1、第二章 金属矿地下开采的原则,制作：陈国山吉林电子信息职业技术学院,2.1 金属矿地下开采的基本要求,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,2.2 金属矿地下开采单元的划分,2.2.1开采矿区的划分 1.矿田:划归一个矿山企业开采的矿床或其一部分 2.井田:划归一个矿井开采的矿床或其一部分 矿井：具有独立完整开采系统的坑口 3.划分因素:是一种人为划分因素与地质因素的结合2.2.2开采分
2、段的划分 1.阶段:在开采倾斜矿体时,在井田中每隔一定的垂直距 离掘进沿走向阶段运输巷道,将井田划分为一个 个的长条形的矿段称阶段或中段。 阶段高:两巷道的垂直距离。 2.矿块:在阶段范围内,沿走向,每隔一定的距离.掘进垂 直的天井,将阶段划分为更小的块段称矿块。矿 块是地下开采最基本的单元。 3.划分因素:根据采矿方法划分。,H - 矿体垂直延伸深度 h - 阶段高度 L - 矿体的走向长度,I - 已采完阶段 - 正在回采阶段 - 开拓、采准阶段 - 开拓阶段,1 -主井 2 -石门 3 -天井 4 -排风井 5 -阶段运输巷道 6 -矿块,示 意 图,2.2.3水平矿体矿区的划分 1.盘
3、区:开采微倾斜矿体时,在井田内沿走向掘进阶段运输 巷,将井田划分为长条形矿段称盘区。 2.采区:在盘区内,垂直走向掘进运输巷道,将盘区划分为更 小的矿段叫采区。,1 - 主井2 - 风井3 - 主要运输平巷4 - 盘区上山5 - 采区运输平巷6 - 区段7 - 切割上山8 - 主要回风平巷9 - 盘区下山,L 一矿体走向长H 一矿体倾,斜长,一盘区一采准盘区一回采盘区,示 意 图,2.3金属矿床地下开采的顺序,2.3.1井田间的开采顺序 1.先浅后深 2.先易后难 3.先富后贫 4.先近后远2.3.2阶段间的开采顺序 1.下行式:由浅到深,依次开采 2.上行式:由深到浅反向开采,示 意 图,2
4、.3.3 矿块间的开采顺序 1.前进式:从主井向边界方向开采。 2.后退式:由边界向主井方向回采。 3.混合式开采:前进式与后退式结合。,I - 前进式开采 - 后退式开采,(a)双翼回采(b)逐翼回采(c)侧翼回采,1 - 主井 2 - 风井,示 意 图,2.3.4相邻矿体间的开采顺序 1.移动带、崩落带的形成。 2.矿体倾角小于围岩移动角,不影响。 3.矿体倾角大于围岩移动角,相互影响。,(a)、(b)矿体倾角小于或等于围岩移动角; (c)矿体倾角大于围岩移动角,- 矿体倾角- 下盘围岩移动角;- 上盘围岩移动角,I、一相邻的两条近距矿脉,示 意 图,1.开拓: 从地表掘进一系列巷道到达矿
5、体,建立地表与矿体的通路,建立提升、运输、通风、排水、供电、供水、供风、行人等系统。 2.采准：在完成开拓工作的阶段内,掘进采准巷道,将阶段划分为矿块,并在矿块内形成行人、通风、凿岩、出矿等系统。 3.切割: 在完成采准工作的矿块内,掘进切割、拉底巷道,开辟切割空间,为大规模回采开辟自由面和补偿空间、为出矿创造条件。 4.回采: 在完成切割工作的矿块内,大量的回收矿石,包括落矿、运搬、地压管理。 落矿: 通过爆破的方法崩落矿石。 运搬: 将矿石从矿块内移动到阶段运输巷道。 地压管理: 通过各种方法处理采矿留下的采空区。,2.4 金属矿地下开采的步骤,1主井2石门3阶段运输巷道 4天井 5副井
6、6切割7矿块8矿体,示 意 图,一.开拓矿量: 是指在井田中,形成完整的开拓系统.位于阶段运 输巷以上的矿量叫开拓矿量。 二.采准矿量：是开拓矿量的一部分,凡是矿块中完成采矿方法 所规定的采准工程,该矿块的矿量叫采准矿量。 三.备采矿量：是采准矿量的一部分,凡是矿块中完成采矿方法 规定的切割工作此矿块的矿量叫备采矿量。 四.三级矿量的保有期 为了制约矿山企业有计 划，按规律生产。符合“采掘 并举掘进先行”的方针。规定 各级矿量应保有一定的时 间，称三级矿量的保有期 。,2.5 三级矿量,五.三级矿量之间的关系 1.时间方面：三级矿量在时间上处于渐变的关系。由地质固定的储量， 根据工程控制程度分
7、为A、B、 C、D四级储量。这是从储量级别而言的。如果从三级矿量来说，一定储量的矿量， 由于完成了开拓工程， 其性质由地质储量转变为开拓储量。在开拓工程的基础上进一步完成采准工程。其矿量的性质由开拓矿量变成了采准矿量，当然，少部分的付产矿量被提升到地表，通过更进一步的切割工程，其采准矿量的性质又成了备采矿量，当然也有部分付产矿石采出。也就是说从时间上开拓矿量超前采准矿量， 采准矿量超前备采矿量。 从数量上来说，开拓矿量大于采准矿量，或者说备采矿量是采准矿量的一部分，采准矿量又是开拓矿量的一部分。从空间上来说，开拓矿量范围最大，采准矿量次之， 备采矿量范围最小。除开拓、采准、切割付产的矿石以外，
8、全部的开拓矿量的矿石最终都要转变为备采矿量的矿石。不考虑损失贫化都要被采出。,2.空间方面 .开拓矿量的控制工程 开拓系统的主要开拓巷道、通风井、主充填井、石门、井底车场、主要阶段运输段专用回风巷、井下中央变电所、水仓水泵房、井下机修硐室、炸药库、机电库等辅助硐室。 .采准矿量的控制工程 人行通风天井、沿脉或穿脉阶段运输巷。通风运输平巷、材料设备井、充填井、电耙巷道、拉底巷道、切割天井，进路、小溜井等。 .备采矿量的控制工程 补充切割：采场切割上山、切割天井、切割平巷、斗穿、斗颈、凿岩硐室。 切割：拉底、辟漏、切割槽、堑沟。,3.数量方面 a 、开拓矿量计算 式中：A矿井年产量,t/a k开拓
9、矿量的保有期,a r废石混入率,% k矿石回收率,% b、采准矿量计算 式中：t z采准矿量保有期,a c、 备采矿量计算 式中：a备采矿量保有期,2.6.1 概述2.6.1.1 定义 1.损失:在矿床开采过程中，不可能将地质部门圈定的工业矿石全部开采出来，必有一部分工业矿石永久的损失在地下，此现象叫损失，其损失的程度用损失率来表示。 2.贫化：在矿床开采过程中，由于围岩或夹石混入造成采出矿石品位的下降，此现象称贫化。其贫化的程度用贫化率来表示。 3.岩石混入：在矿床开采过程中，必有一部分围岩或夹石混入到采出矿石中来，反映混入岩石的程度用岩石混入率来表示。2.6.1.2 损失贫化的原因 1.
10、损失的原因：未爆下来，运输运搬中丢失。 2. 贫化的原因：将围岩爆下，高品位矿石丢失。,2.6 矿床开采的损失贫化,2.6.2 矿石开采过程,Q ：工业储量A ：工业矿石品位R ：混入岩石量a ：混入岩石品位QS ：损失工业矿石量Q ：采出矿石量 a ：采出矿石品位 Q：采出工业矿石（采出纯）量,示 意 图,2.6.3 计算,1. 损失率 2. 回收率3. 贫化率 4. 岩石混入率 公式推导： 根据矿床开采过程中矿石量平衡 根据矿床开采过程中金属量平衡 将以上两式联立整理得 代入整理得 上式中左侧恰好为废石混入率,2.6.4 例题,1某铜矿的一个矿块，有工业储量20000吨，其品位为0.7%，采出矿石量为18000吨，其品位0.5%，沉入围岩品位为0.1%，求损失率、贫化率、岩石混入率？ 2某矿山原矿石品位为45%，围岩品位为5%，岩石混入率为4%，求采出矿石品位？ 3某矿块储量为12000吨，品位55%，采出矿石12500吨品位49%，混入围岩品位5%，求贫化率、损失率、岩石混入率。,2.6.5 减少矿石损失贫化的意义（自学）2.6.6 降低矿石损失贫化的措施（自学）,
