2022年采矿学I习题集及习题解答 .pdf
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1、1、矿石、废石、围岩的概念。矿石:地壳里面的矿物集合体,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需的金属或矿物产品。废石:在矿体周围的岩石(围岩)以及夹在矿体中的岩石(夹石),不含有效成分或含量过少,当前不宜作矿石开采。围岩:开挖巷道会对周围岩石有应力和位移等扰动,这个扰动范围一般为5倍的巷道直径,巷道附近受扰动的岩石称为围岩。2、矿体、矿床的概念。矿石的聚集体叫矿体。矿床是矿体的总称,对某一矿区而言,矿床由一个或几个矿体组成。3、品位的概念。品位:矿石中有用成分含量。常用百分率表示,或克/吨。品位高的叫富矿,品位低的叫贫矿。4、矿石和围岩有哪些对矿床开采有影响的性质?它们对矿
2、床开采各有些什么影响?坚固性、稳固性、结块性、氧化性和自燃性、含水性及碎胀性等。坚固性影响凿岩速度和炸药消耗量等;稳固性对采矿方法及地压管理方法均有很大的影响;结块性对放矿、装车及运输等生产环节均可能造成很大困难;氧化性和自燃性会降低选矿实收率还会引起地下火灾;含水性对放矿、运输、箕斗提升及矿仓贮存等均有很大影响。5、矿石的坚固性坚固性:矿岩的坚固性是一种抵抗外力(综合的外力)的性能,如在锹,镐,机械破碎,炸药爆炸等的外力。坚固性的大小用坚固性系数f 表示。它反映矿岩的极限抗压强度,凿岩速度,炸药消耗量等的平均值。f=R/100 式中,R 矿岩的极限抗压强度Kpa。6、矿石的稳固性矿石和围岩在
3、空间允许暴露面积的大小和暴露时间长短的性能。稳定性可分为五种:(1)极不稳固(2)不稳固(3)中等稳固(4)稳固(5)极稳固7、结块性结块性:采下的矿石,在遇水和受压并经过一段时间后,又结为整块的性质。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 24 页 -8、氧化性和自燃性氧化性和自燃性:矿石的氧化性是指硫化矿石在水和空气的作用下,变化为氧化矿石的性质。高硫矿石(含硫在 1820%以上)具有自然性。它对采矿不利。9、含水性含水性:矿石和岩石吸收和保持水分的性能。它随矿岩的孔隙度和节理裂隙而变化。对采矿有不利影响。10、碎胀性碎胀性:矿岩在破碎后,碎块之间有较大的空隙,其体积
4、比原矿岩的体积要增大,这种性质叫碎胀性。11、碎胀系数碎胀系数::破碎后的体积与原岩石的体积之比。12、金属矿石的种类金属矿石的种类:据金属种类可分:贵重金属矿石(金,银等),有色金属矿石(铜,铅,锌等),黑色金属矿石(铁,锰,铬),稀有金属(钽,铌等),放射性矿石(铀,钍等)。根据矿石所含金属成分数目可分:单一金属矿石,多金属矿石,根据矿石的化学成分可分:自然金属矿石(如自然金,银),氧化矿石(赤铁矿 Fe2O3等),硫化矿石,它的矿物化学成分为硫化物(黄铜矿CuFeS2)。13、矿体按厚度如何分类?按倾角如何分类?按矿体厚度分类:(1)极薄矿体;(2)薄矿体;(3);中厚矿体;(4)厚矿体
5、;(5)极厚矿体。按矿体倾角分类:(1)水平和微倾斜矿床;(2)缓倾斜矿床;(3)倾斜矿床;(4)急倾斜矿床。14、矿体厚度的概念。矿体的厚度是指矿体上盘与下盘之间的垂直距离或水平距离。前者叫垂直厚度或真厚度。15、阶段、矿块、盘区、采区的概念。阶段:在开采缓倾斜,倾斜和急倾斜矿床时,在井田中每隔一定的垂直距离,掘进一条或几条与走向一致的主要运输巷道,将井田在垂直方向上划分为矿段,这个矿段叫阶段。矿块:在阶段沿走向每隔一定距离,掘进天井连通上下两个相连阶段运输巷名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 24 页 -道,将阶段再划分为独立的回采单元,此独立的回采单元叫矿块。盘
6、区:在开采水平和微倾斜矿床时,将井田用盘区运输巷道划分为长方形的矿段,此矿段称盘区。采区:在盘区中沿走向每隔一定距离,掘进采区巷道连通相邻两个盘区运输巷道,将盘区划分为独立的回采单元,这个单元称采区。16、阶段高度。上下两个相邻阶段运输巷道底板之间的垂直距离,叫阶段高度。17、阶段斜长。上下两个相邻阶段运输巷道沿矿体的倾斜距离,叫阶段斜长。18、金属矿床开采的顺序、步骤?采准工作量的大小如何表示?这些指标有何实际意义?矿床的开采顺序:(1)井田中阶段的开采顺序:有上行式开采和下行式开采两种。大部分矿山用下行式开采。(2)阶段中矿块的开采顺序:1、前进式开采,2、后退式开采,3、混合式开采矿床开
7、采步骤:金属矿床地下开采可分为开拓、采准切割和回采三个步骤。采准工作量的大小常用采准系数和采准工作比重两项指标。采准系数反映矿块采准切割巷道的长度;采准工作比重反映了脉内采准切割巷道的工程量。19、三级储量如何划分?矿石储量按开采准备程度分为开拓储量、采准储量和备采储量三级储量。开拓储量:凡设计所包括的开拓巷道,均已开掘完毕,构成主要运输和通风系统(提升、放矿设施及主要运输巷道铺轨架线工程)并可掘进采准巷道者,则在此开拓巷道水平以上的设计储量,称为开拓储量。采准储量:在已开掘的矿体范围内,按设计规定的采矿方法所需掘进的采准巷道均已完毕,则此矿块的储量,称为采准储量。备采储量:已做好采矿准备的矿
8、块,完成了拉底空间或切割槽、劈漏等切割工程,可以立即进行采矿时,则此矿块内的矿量,称为备采储量。20、相邻矿体开采时注意哪些事项?一个矿床若有多个彼此相距很近的矿体,开采其中某个矿体,将影响近邻的矿体。这时应合理确定各矿体开采顺序,对生产的安全和资源的回收都有很重要的意义。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 24 页 -(1)矿体倾角小于或等于围岩移动角时,应采取从上盘向下盘推进的开采顺序。此时先采位于上盘的矿体,其采空区的下盘围岩不会移动,因此不会影响下盘矿体开采;(2)矿体倾角大于围岩倾角,且两矿体又相邻很近时,无论先采哪个矿体,都会因采空区围岩移动而互相影响。此
9、时两相邻矿体开采顺序,应根据矿体之间夹石层的厚度、矿石和围岩的稳固性以及所选取的采矿方法和技术措施决定。一般先采上盘矿体后采下盘矿体;若夹石层厚度不大采用充填法时,也可采用由下盘向上盘的开采顺序。21、矿石损失贫化的概念,损失贫化在矿床开采中有什么意义?矿石损失:在矿床开采过程中,由于某些原因造成一部分工业储量不能采出或采下的矿石未能完全运出地表而损失在地下。凡在开采过程中造成矿石在数量上的减小,叫矿石损失。矿石贫化:在开采过程中,不仅有矿石的损失,而且还会造成矿石品位的下降,这就叫矿石贫化。两种表示法:(1)凡混入采出矿石中的废石量与采出矿石量之比率,叫废石混入率。(2)凡因混入废石量和在个
10、别情况下高品位矿粉的流失而造成矿石品位降低的百分率,叫矿石贫化率。矿石损失与贫化这两项指标,是评价矿床开采的主要指标,各表示地下资源的利用情况和采出矿石的质量情况。在金属矿床开采中,降低矿石损失率、废石混入率和贫化率具有很重大的意义。22、矿块采准矿块采准:采准是指在已开拓完毕的矿床里,掘进采准巷道,将阶段划分成矿块作为回采的独立单元,并在矿块内创造行人,凿岩,放矿,通风等条件。(1)采准系数是指每一千吨采出矿石量所需掘进的采准,切割巷道米数。(2)采准工作比重是矿块中采准,切割巷道的采出矿石量与矿块采出矿石总量的比值。23、切割工作切割工作:切割工作是指在已采准完毕的矿块里,为大规模回采矿石
11、,而开辟自由面和自由空间(拉底或切割槽),有的还要把漏斗颈扩大成漏斗形状(称为劈漏),为以后大规模采矿创造良好的爆破和放矿条件。24、回采工作回采工作:切割工作完成后,就可以进行大量的采矿,此工作称为回采。回名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 24 页 -采工作包括:落矿,运搬和地压管理三项主要作业工作。25、矿石损失的原因?矿石损失可分为开采损失和非开采损失两种。其中开采损失分为采下损失和未采下损失两种情况,采下损失包括:(1)遗留在采场充填料中的损失;(2)遗留在采场内放不出来的损失;(3)运输途中的损失。未采下损失包括:(1)设计应当开采而未采下的损失;(2)留
12、下各种矿柱不能全部采出的损失。非开采损失包括由于地质条件及水文地质条件而产生的损失和留永久矿柱造成的损失,其中由于地质条件及水文地质条件而产生的损失包括:(1)在断层及褶皱带等地质构造内,由于矿床受到破坏,而不能全部采出的损失;(2)由于矿体边缘复杂,不能全部采出的损失;(3)由于地下大量涌水,致使个别矿体或其一部分不能采出所造成的损失。留永久矿柱造成的损失包括:为保护井筒、地面构筑物、铁路、河床及村庄等需留保安矿柱而不能回采的损失。26、矿石贫化的原因?(1)采矿过程中,废石的混入;(2)采矿过程中,高品位粉矿损失;(3)矿床开采过程中,有用成分氧化或被析出等。27、废石混入率、矿石贫化率的
13、概念?凡混入采出矿石中的废石量与采出矿石量之比率,叫废石混入率。凡因混入废石量和在个别情况下高品位矿粉的流失而造成矿石品位降低的百分率,叫矿石贫化率。28、矿石贫化率和废石混入率二者的区别?废石混入率是反映回采过程中废石混入的程度;而矿石贫化率是反映回采过程中矿石品位降低的程度。29、开采某铁矿床,已知条件如下:矿块工业储量,Q=84,000t;矿块工业储量品位,=60%;从该矿块采出的矿石量,T=80,000t;采出矿石品位,=57%;混入废石品位,=15%。试求:(1)废石混入率;(2)矿石回采率;(3)矿石贫化率;(4)金属回收率。废石混入率:r=/-=15.0-6.057.0-6.0=
14、6.67%名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 24 页 -矿石回采率:k=QT(1-r)=80000/84000*(1-0.067)=88.9%矿石贫化率:/6.057.06.0=5%金属回收率:E=1QT=05.018400080000=90.5%30、矿床开拓的概念?矿床开拓:从地面掘进一系列巷道通达矿体,以便把将要采出的矿石运至地面,同时把新鲜空气送入地下,并把地下污浊空气排出地表,把矿坑水排出地表,把人员,材料和设备等送入地下和运出地面,形成提升,运输,通风,排水以及动力供应等完整系统,称为矿床开拓。31、矿床开拓方法分类依据是什么?以矿山采用的主要开拓巷道类
15、型为矿床开拓方法分类依据。32、举例说明联合开拓法(列举2种方案),在什么条件下适用?平硐与井筒联合开拓法:在山岭地区,矿体的一部分赋存在地平面以上,而其下部延伸至地平面一下;此时上部用平硐开拓,而下部则用竖井开拓。明井与盲井联合开拓法:开拓深度超过500m以上时,可考虑采用联合开拓法,即矿体上部用明竖井下部改用盲竖井开拓。此外,如果深部发现了矿体,原有井筒继续延伸不合适,此时改用盲竖井开拓较为合理。33、平硐开拓法平硐开拓法:当矿体或其大部分赋存在地平面以上时,广泛采用平硐开拓法。垂直矿体走向下盘平硐开拓法:当矿脉和山坡的倾斜方向相反时,则由下盘掘进平硐穿过矿脉开拓矿床,这种开拓方法叫做下盘
16、平硐开拓法。垂直矿体走向上盘平硐开拓法:当矿脉和山坡的倾斜方向相同时,则由上盘掘进平硐穿过矿脉开拓矿床,这中开拓方法叫做下盘平硐开拓法。沿矿体走向平硐开拓法:当矿体侧翼沿山坡露出,平硐可沿矿脉走向掘进,成为沿脉平硐开拓法。34、斜井开拓法使用条件斜井开拓法使用条件:倾斜或缓倾斜矿体(150450),矿体赋存在地平面以下,矿体埋藏不深的中小型矿山,地表无过厚的表土层,可采用斜井开拓。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页,共 24 页 -35、脉内斜井开拓法斜井开拓法使用条件:倾斜或缓倾斜矿体(150450),矿体赋存在地平面以下,矿体埋藏不深的中小型矿山,地表无过厚的表土层,
17、可采用斜井开拓。36、下盘斜井开拓法下盘斜井开拓法:斜井布置在矿脉的下盘开拓法,它的石门要比下盘竖井开拓的石门短得多。斜井的倾角一般与矿体的倾角相同。但有时也采用伪倾斜斜井开拓。37、竖井开拓法的适用条件竖井开拓法的适用条件:当矿体赋存在地平面以下,矿体倾角大于45 度,或小于 15 度,而埋藏较深的矿体,常采用竖井开拓法。竖井提升能力大,为一般矿山所采用。38、下盘竖井开拓法下盘竖井开拓法:在矿体下盘岩石移动带以外开掘竖井,再掘阶段石门通达矿脉。这种开拓方法在国内金属矿山使用最广。39、上盘竖井开拓法上盘竖井开拓法:在矿体上盘岩石移动带以外开掘竖井,再掘阶段石门通达矿脉。这种开拓方法与下盘竖
18、井开拓法比较,存在严重缺点。在下列条件使用:1)根据地面地形条件,矿体下盘时高山,而上盘地形平坦,采用上盘竖井,井筒的长度较小。2)根据矿区地面地形条件及矿区内部和外部的运输联系,选厂和尾矿库只宜布置在矿体上盘方向。3)下盘地质条件复杂,不能避开破碎带或流沙层和涌水量很大的含水层。40、侧翼竖井开拓法侧翼竖井开拓法:在矿体侧翼岩石移动带以外开掘竖井,再掘阶段石门通达矿脉。采这种开拓方法时,巷道掘进和井下运输只能是单向的,掘进速度受限制。41、斜坡道开拓法当不设其它提升井筒时,则连通地表的主斜坡道主要用于运输矿岩(用无轨车辆),并兼作无轨设备出入、通风和运送设备材料之用,这种矿床开拓称为斜坡道开
19、拓法。42、联合开拓法联合开拓法:根据地形和矿体的赋存条件,有时需用平硐,竖井或斜井,斜名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页,共 24 页 -坡道开拓法中的两种主要开拓巷道组合起来开拓一个或几个矿体,就称联合开拓法。43、平硐与井筒(竖井与斜井)比较有哪些优缺点?平硐与井筒比较:平硐优点是基建时间短;掘进和支护费用低,掘进速度快;基建投资少,基建费用和生产经营费用低;排水费用低;矿石运输费用低,运输能力大;通风容易,费用低;生产安全可靠。缺点是受地形条件限制较大。竖井与斜井比较;竖井提升速度快、能力大,工作安全可靠,生产费用低;斜井掘进施工技术简单,掘进速度快,初期投资少。
20、44、斜坡道与其它主要开拓巷道比较有哪些优缺点?优点;(1)矿体开拓快投产早。(2)斜坡道可代替主井或副井。(3)节省大量钢材.(4)产量大,效率高。缺点:当无轨设备采用柴油机为动力时,排出废气污染井内空气,故需加大矿井通风量致使通风费用增加。此外,无轨设备投资大,维修工作量大,备品备件需要量大。45、竖井开拓有几种方案,适用在什么条件下使用?下盘竖井开拓法:在矿体下盘岩石移动带以外开掘竖井,再掘阶段石门通达矿脉。这种开拓方法在国内金属矿山使用最广。适用于急倾斜矿体,矿体倾角大于 75 更为有利。上盘竖井开拓法:在矿体上盘岩石移动带以外开掘竖井,再掘阶段石门通达矿脉。这种开拓方法与下盘竖井开拓
21、法比较,存在严重缺点。在下列条件使用:1)根据地面地形条件,矿体下盘时高山,而上盘地形平坦,采用上盘竖井,井筒的长度较小。2)根据矿区地面地形条件及矿区内部和外部的运输联系,选厂和尾矿库只宜布置在矿体上盘方向。3)下盘地质条件复杂,不能避开破碎带或流沙层和涌水量很大的含水层。侧翼竖井开拓法:在矿体侧翼岩石移动带以外开掘竖井,再掘阶段石门通达矿脉。采这种开拓方法时,巷道掘进和井下运输只能是单向的,掘进速度受限制。46、选择主要开拓巷道位置时应注意哪些基本原则?(1)垂直方向上,将主要开拓巷道布置在矿体崩落范围外;(2)沿矿体方向上,使矿石运输功耗最小;(3)应考虑地表工业场地位置、地层岩性、矿体
22、赋存特征、矿石储量和价值、合理利用原有巷道等。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页,共 24 页 -47、主要开拓巷道位置选择时应注意哪些主要因素?(1)矿区地形、地质构造和矿体埋藏条件;(2)矿井生产能力及井巷服务年限;(3)矿床的勘探程度、储量及远景;(4)矿山岩石性质及水文地质条件;(5)井巷位置应考虑地表和地下运输联系方便,应使运输工最小,开拓工程量小;(6)应保证井筒出口位置及有关构筑物不受山坡滚石、山崩和雪崩等危害,这一点在高山地区非常重要;(7)井巷出口的标高应在历年最高洪水位3m 以上,以免被洪水淹没。同时也应根据运输的要求,稍高于选厂贮矿仓卸矿口的地面水平
23、,保证重车下坡运行;(8)井筒(或平硐)位置应避免压矿,尽量位于岩层移动带以外,距地面移动界线的最小距离应大于20m,否则应留保安矿柱;(9)井巷出口位置应有足够的工业场地,以便布置各种建筑物、构筑物、调车场、堆放场地和废石场等。但同时应尽可能不占农田或少占农田;(10)改建或扩建矿山应考虑原有井巷和有关建筑物、构筑物的充分利用。48、什么叫移动带、崩落带?地表出现裂隙的范围内称为崩落带,崩落带的外围即由崩落带边界起至出现变形的地点止,称为移动带。49、什么叫移动角、崩落角?从地表崩落带的边界至开采最低边界的连线和水平面所构成的倾角,称为崩落角。从地表移动带的边界至开采最低边界的连线和水平面所
24、构成的倾角,称为移动角。50、作图题:某矿体赋存地表以下,埋藏深度240米0 米,倾角 75,平均厚度 10 米,下盘为几层与矿体倾角相同,层状产出的岩层,第一层片岩,厚8 米,含水,中等稳固;第二层片麻岩,厚10 米,稳固致密;第三层角闪岩,厚16 米,稳固;其下是稳固致密的花岗岩,表土层厚 10 米;上盘为片麻岩,稳固。试用 1:2000名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页,共 24 页 -的 比 例 尺 画 出 该 矿 体 一 个 横 剖 面 的 移 动 界 线 及 下 盘 竖 井 位 置。51、矿床开采强度矿床开采强度:矿床开采的快慢程度。常用的强度指标为:回采工作
25、的年下降深度,开采系数:用每 1m2 矿体的水平面积每年(每月)采掘吨数所表示的单位生产能力来评价矿床的开采强度,这个指标叫开采系数Ck。52、矿井生产能力矿井生产能力是在正常生产时期,单位时间内采出的矿石量。按年采出的矿石量叫矿井年产量。53、矿床开拓巷道矿床开拓巷道:为了开采地下矿床,需从地面掘进一系列巷道通达矿体,使之形成完整的提升,运输,通风,排水和动力供应等系统,称为矿床开拓。为开拓巷道而掘进的巷道称为开拓巷道。54、以井筒保安矿柱的圈定为例,论述保安矿柱圈定方法。根据构筑物、建筑物的保护等级所要求的安全距离,延其周边画出保护区范围,再以保护区周边为起点,按所选取的岩石移动角向下画移
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