石膏矿反程序开采技术
石膏选矿工艺 石膏选矿加工方法 常用选矿设备介绍
石膏选矿工艺石膏选矿加工方法常用选矿设备介绍产品质量标准：中国用于水泥中的石膏和硬石膏的国家标准（GB-5483-85）中，将石膏和硬石膏按其品位分为三个等级（品位分别为：大于或等于80％、大于或等于70％、大于或等于60％），并规定不得含有有害于水泥性能的杂质和混入外来夹杂物，要求附着水不得超过4％。
中国建筑材料工业部制订的部颁标准规定：医用、食用、艺术品石膏品位在95％以上，建筑制品和模型用石膏品位在75％以上，水泥和农用石膏品位在55％以上（详见JC16-82），并规定石膏矿石块度不大于500mm，石膏附着水含量不超过5％。
中国有关部门对α半水石膏、β半水石膏、多项石膏（含β半水石膏、少量二水石膏及部分无水石膏）的主要物理化学指标要求见表图1。
选矿加工方法：虽然重介质选矿、光电选矿、浮选、电选等都可用于石膏选矿，但在中国，这些方法还未广泛应用于工业生产。
大多数矿山对开采出的石膏矿石只是进行简单的手选，将夹石拣出。
一些矿石类型较复杂的矿山，在开采时，用手选分出纤维石膏、泥石膏、普通石膏和少量硬石膏。
生石膏的煅烧工艺分为干法和湿法两种。
干法煅烧是在常压下（或水蒸汽低分压下）对生石膏加热脱水，并随温度不同而生成β型半水石膏、Ⅱ型无水石膏或过烧石膏。
这种产品是建筑中常用的熟石膏、浇注石膏或预制品石膏。
湿法煅烧是在高压釜中的水蒸汽压下，或在低压下沸点高于100℃的盐溶液中对生石膏进行加热处理，产品为α型半水石膏，可用作浇注的特种石膏基础材料。
工艺流程：荥阳矿机采用β型熟石膏的生产工艺流程一般是：矿石储存→破碎→均化→煅烧脱水→陈化→粉磨与混合→包装，用炒锅煅烧时先磨粉后煅烧。
生石膏干法煅烧工艺为：生石膏从采场运来后先经过储存和精选，以保证给料连续和质量稳定。
给料经过一段破碎（颚式破碎机）至8cm以下，再经二段破碎（锤式破碎机）至2cm以下，然后经斗式提升机给入煅烧窑中煅烧。
通过控制窑的温度，可分别生产β型半水石膏、无水石膏及过烧石膏。
石膏矿床开采存在问题及对策
科技论坛由于我国从人均的角度来看，都会比其他国家拥有矿产资源的数量要低很多，这样石膏在开采的过程中也会存在不高的回收率，不满足我国下达的有关方针要求；在最近几年里，出现安全事故的概率不断增加，这样也在某种程度上对矿山的安全生产带来不利影响，也和建立以人为本的理念不符；以往的开采手段无法紧跟时代的要求，这些因素都会对开采工作的进行带来一定的阻碍。
基于此，本文主要从以下几个方面对石膏矿床开采存在的不足之处进行分析，并提出合理化建议，供以借鉴。
１危险危害因素分析危险危害因素是指能对人造成伤亡或对物造成突发性损害的因素．当前我国石膏矿床地下开采过程中伤亡事故的不断发生，事故的次数和事故的严重度呈现出上升趋势，说明在地下开采过程中存在着较多的危险危害因素，为了把事故降低到最低程度，需要对地下开采过程中存在的众多危险危害因素进行具体分析，从而进一步提出安全对策。
１．１矿点设置不合理石膏是一种廉价矿石，多年来在“有水快流”的思想指导下，一方面，准入门槛低，缺少矿山规划设计，常是一个矿区划归几个甚至十几个矿山开采，不仅占用大量保安矿柱，占压与报废大量储量，而且矿山开采互相干扰，有效监管的难度大；另一方面，矿石多为集体企业与民营企业开采，普遍存在资金投入不足、技术装备水平低、安全生产条件差；第三方面，由于没有长久的开采规划，许多石膏矿山建矿之初就布局不合理，资源浪费与破坏现象严重，且相互争抢矿源，引发事故隐患。
１．２从业人员素质较差由于矿山的开采规模普遍较小，从业人员中大部为农民工，未经过正规培训，且流动性大，在矿山的建设、开采中作业中，留下的隐患较多。
１．３采空区未经处理石膏矿山普遍采用房柱采矿法开采，大型矿山遗留未作处理的采空区面积已接近大，集体、民办企业的矿山更甚，且呈迅速增长之势。
这些未作处理的采空区才是石膏矿山特大事故频发的根本原因。
事实上，房柱式采矿法有其适用的条件，并不是所有的石膏矿山都适宜用此法开采。
石膏的开采与利用
石膏加工技术的经济性分析
石膏加工技术的成本：包括设备投资、能源消耗、人工成本等 石膏加工技术的收益：包括产品销售、副产品利用、废弃物处理等 石膏加工技术的经济效益：通过成本和收益的比较，分析石膏加工技术的经济效益 石膏加工技术的社会效益：包括环境保护、资源利用、就业等方面
石膏加工技术的未来发展趋势
石膏在医疗行业的应用
石膏绷带：用于固定骨折部位，帮助骨折愈合 石膏模型：用于制作假牙、假肢等医疗用品 石膏膏：用于皮肤病的治疗，如湿疹、皮炎等 石膏注射剂：用于治疗某些心血管疾病，如心绞痛、心肌梗死等
石膏在食品行业的应用
食品添加剂：石 膏可以作为食品 添加剂，用于改 善食品的口感和 味道
食品包装：石膏 可以用于制作食 品包装材料，如 纸板、塑料等
环保型石膏加工技术的研发和应用 智能化石膏加工技术的发展 高效节能石膏加工技术的推广 石膏加工技术的标准化和规范化
04
石膏产业的发展现状与前景
全球石膏产业的发展现状
全球石膏产量逐年增长，中国是全球最大的石膏生产国 石膏主要用于建筑、建材、医药、化工等领域 石膏产业在全球范围内具有广泛的应用前景 随着环保政策的推行，石膏产业面临转型升级的压力和机遇
石膏矿床开采可 以带动相关产业 链的发展，增加 就业机会
石膏矿床开采需 要遵循可持续发 展原则，保护生 态环境，实现经 济与环境的协调 发展
02
石膏的利用
石膏在建筑行业的应用
石膏板：用于墙体、天花板、地板等部位的装饰和隔热 石膏砂浆：用于墙面抹灰、地面找平、瓷砖粘结等 石膏线条：用于室内装饰线条、门框、窗框等部位的装饰 石膏雕塑：用于室内外雕塑、装饰品等艺术创作
石膏矿床开采的环境影响
破坏地表植被，影响生物多样性 产生大量废石和废水，污染环境 开采过程中可能引发地质灾害，如滑坡、崩塌等 开采活动可能对周边居民生活造成影响，如噪音、粉尘等
石膏开采定额
石膏开采定额一、石膏开采概述石膏是一种常见的非金属矿产资源，广泛应用于建筑、工业、农业等多个领域。
在我国，石膏资源丰富，开采历史悠久。
为了合理开发和利用石膏资源，制定科学合理的石膏开采定额至关重要。
二、石膏开采定额的制定石膏开采定额是指在一定时期内，按照一定的开采技术和管理要求，对石膏资源进行合理规划、开采、生产和加工的量化指标。
制定石膏开采定额需要综合考虑以下几个方面：1.石膏资源储量：根据地质勘查结果，确定矿区的资源储量，为制定开采定额提供依据。
2.开采技术条件：考虑矿区的地形、地质、水文等条件，确定合理的开采方式和设备。
3.环境保护要求：按照国家和地方环保法规，制定相应的环保措施，确保开采过程中环境得到有效保护。
4.安全生产要求：制定安全生产措施，降低开采过程中的安全风险。
5.经济效益：在确保资源合理开发的基础上，充分考虑企业的经济效益，确保开采活动的可持续发展。
三、石膏开采定额的分类石膏开采定额可以分为以下几类：1.产量定额：根据矿区资源储量和开采设备，确定单位时间内的产量指标。
2.能耗定额：根据开采过程中的能源消耗情况，制定合理的能耗指标。
3.环保定额：根据环保措施的实施情况，制定相应的环保指标。
4.安全定额：根据安全生产措施的落实，制定安全指标。
5.经济效益定额：综合考虑资源开发、生产成本、市场售价等因素，制定经济效益指标。
四、石膏开采定额的应用石膏开采定额在实际应用中具有以下作用：1.指导开采活动：为矿山企业提供开采过程中的具体指标，确保资源得到合理利用。
2.强化企业管理：通过制定和执行石膏开采定额，促使企业加强内部管理，提高资源利用率。
3.保障安全生产：开采定额的制定和执行，有助于提高矿山企业的安全生产水平。
4.促进环保措施落实：开采定额的制定可以推动企业加大环保投入，实现绿色开采。
5.优化资源配置：通过制定合理的石膏开采定额，有利于优化资源配置，提高资源开发效益。
五、石膏开采定额的优化与调整随着矿山开发的深入，石膏开采定额需要不断优化和调整。
石膏矿地下开采安全技术规范
石膏矿地下开采安全技术规范文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）石膏矿地下开采安全技术规范AQ2015-2008 Safetytechnicalregulationsforgypsumundergroundmines目次前言1范围2规范性引用文件3术语4井巷工程5矿石开采6有毒有害气体防治前言为规范石膏矿的开采，保障人民生命财产安全，依据有关法律、行政法规及参照有关行业技术标准、规范、规定，制定本规定。
本标准为强制性标准。
本标准由国家安全生产监督管理总局提出。
本标准由全国安全生产标准化技术委员会非煤矿山安全分技术委员会归口。
本标准负责起草单位：中国安全生产科学研究院。
本标准参加起草单位：安徽省皖东三和石膏开发有限公司。
本标准主要起草人：张兴凯、王云海、李全明、何士海、付士根、胡家国、马海涛、王庆。
石膏矿地下开采安全技术规范1范围本标准规定了石膏矿地下开采的安全技术要求。
石膏矿地下开采应在满足《金属非金属矿山安全规程》(GB16423—2006)相关规定的基础上，满足本标准的技术规定。
本标准仅适用于石膏矿的地下开采。
本标准不适用于石膏矿以外的其他金属非金属矿、煤矿等矿山的设计、建设和开采。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而构成为本标准的条款。
凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究后决定是否使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB16423—2006金属非金属矿山安全规程GB6722—2003爆破安全规程GBZ2工作场所有害因素职业接触限值3术语下列术语和定义适用于本标准。
3.1石膏矿石gypsumore以二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)为主要成分的矿石总称。
3.2纤维石膏satinspar(fibrousgypsum)纤维状晶体，具绢丝光泽的石膏矿石，常呈白色，蜡黄色或粉红色。
石膏矿的开采工艺
石膏矿的开采工艺石膏矿的开采工艺分为两类：一是纤维石膏矿的开采；二是雪花石膏、普通石膏矿和硬石膏矿的开采。
这两类石膏矿由于矿石及围岩物理力学性质差异，开采工艺差异甚大。
纤维石膏的硬度小，其岩石坚固性系数：平行纤维时ｆ＝1.2，垂直纤维时ｆ＝1.5，且性脆，容易变成粉矿而损耗。
由于矿石价格较高，国内的主要纤维石膏矿多采用长壁选别充填采矿法。
选别落矿开采炮眼不得布置在纤维石膏带上，割岩机不能在纤维石膏带中掏槽，落矿后在工作面人工选别，将矸石充填在采空区，矿石装入矿车。
在6个小区内轮流进行割岩机掏槽、打眼爆破、充填、装矿、运输等工序，工作面工人的工效为1.08ｔ／（工·班）。
矿块生产能力为150～220ｔ／ｄ。
雪花石膏矿、普通石膏矿和硬石膏矿开采工艺类似。
以太原石膏矿为例，矿石及围岩都致密稳固，矿石的坚固性系数ｆ＝3，有的采空区暴露面积达1 500m2也经久不垮。
多层状矿体，总厚达4～13m，采用房柱法（一般房宽8～12ｍ）和全面法采矿。
石膏矿凿岩工作容易，一个班出矿的矿量只需2h的凿岩时间，但炸药消耗量大，一般为0.34kg/ｔ。
采空区要采用强制放顶。
南京石膏矿和定远石膏矿都采用房柱法，但结合矿体的产状等又各有一些特点。
通化石膏矿采用全面法。
无轨开采对通风问题要求较高。
为控制坑内有害气体的浓度，多采用综合措施：柴油设备尾气要净化；加强通风来稀释；控制产量或产量大时要求增加出矿班次，增加出矿时间；柴油前装机等不能进坑，因为它始终处于怠速运转状态，排出有害气体浓度大。
冶金工业部矿山安全规程中要求坑内柴油设备单位功率的需风量指标为4m3／（kW·min）。
但国内的柴油自卸汽车的发动机都是直喷式，按美国标准还需增加风量。
太原石膏矿通风坑口采用了二台4-72-11NO20B离心式通风机并联抽出运行以增加风量。
石膏矿地下开采安全技术规范(AQ 2015-2008 )
备案号：２５４１８—２００９
ＡＱ
ＡＱ ２０１５—２００８
中华人民 共和 国安全生产行业标准
石膏矿地下开采安全技术规范
Ｓａｆｅｔｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｇｙｐｓｕｍ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅｓ
２００８－１
１－１９发布
２００９－０１－０１实施
论证；采高大于６ ｍ时，应对顶板及矿柱稳定性专项设计论证．以确定矿柱尺寸。 ５．２．２当有条件回收矿柱时，应制定相应的安全措施，确保作业安全。 ５．３多层石膏矿开采
５．３．１ ５．３．２
应经过具有相关资质的设计部门进行专门研究和设计．确定其多层开采方法。 当两矿层之间距离小于２ ｍ时，不宜采用分层开采。
３．３
石膏矿地下开采ｇｙｐｓｕｍ
ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅｓ
以平硐、斜井、斜坡道、竖井等作为出入口，深入地表以下，采出石膏矿石的采矿场及其附属设施。
４井巷工程
４．１石膏矿山主要开拓工程和全部采准、备采工程宜布置在矿体下盘，平巷宜沿矿体走向布置在矿 体内。 ４．２阶段高度一般根据矿体倾角和采掘机械而定，水平及近似水平的石
当采用崩落法开采时，应控制每次崩矿量，并强采强出，避免矿石在采场中凝结。 当采用充填法开采时，宜采用于式充填，应防止充填物与石膏产生化学反应，产生有毒有害
气体。 ５．２单层石膏矿开采
５．２．１
当采高小于６ Ｉｌｌ时，矿柱宽高比不宜小于１：ｌ。特殊情况应进行顶板及矿柱稳定性专项设计
ＧＢ ６７２２ ＧＢＺ
２工作场所有害因素职业接触限值
３术语
下列术语和定义适用于本标准。
３．１
石膏矿石ｇｙｐｓｕｍ
ｏｒｅ
厚大石膏矿体回采工艺研究与设计
第30卷第5期非金属矿Vol.30No.5 2007年9月Non-Metallic Mines Sep,2007在我国，普通石膏矿床的地下开采，除极少数以纤维膏为主的矿山采用壁式充填法和房柱式充填法外，绝大多数石膏矿山采用留石膏护顶层（以增加顶板稳固性）的空场采矿法，其中多数矿山采用房柱法,少数矿山采用全面法。
山东省各石膏矿，当前普遍采用房柱法开采。
枣庄峄城石膏矿区是山东省普膏主产地之一，已有近30年的开采历史，开采方式为房柱法采矿，由最初的不允许地表塌陷，发展到后来的允许地表塌陷。
采矿工艺以及地压管理方式的变革经历了漫长的过程，但对于厚大石膏矿体还没有比较成熟的开采经验,在开采工艺、凿岩、地压管理等方面，没有形成统一完善的技术方法。
本文旨在通过总结近期研究结果，为厚大石膏矿体的开采提出一种合理的方法。
1矿山概况矿体赋存于第三系官庄组泥岩中，属于湖相蒸发沉积矿床，矿体南北宽1177m，东西长954m，倾角7~10°，含膏岩系厚度100m左右，岩性为泥岩、含膏泥岩、普膏、泥膏、普膏含硬膏及少量泥灰岩、泥质白云岩。
矿石有普膏、雪花膏、纤维石膏、泥膏四种，以普膏为主，次为雪花膏和泥膏，少量纤维膏。
其分布没有固定范围和规模界限，局部呈现单层，多数为互层和夹层。
整个矿带中下部含泥膏较多，而上部相对含雪花膏较多。
枣庄峄城区某石膏矿年产石膏原矿20万t，最大设计生产能力可达30万t/a，矿山服务年限37年，一般可采矿层有Ⅸ层、Ⅷ层、Ⅶ层、Ⅵ层、Ⅲ层与Ⅰ层膏，主采矿层为第Ⅸ、Ⅰ层。
Ⅸ层、Ⅰ层膏平均厚度为5m和14.57m，现主要回采Ⅸ层膏；部分开拓工程已在Ⅰ层膏中掘进，本文主要研究对Ⅰ层厚大石膏矿体的开采。
2开采技术条件该矿含矿岩系中泥岩、砂质泥岩固结性较差，风干后易崩裂，遇水遇空气后易变软、粉化，强度极低；矿层较稳定；矿层顶板泥岩稳固性较差，暴露后就跨落；矿层底板泥岩、砂质泥岩稳固性较差，受压后易产生塑性流动。
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中图分类号： TD872
文献标识码： A
文章编号： 1004-4051 （2012 ）zk-0289-03
The study for gypsum mine ’s reversed program of mining technology
LI Shu-tao1 ，LIU Xing2，YUAN An-ying3 (1.Shandong Xinguo Coal Limited Liability Company，Feicheng 271613，China；2.New Shang Hai first Coal Mine of Shan Hai Temple Mining Co.Ltd, Ordos，016200,China；3.School of Resource and Environment Engineering, Shandon University of Science and Technology ，Qingdao 266510,China) Abstract:In order to promote gypsum mine safety production management, the determination of reasonable mining anointed method and mining parameters, through to the ore room design and stress and stability of the tiberium spikes, room and pillar size and spacing layer of stability, the results showed that, the program gypsum mine mining, can not only ensure the safety production, and can effectively reduce the roof collapsed and fell in board mine earthquake accident risk. And through the use of simply supported beam theory or fixed and auxiliary area theory, calculated by the span of room and the anointing column width. A final determination in mining width room 4.0 m, 5.0 m width anointed column and a set of not less than 1.5 m to protect the cream, 1.0 m of the bottom of the most favorable anointed mining. Key words: reversed program mining;room span; gypsum pillar width; gypsum pillar stability
我国石膏矿井一般赋存层数较多 ， 可采膏层较 少 ， 确定首采膏 层 之 后 ， 其 他 膏 层 开 采 时 矿 山 压 力 明显 ， 压力较大 ， 不利于安全生产 [1]。 同时 ， 由于我国 石膏矿上部大多分布有许多村庄 ， 常规开采势必造 成地表坍塌 。 因此 ， 确定合理的采膏方法 ， 避免上部 村庄塌陷就成为当前亟需研究解决的课题 。 反程序 开采技术就是通过对矿井深部膏层取样 ， 进行物理 力学试验 ， 并利用简支梁或固定梁理论及辅助面积 理论 ， 计算出采 房 的 跨 度 和 膏 柱 的 宽 度 ， 为 采 留 比 设计提供科学依据 ， 避免了开采设计和现场生产工
2
数值计算与分析
290
Hale Waihona Puke 2.1 3Ⅱ膏层矿房矿柱设计及受力分析 2.1.1 石膏力学参数试验
收稿日期 ：2012-05-27
作的盲目性 。
1
工程地质条件
研究以汶阳石膏矿为背景 ， 矿段位于大汶口断
陷盆 地 的 中 南 部 偏 西 ， 张 庙 断 层 从 矿 段 东 南 部 通 过 。 矿层岩性以互层状的石膏 、 泥灰岩 、 钙质页岩 、 泥岩为主 ， 顶板埋深在 145～231m 。 其中 2 层膏一般 有 2～4 个分层即 2Ⅰ、2Ⅱ、2III、2Ⅳ， 稳定发育 。 3 层膏中 部和东部一般有 2 个分层即 3Ⅰ、3Ⅱ， 西部一般为一 个单层 ， 各分层无夹层 ， 稳定发育 。 5 层膏一般有 3 个分层 ， 局部 2 个分层 ， 即 5Ⅰ、5Ⅱ、5III。
第 21 卷增刊 年8月 2012 第 21 卷
中 国 矿 业
CHINA MINING MAGAZINE
Vol.21,zk August 2012
石膏矿反程序开采技术研究
李树涛 1， 刘 星 2，袁安营 3
（1.山东 鑫 国 煤 电 有限 责任 公司 汶 阳石 膏 矿 ， 山东 肥 城 271613 ；2.上 海 庙 矿业公司新 上 海 一号 煤 矿 ， 内蒙古 鄂尔 多 斯 016200 ；3.山东 科 技大 学资源 与环境工 程 学 院 ， 山东 青 岛 266510 ）
摘
为了促进石膏矿山的安全生产管理 ， 确 定 合 理 的 采 膏 方 法 及 开 采 参 数 ， 开 展 了 对 矿 房 矿 柱 设 计 及 要：
受力 、 稳定性 、 房柱尺寸及层间距稳定性的研究 ， 结果表明 ， 石膏矿反程序开采 ， 不仅能够保 证 现 场 安 全 生 产 ， 而 且可以有效降低采房顶板垮落和矿震事故的发生机率 。 并通过利用简支梁或固定梁理论及辅助面积理论 ， 计算 出采房的跨度和膏柱的宽度 。 最终确定在采房宽度 4.0m ， 膏柱宽度 5.0m ， 留设不少于 1.5m 的护顶膏 ，1.0m 的护 底膏时对开采最为有利 。 反程序开采 ； 采房跨度 ； 膏柱宽度 ； 膏柱稳定性 关键词：