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冶金行业管理采矿学讲义

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矿石的氧化性是指硫化矿石在水和空气的作用下,变成了氧化矿石的性质。在硫化矿石中渗杂入氧化矿石后,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。(七)矿岩的自燃性

自燃性是指高硫化矿石(含硫量在18——20%以上),当其透水性及透气性良好的条件下,具有自燃发生的性能。

高硫化矿在井下氧化时,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。

由于上述原因,对于高硫化矿床必须要采取快采快处理的办法来开采,以减少矿石的损失。(八)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。对于北方寒冷地区的矿山,由于含水性会造成结冰。(九)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2.3——3.0 T/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3.5 T/m3左右。(或更大)

(2)块度——原矿岩崩落后则形成矿块,或岩石块,其尺寸的大小称为块度。

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。(一般按三度算,用方格法测定时,用二度定。

图6 矿石块度表示(见PPT9)

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。合格块度——即允许的矿石最大块度。通常合格块度为250——500mm之间,也有600mm。它是根据开采及加工的工艺和设备要求来确定的。随着机械化水平的提高,合格块度有增大的趋势。

(3)自然安息角——松散矿岩自然堆积时,其四周将形成倾斜的堆积坡面,我们把自然堆积坡面与水平面相交的最大角度,称为该矿岩的自然安息角。

图7矿石自然安息角(见PPT10)

§2、矿床地下开采概述一、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)(如杨杖子矿务局,中条山有色金属公司等)(长岭矿分为三个井田开采)

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。

图8 矿区/矿田/井田关系图(见PPT11)

(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。

图9 近水平矿床范围表示(见PPT12)

(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

① 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、大的断层等来划分,(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,主要的矿质量<赤及磁铁矿>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)。

② 照顾到生产管理上的方便。③ 要考虑到国民经济的需要。④ 考虑技术经济的合理性。总之,要进行综合分析。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。 (3)影响阶段高度的主要因素

阶段高度主要取决于矿体的赋存条件,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。因此,近年来有增加阶段高度的趋势。(受凿岩设备等限制条件)

图11 阶段和矿块的划分(见PPT14)

(4)矿块

在阶段中沿走向每隔一定距离,掘进天井连通上、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。

矿床的赋存条件不同,则开采矿块的方法也不同。(二)盘区和采区的概念(1)盘区

① 当开采水平和微倾斜矿床时, (即矿体倾角<5°的矿床)如果矿床的厚度不超过允许(如某矿体厚度80多米,若选用浅眼凿矿法开采,则80米超过了凿矿法常用的阶段,高50米太长,此时应分几个阶段开采,如

可分为30米阶段开采。根据具体采矿方法而定)的阶段高度,此时,在井田内不再划分为阶段。

为了工作上的方便,将井田用盘区运输巷道划分为长方形的矿段。我们把这矿段称为盘区。(当矿体厚度很大时,仍然划分为阶段来开采,如梅山铁矿)。

② 盘区的范围——盘区是以井田边界为其盘区的长度。而以两个相邻盘区运输巷道之间的距离为其盘区的宽度。

图12盘区和采区的划分(见PPT15)

(2)采区

在盘区中沿走向每隔一定距离,掘进回采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,把这个独立的回采单元称为采区。三、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) 开拓工作的意义——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、提升、运输、排水、供电、供风、供水等系统。

(2)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、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、井下大的硐室,主要阶段运输巷道、主淄矿井,充填井等,都属于开拓巷道。

图13开拓工作示意图(见PPT16)

【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。

(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。

图14矿块划分示意图(见PPT17)

② 创造条件——它为下一步回采工作创造条件(行人、通风、凿岩、放矿等条件)。

(3)采准工作的手段——指要开掘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、联络道等。

图15 采准工作示意图(见PPT18)

(4)采准系数与采准比

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重两项指标来表示。

2)采准系数(K1)

K1是指每一千吨采出矿石总量所需要掘进的采准、切割巷道的米数。即

K1=×1000

式中:ΣL——指一个矿块中采、切巷道的总长度(米)。

算K1)。

3)采准工作比重(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。

×100%

式中T’——矿块中采、切巷道的采出矿石量(吨)

T——矿块中采出矿石总量(吨)4)K1与K2的比较

① 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)。② 采准工作比重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,使之能反映出矿块的采准工作量。

5)K1、K2是比较采矿方法优劣的一个重要指标,但是,对于地质条件比较复杂的矿床,尤其当矿体比较薄,矿块采出矿量比较小时,采准工作必须为回采工作创造良好的条件。因此,不能不加分析地误认为采准工作量越小越好。(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。

开凿切割巷道切割天井(或切割上山等)拉底(水平自由面)拉底巷道(切割平巷、横巷等)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。现在设计部门都改用T表示计

米/千吨

切割工作包括 在切割巷道基础上扩大自由面工作 辟漏(形成剌叭面) 开立槽(垂直自由面)(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。 3)落矿工作

冶金行业管理采矿学讲义

矿石的氧化性是指硫化矿石在水和空气的作用下,变成了氧化矿石的性质。在硫化矿石中渗杂入氧化矿石后,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。(七)矿岩的自燃性自燃性是指高硫化矿石(含硫量在18——20%以上),当其透水性及透气性良好的条件下,具有自燃发生的性能。高硫化矿在井下氧化时,放出大量的热,经过一段时间,温度升高,会引起井
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