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  • 采矿

    采矿是自地壳内和地表开采矿产资源的技术和科学。广义的采矿还包括煤和石油的开采。采矿工业是一种重要的原料工业,金属矿石是冶炼工业的主要原料,非金属矿石是重要的化工原料和建筑材料。

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    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 采矿 英文名: mine
    定义: 自地壳内和地表开采矿产资源 归类: 技术和科学

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    概述/采矿 编辑

    采矿工程分为煤矿类和非煤矿类.采矿(英文名:ore mining)是自 地壳内或地表开采 矿产资源的技术和科学。一般指金属或 非金属矿床的开采,广义的采矿还包括煤和石油的开采及选矿。其实质是一种物料的选择性采集和搬运过程。采矿工业是一种重要的原料 采掘工业,如金属 矿石是冶金工业的主要原料, 非金属矿石是化工原料和建筑材料,煤和石油是重要的能源。多数矿石需经选矿富集,方能作为工业原料。 


    采矿科学技术的基础是岩石破碎、松散物料运移、流体输送、矿山 岩石力学和矿业 系统工程等理论。需要运用数学、物理、力学、化学、 地质学、系统科学、电子计算机等学科的最新成果。采矿工业在已基本达到的高度机械化基础上,通过改进综采设备的设计、造型、材质、制造工艺、检验方法和维修制度等,将进一步提高其生产能力和设备利用率。同时 矿井在提升、运输、排水、通风、 瓦斯监控等许多环节将实现自动化和遥控。地下和露天矿都将实现计算机集中自动管理监控。有的国家已将机器人试用于井下回采工作面,开采对人员损害较大的矿种。另一方面,随着人类对地下 矿产的不断开采,开采品位由高到低,资源紧缺,迫使使用低品位矿产,选择适当的采矿和选矿方法,进行综合采选、综合利用,提高矿产资源的利用率和 回采率,降低矿石的损失率和贫化率。采矿和选矿过程中生成的有毒气体、废水、废石和粉尘等物质以及噪声和振动等因素,对环境、土地、 大气和水质等造成危害,一直是人们关心的课题。各国研究环保问题中进一步提出了资源的长期利用问题,特别着眼于废渣、废石、废液的重复使用、破坏后土地复用等。制订强有力的法律,采取有效措施确保 矿山环境。

    采矿工艺的不断改进促使了采矿工艺的自动化和采矿工艺的现代化.21世纪是数字时代,矿业开采要想高速发展,就必须不断的改进采矿技术.最先进的采矿工艺就在中国

    简史/采矿 编辑


    原始人类已能采集石料,打磨成 生产工具,采集陶土供制陶,就是最早采矿的萌芽。 中国古代的采矿历史悠久,从湖北 大冶铜绿山古铜矿遗址出土有用于采掘、装载、提升、排水、照明等的铜、铁、木、竹、石制的多种生产工具及陶器、铜锭、 铜兵器等物,证实春秋时期已经使用了立井、斜井、平巷联合开拓,初步形成了 地下开采系统。至西汉时期,开采系统已相当完善。此时在河北、 山东、湖北等地的铁、铜、煤、砂金等矿都已开始开采。 战国末期秦国蜀太守李冰在今 四川省双流县境内开凿 盐井,汲卤煮盐。明代以前主要有铁、铜、锡、铅、银、金、汞、锌的生产。17世纪初,欧洲人将中国传入的 黑火药用于采矿,用凿岩爆破落矿代替人工挖掘,这是采矿技术发展的一个里程碑。19世纪末20世纪初,相继发明了矿用 炸药、雷管、导爆索和凿岩设备,形成了近代 爆破技术;电动机械铲、电机车和电力提升、通讯、排水等设备的使用,形成了近代装运技术。20世纪上半叶开始,采矿技术迅速发展,出现了 硝酸铵炸药,使用了地下深孔爆破技术,各种矿山设备不断完善和大型化,逐步形成了适用于不同 矿床条件的机械化采矿工艺。提出了 矿山设计、矿床评价和矿山计划管理的科学方法,使采矿从技艺向工程科学发展。20世纪50年代后,由于使用了潜孔钻机、 牙轮钻机、自行凿岩台车等新型设备,采掘设备实现大型化、运输 提升设备自动化,出现了无人驾驶机车。电子计算机技术用于 矿山生产管理、规划设计和科学计算,开始用系统科学研究采矿问题,诞生了系统 采矿工程学。矿山生产开始建立 自动控制系统,利用现代试验设备、测试技术和电子计算机,预测和解算某些实际问题。因此采矿工程学科被正式提出并得到了公认。

    特点/采矿 编辑


    采矿的生产环境和生产过程与其他工业相比较,具有以下特点: 

    (1)采掘加工的主要原料是自然赋存的矿体。矿址不能 自由选择,矿床的 工业储量不能输入,也不能再生。矿山的生产能力、服务年限和经济效益密切相关。每个矿山都要经历建矿、投产、正常生产、减产和闭矿的历程。
     
    (2)采矿设备和人员经常随采矿进程和加工对象转移,没有固定的加工车间。被开采的矿体必须掘进一系列 巷道,进行 采矿准备工作(采准),才能开始回采。开拓、采准和回采工作互相协调,才能保证矿山正常生产。否则就会造成采剥失调或采掘失调,迫使矿山减产。 

    (3)开采工作总的趋势是采掘条件愈来愈差,采出矿石的品位逐渐降低,随之成本可能增高。由于 岩石的混入会使 矿石贫化,降低质量,还有部分矿石不能采出,而损失于地下。因此要不断改进采矿和 选矿技术,开展综合利用,以降低成本。降低贫化率和损失率是采矿生产中重要的质量管理工作,具有很大的经济潜力。 

    (4)矿体赋存条件和形状复杂,品位分布不均。工业储量在开采过程中可能会有较大变化,使采矿设计难于标准化,加之建矿周期长,基建投资大,故投资风险性也大。
     
    (5)采矿工作在露天或地下采场。劳动量大,工作条件差,安全性差,不易实现综合机械化和自动化,故需特别重视改善劳动保护和环境条件。 

    (6)一个矿山的经营效果,在很大程度上决定于所开采矿石的市场供求和价值高低。因此对矿山管理水平的评价,不能像其他工业一样,单纯地以绝对经济效益为准。

    分类/采矿 编辑


    采矿分为普通机械化开采和特殊采矿。机械化又分为普通机械化和综合机械化。

     

    普通机械化开采


    绝大部分矿床用普通机械化方法开采。机械化开采又分为 露天开采(包括矿石和砂矿)和地下开采两大类。露天开采将矿体上覆的岩层剥离,然后自上而下顺次开采矿体。露天矿敞露地表,可以使用大型采矿机械,作业较安全, 矿石损失少,贫化率低,生产能力大,采矿成本低,大型贫铁矿床和建筑材料矿床多用此法。当矿体赋存深度大,矿体 厚度小,剥离工作量很大,其经济效益低于地下开采或需要保护地表和景观时,则用地下开采方法。地下采矿方法根据地压管理大致分为三类即:空场法、崩落法、充填法。其中三种大类中又可分为近三十多种采矿方法。例如常见的空场法有全面空场,阶段空场、分段空场、浅孔留矿法等方法。近年来,地下矿山应用尾砂胶结 充填采矿法,可有效地保护地表和处理尾矿污染。在一些国家大量发展露天开采后,随着开采深度增大和环境保护要求提高,地下开采有增加的趋势。

     

    特殊采矿法


    特殊采矿法包括地下 物理化学采矿和海洋采矿和月球采矿。物理化学方法是 浸取、溶解或熔融有用成分,将溶液或熔融体自地下举升至地面提取。这类方法投资省、见效快、工作条件好,只适用于铜、铀等某些 金属矿物和盐、碱、 自然硫等。 滨海大陆架上和洋底蕴藏着大量有用矿藏,但洋底的锰结核尚处于试采阶段。整个特殊采矿法开采的矿产所占比例极小。月球采矿是人们对太空资源开发的一种理想,目前还没有此类技术,仅限于交流。

     

    开发和开采过程


    矿床开发步骤见图示。矿床开采包括基建开拓工程和生产采矿工程两大项。 矿山地下开拓要掘进一系列巷道或沟道以通达矿体,建成完整的采矿 生产系统,交付生产使用。 
    采矿生产过程有两类:

     

    主要生产过程


    采矿采矿
    包括:① 采准切割,为回采准备生产条件。②回采,将矿石崩落破碎,装入运输容器。地下回采包括落矿、出矿作业(见 地下采矿方法);露天回采包括穿孔、爆破和采装作业(见露天采矿方法)。③运输,将装入运输容器的矿石运交 选矿厂或矿仓(见 矿井提升、矿井运输、 露天矿运输)。④管理巷道地压立井地压采场地压以及露天矿边坡。⑤在矿石运输过程中,通过矿仓、堆栈,将 矿石混匀,保证生产的矿石质量稳定。⑥将巷道掘进和剥离产出的废石排弃至废石场。 

    由于矿床地质条件和矿山技术条件的不同,采矿方法种类繁多,不同的采矿方法,其采矿工艺流程、采矿机械设备、 采区巷道布置开采顺序也不同。采矿方法选择不当,将长期影响矿山生产的技术指标和经济效益。各主要生产过程都须选用适宜的机械设备,才能获得最佳经济效果。

    辅助生产过程


    包括:①人员、材料和设备运送;②电和压气等动力供应;③通风、防尘等劳动保护;④排水、供水;⑤设备维修安装;⑥安全和环境保护;⑦ 地质、测量以及仓库管理等其他辅助工作。

    采矿理论/采矿 编辑


    采矿科学技术的基础是 岩石破碎、松散物料移运、流体输送、矿山 岩石力学和矿业系统工程等理论。需运用数学、物理、化学、力学、地质学、系统科学、运筹学、信息论、控制论、电子计算机应用等学科的最新成果。 

    岩石破碎理论揭示破碎岩石的能耗和破碎效果间的联系,探求破碎载荷和岩石坚固性及破碎参数间的关系。据以研制高效、经济的采掘机具和器材,寻求新的岩石破碎方法和技术。 

    松散物料移运理论研究自矿块、溜井中放出松散矿岩的移动规律和对矿块内巷道地压显现的影响,装载机构和移运设备与松散矿岩的作用机理,据以确定合理的矿块结构参数和采取降低矿石贫化的技术措施,研究高效经济的装运设备。 

    流体输送理论研究矿内 空气动力学,流体和固体两相流输送理论,据以保证和改善矿内空气条件,设计风力和水力输送充填材料的合理系统。 

    矿山岩石力学理论研究岩体的物理力学性质及矿床开采中发生的力学过程,揭示采场和巷道地压显现规律和 围岩与支架的相互作用原理。据以提出正确的地压管理方法,确定合理的矿床开采的结构参数,评价巷道和边坡的稳定性,预测地表及岩层移动和解决深部开采时的岩爆问题。 

    矿业系统工程研究采矿系统的规划、设计、生产计划、工艺过程和管理最佳化数学模型,评价标准,建立矿山电子计算机自动控制系统。

    相关信息/采矿 编辑

    危害


    采矿作业伴有废石的采出、各种设备发出的噪音,井下采空区还有可能造成地表的沉降;选矿和冶炼作业伴有废水、废气和废渣(选矿尾砂和冶炼炉渣)的排出。应推广先进适用的开采技术、工艺和设备,提高矿山回采率、选矿和冶炼 回收率及劳动生产率。减少物资能源消耗和污染物排放,提高产品附加值。大力推进共伴生资源和尾矿、废弃物综合利用。

     

    措施


    1)组织措施 

    加强组织领导是做好防尘工作的关键。粉尘作业较多的厂矿领导要有专人分管防尘事宜;建立和健全 防尘机构,制定防尘工作计划和必要的规章制度,切实贯彻综合防尘措施;建立粉尘监测制度,大型厂矿应有专职测尘人员,医务人员应对测尘工作提出要求,定期检查并指导,做到定时定点测尘,评价劳动条件改善情况和技术措施的效果。做好防尘的宣传工作,从领导到广大职工,让大家都能了解粉尘的危害,根据自己的职责和义务做好防尘工作。 

    2)技术措施 

    技术措施是防止粉尘危害的中心措施,主要在于治理不符合防尘要求的产尘作业和操作,目的是消灭或减少生产性粉尘的产生、逸散,以及尽可能降低作业环境粉尘浓度。
    (l)改革工艺过程,革新 生产设备,是消除粉尘危害的根本途径。应从生产工艺设计、设备选择,以及产尘机械在出厂前就应有达到防尘要求的设备等各个环节作起。如采用封闭式风力管道运输,负压吸砂等消除粉尘飞扬,用无矽物质代替 石英,以铁丸喷砂代替石英喷砂等。 

    (2)湿式作业是一种经济易行的防止粉尘飞扬的有效措施。凡是可以湿式生产的作业均可使用。例如,矿山的湿式凿岩、冲刷巷道、净化进风等,石英、矿石等的湿式粉碎或喷雾洒水,玻璃陶瓷业的湿式拌料,铸造业的湿砂造型、湿式开箱清砂、化学清砂等。 

    (3)密闭、吸风、除尘,对不能采取湿式作业的产尘岗位,应采用密闭吸风除尘方法。凡是能产生粉尘的设备均应尽可能密闭,并用局部机械吸风,使密闭设备内保持一定的负压,防止粉尘外逸。抽出的含尘空气必须经过除尘净化处理,才能排出,避免污染大气。 

    3)卫生保健措施 

    卫生保健措施属于预防中的最后一个环节,虽然属于辅助措施,但仍占有重要地位。 

    预防粉尘对人体健康的危害,第一步措施是消灭或减少发生源,这是最根本的措施。其次是降低空气中粉尘的浓度。最后是减少粉尘进入人体的机会,以及减轻粉尘的危害。
     
    (1)个人防护和个人卫生,对受到条件限制一时粉尘浓度达不到允许浓度标准的作业,佩带合适的防尘口罩就成为重要措施。防尘口罩要滤尘率、透气率高,重量轻,不影响工人视野及操作。开展体育锻炼,注意营养.对增程体质,提高抵抗力具有一定意义。此外应注意个人卫生习惯,不吸烟.遵守防尘操作规程,严格执行未佩带防尘口罩不上岗操作的制度。 

    (2)就业前及定期体检,对新从事粉尘作业工人,必须进行健康检查,目的主要是发现粉尘作业就业禁忌症及作为健康资料。定期体检的目的在于早期发现粉尘对健康的损害,发现有不宜从事粉尘作业的疾病时,及时调离。 

    (3)保护尘肺患者能得到合适的安排,享受国家政策允许的应有待遇,对其应进行 劳动能力鉴定,并妥善安

    网络游戏/采矿 编辑


    矿工追求所有有价值的矿石,并把它们从岩土中用矿工锄挖掘出来。他们对土地的熟悉赋予了他们对、银、甚至更稀有的金属矿的敏锐洞察力,他们可以搜索并熔炼这些矿石获取金币或者应用到所有与金属有关的工匠制作当中。 

    矿工可以用他们的寻找矿物技能在小地图上搜索到矿脉的位置,并且快速采集(只要用右键点击矿脉)。矿工需要矿工锄敲击石头获取有用的矿石,而且需要熔炉(大多数城市里都可以找到)将矿石炼制成锭。随着你不断地练习采矿技能,将复杂的矿石冶炼成合金,你的采矿技能也会不断增长。等级越高,获得稀有矿石的几率也越大。
     
    采矿属于采集类专业。他们经常为制作类专业,如锻造师、工程师和珠宝匠提供材料方面的补充。 

    在整个艾泽拉斯大陆都能够找到矿石,有些地方的矿藏会比较丰富。有价值且稀有的矿石是不容易找到的,而一旦找到,回报是非常丰厚的——价格不菲而且可以熔炼成能力强大的金属。

    习题/采矿 编辑


    一、 填空题(15*2=30分).

    1.按照开拓井巷所担负的任务,可分为( 主要 )开拓井巷和(辅助 )开拓井巷两类。

    2.矿床开拓方法有( 竖井开拓法 )、( 斜井开拓法 )、( 平硐开拓法 )、斜坡道开拓法和联合开拓法。 

    3.采矿方法包括( 采准 )、( 切割 )、( 回采 )等三项工作。

    4.深孔扩切割立槽分为( 水平深孔扩切立槽 )法与( 垂直深孔扩切立槽 )法。

    5.衡量矿井采掘关系的“三量”是( 开拓煤量 )( 准备煤量 )( 回采煤量 )。

    6.下山采区的硐室主要有(绞车房)( 变电所 )( 水泵房 )。

    二、 名词解释(5*4=20分).

    矿石凡是地壳中矿物自然聚合体,在现代技术经济水平条件下,能以工业规模从中提取国民经济所必须的金属或其他矿物产品者,称为矿石。

    1. 采准工作采准工作是按照矿石构成要素的尺寸来布置的,为矿石回采创造必要的自由面和落矿空间

    3. 回采煤量指准备煤量范围内,已有回采巷道及开切眼所圈定的可采储量

    4. 充填采矿法随着工作面的推进用充填料充填空区进行地压管理的采矿方法 

    天井天井是矿山井下联系上下两个中段的垂直或倾斜巷道,主要用于放矿、行人切割、通风、充填、探矿、运输材料工具和设备等。
     

    三、 简答题(3*10=30分).

    1. 整个矿床开采过程中,要特别注意哪些要求

    (1)要确保开采工作的安全,并具有良好的劳动条件

    (2)符合环境保护法的要求,减少对环境的破坏

    (3)高效可持续发展:

    《1》提高劳动生产率

    《2》减少矿石的损失贫化

    《3》降低矿石的成本

    2. 《4》增大开采强度

    3. 与井筒开拓相比,平硐开拓具有哪些优点

    (1)施工简单,基建速度快。

    (2)掘进费用低,不需开掘井底车场和硐室,因此,基建投资少

    (3)平硐用电机车运输,比井筒开拓用绞车提升的费用低,而且不需要提升设备、井架及绞车房。

    (4)采用自流排水,排水费用低,无需水泵房、水仓等设施。

    (5)平硐运输要比井筒提升安全可靠
    4.

    5. 地面辅助运输线路的布置原则

    3.(1)尽量避免交叉或经过生活区

    (2)尽量避免坡度变化较大

    (3)尽量与基建时的线路一致

    (4)符合各自线路的布置原则 

    (5)尽量避免从高压线下经过
    6.

    四、 论述题(1*20=20分).

    简述采场地压管理的任务与方法。

    一般来说,采场地压管理有三方面任务:

    (1) 正确认识不同采矿方法采场开采空间所承受的荷载及应力变化规律,为正确选择地压管理方法提供符合实际的低压理论或假说。

    (2) 从实际出发,正确选择地压管理方法及其有关参数,保持一定时间内开采空间的稳固性

    (3) 处理好矿块回采期间遇到的局部地压问题,如构造弱面、溶洞、老硐等造成的特殊地压问题

    通常采用的地压管理方法大致有以下几种:

    (1) 使开采空间具有较稳固的几何形状,使应力较平缓地集中过渡。

    (2) 用矿柱、充填体、支柱或联合方法支撑或辅助支撑开采空间。

    (3) 边采矿边崩落围岩,使开采空间某些部位的应力重新分布,降低工作空间围岩应力集中,减小工作空间的地压。

    (4) 使开采空间围岩达到自然崩落所需要的尺寸,通过自然崩落释放应力,减小周围采场的地压。


    扩展阅读
    1《中国采矿采石设备制造行业市场需求预测与投资战略规划分析报告前瞻》

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