《采矿学》习题集选 第二篇 地下开采 第六章 矿床地下开采基本概念 一、思考题： 1.什么是矿石、废石？划分矿石与废石的原则有哪些？ 2.试述确定井田划分的原则？ 3.阶段高度确定的原则有哪些？ 4.矿床地下开采中采准工作包括哪些内容？如何衡量采准工作量的大小？ 5.何谓矿石损失？在矿床地下开采中产生矿石损失的主要原因有哪些？ 6.在地下开采中什么是矿床开拓及开拓巷道？ 7.矿床地下开采包括哪几个步骤？ 8.何谓三级储量？三级储量计算的原则是什么？ 第七章 矿床开拓 一、思考题 1.简述平硐开拓法的适用条件？ 2.平硐开拓法有哪几种？并分别阐述其适用条件？ 3.竖井开拓主要应用于什么条件？竖井开拓有几种方案？各适用于什么条件？ 4.下盘竖井相对上盘竖井有哪些优点？ 5.斜井开拓主要适用开拓何种矿体？它于竖井开拓相比有哪些缺点？ 6.斜坡道主要适用什么条件？它比竖井开拓、斜井开拓有哪些优越性？ 7.简述主要开拓巷道位置确定的原则？ 8.简述中段运输平巷布置的主要影响因素？ 9.中段运输平巷布置的形式有哪几种？ 10.竖井井底车场有哪几种形式？分别画出各种形式的示意图？ 第八章 矿床开拓方案选择 一、思考题 1.选择地下开采矿床开拓方案的基本原则？ 2.简述地下开采矿床开拓方案选择的因素？ 3.试述地下开采矿床开拓方案选择的方法和步骤？ 4.简述矿床开拓选择专家系统的结构？ 二、开拓方法选择例题： 例 1.某铁矿设计年产量为１５０万吨，矿体走向长度为１７００～３５００米，矿体埋藏深度为３００米，矿体平均厚度５３米，矿体平均倾角４６度，磁铁矿的坚固性系数f＝１０～１２；上盘为闪长岩、大理岩，f＝１３；下盘为花岗岩、矽卡岩，f＝１４；试根据上述条件选择开拓方案？ 　　该采用无底柱分段崩落采矿法，阶段高度为７０米，矿石平均品位为５０～５５％。开拓示意图如下： ?  开拓系统示意图 ? 例 2.某铁矿设计年产量为５０万吨，2#矿体走向长度最大为９２０米，矿体厚度约３～２５米，矿体倾角５０度，矿体埋藏深度较大，如４＃矿体达７８０米。阶段高度４０～５０米。试根据给定条件选择合适的开拓方法？并画出开拓示意图？ 　　该采用阶段矿房法和浅孔留矿法开采，矿体埋藏斜深１６６米，铁矿石品位３３.０５％。开拓示意图如下：  平硐溜井开拓系统示意图 ? ? 例 3.某铁矿设计年产量为６０万吨，矿体走向长度３００多米，（２６＃矿体走向长３００～３９０米，２４＃矿体走向长２４０～３４０米），矿体埋藏深度为３００米左右，矿体倾角６０～８５度左右。矿石为磁铁矿，f＝９～１３；围岩为辉长岩，f＝９～１２，阶段高度６１米。根据矿体赋存条件选择合适的矿体开拓方案？并画出开拓示意图？ 　　该矿采用无底柱分段崩落法及垂直落矿的分段凿岩阶段矿房法开采，地表为山岭地带，允许塌陷。开拓示意图如下： ?  平硐溜井开拓系统示意图 例　4.某铁矿铁山坑口采用箕斗提升的斜井开拓方法，该矿设计年产量为３０万吨，矿体走向长度约２０４０米，矿体平均厚度１０～２６米，矿体倾角４０～５０度，矿石为磁铁矿，f＝１２～１３；矿石平均品位５４～５６％，上盘围岩为灰岩，f＝８～１２；下盘围岩为二长岩、矽卡岩，f＝８～１６。试根据矿体赋存条件选择合适的矿体开拓方案？并画出开拓示意图？ 　　整个矿床可分为七个矿体，３号及５号矿体采用无底柱分段崩落法开采，６号矿体采用垂直落矿的分段凿岩阶段矿房法开采。上部已用露天矿开采，阶段高度４０～６０米。开拓示意图如下：  斜井箕斗开拓系统示意图 三、开拓方法选择习题： 1.某铝土矿是中小型矿山，矿体呈层次，矿体走向长为１４００米，矿体真厚度为０.7～５.０米，矿体倾角为１３～１８度，矿体上盘为铝土页岩，下盘为粘土砂岩，矿体赋存深度不大，表土层不太厚。试按上述条件，初步选择技术上可行的开拓方法，简述选择的主要依据？ 2.某铜矿是一大型矿山，主矿体的走向长度约３００多米，矿体真厚度为４５～５０米，矿体倾角为４０～６０度，矿体上盘为黑色片岩及大理岩，f＝６～８；矿体下盘为黑色片岩，f＝４～６。矿床的上部赋存在矿区墙平面以上的山中，下部则位于地平面以下，矿体赋存深度较大。选择合适的开拓方法？ 3.某铜矿床的矿体走向长度约１８００米，矿体赋存深度达－３００米，矿体倾角很陡，一般为６０～８０度，１号矿体下盘为大理岩，较稳固，上盘为花岗闪长岩及辉录岩，稳固性较差，选用尾砂充填采矿法开采，阶段高度４０～５０米，矿山生产能力为３０００吨／日。依据上述条件，选择出技术上可行的开拓方案来，简述选择的主要依据？ 4.某铅锌矿由东西两矿体组成，东西走向长度约３０００米，两矿体之间约有６００米长的倾斜无矿带，东部矿体上部为河流，西部矿体位于起伏不大的丘陵地带，矿体沿倾斜长６００米，矿体平均厚度１０米，最厚达４７米，矿体向北倾斜，矿体倾角３５～４５度，上盘岩f＝３～５，不稳固，但不透水，矿体和下盘岩较稳固。跟据上述条件，选择出技术上可行的开拓方案来，简述选择的主要依据？ 5.某铜矿床，矿体上部为起伏的山岭地带，矿体走向长度为３３０～４４５米，矿体厚度１０～２０米，最厚达５２米，矿体倾角６０～７５度矿体上下盘均为黑云母麻岩，f＝１２～１４，铜矿石f＝８～１０，铜矿石品位较高，采用充填采矿法开采，该矿属中型矿山。试按已知条件选择开拓方案？ 6.有一铁矿，矿体走向长度为２０００米，矿体平均水平厚度为２０米，矿体倾角为７０度，矿体赋存深度从＋１５０米至－１００米，地面标高２２０米，表土层不厚，地势平坦，采用垂直落矿的分段凿岩阶段矿房法开采，阶段高度５０米，铁矿石年产量为８０万吨。跟据上述条件，选择出技术上可行的开拓方案来，简述选择的主要依据？ 7.某有色金属矿床，矿体走向长度平均为４３０米，矿体平均厚度５米，矿体倾角７０～９０度，矿体赋存在山岭地带，地表露头标高在＋６００米左右，矿体延深至＋２００米，矿体向北倾斜，由于地表地形限制，选矿厂的位置已定，只能在矿体上盘，该矿采用留矿法开采。试选择出技术上可行的开拓方案来，简述选择的主要依据？ 四、主要开拓巷道位置的选择 （一）、最小运输功计算 1.某矿体选用下盘竖井开拓方案，整个矿体分为四个阶段来开采，按开采方法的需要，将矿体划分为２２个矿块来回采，设每个矿块的矿量集中在矿块的中央运到主运输平巷，各矿块的矿量如下：Ｑ１＝９４千吨（以下单位均为千吨）；Ｑ２＝１３０；Ｑ３＝１１０；Ｑ４＝１７０；Ｑ５＝１２０；Ｑ６＝１００；Ｑ７＝１５０；Ｑ８＝９０；Ｑ９＝８０；Ｑ１０＝５０；Ｑ１１＝４０；Ｑ１２＝４５；Ｑ１３＝６０；Ｑ１４＝５５；Ｑ１５＝４０；Ｑ１６＝３５；Ｑ１７＝４５；Ｑ１８＝２０；Ｑ１９＝４０；Ｑ２０＝５０；Ｑ２１＝４５；Ｑ２２＝３０。初步设计井筒位置在Ｍ处。（参见示意图如下）试计算最小运输功，看看初步设计的井筒位置Ｍ是否合适？  2.根据设计要求，某矿宜选用下盘竖井开拓方案，初步设计确定井筒位置布置在Ａ处，矿体按设计确定的阶段高度可划分为三个阶段１３个矿块来开采，每个矿块的矿量集中情况如下：（均以千吨为矿量单位）Ｑ１＝１０４；Ｑ２＝１４０；Ｑ３＝１２０；Ｑ４＝１８０；Ｑ５＝１３０；Ｑ６＝１１０；Ｑ７＝１６０；Ｑ８＝１００；Ｑ９＝９０；Ｑ１０＝６０；Ｑ１１＝５０；Ｑ１２＝５５；Ｑ１３＝７０。试计算最小运输功，检验设计所确定的井筒位置Ａ是否合适？  ? ? ? 3.某矿体设计初步确定竖井开在下盘Ｍ处，整个矿体分为四个阶段来开采，各阶段划分的矿块如下图所示，各矿块的矿量为：Ｑ１＝７４；Ｑ２＝１１０；Ｑ３＝９０；Ｑ４＝１５０；Ｑ５＝１００；Ｑ６＝８０；Ｑ７＝１３０；Ｑ８＝７０；Ｑ９＝６０；Ｑ１０＝３０；Ｑ１１＝４０；Ｑ１２＝２５；Ｑ１３＝４０；Ｑ１４＝３５；Ｑ１５＝２０；Ｑ１６＝１５；Ｑ１７＝２５；Ｑ１８＝１０；Ｑ１９＝２０；Ｑ２０＝３０；Ｑ２１＝２５；Ｑ２２＝１０。（均以千吨为单位）试计算最小运输功，检验井筒位置布置在Ｍ处是否合适？  (二)、地表移动带的圈定 1.某矿体水平厚度为７米，矿体走向长为６１米，矿体赋存最大深度为３３０米，矿体倾角为７５度，移动角上盘为β＝６５度；下盘为γ＝７０度；沿走向方向为δ＝７５度。按上述条件圈定出移动带范围？ 2.某铁矿床，矿体赋存状态如下图所示，矿体在地表有露头，上盘移动角为β＝６５度；下盘移动角为γ＝７０度；沿走向移动角δ＝７５度。根据已知条件及所给的图圈定出移动带范围？      ?  ? （三）、保安矿柱的绘制 1.某职工医院大楼沿走向布置，长２４０米，宽２０米，在它的下面要开采一矿层，矿体厚度１.５米,房子中心下的矿层埋藏深度为３６２米，矿层倾角α＝２０度，表土层厚２０米，移动角γ＝９０度，β＝７０度，δ＝８０度，表土层ψ＝４５度。按上述已知条件，设计出该矿职工医院的保护矿柱？（按Ⅱ级建筑物留保护矿柱） 2.某一房屋属Ⅰ级建筑物，它的外形尺寸为２０＊５０米，其房屋的长边与矿层走向线呈θ＝６０度，而矿体的倾角α＝３５度，矿体埋藏深度在房屋中心处Ｈ＝１４０米，表土层厚２０米，矿体厚度２.５米，移动角γ＝δ＝７５度，ψ＝４５度。根据以上条件设计该房屋的保护矿柱？ 3.某矿山一建筑物属于Ⅱ级保护范围，该建筑物长２４０米，宽为２０米，矿层厚度为１.０米，房屋下的矿层埋藏深度为３６２米（由房屋中心线计算），房屋与矿层走向呈斜交，交角θ＝２０度，移动角γ＝９０度，β＝７０度，δ＝８０度，ψ＝４５度。按上述条件确定出该建筑物的保护矿柱？ 4.某铁矿的箕斗井倾角为３９度，斜井井筒方向与矿层走向线垂直，井筒断面为４.3*2.6米，井口标高为６３米，井筒在负１０７米水平与矿层相交，矿体倾角α＝５２度，矿体真厚度２６米，矿体赋存最大深度为负２８５米，提升机房平面图尺寸为９＊１１米，提升机房前墙距井口３５米，移动角为β＝６５度，γ＝７０度，δ＝７５度，表土层厚度３米，ψ＝４５度。按以上条件，画出斜井井筒和提升机房的保护矿柱？ 五、阶段平面开拓设计 （一）、阶段平面开拓设计例题 例１.某矿体沿走向长约１７００～３５００米，矿体倾角４０～５０度，矿体平均厚度为５３米，矿石为磁铁矿，f＝１０～１２，矿体上盘为闪长岩、大理岩，f＝９～１３；矿体下盘为花岗岩、矽卡岩，f＝１３～１５，矿山年产量为１５０万吨。 各井筒位置如图所示（主井为混合井）： ?  例 2.某铅锌矿南北走向长约３５０米，向东倾斜，矿体倾角为８０度至８５度，主矿体由北向南有侧伏现象，该矿采用侧？？式开拓系统，矿山阶段日产量为１２００吨，该矿对主要厚大矿体处采用环形布置，局部地区采用沿脉加穿脉布置方式。 ?  ? （二）、阶段平面开拓设计习题 1.? 某铁矿床，矿体走向长度为１２００米，矿体埋藏深度为４００米，矿体平均厚度为１４７米，最厚处达２９２.5米，矿体倾角为２０～６６度，铁矿石f=１０～１２，上盘围岩为安山岩、千枚岩，f＝５～１０；下盘为闪长斑岩，f＝６～８，该矿采用竖井开拓方案，其各井筒位置已定，如下图所示，选用无底柱分段崩落法回采矿石，阶段高度６０米。 ?  2.某矿山-527米水平地质平面图如图所示，图纸比例为1：1000，矿山阶段产量为1800吨/日。该矿采用尾砂充填采矿法回采矿块，各井筒位置已定（如图中所示位置），在-527米地质平面图上进行阶段平面开拓设计？ 3.某矿山设计年产量为22万吨，+65米阶段平面图形态如图所示，图纸比例尺为1：2500，矿体走向长约800米左右，各井筒位置已定，该矿选用普通漏斗底部结构的浅孔留矿法回采矿块。试在+65米水平地质平面图上进行阶段平面开拓设计？ 4.某铜矿设计年产量70万吨，矿体走向长度约300米，矿体埋藏深度500米，矿体厚度达40米，矿体倾角50度，铜矿石f=8～１０，上盘围岩为黑色片岩、大理岩，f＝６～８；下盘围岩为黑色片岩，f＝４～６，该矿选用平硐竖井开拓方式，各井筒位置如下图所示，采用分段崩落发回采矿块。 在－６６０米水平抵制平面图上进行间断平面开拓设计。 ５．某铁矿床，矿体走向长为２０００米，矿体水平厚度２０米，矿体倾角７０度，矿石年产量为８０万吨。选用分段凿岩间断矿房法回采矿块，矿块沿走向布置，矿块长３０米，间柱宽８米。上、下盘围岩均稳定。采用电机车运输。水文地质简单。根据上述条件，选择合适的阶段运输巷道布置形式，并绘制出最优化方案的示意图。 　 ? 第九章 矿床开采过程与采矿方法概述 一、思考题 1.按矿体形态矿床分为几类？ 2.按矿体倾角矿床可划分为几类？简述其划分的依据？ 3.矿体按厚度划分为哪五类？简述其划分的原则？ 4.在开采急倾斜矿床时，常用水平厚度和垂直厚度，简述二者之间的关系？ 5.简述矿床开采的步骤？ 6.在金属矿床地下开采中现用采矿方法有哪几类？ 7.简述空场采矿法、充填采矿法、崩落采矿法的基本特征及适用条件？ 8.何谓采场运搬，并阐述各种运搬方式的适用条件？ 9.简述常用底部结构形式？ 10.简述放矿漏斗闸门的结构？应满足哪些要求？ 第十章 空场采矿法 一、??? 空场采矿法习题 1.????????????? 某矿体垂直厚度6米，矿体倾角30度，矿石容量r=2.88吨/米3，选用房柱采矿法回采矿块，矿块沿走向布置，矿块长50米，盘区间留连续矿壁，其宽度为4米；矿房宽为12米；矿房间留4×4米的间隔矿柱，矿柱间距10米，矿房净距度8米，阶段高度30米，阶段斜长60米，顶柱厚度3米，其余各巷道断面尺寸为：运输巷道高×宽=2.5×2.5米2；电耙硐室高×宽=2.2×2米2；人行天井长×宽=1.5×1.33；通风联络道高×宽=2×1.5；漏斗颈长×宽=1.25×1.2；拉底巷道高×宽=2×2；切割上山高×宽=2×1.5。回采矿房时矿石损失率和贫化率均为10%，回采矿柱时矿石损失率50%，贫化率5%。按上述条件计算出采准系数k1值，并画出房柱法示意图？ 2.????????????? 某金属矿体水平厚度6米，矿体倾角70度，矿石容量r=3.2吨/米3。选用浅孔留矿法回采矿块，阶段高度50米，矿块沿走向布置，矿房长44米，房间矿柱宽6米，顶柱厚度3米，选用普通漏斗底部结构，其底柱高度为4米，漏斗间距6米，其余各巷道断面尺寸为：天井断面=1.5×1.5米2；联络道高×宽=2×1；运输巷道高×宽=2.2×2.54米2；漏斗颈长×宽=1.5×1.0米2；漏斗颈高度为4米；拉底巷道断面高×宽=2×2米2。回采矿房时矿石损失率和贫化率均为8%，回采矿柱时损失率和贫化率均为30%，按上述条件计算出采准系数k1值，并画出浅孔留矿法示意图？ 3.????????????? 某金属矿体的水平厚度6米，矿体倾角60度，矿石容量r=2.7吨/米2。矿山选用浅孔留矿法回采矿块，矿块沿走向布置，矿房长36米，房间矿柱宽度为10米，顶柱高度5米，采用普通漏斗底部结构，其底柱高度为5米，漏斗间距6米，人行通风联络道间距5米，其余各巷道断面尺寸均为2×2米2。回采矿房时矿石回收率为85%，贫化率为10%；回采矿柱时矿石回收率为60%，贫化率为25%。按上述条件计算出采准系数k1值，并画出浅孔留矿法示意图？ 4.????????????? 某矿体水平厚度为12米，矿体倾角80度，矿石容量r=3.5吨/米3。矿山选用垂直落矿的分段凿岩阶段矿房法回采矿块，矿块沿矿体走向布置，矿块长60米，间柱宽度为8米，顶柱厚度6米，采用漏斗电耙底部结构，其底柱高度为12米（运输平巷顶板至电耙巷道底板高度4.5米，电耙巷道顶板至拉底水平巷道底板高度3.3米）。漏斗间距7米，分段高度10.5米，阶段高度为60米，各巷道断面尺寸为：分段巷道高×宽=2.2×2.5米2；电耙巷道2×3米2；运输巷道2.2×2.5米2；天井长×宽=2×1.5米2；耙矿小井2×1.5；漏斗颈断面1.5×1.5；拉底巷道断面2×2.2米2；切割天井2×1.5米2；顶柱凿岩硐室高×宽=2.2×1.25米2。回采矿房时矿石损失率及贫化率均为5%，回采矿柱时矿石的损失率为30%，贫化率15%。按上述条件计算出该采矿方法的采准系数k1值，并画出垂直落矿的分段凿岩阶段矿房法示意图？ 5.????????????? 有一矿体平均厚度8米，矿体倾角70度，矿山选用垂直落矿的分段凿岩阶段矿房法回采矿块，矿块沿走向布置，阶段高度H=55米，矿块长L=60米，间柱宽B=8米，分段高h=12米，顶柱厚度h顶=5米，底柱高度h底=6+6=12米（选用漏斗电耙底部结构）。漏斗间距7.5米，矿石容量r=3.6吨/米3，各巷道断面尺寸为：沿脉运输巷道高×宽=2×3.5米2；人行天井长×宽=2.25×2米2；切割天井断面=1.5×1.5米2；漏斗颈断面=1.2×1.2米2；其余巷道断面为2×2米2。采准及切割巷道的掘进速度：水平巷道为：60米/月；天井为30米/月。 (1)???????? 计算采准工程量表； (2)???????? 计算矿块采准系数k1值； (3)???????? 计算巷道掘进所需时间； (4)???????? 编制巷道掘进进度计划图表； 6．???????? 矿体平均厚度35米；矿体倾角70度，矿山选用垂直落矿的分段凿岩阶段矿房法回采矿块，矿块垂直走向布置。阶段高度55米，矿块长L=20米，矿房宽为12米，间柱宽度8米，分段高度12米，选用漏斗电耙底部结构，漏斗间距7米，矿石容量r=3.6吨/米3。巷道断面尺寸为：沿脉运输巷道高×宽=2×3.5米2；人行天井长×宽=2×1.5米2；切割天井断面=1.5×1.5米2；漏斗颈断面=1.2×1.2米2；其余巷道断面为2×2米2。采准及切割巷道的掘进速度：水平巷道为：60米/月；天井30米/月。 （1）??? 准工程量表； （2）??? 计算矿块采准系数k1值； （3）??? 计算采、切巷道掘进所需时间； （4）??? 制巷道掘进进度计划图表； 第十一章 崩落采矿法 一、崩落采矿法习题 1.????????????? 某金属矿体，其水平厚度为25米，矿体倾角80度，矿石容量r=3.5吨/米3。矿山选用无底柱分段崩落采矿法回采矿块，矿块垂直走向布置，阶段高度60米，分段高度为12米，矿块长为50米。阶段运输巷道布置在脉外。溜矿井直径φ=2米，溜井间距50米，溜井靠矿体下盘布置。回采巷道间距10米，回风天井也布置在下盘脉外。矿山选用CZZ—700型凿岩台车配YG—80型凿岩机凿岩，选用ZYQ—14型装运机出矿。其各巷道尺寸如下：穿脉巷道高×宽=2.2×3.19米2；回风联络道2×2米2；机修硐室3×2.8；分段巷道3×4；切割平巷3×3米2；切割天井2×2米2；回风巷道3×4；回风天井2×2米2；设备井长×宽=3.7×2.7米2；回采时矿石损失率及贫化率均为15%。试以上述条件计算出该采矿法的采准系数k1值，并画该采矿法示意图？ 2．???????? 矿体采用全面法回采矿块，矿石f=8～１０，稳固；上下盘围岩f＝８～１０，稳固。矿石品位０.６％，围岩不含品位，矿山昼夜生产能力为Ｐ＝３００吨；矿柱平均生产能力为Ｐ柱＝９０万吨／昼夜。矿山采用的工作制度是：每天三班，每班８小时。采场使用０.２米3，１４kw电耙子耙矿，矿体垂直厚度２米，矿体倾角３0度，矿石容量r=3吨/米3。阶段高度３０米，矿块沿走向布置，矿块长５0米，顶柱厚度２米，底柱高度３米，间柱宽度６米。矿房中留有不规则矿柱，其矿柱直径φ＝３米。各巷道断面尺寸如下：沿脉运转巷道高×宽=2.5×2.5米2；人行通风天井长×宽=2×１.5米2；联络道高×宽=2×1.５米2；漏斗颈长×宽=1.２5×1.0米2；拉底巷道断面高×宽=2×2米2；切割天井长×宽=２×1.５米2；回采矿房时的矿石损失率和贫化率均为５%，回采矿柱时损失率为７%，贫化率为１0%。 （1）．计算采场一个循环的落矿量； （2）．计算单位炸药消耗量； （3）．编制工作面工作循环图表； （4）．计算同时回采的矿块数； （5）．计算矿房回采工作的主要技术经济指标； 第十三章　采矿方法选择 一、采矿方法选择的基本原则和要求 （1）金属矿床分类： 1）按矿体厚度分类 ①极薄的——矿体厚度＜０.８米，回采时需要采掘围岩； ②????????????? 薄的——矿体厚度０.８～０.４米； ③????????????? 中厚度——矿体厚度４.０～１０米； ④????????????? 厚的——矿体厚度１０～３０； ⑤????????????? 极厚的——矿体厚度＞３０米 ２）?????????????????????????????????????????????????????? 按矿体倾角分类： ①????????????? 水平和微倾矿床——倾角＜５度 ②????????????? 缓倾斜矿床——倾角５～３０度 ③????????????? 倾斜矿床——倾角３０～５５度 ④????????????? 及倾斜矿床——倾角＞５５度 ３）??? 按矿岩稳定性分类： ①????????????? 极不稳固的——掘进巷道或开避采场时不允许有暴露面积，须进行超前支护； ②????????????? 不稳固的——允许暴露面积＜５０米２； ③????????????? 中等稳固的——允许暴露面积５０～２００米２； ④????????????? 稳固的——允许暴露面积为２００～８００米２； ⑤????????????? 极稳固的——允许暴露面积为＞８００米２； （２）????????????????? 选择采矿方法的基本要求： ①????????????? 生产安全； ②????????????? 矿石损失少；贫化率低； ③????????????? 生产能力大，效率高； ④????????????? 生产成本低，材料消耗少； ⑤????????????? 对具有自然性，粘结性和矽尘危害的矿山应采取必要的措施。 （３）????????????????? 影响采矿方法选择的主要因素： １）??? 矿床的产状，矿石与围岩的物理机械性质； ２）??? 水文地质条件； ３）??? 矿石的品位及价值； ４）??? 加工部门对矿石质量的技术要求（如矿石块度，品位分级，粉矿含量及湿度）； ５）??? 地表是否允许塌落； ６）??? 设计规模，基建工程量及建设速度； ７）??? 主要设备和有关材料的供应条件； ８）??? 生产管理和工人劳动卫生条件； ９）??? 基建投资和生产成本。 ? 二、??? 采矿方法选择例题 例1．（原始条件）：一铜铁矿床，矿石品味较高，矿体沿走向长350米，矿体倾角60-70度，矿体平均厚度50米，矿石中等稳固，围岩稳固性较差，地表允许陷落 [采矿方法选择]：1。采矿方法初选。 根据上述条件，可初选出三种采矿方法。第Ⅰ方案——采取无底柱分段崩落法。采用CZZ-700型凿岩台车凿岩，ZYQ-14型装运机出矿。第Ⅱ方案——矿房用尾砂分层充填法，矿柱用浅孔留矿法一次胶结充填。采用01-45型凿岩机凿岩，ZYQ-14型装运机出矿。第Ⅲ方案——矿房用尾砂分层充填回采，矿柱用分段崩落发开采采用YG-80型中深孔凿岩机凿岩，ZYQ-14型装运机出矿。 三个方案的主要技术经济指标如下： 指标名称 单位 第Ⅰ方案 第Ⅱ方案 第Ⅲ方案  （1）设计能力 万吨/年 42.9 42.9 42.9  （2）采场生产能力： 吨/日 300～400 120～160 200～20  分段崩落法 吨/日 350～400 -— 300～350  尾砂充填法 吨/日 —— 150～200 150～200  胶结充填法 吨/日 —— 70～80 ——  （3）采矿方法比重： ? ? ? ?  分段崩落法 % 100 -— 33  尾砂充填法 % —— 67 67  胶结充填法 % —— 33 ——  (4)采准切割比 米/万吨 150 100 100  （5）原矿品位 ? ? ? ?  铜 % 1.73 1.73 1.73  铁 % 3.20 3.20 3.20  (6)采矿损失率 % 18 6 9  （7）采矿贫化率 % 20 6 9  （8）出矿品位 ? ? ? ?  铜 % 1.38 1.69 1.57  铁 % 25.6 30.1 29.1  (9)年产矿石含铜量 吨/年 5920 6993 6735  （10）年产矿石含铁量 吨/年 109824 129129 124839  （11）选矿回采率： ? ? ? ?  铜 % 94 95 95  铁 % 68 70 70  （12）采选回采率 ? ? ? ?  铜 % 77.1 89.3 86.5  铁 % 55.8 65.8 63.7  （13）精矿品位 ? ? ? ?  铜精矿 % 20 20 20  铁精矿 % 65 65 65  （14）精矿产量 ? ? ? ?  铜精矿 吨/年 27825 33215 ?  铁精矿 吨/年 114893 139062 134442  (15)采场职工人数 人 600 1000 700  （16）全员劳动生产率 ? ? ? ?  按矿石量计算 吨/年.人 715 429 631  按精矿含铜量 吨/年.人 9.27 6.64 9.14  （17）采矿基建投资 万元 1000 1080 1000  (18)采矿单位投资 ? ? ? ?  按矿石量计算 吨/年.人 23.3 25.2 23.3  按精矿含铜量 吨/年.人 1797 1626 1563  （19）出矿品均成本 ? ? ? ?  分段崩落法 元/吨 10.0 —— 10.0  尾砂充填法 元/吨 —— 13.0 13.0  胶结充填法 元/吨 —— 17.0 13.0  (20)选矿处理成本 元/吨 9 9 9  （21）采矿总成本 元/吨 19 23.3 21.0  （22）采选年经营费 万元/年 815.1 999.6 900.6  （23）精矿成本 ? ? ? ?  铜精矿 元/吨 1274 1309 1225  铁精矿 元/吨 9.23 9.34 8.71  （24）精矿调拨价格 ? ? ? ?  铜精矿 元/吨 4360 4360 4360  铁精矿 元/吨 30.5 30.5 30.5  （25）企业总产值 万元/年 2776.8 3320.5 3200.0  （26）企业年盈利额 万元/年 1961.7 2320.9 2299.1  (2)分析比较各方案。 第Ⅰ方案优点：①生产工艺简单；②采矿强度大；③机械化程度较高；④采场能力高；⑤同时工作采场数目少，为今后保证设计产量和生产管理创造了有利条件。 第Ⅱ方案的缺点：①多两套充填系统，②生产工艺复杂；虽然矿房尾砂充填效果好，但用胶结充填法会采矿柱使采矿强度大大降低；③采场数目增多，为了投产后能及时转入全面的回采工作，还必须首先采完一定数目的间柱。在此期间胶结充填工程量很繁重。若充填不及时，将会拖延投产时间。 第 Ⅲ方案：①在工艺上比方案略差，但由于矿柱回采改用了分段崩落法，避免了胶结充填的繁重工艺，且采用了尾砂充填矿房，为矿柱回采创造了有利条件。②采矿强度高；③生产管理比较简单。 由以上的分析可见，第Ⅱ方案胶结充填工艺较复杂，同时由上表可见，各项技术经济指标与第 Ⅲ方案相当，资源利用率的增加也很有限，每年环要消耗大量的水泥，故应该舍弃第 Ⅱ方案。 从经济上对比第Ⅰ和第Ⅲ方案：①资源利用程度—方案 Ⅲ采矿贫化损失率低，出矿品位高，铜铁首选回收率分别比方案Ⅰ高出9.4%和7.9%。② 金属年产量—方案Ⅲ铜铁矿年产量比方案Ⅰ多834吨和2吨左右，即金属年产量多15%-17%。③劳动生产率—方案 Ⅲ全矿全员劳动生产率比Ⅰ方案低14%，但是若按精矿含铜量计算，则二者基本相等。④基建投资—采矿总投资量方案基本相等，但若按最终产品计算的采矿单位投资，方案Ⅲ比方案Ⅱ第234元/吨，产品成本和盈利指标—方案铜矿精矿成本分别比方案Ⅰ低49元和5.2元，每年为国家多积累337万元。 （3） 结论：根据以上分析比较可知，第Ⅲ方案比较优越，故最后选用第Ⅲ方案。 例2：（原始条件）（1）一铅锌矿的一个矿体成透镜状，平均厚度为10米，最大厚度达47米；矿体倾角30-50度，矿石f=7-12，上盘围岩f=5，较稳固；下盘围岩为砂化千枚岩，f=10-12；矿体内有夹石层。 （2）原矿采用的采矿方法存在的问题：该矿原采用水平扇形中深孔落矿的阶段崩落法。经该矿山实践证明，这种方法采矿强度大，效率高，工作安全，成本低，无需两步回采及处理采空区，但是这种方法采切工作量大（千吨采准比为15.5-17.0米/千吨），从探矿，采准到放矿结束的生产周期长，矿石损失大，平均损失率达32.5%,贫化率高（平均达20.2%），尤其是采到下部矿体，因夹石层数量增加，是采出矿石品味进一步降低，由于选矿生产能力限制，若不减少贫化率，将不易完成金属年产量。因而提出要重新选择采矿方法，改变生产现状。 （3）对重新选择采矿方法的基本要求：①总的矿石损失率和贫化率控制在15-20%以内；②既能充分利用现有采掘设备，同时又可考虑采用新的高效率采掘设备；③保证选矿厂的生产能力；④有良好的开采技术经济效果。 [采矿方法选择]： （1）采矿方法促初选：根据矿床地质条件及几点要求，适用的采矿方法除目前的阶段崩落法以外，还有阶段矿放法及无底柱崩落法以外，还有阶段矿房法。如果用阶段矿方法，其构成要素可为：矿房长40米，间柱宽5米，底柱高10米，采用YQ—100钻机及01—38凿岩机落矿，电耙出矿。若用无底柱分段崩落法，其构成要素可为：矿块长60米，分段高10米，回采进路间距10米，采用YQ—80凿岩机，用CZZ—14装运机出矿。 （2） 技术分析：1）无底柱分段崩落法<优点>1.能探采结合，无需单独开掘探矿巷道；2.结果简单，机械化程度高；3.矿块生产能力大，劳动效率高；4.工作安全；5.可以分采分运，选别回采。 2） 阶段矿房法： <优点>1.生产能力大，生产能力大，劳动生产率高；2.大部分原有的采掘设备仍可使用；3.纯矿石回收率高，可达60%。 <缺点>1.矿柱的矿石损失及贫化率大；2.大块率较高。 三种采矿方法的技术经济指标如下： ? 技术经济指标 单位 阶段崩落法 阶段矿房法 无底柱分段崩落法  矿块生产能力 吨/日 250 300—400 400  劳动生产率 吨/工·吨 20 40—50 25—30  矿块损失率 % 32.5 15—20 15—20  矿石贫化率 % 20.2 15—20 15--20  由上表可见，无论是从工效，还是损失贫化指标，矿山原用的方案均不如阶段矿房法及无底柱分段崩落法，而矿块生产能力可以认为大致相同。，原来采用的方案的日产量为：250吨/日是较低的，应当认为可以提高到：300—400吨/日。 虽然无底柱分段崩落法较为突出的优点在于可以选别回采（剔除夹石），但因为控制损失，贫化上无把握，尤其是当矿体倾角缓，下盘又无底部结构的情况下，会造成贫损大，而且所有的回采设备均要更新。目前矿山存在的主要矛盾是贫化大的问题，故山区适用适用无底柱分段崩落法的方案。 阶段矿房法的矿房储量占60%，这一部分贫化率较小，虽然矿柱的损失、贫化率较高，但是可以保证60%的纯矿石；此外该方案由于使用深孔，劳动生产率高。故决定使用阶段矿房法。 三、采矿房法选择习题 １．有一铜矿床，矿体厚3—10米，矿体倾角20—90度，矿石和围岩均稳固，F=8—14。 [作业要求]：试选择技术上可行的采矿方法，并简述选择的主要依据。 2.某铁矿床，矿体平均厚度1.5米，矿体倾角13—35度，铁矿石中等稳固，F=5—10。顶板为铁矽岩，其中F==6—9，或为石英岩（F=10—12），比较稳固，底板为厚度达0.3—1.8的松煤层或炭页岩。 [作业要求]：试根据上述条件选择技术上可行的采矿方法，并简述选择的主要依据。 3.有一铜矿，矿体产状和形态均不规则。矿体厚度为5—20米，矿体倾角50—70度。矿石无自燃性和结块性，但节理发育，属中等稳固，F=8—10。上盘围岩较稳固，F=8—10；下盘围岩稳固，F=12—14。铜矿品味为0.5—0.8%。矿岩界线明显。 [作业要求] 1.选择技术上可行的采矿方法；2.简述选择的主要依据。 4.某铁矿床，矿体沿走向长度较大，矿体平均厚度30多米，矿体倾角50~60度。铁矿不节理发育，f=6~8中等稳固，矿岩接触界限明显，上下盘围严均稳固，f=8~12。地表允许陷落。 [作业要求]：试选择一种你认为最优的采矿方法，并简述选择的主要依据。 5.有一铁矿床，矿体平均厚度为25米，矿体倾角80~90度，铁矿石比较稳固，f=9~13,上下盘围岩中等稳固，f=9~12. [作业要求]：1.选出技术上可行的采矿方法； 2. 挑选出最优方案，并简述该方案的主要优缺点。 6.有一铜矿床，矿体水平厚度为1~13米，矿体倾角为40~55度，铜矿石稳固，f=8~10,铜矿品位0.79%，矿体下盘围岩不稳固，f=4~6;上盘围岩为厚层的大理岩，较稳固。 [作业要求]：1.按上述要求选出技术上可行的采矿方法； 2.挑选出最优方案，简述方案的主要优缺点。 ?