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文檔簡介

非煤礦山開采技術.第一章非煤礦床的形成及工業(yè)特點第一節(jié)根本概念一、礦產〔一〕定義礦產——指在各種地質作用下,形成于地殼內的能被國民經濟利用的礦物資源,它們是人類社會重要的生產資料和勞動對象。根據(jù)其工業(yè)用途礦產目前一般分為金屬礦產,非金屬礦產和可燃有機巖礦產三大類。.〔二〕礦產分類金屬礦產——指可以從中提取金屬元素的礦物資源。按照金屬礦產的工業(yè)用途又可將其分為黑色金屬礦產(如鐵,錳、鉻、釩、鈦等)、有色金屬礦產(如銅、鉛,鋅、錫,銻,汞,鋁,鎂等)、貴重金屬礦產(如金,銀,鉑等)、放射性金屬礦產(如鈾,釷、鐳等),稀有金屬和分散元素金屬礦產(如鉭,鈮,鈹、鋰、鋯等)。.

非金屬礦產——指可以從中提取非金屬元素或直接利用的礦物或礦物集合體。按照非金屬礦產的工業(yè)用途可分為冶金輔助原料(如螢石,菱鎂礦,耐火粘土等)、化學工業(yè)原料

(如磷灰石、黃鐵礦和鉀鹽等),制造工業(yè)原料(如石墨、金剛石、云母、剛玉、石棉等),陶瓷及玻璃工業(yè)原料(如長石,石英砂,高嶺土和粘土等),建材及水泥工業(yè)原料(如砂石,浮石,白堊、石灰?guī)r、石膏,花崗巖和珍珠巖等)、工藝美術原料(如硬玉、軟玉,瑪瑙,水晶,孔雀石、琥珀、蛇紋石等),鑄石和研磨材料(如輝綠石,石榴石和金剛石等)。.

可燃有機巖礦產——指能提供有機能源的地下資源,除我們所熟悉的煤外,還有石油、天然氣,油頁巖,地瀝清等。.二、礦石(一)礦石的概念及其種類礦石——在現(xiàn)有技術經濟水平條件下,在質和量兩方面都能為國民經濟所利用的礦物集合體。根據(jù)礦石中有用成分的用途和性質,可將其分為金屬礦石和非金屬礦石兩大類;根據(jù)礦石品位上下,有富礦和貧礦之分。.〔1〕自然金屬礦石——它是以單一元素形式存在的,如金、鉑、銀等?!?〕氧化礦石——指礦石的成分為氧化物。如:赤鐵礦〔Fe2O3〕,赤銅礦〔Cu2O〕等。〔3〕硫化礦石——指礦石的成份為硫化物。如黃銅礦〔CuFeS2〕、方鉛礦〔PbS〕〔4〕混合礦石——是前三種的混合物。.例如,磁鐵礦礦石品位超過50%為富礦,介于30%—50%時那么為貧礦;而銅礦石的品位大于1%為富礦,小于1%那么為貧礦。.〔二〕礦石品位礦石品位:礦石中有用成份〔元素、化合物或礦物〕的單位含量礦石品位的表示方法通常有三種:用百分數(shù)%來表示用g/t來表示用kg/m3來表示注意:只有平均含量到達或超過工業(yè)品位(最低工業(yè)品位)的礦段才具有開采價值而計算其儲量。.工業(yè)品位——指在當前的技術經濟條件下可以開采利用的礦石中有用成分的最低平均含量。邊界品位——指可采礦石有用成份含量的最低界限,是礦體邊界上礦石最低品位。邊界品位是劃分礦石和廢石,圈定礦體范圍的標準。礦石品位到達或超過邊界品位的局部視為礦體,否那么視為圍巖。.【注意】①工業(yè)品位也是相對概念,是可以變化的,邊界品位低于工業(yè)品位.②品位的表示方法實例:山東金岑鐵礦,磁鐵礦品位56.24%;甘肅輝銅山銅礦品位2.04%,湘西金礦品位3~5g/t,內蒙古紅花溝金礦品位14.46g/t〔平均〕,山東焦家金礦品位6.84g/t〔平均〕。.局部礦石的邊界品位和工業(yè)品位礦石磁鐵礦黃銅礦金礦磷礦云母礦金剛石礦邊界品位20%0.2%-0.3%1-2g/t5%-6%1kg/m320kg/m3工業(yè)品位25%0.4%-0.5%3-5g/t10%-11%4kg/m330kg/m3.

三、礦體與圍巖礦體是指具有一定形狀和產狀的礦石的天然集合體。礦體有一定的空間位置和幾何形狀,具有一定數(shù)量和質量。

圍巖:礦體周圍無開采價值的巖石叫圍巖。位于傾斜至急傾斜礦體上方和下方的圍巖,分別為上盤圍巖和下盤圍巖;位于水平或緩傾斜礦體頂部和底部的圍巖,分別為頂板圍巖和底板圍巖。

夾石:夾在礦體中間的稱為夾石。

廢石:圍巖和夾石,統(tǒng)稱為廢石。..【注意】應當指出,礦石與廢石的概念是相對的,它與一個國家的社會制度,一個國家的科學技術開展水平,已經掌握的資源情況,以及對某種金屬的需要量都存有關系。例如,錫和銅,過去錫品位到達0.8%,才算礦石可以開采,而現(xiàn)在錫品位只要到達0.2~0.3%,就作為礦石開采,過去銅的品位只有到達1.0%才開采,而現(xiàn)在到達0.4~0.6%,即可作為礦石開采。過去廢石,而現(xiàn)在卻變成了可開采的礦石?!颤S金品位達8~10g/t就是富礦〕.四、礦床及其分類1、礦床礦床——礦體及其圍巖的集合體。一個礦床,可以只有一個礦體,也可能由假設干個礦體組成。2、礦床分類(1)按照礦床中有用成分的性質和工業(yè)用途,礦床可分為金屬礦床、非金屬礦床和可燃有機巖礦床。.〔2〕按成因分:內生、外生、變質?!?〕按礦體與圍巖形成先后:同生、后生?!?〕按工業(yè)利用價值:工業(yè)與非工業(yè)。一個礦床是否具有開采價值,取決于礦石質量(品位)、數(shù)量和開采條件,以及國家對這種礦石的需求程度。.第二節(jié)非煤礦床的形成非煤礦床是由地殼中的化學元素在各種成礦作用下遷移、富集而成的。成礦作用——指把地殼中的有用成分和其他成分別離開來,集中富集而形成礦床的地質作用。例:鐵在地殼中的平均含量為5.00%,銅僅為0.006%,在目前的技術經濟條件下均無開采價值。只是由于成礦作用使分散在地殼中的化學元素相對集中,從而形成了各種各樣的礦床。.

按照作用的性質和能量來源不同,地質作用可以分為內力地質作用、外力地質作用和變質作用。與此對應,成礦作用劃分為內生成礦作用、外生成礦作用和變質成礦作用,形成的非煤礦床分別稱為內生礦床、外生礦床和變質礦床。.一、內生礦床內生礦床與巖漿的侵入活動有密切關系,成礦物質也來源于巖漿。巖漿中含有豐富的金屬成礦物質和揮發(fā)性成分,在其侵入地殼上部的過程中,所含的有用成分相對富集,冷凝結晶而形成內生礦床。巖漿演化的不同階段——巖漿階段、剩余巖漿階段和巖漿期后階段——形成不同的內生礦床。.1.巖漿礦床巖漿礦床——巖漿冷凝結晶成為巖漿巖階段形成的礦床。它是巖漿活動過程中最先形成的礦床。這類礦床中主要有鉻鐵礦、釩鈦磁鐵礦、銅鎳硫化礦、含鉑族元素的金屬礦,以及金剛石、剛玉和磷灰石等非金屬礦產。巖漿礦床的主要特點是,圍巖為巖漿巖,礦巖界限不明顯,礦體形狀比較復雜。.2.偉晶巖礦床偉晶巖礦床是剩余巖漿階段形成的礦床,因這一階段形成顆粒特別粗大的礦物晶體而得名。這類礦床中主要有鋰、鈹、鈮、鉭、銫等金屬礦產和水晶、云母、長石等非金屬礦產。偉晶巖礦床的主要特點是,圍巖多為變質巖,礦體形狀和產狀主要受裂隙控制,礦巖界限一般較明顯,礦物晶體粗大。.3.氣水一熱液礦床經過上述兩個階段后,剩下的巖漿是一種富含揮發(fā)性成分和多種成礦物質、粘度更小、流動性和活潑性更強的氣水一熱液。這種含礦的氣水-熱液充填于圍巖裂隙中,或與化學活潑性強的圍巖產生化學反響,置換出局部圍巖并占據(jù)其空間,從而形成氣水一熱液礦床。這類礦床中礦產十分豐富,主要有銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉬、汞、鎵、鍺、銦、鐵、鈾等金屬礦產和石棉、硫、重晶石、瑩石、冰洲石等非金屬礦產。氣水一熱液礦床的主要特點是,礦體形狀和產狀復雜多變,礦床中同時伴生有多種礦產,礦石品位一般較高,含大量硫化礦物。.內生礦床比較內生礦床類型巖漿礦床偉晶巖礦床氣水一熱液礦床形成的階段巖漿冷凝結晶成為巖漿巖階段形成的礦床殘余巖漿階段形成的礦床巖漿期后階段形成的礦床礦產種類主要有鉻鐵礦、釩鈦磁鐵礦、銅鎳硫化礦、含鉑族元素的金屬礦,以及金剛石、剛玉和磷灰石等非金屬礦產。主要有鋰、鈹、鈮、鉭、銫等金屬礦產和水晶、云母、長石等非金屬礦產主要有銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉬、汞、鎵、鍺、銦、鐵、鈾等金屬礦產和石棉、硫、重晶石、瑩石、冰洲石等非金屬礦產。主要特點圍巖為巖漿巖,礦巖界限不明顯,礦體形狀比較復雜。圍巖多為變質巖,礦體形狀和產狀主要受裂隙控制,礦巖界限一般較明顯,礦物晶體粗大礦體形狀和產狀復雜多變,礦床中同時伴生有多種礦產,礦石品位一般較高,含大量硫化礦物。

.二、外生礦床

外生礦床是受外生成礦作用形成的礦床,其成礦物質來源于原巖或原礦床。外生礦床按成因又可分為風化礦床和沉積礦床。

風化礦床為砂礦床,礦石品位高,礦體埋藏淺,適合露天開采。礦床中主要有錫、金、鉑、鐵、錳等金屬礦產和高嶺土、金剛石等非金屬礦產。.

煤系地層中常見有粘土礦、鋁土礦和鈾礦等非煤沉積礦床。它主要含有鐵、錳、鋁等金屬礦產和磷、巖鹽、粘土、石膏、芒硝等非金屬礦產,其中沉積鐵、鋁、錳礦床具有重要的工業(yè)價值

沉積礦床的主要特點是:圍巖為沉積巖,礦巖界限明顯,礦體多呈層狀,礦床規(guī)模較大,礦石礦物成分單一。.三、變質礦床變質礦床是受變質成礦作用形成的礦床,其成礦物質來源于原巖或原礦床。受變質礦床:原礦床經變質成礦作用后其工業(yè)用途并未改變(如沉積鐵礦床變?yōu)樽冑|鐵礦床)。變成礦床:原巖變質成為礦床,或原礦床變質成為具有另一種工業(yè)用途的礦床(如石灰?guī)r變質成為大理巖,鋁土礦變質成為剛玉).

變質礦床中主要有鐵、錳、金、鈾等金屬礦產和大理巖、石墨、石棉、滑石、磷等非金屬礦產。變質礦床在礦產資源中占有很重要的地位,變質鐵礦床是鐵礦資源的主要來源,占世界鐵礦石總量的約60%,而變質金礦床是世界產金量最大的一類礦床。.

變質礦床的主要特點:圍巖為變質巖,產狀變化較大,礦體呈層狀或似層狀,礦石成分簡單,品位一般不高。.第三節(jié)非煤礦床的工業(yè)特點

非煤礦床的礦石的種類、礦體的形狀、厚度和傾角、礦石和圍巖的力學性質、物理化學性質等方面都與煤礦床有所不同,從而具有許多工業(yè)將點。.一、礦體形狀礦體形狀——礦體在空間的產出形態(tài)。非煤礦床礦體的形狀常見的主要有層狀、透鏡狀、脈狀、巢狀和柱狀等。.礦體形狀比較形狀層狀礦體脈狀礦體透鏡狀與巢狀礦體柱狀礦體形成原因沉積成礦作用氣水熱液作用,使形成礦物質充填于巖體的裂縫中充填、接觸交代、液態(tài)分離等作用由巖漿噴發(fā)或爆發(fā)作用特點規(guī)模大,賦存比較穩(wěn)定,有用礦物成分及其含量的分布也較均勻。礦體的圍巖有蝕變現(xiàn)象,且礦體的賦存條件不夠穩(wěn)定,有用成分的含量也不均勻特點是礦體大小不一,形狀不規(guī)則特點是礦體向一個方向延伸,而另外兩個方向不發(fā)育成礦類型黑色金屬礦床和一些非金屬礦床有色金屬、稀有及貴重金屬礦床銅、鉛、鋅等有色金屬礦床含有金剛石的金伯利巖筒.礦體形狀與礦床開采的關系〔1〕礦體形狀與礦床開采的關系非常密切,礦床開拓、采礦方法的選擇,都必須考慮礦體形狀?!?〕假設礦體形狀復雜多變,那么要求所采用的采礦方法應靈活,適應性強。〔3〕此外,礦體形狀的復雜性對探礦提出了特殊要求,即探礦工作必須貫穿于礦床開采過程的始終。.二、礦體的厚度和傾角礦體厚度和傾角也是影響采礦方法選擇和井巷布置的重要因素。非煤礦床也將礦體按厚度和傾角的不同劃分成假設干類型,分別采用不同的采礦方法,非煤礦床的劃分更細。.礦體厚度的概念:

礦體厚度是指礦體的上盤與下盤之間的垂直距離或水平距離。前者稱為礦體的真厚度,后者稱為礦體的水平厚度。b——為垂直厚度;a——為水平厚度;φ——a與b夾角;α——礦體傾角;對于急傾斜礦體,常用水平厚度,對于緩傾斜礦體,水平或傾斜礦體常用垂直厚度。一般指真厚度。.表1—1礦體按厚度分類〔五類〕表類型極薄礦體薄礦體中厚礦體厚礦體極厚礦體厚度(m)<0.80.8~44~10—1510—15~40>40類型薄煤層中厚煤層厚煤層厚度(m)<1.31.3~3.5>3.5煤層按厚度分類.表1—2礦體按傾角分類表類型水平和微傾斜礦體緩傾斜礦體傾斜礦體急傾斜礦體角度(o)<55~3030~55>55類型緩斜煤層傾斜煤層急斜煤層角度(o)<2525~45>45煤層按傾角分類表.礦體傾角對運輸設備選擇的影響:1〕水平礦體和微傾斜礦體礦體傾角小于5°〔包括微傾斜礦體〕??墒褂糜熊壔驘o軌運搬設備直接進入采場運搬礦石。2〕緩傾斜礦體礦體傾角在5~30°之間??刹捎萌肆螂娏Γ\輸機等機械設備運搬礦石。.3〕傾斜礦體礦體傾角在30~55°之間??山柚诹锊郏锇寤蛲饬仈S等方法,進行自重運搬礦石。4〕急傾斜礦體礦體傾角應大于55°。可利用礦石自重的重力運搬方法?!咀ⅰ恳陨戏诸惙椒ㄊ窍鄬Φ模S著其它無軌機械設備的開展,分類界線將會變化。.三、礦石與圍巖的主要力學性質與化學性質(一)礦石與圍巖的硬度硬度——礦巖抵抗工具侵入和爆破破碎的能力。硬度大小用鞏固性系數(shù)f來表示,〔許多書中硬度系數(shù),也叫普氏系數(shù)f值〕。鞏固性系數(shù)

(R單位kg/cm2)式中R——為巖石標準試樣的單向極限抗壓強度值。

.1)軟礦巖其f值在3~4以下,如滑石、石膏、巖鹽等礦層,開采時既可用電鉆打眼爆破落礦,也可采用機械落礦;2)中硬礦巖其f值為4~9,開采一般采用鑿巖爆破法落礦;3)硬礦巖其f值大于10,開采時只能采用鑿巖爆破法落礦,而且鑿巖和崩礦作業(yè)的工程量及其費用,在回采作業(yè)中所占的比例很大。礦石和圍巖的硬度可分為以下幾種:.(二)礦巖的穩(wěn)固性

穩(wěn)固性是指礦巖允許暴露的面積大小和時間長短的性能。

【注】穩(wěn)固性不僅與暴露面積和時間有關,而且與地壓,大小,節(jié)理發(fā)育程度,節(jié)理方向,暴露面積形狀等有關。.礦巖按穩(wěn)固性不同可分為五種類型:1〕極不穩(wěn)固的礦巖是指礦巖不允許有不支護的暴露面積;2)不穩(wěn)固的礦巖其允許的暴露面積在10㎡以內。長時間暴露時仍需支護;3)中等穩(wěn)固的礦巖礦巖允許的暴露面積在200㎡以內;4)穩(wěn)固的礦巖礦巖允許的暴露面積在500㎡以內;5)極穩(wěn)固的礦巖礦巖允許的暴露面積可達500~1000㎡。.(三)礦石的結塊性

結塊性是指采下的礦石遇水和受壓之后又連結在一起的性質。如粘土類礦床、石膏礦床、含有粘土成分的礦床和硫化物礦床易粘結。礦石的結塊性對開采的影響限制了某些采礦方法的應用。.(四)礦石的氧化性

礦石的氧化性——指硫化礦石在空氣和水的作用下,轉變?yōu)檠趸V石的性質。氧化后的礦石質量下降,給選礦工作造成不利,導致礦石中有用成分的回收率降低。.(五)礦石的自燃性

礦石的自燃主要是硫化礦石中的硫與空氣中的氧發(fā)生氧化作用并放出熱量,嚴重時可導致井下火災。一般認為含硫量達18%~20%以上時礦石具有自燃性。礦石的結塊性、氧化性和自燃性通常簡稱為礦石“三性〞.(六)礦塵及有害物質的危害性

非煤礦床井下采掘過程中,除少數(shù)礦床(鉀、硫)外,一般沒有瓦斯產生,礦塵中除硫化物礦塵外(一般認為,含硫大于10%的硫化礦塵具有爆炸性,發(fā)生爆炸的濃度為250-1500g/m3,引燃溫度為435—450℃。)一般也沒有易爆微粒存在。非煤礦床采掘過程中產生的礦塵內SiO2的含量一般都高于煤礦。.〔七〕含水性含水性是指礦巖裂縫和孔隙中含水的性質。礦巖含水性直接影響到礦石的提升,運輸,礦倉內儲礦。礦巖含水過多,會使排水費用增加。對于寒冷地區(qū)的礦山,由于含水性會造成結冰河?!舶恕乘槊浶缘V巖破碎后,碎塊之間的大量孔隙使其體積增大的現(xiàn)象,稱為碎脹性。破碎后體積與原礦巖體積之比,稱為碎脹系數(shù)〔或松散系數(shù)〕,一般為1.2-1.6。.

作業(yè)

1、名詞解釋:采礦、礦產、礦石、礦體、礦石品位、工業(yè)品位、邊界品位、內生成礦作用、外生成礦作用、變質礦床、變成礦床。

2、簡述非煤礦床的形狀及其特點。

3、與煤礦床相比,分析非煤礦床中礦石與圍巖力學性質的特點及其對回采工作的影響。.第二章非煤礦床開拓及其特點第一節(jié)概述圖2—l是非煤礦床地下開采的一個典型開采方案示意圖。開拓—從地表開掘一系列巷道通達礦體,形成提升、運輸、通風、排水和動力供給等完整的生產系統(tǒng)。為開拓礦床掘進的巷道,稱為開拓巷道。..

按開拓巷道在非煤礦床開采中所起的作用不同、將其分為主要開拓巷道和輔助開拓巷道兩類。主要開拓巷道:用于提升礦石的井筒(包括盲井,即暗井)以及運輸?shù)V石的平硐和斜坡道.輔助開拓巷道:在礦床開采中只起輔助作用的開拓巷道,如副井、風井、充填井、礦石溜井、石門和階段運輸巷等。.非煤礦床開拓要解決的主要問題是:(1)合理劃分井田、階段和礦塊(或盤區(qū)),確定合理的開采順序;(2)確定主要開拓巷道類型、數(shù)目和位置;(3)確定輔助開拓巷道類型、數(shù)目和位置;(4)確定礦床開拓的其他問題。煤礦開拓要解決的主要問題?.第二節(jié)非煤礦床地下開采的根本問題一、井田劃分與礦井生產能力〔一〕井田劃分及其特點井田——指在一個礦山企業(yè)中劃歸一個礦井〔坑口〕開采的礦床或其中一局部礦田——劃歸一個礦山企業(yè)開采的全部礦床或者其一局部。礦區(qū)——劃歸一個公司或礦務局開采的礦體。.井田、礦田、礦區(qū)關系.復習:煤田劃分為井田主要考慮四個原那么非煤礦床劃分為井田時,作為井田的境界的自然條件除與煤礦相同外,還有無礦帶以及貧礦與富礦、氧化礦與硫化礦的分界線等礦床特征。一般認為,在我國目前的技術經濟條件下,非煤礦床井田走向長1000~1500m,垂深500~600m是合理的。大多數(shù)非煤礦床的范圍都比較小。特別是巖漿礦床,走向長度一般只有數(shù)百米至一、二千米。由于井田范圍較小,因而—個礦山企業(yè)管轄多個礦井或坑口的情況比煤礦常見。.

非煤礦床劃分為井田時應當考慮幾個方面的問題:①照顧到自然賦存條件,及地表地形條件。②照顧到生產管理上的方便。③要考慮到國民經濟的需要。④考慮技術經濟的合理性。非煤礦床劃分為井田的主要特點是:通常按其自然生成范圍劃分,井田尺寸—般較小。.(二)礦井生產能力復習:煤礦礦井生產能力及井型在非煤礦山,礦井生產能力是指礦井正常生產期間,單位時間內采出的礦石量。礦井生產能力一般用年采出礦石量表示;稱為年產量;有時〔如有色金屬礦山〕也用日采出礦石量表示,稱為日產量。按生產能力大小,非煤礦山分為特大型、大型、中型和小型四類,見表2—1。由于國家對不同礦產的要求量不同、礦產儲量不同以及礦床賦存條件的復雜性,所以,國家對不同礦產規(guī)定了不相同的井型。.表2—1礦山規(guī)模劃分礦山規(guī)模類型黑色金屬礦山有色金屬礦山化工礦山建材礦山磷礦硫鐵礦石灰石礦石棉礦特大型>300>200大型300~200200~100>100>100>100>100中型200~60100~20100~30100~20100~5030~10小型<60<20<30<20<50<10.確定非煤礦井生產能力的原那么和方法:首先要以滿足國家的需要為前提,并綜合考慮井田儲量、礦體賦存條件、開采技術條件以及礦山外部因素,按技術可能性和經濟合理性確定礦井生產能力。.國家對不同規(guī)模非煤礦山規(guī)定的經濟合理礦井效勞年限特大型大型中型小型>30a>25a>20a>10a國家對煤礦規(guī)定的合理礦井效勞年限特大型大型中型小型600及其以上,80a>60a>50a各省自定300~500萬t,70a.礦井生產能力、效勞年限與井田工業(yè)儲量之間的關系.

非煤礦山以中、小型居多(表2—2),但也有年產數(shù)百甚至數(shù)千萬噸礦石的非煤礦山,如瑞典基律納(Kiruna)鐵礦的生產規(guī)模達2000—3000萬t/a。表2—2國內外非煤礦山生產規(guī)模統(tǒng)計表礦山規(guī)模>300300~100100~5050~30<30合計國內礦山數(shù),座比重,%11027301281960.55.113.815.365.3100國外礦山數(shù),座比重,%471121151301955997.818.719.221.732.6100.同煤礦一樣,非煤礦山生產規(guī)模也日益向大型化方向開展,而礦井效勞年限那么相應縮短。.補充資料:.二、回采單元劃分與開采順序復習:煤礦開采井田內劃分..(一)回采單元劃分

非煤礦床回采單元劃分(即井田再劃分)方式視礦體傾角大小而定。1、緩傾斜、傾斜和急傾斜礦體劃分井田→階段→礦塊.〔1〕階段——在井田范圍內,沿著礦體的傾向,按一定標高把礦體劃分為假設干平行于走向的長條局部,每個長條局部稱為一個階段。對于緩傾斜礦體,階段高度通常小于20~25米;傾斜、急傾斜礦體,階段高度通常為40~60米,個別也有到達80~120米左右的。但是,對于不同的采礦方法,那么所需求的階段高度是不同的?!?〕影響階段高度的主要因素階段高度主要取決于礦體賦存條件,采礦方法。只要條件許可,適當?shù)脑黾与A段高度,可以減少階段數(shù)目,降低開拓、采準工程量,減少礦石損失和貧化。.〔3〕礦塊——在階段中沿走向每隔一定距離,掘進天井連通上、下兩個相鄰的階段運輸平巷,將階段再劃分為獨立的回采單元,我們把這樣的回采單元叫做礦塊。礦床的賦存條件不同,那么開采礦塊的方法也不同.〔4〕礦塊布置方式可以沿礦體走向布置或垂直礦體走向布置(圖2—3),視礦體厚度而定。開采中厚以下礦體時,沿走向布置礦塊;開采厚與極厚礦體時,垂直走向布置礦塊。.〔5〕礦塊長度礦塊長度與礦體厚度、礦巖穩(wěn)固性以及所采用的采礦方法等因素有關,一般為30~50m?!?〕天井——在礦塊范圍內連接階段運輸巷和階段回風巷、效勞于整個礦塊的傾斜巷道。.2、開采水平和微傾斜礦體時劃分劃分方式:井田→盤區(qū)→礦壁〔采區(qū)〕〔1〕礦壁——在盤區(qū)中每隔一定距離,掘進回采巷道連通相鄰兩個盤區(qū)運輸巷道,將盤區(qū)再劃分為獨立的回采單元,把這個獨立的回采單元稱為礦壁。.〔2〕非煤井田劃分盤區(qū)與近水平煤層的盤區(qū)布置方式相同,只是前者的盤區(qū)尺寸較小而已。非煤礦床中,水平和微傾斜礦體較少,因此,除少數(shù)條件適合的沉積礦床以外,一般都采用階段布置方式。.(二)開采順序及特點1、階段開采順序階段的開采順序一般也采用下行式,只有在極少數(shù)特殊情況產采可用上行式。例如,假設礦床上貧下富而國家急需該種礦產,或地表無廢石場地,需要利用礦床下部的采空區(qū)堆放廢石時,才可能采用上行式開采。階段上行開采時,必須采取相應的平安技術措施,如留大礦柱。此外,由于非煤井田走向長度一般較小,有時一個階段生產不能滿足礦井產量要求時。也可能出現(xiàn)兩個甚至更多階段同時開采的現(xiàn)象。.2、階段中礦塊的開采順序有前進式、后退式和混合式混合式開采有兩種情況:一種是初期采用前進式,待階段巷道掘完以后改為后退式;另一種是既前進又后退式同時進行。.非煤礦床廣泛采用礦塊后退式開采順序,原因:(1)非煤礦床賦存條件一般比較復雜,礦體產狀變化大,常常需要通過掘進巷道對礦床進行補充勘探;(2)非煤井田尺寸一般比較小。后退式開采初期工程量大、基建時間長的缺點不突出。只有當井田尺寸大、礦體賦存條件簡單和礦巖穩(wěn)固時,才采用礦塊前進式開采。.3、礦脈群開采順序

開采近距離時,一般也采用下行式開采。開采傾角大于下盤巖層移動角的急傾斜礦體時,將引起下盤巖層移動。因此,此時既使按下行順序開采,對下盤的礦體也會造成影響。

通過適當降低階段高度或選擇適當?shù)牟傻V方法(如充填采礦法)減輕對下盤礦體的影響。巖層移動角與巖性、礦體厚度、傾角以及所采用的采礦方法等因素有關.表2—3巖層移動角上盤移動角下盤移動角走向移動角巖性(。)(。)(。)表土層454545中等穩(wěn)固巖層606575穩(wěn)固巖層657075.三、礦床開采步驟煤礦開采三個步驟:井田開拓、采區(qū)淮備和工作面準備與回采非煤礦床地下開采的全過程:礦床開拓、礦塊采準切割(采切)和回采。開拓——從地面掘進一系列巷道到達礦體,使礦體連通地面,形成行人、通風、運輸、排水、供電、供風、供水等系統(tǒng)。采準——指在已經開拓的階段掘進一系列巷道,將階段劃分為礦塊,并在礦塊內為行人、通風、運料、鑿巖和放礦等創(chuàng)造條件的采礦淮備工作。.采準巷道——為礦塊采準而掘進的巷道切割——指在已經采準完畢的礦塊開辟自由面和自由空間,為回采創(chuàng)造爆破和放礦條件的工作。采準切割——采準與切割的統(tǒng)稱,簡稱采切。切割巷道——為進行切割工作掘進的巷道(如切割天井、拉底巷道等)?;夭伞冈谝呀洸汕型戤叺牡V塊中采出礦石的過程?;夭砂ǎ郝涞V、運搬和地壓管理三個主要工作。開拓、采準切割和回采之間關系是彼此超前的關系,即開拓要超前于采準,采準要超前于切割,切割超前于回采。而究竟超前多少,這是由三級礦量來決定的,一般礦山遵循的三級礦量是“316〞,即開拓三年,采切1年,待采礦量半年。.

四、礦石損失與貧化礦石損失——在礦床開采過程中造成礦石數(shù)量減少的現(xiàn)象礦石貧化——指采出礦石品位低于工業(yè)儲量平均品位的現(xiàn)象。造成礦石貧化最常見的主要原因是礦床開采過程中混入廢石,其次是高品位礦石損失或高品位粉礦流失。減少礦石損失與貧化措施:加強地質勘探、采用合理的開拓布置、選擇適當?shù)牟傻V方法和回采工藝.第三節(jié)礦床開拓方法礦床開拓方法——指的是礦床(井田)范圍內的主要開拓巷道形式,并且以主要開拓巷道來命名。非煤礦床開拓方法的井筒(硐)形式僅指主要開拓巷道而言,不包括副井在內的輔助開拓巷道,其次,它指的是礦床整個開采深度范圍內的主要開拓巷道形式而不僅僅是第一水平.即礦床開拓方法已經包括了礦井“開拓延探〞。.

例:礦床淺部用明豎井,深部用盲豎井(暗立井)作為主要開拓巷道,就構成了一種不同于整個礦床都用(明)豎井開拓的方法,成為明豎井與盲豎井聯(lián)合開拓法。非煤礦床開拓方法:單一開拓法〔豎井、斜井、平硐、斜坡道〕聯(lián)合開拓法〔明豎井與盲豎井、平硐與盲豎井等〕凡用一種主要開拓巷道開拓礦床,稱為單一開拓法。用兩種主要開拓巷道開拓礦床,稱為聯(lián)合開拓法。.聯(lián)合開拓有兩種情況:同時用兩種主要開拓巷道開拓礦床或深、淺局部別用不同形式的主要開拓巷道開拓礦床,以第二種情況較為常見。單一開拓法按主要開拓巷道與礦體的相對位置關系,聯(lián)合開拓法按主

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