矿物开采技术地习题及解答.docx

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矿物开采技术地习题及解答

一、名词解释

1.矿石：

凡是地壳里面的矿物集合体，在现代技术经济水平条件下，能以工业模从中提取国民经济所必需的金属或矿物产品的，就叫做矿石。

2.矿石合格块度：

爆破崩矿时，矿石破碎到适合放矿和运输条件的最大允许块度，叫做矿石合格块度。

3.井田：

在一个矿山企业中划归一个矿井（坑口）开采的全部矿床或其一部分。

4.碎胀：

矿岩破碎后，碎块之间有较大的空隙，其体积比原岩体积要增大，这种性质称为碎胀。

5.采矿方法：

为了很好地回采矿石而在矿块中所进行的采准、切割和回采工作的总称。

6.阶段：

在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时，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。

7.采区：

在盘区中沿走向每隔—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，这个单元称为采区。

8.矿石稳固性：

是指矿石或岩石在空间允许暴露面积的大小和暴露时间长短的性能。

9.开拓储量：

凡设计所包括的开拓巷道均开掘完毕，构成主要运输，通风系统。

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

10.落矿：

回采工作中，将矿石从矿体分离下来并破碎成一定块度的过程，称为落矿。

11.矿石贫化率：

因混入废石量和在个别情况下高品位粉矿的流失而造成矿石品位降低的百分率，叫做矿石贫化率。

（或：

工业储量矿石品位与采出矿石品位之差对采出工业储量矿石品位之比，用百分数表示。

）

12.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。

13.采准储量：

在已开拓的矿体范围内，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，叫采准储量。

14.移动角：

从地表移动边界至开采最低边界的连线与水平面所构成的倾角。

15.矿石运搬：

将回采崩落的矿石，从工作面运搬到运输水平的过程。

16.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，则称为废石。

17.矿田：

划归一个矿山企业开采的全部矿床或其一部分。

18.碎胀系数：

矿岩碎胀后的体积与原岩体积之比。

19.三级储量：

将矿石储量按开采准备程度划分为开拓储量、采准储量、备采储量三级，称为三级储量。

20.崩落带：

地表出现裂缝的范围内称为崩落带。

21.矿块：

在阶段中沿走向每隔一定距离，掘进天井连通上下两个相邻阶段运输巷道，将阶段再划分为独抛回采单元，称为矿块。

22.采准系数：

每一千吨采出矿石量所需掘进的采准、切割巷道米数。

23.矿石回采率：

开采过程中，采出的纯矿石量与工业储量之比

24.矿石合格块度：

爆破崩矿时，矿石破碎到适合放矿和运输条件的最大允许块度。

25.矿石贫化：

开采过程中，造成矿石质量的降低，叫矿石的贫化。

二、填空题

1.根据所含金属种类不同，金属矿石可分：

贵重金属矿石、有色金属矿石、黑色金属矿石、稀有金属矿石和放射性矿石。

2.按矿体倾角分类，倾角小于5°为水平和微倾斜矿体，倾角为5°~30°为缓倾斜矿体，倾角为30°~55°为倾斜矿体，倾角大于55°为急倾斜矿体。

3.井田中阶段的开采顺序，可分为下行式和上行式两种，在生产实际中，一般多采用下行式开采顺序。

4.地下金属矿山采用的开拓方法可概括为单一开拓法和联合开拓法两大类。

其中单一开拓法包括：

平硐开拓法、斜井开拓法、竖井开拓法、斜坡道开拓法。

5.井底车场根据开拓方法的不同，可分为：

竖井井底车场、斜井井底车场。

6.影响采矿方法选择的主要因素有两个方面：

矿床地质条件和开采技术经济条件。

7.按矿体形状分类，可分为层状矿床、脉状况床、块状矿床。

8.矿体按厚度分类，矿体厚度在0.8米以下为极薄矿体；薄矿体厚度在0.8~4m之间；中厦矿体厚度为4~10—15m；厚矿体厦度为10—15~40m；极厚矿体厚度大于40m。

9.属矿床地下开采可分为开拓、采准、切割和回采四个步骤。

10.按斜井和矿体的相对位置，斜井开拓法可分为脉内斜井开拓法、下盘斜井开拓法。

11.金属矿山主溜井，按外形特征与转运设施可分为垂直式溜井、倾斜式溜井、分段式溜井三种形式。

12.竖井井底车场形式按矿车运行系统分类：

尽头式井底车场、折返式井底车场、环形井底车场。

13.按回采工作对主要开拓巷道的位置关系，阶段中矿块的开采顺序可分为前进式开采、后退式开采和混合式开采。

14.按竖井与矿体的相对位置，竖井开拓法可分为下盘竖井开拓法、上盘竖井开拓法、侧翼竖井开拓法。

15.按竖井与矿体的相对位置，竖井开拓法可分为下盘竖井开拓法、上盘竖井开拓法、侧翼竖井开拓法。

16.凿岩爆破方法落矿可分为：

浅孔落矿、中深孔落矿、深孔落矿和药室落矿四种。

17.矿石运搬方式选用电耙运搬方式时，受矿巷道可分为漏斗式、堑沟式、平底式三种形式

18.采空区处理方法主要有崩落围岩、充填空区、封闭空区。

19.矿石和围岩均稳固的水平或缓倾斜矿体（矿体厚度由薄至厚和极厚），是房柱采矿法应用的基本条件。

20.采用斜坡道开拓法进行矿床开拓时，按照斜坡道的几何类型，斜坡道可分为螺旋式斜坡道和折返式斜坡道。

21.影响崩矿指标的主要因素：

矿石坚固性、矿石裂隙性、矿体厚度、自由面数。

22.充填空区时，根据充填材料的成分和输送方法不同，可分为干式充填、水力充填、胶结充填。

23.根据落矿方式的不同阶段矿房法可分为水平深孔阶段矿房法和垂直深孔阶段矿房法。

24.按矿块结构和回采工作面推进方向，充填采矿法可分为：

单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。

25.矿块采准包括采准巷道和切割巷道等巷道工程，采准工程量的大小一般常用采准系数和采准工作比重两项工作指标衡量。

26.矿石和围岩均稳固的水平或缓倾斜矿体（矿体厚度由薄至厚和极厚），是房柱采矿法应用的基本条件。

27.回采工作包括落矿、矿石运搬和地压管理三项主要作业。

28.平硐开拓法按照平硐与矿体的相对位置关系可分为垂直矿体走向下盘平硐开拓法、垂直矿体走向上盘平硐开拓法、沿矿体走向平硐开拓法。

29.深孔落矿时，深孔可按垂直、倾斜、水平三种方式布置，每种又可扇形、平行、束状布孔。

30.矿石运搬方法有重力运搬、机械运搬、爆力运搬和水力运搬等

31.根据所选取凿岩设备的不同，垂直深孔落矿阶段矿房法可分为分段凿岩和阶段凿岩两种方案。

32.有底柱分段崩落采矿法的主要特征是：

第一，按分段逐个进行回采；第二、每个分段下部设有出矿专用的底部结构（底柱）。

三、判断题

1.在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时，将井田在垂直方向上划分为矿段，这个矿段叫阶段。

（√）

2.采矿方法:

为了很好地回采矿石而在矿块中所进行的切割和回采工作的总和，就称为采矿方法（×）

3.矿体按厚度可分为极薄矿体；薄矿体；中厚矿体；厚矿体；极厚矿体。

（√）

4.水平和微倾斜矿体，倾角小于

（√）

5.矿岩极不稳固的：

不允许有暴露面积，掘巷道时用超前支护（√）

6.阶段中矿块的开采顺序分为：

前进式、后退式、混合式（√）

7.矿床开采的步骤为开拓、采准、回采。

（×）

8.凿岩爆破落矿方法分为浅孔爆破、中深孔爆破、挤压爆破、药室爆破方式。

（×）

9.崩落采矿法回采后留有采空区（×）

10.二次破碎对采矿作业的安全危害不大（×）

11.在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时，将井田在垂直方向上划分为矿段，这个盘区叫。

（×）

12.采矿方法:

为了很好地回采矿石而在矿块中所进行的采准、切割和回采工作的总和，就称为采矿方法（√）

13.矿体按厚度可分为极薄矿体；薄矿体；中厚矿体；厚大矿体。

（×）

14.水平和微倾斜矿体，倾角小于

（×）

15.矿岩极不稳固的：

允许有暴露面积50m2，掘巷道时用超前支护（×）

16.阶段中矿块的开采顺序分为：

前进式、后退式（×）

17.矿床开采的步骤为开拓、采准、切割和回采。

（√）

18.凿岩爆破落矿方法分为浅孔爆破、中深孔爆破、深孔爆破、药室爆破方式。

（√）

19.崩落采矿法回采后不留采空区（√）

20.二次破碎对采矿作业的安全危害较大（√）

.21.在阶段中沿走向每隔一定距离，掘进天井连通上下两个相邻运输巷道，将阶段再划分为独立的回采单元，称为矿块。

（√）

22.缓倾斜矿床，倾角为

；（×）

23.不稳定的：

允许不支护的暴露面积〈50m2（√）

24.空场采矿法包括全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿法、分段矿房法、阶段矿房法（√）

25.空场采矿法不需要回采矿柱。

（×）

26.矿山设计种经常使用的使移动角和移动带。

而不是崩落角和崩落带。

（√）

27.井筒，构筑物和建筑物需布置在地表移动带以外，但当受具体条件所限，需布置在地表移动带以内时，必须留足够的矿柱加以保护，此矿柱称为保安矿柱。

保安矿柱在矿井结束阶段也不能回采。

（×）

28.空场法的矿块回采顺序是先采矿房后采矿柱。

（√）

29.分层崩落采矿法不属于空场采矿法。

（√）

30.通常情况下，适合于金属矿床开采的落矿方法是凿岩爆破方法落矿（√）

31.在阶段中沿走向每隔一定距离，掘进天井连通上下两个相邻运输巷道，将阶段再划分为独立的回采单元，称为矿房。

（×）

32.缓倾斜矿床，倾角为

；（√）

33.不稳定的：

允许不支护的暴露面积>50m2（×）

34.空场采矿法包括全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿法、分段崩落法、阶段矿房法（×）

35.空场采矿法需要回采矿柱。

（√）

36.矿山设计种经常使用的使崩落角和崩落带。

而不是移动角和移动带。

（×）

37.井筒，构筑物和建筑物需布置在地表移动带以外，但当受具体条件所限，需布置在地表移动带以内时，必须留足够的矿柱加以保护，此矿柱称为保安矿柱。

保安矿柱在矿井结束阶段也可以回采。

（√）

38.空场法的矿块回采顺序是先采矿柱后采矿房。

（×）

39.分层崩落采矿法属于空场采矿法。

（×）

40.通常情况下，适合于金属矿床开采的落矿方法是机械方法落矿（×）

41.矿田有时包括数个井田，有时等于井田（√）

42.二次破碎不属于回采工作主要作业（√）

43.分层崩落采矿法不属于空场采矿法（√）

44.金属矿床地下开采的步骤是矿床开拓、采准与切割、回采（√）

45.倾斜矿体的矿体倾角为

（√）

46.稳固的矿岩其允许暴露面积为200~800m2（√）

47.浅孔留矿法在采场中留的矿石主要是为了作为向上回采的工作台（√）

48.开采40°倾角矿体时，依靠爆破时产生的能量将矿石抛掷到受矿巷道中，所用运搬方式为重力运搬（×）

49.、采用房主采矿法开采缓倾斜薄矿体时，使用电耙设备将崩落矿石由采场耙至放矿溜井，采用运搬方式为爆力运搬（×）

50.充填体对矿柱的作用是控制地压和限制围岩移动变形（√）

四、简答题

1.影响阶段高度的因素主要有那些？

答：

（1）矿体的倾角、厚度、沿走向的长度；

（2）矿岩的物理力学性质；

（3）采用的开拓方法和采矿方法；

（4）阶段开拓、采准、切割和回采时间；

（5）阶段矿块的回采条件；

（6）每吨矿石的基建开拓和采准费用；

（7）每吨矿石所摊的提升、排水及回采费用；

（8）地质勘探和生产探矿的要求、矿床勘探类型和矿体形态变化。

2.简述降低损失与贫化的措施。

答：

为充分利用地下资源，减少矿石损失与贫化所引起的经济损失，提高矿产原料的数量与质量，应针对产生矿石损失与贫化的原因，采取有效措施。

（1）加强地质测量工作，及时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。

（2）选择合理的开拓方法，尽可能避免留保安矿柱。

（3）选择合理的开采顺序，及时回采矿柱和处理采空区。

（4）选则合理的采矿方法及其结构参数，改进采矿工艺，以减少回采的损失与贫化。

3.平硐开拓与井筒开拓（竖井和斜井）比较，有哪些优点？

答：

（1）基建时间短：

因为平硐施工简便，施工条件好，比竖井或斜井的掘进速度快得多。

（2）基建投资少：

平硐的单位长度掘进费用比井筒低的多，维护费用也少，没有井底车场，洞口设施简单，布设井架，提升机房，所以投资费省。

（3）排水费用低：

一般自流排水。

（4）快事运输费用低：

平硐一般用电机车，用溜井下放矿石，比较井筒提升，运输费用低的多。

（5）通风容易：

往往可自然通风，困难时期加扇风机。

（6）生产安全可靠：

平硐的运输能力达，运人、运货安全性好。

平硐优点很多，因此，埋藏在地平面以上的矿体，平硐开拓是首选方案，一般平硐长度限制在3000-4000米以内为宜

4.简述矿石损失的原因。

答：

矿石损失的原因主要是开采损失和非开采损失两种情况，具体如下。

（1）开采损失

1）采下损失：

a遗留在采场充填料中；b遗留在采场内放不出来；

c运输途中的损失。

2）未采下损失：

a设计应当开采而未采下的损失；b留下各种矿柱而未采下的损失。

（2）非开采损失

1）由于地质条件及水文地质条件而产生的损失：

a在断层和褶皱带等地质构造内，由于矿床受到损坏，而不能全部采出的损失；b矿体边缘复杂，不能全部采出的损失；c地下涌水量大，致使个别矿体或其一部分不能采出造成损失。

2）留永久矿柱造成的损失。

为保护井筒、地面构筑物、铁路、河床及村庄等需保留保安矿柱而不能采出的损失。

5.与下盘竖井开拓相比，上盘竖井开拓存在哪些缺点？

答：

在矿体上盘岩石移动带以外开掘竖井，再掘进阶段石门通达矿体。

这种开拓方法与下盘竖井开拓比较存在严重的缺点，主要是：

（1）上部阶段要掘进很长的石门，

（2）基建时间长，

（3）基建初期投资较大。

6.简述选择矿床开拓方案的基本要求。

答：

（1）确保工作安全，创造良好的地面与地下劳动卫生条件，建立良好的升、运输、通风、排水等系统；

（2）技术上可靠，并有足够的生产能力，以保证矿山企业均衡地生产；

（3）基建工程量最少，尽量减少基本建设投资和生产经营费用；

（4）确保在规定时间内投产，在生产期间能及时准备出新水平；

（5）不留和少留保安矿拄，以减少矿石损失；

（6）与开拓方案密切关联的地面总布置，应不占或少占农田。

7.采用上盘竖井开拓时须考虑哪些条件？

（1）根据地面地形条件，矿体下盘是高山，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，选矿厂和尾矿库只宜布置在矿体上盘方向，这时采用上盘竖井可使运输线路缩短，从而降低了铺设运输线路的投资及运输费用。

（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。

因为在这种条件下掘进竖井是很困难的。

8.开拓巷道类型的选择，必须满足哪些要求？

答：

（1）确保安全生产，创造良好的劳动卫生条件，建立完善的通风、提升、运输、排水、充填等矿山服务系统；

（2）技术可靠：

满足矿山生产能力的要求，以保证矿山企业的均衡生产并顾及到矿山发展远景；

（3）基建工程少，投资省，经济效益好；

（4）不留或少留保安矿柱，以减少矿石损失；

（5）地表总平面布置应不占或少占农田。

9.采场地压管理的基本方法有哪些？

答：

（1）利用矿岩本身的强度和留必要的支撑矿柱，以保持采场的稳定性；

（2）采取各种支护方法，支撑回采工作面，以维持其稳定性；

（3）充填采空区，支撑围岩并保持其稳定性；

（4）崩落围岩，使采场围岩应力降低，并使其重新分布，达到新的应力平衡。

10.竖井与斜井比较，各有哪些优缺点？

答：

（1）工程量：

斜井长，石门短，井底车场简单。

（2）井筒装备：

竖井井筒装备复杂，而斜井内管道、电缆、提升钢丝绳比竖井长，即经营费用高。

（3）地压、支护：

写景承压大，维护费用高。

（4）提升：

竖井提升速度快，能力大提升费用低，斜井提升速度慢，能力小，设备修理，钢丝绳磨损大。

（5）排水：

斜井排水管道长，设备费，安装费，修理费较大，因管道阻力随管道长度恶热增加，故排水费用高。

（6）施工：

竖井比斜井容易机械化，采用的施工设备和装备较多，要求技术管理水平较高；斜井施工较简便、需要的设备和装备少，适合中小矿山。

（7）安全：

竖井井筒不易变形，提升过程中停工事故较少；斜井井筒易变形，提升容器易发生脱轨脱钩事故。

11.主井、副井采取集中布置方式有哪些优、缺点？

.答：

优点：

（1）工业场地集中，可减少平整工业场地的土方石量。

（2）井底车场布置集中，生产管理方便，可减少基建工程量。

（3）井筒相距较近，开拓工程量少，基建时间较短。

（4）井筒集中布置，有利于集中排水。

（5）井筒延深时施工方便，可利用一条井筒先下掘到设计延深阶段，则延深另一井筒时可才用反掘的施工方法。

缺点：

（1）两井相距较近，发生火灾相互危及。

（2）主井为箕斗井时，卸矿时粉尘飞扬至副井，污染通风，需设隔尘措施。

12.金属矿山开采过程中，对落矿工作有哪些要求？

答：

对落矿的要求是：

（1）工作安全；

（2）在设计范围内崩矿完全，而对其外部破坏最小；

（3）矿石破碎块度均匀，尽量减少需要二次破醉的大块；

（4）满足矿块生产能力的要求；落矿费用最低（应综合考虑其它过程的要求）。

13.根据矿石和岩石的稳固程度，主要分为哪几种情况？

答：

矿岩的稳固性对选择采矿方法及地压管理力法，均有很大的影响。

根据矿石或岩石的稳固程度，可分为五种情况：

（1）极不稳固的是指掘进巷道或开辟采场时，不允许有暴露面积，否则可能产生片帮或冒落现象。

在掘进巷道时，须用超前支护方法进行维护。

（2）不稳固的在这类矿石或岩石中，允许有较小的不支护的暴露空间，允许面积在50m2以内。

（3）中等稳固的是指不支护的暴露面积为50—200m2。

（4）稳固的允许不支护的暴露面积为200—800m2。

（5）极稳固的不需文护的暴露面积在800m2以上。

14.采用充填采矿法开采时，充填井的位置选择应符合那些条件？

答：

（1）布置在矿体中央位置；若矿体分布范围大或有几个矿体，则按区域或按矿体布置几个充填井，务使充填料到运输功最小；

（2）由采石场（或尾矿库）至充填井再达所辖充填采空区或采场，构成顺向运输，尽量减小充填料的运输功；

（3）地面地形条件应对运送充填料有利；

（4）直接借充填料重力溜放的废石井或借水力运输砂石、尾砂的充填钻孔，要求其所通过的岩层坚硬、稳固、无裂隙，工程地质条件良好；

（5）地下各阶段间转运充填料的充填井，可利用岩层整体性好、耐磨性强调探矿天井；

（6）各采空区或采场的充填井，一般靠近其中央位置。

15.影响矿床开拓方案选择的因素有哪些？

答：

（1）地形地质条件、矿体赋存条件，如矿体的厚度、深度等。

（2）地质构造破坏，如断层、破碎带等。

（3）矿石和围岩的物理力学性质，如坚固性、稳固性等。

（4）矿区水文地质条件，如地表水（河流、湖泊等）、地下水、溶洞的分布情况。

（5）地表地形条件，如地面运输条件、地面工业场地布置、地表岩层崩落和移动范围，外部交通条件、农田分布情况等。

（6）矿石工业储量、矿石工业价值、矿床勘探程度及远景储量等。

（7）选用的采矿方法。

（8）水、电供应条件。

（9）原有井巷工程存在状态。

（10）选厂和尾矿库可能建设的地点。

五、

1、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，α=60%；从该矿块采出的矿石量，T=80,000t；采出矿石品位，α'=57%；混入废石品位，α"=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=

=

=6.67%

矿石回采率:

k=

（1-r）=80000/84000*（1-0.067）=88.9%

矿石贫化率:

=5%

金属回收率:

E=

=

=90.5%

六、填图

1、下面是留间柱、顶底柱的留矿法矿块典型结构示意图，请填写各序号相应部位的名称

2.下面是水平深孔落矿阶段矿房法矿块典型结构示意图，请填写各序号相应部位的名称

1—下盘沿脉运输巷道；2—上盘沿脉运输巷道；3—穿脉巷道；

4—电耙巷道；5—回风巷道；6—凿岩天井；7—凿岩联络平巷；

8—凿岩硐室；9—拉底空间；10—炮孔；11—行人天井；12—溜井

3.下面是沿走向布置的分段凿岩阶段矿房法矿块典型结构示意图，请填写各序号相应部位的名称

1—阶段运输巷道；2—拉底巷道；3—分段凿岩巷道；

4—通风人行天井；5—漏斗；6—切割天井；7—溜井

4.下面是无底柱分段崩落法矿块典型结构示意图，请填写各序号相应部位的名称

1、2—上、下阶段沿脉运输巷道；3—矿石溜井；4—设备井；

5—通风行人天井；6—分段运输平巷；7—设备井联络道；

8—回采巷道　9—分段切割平巷　10—切割天井　11—上向扇形炮孔

下面是上向水平分层水力充填采矿法矿块典型结构示意图，请填写各序号相应部位的名称

1—顶柱；2—充填天井3—矿石堆；4—人行滤水井；5—放矿溜井；

6—主副钢筋；7—人行滤水井通道；8—上盘运输巷道；9—穿脉巷道；10—充填体；11—下盘运输巷道