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非煤固体矿床开采第一章总论1.矿石、围岩、夹石、废石的概念矿石：凡是在地壳里面的矿物集合体，在现代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需的金属或矿物产品。围岩：矿体周围的岩石。夹石：夹在矿体中的岩石。废石：不含有用成分或含量过少，当前不宜作为矿石开采岩石。2.金属矿床：可供工业上提取金属矿产的矿床。3.金属矿石：作为提取金属成分的矿石。4. 矿石品位、边界品位、工业品位矿石品位: 指单位体积或单位重量矿石中有用组分或有用矿物的含量，一般以重量百分比表示。边界品位: 指划分矿与非矿界限的最低品位，即圈定矿体时单个矿样中有用组分的最低品位。工业品位: 指工业上可以利用单个工程（或矿段或矿体）的最低平均品位，即从矿石中开采（经济上合理时）出来的主要有用元素的含量值。5.矿岩的硬度、岩石的坚固性、矿岩的稳固性和矿岩的碎胀性矿岩的硬度: 固体材料对外界物体压陷、刻划等作用的局部抵抗能力，是衡量材料软硬程度的一个指标。岩石的坚固性: 砂、卵石与碎石在自然风化和其他外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力。矿岩的稳固性: 指露天矿边坡、地下坑道和采场、天然斜坡、重要地面建筑地基等岩体的稳定程度和特点。矿岩的碎胀性: 指岩石破碎后的体积比破碎前的体积增大的性质。6.矿石和围岩的物理力学性质中，对矿床开采影响较大的因素有：坚固性，稳固性，结块性，氧化性和自燃性，含水性，碎胀性7.矿体按矿体形状可分为：等轴状矿体、板状矿体、柱状矿体等。8.矿体按矿体厚度可分为：极薄矿体； 薄矿体； 中厚矿体； 厚矿体;极厚矿体。9.金属矿石按其所含金属种类可分为：贵重金属矿石，有色金属矿石，黑色金属矿石，稀有金属矿石，放射性矿石10.金属矿石按其所含金属矿物性质、矿物组成和化学成分可分为：自然金属矿石，氧化矿石，硫化矿石，混合矿石。11.非煤矿床的特点是什么？地质构造真复杂，形态品位变化大，赋存条件不稳定，矿石围岩都很硬。12.极坚固岩石、坚硬岩石、中等坚固岩石和不坚固岩石f系数等于多少？极坚固岩石1520、坚硬岩石810、中等坚固岩石46和不坚固岩石0.83.13.矿石的坚固性、矿石的结块性、矿石的氧化性、矿石的自燃性、矿石的物理化学特性矿石的坚固性：砂、卵石与碎石在自然风化和其他外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力。矿石的结块性：一种常见的矿石物理性质。指在矿山采落的原矿中，若含粘土类矿物较多或硫化物受氧化，且外来水分很高时，则细粒物料容易结块的性能。矿石的氧化性：硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿石的性质。矿石的自燃性：高硫矿石具有自燃性。硫化矿石在空气中氧化，并放出热量，经过一段时间后，矿石温度升高，引起地下火灾。第二章 非煤矿床开采的原则1非煤矿床开采的基本要求(1)具有良好的工作条件,确保开采工作的安全.(2)具有良好的环境保护条件.(3)具有高效的开采手段.【a劳动生产率要高; b. 开采成本要低; c. 开采强度要大; d. 机械化程度高】(4)具有可持续发展的能力【 a.损失贫化要小; b.提高回收率; c.提高资源利用率】2.矿石的贫化与损失率贫化率：凡因混入废石量和在个别情况下高品位粉矿的流失而造成矿石品味降低的百分率。损失率：在开采过程中损失的工业储量与工业储量的比率。3.矿体产状的三要素指：形状，倾角，厚度4.金属矿床的埋藏要素：矿体走向长度，矿体厚度，矿体倾角，矿体延伸深度5.我国采掘工作的“八字方针”是：采掘并举，掘进先行6.矿床开采的步骤分为：开拓；采准；切割；回采:7.什么叫三级矿量？分为哪几种矿量？ 三级矿量又叫三级储量，是生产中按开采准备程度而划分的矿量。 分为:开拓矿量；采准矿量；备采矿量。8.有色金属矿山按年产量计“三级矿量”保有年限要求，开拓矿量几年；采准矿量几年；备采矿量几年。三级矿量是“316”，即开拓三年，采切1年，待采矿量半年9.按开采准备程度可将矿石储量分为：开拓矿量；采准矿量；待采矿量10.阶段中矿块的开采顺序为：前进式；后退式（常用）；混合式。11.矿块间的开采顺序：前进式；后退式；混合式。12.阶段的开采顺序为哪两种，常用哪种？下行式（常用）；上行式 13.井田间的开采顺序: 先浅后深; 先易后难; 先富后贫;.先近后远。14. 矿体的开采原则为：贫富兼采，大小兼采，难易兼采，厚薄兼采。15.计算废石混入率，矿石回采率、矿石贫化率和金属回收率。混入率：凡混入采出矿石中的废石量与采出矿石量的比率。回采率：采出的纯矿石量与工业储量的比率贫化率：凡因混入废石量和在个别情况下高品位粉矿的流失而造成矿石品味降低的百分率。金属回收率：选矿作业的目的是把原矿中的金属选入精矿，这个选分过程的完全程度用精矿中的金属重量对原矿中该金属重量的比来评定，这个比值叫做金属回收率。16.计算贫化与损失的意义? 保护国家资源；编制生产计划；评价开采情况；管理矿山企业。17.某矿开采铁矿床，已知一矿块的工业储量为84 kt，工业储量平均品位为60%，该矿块采出矿石量80 kt，采出矿石品位为57%。若混入的废石品位为15%，试计算：（1）矿石损失率；（2）矿石贫化率；（3）废石混入率；（4）金属回收率。 已知：Q=84kt,T=80kt,求：解：第三章 矿床开拓及采矿工艺1.矿床开拓方式有哪些？平硐开拓，斜井开拓，竖井开拓，斜坡道开拓，联合开拓2.选择开拓方案的基本要求是什么？1）确保工作安全，创造良好的地面与地下劳动卫生条件，具有良好的提升、运输、通风、排水等功能；2）技术上可靠，并有足够的生产能力，以保证矿山企业均衡地生产；3）基建工程量最少，尽量减少基本建设投资和生产经营费用；4）确保在规定时间内投产，在生产期间能及时准备出新水平5）不留和少留保安矿柱，以减少矿石损失；6）与开拓方案密切关联的地面总布置，应不占或少占农田3.影响矿床开拓方案选择的因素有哪些？1）地形地质条件、矿体赋存条件，如矿体的厚度、偏角、走向长度和埋藏深度等；2）地质构造破坏，如断层、破裂带等；3）矿石和围岩的物理力学性质，如坚固性、稳固性等；4）矿区水文地质条件，如地表水（河流、湖泊等），地下水、溶洞的分布情况；5）地表地形条件，如地面运输条件、地面工业场地布置、地面岩体崩落和移动范围，外部交通条件、农田分布情况等；6）矿石工业储量、矿石工业价值、矿床勘探程度及远景储量等；7）选用的采矿方法；8）水、电供应条件；9）原有井巷工程存在状态；10）选场和尾矿库可能建设的地点4.金属矿床落矿方法有哪几种。爆破落矿； 机械落矿；水力落矿； 热熔落矿；溶浸落矿。5.金属矿床矿石搬运方法有哪几种。 重力运搬；机械运搬； 爆力运搬。 6.地压管理方法有哪几种。人工支护（木材、锚杆、金属支架支护等）；留矿留柱（维护采场）；崩落围岩（自然、强制崩落顶板围岩，处理采空区）；充填空区（干式、水力、胶结充填）。7. 按炮孔深度，凿岩爆破法落矿有哪几种？浅孔落矿，中深孔落矿，深孔落矿，药室落矿8. 非煤矿床的回采工作过程主要有哪些？落矿，矿石运搬，地压管理9. 落矿、矿石运搬和采场地压管理。落矿：回采工作中，讲矿石从矿体分离下来并破碎成一定块度的过程。矿石运搬：将回采崩落的矿石，从工作面运搬到运输水平的过程。地压管理：为保证正常回采，而采取的减少或避免地压危害的措施，或积极利用地压进行开采的工作。10. 矿块底部结构可分为哪几种？ 漏斗式； 堑沟式； 平底式。第四章 采矿方法分类及选择1.采矿方法：在矿块中进行的采准、切割和回采工作的总和，称为采矿方法。2.金属矿床采矿方法分为几大类。空场采矿法，充填采矿法，崩落采矿法。3.按低压管理方法不同，采矿方法分为哪几类？试分别叙述它们的基本特点、基本适用条件和优缺点。空场法就是将矿块划分为矿房和矿柱，分两步回采，先采矿房，后采矿柱，在回采矿房时，利用矿柱和矿岩本身的强度维护采空区安全。矿柱回采时，用充填法或崩落法开采。空场法的矿柱很少回采。空场法的使用条件是：矿岩稳固。崩落法为一步回采，随回采工作面推进，同时崩落围岩充填采空区，管理地压。（类似煤矿的放顶煤）崩落法的使用条件是：地表允许崩落；围岩易于陷落成块状；矿石中等稳固以上的急倾斜厚矿体。充填法也是将矿块划分为矿房和矿柱，分两步回采，先采矿房，后采矿柱，在回采矿房时，随回采工作面推进，逐步用充填料充填采空区，防止围岩垮落，而管理地压。充填法的使用条件是：矿石价值高；需要提高回收率；特殊开采要求。4.影响采矿方法选择的因素有哪些？(1)矿床地质条件：矿体厚度与倾角；矿岩稳固性；矿石种类、价值与品位；矿石结块性、氧化性和自燃性；矿石中有用成分分布及围岩的矿物成分；开采深度。(2)开采技术经济条件：地表允许塌陷的可能性；加工部门对矿石质量的要求；采矿方法的技术复杂程度以及所需设备和材料的供应条件。第五章空场采矿法1.房柱法适用条件是什么？(1)适宜于开采顶板和底板岩层中等稳固、矿石稳固，薄至中厚的水平和缓倾斜矿体;(2)要求矿石稳固，保证矿柱具有支承能力；若矿石松软，则须留大量连续矿柱，造成矿量损失率增大;(3)顶板应为稳固且地质构造不太发育的厚岩层，否则难以采用较大的矿房跨度和大型采装运设备；底板应较坚硬，否则回采期间，低压过大会造成底鼓;(4)采用锚杆或锚网支护不太稳固的顶板岩层，能扩大房柱法的适用范围;(5)为保证工人有良好的工作条件，矿体厚度一般为210米，倾角在20以内，但也有达到30352.留矿采矿法的特点和适应条件是什么？将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱；在矿房中用浅眼自上而下逐层回采，每次采下的矿石暂时只放出1/3左右（称局部放矿）；其余的存留于采空场中，作为继续上采的工作平台和对围岩起支撑作用，待矿房回采作业全部结束后，再全部放出（称为集中放矿）。由于采下的矿石借助重力放出，因此该方法一般适用于矿岩稳固的急倾斜薄和急薄矿体（脉）；又由于大量矿石积存在采场中，因此要求矿石无氧化性、结块性和自燃性.3. VCR法的优点和缺点有哪些？优点:1采准、切割工程量小;2凿岩、爆破、出矿均在专用空间或巷道内进行，人员不进入采场，作业安全;3球状药包爆破能量利用充分，矿石破碎块度均匀，爆破效果好;4生产能力大;5采矿成本低缺点:1凿岩、爆破技术要求严格;2测孔、堵孔、装药、起爆等较为繁琐;3矿体形态变化较大或矿岩不稳固时，损失与贫化较大4.为什么两步聚回采的采矿方法必须考虑矿柱回采？矿柱回采应遵循什么原则？有哪些方法？ 答：矿房回采以后，还残留大量矿柱。为了充分回采地下资源，及时回采矿柱是不可忽视的工作。矿柱存在时间过长，不仅增加同时工作的阶段数目，积压大量的设备和器材，延长维护巷道和风、水、压风管道的时间，增加生产费用，而且由于地压增加，使矿柱变形和破坏，为以后回采矿柱增加困难，甚至不能回采，造成永久损失。原则：1统一原则2正常采序原则3时均性原则 方法：空场法，崩落法，充填法 5.空场采矿法的矿房采完后，为什么还要有计划地对采空区进行处理？采空区处理方法有哪些？答：不处理采空区会做成顶板大面积悬空，一旦垮落会产生冲击地压，造成人员伤亡设备损坏；采空区不处理还容易积水，产生老窑积水，为下层开采埋下安全隐患；顶板坚硬的要进行牵制放顶或充填，否则顶板突然垮落地面下沉太大；不处理采空区还会给正常通风带来困难，在这里会积聚大量有毒有害气体，新风经过这里不但会漏风还会混入这里的有害气体，降低通风效果，增加通风费用。采空区处理方法有充填法，崩落法，围岩法，封闭法。第六章崩落采矿法1.崩落采矿法特点及适用条件是什么？崩落采矿法特点:1崩落法不再把矿块划分为矿房和矿柱，而是以整个矿块作为一个回采单元，按一定的回采顺序，连续进行单步骤回采；2 在回采过程中，围岩要自然或强制崩落，矿石是在复盖岩石的直接接触下放矿；3崩落法的开采是在一个阶段内从上而下进行的。与空场采矿法不同崩落采矿法的适用条件:一般地讲，崩落法对矿体赋存条件，矿岩的物理力学性质等都具有比较广泛的适应范围。理想的适用条件是上盘围岩能呈块状自然崩落，矿石中等以上稳固的急倾斜原矿体。崩落采矿法能实现单步骤回采矿块，消除回采矿柱时安全条件差、损失与贫化大的弊端。但其首要使用前提条件是地表允许陷落，而且由于放矿是在覆盖岩石下进行的，损失与贫化率较高，因此，一般适应于价值不高的矿体或低品位矿体的回采2.无底柱分段崩落法的优缺点和适应条件是什么？优缺点：回采工作安全；采矿法结构和工艺简单、标准，机械化程度高；可选别回采和分级出矿；进路段部独头作业，工作面通风困难；每步距崩矿量小，矿岩接触面大，矿石损失贫化搞；矿块生产能力比有底柱小适用条件:地表和围岩允许陷落；矿石较稳固，不需要大量支护，围岩稳固性不限，但上盘围岩易于崩落更有利；矿石不贵重，品位不高，可选性好或围岩有品位，允许有较大的分化；急倾斜厚矿体或缓倾斜极厚矿体；矿石中要求剔除夹石和分级出矿无底柱分段崩落法，采矿大哥大，回采强度高，就是通风差。第七章充填采矿法1.充填的目的及适用条件是什么？充填的目的：1进行地压管理；2杜绝内因火灾；3防止地表沉陷，保护地表地物；4为回采矿柱创造了条件；5为深部、水下开采创造条件充填法适用条件:1.开采品位较高的富矿，并且要求有比较高的回采率和比较低的贫化率；或开采稀贵金属；2.赋有条件件和开采技术条件比较复杂的矿床；3.适用于矿石稳固，围岩不稳固的矿床；4.适用于开采急倾斜矿体2.充填倍线充填倍线可以理解为单位压头所负担的输送砂浆的距离。它的大小直接影响充填能力，倍线大，则流速小，充填能力低，并容易造成堵塞现象。倍线小，则流速大，管道磨损大，并容易发生事故。充填倍线应控制在26之间。3.按充填料和输送方式可将充填采矿法分为：干式充填采矿法 ； 水力充填采矿法； 胶结充填采矿法。4.上向水平分层充填采矿法的特征及适用条件是什么？特征是：将矿块划分为矿房、矿柱，先采矿房，后采矿柱。矿房自下而上分层（水平分层或倾斜分层）回采，每回采一个或若干个分层后，及时进行充填以维护上下盘围岩，并创造不断上采的作业条件；矿柱按合理的回采顺序用充填法或其他合适的方法开采适用条件：矿石稳固围岩不稳固的倾斜和急倾斜矿体；能适应形态不规则、分支复合变化大的矿体；矿体损失、贫化低。矿石品位高、价值高的贵金属和稀有金属的开采；矿体上下盘岩石中稳或稳固性稍差；矿石中等稳固或中等稳固以上的急倾斜中厚至极厚及多层矿体第八章矿床露天开采概论1.何谓露天开采？露天开采就是采矿与剥离两部分作业的总称。2.露天开采的优点有哪些？1、优点：矿山生产规模大； 劳动效率高； 生产成本低；资源采出率高；作业空间不受限制；木材、电力消耗少；建设速度快，产量有保证，生产安全，劳动条件好。2、缺点：占用土地多，污染环境；受气候影响大；对矿床赋存条件要求严格。 露天开采真正好； 成本低，消耗少； 规模大，高效率； 安全条件数第一。 就是占用土地多，环境保护要注意。3.露天开采的主要工艺环节有哪些？（1）矿岩预先松碎；（2）采装；（3）运输；（4）排土和卸矿。第九章露天矿开采工艺及开采境界1.按主要采运机械设备的作业特征，可将露天开采工艺分为：间断式开采工艺；连续式开采工艺；半连续式开采工艺。2.联合运输方式有哪些？露天矿联合运输方式有： 铁路-汽车联合运输 ； 汽车-箕斗-铁路联合运输 。3. 何谓露天矿开采境界，影响开采境界的因素有哪些？ 由于受到技术条件的制约和出于经济上的考虑，一般只有一部分地质储量的开采是技术上可行和经济上合理的，这部分储量称为开采储量。圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界，它是预计在矿山开采结束时的采场大小和形状。它由矿场的地表境界，底部境界和四周帮坡组成。影响露天开采境界的因素：自然因素、技术组织因素、经济因素。4. 何谓露天矿开采程序？影响开采程序的因素有哪些？ 开采程序 ：采剥工程台阶划分及台阶开采程序；工作帮及其推进；确定开段沟初始位置和工作沟影响开采程序的因素：矿岩赋存条件；露天矿场的尺寸和几何形状；工艺类型；开拓方式以及矿产量、质量、投产时间、达产时间等。5. 露天矿爆破方法：微差爆破是基础，临近边坡宜“缓冲”，重要地段要“预裂”，处理边坡用“光面”。第十章露天矿采剥方法及生产能力1. 何谓剥采比？所谓剥采比就是开采单位矿量所需剥离的岩石量。2. 剥采比的变化规律如何，其调整对生产有何意义，如何调整？ 3. 何谓露天矿生产能力，生产能力如何计算？ 第十一章特殊采矿及未来采矿1. 溶浸采矿的实质是什么？注入矿层的溶浸液与矿石中的有用成分发生化学反应，把欲提取的金属矿产变成可溶性化合物，与固体脉石分离而转移到溶液中，然后将其抽出地表。2. 什么是钻孔水溶法采矿？它是利用盐类矿物溶解于水的原理，通过钻孔将一定压力和温度的水注入矿层，溶解矿层中的有用组分后，将溶液抽出地表进行加工处理的特殊采矿方法。3. 什么是钻孔热熔法采矿？是通过钻孔将加压过热水注入地下自然硫矿床，使其熔化以后，再将熔融状态的硫经同一钻孔排出地表进行采硫的特殊采矿方法。4、黑铜矿的溶浸原理黑铜矿 CuO+H2SO4CuSO4+H2O铜溶液的化学置换 CuSO4+FeFeSO4+Cu5、铀矿的溶浸原理 UO3+ H2SO4UO2SO4+H2O6、氰化法提金的原理： 4Au+8KCN +O2+2H2O4KAu（CN）2 +4KOH6
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