1、第一节第一节 金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征第二节第二节 开采单元的划分及开采顺序开采单元的划分及开采顺序第三节第三节 矿藏的开采步骤和三级矿量矿藏的开采步骤和三级矿量第四节第四节 矿石损失与贫化矿石损失与贫化第五节第五节 开采强度与矿井生产能力开采强度与矿井生产能力主要介绍金属矿床的工业特征、金属主要介绍金属矿床的工业特征、金属矿床的分类及金属矿床的特点；矿床回矿床的分类及金属矿床的特点；矿床回采单元划分方法，确定回采顺序和开采采单元划分方法，确定回采顺序和开采步骤和三级矿量计算方法；矿床开采过步骤和三级矿量计算方法；矿床开采过程中的矿石损失、贫化和三级矿量的确程中的矿石损失、贫化和三
2、级矿量的确定方法；定方法； 开采强度及矿井生产能力的确开采强度及矿井生产能力的确定。定。1、掌握矿石损失与贫化的基本概念。、掌握矿石损失与贫化的基本概念。2、掌握矿石损失与贫化的计算方法。、掌握矿石损失与贫化的计算方法。3、熟悉矿石及围岩的主要物理力学性质。、熟悉矿石及围岩的主要物理力学性质。4、熟悉矿田、井田、阶段、矿块、盘区、采区的概念。、熟悉矿田、井田、阶段、矿块、盘区、采区的概念。5、掌握阶段的确定方法和影响因素。、掌握阶段的确定方法和影响因素。6、掌握矿床的开采顺序和步骤。、掌握矿床的开采顺序和步骤。7、熟悉三级矿量的概念与计算方法。、熟悉三级矿量的概念与计算方法。8、掌握矿床的开采
3、强度和开采系数的概念与计算方法。、掌握矿床的开采强度和开采系数的概念与计算方法。9、掌握矿井生产能力的计算方法。、掌握矿井生产能力的计算方法。1、正确掌握矿石损失与贫化的计算方法。、正确掌握矿石损失与贫化的计算方法。2、矿床的开采强度、开采系数及矿井生产能力、矿床的开采强度、开采系数及矿井生产能力的计算方法。的计算方法。 矿石和废石的概念是相对的。矿石和废石的概念是相对的。一、矿石与废石一、矿石与废石1矿石：地壳中能提取国民经济所必须的矿物产品的矿石：地壳中能提取国民经济所必须的矿物产品的集合体。集合体。2矿体：在现代技术经济条件下，能以工业规模开采矿体：在现代技术经济条件下，能以工业规模开采
4、的矿石聚集体。的矿石聚集体。 3矿床：一个或数个矿体及其周围的岩石和地层、构矿床：一个或数个矿体及其周围的岩石和地层、构造等整个含矿地段。造等整个含矿地段。 4废石：在矿体周围的岩石废石：在矿体周围的岩石(围岩围岩)以及夹在矿体中的以及夹在矿体中的岩石岩石(夹石夹石)，不含有用成分或含量过少，当前不宜作，不含有用成分或含量过少，当前不宜作为矿石开采的集合体。为矿石开采的集合体。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征二、矿石的种类二、矿石的种类（1）根据所含金属种类划分：根据所含金属种类划分： 黑色金属矿石黑色金属矿石如铁、锰、铬如铁、锰、铬有色金属矿石有色金属矿石如铜、铅、锌、铝等如铜、铅、锌、
5、铝等稀有金属矿石稀有金属矿石如铌、钽等（也是相对概念）如铌、钽等（也是相对概念）放射性矿石放射性矿石如铀、钍等如铀、钍等贵重金属矿石贵重金属矿石如金、银、铂等如金、银、铂等非金属矿石非金属矿石如建筑石材、石膏、滑石等如建筑石材、石膏、滑石等 （2）按其所含金属矿物的性质，化学成份按其所含金属矿物的性质，化学成份自然金属矿石（单一元素），如金、铂银等。自然金属矿石（单一元素），如金、铂银等。氧化矿石氧化矿石指矿石的成分为氧化物。赤铁矿（指矿石的成分为氧化物。赤铁矿（Fe2O3）硫化矿石硫化矿石如黄铜矿（如黄铜矿（CuFeS2）、方铅矿（）、方铅矿（PbS）、闪锌矿（）、闪锌矿（ZnS）混合矿石混
6、合矿石是前三种的混合物。是前三种的混合物。 三、矿石品位三、矿石品位 指矿石中有用成分的含量。指矿石中有用成分的含量。 常用百分数或常用百分数或 g/t、g/m3表示。表示。1. 坚固性：指矿（岩）石抵抗外力的性能。坚固性：指矿（岩）石抵抗外力的性能。 与矿岩的强度有概念上的区别与矿岩的强度有概念上的区别坚固性的大小，常用坚固性系数坚固性的大小，常用坚固性系数f 表示。表示。 f Rc/Rc/ 100 (Rc单位单位 kg/cm2)坚固性影响凿岩速度、炸药消耗量和地压管理。坚固性影响凿岩速度、炸药消耗量和地压管理。四、矿石和围岩的物理力学性质四、矿石和围岩的物理力学性质金属矿床的工业特征金属矿
7、床的工业特征通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。如： 极坚固岩石 f=1520（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等） 坚硬岩石 f=8 10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等） 中等坚固岩石 f=4 6 （如普通砂岩，铁矿等） 不坚固岩石 f=0.83 （如黄土、仅为0.3）2. 稳固性：指矿（岩）石在空间允许暴露面积的大小和稳固性：指矿（岩）石在空间允许暴露面积的大小和暴露时间长短的性能。暴露时间长短的性能。 稳固性稳固性和和坚固性坚固性既有联系又有区别。既有联系又有区别。 根据矿岩的稳固程度，可将矿岩的稳固性分为五级：根据矿岩的稳固程度，可将矿岩的稳固性分为五级：中等稳固：
8、不支护的允许暴露面积为中等稳固：不支护的允许暴露面积为50200m2。极不稳固：掘进巷道或采矿时，不允许有暴露面极不稳固：掘进巷道或采矿时，不允许有暴露面积，否则可能产生片帮或冒落现象。积，否则可能产生片帮或冒落现象。 不稳固：不支护的允许暴露面积在不稳固：不支护的允许暴露面积在50m2以内。以内。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征 稳固：不支护的允许暴露面积为稳固：不支护的允许暴露面积为200800m2。 极稳固：不支护的允许暴露面积在极稳固：不支护的允许暴露面积在800m2以上。以上。矿岩稳固性影响到矿岩稳固性影响到井巷的维井巷的维护、护、采矿方法采矿方法及及地压管理地压管理方法方法的选
9、择。的选择。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征3. 结块性结块性 指采下的矿石在遇水指采下的矿石在遇水和受压，并经过一段时和受压，并经过一段时间后又重新连结成块的间后又重新连结成块的性质。性质。矿石的结块性对矿石的矿石的结块性对矿石的运输运输和和采矿方法选择采矿方法选择有影响。有影响。 金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征4. 氧化性氧化性 指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿石指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿石的性质。的性质。 矿石的氧化会降低选矿回收率。矿石的氧化会降低选矿回收率。矿石的自燃，会使井下温度上升，并可能引发地下矿石的自燃，会使井下温度上升，并可能引发地下火灾，对
10、矿井通风、爆破方法和采矿方法的选择有特火灾，对矿井通风、爆破方法和采矿方法的选择有特殊的要求。殊的要求。5. 自燃性自燃性 指高硫矿石，在空气中指高硫矿石，在空气中氧化并放出热量，经过一氧化并放出热量，经过一定时间后，温度升高，引定时间后，温度升高，引起自燃的性质。起自燃的性质。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征矿岩破碎后的体积与其原岩体积之比，称为碎胀系数矿岩破碎后的体积与其原岩体积之比，称为碎胀系数(或松散系数或松散系数)。坚硬矿岩。坚硬矿岩1.21.5 矿岩碎胀性对矿岩运输提升有影响。矿岩碎胀性对矿岩运输提升有影响。 6. 含水性含水性 指矿岩吸收和保持水分的性能。指矿岩吸收和保持水分
11、的性能。 矿岩含水性对矿岩含水性对放放矿、矿、运输运输，箕斗提升箕斗提升及及矿仓贮存矿仓贮存和和采采矿矿、巷道支护巷道支护等带来困难。等带来困难。7.碎胀性碎胀性 指矿岩破碎后体积增大的性质。指矿岩破碎后体积增大的性质。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征 层状矿床层状矿床 脉状矿床脉状矿床 块状矿床块状矿床 五、五、 金属矿床的分类金属矿床的分类 按矿体形状分类按矿体形状分类金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征矿体的倾角影响到采场中矿体的倾角影响到采场中矿石的运搬方式矿石的运搬方式和和矿床开拓矿床开拓方法方法的选择。的选择。 按矿体倾角分类按矿体倾角分类 水平和微倾斜矿床：倾角小于水平和微倾
12、斜矿床：倾角小于5。 缓倾斜矿床：倾角为缓倾斜矿床：倾角为530。 倾斜矿床：倾角为倾斜矿床：倾角为3055。 急倾斜矿床：倾角大急倾斜矿床：倾角大于于55。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征 按矿体厚度分类按矿体厚度分类 矿体的厚度：指矿体上盘与下矿体的厚度：指矿体上盘与下盘间的垂直距离或水平距离。盘间的垂直距离或水平距离。前者称前者称垂直厚度或真厚度垂直厚度或真厚度(图图1-1中的中的a)。后者称水后者称水平厚度平厚度(图图1-1中的中的b)。 图图11 矿体厚度矿体厚度 1矿体上盘；矿体上盘；2矿体下盘矿体下盘3矿体；矿体； 矿体倾角矿体倾角 金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征 极厚
13、矿体：厚度大于极厚矿体：厚度大于40m。 矿体的厚度大小对于矿体的厚度大小对于采矿方法的选择采矿方法的选择和和开拓开拓工程布置工程布置有影响。有影响。 矿体按厚度的不同，可分成五类：矿体按厚度的不同，可分成五类： 极薄矿体：厚度在极薄矿体：厚度在0.8m以下。以下。 薄矿体：厚度在薄矿体：厚度在0.84m之间。之间。 中厚矿体：厚度为中厚矿体：厚度为415m。 厚矿体：厚度为厚矿体：厚度为1540m。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征 矿床赋存条件不稳定矿床赋存条件不稳定 ； 矿石品位变化大；矿石品位变化大； 地质构造复杂；地质构造复杂； 矿石和围岩的坚固性大；矿石和围岩的坚固性大； 矿床的
14、含水性。矿床的含水性。 五、金属矿床的特点五、金属矿床的特点金属矿床的工业特金属矿床的工业特征征第一节第一节 复习思考题复习思考题1.矿石、矿体、矿床、废石与矿石品位的概念。2.对矿床开采影响较大的矿岩物理力学性质有哪些？它们对矿床开采有哪些影响？3.金属矿床按矿体倾角分为哪几类？按矿体厚度又分为哪几类？井田的划分及其范围，应根据国民经济的需要，矿床的井田的划分及其范围，应根据国民经济的需要，矿床的勘探程度、埋藏特征以及技术经济的合理性综合分析来确勘探程度、埋藏特征以及技术经济的合理性综合分析来确定。定。一、矿田和井田一、矿田和井田1.矿田：指划归一个矿山企矿田：指划归一个矿山企业开采的全部矿
15、床或矿业开采的全部矿床或矿床的一部分。床的一部分。2.井田：指在一个矿山企业井田：指在一个矿山企业中，划归一个矿井中，划归一个矿井(坑口坑口)开采的全部矿床或矿床的开采的全部矿床或矿床的一部分。一部分。开采单元划分及开采顺序开采单元划分及开采顺序号矿田矿区号矿田矿区、矿田、井田2号井田号矿田1号井田 阶段阶段在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿床时，在井田中每隔一定的垂直距离，掘进一条或几条与走向一致的主要运输巷道，将井田在垂直方向上划分为若干矿段。矿段即为阶段。二、阶段和矿块二、阶段和矿块开采单元划分及开采顺序开采单元划分及开采顺序阶段高度：阶段高度：上下两个相邻阶段上下两个相邻阶段运输巷道底板之间
16、运输巷道底板之间的垂直距离的垂直距离 (图中的图中的h)。阶段和矿块的划分阶段和矿块的划分 已采完阶段；已采完阶段；正开采阶段；正开采阶段；开拓、采准阶段；开拓、采准阶段；开拓阶段开拓阶段 ；H矿体垂直埋藏深度；矿体垂直埋藏深度；h阶段高度阶段高度L 矿体走向长度；矿体走向长度；1主井；主井；2石门；石门；3天井天井4排风井；排风井；5阶段运输平巷；阶段运输平巷；6矿块矿块影响阶段高度的因素（影响阶段高度的因素（p8共共8点）：点）：开采单元划分及开采顺序开采单元划分及开采顺序2. 矿块矿块矿块：指在阶段中沿矿块：指在阶段中沿走向每隔一定距离将矿走向每隔一定距离将矿体再划分为独立的开采体再划分
17、为独立的开采单元单元(图中图中6)。 （3）阶段高度的确定。）阶段高度的确定。阶段的合理高度应符合下列条件：阶段的合理高度应符合下列条件： 吨备采矿量分摊的基建费和经营费最小；吨备采矿量分摊的基建费和经营费最小； 能及时准备新阶段；能及时准备新阶段； 作业的安全性高；作业的安全性高； 与采用的采矿方法相适应；与采用的采矿方法相适应； 兼顾原有探矿巷道的利用。兼顾原有探矿巷道的利用。2025m、40m、50m、60m；100120m副阶段副阶段 开采单元划分及开采顺序开采单元划分及开采顺序 盘区盘区 在开采水平和微倾斜矿床时，如果矿床的厚度不超过在开采水平和微倾斜矿床时，如果矿床的厚度不超过允许
18、的阶段高度，则在井田内不再划分阶段。每隔一定允许的阶段高度，则在井田内不再划分阶段。每隔一定距离用距离用运输巷道运输巷道划分井田的开采范围划分井田的开采范围 ，如图所示。，如图所示。 盘区和采区划分盘区和采区划分 开拓盘区；开拓盘区；采准盘采准盘区；区；回采盘区；回采盘区；1主井；主井；2副井；副井；3主要主要运输巷道；运输巷道；4盘区运输道；盘区运输道；5采区运输巷道；采区运输巷道；6采区；采区；7切割巷道切割巷道三、盘区和采区三、盘区和采区开采单元划分及开采顺序开采单元划分及开采顺序下行式的开采顺序：是下行式的开采顺序：是由上而下逐个阶段由上而下逐个阶段(或几个或几个阶段阶段)开采。开采。
19、上行式则相反。上行式则相反。 （1） 前进式开采前进式开采 （2）后退式开采）后退式开采（3） 混合式开采混合式开采 四、矿床的开采顺序四、矿床的开采顺序1.井田中阶段的开采顺序井田中阶段的开采顺序2. 阶段中矿块的开采顺序阶段中矿块的开采顺序 按开采工作相对于主要开拓巷道按开采工作相对于主要开拓巷道(主井、主平硐主井、主平硐)的推的推进方向，阶段中矿块的开采顺序可分为三种：进方向，阶段中矿块的开采顺序可分为三种：开采单元划分及开采顺序开采单元划分及开采顺序双翼开采双翼开采(图图a) 单翼开采单翼开采(图图b) 侧翼开采侧翼开采(图图c) 阶段中矿块的开采顺序阶段中矿块的开采顺序 前进式开采；
20、前进式开采；后退式开采；后退式开采； 3. 相邻矿体的开采顺序相邻矿体的开采顺序 矿体倾角小于或等于围岩的移动角时，应从上盘向下矿体倾角小于或等于围岩的移动角时，应从上盘向下盘开采盘开采(图图a)。 开采单元划分及开采顺序开采单元划分及开采顺序 矿体倾角大于围岩移动角、两矿体相距很近时，无论矿体倾角大于围岩移动角、两矿体相距很近时，无论先采那个矿体，都因采空区围岩移动而相互影响先采那个矿体，都因采空区围岩移动而相互影响(图图c)。 相邻矿体的开采顺序相邻矿体的开采顺序 a 、b矿体倾角小于或等于岩石移动角；矿体倾角小于或等于岩石移动角；c矿体倾角大于岩石移动角矿体倾角大于岩石移动角 矿体倾角；
21、矿体倾角；上盘岩石移动角；上盘岩石移动角；下盘岩石移动角下盘岩石移动角 、相邻两条矿脉相邻两条矿脉开采单元划分及开采顺开采单元划分及开采顺序序第二节第二节 复习思考题复习思考题1、什么是井田、矿田？2、确定合理井田尺寸范围必须考虑哪些因素？3、阶段、矿块、盘区、采区的概念。4、什么叫阶段高度？影响阶段高度的因素有哪些？目前，我国金属矿床的阶段高度如何确定？5、简述阶段和矿块的开采顺序。6、简述相邻矿体的开采顺序7、金属矿床地下开采分为哪几个步骤？它们之间的关系如何？ 从地面掘进一系列巷道通达从地面掘进一系列巷道通达矿体，使地面与地下形成完整的矿体，使地面与地下形成完整的提升提升、运输运输、通风
22、通风、排水排水以及以及动动力供应力供应等系统，以便把人员、材等系统，以便把人员、材料、设备、动力和新鲜空气送入料、设备、动力和新鲜空气送入地下，同时把矿石、废石、矿坑地下，同时把矿石、废石、矿坑水、污浊空气等送到地面。水、污浊空气等送到地面。一、矿床开采步骤一、矿床开采步骤可分为可分为开拓开拓、采准采准、切割切割和和回采回采四个步骤。四个步骤。1. 矿床开拓矿床开拓为此目的而掘进的巷道，为此目的而掘进的巷道，称为称为开拓巷道开拓巷道。矿床开采步骤和三级矿矿床开采步骤和三级矿量量平平硐硐开开拓拓竖井开拓竖井开拓斜井开拓斜井开拓矿床开采步骤和三级矿量矿床开采步骤和三级矿量1下盘移动角阶段石门下盘斜
23、井沿脉平巷下盘竖井2. 矿块采准和切割矿块采准和切割 （1）矿块的采准工作）矿块的采准工作: 在已完成开拓的矿床里，掘进采在已完成开拓的矿床里，掘进采准和切割巷道，将阶段划分成矿块，并在矿块内创造准和切割巷道，将阶段划分成矿块，并在矿块内创造行行人、凿岩、放矿、通风人、凿岩、放矿、通风等条件的工作。等条件的工作。矿床开采步骤和三级矿量矿床开采步骤和三级矿量（2）矿块切割工作）矿块切割工作: 在进行或已完成了采准工作的矿块在进行或已完成了采准工作的矿块里，开辟自由面和自由空间，为大规模回采矿石创造良里，开辟自由面和自由空间，为大规模回采矿石创造良好的爆破和放矿条件并把漏斗颈扩大成漏斗等工作。好的
24、爆破和放矿条件并把漏斗颈扩大成漏斗等工作。 3.回采工作回采工作 在进行或已完成切在进行或已完成切割工作的矿块中，进行割工作的矿块中，进行的大量采矿工作。的大量采矿工作。 常用常用采切系数采切系数K1（m/kt）和和采切工作比重采切工作比重K2（t/t）两项指标衡量采切工程量的大小。（两项指标衡量采切工程量的大小。（p14）采切工作量是比较采矿方法优劣的一个重要指标。采切工作量是比较采矿方法优劣的一个重要指标。矿床开采步骤和三级矿量矿床开采步骤和三级矿量地压管理：对采矿形成的采地压管理：对采矿形成的采空区，引起矿柱和上下盘围岩空区，引起矿柱和上下盘围岩发生变形、破坏、移动等地压发生变形、破坏、
25、移动等地压现象，采取技术措施控制地压现象，采取技术措施控制地压和管理地压，消除地压产生的和管理地压，消除地压产生的不良影响。不良影响。 落矿：以切割空间为自由面，借助凿岩爆破方法来崩落矿：以切割空间为自由面，借助凿岩爆破方法来崩落矿石。落矿石。矿石运搬：指在矿块内把崩下的矿矿石运搬：指在矿块内把崩下的矿石，运搬到阶段运输巷道，并装入矿车。石，运搬到阶段运输巷道，并装入矿车。矿床开采步骤和三级矿量矿床开采步骤和三级矿量二、三级储（矿）量二、三级储（矿）量 将生产矿量按开采准备程度划分为将生产矿量按开采准备程度划分为开拓矿量开拓矿量、采准矿采准矿量量和和备采矿量备采矿量三级，称为三级储量。三级，称
26、为三级储量。 开拓矿量开拓矿量指凡开掘完成设计规定的指凡开掘完成设计规定的开拓系统开拓系统中的井巷，形成中的井巷，形成完整的完整的提升提升、运输运输、通风通风、排水系统排水系统和采准以前需进和采准以前需进行的生产探矿工程，在此范围内所控制的矿量。行的生产探矿工程，在此范围内所控制的矿量。矿床开采步骤和三级矿量矿床开采步骤和三级矿量2.采准矿量采准矿量指在开拓矿量的基础上，全部完成指在开拓矿量的基础上，全部完成采矿方法采矿方法所规定的所规定的采准巷道工程，在此范围内的矿量。采准巷道工程，在此范围内的矿量。 三级矿量是保证矿山正常生产的一项重要指标。三级矿量是保证矿山正常生产的一项重要指标。“采掘
27、并举，掘进先行。采掘并举，掘进先行。” 互为超前互为超前3.备采矿量备采矿量 指在采准矿量的基础上，全部完成采矿方法所规定的指在采准矿量的基础上，全部完成采矿方法所规定的切割工程，可以立即进行回采的矿量。切割工程，可以立即进行回采的矿量。矿床开采步骤和三级矿量矿床开采步骤和三级矿量 三级矿量的计算三级矿量的计算 我国现行规定三级矿量用生产保有期限来表示。我国现行规定三级矿量用生产保有期限来表示。 三级矿量保有期限定额三级矿量保有期限定额三级矿量类别黑色金属矿山有色金属矿山三级矿量类别黑色金属矿山有色金属矿山开开 拓拓 矿矿 量量35年年3年年采采 准准 矿矿 量量1.52年年1年左右年左右备备
28、 采采 矿矿 量量612个月个月6个月左右个月左右根据上表所列三级矿量保有期限，可以算出各级矿根据上表所列三级矿量保有期限，可以算出各级矿量。量。矿床开采步骤和三级矿量矿床开采步骤和三级矿量式中式中 A矿井年产量矿井年产量(选厂年处理原矿石能力选厂年处理原矿石能力)，t/a； tk开拓矿量的保有期限，开拓矿量的保有期限， a； r 废石混入率废石混入率(混入采出矿石中的废石量与采出矿混入采出矿石中的废石量与采出矿石量之比率；石量之比率； K 矿石回收率矿石回收率(采出的纯矿石量与工业储量之比采出的纯矿石量与工业储量之比率率)，%。 开拓矿量开拓矿量Qk KrAtk)1(Qk=矿床开采步骤和三级
29、矿量矿床开采步骤和三级矿量QB= 采准矿量采准矿量QzQz=KrAtz)1(式中式中 tz 采准矿量的保有期限，采准矿量的保有期限， 年。年。 备采矿量备采矿量QBKrAtB)1(式中式中 tB 备采矿量的保有期限，月。备采矿量的保有期限，月。矿床开采步骤和三级矿量矿床开采步骤和三级矿量第三节第三节 复习思考题复习思考题1. 金属矿床地下开采分为哪几个步骤？之间的关系？2.矿床开拓、开拓巷道、矿块采准工作、矿块切割工作、采准系数的概念。3.矿床地下开采中采准工作包括哪些内容？如何衡量采准工作量的大小？4.三级矿量是指哪些矿量？三级矿量不足或过多对矿山开采有何影响？5.某矿年产量100吨，按历年
30、统计其采准系数K1=15m/kt，采准工作比重K2=5%，试确定该矿年采准切割巷道总长度？掘进附产矿石量为多少吨？6.某矿块按设计需掘进250m采准巷道，80m切割巷道，预算采出矿石量25000吨，计算该矿块的采准系数。7.设计某矿年产锰矿石100万吨，废石混入率8%，矿石回采率88%，试计算应为投产准备的三级矿量各为多少吨？矿石损失率：指在开采过程中损失的工业储量与原工矿石损失率：指在开采过程中损失的工业储量与原工业储量之比率。业储量之比率。矿石回收率：指采出的纯矿石量与工业储量之比率。矿石回收率：指采出的纯矿石量与工业储量之比率。损失率和回收率均用损失率和回收率均用百分数百分数(%)表示。
31、表示。一、矿石损失和贫化的概念一、矿石损失和贫化的概念 矿石损失与损失率矿石损失与损失率矿石损失矿石损失 指在开采过程中造成矿石在数量上的减少。指在开采过程中造成矿石在数量上的减少。 矿石损失和表示方法矿石损失和表示方法矿石损失与贫化矿石损失与贫化废石混入率：混入采出矿石中的废石量与采出矿石量废石混入率：混入采出矿石中的废石量与采出矿石量之比率，用百分数之比率，用百分数(%)表示；表示；矿石贫化率：采出矿石品位比原矿石品位降低的百分矿石贫化率：采出矿石品位比原矿石品位降低的百分率。率。矿石损失与贫化是评价矿床开采的主要指标，它反矿石损失与贫化是评价矿床开采的主要指标，它反映了资源的利用情况和采
32、出矿石的质量情况。映了资源的利用情况和采出矿石的质量情况。 2矿石贫化与贫化率矿石贫化与贫化率矿石贫化矿石贫化 指在开采过程中，由于各种原因造成矿石质量的降低。指在开采过程中，由于各种原因造成矿石质量的降低。 矿石贫化和表示方法矿石贫化和表示方法矿石损失与贫化矿石损失与贫化 由于地质条件和水文地质条件等引起的矿石损失。由于地质条件和水文地质条件等引起的矿石损失。 需留保安矿柱而不能回采的损失。需留保安矿柱而不能回采的损失。 采下损失：主要包括采下后残留在采场内不能运出的采下损失：主要包括采下后残留在采场内不能运出的矿石损失和运输过程中的损失。矿石损失和运输过程中的损失。 未采下损失：主要包括设
33、计应当开采而未采下的损未采下损失：主要包括设计应当开采而未采下的损失、矿块内留下的永久性矿柱不能采出的矿石损失。失、矿块内留下的永久性矿柱不能采出的矿石损失。二、矿石损失与贫化的原因二、矿石损失与贫化的原因1矿石损失的原因矿石损失的原因 非开采损失非开采损失 开采损失开采损失矿石损失与贫化矿石损失与贫化 有用成分氧化或被析出。有用成分氧化或被析出。1矿石损失与贫化计算公式矿石损失与贫化计算公式设设Q矿体矿体(矿块矿块)工业储量，工业储量， t；Q0开采过程中损失的工业储量，开采过程中损失的工业储量， t；R 混入采出矿石中的废石量，混入采出矿石中的废石量， t；T采出矿石量，采出矿石量， t；
34、 矿石贫化的原因矿石贫化的原因 因矿体边界控制不好、夹石未剔出或在覆岩下放矿等因矿体边界控制不好、夹石未剔出或在覆岩下放矿等原因混入了废石；原因混入了废石； 高品位粉矿流失；高品位粉矿流失；三、矿石损失与贫化计算三、矿石损失与贫化计算 矿石损失与贫化矿石损失与贫化 矿石量平衡式：矿石量平衡式： T=（QQ0）R (11) 金属量平衡式：金属量平衡式： T =(QQ0) +R (12) 由式由式(11)得：得：R=T（Q+ Q0），代入式），代入式(12)，得，得矿石损失率矿石损失率q的计算公式：的计算公式： 工业储量矿石的品位，工业储量矿石的品位，%； 采出矿石采出矿石(包含混入的废石包含混入
35、的废石)的品位，的品位， 混入废石的品位，。混入废石的品位，。 根据矿体根据矿体(矿块矿块)开采结果，可列出如下矿石量和金属量开采结果，可列出如下矿石量和金属量各自平衡的方程式各自平衡的方程式%100)1 (%1000 QTQQq (13)矿石损失与贫化矿石损失与贫化 废石混入率与矿石贫化率是表示在开采过程中矿石废石混入率与矿石贫化率是表示在开采过程中矿石 质量降低的两个不同概念的指标，应当分别进行计算。质量降低的两个不同概念的指标，应当分别进行计算。 由式由式(11)得：得： （Q Q0 ）RT，代入式，代入式(13)，得废石混入率的计算公式，得废石混入率的计算公式 矿石贫化率矿石贫化率是指
36、工业储量矿石品位与采出矿石品位之是指工业储量矿石品位与采出矿石品位之差对工业储量矿石品位之比。差对工业储量矿石品位之比。矿石贫化率的计算式为：矿石贫化率的计算式为：%100%100 TR%100矿石损失与贫化矿石损失与贫化已知某锡矿床的工业储量95000t，工业储量矿石品位8%，矿块采出矿石量89000t，采出矿石品位7%，混入废石品位2%，计算废石混入率、矿石回采率、矿石贫化率和金属回收率各为多少？ 间接法：地质测量人员不能进入采场进行实地观测，间接法：地质测量人员不能进入采场进行实地观测，则只能用间接法计算则只能用间接法计算 。 选择合理的开拓方法，尽可能少留或不留保安矿柱。选择合理的开拓
37、方法，尽可能少留或不留保安矿柱。 矿石损失与贫化的计算程序矿石损失与贫化的计算程序 直接法：地质测量人员进入采场进行实地观测，可用直接法：地质测量人员进入采场进行实地观测，可用 直接法计算矿石损失率与废石混入率。直接法计算矿石损失率与废石混入率。四、降低矿石损失与贫化的措施四、降低矿石损失与贫化的措施 加强地质测量工作，为采矿设计和生产提供可靠的加强地质测量工作，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。和矿石损失量。矿石损失与贫化矿石损失与贫化 加强生产管理，建立健全质量监测、管理和控制体加强生产管理，
38、建立健全质量监测、管理和控制体系，减少矿石贫化与损失。系，减少矿石贫化与损失。 选择合理的开采顺序，及时回采矿柱和处理采空区。选择合理的开采顺序，及时回采矿柱和处理采空区。 选择合理的采矿方法及其结构参数，改进采矿工艺，选择合理的采矿方法及其结构参数，改进采矿工艺，减少回采的损失与贫化。减少回采的损失与贫化。 选择合理的底部出矿结构，推广无轨出矿设备和振动选择合理的底部出矿结构，推广无轨出矿设备和振动出矿设备，加强放矿管理，提高矿石回收率，降低矿石出矿设备，加强放矿管理，提高矿石回收率，降低矿石贫化率。贫化率。 选择适宜的提升、运输方式和容器，避免多次转运选择适宜的提升、运输方式和容器，避免多
39、次转运矿石，减少粉矿损失。矿石，减少粉矿损失。矿石损失与贫化矿石损失与贫化 矿床开采强度矿床开采强度: 指矿床开采的快慢程度。指矿床开采的快慢程度。 常用的矿床开采强度指标为回采工作常用的矿床开采强度指标为回采工作年下降深度年下降深度和和开采系数开采系数。 地下金属矿山矿床开采年下降深度查表。地下金属矿山矿床开采年下降深度查表。 根据采矿技术水平、矿床自然条件和矿床可采的技术根据采矿技术水平、矿床自然条件和矿床可采的技术经济条件，合理地选取矿床开采年下降深度指标。经济条件，合理地选取矿床开采年下降深度指标。一、矿床开采强度一、矿床开采强度1.年下降深度年下降深度 开采强度和生产能力开采强度和生
40、产能力式中式中 h 年下降深度，年下降深度，m； A 矿井生产能力，矿井生产能力，ta S 矿体水平面积，矿体水平面积，m2； 矿石体重，矿石体重，tm； r 废石总混入率，废石总混入率，%； K 矿石总回采率，矿石总回采率，%； KH 矿体厚度修正系数，查表；矿体厚度修正系数，查表； Kq 矿体倾角修正系数，查表；矿体倾角修正系数，查表； E 地质影响系数，地质影响系数，0.71.0。在设计阶段，该指标可作为验证计算矿山生产能在设计阶段，该指标可作为验证计算矿山生产能力的方法之一。年下降深度的计算公式如下：力的方法之一。年下降深度的计算公式如下： h= KqEKKSrAH)1(开采强度和生产
41、能力开采强度和生产能力2. 开采系数开采系数 用每用每l m2 矿体的水平面积每年矿体的水平面积每年(或月或月)采掘吨数。采掘吨数。矿山年下降深度随矿体厚度的减小、倾角的增大及同矿山年下降深度随矿体厚度的减小、倾角的增大及同时开采阶段数增加而增大的。时开采阶段数增加而增大的。 CK=SA 开采强度和生产能力开采强度和生产能力指在正常生产时期，单位时间内采出的矿石量。指在正常生产时期，单位时间内采出的矿石量。 矿井生产能力，是矿床开采的主要技术经济指标之一。矿井生产能力，是矿床开采的主要技术经济指标之一。 矿井生产能力，是根据矿床地质条件、资源条件、技矿井生产能力，是根据矿床地质条件、资源条件、
42、技术经济条件，综合分析经济、技术、安全和时间因素等术经济条件，综合分析经济、技术、安全和时间因素等确定的。确定的。它应该具体地体现国家的技术经济政策和最大限度地它应该具体地体现国家的技术经济政策和最大限度地满足国民经济发展的需要。满足国民经济发展的需要。 二、矿井生产能力二、矿井生产能力 1. 确定矿井生产能力的依据确定矿井生产能力的依据开采强度和生产能力开采强度和生产能力式中式中 A 矿井生产能力，矿井生产能力，ta； Q 矿床工业储量，矿床工业储量， t； T 矿井服务年限，矿井服务年限，a； K 矿石总回收率，；矿石总回收率，； r 废石总混入率，。废石总混入率，。我国金属矿山经济上合理
43、的矿井生产能力和服务年我国金属矿山经济上合理的矿井生产能力和服务年限可查阅资料。限可查阅资料。2. 矿井服务年限矿井服务年限 矿床工业储量，矿井生产能力和矿井服务年限之矿床工业储量，矿井生产能力和矿井服务年限之间，有下列关系：间，有下列关系： A= )1(rTQK开采强度和生产能力开采强度和生产能力矿山规模 黑色金属矿山生产能力 （万吨）有色金属矿山生产能力 （万吨）矿井服务年限大 型10010030中 型301002010020小 型 301015经济上合理的矿井生产能力和服务年限经济上合理的矿井生产能力和服务年限 开采强度和生产能力开采强度和生产能力（3）对提高开采技术水平的要求）对提高开
44、采技术水平的要求三、对矿床开采的要求三、对矿床开采的要求（1）基本要求）基本要求 1. 确保矿床开采工作的安全及良好的劳动条件；确保矿床开采工作的安全及良好的劳动条件；2. 劳动生产率高；劳动生产率高；3.不断提高开采强度；不断提高开采强度；4. 矿石的损失贫化小；矿石的损失贫化小； 5.降低矿石成本；降低矿石成本；（2）对环境保护的要求）对环境保护的要求第五节复习思考题第五节复习思考题1某地下铁矿床，矿体倾角45，厚度32m，矿井年生产能力为120万吨，矿体可采水平面积8000m2，矿石体重3.2t/m3，废石混入率15%，矿石回采率87%，试计算该矿床年下降深度。2己知某矿矿体厚度25m，
45、倾角90，水平可采面积10000 m2，单阶段回采，试选定该 矿床年下降深度，并计算可能达到的矿井年生产能力。(矿石损失率12%，废石混入率5%，矿石体重3.3t/m3)3某铜矿工业储量560万吨，设计矿井生产能力为1000t/日，矿石回采率85%，废石混入率8%，试评述该 矿床服务年限的合理性。 第一节第一节地下矿床开拓概述地下矿床开拓概述第二节第二节平硐开拓平硐开拓第三节第三节竖井开拓竖井开拓第四节第四节斜井开拓斜井开拓第五节第五节联合开拓联合开拓第二篇第二篇 地下矿床开拓地下矿床开拓第六节第六节开拓巷道布置开拓巷道布置第七节第七节开拓方法选择开拓方法选择1、掌握掌握地下开采矿床开拓的概念
46、和类型地下开采矿床开拓的概念和类型； 2、掌握掌握各种开拓方法方案的特点及适用条件，并能够各种开拓方法方案的特点及适用条件，并能够用示意图表示用示意图表示； 4、掌握掌握主溜井和井底车场的用途、形式、参数的选主溜井和井底车场的用途、形式、参数的选择及其布置；择及其布置； 3、掌握掌握地表移动带的圈定方法及有关概念地表移动带的圈定方法及有关概念； 5 5、了解了解矿床开拓方法选择的基本要求及其影响因素；矿床开拓方法选择的基本要求及其影响因素； 6、矿床开拓方法选择的方法和步骤。、矿床开拓方法选择的方法和步骤。地表移动带的圈定方法地表移动带的圈定方法；主溜井和井底车场的参数的主溜井和井底车场的参数
47、的选择及其布置；选择及其布置；用示意图表示各种开拓方法方案及特点、适用条件；用示意图表示各种开拓方法方案及特点、适用条件；地表移动带的圈定方法及有关概念地表移动带的圈定方法及有关概念；主溜井和井底车场主溜井和井底车场的用途、形式、参数的选择及其布置；的用途、形式、参数的选择及其布置； 一、开拓巷道一、开拓巷道 开拓巷道是为开拓矿床而掘进井巷。开拓巷道是为开拓矿床而掘进井巷。 开拓巷道可分为：主要开拓巷道和辅助开拓巷道二类。开拓巷道可分为：主要开拓巷道和辅助开拓巷道二类。开拓系统开拓系统:指不同种类、数量的开拓巷道在空间配合布指不同种类、数量的开拓巷道在空间配合布置的整体。置的整体。井田的开拓系
48、统至少有两个独立的通地表的安全出口。井田的开拓系统至少有两个独立的通地表的安全出口。如果以井筒作为安全出口，则必须在井筒中设置梯子间。如果以井筒作为安全出口，则必须在井筒中设置梯子间。二、开拓方法及其分类二、开拓方法及其分类 开拓方法：指形成井田开拓系统的不同类型和数量的主开拓方法：指形成井田开拓系统的不同类型和数量的主要开拓巷道的配合与布置。要开拓巷道的配合与布置。开拓方法分类见表开拓方法分类见表61 (p29) 单一和联合两大类 地下矿床开拓概述地下矿床开拓概述以平硐为主要开拓巷道开拓矿床的方法，称为平硐以平硐为主要开拓巷道开拓矿床的方法，称为平硐开拓法。开拓法。一、平硐开拓法的分类一、平
49、硐开拓法的分类 1. 垂直矿体走向下盘平硐开拓法（图垂直矿体走向下盘平硐开拓法（图61）平硐开拓法平硐开拓法 区别阶段平硐和平硐溜井开拓2. 垂直矿体走向上盘平硐开拓法；垂直矿体走向上盘平硐开拓法； 平硐开拓法平硐开拓法3.沿矿体走向平硐开拓法沿矿体走向平硐开拓法平硐开拓法平硐开拓法平硐开拓法平硐开拓法二、平硐开拓法的特点二、平硐开拓法的特点 1主平硐以上各阶段采下的矿石通过溜井下放到主平主平硐以上各阶段采下的矿石通过溜井下放到主平硐水平，然后用矿车运出地表；硐水平，然后用矿车运出地表；2人员、设备、材料由辅助盲竖井或盲斜井提升到人员、设备、材料由辅助盲竖井或盲斜井提升到各个阶段；各个阶段；3
50、新鲜风流通过主平硐、辅助新鲜风流通过主平硐、辅助盲竖（斜）井进入上部各工作地盲竖（斜）井进入上部各工作地点，污风从回风井巷排出地表。点，污风从回风井巷排出地表。4、地下水沿主平硐、地下水沿主平硐水沟自流到地表硐口。水沟自流到地表硐口。平硐开拓法平硐开拓法三、平硐开拓法适用条件三、平硐开拓法适用条件当矿体（或其大部分）赋存在当地地平面以上。当矿体（或其大部分）赋存在当地地平面以上。 四、优缺点四、优缺点1、优点、优点 基建期短，脉内开拓时付产矿石多；补充勘探。基建期短，脉内开拓时付产矿石多；补充勘探。2、缺点、缺点 平硐在脉内布置时，必须从井田后退式回采。平硐在脉内布置时，必须从井田后退式回采。
