地质矿产资源开发采矿新技术与最佳方案选择

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1、第六篇地质矿产资源开发采矿新技术与最佳方案选择!第一章概述!第一章概述第一节金属矿床的工业特性采矿的对象是矿床。因此，在学习矿床的开采方法之前，必须对矿床、矿石与围岩的工业性质及必须遵守的开采原则有一个基本概念。一、矿石与围岩的工业性质矿石：是指在目前技术经济条件下，在质和量方面均能满足国民经济要求的矿物集合体。也就是说矿石的品位应达到一定的标准，有害成分应低于一定标准。从中提取金属的矿石叫做金属矿石，如铁矿石、铜矿石等。从中提取非金属元素、矿物或直接利用的矿石叫做非金属矿石，如磷灰石、石棉、云母、石灰岩等。矿石按其品位的高

2、低分为富矿石和贫矿石。矿石中有用成分（元素或矿物）的重量与矿石的重量比叫做矿石的品位。金、铂等贵重金属的品位常用克!吨表示，其他金属常用重量百分数（"）表示，例如品位为#$"的铁矿石，表示在%$$吨的铁矿石中含有#$吨—##"!—!第六篇地质矿产资源开发采矿新技术与最佳方案选择!的铁。由此可见在矿石中除有用矿物外，还有与有用矿物伴生的目前还不能利用的脉石。矿体与矿床：地壳中天然形成的单个矿石集合体（或堆积体）叫做矿体；而一个矿体或数个生成在一起的相邻矿体的总称，叫做矿床。矿体周围的岩石叫做围岩。围岩以及夹在矿体中不含金属，或

3、含金属过少不适于工业加工的岩石统称为废石。矿石与废石的概念是相对的。随着科学技术水平和经济地理等条件的变化，废石可以变为矿石。矿石与围岩的物理力学性质中，影响矿床开采较大的有：硬度、坚固性、稳固性、结块性、氧化性、自燃性、含水性与碎胀性等。（!）硬度矿、岩抵抗工具侵入的性能叫做硬度。硬度愈大，凿岩愈困难。矿、岩的硬度取决于矿、岩的组成。矿、岩的硬度除对凿岩有很大影响外，往往影响矿、岩的坚固性和稳固性。（"）坚固性矿、岩的坚固性也是一种抵抗外力的性能。这种外力不是一般简单的外力（压缩、拉伸等），而是一种综合的外力，即锹、镐、机

4、械破碎、炸药爆炸等作用下的力。坚固性的大小，常用岩石的坚固性系数#表示。它表示着矿，岩极限抗压强度、凿岩速度、炸药消耗量等值的平均值。但目前国内通常用其表示矿、岩的极限抗压强度：%#$（’(!(!）!&&式中%———矿、岩极限抗压强度，公斤)厘米"。（*）稳固性即矿石或岩石允许暴露面积的大小及暴露时间长短的性能。在矿、岩物理力学性质中稳固性是采矿方法选择的主要因素之一。按允许暴露面积，可将矿、岩稳固性分如下几种：!不稳固的在这种矿、岩中，顶板或两帮暴露时需要立即支护，允许不支护的暴露面，只能在+&米"以内。"内不支护可以"中

5、等稳固的这种矿、岩的暴露面积一般在+&,"&&米安全地进行生产。—##"!—!第一章概述!!以上。!稳固的允许不支护的暴露面积约在!""#$""米（%）结块性采下的矿石或围岩，如含有粘土、滑石等物质受压受湿后，经过一段时间即能结块。某些硫化矿石遇水表层氧化，形成硫酸盐薄膜，即使没有细而粘的物质也具有结块性。（&）氧化性硫化矿石在水和空气的作用下，因时间过久而发生氧化的性质叫做氧化性。硫化矿石氧化后能降低选矿回收率，还可能导致矿石的结块和自燃。（’）自燃性矿、岩具有自燃的性质叫做自燃性。含硫在($#!")以上的硫化矿石就有可能

6、自燃。因为在开采过程中，矿石与空气接触而氧化，在氧化过程中放出热量，经过一定时间后，若通风条件不好，散热状况不良，就会引起火灾。（*）碎胀性矿、岩从原矿体削落破碎后，其体积要增大，这种性质叫做碎胀性。采下矿岩的体积与原矿岩体积之比叫做碎胀系数，又叫松散系数。根据采下矿岩的块度和形状的不同，碎胀系数大致波动在(+!#(+’之间。但装入容器中的矿岩，由于二次松散，孔隙增多，碎胀系数增加至(+$#!,"。二、矿床的埋藏要素及矿体的形状（一）矿床的埋藏要素矿床的埋藏要素是指矿床中各个矿体的走向长度、厚度、倾角、延深及埋藏深度。并应按

7、矿体分别描述。（(）走向长度矿体走向长度一般在各个不同水平上有所变化。因此应指出矿体的平均走向长度和各主要水平的走向长度及变化规律。走向长度一般用-表示。（!）厚度矿体的厚度是指矿体上盘与下盘间的垂直距离或水平距离，前者叫做垂直厚度.垂或真厚度，后者叫做水平厚度.平，如图’/(/(所示，它们之间有下列关系。—##"!—!第六篇地质矿产资源开发采矿新技术与最佳方案选择!!垂"!平·#$%!，米（&’(’)）式中!———表示矿体的倾角，度。矿体的厚度在走向上和倾斜上都可能有变化，有时甚至有分枝、复合、胀大、缩小和尖灭。在描述时应

8、指出最大、最小和平均厚度。矿体按厚度可分为五类：极薄矿体———厚度小于*+,-*+.米，此种厚度，无论掘进和采矿都要采掘部分围岩；薄矿体———厚度在*+.-)+*米，此种厚度，采矿时可以不采围岩；中厚矿体———厚度在)-/米；厚矿体———厚度在/米至(/-)*米；极厚矿体———厚度在)*米