第3章_采矿工艺(采矿概论)共79页
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第3章_采矿工艺采矿工艺是指矿石经过一系列的处理流程,从中将有用矿物品位提高、杂质去除,最终得到所需金属或非金属矿产品的过程。
它是矿山开发过程中的一个重要环节,决定了矿石的综合利用率和经济效益。
本章主要介绍采矿工艺的基本原理和流程,并简要介绍常用的采矿设备。
采矿工艺的基本原理是利用矿石中矿物的不同特性进行分离。
根据矿物的物理、化学性质差异和相对密度、磁性、润湿性等参数的差异,可以实现矿石的浮选、重选、磁选、湿选、电选、气力选等分离手段。
采矿工艺的一般流程包括采矿、破碎、磨矿、分选等环节。
首先是采矿,即将矿石从矿山上开采出来。
然后通过破碎工艺将矿石粉碎成合适的粒度,以便后续的磨矿和分选。
磨矿是利用机械设备将矿石进一步细碎,并将其中的有用矿物与杂质分离。
分选是根据矿物的特性和理化性质,采用合适的分选设备(如浮选机、重选机、磁选机等),对矿石进行分离,使有用矿物得到提取,而把杂质留下。
最后需要对提取出的矿物进行精炼、浓缩等处理,以得到纯度更高的产品。
常用的采矿设备有破碎机、磨矿机、浮选机、重选机、磁选机、湿选机、电选机等。
破碎机主要用于将矿石粉碎至一定粒度,常用的有颚式破碎机和圆锥破碎机。
磨矿机则是将粉碎后的矿石进一步细碎,常见的有球磨机、矿石磨等。
浮选机、重选机、磁选机等是根据矿石中特定矿物与水、空气、药剂等的亲疏关系而进行的分离。
湿选机则是通过水的润湿性,将矿石中的杂质与有用矿物分离。
电选机则是利用矿石中矿物的不同导电性进行分离。
除了上述设备之外,还有辅助设备如给料机、皮带输送机、振动筛、螺旋分类机等。
这些设备用于将矿石、砂石等物料输送至相应的处理设备,或者对物料进行筛分、分级等操作。
总之,采矿工艺是矿山开发过程中的关键环节,通过一系列的处理流程将矿石中有用矿物提取出来,达到矿石资源的有效开发利用。
通过合理选择和配置采矿设备,并结合矿石的特性和要求,可以实现高效、经济的矿石加工,提高矿石的综合利用率和经济效益。
地质作用:是指引起地壳物质组成、内部构造,地表形态变化与发展的自然作用。
井田开拓:在井田范围内,为了采煤,从地面向地下开掘一系列巷道进入煤体,建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。
上山:没有出口直接通往地面,位于本开采水平以上,沿煤层或岩层开掘的倾斜巷道。
下山:没有出口直接通往地面,位于本开采水平以下,沿煤层或岩层开掘的倾斜巷道。
采煤工艺:按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合,称为采煤工艺。
在一定时间内,按照一定的顺序完成采煤工作各项工序的过程,称为采煤工艺过程。
矿井通风:利用机械或者自然压差为动力,使地面的新空气定量进入井下,并在巷道中沿既定的路线流动,最后将污浊空气排出矿井的全过程。
固结成岩:松散的沉积物逐步变成坚硬的沉积岩的过程。
地层------一般是指某一地质年代形成的一套成层状的岩石。
地层是具有时间概念和空间关系的。
含矸率------是指矿井开采出来的煤炭中含有大于50㎜的矸石量占全部煤量的百分率,是评价煤炭质量的一个主要指标。
断裂构造------岩层在地壳运动过程中,受力作用,岩体极限强度遭到破坏,失去了连续性和完整性的构造形态叫断裂构造。
阶段------在井田范围内,沿煤层的倾斜方向,按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分,每个长条部分具有独立的生产系统,称为一个阶段。
“三下一上”采煤------是指在建筑物下、铁路下、水体下和承压水体上采煤。
采煤方法采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上和空间上的相互配合。
普氏系数:反映岩石在各种采矿作用下被破坏的难易程度的系数,又称坚固性系数。
矿图:矿图是矿山工程中用各种投影方法绘制、以描绘矿山各项探采工程及其周围地质情况和煤层空间位置为主的,供地质、测量、采矿等人员使用的矿山生产及管理用的图的总称。
矿图的种类很多,常用的是煤矿地质图及采掘工程图。
井田开拓:在井田范围内,从地面向地下开掘一系列巷道进入煤体,建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统,称为井田开拓。
采矿工艺知识介绍采矿工艺的管理原则是:贯彻执行“采剥并举,剥离先行”,保证合理“三量”关系,在满足质量要求的前提下,做好均化搭配工作,石灰石、砂岩资源开采综合利用,实现零排废。
合理的“三量”关系数值如下:开拓矿量:24个月产量;准备矿量:12个月产量;可采矿量:6个月矿量;各采矿区须同时满足上述要求。
开拓矿量指开拓工程已经完成,出矿和废石的运输系统已经形成,具备了进行采准工作的条件。
开拓矿量即为完成了开拓工程的最下一个台阶底板标高以上的矿量。
准备矿量是开拓矿量的一部分,指已完成剥离工程和开段沟的各水平上所有台阶的矿量。
可采矿量是准备矿量的一部分,指生产中能连续采出的矿量。
即在台阶上矿床上面和侧面已被揭露出来,保留最少工作平台宽度以外能采出的矿量。
1、露天开采的生产工艺流程露天开采的主要生产工艺是采准、穿孔、爆破、铲装、运输。
这几项工艺相互关联、密切配合,只要其中一项出现问题,势必影响其它工序的正常进行。
1.1采准工作采准工作即是露天矿山开采的第一道工序,它是为钻机的穿孔提供一个平台,让钻机能够安全的架设,从而为后续工作打下基础。
1.2穿孔工作穿孔工作是露天开采的重要环节,它为爆破工作提供装药的孔穴。
穿孔质量,在一定程度上取决于穿孔方法和穿孔设备,并直接影响随后的爆破及铲装工作。
露天矿穿孔设备按其穿孔深度分为深孔和浅孔凿岩设备。
深孔穿孔设备主要有牙轮钻机和液压潜孔钻机。
1.3 爆破工作中深孔爆破效果应满足以下基本要求:(1)大块率要受控,一般要控制在7%以内,矿石粒度应有利于提高铲装和破碎的效率;(2)炮堆松散度、尺寸、形状有利于挖掘设备安全和高效率作业;(3)爆破平台的标高、尺寸和台段坡面角的误差应在允许范围内;(4)爆破震动、飞石和空气冲击波作用控制在允许范围内,减少和消除底根,控制爆破的后裂、后冲。
与地下开采相比,露天开采爆破的主要特点是,台阶工作线长,工作面较宽,开采机械化程度高,开采强度大,爆破条件好。
采矿工程概论2008年2月第一章:金属矿床地下开采的基本概念第一节:金属、矿床的工业特征一、矿石和废石的概念矿物、矿石、矿体、矿床、围岩、夹石、废石二、矿石的种类(一)金属矿石按其所含金属矿物的性质、化学成份(二)根据所含金属种类的不同三、矿石品位的概念矿石品位的概念、边界品位、最低工业品位四、矿石和围岩的性质硬度、坚固性、稳固性、碎胀性、结块性、氧化性、自燃性及含水性等。
第二节:金属矿床地下开采概念一、井田、矿田和矿区的概念二、走向线、走向、走向长、倾斜线、倾向、倾角三、关于延深、埋进深度和赋存深度的概念四、阶段、矿块和盘区采区的概念五、矿床的开采顺序(一)井田阶段的开采顺序(1)下行式——即自上而下进行开采。
(2)上行式——与下行式相反(二)阶段中矿块的开采顺序(1)前进式回采(2)后退式回采(3)混合式回采六、矿床的开采步骤金属矿床地下开采的步骤可以分为:开拓、采准、切割与回采四个步骤,这些步骤反映了不同的工作阶段。
(一)开拓工作(二)采准工作(三)切割工作(四)回采工作回采工作包括:落矿、运搬和地压管理三个主要工作。
(1)矿床开拓、采准、切割、回采的关系是彼此超前的关系。
(2)三级矿量的含意①开拓矿量②采准矿量③待采矿量第三节:矿石的损失、贫化和矿山年产量一、矿石的损失和贫化1.矿石的损失矿石损失量与矿石的工业储量的百分比,叫做矿石的损失率。
2.矿石的贫化混采下来的废石量与采出矿石量的百分比,叫做矿石的贫化率。
二、矿山年产量矿山年产量是矿山每年生产的产品量。
第二章: 矿床开拓第一节:开拓方法分类一、开拓方法分类矿床开拓方法大致可分为单一开拓和联合开拓两大类。
(一)单一开拓法:平硐开拓竖井开拓斜井开拓(二)联合开拓法平硐盲竖井开拓平硐盲斜井开拓竖井盲竖井开拓竖井盲斜井开拓斜井盲竖井开拓斜井盲斜井开拓第二节:开拓方法主要开拓巷道是决定一个矿床开拓方法的核心,其选择在矿山设计中是至关重要的。
主要开拓巷道类型的选择由以下几个条件来决定:(1)地表地形条件(2)矿床赋存条件(3)矿岩性质(4)生产能力另外,开拓巷道施工的难易程度、工程量、工程造价和工期长短等,虽然不能作为确定开拓方案的重要依据,但决不可忽视。
绪论金属矿床开采按不同的埋藏条件,主要有以下三种方法:①露天开采,②地下开采,③砂矿床开采,目前主要是机械化采掘,本课程主要讲机械化露天开采的方法。
一、露天开采的基本概念及述语露天开采是在一定范围内敞露的空间里,将掩盖在矿体上部的表土及周围部分的岩石剥除掉,而把矿石开采出来。
因此为了采出矿石,还必须开采矿石。
1.台阶(bank):(图1-1)开采时,自上而下把矿岩划分成具有一定厚度的水平分层,用独立的采掘、运输设备进行开采,各分层保持一定的超前关系,从而形成阶梯状。
台阶由以下要素构成:上部平盘、下部平盘、坡面、坡顶线、坡底线、高度、坡面角。
台阶分:工作台阶…工作平盘布置采掘、运输设备。
非工作台阶…保安平台:用于缓冲和阻截滑落岩石,减缓边坡角。
清扫平台:阻截滑落岩石并用清扫设备进行清理。
运输平台:作为工作台阶与出入沟运输的联系通道。
2、工作线(Avdvance line)…已经做好准备而形成的矿岩区段。
3、采掘带(excavationzone):开采时将台阶划分为若干个条带,逐条顺次开采,每一个条带叫做采掘带。
参数:宽度 1、实方……取决于爆破方法和参数。
2、电铲…取决于电铲的挖掘和卸载半径。
4、采区(working section )每一条带开采时也可划分为若干区段配以独立的采运设备。
参数:长度…一条电铲所占的采掘工作线长度。
5、露天坑道:按用途分:1、出入沟…建立开采水平间的运输通道。
(Bl—4中的AB)。
2、开段沟…建立第一条工作线(初始台阶)见图l—4中的CD。
按断面形状分:整断面(1-5 a),单侧沟(1-5 b)6.露天矿场(open pit)已经进行和正在进行露天开采的区域,由台阶和露天坑道形成。
山坡露天:封闭圈以上。
凹陷露天:封闭圈以下。
构成要素:(1)边帮:露天矿场四周表面的总体,分:顶帮、底帮(slope)、端帮(2)工作帮:(working slope),非工作帮(slope of respose)(3)工作帮坡面及工作帮坡面角(4)非工作帮坡面及最终边坡角。
第三章单一走向长壁采煤法采煤工艺目前,我国长壁采煤工作面采用炮采、普采和综采三种采煤工艺方式。
爆破采煤工艺,简称“炮采”,其特点是爆破落煤,爆破及人工装煤,机械化运煤,用单体支柱支护工作空间顶板。
随着技术装备的发展,我国炮采工艺经历了三个主要发展阶段:建国初期改革采煤方法,推行长壁采煤工艺,工作面采用拆移式刮板输送机运煤、木支柱支护顶板,生产效率很低,工作极为繁重,劳动条件差;20世纪60年代中期开始,采用能力较大、能整体前移的可弯曲刮板输送机运煤,用摩擦式金属支柱和铰接顶梁支护顶板,使工作面单产和效率有较大提高,劳动强度有所降低;进人80年代,炮采工作面的装备和技术手段更新速度加快,用防炮崩单体液压支柱代替摩擦式金属支柱,工作空间顶板得到有效控制,生产更加安全,支护工作效率提高,而且工作面输送机装上铲煤板和可移动挡煤板,使80%~90%的煤在爆破和推移输送机时自行装人输送机,同时工作面采用大功率或双速刮板输送机运煤和毫秒爆破技术,进一步提高了生产效率。
普通机械化采煤工艺,简称“普采”,其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序,而运煤、顶板支护和采空区处理与炮采工艺基本相同。
50年代,曾采用深截式采煤机(截深为1.5~1.6m)落煤和装煤、拆移式刮板输送机运煤、木支柱支护顶板。
由于顶板悬露面积大且得不到及时支护,单产和效率低,安全生产条件差,这种技术装备已被淘汰。
60年代以来,普遍采用了浅截式(截深为0.6~1.0m)采煤机械。
按照技术装备的发展,我国浅截式普采经历了三个发展阶段。
60年代初采用浅截式采煤机械、整体移置的可弯曲刮板输送机、摩擦式金属支柱和铰接顶梁相配套的采煤机组,使普采单产和效率有较大提高,安全生产有所改善。
这种第一代浅截式普采设备目前在国有重点煤矿已被淘汰,在某些地方煤矿仍在使用。
70年代后期采用第二代普采装备,即对第一代浅截式普采设备进行技术更新,提高配套水平,主要是采用了单体液压支柱管理顶板,使普采生产出现了新的面貌。