非煤矿山讲义

第一讲非煤矿山安全监察执法要点

讲课人：陈耀光

第一章地下开采导论

第一节矿石与废石和金属矿石的类

一、矿石与废石(Ore and waste)

矿石：地壳里面的矿物集合体，在现代技术经济水平条件下，能工业规模从中提取国民经济所需的金属或矿物产品。

矿石的聚集体叫矿体。矿床是矿体的总称，对某一矿区而言，矿床由一个或几个矿体。

废石：在矿体周围的岩石（围岩）以及夹在矿体中的岩石（夹石），不含有效成分或含量过少，当前不宜作矿石开采。

二、金属矿石的种类(Kinds of metallic ore)

金属矿石；作为提取金属成分的矿石。

根据金属种类可分；

贵重金属矿石precious metallic ore（金，银等），

有色金属矿石Non-ferrous ore（铜，铅，锌等），

黑色金属矿石ferrous ore（铁，锰，铬），

稀有金属sparse ore（钽，铌等）,

放射性矿石radioactive ore （铀，钍等）。

根据矿石所含金属成分数目可分：

单一金属矿石single metal

多金属矿石Multi-metals

根据矿石的化学成分可分：

自然金属矿石natural metal ore，它以单一元素存在于矿床中（如自然金，银）。

氧化矿石oxidative ore，它的矿物的化学成分为氧化物，（赤铁矿Fe2O3等）。

硫化矿石sulfurous ore，它的矿物化学成分为硫化物，（黄铜矿CuFeS2）。

混合矿石mixed ore，由前三种中的两种或三种组成。

品位Grade:矿石中有用成分的含量。常用百分率表示，或克/吨。

品位高的叫富矿，品位低的叫贫矿。

第二节矿石和围岩的物理力学性质

矿石和围岩的物理力学性质对矿床开采影响较大的有；

坚固性strength，稳定性stability，

结块性adhesion，氧化性oxidizing,

自燃性natural flame，含水性water content,碎胀性swell。

一、坚固性

坚固性；矿岩的坚固性是一种抵抗外力（综合的外力）的性能，如锹，镐，机械破碎，炸药爆炸等的外力。

坚固性的大小用坚固性系数f表示。它反映矿岩的极限抗压强度，凿岩速度，炸药消耗量等的平均值。

f = R/100 (1-1)

式中，R──矿岩的极限抗压强度KPa。

二、矿岩稳定性

稳定性: 矿石和围岩在空间允许暴露面积的大小和暴露时间长短的性能。

稳定性可分为五种：

极不稳固：是指掘进巷道或开辟采场时，不允许有暴露面积，否则可能产生片帮或冒落现象。

不稳固：是指掘进巷道或开辟采场时，允许有较小的不支护暴露面积，一般允许的暴露面积在 50 m2以内。

中等稳固：指不支护暴露面积为50 -200 m2

稳固：指不支护暴露面积为200 -800 m2。

极稳固：指不支护暴露面积在800 m2以上。

三、结块性

结块性: 采下的矿石，在遇水和受压并经过一段时间后，又结为整块的性质。

矿石结块的因素有:

(1)矿石中含有粘土质物质，受潮及受压后粘结在一起；

(2)高硫矿石遇水后，由矿石表面氧化，形成硫酸盐簿膜，受压后连结在一起。

四、氧化性和自燃性

矿石的氧化性是指硫化矿石在水和空气的作用下，变化为氧化矿石的性质。

高硫矿石（含硫在18-20%以上）具有自燃性。它对采矿不利。

五、含水性

矿石和岩石吸收和保持水分的性能。它随矿岩的孔隙度和节理裂隙而变化。对采矿有不利影响。

六、碎胀性

矿岩在破碎后，碎块之间有较大的空隙,，其体积比原矿岩的体积要增大，这种性质叫碎胀性。

碎胀系数：破碎后的体积与原岩石的体积之比。（1.2-1.5）

第三节金属矿床的分类

金属矿床的矿体形状、厚度及倾角对采矿方法的选择有直接的影响。

因此，根据此三个因素进行分类。

(一)按矿体形状分，

(二)按矿体倾角分类，

(三)按矿体厚度分类

第四节金属矿床的特性

金属矿床的地质条件较复杂，其主要特点表现为：

(一)矿床赋存条件不稳定

(二)矿石品位变化大

(三)地质结构复杂

(四)矿石和围岩的坚固性大

(五)矿床的含水性

第二章露天矿山开采工艺与安全技术

第一节露天开采概况与常用术语

一、开采概况

露天开采是用一定的采掘运输设备在敞露的空间从事矿石开采作

业。露天开采的特点是：采出矿石需将矿体周围的岩石及覆盖岩层剥掉，通过露天运输通道或地下井巷把矿石或岩石运至地表。这种开采方法广泛用于开采金属矿、冶金辅助原料、建筑材料、化工原料及煤等矿床。

基于露天开采是在敞露的空间从事矿床开采作业，与地下开采比较，它有如下特点：

（1）相对讲，开采空间受限较小，有利于采用大型机械化设备。机械化、自动化水平较高，可提高矿山开采强度和矿石产量。

（2）劳动生产率高。

（3）开采成本低，使大规模开采低品位矿石成为可能

（4）矿石损失贫化小，有利于地下矿产资源的回收。

（5）基建时间短，年产吨矿石的基建投资比地下开采低。

（6）对于高温易燃矿体的开采，露天开采也较地下开采较为安全。

（7）劳动条件较好，工作也较安全。

（8）露天开采过程中可产生较大粉尘，自卸汽车运行中可排放废气，爆破后的岩石因含有害成分对与之接触的大气、水和土壤有一定程度的污染。

（9）把大量剥离岩、土排弃到排土场，排土场占地面较大占用山地和农田且局部恶化生态环境。

（10）遇冰雪、暴雨等天气，对露天开采有一定影响。

二、常用基本术语

根据矿床埋藏的地形条件及开采空间的不同，露天矿可分为山坡露天矿和深凹（凹陷）露天矿。露天开采境界封闭圈以上的为山坡露天矿，封闭圈以下的为深凹露天矿。

封闭圈：指露天开采境界与地表相交的封闭的上部界限。

台阶：露天开采时，通常需要把矿岩划分成一定厚度的水平分层，