金属采矿学总论

Sn
锡矿
中国是世界上锡矿资源丰富的国家 之一。探明矿产地293处，总保有储量 锡407万吨，居世界第2位。矿产地分布 于15个省(区)，以广西、云南两省(区) 储量最多，分别占全国的32.9%和 31.4%，湖南、广东、内蒙古、江西次 之，以上6省(区)共占全国的93%。锡 矿矿床类型主要有与花岗岩类有关的矿 床、与中、酸性火山-潜火山岩有关的矿 床、与沉积再造变质作用有关的矿床和 沉积-热液再造型矿床，以第一类矿床为 最重要，云南个旧和广西大厂等世界级 超大型锡矿皆属此类。这两个锡矿储量 占全国锡总储量的33%。从成矿时代来 看，锡矿成矿时代比较广泛，以中生代 锡矿为最重要，前寒武纪次之。
4、按矿体厚度分类：
极薄矿体，厚度小于0.8m。 薄矿体，厚度为0.8～4m。 中厚矿体，厚度为4～10－15m之间
。 厚矿体，厚度为10－15～40m之间
。 极厚矿体，厚度大于40m。
五、金属矿床的特性
1、矿体赋存条件不稳定 2、矿石品位变化大 3、构造复杂 4、矿岩坚固性大 5、矿床的含水性
1、按矿体形状分类：
层状矿床（a）
脉状矿床（b、c）
块状矿床（d、e、f）
2、按矿体倾角分类：
3、按赋存深度分类：
水平和微倾斜矿床，倾角 小于5°
浅埋矿体 一般小于500～600m
缓倾斜矿床，倾角为5° ～30° 倾斜矿床，倾角为30°～ 55°
深埋矿体 一般大于500m
急倾斜矿床，倾角大于 55°
f = R/100
注:式中R为岩石的极限抗压强 度，单位是公斤/平方厘米。
极坚固岩石 f=15～20（坚固的 花岗岩，石灰岩，石英岩等）
坚固岩石 f=8 ～10（如不坚 固的花岗岩，坚固的砂岩等）
中等坚固岩石 f=4 ～6 （如普通 砂岩，铁矿等）
不坚固岩石 f=0.8～3 （如黄土 、各种煤等）
注：详见普氏坚固性分级表
稳固性
指岩石在空间允许暴露 面积的大小和暴露时间的 长短的性能。
其影响因素较多，包括 岩性、地质结构、开采方 式、地下水等。
稳固性对采矿方法的选 择和地压管理有重要影响 。
稳固性的分类
1、极不稳固的：随掘随冒，不允 许有暴露面积，要开挖时必须 超前支护。
2、不稳固的：允许有较小的不支 护暴露面积，一般不大于50平 方米。
Cu
铜矿
中国是世界上铜矿较多的国家之一。总保有储量 铜6243万吨，居世界第7位。探明储量中富铜矿占 35%。铜矿分布广泛，除天津、香港外，包括上海 、重庆、台湾在内的全国各省(市、区)皆有产出。 已探明储量的矿区有910处。江西铜储量位居全国 榜首，占20.8%，西藏次之，占15%；再次为云南 、甘肃、安徽、内蒙古、山西、湖北等省，各省铜 储量均在300万吨以上。从矿床类型看，以斑岩型 铜矿为最重要，如江西德兴特大型斑岩铜矿和西藏 玉龙大型斑岩铜矿；其次为铜镍硫化物矿床(如甘 肃自家嘴子铜镍矿)，夕卡岩型铜矿(如湖北铜绿山 铜矿、安徽铜官山铜矿)，火山岩型铜矿(如甘肃白 银厂铜矿等)；沉积岩中层状铜矿(如山西中条山铜 矿、云南东川式铜矿)，陆相砂岩型铜矿(云南六直 铜矿)以及少量热液脉状铜矿等。从铜矿形成时代 来看，从太古宙至第三纪皆有铜矿形成。但从储量 规模和矿床数量来看，则主要集中在中生代和元古 宙。中生代铜矿多与侵位浅的中酸性岩浆活动有关 ，如德兴铜矿；元古宙铜矿多与海相火山岩浆活动 有关，如甘肃白银厂铜矿；两者相比，又以中生代 斑岩型铜矿力量重要。
硬度
指矿岩抵抗工具侵入的性能。取决于矿岩颗粒 的硬度，形状，大小，晶体结构及颗粒间胶结物 的情况，直接关系着凿岩难易以及破碎方法和凿 岩设备选择。
坚固性 指矿石抵抗外力的性能
，这种外力是一种综合的 外力，如锹、镐、机械破 碎、爆炸等的作用力。与 强度的概念不一样。坚固 性大小常用坚固性系数（ 普氏系数）f来表示，它反 映岩石的极限抗压强度、 凿岩速度、炸药消耗量等 的平均值。
Cr
铬矿
中国铬矿资源比较贫乏，按可满 足需求的程度看，属短缺资源。总 保有储量矿石1078万吨，其中富矿 占53.6%。铬矿产地有56处，分布 于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13 个省(区)，以西藏为最主要，保有 储量约占全国的一半。中国铬矿床 是典型的与超基性岩有关的岩浆型 矿床，绝大多数属蛇绿岩型，矿床 赋存于蛇绿岩带中。西藏罗布莎铬 矿和新疆萨尔托海铬矿等皆属此类 。从成矿时代来看，中国铬矿形成 时代以中、新生代为主。
金属采矿学
主讲人：廖军
一、矿产资源分类
矿产资源：
金属矿产分类
由地质作用形成并天然赋存 1、黑色金属矿产
于地壳或地表的固态、液态或 铁Fe 锰Mn 铬Cr 等
气态的物质，它是具有经济意 义或潜在经济价值的有用岩石 、矿物或元素的聚集物。
1、能源矿产
2、有色金属矿产 铝Al 铅锌Pb&Zn 铜Cu 锡Sn 镍Ni 等
20300 18450 64450 18640 241000 154500
__ __ __ __ __
__
20500 18550 64600 18660 243000 155000
黑色金属矿石
有色金属矿石
贵重金属矿石
二、矿产资源基本特征及形势
基本特征：
产出天然性、经济效用性 资源相对性、效用基础性 不可再生性、分布地域性 储量耗竭性、供给稀缺性 赋存差异性
指矿岩吸收和保持水分的性能。 碎胀性
指岩石破碎后，其体积比原岩体积增大的这种性质称 为碎胀性。破碎后的体积与破碎前的体积之比被称为碎胀 系数，一般坚硬矿岩的碎胀系数为1.2～1.5。
三、金属矿床埋藏要素
走向长度，厚度，倾 角，延伸深度，埋藏 深度
四、金属矿床的分类
金属矿床的矿体形状 、厚度、倾角和赋存深度，对 于矿床开拓和采矿方法的选择 ，有直接的影响。金属矿床可 按上述几个特征进行分类。
Fe
铁矿
我国是铁矿资源总量丰富、但矿石含铁品位较低。 目前已探明储量的矿区有1834处，总保有储量矿石 463亿吨，居世界第5位。除上海市、香港特别行政 区外，铁矿在全国各地均有分布，以东北、华北地区 资源为最丰富，西南、中南地区次之。就省(区)而言 ，探明储量辽宁位居榜首，河北、四川、山西、安徽 、云南、内蒙古次之。中国铁矿以贫矿为主，富铁矿 较少，富矿石保有储量在总储量中占2.53%，仅见于 海南石碌和湖北大冶等地。从铁矿成因类型来看，根 据程裕淇和赵一鸣等的意见，主要有与铁质基性、超 基性岩浆侵入活动有关的岩浆型铁矿床，如四川攀枝 花铁矿床，与中酸性(包括偏基性与偏碱性)岩浆侵入 活动有关的接触交代-热液铁矿床，如湖北大冶、福 建马坑、内蒙古黄岗等；与中性钠质或偏钠质火山侵入活动有关的铁矿，如江苏、安徽两省的宁芜铁矿 、云南大红山铁矿等；沉积型赤铁矿和菱铁矿床如鄂 西、赣西、湘东地区的赤铁矿；变质沉积铁矿，如鞍 山铁矿、冀东铁矿等；风化淋滤残积型铁矿，如广东 大宝山、贵州观音山等。铁矿成因类型以分布于东北 、华北地区的变质-沉积磁铁矿为最重要。该类型铁 矿含铁量虽低(35%左右)，但储量大，约占全国总储 量的一半，且可选性能良好，经选矿后可以获得含铁 65%以上的精矿。从成矿时代看，自元古宙至新生 代均有铁矿形成，但以元古宙力量重要。
3、贵重金属矿产 金Au 银Ag 铂Pt族(钯Pd、锇Os、
（煤、石油、天然气）
2、原料矿产
铱Ir、钌Ru、铑Rh )金属 等 4、稀有金属矿产
铌Nb 钽Ta 稀土金属 等
（金属矿产、非金属矿产）
5、放射性矿产 铀U 钍Th 等
六种重要有色金属市场价格 （元/吨）
铅锌铜铝镍 锡 Pb Zn Cu Al Ni Sn
3、中等稳固的：不支护暴露面积 为50～200～800平方米。
4、稳固的 不支护暴露面积为200 ～800平方米。
5、极稳固的：不支护暴露面积大 于800平方米。
结块性 指采下矿石遇水和受压后连结成块的性质。
氧化性 指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿物的性
质。 自燃性
指矿岩（高硫矿石，含炭岩石等）在空气中氧化，放 出大量的热量，温度达到着火点后自燃的性质。 含水性
开采价值的岩石。上，下盘岩 石。顶，底板。
废石： 矿体周围以及夹在矿体中的
岩石，不含有用成分或含量过 少，当前不宜作为矿石开采的 部分。
矿体： 矿石的集合体。
矿体的产状： 矿体的形态、大小及其与围
岩的接触关系。
夹石： 矿体中矿石品位达不到工业
要求而无开采价值或尚无开采 价值的岩石。
矿床： 矿体及其围岩的集合体。一
Al
铝土矿
中国铝土矿资源丰度属中等水平，产 地310处，分布于19个省(区)。总保有 储量矿石22.7亿吨，居世界第7位。山 西铝资源最多，保有储量占全国储量 41%；贵州、广西、河南次之，各占 17%左右。铝土矿的矿床类型主要为古 风化壳型矿床和红土型铝土矿床，以前 者为最重要。古风化壳型铝土矿又可分 贵州修文式、遵义式、广西平果式和河 南新安式4个亚类。从成矿时代来看， 古风化壳铝土矿主要产于石炭纪和二叠 纪地层之中，为一水型铝土矿。福建漳 浦式红土型铝土矿为由第三系到第四系 玄武岩受近代风化作用形成的残积红土 型铝矿床，为三水型铝土矿。
矿石损失率：
开采过程中损失的工业储量和工业储量的比率。
矿石贫化率：
因混入废石，或高品位矿石的流失，矿石有用成分氧化析出等原因 造成矿石品位降低的百分率。
二、矿石和岩石的性质
矿石和岩石（以下简称矿岩）的物理 力学性质，影响到对矿床的开采和生产安 全。主要的物理力学性质包括硬度、坚固 性、稳固性、结块性、氧化性、自燃性、 含水性和碎胀性等。
Pb&Zn
铅锌矿
中国铅锌矿资源比较丰富，全国除上海、天津、 香港外，均有铅锌矿产出。产地有700多处，保有 铅总储量3572万吨，居世界第4位；锌储量9384万 吨，居世界第4位。从省际比较来看，云南铅储量 占全国总储量17%，位居全国榜首；广东、内蒙古 、甘肃、江西、湖南、四川次之，探明储量均在 200万吨以上。全国锌储量以云南为最，占全国 21.8%；内蒙古次之，占13.5%；其他如甘肃、广 东、广西、湖南等省(区)的锌矿资源也较丰富，均 在600万吨以上。铅锌矿主要分布在滇西兰坪地区 、滇川地区、南岭地区、秦岭-祁连山地区以及内 蒙古狼山-渣尔泰地区。从矿床类型来看，有与花 岗岩有关的花岗岩型(广东连平)、夕卡岩型(湖南水 口山)、斑岩型(云南姚安)矿床，有与海相火山有关 的矿床(青海锡铁山)，有产于陆相火山岩中的矿床( 江西冷水坑和浙江五部铅锌矿)，有产于海相碳酸 盐(广东凡口)、泥岩-碎屑岩系中的铅锌矿(甘肃西 成铅锌矿)，有产于海相或陆相砂岩和砾岩中的铅 锌矿(云南金顶)等。铅锌矿成矿时代从太古宙到新 生代皆有，以古生代铅锌矿资源力、总量 较丰富、人均占有量少、 找矿潜力大；