金属矿床地下开采

金属矿床地下开采的基本概念

§1、金属、矿床的工业特征

一、矿石和废石的概念

（1）矿物——在地壳中，由于地质作用形成的自然元素和自然化合物，统称为矿物。

（2）矿石——凡是在地壳中遇到矿物集合体，在现在技术经济水平条件下，能以工业规模从中提取国民经济必须的金属或矿物产品的都叫矿石。

（3）矿体——矿石的聚集体叫矿体。（一个矿体是一个独立的地质体，具有一定的几何形状，具有一定的空间位置等）。

（4）矿床——矿床是矿体的总称。（对于某一矿区而言，一个矿床由一个或几个矿体组成，矿床又可分为工业矿床和非工业矿床）。

①工业矿床——在当前技术经济条件下，符合开采和利用要求的矿

床叫工业矿床。

②Array（5

（6

（7）废石的概念

周围的围岩以夹石、根本不含有用成分或者含量过少，当前不宜作为矿石开采的称之为废石）。

【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，过去锡品位达到期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8～10克/吨就是富矿）

二、矿石的种类

在自然界中的矿物很多，现在已经知道的矿物有3000多种，而有用矿物约有二百余种。

在地壳中，以自然金属形式存在的矿石是很少的，大量的矿石是以氧化矿，硫化矿等形式存在的。（含金属成份的矿石，叫金属矿石）。

（一）金属矿石按其所含金属矿物的性质，化学成份，矿物组成可以分为以下几类

（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（PnS）、辉铜矿（M O S2）、闪锌矿（ZMS）等

（4）混合矿石——是前三种的混合物。

（二）根据所含金属种类的不同，矿石又可分为以下几种

（1）黑色金属矿石——如铁、锰、铬

（2）有色金属矿石——如铜、铅、锌、铝等

（3）稀有金属矿石——如铌、钽等（也是相对概念）

（4）放射性矿石——如铀、钍等

（5）贵重金属矿石——如金、锒、泊等

（6）非金属矿石——如建筑石材、石膏、滑石等。

三、矿石品位的概念

（一）矿石品位的概念

通常我们把矿石中凡是可供利用的元素或矿物称为有用成份。矿石中所含有

用成分的多少用品位来表示。

所谓品位就是：矿石中有用成份的重量与矿石重量之比，常用百分数（%）

表示。

品位=

×100%（或克/吨） 一般金属品位是指矿石中该种金属元素含量的百分数。

对于贵重金属（金铂等）矿石的品位是用克/吨表示。这是因为这些贵重金

属在矿石中含量很少。

（二）边界品位

这是指可采矿石有用成份含量和最低界限。它是矿体边界上矿石上最低品

位，是划分矿石和废石，圈定矿体范围的标准。在圈定的矿本范围内，任意取样

点的品位，一般都不应当小于边界品位。

（三）最低工业品位

是指在边界品位圈定的矿体范围内，合乎工业开采要求的平均品位的最低

值。

这意思是说，根据目前工业技术水平，当矿石的品位低于某个数值时，便没

有利用的价值，则这一数值的矿石品位叫最低工业品位，或者产，用边界是品位

圈定的矿体或矿体中某个块段的平均品位，必须高于最低工业品位才有开采价

值，否则无开采价值。

【注意】① 边界品位和最低工业品位也是相对概念，是可以变化的。

② 品位的表示方法实例：

綦江铁矿赤铁矿品位大于30%，金岑铁矿，磁铁矿品位56.24%；辉铜山铜

矿品位2.04%，湘西金矿品位3～5克/吨，秦岑金矿品位15克/吨，红花沟金矿

品位14.46克/吨（平均）。

四、矿石和围岩的性质

矿石和围岩的性质主要包括有：硬度、坚固性、投固性、碎胀性、结块性、

矿石中有用成份重量

矿石重量

氧化性、自燃性及含水性等。

（一）矿岩的硬度

矿岩的硬度是指矿岩抵抗工具侵入的性能。矿岩的硬度取决于矿岩的组成，

即取决于矿岩颗粒的硬度，形状，大小，晶体结构以及颗粒间胶结构的情况等，矿岩的硬度除了对凿岩有很大影响外，往往影响矿岩的坚固性和较固性。

（二）矿岩的坚固性

人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难

于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就

是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易

程度。

坚固性的大小用坚固性系数来表示，（许多书中硬度系数，也叫普氏系数f

值）。 坚固性系数100R f (R 单位 kg/cm 2)

式中R ——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。

通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。

如：

① 极坚固岩石 f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等）

② 坚硬岩石 f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等）

③ 中等坚固岩石 f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等）

④ 不坚固岩石 f=0.8～3 （如黄土、仅为0.3）

矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同

的概念。

强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性

所抵抗的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作

用力）。

（三）矿岩的稳固性

（1）矿岩稳固性的概念：

稳固性是指在一定暴露面积下和在一定时间内不自行垮落的性能。或者说较

固性是指矿岩在空间允许暴露的面积大小和允许暴露的时间长短的性能。

影响稳固性的因素十分复杂，高于矿岩的成份，结构，构造节理状况，风化