《非煤矿山开采技术》PPT课件

矿石 磁铁矿 黄铜矿 金矿 磷矿 云母矿 金刚石矿
边界 品位
20％
0.2%0.3%
1-2g/t
5%-6%
1kg/m3
20 kg/m3
工业 品位
25％
0.4%0.5%
3-5g/t
10%11%
4kg/m3
30 kg/m3
三、矿体与围岩
矿体是指具有一定形状和产状的矿石的天然集合 体。矿体有一定的空间位置和几何形状，具有一 定数量和质量。 围岩：矿体周围无开采价值的岩石叫围岩。 位于倾斜至急倾斜矿体上方和下方的围岩， 分别为上盘围岩和下盘围岩；位于水平或缓倾斜 矿体顶部和底部的围岩，分别为顶板围岩和底板 围岩。 夹石：夹在矿体中间的称为夹石。 废石：围岩和夹石，统称为废石。
伟晶岩矿床是残余岩浆 阶段形成的矿床，因这一阶段 形成颗粒特别粗大的矿物晶体 而得名。这类矿床中主要有锂、铍、铌、 钽、铯等金属矿产和水晶、云母、长石 等非金属矿产。 伟晶岩矿床的主要特点是，围岩多 为变质岩，矿体形状和产状主要受裂隙 控制，矿岩界限一般较明显，矿物晶体 粗大。
3．气水一热液矿床 经过上述两个阶段后，剩下的岩浆是一种富 含挥发性成分和多种成矿物质、粘度更小、流动 性和活泼性更强的气水一热液。这种含矿的气水热液充填于围岩裂隙中，或与化学活泼性强的围 岩产生化学反应，置换出部分围岩并占据其空间， 从而形成气水一热液矿床。 这类矿床中矿产十分丰富，主要有铜、铅、锌、 钨、锡、钼、汞、镓、锗、铟、铁、铀等金属矿 产和石棉、硫、重晶石、莹石、冰洲石等非金属 矿产。 气水一热液矿床的主要特点是，矿体形状和产 状复杂多变，矿床中同时伴生有多种矿产，矿石 品位一般较高，含大量硫化矿物。
矿床开拓方法分类矿床开拓方法主要巷道开拓类型典型开拓方法单一开1垂直矿体走向平硐开拓法2沿矿体走向开拓法斜井开拓法斜井1脉内斜井开拓法2下盘斜井开拓法竖井开拓法竖井1下盘竖井开拓法2上盘竖井开拓法3侧翼竖井开拓法斜坡道开拓法斜坡道1折返式斜坡道开拓法2螺旋式斜坡道开拓法联合开平硐与井筒联合开拓法平硐与竖井或斜井1平硐与盲明竖井联合开拓法2平硐与盲明斜井联合开拓法开拓法明井与盲井联合开拓法1明竖井与盲竖斜井联合开拓法2明斜井与盲竖斜井联合开拓法88用平硐作为主要开拓巷道开拓矿床的方法称为平硐开拓法
上盘围岩
下盘围岩
矿石 夹石
【注意】 应当指出，矿石与废石的概念是相 对的，它与一个国家的社会制度，一个国家的 科学技术发展水平，已经掌握的资源情况，以 及对某种金属的需要量都存有关系。 例如，锡和铜，过去锡品位达到0.8%，才算 矿石可以开采，而现在锡品位只要达到0.2～ 0.3%，就作为矿石开采，过去铜的品位只有达 到1.0%才开采，而现在达到0.4～0.6%，即可 作为矿石开采。 过去废石，而现在却变成了可开采的矿石。 （黄金品位达8～10ｇ／ｔ就是富矿）
内生矿床比较
内生矿床类型
岩浆矿床
岩浆冷凝结晶成为 岩浆岩阶段形成的 矿床 主要有铬铁矿、钒 钛磁铁矿、铜镍硫 化矿、含铂族元素 的金属矿，以及金 刚石、刚玉和磷灰 石等非金属矿产。
伟晶岩矿床
残余岩浆阶段形成 的矿床
气水一热液矿床
岩浆期后阶段形成 的矿床
形成的阶段
矿产种类
主要有铜、铅、锌、 钨、锡、钼、汞、 主要有锂、铍、铌、 镓、锗、铟、铁、 钽、铯等金属矿产 铀等金属矿产和石 和水晶、云母、长 棉、硫、重晶石、 石等非金属矿产 莹石、冰洲石等非 金属矿产。 围岩多为变质岩， 矿体形状和产状主 要受裂隙控制，矿 岩界限一般较明显， 矿物晶体粗大 矿体形状和产状复 杂多变，矿床中同 时伴生有多种矿产， 矿石品位一般较高， 含大量硫化矿物。
变质矿床中主要有铁、锰、 金、铀等金属矿产和大理岩、石 墨、石棉、滑石、磷等非金属矿 产。 变质矿床在矿产资源中占有 很重要的地位，变质铁矿床是铁 矿资源的主要来源，占世界铁矿 石总量的约60％，而变质金矿床 是世界产金量最大的一类矿床。
变质矿床的主要特点:围岩为 变质岩，产状变化较大，矿体呈 层状或似层状，矿石成分简单， 品位一般不高。
主要特点
围岩为岩浆岩，矿 岩界限不明显，矿 体形状比较复杂。
二、外生矿床
外生矿床是受外生成矿作用形成的 矿床，其成矿物质来源于原岩或原矿床。 外生矿床按成因又可分为风化矿床和沉 积矿床。 风化矿床为砂矿床，矿石品位高， 矿体埋藏浅，适合露天开采。矿床中主 要有锡、金、铂、铁、锰等金属矿产和 高岭土、金刚石等非金属矿产。
0.8～4 4～10— 10— 15 15～40
>40
煤层按厚度分类 类型 薄煤层 中厚煤层 厚煤层
厚度（m）
<1.3
1.3～3.5
Hale Waihona Puke >3.5表1—2 类型
矿体按倾角分类表
水平和 缓倾斜 倾斜矿 急倾斜 微倾斜 矿体 体 矿体 矿体 <5 5～30 30～55 >55
二、矿体的厚度和倾角 矿体厚度和倾角也是影响 采矿方法选择和井巷布置的重 要因素。非煤矿床也将矿体按 厚度和倾角的不同划分成若干 类型，分别采用不同的采矿方 法，非煤矿床的划分更细。
矿体厚度的概念：
矿体厚度是指矿体的上盘与下盘之间的垂直距离 或水平距离。前者称为矿体的真厚度，后者称为矿体 的水平厚度。
铜、铅、锌 有色金属、稀有及 等有色金属 贵重金属矿床 矿床
由岩浆喷发 或爆发作用
特点
特点是矿体 向一个方向 延伸，而另 外两个方向 不发育
含有金刚石 的金伯利岩 筒
成矿 类型
矿体形状与矿床开采的关系
（1）矿体形状与矿床开采的关系非常 密切，矿床开拓、采矿方法的选择， 都必须考虑矿体形状。 （2）若矿体形状复杂多变，则要求所 采用的采矿方法应灵活，适应性强。 （3）此外，矿体形状的复杂性对探矿 提出了特殊要求，即探矿工作必须贯 穿于矿床开采过程的始终。
【注意】 ①工业品位也是相对概念，是可以变化 的，边界品位低于工业品位. ② 品位的表示方法实例： 山东金岑铁矿，磁铁矿品位56.24%；甘 肃辉铜山铜矿品位2.04%，湘西金矿品位 3～5ｇ／ｔ，内蒙古红花沟金矿品位 14.46ｇ／ｔ（平均），山东焦家金矿品 位6.84ｇ／ｔ（平均）。
部分矿石的边界品位和工业品位
煤系地层中常见有粘土矿、铝土 矿和铀矿等非煤沉积矿床。它主要含有 铁、锰、铝等金属矿产和磷、岩盐、粘 土、石膏、芒硝等非金属矿产，其中沉 积铁、铝、锰矿床具有重要的工业价值 沉积矿床的主要特点是: 围岩为沉积岩，矿岩界限明显， 矿体多呈层状，矿床规模较大 ，矿石矿物成分单一。
三、变质矿床
变质矿床是受变质成矿作用形成的矿床， 其成矿物质来源于原岩或原矿床。 受变质矿床：原矿床经变质成矿作用后其 工业用途并未改变(如沉积铁矿床变为变 质铁矿床) 。 变成矿床：原岩变质成为矿床，或原矿床 变质成为具有另一种工业用途的矿床(如 石灰岩变质成为大理岩，铝土矿变质成 为刚玉)
（二）矿石品位
矿石品位：矿石中有用成份（元素、化 合物或矿物）的单位含量 矿石品位的表示方法通常有三种： 用百分数％来表示 用ｇ／ｔ来表示 用kg／m3来表示 注意：只有平均含量达到或超过工业品 位(最低工业品位)的矿段才具有开采价 值而计算其储量。
工业品位——指在当前的技术经济条件 下可以开采利用的矿石中有用成分的最低 平均含量。 边界品位——指可采矿石有用成份含量 的最低界限，是矿体边界上矿石最低品位。 边界品位是划分矿石和废石，圈定矿体 范围的标准。 矿石品位达到或超过边界品位的部分视 为矿体，否则视为围岩。
非煤矿山开采技术
第一章
非煤矿床的形成及工业特点
第一节 基本概念
一、矿产 （一）定义 矿产——指在各种地质作用下，形成 于地壳内的能被国民经济利用的矿物资源， 它们是人类社会重要的生产资料和劳动对象。 根据其工业用途矿产目前一般分为金 属矿产，非金属矿产和可燃有机岩矿产三大 类。
（二）矿产分类 金属矿产——指可以从中提取金属元素 的矿物资源。 按照金属矿产的工业用途又可将其分为 黑色金属矿产(如铁，锰、铬、钒、钛 等)、有色金属矿产(如铜、铅，锌、锡， 锑，汞，铝，镁等)、贵重金属矿产(如 金，银，铂等)、放射性金属矿产(如铀， 钍、镭等)，稀有金属和分散元素金属矿 产(如钽，铌，铍、锂、锆等)。
（1）自然金属矿石——它是以单一元素形式存在的，如 金、铂、银等。 （2）氧化矿石——指矿石的成分为氧化物。 如：赤铁矿（Fe2O3），赤铜矿（Cu2O）等。 （3）硫化矿石——指矿石的成份为硫化物。 如黄铜矿（CuFeS2）、方铅矿（PbS） （4）混合矿石——是前三种的混合物。
例如，磁铁矿矿石品位超过50％ 为富矿，介于30％—50％时则为贫矿； 而铜矿石的品位大于1％为富矿，小于 1％则为贫矿。
第二节
非煤矿床的形成
非煤矿床是由地壳中的化学元素在各种成矿 作用下迁移、富集而成的。
成矿作用——指把地壳中的有用成分和其
他成分分离开来，集中富集而形成矿床的地质 作用。 例：铁在地壳中的平均含量为5.00％，铜仅为 0.006％，在目前的技术经济条件下均无开采价 值。只是由于成矿作用使分散在地壳中的化学 元素相对集中，从而形成了各种各样的矿床。
b
a φ
α
b——为垂直厚度； a——为水平 厚度； φ——a与b夹角； α—— 矿体倾角； 对于急倾斜矿体，常用水平厚度 ，对于缓倾斜矿体，水平或倾斜矿体 常用垂直厚度。 一般指真厚度。
表1—1 矿体按厚度分类（五类）表 类型 极薄 矿体 薄矿体 中厚 矿体 厚矿体 极厚 矿体
厚度 （ m）
<0.8
可燃有机岩矿产——指能提供有 机能源的地下资源，除我们所熟悉的 煤外，还有石油、天然气，油页岩， 地沥清等。
二、矿石 (一)矿石的概念及其种类
矿石——在现有技术经济水平条件 下，在质和量两方面都能为国民经济所 利用的矿物集合体。 根据矿石中有用成分的用途和性质， 可将其分为金属矿石和非金属矿石两大 类；根据矿石品位高低，有富矿和贫矿 之分。
第三节
非煤矿床的工业特点
非煤矿床的矿石的种类、矿 体的形状、厚度和倾角、矿石和 围岩的力学性质、物理化学性质 等方面都与煤矿床有所不同，从 而具有许多工业将点。
一、矿体 形状
矿体形状— —矿体在空间 的产出形态。 非煤矿床矿 体的形状常见 的主要有层状 、透镜状、脉 状、巢状和柱 状等。
矿体形状比较
形状 层状矿体 脉状矿体 透镜状与巢 状矿体 柱状矿体
形成 原因
沉积成矿作 用 规模大，赋 存比较稳定， 有用矿物成 分及其含量 的分布也较 均匀。 黑色金属矿 床和一些非 金属矿床
气水热液作用，使 充填、接触 形成矿物质充填于 交代、液态 岩体的裂缝中 分离等作用 矿体的围岩有蚀变 现象，且矿体的赋 特点是矿体 存条件不够稳定， 大小不一， 有用成分的含量也 形状不规则 不均匀
非金属矿产——指可以从中提取非金属元 素或直接利用的矿物或矿物集合体。 按照非金属矿产的工业用途可分为冶金辅 助原料(如萤石，菱镁矿，耐火粘土等)、化学 工业原料 (如磷灰石、黄铁矿和钾盐等)，制 造工业原料(如石墨、金刚石、云母、刚玉、 石棉等)，陶瓷及玻璃工业原料(如长石，石英 砂，高岭土和粘土等)，建材及水泥工业原料 (如砂石，浮石，白垩、石灰岩、石膏，花岗 岩和珍珠岩等)、工艺美术原料(如硬玉、软玉， 玛瑙，水晶，孔雀石、琥珀、蛇纹石等)，铸 石和研磨材料(如辉绿石，石榴石和金刚石等)。
1．岩浆矿床 岩浆矿床——岩浆冷凝结晶成为岩浆岩 阶段形成的矿床。 它是岩浆活动过程中最先形成的矿床。 这类矿床中主要有铬铁矿、钒钛磁铁矿、 铜镍硫化矿、含铂族元素的金属矿，以及 金刚石、刚玉和磷灰石等非金属矿产。 岩浆矿床的主要特点是， 围岩为岩浆岩，矿岩界限 不明显，矿体形状比较复杂。
2．伟晶岩矿床
四、矿床及其分类 1、矿床 矿床——矿体及其围岩的集合体。一个 矿床，可以只有一个矿体，也可能由若干个 矿体组成。 2、矿床分类 (1)按照矿床中有用成分的性质和工业用 途，矿床可分为金属矿床、非金属矿床和可 燃有机岩矿床。
（2）按成因分：内生、外生、变质。 （3）按矿体与围岩形成先后：同生、 后生。 （4）按工业利用价值：工业与非工业。 一个矿床是否具有开采价值， 取决于矿石质量 (品位)、数量和开 采条件，以及国家对这种矿石的需求 程度。
按照作用的性质和能量来源 不同，地质作用可以分为内力地 质作用、外力地质作用和变质作 用。与此对应，成矿作用划分为 内生成矿作用、外生成矿作用和 变质成矿作用，形成的非煤矿床 分别称为内生矿床、外生矿床和 变质矿床。
一、内生矿床 内生矿床与岩浆的侵入活动有密 切关系，成矿物质也来源于岩浆。岩 浆中含有丰富的金属成矿物质和挥发 性成分，在其侵入地壳上部的过程中， 所含的有用成分相对富集，冷凝结晶 而形成内生矿床。 岩浆演化的不同阶段——岩浆阶 段、残余岩浆阶段和岩浆期后阶段— —形成不同的内生矿床。