矿山地质学复习资料.docx

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矿山地质学复习资料

●第一讲绪论

矿山地质：

是指矿床经过地质勘探之后，在矿山基建和矿山生产中，在已建或拟建矿山范围内，为保证矿山基建与生产工作顺利进行，而对矿床所作的一系列地质工作的综合称为矿山地质。

●1.矿山地质学研究的概念和任务是什么？

基本任务:

进行矿床的开发勘探和研究工作，提高储量级别，扩大矿山资源远景，延长矿山服务年限，监督矿产资源的合理开发利用。

主要任务：

●1.进行开发勘探（基建勘探和生产勘探）。

●2.随着探采工程的进展，做好地质编录、取样等日常基础地质工作，不断补充和修改矿山地质资料，为采掘生产提供可靠的地质依据。

●3.矿产资源的合理开采、综合利用，实行有效的监督。

●4.按期计算并分析地质储量和生产矿量的保有和变动情况；

●5.开展采矿贫化与损失的计算与分析；

●6.进行矿山采掘（剥）工作的地质技术管理。

●7.开展矿山水文地质、工程地质及环境地质工作，为矿山防治水，控制露采边坡和井下地压活动及环境保护提供地质资料。

●8.开展矿区综合地质研究，总结成矿规律，指导隐伏矿体找寻及矿区的矿产预测。

●9.加强矿山地质科技情报交流，研究和推广新技术、新方法、新手段，提高矿山地质工作水平，促进矿山地质工作现代化。

●2.简述矿山地质学的学科性质和特点。

学科性质：

1、矿山地质学是由地质学与采矿学相结合而产生的一门应用地质学科，是运用地质学理论和方法研究在矿山建设、生产直至开采结束不同阶段遇到地质问题，为矿山生产服务的一门学科。

2、矿山地质学是一门直接为矿山生产建设服务的应用地质学科，它主要研究矿床开发过程的地质及其相关的矿产资源经济、环境问题的理论和方法。

学科特点：

1、实践性矿山地质学是直接联系矿山采掘生产并为矿山开采活动服务的应用学科，具有鲜明的实践性。

2、综合性矿山地质学又是一门综合性很强的学科，他与基础地质学、矿床资源学和其他地质学科有着广泛的联系。

3、经济性从矿山的经济特点进行回答

第二章采矿基本知识

开采矿产资源的过程和作业叫采矿。

矿床开采方式分为露天开采、地下开采和海洋开采。

露天开采又分为原生矿床开采和砂矿开采

露天开采是用露天坑道在地面进行准备和采矿工作。

露天开采的步骤：

地面准备→矿床疏干→矿床开拓→采矿工作

硐室：

指长度和宽度相差不大的巷道

巷道：

指长度比宽度大得多的井巷。

竖井是有直接地表出口的垂直巷道。

盲竖井的作用和竖井相同，但它没有直接通地表的出口。

平硐是有直接通地表出口的水平巷道。

v石门是在围岩中掘进的，并且与矿体走向斜交或直交，无直通地表出口的水平巷道。

v平巷（沿脉）是与矿体走向平行、无直通地表出口的水平巷道。

当平巷开掘在矿体中则称脉内沿脉，开掘在围岩中则称为脉外沿脉。

v穿脉（横巷）一般是与矿体走向垂直且开掘在矿体中的水平巷道。

开采单元的划分：

缓倾斜、倾斜和急倾斜矿床→井田→阶段→矿块

水平和微倾斜矿床→井田→盘区→矿壁

矿块和矿壁是最基本的开采单元

矿床开采顺序：

1矿床开拓→2采准切割→3回采工作

1矿床开拓：

从地表掘进一系列巷道通达矿体，形成矿井生产所必需的通风、提升、运输、排水、供电、供水等系统，以便将采下矿石，废石及污风、污水运（排）到地表，将采矿的设备、人员、动力及新鲜空气输送到井下。

2采准切割：

在完成开拓工程的基础上，将阶段划分为矿块，并在矿块内掘进行人、通风、凿岩及放矿巷道，开拓采矿自由面，为大面积采矿作最后的准备工程

3回采工作：

在完成采准切割工程基础上，进行大面积采矿的过程

1开拓储量：

开掘巷道所控制范围内矿床储量，包括该范围内的采准矿量和备采矿量。

2采准储量：

开拓矿量的一部分，进一步完成采准工程所控制的矿量。

3备采储量：

采准矿量的一部分，进一步完成切割工程所控制的储量。

v采矿方法就是矿块的开采方法，它包括采准、切割和回采三项工作。

v第一类，空场采矿法。

此法将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房后采矿柱（分两步开采）。

回采矿房时所形成的采空区，可利用矿柱和矿岩本身的强度进行维护。

因此，矿石和围岩均稳固，是使用本类采矿法的理想条件。

v第二类，充填采矿法。

一般也是分为两步骤进行回采。

回采矿房时，随回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区，防止围岩片落，即用充填采空区的方法管理地压。

个别条件下，还用支架和充填料配合维护采空区，进行地压管理。

因此，不论矿石和围岩稳固或不稳固，均可应用本类采矿方法。

v第三类，崩落采矿法。

本类采矿法为一个步骤回采，并且随回采工作面的推进，同时崩落围岩充满采空区，从而达到管理和控制地压的目的。

因此，崩落围岩充满采空区，是本类采矿方法的必要前提。

矿床的开拓方法：

井下开采、露天开采、海上钻井平台开采

露天采矿是用一定的采掘设备，在敞开的空间里从事开采作业，为了采出矿石，需将矿体周围的岩石及其覆盖岩层剥掉，爆破后矿石通过露天沟道运抵地表；

露天开采的优越性：

☺矿山基建时间短，单位矿石基建投资小

☺开采机械与自动化程度高，生产规模大

☺劳动生产率高，生产成本低

☺矿石损失与贫化小（lossanddepreciation）

☺开采条件好，作业较安全，运行较可靠

☺可调节性强

露天开采的缺点：

☹露天采场和排土场占地面积大，破坏自然景观和植被。

☹露天开采过程中产生的粉尘和释放的废气污染大气；排弃物中的有害成分流入水系和农田，影响生态平衡和农业生产。

☹露天开采易受气候条件，如严寒，酷暑，冰雪和暴风雨的影响和干扰。

☹剥采比：

每采出一吨矿石所需剥离的岩石量。

☹平均剥采比：

露天矿开采境界内总的需剥离岩石量与可采总矿石量之比。

☹生产剥采比：

露天矿某一生产时期内所剥离的岩石量与所采的矿石量之比。

☹分层剥采比：

露天矿开采露天采矿是用一定的采掘设备，在敞开的空间里从事开采作业，为了采出矿石，需将矿体周围的岩石及其覆盖岩层剥掉，爆破后矿石通过露天沟道运抵地表；境界内某一水平分层内的剥离岩石量与矿石量之比。

☹境界剥采比：

露天矿开采深度由某一水平延深至下一水平时，增加的岩石量与增加的矿石量之比。

露天开采运输方式：

1）铁路运输开拓

2）公路运输开拓

3）胶带运输开拓

4）联合运输开拓

v1.露天矿运营的步骤

（1）地面准备

（2）矿区隔水和疏干

（3）矿山基建工程

（4）正常生产

（5）扩建或改建

开采地下矿床时，从地表向地下掘进一系列井巷通达井田，使地表与井田之间形成为井田或阶段服务的提升、运输、通风、排水、供水、动力供应（电与压气）和充填等系统，称为矿床开拓

开拓井田所掘进的井巷，称为开拓巷道主要开拓巷道辅助开拓巷道

凡属主要为井田提升或运输矿石的开拓井巷，称为主要开拓井巷。

其它开拓井巷均称为辅助开拓井巷

开拓巷道在空间上的布置体系，称为开拓系统

开拓方法：

指形成井田开拓系统的不同类型和数量的主要开拓井巷的配置方式

凡用一条主要开拓巷道开拓井田的方法，称为单一开拓法。

若用一条以上主要开拓巷道开拓井田，称为联合开拓法。

开拓方法分类

井巷型式

典型开拓方法

单

一

开

拓

法

1.平硐开拓法

平硐

（1）下盘平硐开拓法

（2）上盘平硐开拓法

（3）侧翼平硐开拓法

2.斜井开拓法

斜井

（1）脉内斜井开拓法

（2）下盘斜井开拓法

（3）侧翼斜井开拓法

3.竖井开拓法

竖井

（1）下盘竖井开拓法

（2）上盘竖井开拓法

（3）侧翼竖井开拓法

4.斜坡道开拓法

斜坡道

（1）直线式斜坡道开拓法

（2）回返式斜坡道开拓法

（3）螺旋式斜坡道开拓法

从地表掘进水平巷道通达矿体的开拓方法，称为平硐开拓法

为整个矿井运矿的平硐称为主平硐

各阶段直接通地表的平硐称为阶段平硐

斜井开拓法注意事项

Ø采用斜井开拓时，斜井不能布置在上盘岩石中；

Ø斜井垂直深度大于90m时，应设专用人车运送人员；

Ø无人车运送人员的斜井，人行道宽度不得小于1.2m，高度大于1.8m，还应浇灌人行踏步、设人行扶手；

Ø每隔30~50m设坡度不小于0.3%的横向水沟；

Ø按安全规程要求留够人行道与设备间、设备与设备间的安全间距。

Ø从地面向下掘进垂直井筒开拓井田的方法，称为竖井开拓法。

适用条件：

矿体赋存在当地山麓以下，或者平坦地区地下，倾角大于45°或小于15°，埋藏较深，一般多采用竖井开拓。

竖井开拓法注意事项

v按提升容器分，有罐笼竖井、箕斗竖井、混合竖井。

v罐笼竖井用于年产量小于30万t、井深300m左右的中小型矿山；

v箕斗竖井用于年产量大于50万t、井深大于300m左右的大中型矿山。

v年产量在30~50万t时，可通过技术经济比较来决定提升容器和井筒形式。

v当开拓深度较大、地质条件复杂和施工困难时，为减少井筒数目和开拓工程量，可考虑采用混合竖井。

用通行无轨设备的倾斜巷道开拓井田的方法，称为斜坡道开拓法。

⏹根据斜坡道的用途，分为主斜坡道和副斜坡道。

通地表的斜坡道叫明斜坡道，不直接通地表的叫盲斜坡道。

目前明斜坡道作主斜坡道使用的较少，作副斜坡道为多

斜坡道线路形式有直线式（a）、回返式（b）、螺旋式三种（c），如图4-16所示。

斜坡道注意事项

⏹斜坡道断面取决于：

无轨设备的外形尺寸和所运送设备最大部件的外形尺寸，行车线路（单线或双线行车），车速，斜坡道的用途,支护方式，各种管线的布置方式,路面条件及安全间隙,通风要求等等。

⏹井下作业人员少并用车辆运送人员,可不设专用人行道,但路面应加宽1~1.2m。

⏹设人行道时，人行道宽度不应小于1.2m,并且应加高0.2m。

⏹单线行车的人行道，安全间隙为0.9~1.5m，无轨设备与支护壁之间距离不小于0.6m。

⏹在行车道与巷道壁之间设有水沟时，应加水沟宽度。

⏹双车线斜坡道，运行设备之间的间距与车辆运行速度有关，一般为0.8~1.2m，有的矿山取2.1m，车速高、车辆频繁取大值。

⏹无轨设备顶部至斜坡道顶板的最小安全距离不得小于0.6m，图4-18为金川公司二矿区斜坡道断面图。

第六讲海上钻井平台

海上钻井平台的建设过程及组成部分：

◆油井钻探

◆输油气管道铺设

◆中央处理平台

◆运输油气管道架设

◆电缆铺设

海洋钻井平台是主要用于钻探井的海上结构物。

平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段

•主要分为移动式平台和固定式平台两大类。

其中按结构又可分为：

（1）移动式平台：

坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台

（2）固定式平台：

导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台

第七讲采矿工艺

采矿方法：

指从矿块（采区）中采出矿石的方法

包括：

采准、切割和回采三项工作

采准是按照矿块构成要素的尺寸来布置的，为矿块回采解决行人、搬运矿石、运送设备材料、通风及通讯等问题；

切割为回采创造必要的自由面和落矿空间

回采工作：

完成落矿、矿石搬运和地压管理三项主要作业的具体工艺，以及它们之间在时间和空间上的配合关系，称为回采工作。

矿床开采方法分类：

空场法：

围岩要求稳固

崩落法：

自下而上开采，围岩能够崩落，地表允许塌陷

充填法：

稳固性好时，自下而上开采；稳固性差时，自上而下开采；围岩的稳固性是本方法选择的主要依据

采切工程分为采准工程和切割工程

采准工程：

在开拓矿量的基础上，按照不同采矿方法工艺的要求掘进的各类井巷工程。

分为脉内采准方法（薄矿体）和脉外采准方法（厚矿体）

脉内：

优点：