非煤固体矿床开采自考复习资料

-1-《非煤固体矿床开采》复习资料第一章总论1.矿石：凡是地壳里面的有用成分矿物集合体，在现代技术经济条件下能以开发利用的矿物产品，就叫矿石。矿体：指具有一定形体和产状的矿石的天然集合体。围岩：矿体周围的岩石叫围岩。夹石：夹在矿体中的岩石叫夹石。废石：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）。2.矿床：是一定区域矿体的总称。按照矿床中有用成分的性质和工业用途可分为：金属矿床、非金属矿床和可燃有机矿床（石油、天然气和煤矿床等）。金属矿床：可供工业上提取金属矿产的矿床。一定区域内金属矿体的总称。3.金属矿石：含有金属成分的矿石就叫金属矿石。非金属矿石：从中提取非金属成分的矿石就叫非金属矿石。4.矿石品位：矿石品位是指矿石中有用成分（元素、化合物或矿物）的单位含量。一般指矿石中有用成分的质量与矿石质量之比，用百分数表。边界品位：划分矿体与围岩的有用成分的最底含量标准。工业品位：是指在当前技术经济条件下可以开采利用的矿体（矿段）的最低平均品位（也称最低可采品位），叫工业品位。5.矿岩的硬度：表示矿物的坚硬程度。岩石的坚固性：是指矿石抵抗外力（机械、爆破）的能力，常用普氏系数（坚固性系数）f表示。一般情况下f小于3～４,可以机械开采，否则，只能爆破开采。矿岩的稳固性：是指矿石和围岩允许暴露的面积大小和时间长短的性质。矿岩的碎胀性：矿岩在破碎后，碎块之间有较大的空隙，其体积比原岩体积要增大，这种性质称为碎胀性。6.矿石和围岩的物理力学性质中，对矿床开采影响较大的因素有：坚固性、稳固性、结块性、氧化性和自燃性、含水性及碎胀性等。矿石“三性”：结块性、氧化性和自燃性7.矿床形成：非煤矿床是由地壳中的化学元素在各种成矿作用下迁移、富集而成。成矿作用：是指把地壳中的有用成分和其他成分分离开来，集中富集而形成矿床的地质作用。非煤矿床按成因分为：内生矿床（岩浆矿床、伟晶矿床、气水--热液矿床）、外生矿床（风化矿床、沉积矿床）、变质矿床。矿体按矿体形状可分为：层状矿床、脉状矿床、透镜状矿床、巢状矿石和柱状矿石等。8.矿体按矿体厚度可分为：极薄矿体、薄矿体、中厚矿体、厚矿体、极厚矿体。9.金属矿石按其所含金属种类可分为：贵重金属矿、有色金属矿、黑色金属矿、稀有金属矿、放射性矿石。10.金属矿石按其所含金属矿物性质、矿物组成和化学成分可分为：自然金属矿石、氧化矿石、硫化矿石、混合矿石。11.非煤矿床的特点是什么？地质构造真复杂，形态品位变化大，赋存条件不稳定，矿石围岩都很硬。12.极坚固岩石、坚硬岩石、中等坚固岩石和不坚固岩石f系数等于多少？①极坚固岩石f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等）②坚硬岩石f=8～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等）③中等坚固岩石f=4～6（如普通砂岩，铁矿等）④不坚固岩石f=0.8～3第二章非煤矿床开采的原则1.矿石的贫化：在矿床开采过程中，由于围岩或夹石混入造成采出矿石品位的下降，此现象称贫化。其贫化的程度用贫化率来表示。矿石的损失：在矿床开采过程中，不可能将地质部门圈定的工业矿石全部开采出来，必有一部分工业矿石永久的损失在地下，此现象叫损失，其损失的程度用损失率来表示。矿石损失率：在开采过程中损失的工业储量与工业储量之比率。2.矿体产状的三要素指：是指矿体的走向、倾向和倾角。3.金属矿床的埋藏要素：矿体走向长度、矿体厚度、矿体倾角、矿体延伸深度等。4.我国采掘工作的“八字方针”是：采掘并举，掘进先行。5.矿床开采的步骤分为：矿床开拓、矿块采准切割、矿石回采。6.有色金属矿山按年产量计“三级矿量”保有年限要求，三级矿量是“316”，即开拓三年，采切1年，待采矿量半年7.按开采准备程度可将矿石储量分为：开拓矿量；采准矿量；待采矿量8.阶段中矿块的开采顺序为：前进式、后退式、混合式。-2-9.阶段的开采顺序为哪两种，常用哪种？阶段的开采顺序为上行式、下行式两种，常用下行式开采。10.矿床的开采原则为：贫富兼采，大小兼采，难易兼采，厚薄兼采。11.计算废石混入率，矿石回采率、矿石贫化率和金属回收率。12.某矿开采铁矿床，已知一矿块的工业储量为84kt，工业储量平均品位为60%，该矿块采出矿石量80kt，采出矿石品位为57%。若混入的废石品位为15%，试计算：（1）矿石损失率；（2）矿石贫化率；（3）废石混入率；（4）金属回收率。已知：Q=84kt,T=80kt,%15%,57'%,60求：EK,,,解：%5.90%100%518480%1001)4(%5%100%60%57%60%100)3(%6.88%100%7.618480%1001)()2(%7.6%100%15%60%57%60%100)1(''QTEEQTKK）金属回收率（）矿石贫化率（矿石回采率）废石混入率（第三章矿床开拓及采矿工艺1.按开拓巷道在非煤矿床开采中所起的作用分为；主要开拓巷道、辅助开拓巷道矿床开拓方式有哪些？（1）、单一开拓：平硐开拓法、斜井开拓法、竖井开拓法、斜坡道开拓法（折返式和螺旋式）（2）、联合开拓：平硐与竖井或斜井联合开拓法、明竖（斜）井与盲竖（斜）井联合开拓法2.选择开拓方案的基本要求是什么？1）确保工作安全，创造良好的地面与地下劳动卫生条件，具有良好的提升、运输、通风、排水等功能2）技术上可靠，并有足够的生产能力，以保证矿山企业均衡地生产3）基建工程量最少，尽量减少基本建设投资和生产经营费用4）确保在规定时间内投产，在生产期间能及时准备出新水平5）不留和少留保安矿柱，以减少矿石损失6）与开拓方案密切关联的地面总布置，应不占或少占农田3.影响矿床开拓方案选择的因素有哪些？1）地形地质条件、矿体赋存条件，如矿体的厚度、偏角、走向长度和埋藏深度等2）地质构造破坏，如断层、破裂带等3）矿石和围岩的物理力学性质，如坚固性、稳固性等4）矿区水文地质条件，如地表水（河流、湖泊等），地下水、溶洞的分布情况5）地表地形条件，如地面运输条件、地面工业场地布置、地面岩体崩落和移动范围，外部交通条件、农田分布情况等6）矿石工业储量、矿石工业价值、矿床勘探程度及远景储量等7）选用的采矿方法8）水、电供应条件9）原有井巷工程存在状态10）选场和尾矿库可能建设的地点4.非煤矿床回采工作过程主要有：落矿、矿石运搬和地压管理落矿：回采过程中，将矿石从矿体上分离下来并破碎成一定块度的过程。金属矿床落矿方法有哪几种。爆破落矿；机械落矿；水力落矿；溶解落矿；溶浸落矿。-3-5.矿石搬运：将回采崩落的矿石从采场运搬到阶段运输水平的过程称为矿石搬运金属矿床矿石搬运方法有哪几种。重力运搬；机械运搬；爆力运搬。6.采场地压管理：是指回采过程中为控制或减轻地压造成的危害，或利用地压进行开采的工作。地压管理方法有哪几种。人工支护（木材、锚杆、金属支架支护等）；留矿留柱（维护采场）；崩落围岩（自然、强制崩落顶板围岩，处理采空区）；充填空区（干式、水力、胶结充填）。7.按炮孔深度，凿岩爆破法落矿有哪几种？浅孔落矿、中孔落矿、深孔落矿、深孔挤压爆破落矿浅孔落矿：孔深小于3-5m、孔径为30--46mm、最小抵抗线为钎头直径的25--30倍，水平布置、垂直布置中孔落矿（孔深小于15m、孔径为50--70mm、最小抵抗线为钎头直径的23--30倍)、扇形布置、平行布置深孔落矿（孔深大于15m、孔径为90mm以上、最小抵抗线为钎头直径的25--35倍)、扇形布置、平行布置深孔挤压爆破落矿。8.非煤矿床的回采工作过程主要有哪些？落矿、矿石运搬和采场地压管理。9.矿块底部结构可分为哪几种？漏斗式；堑沟式；平底式。第四章采矿方法分类及选择1.采矿方法在矿块中进行的采准、切割和回采工作的总和，称为采矿方法。2.金属矿床采矿方法分为几大类。空场采矿法，崩落采矿法，充填采矿法。3.按低压管理方法不同，采矿方法分为哪几类？试分别叙述它们的基本特点、基本适用条件和优缺点。空场法——就是将矿块划分为矿房和矿柱，分两步回采，先采矿房，后采矿柱，在回采矿房时，利用矿柱和矿岩本身的强度维护采空区安全。矿柱回采时，用充填法或崩落法开采。空场法的矿柱很少回采。空场法的使用条件是：矿岩稳固。崩落法——为一步回采，随回采工作面推进，同时崩落围岩充填采空区，管理地压。（类似煤矿的放顶煤）崩落法的使用条件是：地表允许崩落；围岩易于陷落成块状；矿石中等稳固以上的急倾斜厚矿体。充填法——也是将矿块划分为矿房和矿柱，分两步回采，先采矿房，后采矿柱，在回采矿房时，随回采工作面推进，逐步用充填料充填采空区，防止围岩垮落，而管理地压。充填法的使用条件是：矿石价值高；需要提高回收率；特殊开采要求。4.影响采矿方法选择的因素有哪些？(1)矿床地质条件：矿体厚度与倾角；①矿岩稳固性；②矿石种类、价值与品位；③矿石结块性、氧化性和自燃性；④矿石中有用成分分布及围岩的矿物成分；⑤开采深度。(2)开采技术经济条件：①地表允许塌陷的可能性；②加工部门对矿石质量的要求；③采矿方法的技术复杂程度以及所需设备和材料的供应条件。5、对采矿方法的基本要求？⑴安全性好，⑵矿石回收率高（一般不应低于80%-85%），⑶矿石品花了低（一般不应低于15%-20%），⑷矿块生产能力大，⑸经济效果好。第五章空场采矿法空场采矿法包括：房柱采矿法、留矿采矿法、分段矿房法、阶段矿房法。重点掌握分段矿房法和阶段矿房法。空场采矿法将矿块划分为矿房和矿柱，两步骤回采——先采矿房，后采矿柱。回采矿房时形成的采空区利用矿岩自身的稳固性和矿柱维护，一般无需采取支护措施。矿房采完后，再回采矿柱和处理采空区。矿岩稳固是采用空场采矿法的基本条件。1.房柱法适用条件是什么？(1)适宜于开采顶板和底板岩层中等稳固、矿石稳固，薄至中厚的水平和缓倾斜矿体-4-(2)要求矿石稳固，保证矿柱具有支承能力；若矿石松软，则须留大量连续矿柱，造成矿量损失率增大(3)顶板应为稳固且地质构造不太发育的厚岩层，否则难以采用较大的矿房跨度和大型采装运设备；底板应较坚硬，否则回采期间，低压过大会造成底鼓(4)采用锚杆或锚网支护不太稳固的顶板岩层，能扩大房柱法的适用范围(5)为保证工人有良好的工作条件，矿体厚度一般为2—10米，倾角在20°以内，但也有达到30°—35°房柱采矿法的基本特征：房柱采矿法主要用于开采矿石和围岩都稳固的水平及缓斜矿体。它的基本特征是，在矿块或盘区内交替布置矿房和矿柱，回采矿房时，靠（间接或连续的）房间矿柱支撑顶板（必要时可辅以锚杆、锚杆桁架支护）。房柱采矿法优点：采准切割工程量小、回采工艺简单、矿房生产能力大、通风良好、坑木消耗少等。房柱采矿法缺点：矿柱矿量所占比重大（间断矿柱占15%-20%，连续矿柱高达40%），且难以回收，故矿石损失大。2.留矿采矿法的特征和适应条件是什么？将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱；在矿房中用浅眼自下而上逐层回采，每次采下的矿石暂时只放出1/3左右（称局部放矿）；其余的存留于采空场中，作为继续上采的工作平台和对围岩起支撑作用，待矿房回采作业全部结束后，再全部放出（称为集中放矿）。由于采下的矿石借助重力放出，因此该方法一般适用于矿岩稳固的急倾斜薄和急薄矿体（脉）；又由于大量矿石积存在采场中，因此要求矿石无氧化性、结块性和自燃性.天井：是连接阶段运输巷和阶段回风巷的垂直或倾斜较大的倾斜巷道。其作用类似于煤矿的采区上山，用于通风、行人和提升材料设备。天井断面形状以矩形居多，一般分为行人格和提升格。天井既可以在矿房回采前掘出（称为先进天井），也可以随采随掘（称为顺路天井）。按是否在采场对矿石进行人工分选留矿法分为：普通留矿法和选别留矿法。普通留矿法：1、采准与切割（1）采准工作阶段运输巷道位置有脉内、下盘接触线处和下盘脉外三种布置方式。（2）切割工作包括拉底和辟漏拉底是将拉底巷道扩宽至矿体上下盘，形成拉底空间，并为回采开辟自由面