采礦學(xué)地采第四五章

采

礦

學(xué)

I礦業(yè)工程學(xué)院目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn)

【目的要求】掌握礦石損失與貧化的概念；了解礦石損失與貧化的的原因；掌握礦石損失與貧化的相關(guān)計(jì)算方法【重點(diǎn)】掌握礦石損失與貧化的概念；了解礦石損失與貧化的的原因；掌握礦石損失與貧化的相關(guān)計(jì)算方法；了解礦床開(kāi)采強(qiáng)度、礦井生產(chǎn)能力及對(duì)礦床開(kāi)采的要求

。【難點(diǎn)】掌握礦石損失與貧化的概念；掌握礦石損失與貧化的相關(guān)計(jì)算方法。第四章礦石的損失和貧化

第一節(jié)礦石損失和貧化的概念第二節(jié)礦石損失和貧化的原因第三節(jié)礦石損失和貧化的計(jì)算IV第四節(jié)

降低礦石損失與貧化的措施第一節(jié)礦石損失和貧化的概念一、基本概念1、礦石損失在礦床開(kāi)采過(guò)程中，由于某些原因造成一部分工業(yè)儲(chǔ)量不能采出，或采下的礦石未能完全運(yùn)出地表而損失在地下。凡在開(kāi)采過(guò)程中造成礦石在數(shù)量上的減少，叫做礦石損失。2、礦石損失率（%）在開(kāi)采過(guò)程中損失的工業(yè)儲(chǔ)量與工業(yè)儲(chǔ)量之比率，叫做礦石損失率。3、礦石回采率（%）采出的純礦石量與工業(yè)儲(chǔ)量之比率，叫做礦石回采率。第一節(jié)礦石損失和貧化的概念

在開(kāi)采過(guò)程中，造成礦石質(zhì)量的降低，叫做礦石貧化。兩種表示方法：廢石混入率礦石貧化率3、礦石貧化

凡混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率，叫廢石混入率；

因混入廢石量和在個(gè)別情況下高品位粉礦的流失而造成礦石品位降低的百分率，叫做礦石貧化率。在開(kāi)采過(guò)程中混入廢石是造成礦石貧化的主要原因。它主要是在落礦過(guò)程中，因?qū)ΦV體邊界控制不好，夾石未剔出和在覆巖下放礦時(shí)發(fā)生的。二、降低礦石損失率、貧化率，廢石混入率的意義

礦石損失與貧化是評(píng)價(jià)礦床開(kāi)采的主要指標(biāo)，各表示地下資源的利用情況和采出礦石的質(zhì)量情況。1、降低礦石損失率對(duì)充分利用資源、延長(zhǎng)礦山企業(yè)壽命具有很大的意義。

例：開(kāi)采一個(gè)儲(chǔ)量一億噸的金屬礦床，礦石的損失率從15%降到10%，就可以為國(guó)家多回收500萬(wàn)噸礦石。2、礦石損失必然使采出的礦石量減少，進(jìn)而導(dǎo)致分?jǐn)偟矫繃嵅沙龅V石的基建費(fèi)用增加，并引起采出礦石成本的提高。

在開(kāi)采高硫礦床中，損失在地下的高硫礦石，可能引起地下火災(zāi)。第一節(jié)礦石損失和貧化的概念3、廢石混入率的增加，必然增加礦石運(yùn)輸、提升和加工費(fèi)用。4、礦石品位降低，會(huì)導(dǎo)致選礦流程的金屬實(shí)收率和最終產(chǎn)品質(zhì)量的降低。5、資源損失還對(duì)礦山環(huán)境和礦區(qū)外圍帶來(lái)嚴(yán)重的污染。

例：損失在地下的礦石，其中大量金屬被溶析于排出地表的礦坑水，地表廢石場(chǎng)廢石含有品位被雨水沖洗溶析以及選礦廠尾礦水，直接威脅農(nóng)田作物和河流、湖泊、池塘魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)，污染工業(yè)與民業(yè)用水源。

第一節(jié)礦石損失和貧化的概念第二節(jié)礦石損失與貧化的原因一、礦石損失的原因非開(kāi)采損失礦石損失開(kāi)采損失采下?lián)p失未采下?lián)p失遺留在采場(chǎng)充填料中的損失遺留在采場(chǎng)內(nèi)放不出來(lái)的損失運(yùn)輸途中的損失設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)開(kāi)采而未采下的損失留下各種礦柱不能全部采出的損失由于地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件而產(chǎn)生的損失留永久礦柱造成的損失在斷層及褶皺帶等地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)，由于礦床受到破壞，而不能全部采出的損失由于礦體邊線復(fù)雜，不能全部采出的損失由于地下大量涌水，致使個(gè)別礦體或其一部分不能采出所造成的損失為保護(hù)井筒、地面構(gòu)筑物、鐵路、河床及村莊等需留保安礦柱而不能回采的損失。第二節(jié)礦石損失與貧化的原因二、礦石貧化的原因第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算一、損失與貧化公式論證設(shè)：Q——礦體（礦塊）的工業(yè)儲(chǔ)量，t；Q0——開(kāi)采過(guò)程中損失的工業(yè)儲(chǔ)量，t；R——混入采出礦石中的廢石量，t；T——采出礦石量，t；α——工業(yè)儲(chǔ)量礦石的品位，%；α'——采出礦石（包含混入的廢石）的品位，%；α''——混入廢石的品位，%。第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算1、礦石量平衡式采出礦石量，t礦體（礦塊）工業(yè)儲(chǔ)量開(kāi)采中損失工業(yè)儲(chǔ)量采出礦石中的廢石量第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算2、金屬量平衡式采出礦石量，t礦體（礦塊）工業(yè)儲(chǔ)量開(kāi)采中損失工業(yè)儲(chǔ)量采出礦石中的廢石量采出礦石（含廢石）品位工業(yè)儲(chǔ)量礦石品位混入廢石的品位第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算代入直接法計(jì)算礦石損失率化簡(jiǎn)或間接法計(jì)算q第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算代入或間接法計(jì)算r直接法計(jì)算r二、礦石損失與貧化的計(jì)算程序第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算廢石中含有品位時(shí)：礦石損失率、廢石混入率計(jì)算如前。不含品位時(shí)？？？不含品位時(shí)：第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算

礦石貧化率的定義，應(yīng)是工業(yè)品位與采出品位之差與原礦品位之百分比（品位降低的百分率）。礦石貧化率：r=ρ？？※廢石混入率與礦石貧化率的概念區(qū)別：1、廢石混入率反映回采過(guò)程中廢石混入的程度；礦石貧化率反映回采過(guò)程中礦石品位降低的程度，故礦石貧化率又可稱為礦石品位降低率。2、按混入廢石是否含有品位，就可在數(shù)值上區(qū)分二者關(guān)系：當(dāng)混入廢石不含品位（α''=0）時(shí)，二者在數(shù)值上相等，即ρ=r。當(dāng)混入廢石含有品位時(shí)，則礦石貧化率應(yīng)小于廢石混入率，即ρ＜r。

第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算二、礦石損失與貧化的計(jì)算程序1、直接法

凡采用的采礦方法，允許地質(zhì)測(cè)量人員進(jìn)入采場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，則可用直接法計(jì)算礦石損失率與廢石混入率。（1）礦石損失率按公式計(jì)算，礦石回采率（K）為：第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算二、礦石損失與貧化的計(jì)算程序（2）廢石混入率地測(cè)人員不能進(jìn)入采場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量時(shí)，如何計(jì)算？第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算二、礦石損失與貧化的計(jì)算程序2、間接法（1）單個(gè)礦塊廢石混入率：礦石回采率：礦石損失率：礦石貧化率：金屬回收率：第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算二、礦石損失與貧化的計(jì)算程序2、間接法（2）多個(gè)礦塊總的廢石混入率總的礦石回采率總的礦石貧化率金屬回收率第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算二、礦石損失與貧化的計(jì)算程序2、間接法（2）多個(gè)礦塊總的廢石混入率第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算二、礦石損失與貧化的計(jì)算程序2、間接法（2）多個(gè)礦塊總的礦石回采率第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算二、礦石損失與貧化的計(jì)算程序2、間接法（2）多個(gè)礦塊總的礦石貧化率1）工業(yè)儲(chǔ)量總平均品位2）采出礦石總平均品位3）總貧化率回憶：第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算二、礦石損失與貧化的計(jì)算程序2、間接法（2）多個(gè)礦塊金屬回收率※當(dāng)α"=0時(shí)（混入廢石不含品位），直接對(duì)比Ezj與KzEzj<Kz時(shí)，表明高品位礦塊損失率大于低品位礦塊；

Ezj>Kz時(shí)，與上述情況相反，生產(chǎn)中力求Ezj>Kz?！?>0時(shí)（混入廢石含有品位），比對(duì)Ezj與Kz關(guān)系，需從金屬回收總量中減去混入廢石中的金屬量后，再計(jì)算，將其與Kz進(jìn)行對(duì)比。三、例題開(kāi)采某鐵礦床，已知條件如下：礦塊工業(yè)儲(chǔ)量，Q=84,000t；礦塊工業(yè)儲(chǔ)量品位，α=60%；從該礦塊采出的礦石量，T=80,000t；采出礦石品位，α'=57%；混入廢石品位，α"=15%。試求：（1）廢石混入率；（2）礦石回采率；（3）礦石貧化率；（4）金屬回收率。解：（1）廢石混入率由公式4-4b得：（2）礦石回采率由公式4-9得：第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算（3）礦石貧化率由公式4-7得：（4）金屬回收率由公式4-10得：第三節(jié)礦石損失與貧化計(jì)算第五節(jié)降低礦石損失與貧化的措施

（1）加強(qiáng)地質(zhì)測(cè)量工作，及時(shí)為采礦設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)資料，以便正確確定采掘范圍，減少?gòu)U石混入量和礦石損失量。（2）選擇合理的開(kāi)拓方法，盡可能避免留保安礦柱。（3）選擇合理的開(kāi)采順序，及時(shí)回采礦柱和處理采空區(qū)。（4）選則合理的采礦方法及其結(jié)構(gòu)參數(shù)，改進(jìn)采礦工藝，以減少回采的損失與貧化。（5）改革底部出礦結(jié)構(gòu)，推廣無(wú)軌裝運(yùn)卸設(shè)備和振動(dòng)放礦設(shè)備，加強(qiáng)放礦管理，以提高礦石回采率，降低礦石貧化率。（6）選擇適宜的提升、運(yùn)輸方式和容器，避免多次轉(zhuǎn)運(yùn)礦石，以免減少粉礦損失。第五章礦床開(kāi)采強(qiáng)度、礦井生產(chǎn)能力第一節(jié)礦床開(kāi)采強(qiáng)度第二節(jié)礦井生產(chǎn)能力第一節(jié)礦床開(kāi)采強(qiáng)度礦床開(kāi)采強(qiáng)度：是指礦床開(kāi)采的快慢程度。當(dāng)?shù)V體范圍及埋藏條件一定時(shí)，礦體的開(kāi)采強(qiáng)度取決于開(kāi)拓、采準(zhǔn)和切割的連續(xù)性以及回采強(qiáng)度。當(dāng)井田由井筒向井田邊界方向開(kāi)采時(shí)，開(kāi)拓和采準(zhǔn)工作對(duì)開(kāi)采強(qiáng)度影響最大；當(dāng)由井田邊界向井筒方向開(kāi)采時(shí)，回采工作對(duì)開(kāi)采強(qiáng)度影響最大。

為比較礦床開(kāi)采強(qiáng)度，在相類(lèi)似條件下，使用強(qiáng)度指標(biāo)。常用的強(qiáng)度指標(biāo)為：回采工作年下降深度開(kāi)采系數(shù)。一、年下降深度1、年下降深度由礦山測(cè)量人員按年初及年終測(cè)定的數(shù)據(jù)、采出礦石量及礦體水平面積推算確定。該指標(biāo)不能反映下降深度的具體位置，它是一個(gè)抽象概念，對(duì)開(kāi)采強(qiáng)度是一個(gè)可用指標(biāo)。2、公式式中：h——年下降深度，m；A——礦井的生產(chǎn)能力，t/a；

S——礦體水平面積，m2；γ——礦石體重，t/m3；

r——廢石總混入率，%；K——礦石總回采率，%。第一節(jié)礦床開(kāi)采強(qiáng)度第一節(jié)礦床開(kāi)采強(qiáng)度二、開(kāi)采系數(shù)1、開(kāi)采系數(shù)：每平方米礦體的水平面積每年（或月）采掘噸數(shù)所表示的單位生產(chǎn)能力來(lái)評(píng)價(jià)礦床的開(kāi)采強(qiáng)度。2、公式式中：A——礦井（或礦塊）年生產(chǎn)能力，t/a或t/月；

S——礦體（礦塊）水平面積，m2。礦井生產(chǎn)能力：在正常生產(chǎn)時(shí)期，單位時(shí)間內(nèi)采出的礦石量。

一般按年采出礦石量計(jì)算，叫礦井年產(chǎn)量。有時(shí)，用日采出礦石量計(jì)算，叫礦井日產(chǎn)量。一、確定礦井生產(chǎn)能力的依據(jù)礦井生產(chǎn)能力是根據(jù)礦床地質(zhì)條件、資源條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，綜合分析經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、安全和時(shí)間等因素確定的。二、礦井服務(wù)年限在井田已定的條件下，礦床工業(yè)儲(chǔ)量是一定的，而礦山服務(wù)年限則隨礦井生產(chǎn)能力的變化而不同。第二節(jié)礦井生產(chǎn)能力第二節(jié)礦井生產(chǎn)能力式中：A——礦井生產(chǎn)能力，t/a；Q——礦床工業(yè)儲(chǔ)量，t；

T——礦井服務(wù)年限，a；K——礦石總回采率，%；

r——廢石總混入率，%。我國(guó)金屬礦山經(jīng)濟(jì)上合理的礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限綜合資料，見(jiàn)表5-1。表5-1經(jīng)濟(jì)上合理的礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限表礦山規(guī)模礦井生產(chǎn)能力（104t/a）礦井服務(wù)年限（a）黑色金屬礦山有色金屬礦山大型>100>100>30中型30～10020～100>20小型<30<20>10～15礦床工業(yè)儲(chǔ)量、礦井生產(chǎn)能力和礦井服務(wù)年限之間有下列