金属矿床地下开采基本概念.ppt

金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,一、矿石和废石的概念（1）矿物在地壳中，由于地质作用形成的自然元素和自然化合物，统称为矿物。（2）矿石凡是在地壳中遇到矿物集合体，在现在技术经济水平条件下，能以工业规模从中提取国民经济必须的金属或矿物产品的都叫矿石。（3）矿体矿石的聚集体叫矿体。（一个矿体是一个独立的地质体，具有一定的几何形状，具有一定的空间位置等）。（4）矿床矿床是矿体的总称。（对于某一矿区而言，一个矿床由一个或几个矿体组成，矿床又可分为工业矿床和非工业矿床）。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（5）围岩矿体周围的岩石叫围岩。上盘围岩指矿体上部围岩。下盘围岩指矿体下部围岩。（6）夹石夹在矿体中的岩石叫夹石。（7）废石在采矿过程中所采出的围岩或夹石，一般称为废石。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,二、矿石的种类在自然界中的矿物很多，现在已经知道的矿物有3000多种，而有用矿物约有二百余种。在地壳中，以自然金属形式存在的矿石是很少的，大量的矿石是以氧化矿，硫化矿等形式存在的。,（一）金属矿石按其所含金属矿物的性质，化学成份，矿物组成可以分为以下几类（1）自然金属矿石:以单一元素形式存在的，如金、铂等。（2）氧化矿石:矿石的成分为氧化物。如：赤铁矿。（3）硫化矿石:矿石的成份为硫化物。如黄铜矿（CuFeS2）、方铅矿（PnS）、辉铜矿（MOS2）、闪锌矿（ZnS）等（4）混合矿石:前三种的混合物。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（二）根据所含金属种类的不同，矿石又可分为以下几种（1）黑色金属矿石如铁、锰、铬（2）有色金属矿石如铜、铅、锌、铝等（3）稀有金属矿石如铌、钽等（4）放射性矿石如铀、钍等（5）贵重金属矿石如金、银、铂等（6）非金属矿石如建筑石材、石膏、滑石等。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,三、矿石品位的概念（一）矿石品位的概念通常我们把矿石中凡是可供利用的元素或矿物称为有用成份。矿石中所含有用成分的多少用品位来表示。品位：矿石中有用成份的重量与矿石重量之比，常用百分数（%）表示。,一般金属品位是指矿石中该种金属元素含量的百分数。对于贵重金属（金铂等）矿石的品位是用克/吨表示。这是因为这些贵重金属在矿石中含量很少。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（二）边界品位可采矿石有用成份含量的最低界限。它是矿体边界上矿石的最低品位，是划分矿石和废石，圈定矿体范围的标准。在圈定的矿体范围内，任意取样点的品位，一般都不应当小于边界品位。（三）最低工业品位在边界品位圈定的矿体范围内，合乎工业开采要求的平均品位的最低值。这意思是说，根据目前工业技术水平，当矿石的品位低于某个数值时，便没有利用的价值，则这一数值的矿石品位叫最低工业品位，或者说，用边界是品位圈定的矿体或矿体中某个块段的平均品位，必须高于最低工业品位才有开采价值，否则无开采价值。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,四、矿石和围岩的性质矿石和围岩的性质主要包括有：硬度、坚固性、稳固性、碎胀性、结块性、氧化性、自燃性及含水性等。（一）矿岩的硬度矿岩的硬度是指矿岩抵抗工具侵入的性能。矿岩的硬度取决于矿岩的组成，即取决于矿岩颗粒的硬度，形状，大小，晶体结构以及颗粒间胶结构的情况等，矿岩的硬度除了对凿岩有很大影响外，往往影响矿岩的坚固性和稳固性。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（二）矿岩的坚固性有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。坚固性的大小用坚固性系数来表示，（普氏系数f值）。,极坚固岩石 f=1520（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩）坚硬岩石 f=8 10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩）中等坚固岩石 f=4 6（如普通砂岩，铁矿）不坚固岩石 f=0.83（如黄土、仅为0.3）,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（三）矿岩的稳固性（1）矿岩稳固性的概念：稳固性是指在一定暴露面积下和在一定时间内不自行垮落的性能。或者说稳固性是指矿岩在空间允许暴露的面积大小和允许暴露的时间长短的性能。影响稳固性的因素十分复杂，与矿岩的成份，结构，构造节理状况，风化程度，以及水文地质条件都有关系，还与矿岩在开采过程中形成的实际情况有关，（如巷道的方向，开采深度等）。稳固性对于采矿方法的选择，及支护方法的选择，掘进方式等都有很大影响。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（3）矿岩稳固性分类：大致可分为五类 极不稳固：不允许有暴露面积。要求在掘进及开采中必须超前支护。否则会昌落。（非金属矿条件）；不稳固：允许暴露的面积在50m2以内。也即允许有较小的暴露面积，随着回采，要立即进行支护。中等稳固：允许有一定的暴露面积，即50m2200m2，一般不支护，或作临时支护，即可安全地进行生产。较稳固：允许有较大的暴露面积，为200500m2，一般不支护。极稳固：允许有很大的暴露面积，即800m2以上。不必支护，可以长期时不垮落。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（四）矿岩的碎胀性矿岩的碎胀性是指矿石和围岩破碎之后的体积比原体积增大性质。碎胀性可用碎胀系数来表示（又叫松散系数）,对于一般坚硬矿岩石松散系数为1.41.6（或1.21.6）。松散系数的大小主要取决于破碎之后，矿岩的粒度组成和块度的形状。初装入容器（矿车、箕斗等）内的矿岩块，因矿岩块之间空隙较大，则松散系数值可达1.82.0（产生了二次松散）。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（五）矿岩的结块性结块性是指采下的矿岩遇水受压，经过一定的时间，又结成整块性质。我们通常见到的是粘土矿物、滑石、或高硫矿遇水受压，经过一段时间后，易出现结块现象。结块性对于放矿，装卸，运输等生产环节造成困难，甚至于影响到某些采矿方法的顺利使用。具有结块性的矿石在采场中，在天井中存放时间不宜过长。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（五）矿岩的结块性结块性是指采下的矿岩遇水受压，经过一定的时间，又结成整块性质。我们通常见到的是粘土矿物、滑石、或高硫矿遇水受压，经过一段时间后，易出现结块现象。结块性对于放矿，装卸，运输等生产环节造成困难，甚至于影响到某些采矿方法的顺利使用。具有结块性的矿石在采场中，在凿井中存放时间不宜过长。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（六）矿石的氧化性与自燃性 硫化矿石特别是高硫化矿石（含硫量在1820%以上）在水和空气的作用下，很容易发生氧化，由此会放出大量的热，经过一段时间，温度升高，会引起井下火灾，特别粉状的高硫化矿与空气接触的面积大，更容易引起火灾。即便不发生火灾，在硫化矿石中渗杂入氧化矿石后，也会降低了选矿的回收率。（选矿用的药剂不同）。因而硫化矿与氧化矿石切记不要混在一起。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（七）含水性含水性是指矿岩裂缝和孔隙中含水的性质。矿岩含水性直接影响到矿石的提升，运输，矿仓内储矿。矿岩含水过多，会使排水费用增加。对于此方案寒冷地区的矿山，由于含水性会造成结冰河。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（八）其他的（1）容重容重是指单位体积中原岩的重量。一般岩石的容重为2.33.0T/m3之间。有色金属矿石中金属含量较少，其容重与岩石差不多或稍大些。黑色金属矿石中金属含量较高，容重可达3.5T/m3左右。（或更大）（2）块度矿岩体崩落后则形成矿石块，或岩石块，其尺寸的大小称为块度。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,块度通常用三个相互垂直方向的平均尺寸来表示。（或用最大方向的尺寸）即B、L、H的平填值。对于一定的装运，破碎等设备，对矿岩的最大块度有一定的要求。为了保证矿山持续生产，必须使矿石的最大块度与装运等设备的要求相应。通常用合格块度来表示限制采出矿石的块度，矿石块度超过合格块度时，则要求进行二次破碎。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,五、金属矿床分类及其工业特征（一）金属矿床分类金属矿床的矿体形状、厚度及倾角，对于矿床开拓和采矿方法的选择，有直接的影响，因此，金属矿床的分类，一般按其矿体形状、倾角和厚度三个因素进行分类。（此三个要素习惯上称为矿体三要素）。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（1）按矿体形状分类1）层状矿体这种矿体是一层一层的。层状矿床的品位，倾角和厚度变化不大，比较稳定。矿床规模比较大。,2）脉状矿体 矿脉与围岩接触处有蚀变现象 矿床赋存条件不稳定；有用成分含量不均匀；（品位变化大）。,3）块状矿床 形状很不规则。呈不规则的透镜状，矿株等形 矿体大小不一；矿体与围岩的界限不明显；,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（2）按矿体厚度分类1）矿体厚度的概念：矿体厚度是指矿体的上盘与下盘之间的垂直距离或水平距离。前者称为矿体的真厚度，后者称为矿体的水平厚度。,b为垂直厚度；a为水平厚度；a与b夹角；矿体倾角；,对于急倾斜矿体，常用水平厚度，对于缓倾斜矿体，水平或倾斜矿体常用垂直厚度。（也即真厚度。若文中不加说明时，一般指真厚度）。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,2）分类：可分五类 极薄矿脉矿体厚度在0.8米以下。开采时要采一部分围岩，才能保证正常的工作宽。（用浅孔凿岩开采的方法）薄矿脉矿体厚度为0.84.0米之间。考虑近似水平矿床，用木支护时支护高度不得超过4米，超过4米，支护作业困难很大。用浅孔回采。中厚矿体矿体厚度为4.010米之间。一般此时矿块沿走向布置，多用浅孔回采。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,厚矿体矿体厚度为1030米，（此时30米为使用沿走向布置与垂直走向布置矿块的界限，也可以用沿走向布置矿块）。一般用深孔回采。极厚矿体矿体厚度在30米以上。采用深孔回采。矿块可垂直走向布置。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（3）矿体倾角分类：,水平微倾斜 5缓倾斜矿体 5-30倾斜矿体 30-55急倾斜矿体 55,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,（一）井田、矿田和矿区的概念 实际在采矿企业中，在矿务局下面或在公司下面设一个或几个矿山；而在矿山下面设一个或几个坑口，而每一个坑口都是一个独立的开采系统，独立的生产单位。按照这种所属关系来划分井田、矿田和矿区，则：（1）划归一个坑口开采的矿体，叫井田；（2）划归一个矿山企业开采的全部矿床或者是一部分叫矿田；（如金岭铁矿、招远金矿等）（3）划归一个公司或矿务局开采的矿体，叫矿区。一个矿田可以包括若干个井田，有时一个矿田就等于一个井田。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（二）井田的大小范围井田的大小是矿床开采中的重要参数。（1）对于倾斜和急倾斜矿床，井田尺寸一般用沿走向长度和沿倾斜长度或垂直深度H来表示。（2）对于水平和微倾斜矿床中，则用长度L和宽度B来表示。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,关于延深、埋置深度和赋存深度的概念,a）延深是指矿体在深度上分布情况。可用埋置深度和赋存深度来表示。b）埋置深度（h）指矿体上部界线到地表的深度（h）。c）赋存深度（HO）指矿体上部界限到下部界限的垂直距离。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,（3）当矿床范围不大，矿体又比较集中时，为了生产管理方便，可以用一个井田开采。（4）当矿体范围很大，或矿体比较分散，如果仍然用一个井田开采全部矿床的话，则所开掘的巷道工程量大，生产地点过于分散，因而会造成经济上的不合理，此时可划分几个井田开采。,（5）划分井田时应当考虑几个方面的问题 照顾到自然赋存条件，及地表地形条件。往往以地面的河流、湖泊、铁路干线，水库等来划分，（或如杨杖子矿、大北岭和寺前矿是由于上部两矿体中间有一个无矿带，就依无矿带划分成两部分，松北矿单独划为一个井田，因距离远）（弓矿现分三个井田，主要由矿质量及一条沟分为，另外上含铁带和下含铁带也分不同井田开采，因上下距离大）。照顾到生产管理上的方便。要考虑到国民经济的需要。考虑技术经济的合理性。总之，要进行综合分析。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床工业特征,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,二、阶段、矿块和盘区、采区的概念（一）阶段和矿块的概念（1）阶段阶段就是在开采缓倾斜，倾斜和急倾斜矿床时，在井田中每隔一定的垂直距离，掘进与走向一致的主要运输巷道，将井田在垂直方向上划分为矿段，把这个矿段叫做阶段。（2）阶段高度阶段高度是指上、下两个阶段运输平巷之间的垂直距离。阶段高度变化范围阶段高度变化范围很大。对于缓倾斜矿体，阶段高度通常小于2030米；急倾斜矿体，阶段高度通常为5060米，个别也有达到80120米左右的。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,（3）影响阶段高度的主要因素阶段高度主要取决于影响的赋存条件，采矿方法。只要条件许可，适当的增加阶段高度，可以减少阶段数目，降低开拓、采准工程量，减少矿石损失和贫化。近年来有增加阶段高度的趋势。（受凿岩设备等限制）,（4）矿块 在阶段中沿走向每隔一定距离，掘进天井连通下、下两个相邻的阶段运输平巷，将阶段再划分为独立的回采单元，我们把这样的回采单元叫做矿块。矿块是矿床开采的最基本单元。,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,（二）盘区和采区的概念1 盘区 当开采水平和微倾斜矿床时，（即矿体倾角5的矿床），为了采矿工作方便，在井田内不再划分为阶段，将井田用盘区运输巷道划分为长方形的矿段，此矿段称为盘区。2 采区在盘区中沿走向每隔一定距离，掘进采区巷道连通相邻两个盘区运输巷道，将盘区再划分为独立的回采单元，这个单元称为采区。盘区相当于阶段，采区相当于矿块。,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,四、矿床的开采步骤金属矿床地下开采的步骤可以分为：开拓、采准、切割与回采四个步骤，这些步骤反映了不同的工作阶段。（1）开拓工作开拓工作从地面掘进一系列巷道达到矿体，使矿体连通地面，形成行人、提升、运输、通风、供水、供电、排水、供风等系统。,金属矿床地采概述,（2）开拓的目的 把井下将要采出的矿石废石运到地表；把废水和污浊的空气排到地表；把人员、材料高级设备运到井下进行生产。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,（3）开拓巷道为了达到上述开拓目的而掘进的巷道，称为开拓巷道。例如井筒（竖井、斜井）、平硐、石门、井底车场、井下大的硐室，主要阶段运输巷道、主溜井，充填井等，都属于开拓巷道。,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,【井底车场】井底车场是井下井口附近一些硐室，巷道的总称，（如：水仓、水泵房、井下变电站等）。【石 门】由井筒通向各个需要开采的矿体所掘进的巷道。【井下主要硐室】指井下火药库，井下破碎硐室，翻矿硐室，卷扬机房等。【注 意】1）人行系统必须要保证至少有两个安全出口，使人员可以安全进入，上、下方便，有完好的人行设备。2）主、辅开拓巷道的区别，是提运矿石的巷道都叫主开拓巷道。,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,（二）采准工作（1）采准工作定义它是指在已经开拓完毕的矿床里，掘进采准巷道。将阶段划分成矿块作为独立的回采单元。并在矿块内创造人行、凿岩、放矿、通风等条件。（2）采准工作的任务它有两个任务。即：划分矿块即将阶段再划分成矿块，作业独立的回采单元。创造条件它为下一步回采工作创造条件（行人、通风、凿岩、击矿等条件）。,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,（3）采准工作的手段指要开拓一系列巷道来实现的。采准巷道如分段运输巷道、回采进路、漏斗颈，溜矿小井、人行通风天井、联络道等。,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,（4）采准系数及采准比1）采用采准系数和采准比这个指标的目的：由于矿床赋存条件和所用的采矿方法不同，所掘进的采准巷道类型，数量和位置都不同。而用什么东西来衡量采准工作量的大小呢？为此，通常用采准系数和采准比两项指标来表示。2）采准系数（K1）K1是指矿块中每采出一千吨矿石所需要掘进的采准巷道和切割巷道的米数。即：,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,式中：L指一个矿块中采切巷道的总长度（米）。T指一个矿块的采出矿石总量（即为T总出）（吨）T是已经考虑了矿石损失贫化以后的矿石总量，而不是矿块的矿石总重量。,金属矿床地采概述,m/Kt,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,3）采准比（K2）K2是指矿块中采、切巷道采出矿石量与矿块采出矿石总量的比值。,式中T矿块中采切巷道的采出矿石量（吨）T矿块中采出的矿石总量（吨）,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,4）K1与K2的比较 采准系数K1它只反映了矿块的采切巷道的长度，而未反映出这些巷道的断面大小（即体积）。采准比K2它只反映了脉内采准巷道和切割巷道，而未反映出脉外的采切巷道工作量。因此，使用K1还是K2要根据具体情况而定，有时用其中之一表示，有时K1、K2同时用，互相补充，使之能会否反映出矿块的采准工作量。,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,（三）切割工作（1）切割工作定义：切割工作是指在已经采准完毕的矿块里，为大规模回采矿石开辟自由面和自由空间的工作。（2）切割工作内容：为了达到上述目的，就必须掘进一系列巷道，有的还要在巷道基础上，加以扩大。如：拉底巷道、开辟拉底空间、开掘切割天井，形成切割立槽，在漏斗颈基础上把漏斗辟开等，这些工作都是为大规模采矿创造条件的。,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,切割天井（或切割上山等）,拉底（水平自由面）辟漏（形成剌叭面）开立槽（形成垂直自由面）,切割工作,开凿切割巷道,拉底巷道（切割平巷、横巷等）,在切割巷道基础上扩大自由面工作,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,（四）四采工作1）回采工作定义当切割工作完成以后，就可以进行大量的采矿工作，通常把大量采矿工作叫做回采工作。2）回采工作的具体内容回采工作包括：落矿、运搬和地压管理三个主要工作。,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,3）落矿工作 落矿工作的含义落矿是以切割空间为爆破自由面，用凿岩爆破的方法崩落矿石。落矿方式一般是根据矿床的赋存条件，所采用的采矿方法及凿岩设备，选用浅孔、中深孔、深孔及药室等落矿方法。1浅孔落矿：孔深不大于35米，孔径3046mm，2中深孔落矿：孔深在15米以上，孔径5070mm，3深孔落矿:孔深在15米以上，但一般不超过2530 米，孔径90110mm。,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,（4）矿石运搬工作 矿石运搬在矿块内，把崩下来的矿石运到运输巷道，并装入矿车中的工作。运搬工作仅仅限于矿块内（即采场内）采场之外的叫运输。矿石运搬方式1重力运搬：例如用普通漏斗放矿的浅孔凿矿法就是重力运搬。2机械运搬:如用装运机、铲运机、汽车、皮带运输机等设备运搬矿石。矿块回采中，采用那一种运搬方式比较合适，这主要取决于选用的采矿方法和矿床的赋存条件以及所选用的运搬机械等。,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,（5）地压管理工作 地压：矿石采出来以后，在地下形成采空区，经过一段时间后，矿柱和上、下盘围岩就发生变形、破坏、崩落等现象。在回采过程中，必须要控制地压和管理地压，并且要清除地压产生的不良影响，以保证生产的安全性，我们把这些工作算为地压管理工作。地压管理的方法：凿矿柱支撑采空区；用充填料充填采空区；用崩落的围岩来管理地压；,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,（五）矿床开拓、采准、切割、回采的关系,矿床开拓、采准、切割、回采的关系是彼此超前的关系，符合“采掘并举，掘进先行”的方针。即开拓要超前于采准，采准要超前于切割，切割超前于回采。而究竟超前多少，这是由三级储量（矿量）来决定的，一般矿山遵循的三级储量（矿量）的保有期是“316”，即开拓三年，采切1年，待采储量（矿量）半年。,金属矿床地采概述,有色 黑色开拓 3 3-5采准 1 1.5-2备采 0.5 0.5-1,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,开拓储量（矿量）是指开拓工作搞完以后所圈定的储量（矿量）。（也即开拓巷道水平以上所控制的矿量）。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。开拓矿量的边界是：由已开拓的巷道水平起，向上只能推算一个阶段段的高度，沿走向算至巷道揭露点上。,金属矿床地采概述,式中：A矿井的年生产能力；万t/a；Tk开拓储量的保有期，3a；r 废石混入率；K矿石回采率。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,采准储量（矿量）采准储量（矿量）是开拓储量（矿量）的一部分。凡是在已开拓的矿体范围内，按设计规定的采矿方法所需要开掘的采准巷道已开掘完毕，形成了矿块的外形尺寸，以此范围圈定的储量叫采准储量。,金属矿床地采概述,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、进路、小溜井等。,式中：A矿井的年生产能力；万t/a；TZ采准储量的保有期，1a；r 废石混入率；K矿石回采率。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,备采储量备采储量是采准储量的一部分。它是做完辅助采准工作以后，所圈定的储量。也就是指切割工作全部完毕，可以立即进行回采工作的储量，叫备采储量。,金属矿床地采概述,备采矿量的控制工程:（1）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。（2）切割：拉底、辟漏、切割槽、堑沟。,式中：A矿井的年生产能力；万t/a；Tb备采储量的保有期，0.5a；r 废石混入率；K矿石回采率。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,此量与采矿的损失贫化有关 如储量100t，回收率60%贫化率20%则采出矿石量为：,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,若按一年75万t的采矿量则需准备100万t的储量。所以三级矿量的叫法不如三级储量更直接更明确。,五、矿床的开采顺序,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,（一）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.,（二）井田阶段的开采顺序（1）下行式即自上而下进行开采。即先采上阶段，而后开采下阶段。也可以同时开采几个阶段。采用多阶段开采，可以增加工作线长度和提高矿井生产能力；但也造成生产管理分散，巷道维护工作量大，占用设备数量多，各种管线、轨道不能及时回收复用，污风串联，经营管理费用增加等一系列的。一般同时回采的阶段数目可保持为12个，不应超过34个。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,（2）上行式一般在开采缓倾斜矿床时和开采倾斜矿床的某些特殊情况下使用。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,在生产实际中，一般多采用下行式开采顺序。a下行式开采可以节省初期投资，缩短基建时间；b在逐步向下的开采过程中，能进一步探清深部矿体，避免浪费；c生产安全条件好；适用的采矿方法范围广。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,(a)下行式开采1(b)上行式开采1-主井，2-石门，3-平巷，4-天井，5-副井，6-矿体，-矿体倾角-采完阶段，-回采阶段，-采准阶段，-开拓阶段,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,（三）阶段中矿块的开采顺序 按照回采工作对主要开拓巷道的位置关系，分为三种。（1）前进式回采当阶段运输平巷掘进一定距离后，从靠近主要开拓巷道的矿块开始回采，向井田边界依次推进。【优点】矿井初期基建时间短，投产快。【缺点】增加了采准巷道的维护费用。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,前进式开采1-主井 2-风井（a）双翼回采(b)逐翼回采（c）侧翼回采,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,（2）后退式回采顺序阶段运输巷道掘进到井田边界后，从井田边界的矿块开始，向主要开拓巷道方向依次回采。,【缺点】矿井初期基建时间长，投产慢。【优点】巷道维护费用低。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,后退式开采1-主井 2-风井（a）双翼回采(b)逐翼回采（c）侧翼回采,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,（3）混合式回采初期采用前进式开采，当阶段运输平巷掘进完毕后，再改为后退式开采，或既前进，又后退同时开采。【优点】兼顾了前两种的优点【缺点】生产管理比较复杂,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,（四）相邻矿体的开采顺序 一个矿床如果有许多彼此相距很近的矿体，那么在开采其中一个矿体时，将会影响邻近的矿体。在这种情况下，确定合理的开采顺序，对于生产的安全和资源的回收都有很重要的意义。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,（1）当矿体倾角（）小于或等于上盘围岩的移动角（）时，应当采取从上盘向下盘推进的开采顺序。开采顺序是：先采矿体，（后采矿体）使采空区的下盘围岩不会移动，因而不会影响下盘矿体的开采。若反之，就会影响矿脉的开采。,I,II:相邻的两条近距矿脉-矿体倾角，-上盘围岩移动角,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,（2）当矿体倾角大于围岩移动角，两矿体又相距很近时，此时无论先采那条矿脉，都会因采空区围岩移动而相互影响。根据矿体之间夹石层的厚度，矿石和围岩的稳固性，所选取的采矿方法和技术措施而定。一般是用先采上盘矿体，后采下盘矿体。,I,II一相邻的两条近距矿脉-矿体倾角，-下盘围岩移动角，-上盘围岩移动角,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,（五）在同一个井田的数个矿体，往往有贫富不均，厚薄不均，大小不一及开采条件难易不同复杂条件。在这种条件下，应遵循以下原则未开采，即：贫富兼采，薄厚兼采，大小兼采，难易兼采。若不以此原则开采，将会破坏合理的开采顺序，将会造成严重的资源损失。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,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.废石石混入：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废石混入率来表示。,六、矿石损失和贫化,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,矿石损失率：损失的工业储量与工业储量之比。矿石贫化率：贫化率：矿石品位降低的百分比。废石混入率：采出矿石中的废石与采出的矿石重量百分比。,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。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,矿石损失原因：1、开采损失a、采下损失：遗留在采场充填料中，遗留在采场内放不出来，运输途中损失；b、未采下损失：设计应当开采而未采下的损失，留下各种矿柱而未采下的损失。2、非开采损失a、由于地质条件及水文地质条件而产生的损失b、留永久矿柱造成的损失,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,矿石贫化的原因：1、采矿过程中废石的混入2、采矿过程中高品位粉矿的损失3、采矿过程中有用成分氧化,损失贫化直接影响矿山的经济效益及国家有用资源的回收。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,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。,3.贫化率：,1.损失率：,2.回采率：,4岩石混入率：,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,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：,联立整理得：,废石混入率：,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。,贫化率：,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,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%，混入围岩品位为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%，采出矿石量12500吨，品位49%，混入围岩品位5%，求贫化率、损失率、岩石混入率。,金 属 矿 床 地 下 开 采 的 基 本 概 念,金属矿床地采概述,降低损失贫化的措施1 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，减少废石混入量和矿石损失量。2 选择合理的采矿方法，尽可能不留或少留保安矿柱。3 选择合理的开采顺序，及时回收矿柱和处理采空区。4 选择合理的采矿方法及其结构参数，改进采矿工艺。5 改进采场底部结构，推广振动出矿设备和无轨出矿设备，加强出矿管理，以提高矿石回收率，降低矿石贫化率。6 选择合理的提升运输方式和容器，避免多次转运矿石，以减少粉矿流失。,