金属采矿学--辅导讲义课件.doc

第一章 概论 地下金属矿床分类 金属矿床的矿体形状、厚度、倾角和赋存深度，对于矿床开拓和采矿方法的选择，有直接的影响。金属矿床可按上述几个特征进行分类。 按矿体形状分类 层状矿床 脉状矿床 块状矿床 按矿体倾角分类 水平和微倾斜矿床，倾角小于5°。 缓倾斜矿床，倾角为5°～30°。 倾斜矿床，倾角为30°～55°。 急倾斜矿床，倾角大于55°。 按矿体厚度分类 极薄矿体，厚度小于0.8m。 薄矿体，厚度为0.8～4m。 中厚矿体，厚度为4～10－15m之间。 厚矿体，厚度为10－15～40m之间。 极厚矿体，厚度大于40m。 按赋存深度分类 浅埋矿体，一般小于500～600m 深埋矿体，一般大于500m 矿石和围岩的物理力学性质 矿石和围岩的物理力学性质，影响到对矿床的开采和生产安全。主要的物理力学性质包括坚固性、稳固性、结块性、氧化性和自燃性、含水性、碎胀性等。 坚固性 坚固性是矿石抵抗外力的性能，这种外力是一种综合的外力，如锹、镐、机械破碎、爆炸等的作用力。与强度的概念不一样。坚固性大小常用坚固性系数f来表示，它反映岩石的极限抗压强度、凿岩速度、炸药消耗量等的平均值。 （1） 式中R为岩石的极限抗压强度，公斤/厘米2。 稳固性 稳固性是指岩石在空间允许暴露面积的大小和暴露时间的长短的性能。影响因素较多，包括岩性、地质结构、开采方式、地下水…等。稳固性对采矿方法的选择和地压管理有重要影响。稳固性一般分为五类。 极不稳固的 随掘随冒，不允许有暴露面积，要开挖时必须超前支护。 不稳固的 允许有较小的不支护暴露面积，一般不大于50m2。 中等稳固的 不支护暴露面积为50～200～800m2。 稳固的 不支护暴露面积为200～800m2。 极稳固的 不支护暴露面积大于800m2。 结块性 高含硫和黏土的矿石在有水时产生的粘结特性。 氧化性和自燃性 氧化性是指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿物的性质。高硫化矿物（含硫20%以上）在空气中氧化，产生大量的热量，升温引起火灾。 含水性 含水性是指岩石吸收和保持水分的性能。 碎胀性 岩石破碎后，其体积比原岩体积增大的这种性质称为碎胀性。破碎后的体积与破碎前的体积之比被称为碎胀系数，一般坚硬矿岩的碎胀系数为1.2～1.5。 几个基本概念 矿田和井田 划归一个矿山企业开采的全部矿床或其一部分叫矿田，在一个矿山企业中划归一个矿井（坑口）开采的全部矿床或一部分叫井田。矿田有时等于井田，有时包括数个井田，见图1所示。 图1 矿田和井田 阶段和矿块 阶段 在井田中，在垂直方向上每隔一定的距离，掘进一条或几条与矿体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，这样的矿段叫阶段。两相邻阶段间的高度称为阶段高度。 矿块 在阶段中沿矿体走向每隔一定距离，将阶段矿体划分为独立的回采单元，称为矿块。 盘区和采区 盘区 在开采水平或微倾斜矿床时，若矿体的厚度不超过允许的阶段高度时，在井田内不再划分阶段。为采矿工作的方便，将井田用盘区运输巷道划分成方形的矿段，此矿段称为盘区。根据开拓、采准和回采工作的不同，盘区又分为开拓盘区、采准盘区和回采盘区。 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，将盘区再划分成独立的回采单元，这个单元称为采区。见图2所示。 图2 盘区和采区的划分 Ⅰ－开拓盘区；Ⅱ－采准盘区；Ⅲ－回采盘区 1－主井；2－副井；3－主要运输巷道；4－盘区运输巷道；5－采区巷道；6－采区；7－切割巷道 矿床开采顺序 阶段开采顺序 井田中阶段开采顺序可分为上向开采和下向开采两类。 矿块开采顺序 阶段中矿块开采顺序包括前进式开采、后退式开采和混合式开采。 矿床开采步骤 金属矿床地下开采可分为开拓、采准、切割和回采四个步骤。 矿床开拓 从地表开始，向地下掘进一系列巷道通达矿体，形成提升、运输、通风、排水以及动力供应等完整系统，称为开拓。为此目的而掘进的巷道，称为开拓巷道。 矿块采准 在形成开拓系统的矿床中，掘进采准巷道，将阶段划分为矿块作为回采的独立单元，并在矿块内形成行人、凿岩、放矿、通风等条件，此项工作就称为采准。 切割 在完成采准工作后的矿块内，为回采开辟自由面和自由空间，就称为切割。 回采 完成切割工作后，进行采矿的过程就是回采，包括落矿、运搬和地压管理三项主要工作。 第二章 矿床开拓 矿床开拓方法 开拓方法分类 综合国内外金属矿山采用的开拓方法，可概括为单一开拓方法和联合开拓方法两大类。凡用一种主要开拓井巷开拓矿床，就叫单一开拓；由两种主要开拓井巷组合开拓矿床，就叫联合开拓。开拓方法分类见下表1。 表1 开拓方法分类表 开拓方法分类 主要开拓井巷类型 典型的开拓方法 单一 开拓法