第一章--金属矿床的工业特征

采矿工程专业主干课程1第一章金属矿床工业特征第一节第二节第三节金属矿床的分类矿石和围岩的物理力学性质矿石与废石和金属矿石的种类金属矿床地下开采第四节金属矿床的工业特性采矿工程专业主干课程2本章基本内容本章主要介绍金属矿床的工业特征，包括矿石、废石、围岩等基本概念、金属矿石的种类、矿石和围岩的物理力学性质、金属矿床的分类和金属矿床的特性。金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程3理解矿床开采与矿岩物理力学性质之间的关系。重点1、矿石与废石、矿体与矿床的基本概念。2、矿石及围岩的物理力学性质。3、金属矿床的分类。4、金属矿床的工业特性。难点金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程4※矿石和废石的概念是相对的。一、矿石与废石1矿石：在现代技术经济水平条件下，在质和量方面能满足国民经济需要的矿物集合体。2矿体：在现代技术经济条件下，能以工业规模开采的矿石的天然聚集体。3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。4废石：在矿体周围的岩石(围岩)以及夹在矿体中的岩石(夹石)，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。金属矿床地下开采5围岩：矿体周围的岩石。位于倾斜至急倾斜矿体上方或下方的岩石称为上盘或下盘围岩，位于水平或微倾斜矿体顶部或底部的岩石称为顶板或底板围岩。采矿工程专业主干课程5二、金属矿石的种类金属矿石：开采的主成分为金属元素的矿石。金属矿床地下开采1、按金属种类：贵金属矿石、有色金属矿石、黑色金属矿石、稀有金属矿石、放射性矿石。2、按金属品种数目：单一金属矿石、多金属矿石。3、按金属矿物性质、矿物组成和化学成分：自然金属矿石、氧化矿石、硫化矿石、混合矿石。品位：矿石中有用成分的含量。矿石的品位常用百分数(%)表示，对于贵重金属矿石，用g/t表示。采矿工程专业主干课程6第二节矿石和围岩的物理力学性质⒉坚固性：指矿（岩）石抵抗外力的性能。※坚固性的大小，常用坚固性系数f表示，也叫普氏系数f=R/100式中：R——矿岩标准试样的单向极限抗压强度，kPa。普氏岩石分级法：①f=15～20为极坚固岩石，如坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等②f=8～10为坚固岩石，如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等③f=4～6为中等坚固岩石，如普通砂岩等④f=0.8～3为不坚固岩石，如黄土仅为0.3※坚固性影响凿岩速度、炸药消耗量和地压管理。⒈硬度：指矿（岩）石抵抗工具侵入的性能。※硬度影响凿岩设备和破碎方法的选择，也影响劳动生产率、材料消耗和采矿成本。金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程7金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程8⒊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。※稳固性和坚固性既有联系又有区别。※根据矿岩的稳固程度，可将矿岩的稳固性分为五级：⑶中等稳固：不支护的允许暴露面积为50～200m2。⑴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。⑵不稳固：不支护的允许暴露面积在50m2以内。金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程9※矿岩稳固性影响到井巷的维护、采矿方法及地压管理方法的选择。⑷稳固：不支护的允许暴露面积为200～800m2。⑸极稳固：不支护的允许暴露面积在800m2以上。⒋结块性指矿石遇水和受压后连结成块的性质。5.体重/容重是指矿岩原单位体积的重量。一般矿岩为2.0～3.5吨/米3。金属矿床地下开采※矿石的结块性对矿石的运输和采矿方法选择有影响。采矿工程专业主干课程10※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。6.氧化性指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿石的性质。7.自燃性指高硫矿石，在空气中氧化并放出热量，经过一定时间后，温度升高，引起自燃的性质。金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程11※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)。※矿岩碎胀性对矿岩运输提升有影响。8.含水性指矿岩吸收和保持水分的性能。※矿岩含水性对放矿、运输，箕斗提升及矿仓贮存和采矿、巷道支护等带来困难。9.碎胀性指矿岩破碎后体积增大的性质。金属矿床地下开采10.自然安息角指矿岩颗粒自然堆积坡面与水平面的最大夹角，一般矿岩的自然安息角是：300～450。※对受矿结构设计和矿石的搬运都有较大的影响。采矿工程专业主干课程12⑴层状矿床（a）;⑵脉状矿床(b,c);⑶块状矿床(d,e,f)第三节金属矿床的分类⒈按矿体形状分类金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程13※矿体的倾角影响到采场中矿石的运搬方式和矿床开拓方法的选择。⒉按矿体倾角分类⑴水平和微倾斜矿床：倾角小于5°。⑵缓倾斜矿床：倾角为5°～30°。⑶倾斜矿床：倾角为30°～55°。⑷急倾斜矿床：倾角大于55°。金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程14⒊按矿体厚度分类矿体的厚度：指矿体上盘与下盘间的垂直距离或水平距离。前者称垂直厚度或真厚度(图1-6中的a)。后者称水平厚度(图1-1中的b)。图1—6矿体厚度1—矿体上盘；2—矿体下盘3—矿体；α—矿体倾角金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程15⑸极厚矿体：厚度大于40m。※矿体的厚度大小对于采矿方法的选择和开拓工程布置有影响。矿体按厚度的不同，可分成五类：⑴极薄矿体：厚度在0.8m以下。⑵薄矿体：厚度在0.8～4m之间。⑶中厚矿体：厚度为4～15m。⑷厚矿体：厚度为15～40m。金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程16一、金属矿床的埋藏要素第四节金属矿床的工业特性金属矿床地下开采金属矿床的埋藏要素，指矿床中矿体的走向长度、厚度、倾角及延伸深度等。1、矿体走向长度它是指矿体在水平方向上延伸的长度。不同标高上矿体的走向长度是变化的。因此提及矿体走向长度时，必须指明是矿体的平均走向长度；还是个阶段水平上的走向长度。2、矿体厚度它是指矿体上盘与下盘之间的垂直距离或水平距离。前者称为垂直厚度（或真厚度）；后者称为水平厚度。通常对急倾斜矿体用水平厚度，面对倾斜、缓倾斜、水平矿体用垂直厚度。采矿工程专业主干课程173、矿体倾角分为真倾角与伪倾角。真倾角是指矿体下盘接触面上的真倾斜线与水平投影线之间的夹角，如图中的∠ACB；而伪倾角则是只伪倾斜线与水平投影之间的夹角，如图中∠AEB。真倾角与伪倾角存在以下的关系式：tgγ=sinβtgα式中γ——伪倾角，即∠AEB、∠ADB；α——真倾角，∠ACB；β——伪倾斜线的水平投影线与走向线之间的夹角，即∠EBF、∠DBG。金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程184、矿体延伸深度是指矿体的上部界限与下部界限之间的垂直距离或倾斜距离，分别称之为垂直距离和倾斜长度，简称垂高和斜长。从地表面至矿体上部界限的垂直距离称为埋藏深度。金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程19二、金属矿床的特性⒈矿床赋存条件不稳定；⒉矿石品位变化大；⒊地质构造复杂；⒋矿石和围岩的坚固性大；⒌矿床的含水性。矿石损失与贫化