2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 1
第一章 矿床开采总论
第一节 第二节 第三节
对
矿
床
开
采
的
要
求
矿
石
损
失
与
贫
化
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 2
本章基本内容
主要介绍金属矿床的工业特征、金属
矿床的分类及金属矿床的特点；介绍矿
床开采过程中的矿石损失、贫化和三级
矿量的确定方法等。
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 3
正确掌握矿石损失与贫化的计算方法。
重 点
1、矿石损失与贫化的基本概念。
2、矿石损失与贫化的计算方法。
3、矿石损失与贫化的原因及降低矿石损失
与贫化的措施。
4、矿石及围岩的主要物理力学性质。
难 点
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 4
※ 矿石和废石的概念是相对的 。
一、矿石与废石
1 矿石：地壳中能提取国民经济所必须的矿物产品的
集合体。
2 矿体：在现代技术经济条件下，能以工业规模开采
的矿石聚集体。
3 矿床：一个或数个矿体及其周围的岩石和地层、构
造等整个含矿地段。
4 废石：在矿体周围的岩石 (围岩 )以及夹在矿体中的
岩石 (夹石 )，不含有用成分或含量过少，当前不宜作
为矿石开采的集合体
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 5
二, 矿石品位
指矿石中有用成分的含量 。
常用百分数或 g/t,g/m3表示 。
⒉ 坚固性：指矿（岩）石抵抗外力的性能。
※ 坚固性的大小，常用坚固性系数 f 表示。
f ＝ б C/ 100
※ 坚固性影响凿岩速度、炸药消耗量和地压管理。
三、矿石和围岩的物理力学性质
⒈ 硬度, 指矿（岩）石抵抗外来机械作用的能力。
※ 硬度影响凿岩设备和破碎方法的选择，也影响劳动
生产率、材料消耗和采矿成本。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 6
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 7
⒊ 稳固性：指矿 （ 岩 ） 石在空间允许暴露面积的大小和
暴露时间长短的性能 。
※ 稳固性 和 坚固性 既有联系又有区别。
※ 根据矿岩的稳固程度, 可将矿岩的稳固性分为五级,
⑶ 中等稳固：不支护的允许暴露面积为 50～ 200m2。
⑴ 极不稳固：掘进巷道或采矿时，不允许有暴露面
积，否则可能产生片帮或冒落现象。
⑵ 不稳固：不支护的允许暴露面积在 50m2以内。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 8
※ 矿岩稳固性影响到 井巷的维 护, 采矿方法 及 地压管理
方法 的选择 。
⑷ 稳固：不支护的允许暴露面积为 200～ 800m2。
⑸ 极稳固：不支护的允许暴露面积在 800m2以上。
⒋ 结块性
指采下的矿石在遇水和受
压，并经过一段时间后又重新
连结成块的性质。
※ 矿石的结块性对矿石的 运输 和 采矿方法选择 有影响 。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 9
※ 矿石的氧化会降低选矿回收率 。
※ 矿石的自燃, 会使井下温度上升, 并可能引发地下火
灾, 对矿井通风, 爆破方法和采矿方法的选择有特殊的
要求 。
⒌ 氧化性
指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿石的性
质。
⒍ 自燃性
指高硫矿石，在空气中氧化并
放出热量，经过一定时间后，温
度升高，引起自燃的性质。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 10
※ 矿岩破碎后的体积与其原岩体积之比, 称为碎胀系数
(或松散系数 )。
※ 矿岩碎胀性对矿岩运输提升有影响。
⒎ 含水性
指矿岩吸收和保持水分的性能。
※ 矿岩含水性对 放 矿,运输, 箕斗提升 及 矿仓贮存 和 采
矿, 巷道支护 等带来困难。
⒏ 碎胀性
指矿岩破碎后体积增大的性质。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 11
⑴ 层状矿床
⑵ 脉状矿床
⑶ 块状矿床
四,金属矿床的分类
⒈ 按矿体形状分类
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 12
※ 矿体的倾角影响到采场中 矿石的运搬方式 和 矿床开拓
方法 的选择 。
⒉ 按矿体倾角分类
⑴ 水平和微倾斜矿床：倾角小于 5° 。
⑵ 缓倾斜矿床：倾角为 5° ～ 30° 。
⑶ 倾斜矿床：倾角为
30° ～ 55° 。
⑷ 急倾斜矿床：倾角大
于 55° 。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 13
⒊ 按矿体厚度分类
矿体的厚度：指矿体上盘与下
盘间的垂直距离或水平距离 。
前者称 垂直厚度或真厚度 (图 1-1
中的 a)。
后者称水 平厚度 (图 1-1中的 b)。
图 1— 1 矿体厚度
1— 矿体上盘； 2— 矿体下盘
3— 矿体； α— 矿体倾角
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 14
⑸ 极厚矿体：厚度大于 40m。
※ 矿体的厚度大小对于
采矿方法的选择 和 开拓
工程布置 有影响。
矿体按厚度的不同，可分成五类,
⑴ 极薄矿体：厚度在 0.8m以下。
⑵ 薄矿体：厚度在 0.8～ 4m之间。
⑶ 中厚矿体：厚度为 4～ 15m。
⑷ 厚矿体：厚度为 15～ 40m。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 15
⒈ 矿床赋存条件不稳定 ；
⒉ 矿石品位变化大；
⒊ 地质构造复杂；
⒋ 矿石和围岩的坚固性大；
⒌ 矿床的含水性。
五、金属矿床的特点
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 16
◆ 矿石损失率：指在开采过程中损失的工业储量与原工
业储量之比率 。
◆ 矿石回收率：指采出的纯矿石量与工业储量之比率 。
※ 损失率和回收率均用 百分数 (%)表示 。
一、矿石损失和贫化的概念
⒈ 矿石损失与损失率
① 矿石损失
指在开采过程中造成矿石在数量上的减少。
② 矿石损失和表示方法
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 17
◆ 废石混入率：混入采出矿石中的废石量与采出矿石量
之比率, 用百分数 (%)表示；
◆ 矿石贫化率：采出矿石品位比原矿石品位降低的百分
率 。
※ 矿石损失与贫化是评价矿床开采的主要指标, 它反
映了资源的利用情况和采出矿石的质量情况 。
2．矿石贫化与贫化率
① 矿石贫化
指在开采过程中，由于各种原因造成矿石质量的降低。
② 矿石贫化和表示方法
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 18
① 由于地质条件和水文地质条件等引起的矿石损失 。
② 需留保安矿柱而不能回采的损失。
① 采下损失：主要包括采下后残留在采场内不能运出的
矿石损失和运输过程中的损失 。
② 未采下损失：主要包括设计应当开采而未采下的损
失, 矿块内留下的永久性矿柱不能采出的矿石损失 。
二、矿石损失与贫化的原因
1．矿石损失的原因
⑴ 非开采损失
⑵ 开采损失
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 19
⑶ 有用成分氧化或被析出 。
1,矿石损失与贫化计算公式
设 Q─矿体 (矿块 )工业储量, t；
Q0─开采过程中损失的工业储量, t；
R ─混入采出矿石中的废石量, t；
T─采出矿石量, t；
⒉ 矿石贫化的原因
⑴ 因矿体边界控制不好、夹石未剔出或在覆岩下放矿等
原因混入了废石；
⑵ 高品位粉矿流失；
三、矿石损失与贫化计算
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 20
◆ 矿石量平衡式,T=Q－ Q0+R (1— 2)
◆ 金属量平衡式,T=(Q－ Q0)+R (1— 3)
由式 (1— 2)得,R=T－ Q+ Q0,代入式 (1— 3),得矿石
损失率 q的计算公式,
а ─工业储量矿石的品位,%；
а′ ─采出矿石 (包含混入的废石 )的品位，％
а″ ─混入废石的品位，％。
根据矿体 (矿块 )开采结果，可列出如下矿石量和金属量
各自平衡的方程式
%100)1(%1000 ??
???
???????
Q
T
Q
Q
??
??q＝ (1—4)
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 21
※ 废石混入率与矿石贫化率是表示在开采过程中矿石
质量降低的两个不同概念的指标, 应当分别进行计算 。
由式 (1—2)得,Q0=Q+R－ T，代入式 (1—4)，得废石混
入率的计算公式
矿石贫化率是指工业储量矿石品位与采出矿石品位之
差对工业储量矿石品位之比 。
矿石贫化率的计算式为,
%100%100 ???
?
?????
??
???
T
R
%1 0 0????
?
???
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 22
⑵ 间接法：地质测量人员不能进入采场进行实地观测,
则只能用间接法计算 。
⑵ 选择合理的开拓方法, 尽可能少留或不留保安矿柱 。
⒉ 矿石损失与贫化的计算程序
⑴ 直接法：地质测量人员进入采场进行实地观测, 可用
直接法计算矿石损失率与废石混入率 。
四, 降低矿石损失与贫化的措施
⑴ 加强地质测量工作，为采矿设计和生产提供可靠的
地质资料，以便正确确定采掘范围，减少废石混入量
和矿石损失量。
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 23
⑺ 加强生产管理, 建立健全质量监测, 管理和控制体
系, 减少矿石贫化与损失 。
⑶ 选择合理的开采顺序，及时回采矿柱和处理采空区。
⑷ 选择合理的采矿方法及其结构参数，改进采矿工艺,
减少回采的损失与贫化。
⑸ 选择合理的底部出矿结构，推广无轨出矿设备和振动
出矿设备，加强放矿管理，提高矿石回收率，降低矿石
贫化率。
⑹ 选择适宜的提升、运输方式和容器，避免多次转运
矿石，减少粉矿损失。
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 24
三、对提高开采技术水平的要求
一、基本要求
⒈ 确保矿床开采工作的安全及良好的劳动条件；
⒉ 劳动生产率高；
⒊ 不断提高开采强度；
⒋ 矿石的损失贫化小；
⒌ 降低矿石成本；
二、对环境保护的要求
第一章 矿床开采总论
第一节 第二节 第三节
对
矿
床
开
采
的
要
求
矿
石
损
失
与
贫
化
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 2
本章基本内容
主要介绍金属矿床的工业特征、金属
矿床的分类及金属矿床的特点；介绍矿
床开采过程中的矿石损失、贫化和三级
矿量的确定方法等。
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 3
正确掌握矿石损失与贫化的计算方法。
重 点
1、矿石损失与贫化的基本概念。
2、矿石损失与贫化的计算方法。
3、矿石损失与贫化的原因及降低矿石损失
与贫化的措施。
4、矿石及围岩的主要物理力学性质。
难 点
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 4
※ 矿石和废石的概念是相对的 。
一、矿石与废石
1 矿石：地壳中能提取国民经济所必须的矿物产品的
集合体。
2 矿体：在现代技术经济条件下，能以工业规模开采
的矿石聚集体。
3 矿床：一个或数个矿体及其周围的岩石和地层、构
造等整个含矿地段。
4 废石：在矿体周围的岩石 (围岩 )以及夹在矿体中的
岩石 (夹石 )，不含有用成分或含量过少，当前不宜作
为矿石开采的集合体
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 5
二, 矿石品位
指矿石中有用成分的含量 。
常用百分数或 g/t,g/m3表示 。
⒉ 坚固性：指矿（岩）石抵抗外力的性能。
※ 坚固性的大小，常用坚固性系数 f 表示。
f ＝ б C/ 100
※ 坚固性影响凿岩速度、炸药消耗量和地压管理。
三、矿石和围岩的物理力学性质
⒈ 硬度, 指矿（岩）石抵抗外来机械作用的能力。
※ 硬度影响凿岩设备和破碎方法的选择，也影响劳动
生产率、材料消耗和采矿成本。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 6
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 7
⒊ 稳固性：指矿 （ 岩 ） 石在空间允许暴露面积的大小和
暴露时间长短的性能 。
※ 稳固性 和 坚固性 既有联系又有区别。
※ 根据矿岩的稳固程度, 可将矿岩的稳固性分为五级,
⑶ 中等稳固：不支护的允许暴露面积为 50～ 200m2。
⑴ 极不稳固：掘进巷道或采矿时，不允许有暴露面
积，否则可能产生片帮或冒落现象。
⑵ 不稳固：不支护的允许暴露面积在 50m2以内。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 8
※ 矿岩稳固性影响到 井巷的维 护, 采矿方法 及 地压管理
方法 的选择 。
⑷ 稳固：不支护的允许暴露面积为 200～ 800m2。
⑸ 极稳固：不支护的允许暴露面积在 800m2以上。
⒋ 结块性
指采下的矿石在遇水和受
压，并经过一段时间后又重新
连结成块的性质。
※ 矿石的结块性对矿石的 运输 和 采矿方法选择 有影响 。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 9
※ 矿石的氧化会降低选矿回收率 。
※ 矿石的自燃, 会使井下温度上升, 并可能引发地下火
灾, 对矿井通风, 爆破方法和采矿方法的选择有特殊的
要求 。
⒌ 氧化性
指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿石的性
质。
⒍ 自燃性
指高硫矿石，在空气中氧化并
放出热量，经过一定时间后，温
度升高，引起自燃的性质。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 10
※ 矿岩破碎后的体积与其原岩体积之比, 称为碎胀系数
(或松散系数 )。
※ 矿岩碎胀性对矿岩运输提升有影响。
⒎ 含水性
指矿岩吸收和保持水分的性能。
※ 矿岩含水性对 放 矿,运输, 箕斗提升 及 矿仓贮存 和 采
矿, 巷道支护 等带来困难。
⒏ 碎胀性
指矿岩破碎后体积增大的性质。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 11
⑴ 层状矿床
⑵ 脉状矿床
⑶ 块状矿床
四,金属矿床的分类
⒈ 按矿体形状分类
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 12
※ 矿体的倾角影响到采场中 矿石的运搬方式 和 矿床开拓
方法 的选择 。
⒉ 按矿体倾角分类
⑴ 水平和微倾斜矿床：倾角小于 5° 。
⑵ 缓倾斜矿床：倾角为 5° ～ 30° 。
⑶ 倾斜矿床：倾角为
30° ～ 55° 。
⑷ 急倾斜矿床：倾角大
于 55° 。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 13
⒊ 按矿体厚度分类
矿体的厚度：指矿体上盘与下
盘间的垂直距离或水平距离 。
前者称 垂直厚度或真厚度 (图 1-1
中的 a)。
后者称水 平厚度 (图 1-1中的 b)。
图 1— 1 矿体厚度
1— 矿体上盘； 2— 矿体下盘
3— 矿体； α— 矿体倾角
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 14
⑸ 极厚矿体：厚度大于 40m。
※ 矿体的厚度大小对于
采矿方法的选择 和 开拓
工程布置 有影响。
矿体按厚度的不同，可分成五类,
⑴ 极薄矿体：厚度在 0.8m以下。
⑵ 薄矿体：厚度在 0.8～ 4m之间。
⑶ 中厚矿体：厚度为 4～ 15m。
⑷ 厚矿体：厚度为 15～ 40m。
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 15
⒈ 矿床赋存条件不稳定 ；
⒉ 矿石品位变化大；
⒊ 地质构造复杂；
⒋ 矿石和围岩的坚固性大；
⒌ 矿床的含水性。
五、金属矿床的特点
金
属
矿
床
的
工
业
特
征
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 16
◆ 矿石损失率：指在开采过程中损失的工业储量与原工
业储量之比率 。
◆ 矿石回收率：指采出的纯矿石量与工业储量之比率 。
※ 损失率和回收率均用 百分数 (%)表示 。
一、矿石损失和贫化的概念
⒈ 矿石损失与损失率
① 矿石损失
指在开采过程中造成矿石在数量上的减少。
② 矿石损失和表示方法
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 17
◆ 废石混入率：混入采出矿石中的废石量与采出矿石量
之比率, 用百分数 (%)表示；
◆ 矿石贫化率：采出矿石品位比原矿石品位降低的百分
率 。
※ 矿石损失与贫化是评价矿床开采的主要指标, 它反
映了资源的利用情况和采出矿石的质量情况 。
2．矿石贫化与贫化率
① 矿石贫化
指在开采过程中，由于各种原因造成矿石质量的降低。
② 矿石贫化和表示方法
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 18
① 由于地质条件和水文地质条件等引起的矿石损失 。
② 需留保安矿柱而不能回采的损失。
① 采下损失：主要包括采下后残留在采场内不能运出的
矿石损失和运输过程中的损失 。
② 未采下损失：主要包括设计应当开采而未采下的损
失, 矿块内留下的永久性矿柱不能采出的矿石损失 。
二、矿石损失与贫化的原因
1．矿石损失的原因
⑴ 非开采损失
⑵ 开采损失
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 19
⑶ 有用成分氧化或被析出 。
1,矿石损失与贫化计算公式
设 Q─矿体 (矿块 )工业储量, t；
Q0─开采过程中损失的工业储量, t；
R ─混入采出矿石中的废石量, t；
T─采出矿石量, t；
⒉ 矿石贫化的原因
⑴ 因矿体边界控制不好、夹石未剔出或在覆岩下放矿等
原因混入了废石；
⑵ 高品位粉矿流失；
三、矿石损失与贫化计算
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 20
◆ 矿石量平衡式,T=Q－ Q0+R (1— 2)
◆ 金属量平衡式,T=(Q－ Q0)+R (1— 3)
由式 (1— 2)得,R=T－ Q+ Q0,代入式 (1— 3),得矿石
损失率 q的计算公式,
а ─工业储量矿石的品位,%；
а′ ─采出矿石 (包含混入的废石 )的品位，％
а″ ─混入废石的品位，％。
根据矿体 (矿块 )开采结果，可列出如下矿石量和金属量
各自平衡的方程式
%100)1(%1000 ??
???
???????
Q
T
Q
Q
??
??q＝ (1—4)
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 21
※ 废石混入率与矿石贫化率是表示在开采过程中矿石
质量降低的两个不同概念的指标, 应当分别进行计算 。
由式 (1—2)得,Q0=Q+R－ T，代入式 (1—4)，得废石混
入率的计算公式
矿石贫化率是指工业储量矿石品位与采出矿石品位之
差对工业储量矿石品位之比 。
矿石贫化率的计算式为,
%100%100 ???
?
?????
??
???
T
R
%1 0 0????
?
???
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 22
⑵ 间接法：地质测量人员不能进入采场进行实地观测,
则只能用间接法计算 。
⑵ 选择合理的开拓方法, 尽可能少留或不留保安矿柱 。
⒉ 矿石损失与贫化的计算程序
⑴ 直接法：地质测量人员进入采场进行实地观测, 可用
直接法计算矿石损失率与废石混入率 。
四, 降低矿石损失与贫化的措施
⑴ 加强地质测量工作，为采矿设计和生产提供可靠的
地质资料，以便正确确定采掘范围，减少废石混入量
和矿石损失量。
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 23
⑺ 加强生产管理, 建立健全质量监测, 管理和控制体
系, 减少矿石贫化与损失 。
⑶ 选择合理的开采顺序，及时回采矿柱和处理采空区。
⑷ 选择合理的采矿方法及其结构参数，改进采矿工艺,
减少回采的损失与贫化。
⑸ 选择合理的底部出矿结构，推广无轨出矿设备和振动
出矿设备，加强放矿管理，提高矿石回收率，降低矿石
贫化率。
⑹ 选择适宜的提升、运输方式和容器，避免多次转运
矿石，减少粉矿损失。
矿
石
损
失
与
贫
化
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 24
三、对提高开采技术水平的要求
一、基本要求
⒈ 确保矿床开采工作的安全及良好的劳动条件；
⒉ 劳动生产率高；
⒊ 不断提高开采强度；
⒋ 矿石的损失贫化小；
⒌ 降低矿石成本；
二、对环境保护的要求
