非煤矿山地下开采的基本概念.docx

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非煤矿山地下开采的基本概念

非煤矿山地下开采的基本概念

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）。

1工业矿床——在当前技术经济条件下，符合开采和利用要求

的矿床叫工业矿床。

2非工业矿床——与上述情况反之，叫非工业矿床。

（5）围岩——矿体周围的岩石叫围岩。

1上盘围岩——指矿体上部围岩。

2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）废石的概念在采矿过程中所采出的围岩或夹石，一般称为废石。

（或者说废石是：

矿床周围的围岩以夹石、根本不含有用成分或者含量过少，当前不宜作为矿石开采的称之为废石）。

注意】应当指出，矿石与废石的概念是相对的，它与一个国家的社会制

度，一个国家的科学技术发展水平，已经掌握的资源情况，以及对某种金属的需要量都存有关系。

例如，锡和铜，过去锡品位达到期0.8%，才算矿石可以开采，而现在饧品位只要达到0.2～0.3%，就作为矿石开采，过去铜的品位只有达到1.0%，才开采，而现在达到0.4～0.6%，即可作为矿石开采。

过去废石，而现在却变成了可开采的矿石。

（黄金品位达8～10克/吨就是富矿）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。

所谓品位就是：

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。

（二）边界品位这是指可采矿石有用成份含量和最低界限。

它是矿体边界上矿石上最低品位，是划分矿石和废石，圈定矿体范围的标准。

在圈定的矿本范围内，任意取样点的品位，一般都不应当小于边界品位。

（三）最低工业品位是指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，或者产，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

注意】①边界品位和最低工业品位也是相对概念，是可以变化的

②品位的表示方法实例：

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、投固性、碎胀性、结块性、氧化性、自燃性及含水性等。

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。

或者说较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，高于矿岩的成份，结构，构造节理状况，风化程度，以及水高地质条件都有关系，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。

金属矿床分类及其工业特征

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）。

（1）按矿体形状分类

1）层状矿体——这种矿体是一层一层的。

多源于沉积或变质沉积矿床。

特点是：

①层状矿床的品位，倾角和厚度变化不大，比较稳定。

②矿床规模比较大。

3多见于黑色金属矿床。

（乱矿多见）

2）脉状矿体

这类矿床主要是由于热液和气化作用，将矿物充填于地壳的裂隙中生成的矿床。

特点是：

①矿脉与围岩接触处有蚀变现象

②矿床赋存条件不稳定；

3有用成分含量不均匀；（品位变化大）

（有色金属，稀有金属及贵重金属硫矿床多属此类）

3）块状矿床这类矿床主要是充填，接触高代分离和氧化作用形成的。

特点：

①形状很不规则。

呈不规则的透镜状，矿株等形；

②矿体大小不一；

③矿体与围岩的界限不明显；

某些金属矿床（铜、铅、锌等）属此类。

我国的南京梅山铁矿也属此类矿床。

（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；φ——a与b夹角；α——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）。

（3）按矿体倾角分类（与矿石运搬方式有关）

1）水平矿体

矿体倾角小于5°（包括微倾斜矿体）。

可使用有轨或无轨运搬设备直接进入采坊运搬矿石。

2）缓倾斜矿体

矿体倾角在5°——30°之间。

可采用人力或电力，运输机等机械设备运搬矿石。

3）倾斜矿体

矿体倾角在30°——55°之间。

可借助于溜槽，溜板或外力抛掷等方法，进行自重运搬矿石。

4）急倾斜矿体

矿体倾角应大于55°。

可利用矿石自重的重力运搬方法。

【注】以上分类方法是相对的，随着其他无轨机械设备的发展，分类界线将会变化。

井田及其划分原则

（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。

（西北区，中央区，东南区）

参考内容】关于矿岩的走向与倾向的概念

（1）走向线——岩层的层面与水平面的交线叫该岩层的走向线。

（对不规则的矿体来说，矿体的理想中心面与水平面的交线叫该矿体的走向线）。

（2）走向——走向线的水平方位角叫走向（由于走向线是平面上的一条线，所以能用它与正北方向所夹的角度来表示它的方向。

如某岩层露头在地质平面图上的上向为北东60o（NE60），就表

示该岩层是从正北算起向东数60o角）。

（3）走向长——矿体沿走向的长度，称为矿体的走向长。

（4）倾斜线——在岩层平面内垂直走向的线叫倾斜线。

（5）倾斜——倾斜线的方向叫倾斜（或倾向）。

（倾斜也是用倾斜线在水平面上的投影与正北或正南的夹角来表示，走向和倾斜在平面内的投影成垂直关系。

6）倾角——倾斜线与水平面形成的夹角叫倾角。

也就是岩层面与水

所形成的夹角，叫岩层的倾角。

7）关于延深、埋进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。

可用埋道深度和赋存深度来表示。

b）埋道深度（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或倾斜距离。

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20——30米；

急倾斜矿体，阶段高度通常为50——60米，个别也有达到80——120米左右的。

但是，对于不同的采矿方法，则所需求的阶段高度是不同的。

4）矿块

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

矿床的赋存条件不同，则开采矿块的方法也不同矿床的开采步骤

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。

（一）开拓工作

（1）开拓工作意义——是指：

从地面掘进一系列巷道达到矿体，使矿体连通地面，形成人行、通风、运输、排水、供电、供风、供水等系统。

开拓的目的——①把井下将要采出的矿石废石运到地表

②把废水和污浊的空气排到地表

③把人员、材料高级设备运到井下进行生产

（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、井下大的石日室，主要阶段运输巷道、主淄矿井，充填井等，都属于开拓巷道。

（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：

1划分矿块——即将阶段再划分成矿块，作业独立的回采单元。

2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）。

（3）采准工作的手段——指要开拓一系列巷道来实现的。

采准巷道如漏斗颈，淄矿小井、人行、通风天井、联络边等。

（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

四）回采工作

1）回采工作定义——当切割工作完成以后，同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。

（5）地压管理工作

1）地压管理工作的概念地压管理工作在采矿工作中占有重要的地位。

地压——是指矿石采出来以后，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。

我们把这种现象叫地压。

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。

2）地压管理的方法：

有三种方法

①凿矿柱支撑采空区；

②用充填料充填采空区；

③用崩落的围岩来管理地压；

（2）三级矿量的含意

①开拓矿量——是指开拓工作搞完以后所圈定的矿量。

（也即开拓巷道水平以上所控制的矿量）。

开拓矿量的边界是：

由已开拓的巷道水平起，向上只能推算一个中段的高度，沿走向算至巷道揭露点上。

开拓矿量要保证3——5年。

②采准矿量——采准矿量是开拓矿量的一部分。

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，以此范围圈定的矿量叫采准矿量。

采准矿量应保证1——3年。

3待采矿量——待采矿量是采准矿量的一部分。

它是做完辅助采准工作以后，所圈定的矿量。

也就是指切割工作全部完毕，可以立即进行回采工作的矿量，叫待采矿量。

待采矿量一般要保证0.5——1.0年的质量。