金属非金属矿地下矿山开采安全

层状矿床
② 矿床规模比较大。 ③ 多见于黑色金属矿床。（乱矿多见）
三、矿床的分类
2）脉状矿体 这类矿床主要是由于热液和气化作用，将矿物充填于 地壳的裂隙中生成的矿床。 特点是：① 矿脉与围岩接触处有蚀变现象
② 矿床赋存条件不稳定；
③ 有用成分含量不均匀；（品位变化大）。 （有色金属，稀有金属及贵重金属硫矿床多属此类）。
矿岩的结块性
• 结块性是指采下的 块性质。 ，经过一定的时间，又结成整
• 我们通常见到的是 ，经过 一段时间后，易出现结块现象。结块性对于放矿，装卸，运输 等生产环节造成困难，甚至于影响到某些采矿方法的顺利使用。 具有结块性的矿石在采坊中，在凿井中存放时间不宜过长。
矿石的氧化性
• 矿石的氧化性是指硫化矿石在水和空气的作用下，变成了氧化 矿石的性质。在硫化矿石中渗杂入氧化矿石后，降低了选矿的 回收率。（选矿用的药剂不同）。因而硫化矿与氧化矿石切记 不要混在一起。 矿岩的自燃性
-500
第二节、地下矿山生产系统
01 地下矿山井巷工程
各种矿物，都或深或浅地埋藏于地下。由于它的埋藏深浅不同，开采 方法也不相同，对于埋藏较浅或地表有露头的矿床，一般是采用露天 的方法开采；而对于埋藏较深的矿床，通常是采用地下开采的方法进 行开采。采用地下开采方法时，需从地表掘进一系列通达矿体的各种 通道，用以 等。并且，为了采出矿石， 还需要开凿一些必要的准备工程。这些通达矿体的各种通道，通常称 为矿山井巷，如下图所示。
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
2
岩石在破碎时的难易程度。
二、矿石和围岩的性质
• 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。
2.缓倾斜矿体：矿体倾角为5˚～30˚；
3.倾斜矿体：矿体倾角为30˚～55˚； 4.急倾斜矿体：矿体倾角大于55˚。
（三）按矿体厚度分
1）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。 a——为水平厚度； b——为垂直厚度； 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。（也即真厚度。 若文中不加说明时，一般指真厚度）。
60° W西
倾斜角 走向线 水平面
E（东）
（南西） SW S（南）
（南东） SE
延深、埋进深度和赋存深度的概念
1 -50
a）延深——是指矿体在深度上分布情 况。可用埋道深度和赋存深度来表示。
b）埋道深度（h）——指矿体上部界线 到地表的深度（h）。
H0
c）赋存深度（HO）——指矿体上部界 限到下部界限的垂直距离或倾斜距离。
•（二）采准巷道 •采准巷道是将开拓完毕的阶段分为矿块（采区）而开掘的巷道，主要 包括阶段运输平巷、穿脉巷道、通风人行天井、电耙道。 •（三）回采巷道 •回采巷道是为直接采出矿石而开凿的巷道，采矿天井、凿岩巷道等。 •（四）探矿井巷 •探矿井巷是为了探明矿体而开凿的勘探竖井、斜井、天井、沿脉巷道 和穿脉巷道等。
矿产资源分为以下四类
•（一）能源矿产：包括煤、煤层气、 石煤、油页岩、石油、天然气、油砂、 天然沥青、铀、钍、地热等。 •（二）金属矿产：包括铁、锰、铬、 钛、铜、铅、锌等黑色金属、有色金 属、稀有金属和贵金属。 •（三）非金属矿产：包括金刚石、石 墨、磷、自然硫、硫铁矿、钾盐等。 •（四）水气矿产：包括地下水、二氧 化碳气、硫化氢气、氦气、氡气等。
岩层－层状的岩石。
1.走向
岩层的空间位置，用产状 三要素表示 自然界岩层的产状有四种形态： ①水平岩层 ②倾斜岩层 ③直立岩层 ④倒转岩层
1.走向 （1）走向线
（2）走向
岩层面与水平面的交线或 岩层面上相同标高点的连 走向—走向线的延伸方向，用 线—走向线 方位角表示。
在岩层面上与走向线垂直，由 2.倾向 上向下引的直线—倾斜线。亦 倾斜线在水平面上的投影线— （1）倾斜线 称真倾斜线。 倾向线。 （2）倾向线 倾向线指的方向—倾向 （3）倾向
•（3）当矿床范围不大，矿体又比较集中时，为了生产管理方便，可 以用一个井田开采。 •（4） 当矿体范围很大，或矿体比较分散，如果仍然用一个井田开 采全部矿床的话，则所开掘的巷道工程量大，生产地点过于分散，因 而会造成经济上的不合理，此时可划分几个井田开采。
矿岩的碎胀性
• 矿岩的碎胀性是指矿石 和围岩破碎之后的面积 比原体积增大性质。碎 胀性可用碎胀系数来表 示（又叫松散系数）
碎胀系数 破碎后的体积 ＞1 原体积（被碎前的体积 ）
对于一般坚硬矿岩石松散系数为1.4——1.6（或 1.2——1.6）。 松散系数的大小主要取决于破碎之后，矿岩的粒 度组成和块度的形状。初装入容器（矿车、箕斗 等）内的矿岩块，因矿岩块之间空隙较大，则松 散系数值可达 1.8 ——2.0（产生了二次松散）。
一、基本概念
•矿物是由一种或多种化学元素在地质 作用中形成的天然产物，具有一定的 形态和物理化学性质。矿物的绝大多 数是固态(铜矿、铁矿、石英)， 也有 液态(石油)和气态(天然气)。目前自 然界中已知的矿物有3000多种，能被 利用的约200多种，其中最常见的金属 非金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、铅锌 矿、磁铁矿、石英、云母、石灰石等。
第一节 矿床开采基本知识
1
矿产指埋藏在地 壳内能为人类所 利用的有用矿物 资源或矿物集合 体。
2
地壳内部或表面富集的， 在目前的技术经济条件 下符合开采和利用要求 的、有用矿物的聚积体 称为矿床。一个矿床可 由一个或几个矿体组成， 矿体具有一定的大小、 形状和产状(走向、倾向 和倾角)，是开采的直接 对象。
b
a φ
α
（三）按矿体厚度分
① 极薄矿脉
矿体厚度在0.8米以下。（一个肩宽）开采时要采一部分 围岩，才能保证正常的工作宽。（用浅孔凿岩开采的方法）
（三）按矿体厚度分
② 薄矿脉
支柱
3～4米
矿体厚度为0.8——5.0米之间。考 虑近似水平矿床，用木支护时支护 高度不得超过4米，超过4米，支护 作业困难很大。 用浅孔回采。
岩层厚度——岩层顶、底面之间的垂直距离。
伪厚度——在岩层的伪倾向剖面上测得的厚度为伪厚度。它反 映岩层顶、底面斜向长度，有无数个数值，恒大于真厚度。 真厚度——在岩层的倾向剖面上，测得的厚度为真厚度。它是 岩层空间的最小厚度。
西 岩层（或矿层）厚度 倾 斜 线 岩 层 走 向 倾 向 南 东
北 N(北） NW（北西） （北东） NE
三、矿床的分类
3）块状矿床 这类矿床主要是充填，接触高代分离和氧化作用形成的。 ② 矿体大小不一；
特点：① 形状很不规则。呈不规则的透镜状，矿株等形；
③ 矿体与围岩的界限不明显；
某些金属矿床（铜、铅、锌等）属此类。我国的南京梅 山铁矿也属此类矿床。
（二）按矿体的倾斜角度分为：
1.水平矿体：矿体倾角小于5˚；
第三节 开采范围与开采顺序
第三节 开采范围与开采顺序
（一）井田矿田和矿区的概念
•实际在采矿企业中，在矿务局 下面或在公司下面设一个或几 个矿山；而在矿山下面设一个 或几个坑口，而每一个坑口都 是一个独立的开采系统，独立 的生产单位。 •按照这种所属关系来划分井田， 矿田和矿区，则：
•（1）划归一个坑口开采的矿体， 叫井田； •（2）划归一个矿山企业开采的全 部矿床或者是一部分叫矿田；（如 金岭铁矿、招远金矿等） •（3）划归一个公司或矿务局开采 的矿体，叫矿区。（西北区，中央 区，东南区）
3）矿块的布置形式
① 矿块沿走向布置
柱 房
②矿块垂直走向布置
柱
15～20m
房
柱
房
20m（矿房长）
矿房长
矿宽
间柱宽
3）矿块的布置形式
③矿块垂直走向布置且凿走向矿柱。
柱
50～60m
房
矿房长 垂直走向布置，主要是：
柱
房
①受到允许的暴露面积 限制；②受到凿岩设备 运搬矿石的设备限制。
岩层产状 一、岩层的产状 岩层在地壳中的产出状态－岩层产状。
• 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）。
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 程度，以及水高地质条件都有关系，还与矿岩在开采过程中形成的实际情况 有关，（如巷道的方向，开采深度等）。 • 稳固性对于采矿方法的选择，及支护方法的选择，掘进方式等都有很大影响。
矿岩的稳固性
• （2）稳固性与坚固性的关系 • 二者既有联系，又有区别。一般在节理发育，构造破碎的地带，矿岩的坚 固性虽然可能好，但稳固性大为下降。因此，稳固性与坚固性不能混同起 来，（坚固性不好的，不一定就不稳固）。 • （3）矿岩稳固性分类：大致可分为五类
•① 极不稳固的 •不允许有暴露面积。要求在掘进及开采中必须超前支护。否则会昌落。（非金属 矿条件）； •② 不稳固的 •允许暴露的面积在502米以内。也即允许有较小的暴露面积，随着回采，要立即 进行支护。 •③ 中等稳固的 •允许有一定的暴露面积，即50m2——200m2，一般不支护，或作临时支护，即可安 全地进行生产。 •④ 较稳固的 •允许有较大的暴露面积，为200——500m2，一般不支护。 •⑤ 极稳固的 • 允许有很大的暴露面积，即800m2以上。不必支护，可以长期时不垮落。
3
矿体上部的 围岩叫上盘围岩或 顶板，矿体下部的 围岩叫下盘围岩或 底板。
二、矿石和围岩的性质
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
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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。
3.倾角
（1）真倾角α
（2）视倾角α’ 真倾角—真倾斜线与其在水平面上的 投影线之间的夹角。 （3）真倾角与视倾角的换算关系
tgα ’=tgα ·cosω 岩层面上与走向线不垂直的线都 称为视（伪）倾斜线。 α —岩层真倾角 视倾斜线与其在水平面上投影线 α ’—岩层视倾角
之间的夹角—视倾角。 ω —岩层倾向与视倾向之间的夹角
地下矿山开采安全
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本章学习要点
• 了解地下矿山生产系统 • 熟悉地下矿山开采的基本安全条件
• 掌握常用的井巷工程施工、支护技术的安全管理
• 掌握常用的采矿方法及回采工艺的安全管理
• 了解矿山地压形成机理，熟悉矿山地压管理
• 掌握地下矿山常见事故的原因及预防措施
第一节 矿床开采基本知识
（三）按矿体厚度分
③ 中厚矿体 矿体厚度为5.0——15米之间。一般此时矿块没走高布置，多用浅孔回采。
④ 厚矿体
矿体厚度为15——50米，（此时50米为使用没走向布置与垂直走向布置矿块的 界限，也可以用沿走向布置矿体）。一般用深孔回采。
⑤ 极厚矿体
矿体厚度在50米以上。采用深孔回采。矿块可垂直走向布置。
（一）开拓巷道
• 开拓巷道又分为主要开拓巷道和辅助开拓巷道。竖井、斜井、斜坡道和主平
硐等均有直通地表的出口，用以提升和运输矿石，属主要开拓巷道；盲竖井、 盲斜井等，虽无直通地表的出口，但和竖井的作用相同，它将上、下两水平
巷道连通，用以提升、运输矿石等，故亦称为主要开拓巷道。
• 副井、通风井、溜矿井和充填井等，称为辅助开拓巷道。副井的作用是专门 用来运送人员、设备、材料和提升废石；通风井是将新鲜空气送至井下作业 面，将污浊空气排至地表，以使井下有一个良好的工作环境；溜矿井没有直 通地表的出口，它是用以溜放矿石的垂直或倾斜天井；充填井则是专门用来 下放充填材料，充填采空区或采场，以防采空区发生冒顶。
自燃性是指高硫化矿石（含硫量在18——20%以上），当其透水性及透气 性良好的条件下，具有自燃发生的性能。 高硫化矿在井下氧化时，放出大量的热，经过一段时间，温度升高，会引 起井下火灾，特别粉状的高硫化矿与空气接触的面积大，更容易引起火灾。
三、矿床的分类
（一）按矿体的形状，可以把矿床分为： 层状矿床、脉状矿床和块状矿床。 这种矿体是一层一层的。多源于沉积或变 质沉积矿床。 特点是：① 层状矿床的品位，倾角和厚度 变化不大，比较稳定。