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矿石开采及矿岩性质介绍


开采是指用人工或机械对有利用价值的天然矿物资源的开采。根据矿床埋藏深度的不同和技术经济合理性的要求进行开采。

矿床的空间范围包括矿体和围岩,一个矿床可以有若干个矿体。

矿产:是指埋藏在地壳内能为人类所利用的有用的矿物资源或矿物集合体。

按其性质和用途划分为以下四类:

1.金属矿产

这类矿产的特点是从中可提取某种金属元素。

黑色金属(如铁、铬、锰)(重钢为神七、神九等提供黑色金属材料)

有色金属(如铜、铅、锌)

轻 金 属(如铝、镁)

贵 金 属(如金、银)

放射性金属(如铀、钍、镭)及稀有、稀土和分散元素等。

2.非金属矿产

(1)从中提取非金属元素,如利用黄铁矿提炼硫及利用磷块岩提炼磷;

(2)利用组成该矿产的岩石或矿物的某些物理性质、化学性质和工艺特性。

3.能源矿产

它是当前最重要的能源,同时又是重要的化工原料(煤、石油、等)。

4.水气矿产

包括地下饮用水、工业用水、矿泉医疗水、地下热水及有用元素。

矿床:地壳内部或表面富集的有用的矿物聚集体,其质和量适合于工业利用,并在现有技术经济条件下能够被开采利用的部位称为矿床。

3)矿体

是矿石的堆积体,是构成矿床的基本单位,又是开采的直接对象。一个矿床可以有多个矿体。

4)围岩

围绕在矿体周围无经济价值的岩石。

矿体的形状

1) 按形状分:层状矿体、脉状矿体和快状矿体。

2) 按倾斜角度分:水平矿体(矿体倾斜角度小于5 )、缓倾斜矿体(5 ~30 )、倾斜矿体(30 ~55 )、急倾斜矿体(大于55 )

3) 按厚度分:极薄矿体(0.8m以下),薄矿体(0.8~5m),中厚矿体(5~15m),厚矿体(15~50m),极厚矿体(50m以上)

矿岩的性质

性质

物理力学性质 坚固性:不同岩石具有不同的坚固性。同一种岩石由于其结构、构造和风化程度不同,其坚固性也有所不同。坚固性系数在0.3~20之间,系数越大,其强度和硬度越大,岩石越坚固。

稳固性:指矿石或岩石的空间允许暴露面积的大小和暴露时间长短的性能。

物理化学性质 放射性:放射性元素少分布广,多聚集在花岗岩中。

氧化性:硫化矿在水和空气的作用下氧化还原,变为氧化矿石的性质。

自燃性:高硫矿石的含硫率在18%~20%以上,具有自燃性。

有害物质:开采过程中产生的粉尘(SO2/CO/CH4/H2S等)

采矿

1) 矿床开采的方式:矿床露天开采、地下开采和海洋开采。

露天开采的优缺点:

优点 缺点

露天开采 空间限制小,大型机械提高开采强度,生产率高,成本低,矿石损失贫化小,对于高温易燃的矿体更为安全,基建时间段,投资底。 穿爆、采装等作业粉尘大,易产生对大气、水域和土壤的污染,天气变化对开采也有一定影响。

露天开采是采用采掘在敞露的条件下,以山 坡露天或凹陷露天的方式,一个阶段一个阶段地向下剥离岩石和采出有用矿物的一种采矿方法。

建设一个露天开采的整个过程,一般包括:矿区的地面设施建设;矿床的疏干和防排水;露天采场基本建设以及投入生产的一系列准备工作。掘沟、剥离和采矿是露天矿生产过程中的三个重要环节。露天矿生产过程中,不论是剥离还是回采矿石,工艺流程一般都要经过穿孔、、装载和运输。

当矿床埋藏地表以下很深,采用露天开采会使剥离系数过高,经过技术经济比较认为,采用地下开采合理时,则采用地下开采方式。地下开采主要包括开拓、采切(采准和切割工 作)和回采三个步骤。

2) 采装工艺

指在露天采场中用某种设备和方法把处于原始状态或经爆破破碎后的矿岩挖掘出来,并装入运输设备或直接倒卸至一定地点的作业,它是露天开采的中心环节。

3) 排岩工作

工作内容:将贫矿和难选矿物暂时堆放到专设的废石场储存。

4) 防水与排水工作

目的:防止地表水流入采场,以减小采场排水量;降低矿石含水量,提高采掘效率以及维护边坡的稳定性。

采矿方法(矿床地下开采)

1) 空场采矿法:是指回采过程中空区暂时不处理的采矿法。

特点:依靠围岩的自身稳固性和矿柱维护回采空间,采场回采结束后再及时处理空区。

条件:矿岩稳固。

2) 充填采矿法:指在回采过程中,用充填处理空区的采矿法。

实质:以充填材料充满空区,支撑两帮围岩,防止岩石移动,达到控制地压的目的。

3)崩落采矿法。它是随着矿石的崩落,以崩落围岩来充填采空区,达到控制管理地压的一种方法。由于上、下盘岩石崩落将会引起地表的塌落,所以地表允许崩落是使用这类采矿方法的必要前提。