1、 如何确定金属矿山矿井的服务年限?
矿山服务年限(service time of mine),指一个矿山从投产开始到开采完毕的全部时间。矿山寿命(t)与矿山年产量(a)和工业储量(q)一般存在如下关系:t=q·km / a(1-kf)。
式中:k为开采矿床时矿石的回采率;m为开采矿床时的贫化率。由上式可以看出,当矿床的工业储量一定时,年产量过大或过小就会使矿山寿命过短或过长,都会影响到矿山企业的经济效益。
因此,根据市场需求、矿床规模和企业的经济效益,正确处理矿山寿命与矿山年产量之间的关系,是矿山设计中的一个重要问题。
原理。计算方法:矿井服务年限按照如下公式计算。
t = q / a × k
其中。t—矿井服务年限(年)
a—矿井设计生产能力(万吨/年)
q—可采储量(万吨)
k—储量备用系数。
2、 如何确定主要开拓巷道的位置?
1)合理的总体布局。主要开拓巷道是矿山生产系统的重要环节,在确定其位置时,必须统筹考虑它的全矿生产、运输、生活等各系统之间的相互联系,全面规划,合理布局。但更为重要的是要使主要开拓巷道的出口靠近用户(破碎站、选矿厂),并具有合理的运输流向。
井(硐)扣的标高要与受矿仓的标高相适应。要考虑与外部运输的联系,力求减少铁路(或公路)专用线的工程量和费用。井(硐)口与其他辅助车间、行政办公室和工人居住区的联系要安全方便,不宜过远。
(2)足够的工业场地。主要开拓巷道的出口周围要布置井架、卷扬机房、矿仓、调车线路等一些列建筑物和构筑物,必须具备必要的工业场地。因而,对于地形复杂、山岭峻峭、沟谷纵横的矿山,工业场地的选择往往可能是确定井(硐)口位置的关键因素。
当用技术分析法难以判断其优劣时,应进行多方案的技术经济比较。此外,在确定井(硐)口位置时,要尽量不占或少占农田。
(3)安全的井(硐)口位置。井巷出口及其他地面设施应该避开可能发生的山坡滚石、滑坡、泥石流、岩崩等自然灾害的影响。井、巷出口标高必须高于当地历史最高洪水位1~3m,以免为洪水淹没。
(4)工程地质条件。主要开拓巷道应该布置在易于掘进和支护的岩层中,尽量避开大的构造带、岩溶发育带、承压水层、流沙层、松软岩层等不良工程地质地段,并应有工程地质钻孔的验证;同时还要考虑到附属于主要开拓巷道的有关工程(如井下装载硐室、井底车场等)也应位于较为稳固的岩层中。
(5)最小运输功。当矿体的形态及储量一定时,沿矿体走向的运输功因主井位置的不同而变化。如果地面条件和工程地质条件允许,应该将主要开拓巷道布置在最小运输功点附近。
这样不仅可以使井下运输总费用最低,而且诶可以降低巷道维护、通风等费用。当矿体形状规则及储量分布均匀时,最小运输功点位于沿矿体走向的矿量等分线附近;当矿体形状不规则,储量分布不均匀、不连续时,或有多个矿体用一个井田开采或用溜井分区放矿时,可以用分析法或**法求得最小运输功点的位置。若矿体走向较短,厂址位于矿体的一侧,主要井巷布置在矿体的一侧也是合理的。
此外,如果地面运输费用因主井位置的变动而有较大变化时,在确定最小运输功点时还要考虑到地面运输影响。
(6)勘探程度。当井田的范围较大,或井田内有多个矿体时,选择主要开拓巷道位置时要优先考虑勘探程度高、矿体与岩层情况较为清楚的地段。
(7)地下开拓工程总量与总费用最小,必要时应该进行多方案的技术经济比较以选出其中的最优方案。
3、 哪些主要因素影响采矿方法的选择?
采矿方法选择的主要影响因素有矿体地质条件、开采技术经济条件是采矿方法选择的主要影响因素。
1 矿床地质条件。
矿床地质条件对于采矿方法选择有直接影响,起控制性作用,因此必须具备充分可靠的地质资料,才能进行采矿方法选择。矿床地质条件一般包括下列内容:
1)矿山和围岩的物理力学性质。在矿山和围岩的物理力学性质中,矿石和围岩的稳固性是关键因素,它决定采场地压管理方法、采场结构参数和主要回采工艺过程。
2)矿体产状。矿体产状主要指倾角、厚度和形状等。
矿体倾角主要影响矿石在采场内的运搬方式,而且还与厚度有关。急倾斜矿体,可利用矿石自重运搬,薄矿体采用留矿法时,倾角应大于60°,厚度较大的矿体则可不受这些限制。倾斜矿体,可考虑爆力运搬。
水平或缓倾斜矿体则需用机械运搬。
矿体厚度影响采矿方法和落矿方法的选择以及矿块的布置方式。极薄矿体的采矿方法要考虑分采或混采;单层崩落法一般要求矿体厚度不大于3m;分段崩落法要求厚度大于6~8m;阶段崩落法要求厚度大于15~20m。在落矿方法中,浅孔落矿一般用于厚度小于5~8m的矿体;中深孔落矿一般用于厚度大于5~8m的矿体;大直径深孔落矿一般用于10m以上的厚度矿体。
一般,极薄和薄矿体,矿块沿走向布置。厚和极厚矿体,矿块应垂直走向布置。
矿体形状和矿石与围岩的接触情况影响采矿方法的落矿方式和矿石搬运方式选择。如矿体形状不规则,接触面不明显时,采用大直径深孔落矿,会引起较大的矿石损失和贫化。在极薄矿体中,矿体形状是否规则,接触面是否明显,影响分采和混采方式的选择。
3)矿石的品位及价值。开采品位较高的富矿和贵重、稀有矿产资源时,要求采用**率高、贫化率低的采矿方法,例如充填法。反之,则应采用成本低、效率高的采矿方法,如崩落法或空场法。
4)有用矿物在矿体和围岩中的分布。有用矿物的分布可分为均匀的、渐变的和不规则的三种类型。
若有用矿物在矿体中分布比较均匀,一般不用选别回采的采矿法,如用崩落法或空场法;反之,有用成分分布不均匀而又差别很大时,应考虑能剔除夹石或分采的采矿法。若围岩有矿化现象,则回采过程中围岩混入的限制可以适当放宽,可采用大量崩落采矿法。当围岩中含有有害元素,对选矿和冶炼不利时,应选用控制围岩混入的采矿法。
5)矿体赋存深度。赋存深度超过500~600m或原岩应力很大时,地压增大,有可能产生冲击地压或岩爆现象,采用充填法和崩落法较为适宜。
6)矿石和围岩的自燃性与结块性。矿山和围岩中含硫高(或硫、碳均高),有自燃或发火倾向时,应采用充填法或预灌浆的分段崩落法或分段矿房法,避免采用留矿法、阶段崩落法和大量崩落矿柱的采矿法。
开采放射性矿石,一般采用通风条件较好的充填法。具有氧化结块性的矿石(含硫较高的矿石)应采用空场法或充填法,避免采用留矿法和大量崩落采矿法,以防止矿石结块,影响生产。
2 开采技术经济条件。
开采技术经济条件有下列各项:
1)地表是否允许陷落。在地表移动带范围内,如果有河流、农田、居民区、公路、铁路、风景区、文化遗址和重要建筑物,或者由于环境保护的要求,地表不允许陷落,此时应优先考虑能保护地表的采矿法,如充填法或留有矿柱和采后充填采空区的采矿法。
2)加工部门对产品的技术要求。矿山的品位及品级是加工部门的技术要求。如可直接入炉冶炼的富铁矿石、耐火原料矿石和云母等矿石对品位、品级、有害成分、矿石块度都有一定的技术要求。
这些技术要求将影响到采矿方法的选择。
3)技术装备与材料**。选择某些需要大量材料(如水泥、木材和充填料)的采矿方法时,需考虑材料**和**情况。
采矿方法与采矿设备要相适应。选择采矿方法时,要考虑采矿设备和备品备件**情况,凿、装、运设备要配套,以充分发挥设备的效率。
4)采矿方法所要求的技术管理水平。选择的采矿方法应力求简单,有灵活性,工人易掌握,管理方便。这对中小型矿山、地方矿山尤为重要。
上述影响采矿方法选择的因素在不同的条件下所起的作用不同,必须根据具体情况,全面地、综合地和系统地进行分析,才能选出最佳的采矿方法。
4、 如何确定露天矿开采境界?
又称露天矿开采界线。按技术上的可能性与经济上的合理性,对露天采矿场所确定的最终可能达到的采矿范围,即由上部和下部边界线所限定的范围。它主要决定于矿体的埋藏条件、开采技术条件和设备等。
[露天开采境界的确定方法。
1) 确定露天矿最小底宽。
露天矿最小底宽应满足采装运输设备的要求,保证矿山工程正常发展。
采用铁路运输时,露天矿的最小底宽为。
式中:bmin-露天矿最小底宽,m;
rwh-挖掘机机体回转半径,m;
t-铁道线路宽度,m;
hl-挖掘机机体底盘高度,m;
e-挖掘机机体、边坡及车辆三者间的安全距离,e=1.0~1.5m;
露天矿最下一个台阶的坡面角,(°
当采用汽车运输时,采用回返式调车时,其底宽为:
bmin=2(rcmin+0.5bc+e)
若采用折返式调车,则。
bmin=rcmin+0.5bc+2e+0.5lc
式中:rcmin-汽车最小转弯半径,m;
bc-汽车宽度,m;
e-汽车距边坡的安全距离,m;
lc-汽车长度,m。
在确定露天开采境界时:
若矿体厚度小于最小底宽,底平面按最小底宽绘制;
若矿体厚度比最小底宽大得不多,底平面可以矿体厚度为界;
若矿体厚度远大于最小底宽,通常按最小底宽作图,并按下列因素确定露天矿底的位置:
1)使境界内的可采矿量最大而剥岩量最小;
2)使可采矿量最可靠,通常露天矿底宜置于矿体中间,以避免地质作图误差所造成的影响;
3)根据矿石品位分布,使采出的矿石质量最高;
4)根据岩石的物理力学性质调整露天矿底位置,使边坡稳固且穿爆方便。
2) 选取露天矿最终边坡角。
露天矿的最终边坡角,对剥采比有很大的影响。
随着开采深度增加和边坡角的减小,所需的剥岩量会急剧增加,因此从经济效果考虑。希望边坡角尽可能大;
然而,也不能盲目追求陡边坡而造成滑坡事故隐患。
因此,选择时应同时考虑安全因素和经济因素,在保证露天矿安全前提下,最终边坡角尽可能大些,以减少剥离量。
矿山设计选取边坡角时,多采用类比法,即参照类似矿山的实际资料选取。工程地质条件复杂的矿山,在进行设计的同时,由研究部门通过系统的工程地质调查后,用计算方法确定。
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