水和受压，并经过一段时间后又重新压，并经过一段时间后又重新连结成块的性质。连结成块的性质。矿石的结块性对矿石的矿石的结块性对矿石的运输运输和和采矿方法选择采矿方法选择有影响。有影响。2023/8/118矿岩稳固性影响到井巷的维护、采矿方法及2024/6/309 矿石的氧化会降低选矿回收率。矿石的氧化会降低选矿回收率。矿石的自燃，会使井下温度上升，并可能引发地下火矿石的自燃，会使井下温度上升，并可能引发地下火灾，对矿井通风、爆破方法和采矿方法的选择有特殊的灾，对矿井通风、爆破方法和采矿方法的选择有特殊的要求。要求。氧化性氧化性 指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿石的性指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿石的性 质。质。自燃性自燃性 指高硫矿石，在空气中氧化并指高硫矿石，在空气中氧化并放出热量，经过一定时间后，温放出热量，经过一定时间后，温度升高，引起自燃的性质。度升高，引起自燃的性质。2023/8/119 矿石的氧化会降低选矿回收率。矿石的2024/6/3010矿岩破碎后的体积与其原岩体积之比，称为碎胀系数矿岩破碎后的体积与其原岩体积之比，称为碎胀系数(或松散系数或松散系数)。矿岩碎胀性对矿岩运输提升有影响。矿岩碎胀性对矿岩运输提升有影响。含水性含水性 指矿岩吸收和保持水分的性能。指矿岩吸收和保持水分的性能。矿岩含水性对矿岩含水性对放放矿、矿、运输运输，箕斗提升箕斗提升及及矿仓贮存矿仓贮存和和采采矿矿、巷道支护巷道支护等带来困难。等带来困难。碎胀性碎胀性 指矿岩破碎后体积增大的性质。指矿岩破碎后体积增大的性质。2023/8/1110矿岩破碎后的体积与其原岩体积之比，称2024/6/3011 层状矿床层状矿床 脉状矿床脉状矿床 块状矿床块状矿床 四、四、金属矿床的分类金属矿床的分类 按矿体形状分类按矿体形状分类2023/8/1111 层状矿床 四、金属矿床的分类 2024/6/3012矿体的倾角影响到采场中矿体的倾角影响到采场中矿石的运搬方式矿石的运搬方式和和矿床开拓矿床开拓方法方法的选择。的选择。按矿体倾角分类按矿体倾角分类 水平和微倾斜矿床：倾角小于水平和微倾斜矿床：倾角小于5。缓倾斜矿床：倾角为缓倾斜矿床：倾角为530。倾斜矿床：倾角为倾斜矿床：倾角为3055。急倾斜矿床：倾角大急倾斜矿床：倾角大于于55。2023/8/1112矿体的倾角影响到采场中矿石的运搬方式2024/6/3013 按矿体厚度分类按矿体厚度分类 矿体的厚度：指矿体上盘与下矿体的厚度：指矿体上盘与下盘间的垂直距离或水平距离。盘间的垂直距离或水平距离。前前者者称称垂垂直直厚厚度度或或真真厚厚度度(图图1-1中的中的a)。后者称水后者称水平厚度平厚度(图图1-1中的中的b)。图图11 矿体厚度矿体厚度 1矿体上盘；矿体上盘；2矿体下盘矿体下盘3矿体；矿体；矿体倾角矿体倾角 2023/8/1113 按矿体厚度分类 矿体的厚度：指2024/6/3014 极厚矿体：厚度大于极厚矿体：厚度大于40m。矿体的厚度大小对于矿体的厚度大小对于采矿方法的选择采矿方法的选择和和开拓开拓工程布置工程布置有影响。有影响。矿体按厚度的不同，可分成五类：矿体按厚度的不同，可分成五类：极薄矿体：厚度在极薄矿体：厚度在0.8m以下。以下。薄矿体：厚度在薄矿体：厚度在0.84m之间。之间。中厚矿体：厚度为中厚矿体：厚度为415m。厚矿体：厚度为厚矿体：厚度为1540m。2023/8/1114 极厚矿体：厚度大于40m。2024/6/3015 矿床赋存条件不稳定矿床赋存条件不稳定；矿石品位变化大；矿石品位变化大；地质构造复杂；地质构造复杂；矿石和围岩的坚固性大；矿石和围岩的坚固性大；矿床的含水性。矿床的含水性。五、金属矿床的特点五、金属矿床的特点2023/8/1115 矿床赋存条件不稳定；五、金属矿床2024/6/3016矿石损失率：指在开采过程中损失的工业储量与原工矿石损失率：指在开采过程中损失的工业储量与原工业储量之比率。业储量之比率。矿石回收率：指采出的纯矿石量与工业储量之比率。矿石回收率：指采出的纯矿石量与工业储量之比率。损失率和回收率均用损失率和回收率均用百分数百分数(%)表示。表示。一、矿石损失和贫化的概念一、矿石损失和贫化的概念 矿石损失与损失率矿石损失与损失率矿石损失矿石损失 指在开采过程中造成矿石在数量上的减少。指在开采过程中造成矿石在数量上的减少。矿石损失和表示方法矿石损失和表示方法2023/8/1116第二节 矿石损失和贫化矿石损失率：2024/6/3017废石混入率：混入采出矿石中的废石量与采出矿石量废石混入率：混入采出矿石中的废石量与采出矿石量之比率，用百分数之比率，用百分数(%)表示；表示；矿石贫化率：采出矿石品位比原矿石品位降低的百分矿石贫化率：采出矿石品位比原矿石品位降低的百分率。率。矿石损失与贫化是评价矿床开采的主要指标，它反矿石损失与贫化是评价矿床开采的主要指标，它反映了资源的利用情况和采出矿石的质量情况。映了资源的利用情况和采出矿石的质量情况。2矿石贫化与贫化率矿石贫化与贫化率矿石贫化矿石贫化 指在开采过程中，由于各种原因造成矿石质量的降低。指在开采过程中，由于各种原因造成矿石质量的降低。矿石贫化和表示方法矿石贫化和表示方法2023/8/1117废石混入率：混入采出矿石中的废石量与2024/6/3018 由于地质条件和水文地质条件等引起的矿石损失。由于地质条件和水文地质条件等引起的矿石损失。需留保安矿柱而不能回采的损失。需留保安矿柱而不能回采的损失。采下损失：主要包括采下后残留在采场内不能运出的采下损失：主要包括采下后残留在采场内不能运出的矿石损失和运输过程中的损失。矿石损失和运输过程中的损失。未采下损失：主要包括设计应当开采而未采下的损未采下损失：主要包括设计应当开采而未采下的损失、矿块内留下的永久性矿柱不能采出的矿石损失。失、矿块内留下的永久性矿柱不能采出的矿石损失。二、矿石损失与贫化的原因二、矿石损失与贫化的原因1矿石损失的原因矿石损失的原因 非开采损失非开采损失 开采损失开采损失2023/8/1118 由于地质条件和水文地质条件等引起2024/6/3019 有用成分氧化或被析出。有用成分氧化或被析出。1矿石损失与贫化计算公式矿石损失与贫化计算公式设设Q矿体矿体(矿块矿块)工业储量，工业储量，t；Q0开采过程中损失的工业储量，开采过程中损失的工业储量，t；R 混入采出矿石中的废石量，混入采出矿石中的废石量，t；T采出矿石量，采出矿石量，t；矿石贫化的原因矿石贫化的原因 因矿体边界控制不好、夹石未剔出或在覆岩下放矿等因矿体边界控制不好、夹石未剔出或在覆岩下放矿等原因混入了废石；原因混入了废石；高品位粉矿流失；高品位粉矿流失；三、矿石损失与贫化计算三、矿石损失与贫化计算 2023/8/1119 有用成分氧化或被析出。1矿石损2024/6/3020 矿石量平衡式：矿石量平衡式：T=QQ0+R (12)金属量平衡式：金属量平衡式：T=(QQ0)+R (13)由式由式(12)得：得：R=TQ+Q0，代入式，代入式(13)，得矿石，得矿石损失率损失率q的计算公式：的计算公式：工业储量矿石的品位，工业储量矿石的品位，%；采出矿石采出矿石(包含混入的废石包含混入的废石)的品位，的品位，混入废石的品位，。混入废石的品位，。根据矿体根据矿体(矿块矿块)开采结果，可列出如下矿石量和金属量开采结果，可列出如下矿石量和金属量各自平衡的方程式各自平衡的方程式q (14)2023/8/1120 矿石量平衡式：T=QQ0+R2024/6/3021 废石混入率与矿石贫化率是表示在开采过程中矿石废石混入率与矿石贫化率是表示在开采过程中矿石 质量降低的两个不同概念的指标，应当分别进行计算。质量降低的两个不同概念的指标，应当分别进行计算。由式由式(12)得：得：Q0=Q+RT，代入式，代入式(14)，得废石，得废石混混入率的计算公式入率的计算公式 矿石贫化率是指工业储量矿石品位与采出矿石品位之矿石贫化率是指工业储量矿石品位与采出矿石品位之差对工业储量矿石品位之比。差对工业储量矿石品位之比。矿石贫化率的计算式为：矿石贫化率的计算式为：2023/8/1121 废石混入率与矿石贫2024/6/3022 间接法：地质测量人员不能进入采场进行实地观测，间接法：地质测量人员不能进入采场进行实地观测，则只能用间接法计算则只能用间接法计算。选择合理的开拓方法，尽可能少留或不留保安矿柱。选择合理的开拓方法，尽可能少留或不留保安矿柱。矿石损失与贫化的计算程序矿石损失与贫化的计算程序 直接法：地质测量人员进入采场进行实地观测，可用直接法：地质测量人员进入采场进行实地观测，可用 直接法计算矿石损失率与废石混入率。直接法计算矿石损失率与废石混入率。四、降低矿石损失与贫化的措施四、降低矿石损失与贫化的措施 加强地质测量工作，为采矿设计和生产提供可靠的加强地质测量工作，为采矿设计和生产提供可靠的地质资料，以便正确确定采掘范围，减少废石混入量地质资料，以便正确确定采掘范围，减少废石混入量和矿石损失量。和矿石损失量。2023/8/1122 间接法：地质测量人员不能进入采场进2024/6/3023 加加强强生生产产管管理理，建建立立健健全全质质量量监监测测、管管理理和和控控制制体体系系，减少矿石贫化与损失。减少矿石贫化与损失。选择合理的开采顺序，及时回采矿柱和处理采空区。选择合理的开采顺序，及时回采矿柱和处理采空区。选择合理的采矿方法及其结构参数，改进采矿工艺，选择合理的采矿方法及其结构参数，改进采矿工艺，减少回采的损失与贫化。减少回采的损失与贫化。选择合理的底部出矿结构，推广无轨出矿设备和振动选择合理的底部出矿结构，推广无轨出矿设备和振动出矿设备，加强放矿管理，提高矿石回收率，降低矿石出矿设备，加强放矿管理，提高矿石回收率，降低矿石贫化率。贫化率。选择适宜的提升、运输方式和容器，避免多次转运选择适宜的提升、运输方式和容器，避免多次转运矿石，减少粉矿损失。矿石，减少粉矿损失。2023/8/1123 加强生产管理，建立健全质量监测2024/6/3024三、对提高开采技术水平的要求三、对提高开采技术水平的要求一、基本要求一、基本要求 确保矿床开采工作的安全及良好的劳动条件；确保矿床开采工作的安全及良好的劳动条件；劳动生产率高；劳动生产率高；不断提高开采强度；不断提高开采强度；矿石的损失贫化小；矿石的损失贫化小；降低矿石成本；降低矿石成本；二、对环境保护的要求二、对环境保护的要求2023/8/1124第三节 对矿床开采的要求三、对提高开