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现代采矿手册(上)
2012-04-09
王运敏 主编——马鞍山矿山研究院/2011年5月/冶金工业出版社 上册¥300元(含邮资10元)   《现代采矿手册》本书分为上、中、下三册。上册包括:绪论、矿山地质及水文地质、矿山测量、 矿山地面总体布置、矿山岩石力学、露天矿穿孔设备、爆破工程。中册包括:露天 开采、地下开采。下册包括:露天地下联合开采、特殊条件矿床开采、矿井通风、 矿山压气、矿山防排水、矿山清洁生产与环境保护、矿山地质灾害及治理、数字化 矿山、采矿系统工程、矿山建设项目评价、环境影响评价、职业病危害评价、安全 评价。 本书全面、系统介绍了我国非煤固体矿产采矿技术、采矿方法与采矿设备, 内容涉及与我...
WWW.KY114.CN 现 代 采 矿 手 册 ( 上册) 王运敏摇 主编 WWW.KY114.CN 北摇 京 冶 金 工 业 出 版 社 2 011 内 容 提 要 本书分为上、中、下三册。 上册包括:绪论、矿山地质及水文地质、矿山测量、 矿山地面总体布置、矿山岩石力学、露天矿穿孔设备、爆破工程。 中册包括:露天 开采、地下开采。 下册包括:露天地下联合开采、特殊条件矿床开采、矿井通风、 矿山压气、矿山防排水、矿山清洁生产与环境保护、矿山地质灾害及治理、数字化 矿山、采矿系统工程、矿山建设项目评价、环境影响评价、职业病危害评价、安全 评价。 本书全面、系统介绍了我国非煤固体矿产采矿技术、采矿方法与采矿设备, 内容涉及与我国金属矿开采有关的所有专业,既有基础性的理论,又有前沿技 术,是我国几十年广大矿业科技工作者采矿理论与技术的积累,具有较大的参考 价值。 本书可供从事矿山的科研和设计、施工建设、矿山生产技术人员和各级管理 人员使用;亦可供大专院校的师生参考。 摇 图书在版编目 (CIP) 数据 摇 现代采矿手册 郾 上册/ 王运敏主编 郾 —北京:冶金工业 出版社,2011郾 5 摇 ISBN 978鄄7鄄5024鄄5567鄄5 WWW.KY114.CN 摇 玉郾 淤现…摇 域郾 淤王…摇 芋郾 淤矿山开采—技术手册摇 郁郾 淤TD8 - 62 摇 永利国际娱乐官网版本图书馆 CIP 数据核字(2011)第 048975 号 出 版 人摇 曹胜利 地摇 摇 址摇 北京北河沿大街嵩祝院北巷 39 号,邮编 100009 电摇 摇 话摇 (010)64027926摇 电子信箱摇 yjcbs@ cnmip. com. cn 责任编辑摇 王之光摇 杨秋奎摇 美术编辑摇 李摇 新摇 版式设计摇 孙跃红 责任校对摇 刘摇 倩摇 王贺兰摇 王永欣摇 责任印制摇 牛晓波 ISBN 978鄄7鄄5024鄄5567鄄5 北京兴华印刷厂印刷;冶金工业出版社发行;各地新华书店经销 2011 年 5 月第 1 版,2011 年 5 月第 1 次印刷 210mm 伊 285mm;57郾 75 印张;1818 千字;907 页 290郾 00 元 冶金工业出版社发行部摇 电话:(010)64044283摇 传真:(010)64027893 冶金书店摇 地址:北京东四西大街 46 号(100010)摇 电话:(010)65289081(兼传真) 摇 摇 摇 摇 摇 (本书如有印装质量问题,本社发行部负责退换) 《 现代采矿手册》(上册) 编 撰 人 员 主摇 编摇 王运敏 以下按姓氏笔画排序) ( 副主编摇 马大喜摇 刘效良摇 吕文生摇 朱君星摇 张化远摇 李克庆摇 徐志宏摇 郭进平 撰稿人摇 马大喜摇 王运敏摇 刘效良摇 华少广摇 吕文生摇 朱君星 WWW.KY114.CN 吴小刚摇 张化远摇 李克庆摇 邵必林摇 徐志宏摇 徐修平 郭进平摇 曹作忠摇 惠鸿斌摇 程摇 平 前摇 摇 言 随着我国国民经济的快速增长,城市化、工业化进程的加快以及我国社会消费结构 的变化,对资源的需求越来越大,拉动了我国矿业的快速发展。 自 1992 年我国铁矿石 产量突破 2 亿吨,历经 10 年盘整,2002 年达到 2郾 3 亿吨,此后进入迅猛增长阶段,2010 年达 10郾 72 亿吨,8 年年平均复合增长率达 21郾 2% ;铁精粉价格一路攀升,2008 年 66% 品位的铁精粉最高达到 1610 元/ t,形成了量价齐升的格局;黑色金属矿采选业固定资产 投资规模也大幅度攀升,从 2004 年的 132 亿元,到 2010 年的 1066 亿元,6 年年平均复合 增长率达 41郾 6% 。 有色金属矿采选业的投资规模也一路高歌:2004 年 117 亿元,2010 年 1009 亿元,6 年年平均复合增长率达 43郾 2% ,我们用了不到半个世纪的时间,跻身为 世界第三矿业大国。 最近 10 年,我国金属矿开采技术和理论取得较大进展,许多采矿新技术、新工艺、 新设备和新材料在矿山得到应用。 在露天开采方面,开采工艺更加成熟,运输方式更加 多样化、高效化,随着陡帮开采、采矿工艺连续化半连续化、可移式破碎站、陡坡铁路运 WWW.KY114.CN 输、振动给矿机转载站、汽车鄄提升机运输等技术的应用,无(低)废开采技术、矿山的数 字化、智能化与无人采矿等先进技术的推广,矿山的生产效率明显提高。 在地下开采方 面,大孔径潜孔钻机、牙轮钻机和凿岩台车、铲运机和装载机、井下矿用汽车、装药机械 和锚杆台车等辅助采矿机械获得推广应用,VCR 采矿法、高分段崩落采矿法、自然崩落 采矿法、水平和缓倾斜厚大矿体的房柱法等高效采矿方法和工艺相继诞生。 充填采矿 方法应用范围进一步扩大,各种充填采矿方法的变形方法也相继得到推广应用,生产效 率明显提高。 在采矿设备方面,目前在我国露天矿山的主体设备中,牙轮钻机孔径已达 310 ~ 380 mm,潜孔钻机孔径为 150 ~ 200 mm,装药车的载重 10 ~ 25 t,机械式单斗挖掘机 3 3 铲斗容量达 27 ~ 35 m ,液压挖掘机达 10 ~ 15 m ,斗轮挖掘机的生产能力达 3500 ~ 4000 3 3 m / h,前端式装载机的铲斗容积达 8 ~ 10 m ,重型卡车的载重能力达 100 ~ 150 t,电机车 的黏着重量为 1000 ~ 1500t,带式输送机的胶带宽度已达 1800 ~ 2000mm,运量为 2000 ~ 2500 t/ h,运距达 15 ~ 20 km,功率超过 1600 kW。 在地下矿山的主体设备中,中深孔采矿 钻机孔径为 50 ~ 100mm,孔深达 10 ~ 20m,装药器的容量为 80 ~ 150kg,铲运机的铲斗容 3 积达 3 ~ 4m ,轮胎式运矿车的载重达 18 ~ 30t,井下电机车的黏着重量为 14 ~ 30t。 采矿 装备的进步还使一些以前无法开采或难以开采的复杂难采矿体得到有效开采和利用。 冶金工业出版社于 20 世纪 80 ~ 90 年代出版的《采矿手册》曾经为我国采矿科学技 域摇 前摇 摇 言 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪摇 术进步作出杰出贡献,但其内容已经不能适应和满足目前我国矿山快速发展的实际需 要。 为了全面系统地总结我国近 20 年来在采矿方面取得的科学技术成就,更好地推广 先进采矿科学技术和理念,推动我国采矿技术和设备的科研、设计、生产水平,促进采矿 事业的进步,中钢集团马鞍山矿山研究院联合永利手机娱乐版app 20 多家高校科研单位和 100 多家矿 山企业和设备制造厂家,共同组织编写了大型工具书———《现代采矿手册》。 本书分为 上、中、下三册。 上册包括:绪论、矿山地质及水文地质、矿山测量、矿山地面总体布置、 矿山岩石力学、露天矿穿孔设备、爆破工程。 中册包括:露天开采、地下开采。 下册包 括:露天地下联合开采、特殊条件矿床开采、矿井通风、矿山压气、矿山防排水、矿山清洁 生产与环境保护、矿山地质灾害及治理、数字化矿山、采矿系统工程、矿山建设项目评 价、环境影响评价、职业病危害评价、安全评价。 本书由中钢集团马鞍山矿山研究院王 运敏教授担任主编。 本书在编写过程中,参阅了大量的国内外文献资料,部分采用了原《采矿手册》、《采 矿设计手册》和《采矿工程师手册》的资料,在此谨向文献作者表示衷心感谢。 由于水平有限,书中不妥之处,恳请读者指正。 编摇 者 2 010 年 3 月 WWW.KY114.CN 目摇 摇 录 1 摇 绪论 …………………………………………………………………………………………………………… 1 1 郾 1摇 矿产资源概况 …………………………………………………………………………………………… 1 1 郾 1郾 1摇 矿产资源种类及储量 ……………………………………………………………………………… 1 郾 1郾 2摇 资源开发特点及供需预测 ………………………………………………………………………… 2 1 1 郾 2摇 矿业开发现状、问题及建设规模………………………………………………………………………… 6 1郾 2郾 1摇 矿业开发现状 ……………………………………………………………………………………… 6 1郾 2郾 2摇 矿业开发存在的问题 ……………………………………………………………………………… 8 1郾 2郾 3摇 矿山规模类型、装备水平及工作制度 …………………………………………………………… 10 1 郾 3摇 有关矿产资源开发的法律法规………………………………………………………………………… 15 1 1 1 1 1 1 1 郾 3郾 1摇 矿产资源法………………………………………………………………………………………… 15 郾 3郾 2摇 探矿权的取得及转让……………………………………………………………………………… 18 郾 3郾 3摇 采矿权的取得及转让……………………………………………………………………………… 22 郾 3郾 4摇 开办矿山企业的条件和矿产资源的开发利用及资源税………………………………………… 23 郾 3郾 5摇 矿产资源开发过程安全规定……………………………………………………………………… 27 郾 3郾 6摇 矿产资源开发环境保护…………………………………………………………………………… 29 WWW.KY114.CN 郾 3郾 7摇 有关矿产资源开发的法规目录…………………………………………………………………… 30 1 郾 4摇 企业投资项目的阶段活动与管理程序………………………………………………………………… 31 1郾 4郾 1摇 企业投资项目的阶段活动………………………………………………………………………… 31 1郾 4郾 2摇 企业投资项目的管理程序………………………………………………………………………… 35 1郾 4郾 3摇 矿山建设项目的竣工验收………………………………………………………………………… 37 参考文献 ……………………………………………………………………………………………………… 42 2 摇 矿山地质及水文地质………………………………………………………………………………………… 43 2 2 郾 1摇 矿山地质概述…………………………………………………………………………………………… 43 2郾 1郾 1摇 矿山开发程序及矿山地质工作的作用…………………………………………………………… 43 2郾 1郾 2摇 矿山地质工作的原则……………………………………………………………………………… 44 2郾 1郾 3摇 矿山地质工作的主要内容………………………………………………………………………… 44 郾 2摇 矿床地质………………………………………………………………………………………………… 46 2郾 2郾 1摇 成矿作用和矿床的成因分类……………………………………………………………………… 46 2郾 2郾 2摇 矿床地质 - 工业类型……………………………………………………………………………… 47 2郾 2郾 3摇 黑色金属矿床……………………………………………………………………………………… 47 2郾 2郾 4摇 有色金属矿床……………………………………………………………………………………… 49 2郾 2郾 5摇 贵重和稀有金属矿床……………………………………………………………………………… 56 2郾 2郾 6摇 放射性矿床………………………………………………………………………………………… 60 2郾 2郾 7摇 冶金辅助原料矿床………………………………………………………………………………… 62 郁摇 目摇 摇 录 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪摇 2 郾 2郾 8摇 建筑材料矿床……………………………………………………………………………………… 67 郾 2郾 9摇 化工原料矿床……………………………………………………………………………………… 70 2 2 郾 3摇 矿山基建阶段的地质工作……………………………………………………………………………… 74 2郾 3郾 1摇 矿山基建前期的设计地质工作…………………………………………………………………… 75 2郾 3郾 2摇 矿山基建期一般性地质工作……………………………………………………………………… 77 2郾 3郾 3摇 基建勘探工作……………………………………………………………………………………… 82 2 郾 4摇 生产勘探………………………………………………………………………………………………… 83 2郾 4郾 1摇 生产勘探的目的与任务…………………………………………………………………………… 83 2郾 4郾 2摇 生产勘探分类……………………………………………………………………………………… 84 2郾 4郾 3摇 生产勘探手段……………………………………………………………………………………… 84 2郾 4郾 4摇 生产勘探工程的总体布置………………………………………………………………………… 88 2郾 4郾 5摇 生产勘探工程网度………………………………………………………………………………… 89 2郾 4郾 6摇 探采结合…………………………………………………………………………………………… 94 2郾 4郾 7摇 生产勘探设计、施工管理和总结 ………………………………………………………………… 97 2 郾 5摇 矿山地质取样 ………………………………………………………………………………………… 100 2郾 5郾 1摇 矿山地质取样的目的与任务 …………………………………………………………………… 100 2郾 5郾 2摇 矿山地质取样的种类 …………………………………………………………………………… 100 2郾 5郾 3摇 化学取样 ………………………………………………………………………………………… 101 2郾 5郾 4摇 物理取样 ………………………………………………………………………………………… 112 2郾 5郾 5摇 岩矿测试(鉴定)取样 …………………………………………………………………………… 119 2郾 5郾 6摇 矿石加工技术试验取样 ………………………………………………………………………… 122 2 2 郾 6摇 生产矿山地质编录及主要图件 ……………………………………………………………………… 124 2 2 2 郾 6郾 1摇 概述 ……………………………………………………………………………………………… 124 WWW.KY114.CN 郾 6郾 2摇 原始地质编录 …………………………………………………………………………………… 124 郾 6郾 3摇 综合地质编录 …………………………………………………………………………………… 131 郾 7摇 生产矿山资源/ 储量计算……………………………………………………………………………… 138 2郾 7郾 1摇 圈定矿体的工业指标 …………………………………………………………………………… 138 2郾 7郾 2摇 矿体边界线种类 ………………………………………………………………………………… 141 2郾 7郾 3摇 矿体边界线的圈定方法 ………………………………………………………………………… 141 2郾 7郾 4摇 矿产资源/ 储量计算参数的确定………………………………………………………………… 143 2郾 7郾 5摇 矿产资源/ 储量计算方法………………………………………………………………………… 144 2郾 7郾 6摇 固体矿产资源/ 储量分类方法…………………………………………………………………… 152 2 2 郾 8摇 矿山地质技术管理 …………………………………………………………………………………… 157 2郾 8郾 1摇 矿产资源储量管理 ……………………………………………………………………………… 157 2郾 8郾 2摇 矿石质量管理 …………………………………………………………………………………… 160 2郾 8郾 3摇 矿石损失、贫化的监督管理……………………………………………………………………… 163 2郾 8郾 4摇 现场施工生产中的地质管理 …………………………………………………………………… 166 2郾 8郾 5摇 采掘单元停采或结束时的地质管理工作 ……………………………………………………… 167 郾 9摇 矿山水文地质 ………………………………………………………………………………………… 168 2郾 9郾 1摇 矿山水文地质工作的目的和任务 ……………………………………………………………… 168 2郾 9郾 2摇 矿山水文地质条件分类 ………………………………………………………………………… 168 2郾 9郾 3摇 矿山日常水文地质工作 ………………………………………………………………………… 169 2郾 9郾 4摇 矿山水文地质图纸资料 ………………………………………………………………………… 173 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪摇 目摇 摇 录 吁摇 2 郾 9郾 5摇 矿坑涌水量预测方法简述 ……………………………………………………………………… 174 郾 9郾 6摇 矿坑水害的防治 ………………………………………………………………………………… 175 2 2 郾 10摇 矿山设计所需地质资料及勘探程度评价…………………………………………………………… 180 2郾 10郾 1摇 基础地质资料…………………………………………………………………………………… 180 2郾 10郾 2摇 不同设计任务所需矿山地质资料……………………………………………………………… 182 2郾 10郾 3摇 勘探程度评价…………………………………………………………………………………… 183 2 郾 11摇 资源危机矿山接替资源勘查………………………………………………………………………… 186 2郾 11郾 1摇 矿山接替资源勘查概述………………………………………………………………………… 186 2郾 11郾 2摇 矿山接替资源勘查的地质途径………………………………………………………………… 187 2郾 11郾 3摇 矿山接替资源勘查的地球化学方法…………………………………………………………… 188 2郾 11郾 4摇 矿山接替资源勘查的物探方法………………………………………………………………… 189 2郾 11郾 5摇 矿山接替资源勘查的数学方法………………………………………………………………… 193 2郾 11郾 6摇 矿山接替资源勘查的工程手段与布置特点…………………………………………………… 194 2 2 郾 12摇 矿床地质经济评价…………………………………………………………………………………… 194 2郾 12郾 1摇 矿床经济评价概述……………………………………………………………………………… 194 2郾 12郾 2摇 矿床财务评价…………………………………………………………………………………… 196 2郾 12郾 3摇 矿床国民经济评价……………………………………………………………………………… 199 2郾 12郾 4摇 矿床经济效果的不确定性分析………………………………………………………………… 206 郾 13摇 矿山化验室设计……………………………………………………………………………………… 208 2 2 2 2 2 2 2 2 2 郾 13郾 1摇 化验室的任务…………………………………………………………………………………… 208 郾 13郾 2摇 化验室设计的资料依据………………………………………………………………………… 208 郾 13郾 3摇 化验室设计的原则……………………………………………………………………………… 208 郾 13郾 4摇 化验室设计的主要内容………………………………………………………………………… 208 WWW.KY114.CN 郾 13郾 5摇 化验室设计的编制……………………………………………………………………………… 209 郾 13郾 6摇 矿山化验室实例………………………………………………………………………………… 219 郾 13郾 7摇 样品加工室设计………………………………………………………………………………… 222 郾 13郾 8摇 岩矿鉴定室设计………………………………………………………………………………… 223 郾 13郾 9摇 化验室管理……………………………………………………………………………………… 224 参考文献……………………………………………………………………………………………………… 237 3 摇 矿山测量 …………………………………………………………………………………………………… 239 3郾 1摇 概述 …………………………………………………………………………………………………… 239 3郾 2摇 矿山测量的工作内容和要求 ………………………………………………………………………… 239 3郾 3摇 矿区地表控制测量 …………………………………………………………………………………… 240 3 郾 3郾 1摇 矿区地表平面控制测量 ………………………………………………………………………… 240 郾 3郾 2摇 矿区地表高程控制测量 ………………………………………………………………………… 245 3 3 郾 4摇 露天矿测量 …………………………………………………………………………………………… 247 3郾 4郾 1摇 露天矿测量的主要工作 ………………………………………………………………………… 247 3郾 4郾 2摇 露天矿平面工作控制测量 ……………………………………………………………………… 247 3郾 4郾 3摇 工作控制点的高程测量 ………………………………………………………………………… 249 3郾 4郾 4摇 露天矿工作控制测量实例 ……………………………………………………………………… 250 3郾 4郾 5摇 露天矿生产测量 ………………………………………………………………………………… 251 3郾 4郾 6摇 露天矿产量统计 ………………………………………………………………………………… 252 遇摇 目摇 摇 录 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪摇 3 郾 5摇 矿井测量 ……………………………………………………………………………………………… 253 3郾 5郾 1摇 矿井联系测量 …………………………………………………………………………………… 253 3郾 5郾 2摇 井下控制测量和掘进给向测量 ………………………………………………………………… 281 3郾 5郾 3摇 采场测量 ………………………………………………………………………………………… 294 3郾 5郾 4摇 竖井施工测量 …………………………………………………………………………………… 299 3郾 5郾 5摇 贯通测量 ………………………………………………………………………………………… 308 3 3 郾 6摇 岩移观测 ……………………………………………………………………………………………… 316 3郾 6郾 1摇 岩层与地表移动观测的目的 …………………………………………………………………… 316 3郾 6郾 2摇 几个常用的基本概念 …………………………………………………………………………… 317 3郾 6郾 3摇 地表移动观测站 ………………………………………………………………………………… 318 3郾 6郾 4摇 岩层内部观测 …………………………………………………………………………………… 322 郾 7摇 测量仪器与仪表 ……………………………………………………………………………………… 324 3郾 7郾 1摇 数字化测量的基本概念与测量仪器的发展趋势 ……………………………………………… 324 3郾 7郾 2摇 数字水准仪 ……………………………………………………………………………………… 332 3郾 7郾 3摇 光电测距仪 ……………………………………………………………………………………… 360 3郾 7郾 4摇 电子经纬仪 ……………………………………………………………………………………… 372 3郾 7郾 5摇 全站仪 …………………………………………………………………………………………… 381 3郾 7郾 6摇 常见 GPS 接收机简介 …………………………………………………………………………… 385 3郾 7郾 7摇 激光仪器的原理与应用 ………………………………………………………………………… 392 3郾 7郾 8摇 专用电子测绘仪器应用 ………………………………………………………………………… 396 3 3 郾 8摇 矿山测量的误差分析 ………………………………………………………………………………… 402 3 3 3 3 郾 8郾 1摇 井下导线测量的精度分析 ……………………………………………………………………… 402 郾 8郾 2摇 井下高程测量的误差 …………………………………………………………………………… 441 WWW.KY114.CN 郾 8郾 3摇 矿井定向的精度分析 …………………………………………………………………………… 446 郾 8郾 4摇 贯通测量方案的选择与误差预计 ……………………………………………………………… 464 郾 9摇 现代测量技术 ………………………………………………………………………………………… 466 3郾 9郾 1摇 现代测绘科学的形成 …………………………………………………………………………… 466 3郾 9郾 2摇 精密水准测量与精密角度测量 ………………………………………………………………… 467 3郾 9郾 3摇 GPS 连续运行参考站网络(CORS)……………………………………………………………… 477 3郾 9郾 4摇 遥感理论与技术 ………………………………………………………………………………… 497 3郾 9郾 5摇 矿山数字化测绘技术 …………………………………………………………………………… 500 3郾 9郾 6摇 基于 MGIS 的矿山数据管理与分析 …………………………………………………………… 505 3 郾 10摇 矿山测量图纸及其资料……………………………………………………………………………… 507 3郾 10郾 1摇 基本要求………………………………………………………………………………………… 507 3郾 10郾 2摇 矿山基本矿图的种类及其应用………………………………………………………………… 508 3郾 10郾 3摇 矿图的填绘与计算机辅助绘制矿图…………………………………………………………… 513 3郾 10郾 4摇 矿井地质测量信息系统………………………………………………………………………… 518 参考文献……………………………………………………………………………………………………… 520 4 摇 矿山地面总体布置 ………………………………………………………………………………………… 522 4 郾 1摇 概述 …………………………………………………………………………………………………… 522 4 郾 1郾 1摇 矿山地面总体布置的任务 ……………………………………………………………………… 522 郾 1郾 2摇 矿山场地与地面设施 …………………………………………………………………………… 523 4 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪摇 目摇 摇 录 喻摇 4 郾 1郾 3摇 矿山地面总体布置依据的基础资料 …………………………………………………………… 524 郾 1郾 4摇 矿山地面总体布置方法及其新发展 …………………………………………………………… 525 4 4 郾 2摇 总体布置 ……………………………………………………………………………………………… 529 4郾 2郾 1摇 总体布置的主要内容 …………………………………………………………………………… 529 4郾 2郾 2摇 矿山总体布置的特点 …………………………………………………………………………… 529 4郾 2郾 3摇 总平面布置原则 ………………………………………………………………………………… 530 4郾 2郾 4摇 主要场地位置的选择 …………………………………………………………………………… 530 4郾 2郾 5摇 影响总体布置的自然因素 ……………………………………………………………………… 533 4 4 郾 3摇 场地总平面布置 ……………………………………………………………………………………… 537 4郾 3郾 1摇 采矿工业场地 …………………………………………………………………………………… 537 4郾 3郾 2摇 爆破器材库场地 ………………………………………………………………………………… 540 4郾 3郾 3摇 附表 ……………………………………………………………………………………………… 546 郾 4摇 地面运输系统布置 …………………………………………………………………………………… 547 4 郾 4郾 1摇 地面运输系统布置的一般原则 ………………………………………………………………… 547 郾 4郾 2摇 矿山地面运输系统及运输方式 ………………………………………………………………… 548 4 参考文献……………………………………………………………………………………………………… 549 5 摇 矿山岩石力学 ……………………………………………………………………………………………… 550 5 郾 1摇 岩石力学概述 ………………………………………………………………………………………… 550 5 5 5 5 5 5 郾 1郾 1摇 岩石的主要物理指标 …………………………………………………………………………… 550 郾 1郾 2摇 岩石基本力学性质 ……………………………………………………………………………… 558 郾 1郾 3摇 岩石基本力学性质的测定 ……………………………………………………………………… 568 郾 1郾 4摇 岩石的变形与强度 ……………………………………………………………………………… 575 WWW.KY114.CN 郾 1郾 5摇 岩体力学性能 …………………………………………………………………………………… 586 郾 1郾 6摇 散体的物理力学性质 …………………………………………………………………………… 596 5 郾 2摇 岩体的工程分类与稳定性 …………………………………………………………………………… 605 5郾 2郾 1摇 概述 ……………………………………………………………………………………………… 605 5郾 2郾 2摇 分级发展与现状 ………………………………………………………………………………… 606 5郾 2郾 3摇 岩石分类 ………………………………………………………………………………………… 613 5郾 2郾 4摇 岩体分类 ………………………………………………………………………………………… 615 5郾 2郾 5摇 岩体工程分类 …………………………………………………………………………………… 619 5郾 2郾 6摇 我国现行规范中采用的岩体分级方法 ………………………………………………………… 622 5郾 2郾 7摇 工程岩体分级标准 ……………………………………………………………………………… 642 5郾 2郾 8摇 国外巷道围岩分类 ……………………………………………………………………………… 645 参考文献……………………………………………………………………………………………………… 646 6 摇 露天矿穿孔设备 …………………………………………………………………………………………… 647 6 郾 1摇 牙轮钻机 ……………………………………………………………………………………………… 647 6郾 1郾 1摇 现状与发展趋势 ………………………………………………………………………………… 647 6郾 1郾 2摇 分类与特点及适用范围 ………………………………………………………………………… 651 6郾 1郾 3摇 基本原理与结构特征 …………………………………………………………………………… 652 6郾 1郾 4摇 主要性能工作参数计算 ………………………………………………………………………… 680 6郾 1郾 5摇 主要生产厂家产品的技术性能参数 …………………………………………………………… 683 峪摇 目摇 摇 录 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪摇 6 郾 1郾 6摇 选型原则与设备匹配 …………………………………………………………………………… 699 6 郾 2摇 露天潜孔钻机 ………………………………………………………………………………………… 706 6郾 2郾 1摇 现状与发展趋势 ………………………………………………………………………………… 706 6郾 2郾 2摇 分类与特点及适用范围 ………………………………………………………………………… 707 6郾 2郾 3摇 基本参数与结构 ………………………………………………………………………………… 708 6郾 2郾 4摇 冲击器 …………………………………………………………………………………………… 714 6郾 2郾 5摇 钻头、钻杆………………………………………………………………………………………… 717 6郾 2郾 6摇 主要技术参数计算 ……………………………………………………………………………… 717 6郾 2郾 7摇 主要生产厂家及产品技术性能 ………………………………………………………………… 734 6郾 2郾 8摇 选型 ……………………………………………………………………………………………… 747 6 郾 3摇 露天凿岩钻车 ………………………………………………………………………………………… 751 6郾 3郾 1摇 现状与发展趋势 ………………………………………………………………………………… 751 6郾 3郾 2摇 分类与特点及适用范围 ………………………………………………………………………… 752 6郾 3郾 3摇 液压凿岩台车的结构与性能 …………………………………………………………………… 752 6郾 3郾 4摇 履带式露天钻车 ………………………………………………………………………………… 756 6郾 3郾 5摇 主要生产厂家产品的技术性能参数 …………………………………………………………… 756 参考文献……………………………………………………………………………………………………… 765 7 摇 爆破工程 …………………………………………………………………………………………………… 766 7 郾 1摇 概述 …………………………………………………………………………………………………… 766 7 7 7 郾 1郾 1摇 爆破技术的发展史 ……………………………………………………………………………… 766 郾 1郾 2摇 爆破工程在国民经济建设中的作用 …………………………………………………………… 767 郾 1郾 3摇 爆破方法 ………………………………………………………………………………………… 767 WWW.KY114.CN 7 郾 2摇 爆破技术 ……………………………………………………………………………………………… 769 7郾 2郾 1摇 岩石爆破破坏基本理论 ………………………………………………………………………… 769 7郾 2郾 2摇 爆破漏斗理论 …………………………………………………………………………………… 773 7郾 2郾 3摇 浅孔爆破 ………………………………………………………………………………………… 778 7郾 2郾 4摇 地下矿山深孔爆破 ……………………………………………………………………………… 786 7郾 2郾 5摇 露天矿山中深孔爆破 …………………………………………………………………………… 796 7郾 2郾 6摇 矿山控制爆破技术 ……………………………………………………………………………… 802 7郾 2郾 7摇 裸露爆破法 ……………………………………………………………………………………… 812 7郾 2郾 8摇 硐室爆破 ………………………………………………………………………………………… 815 7 郾 3摇 工业炸药 ……………………………………………………………………………………………… 828 7郾 3郾 1摇 概述 ……………………………………………………………………………………………… 828 7郾 3郾 2摇 炸药的分类 ……………………………………………………………………………………… 829 7郾 3郾 3摇 炸药的基本特征 ………………………………………………………………………………… 830 7郾 3郾 4摇 热力学基本概念 ………………………………………………………………………………… 832 7郾 3郾 5摇 爆炸反应与氧平衡 ……………………………………………………………………………… 834 7郾 3郾 6摇 常用炸药 ………………………………………………………………………………………… 837 7郾 3郾 7摇 现场混装炸药技术 ……………………………………………………………………………… 842 7 郾 4摇 起爆器材 ……………………………………………………………………………………………… 845 7 郾 4郾 1摇 概念 ……………………………………………………………………………………………… 845 郾 4郾 2摇 药包的起爆过程 ………………………………………………………………………………… 847 7 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪摇 目摇 摇 录 御摇 7 郾 4郾 3摇 起爆器材及其性能 ……………………………………………………………………………… 848 7 郾 5摇 起爆方法与网路 ……………………………………………………………………………………… 857 7郾 5郾 1摇 电力起爆方法 …………………………………………………………………………………… 857 7郾 5郾 2摇 导爆索起爆方法 ………………………………………………………………………………… 861 7郾 5郾 3摇 导爆管雷管起爆方法 …………………………………………………………………………… 863 7郾 5郾 4摇 电子雷管及其起爆系统 ………………………………………………………………………… 869 7 郾 6摇 爆破安全技术 ………………………………………………………………………………………… 874 7郾 6郾 1摇 爆破飞石 ………………………………………………………………………………………… 874 7郾 6郾 2摇 爆破震动 ………………………………………………………………………………………… 877 7郾 6郾 3摇 爆破空气冲击波 ………………………………………………………………………………… 886 7郾 6郾 4摇 爆破尘毒 ………………………………………………………………………………………… 897 7郾 6郾 5摇 爆破噪声 ………………………………………………………………………………………… 899 7郾 6郾 6摇 早爆预防 ………………………………………………………………………………………… 901 7郾 6郾 7摇 拒爆处理 ………………………………………………………………………………………… 903 参考文献……………………………………………………………………………………………………… 907 WWW.KY114.CN 第一章部分内容预览 WWW.KY114.CN 1 摇 绪ꢀꢀ论 1 郾 1摇 矿产资源概况 1郾 1郾 1摇 矿产资源种类及储量 矿产资源按照其用途分为原料矿产和能源矿产。 能源矿产包括煤、石油、天然气等,原料矿产主要是非 煤固体矿产,包括金属矿产和非金属矿产,其中非金属矿产主要包括化工原料、建材及冶金辅助原料矿等。 我国经济正汇入世界经济一体化之中,在 21 世纪前半叶要实现工业化,达到中等发达国家水平,作为人 口最多、经济发展最快的发展永利国际娱乐官网家,将面临来自各方面的挑战,其中能否实现矿产资源的可持续供应就是 一个致命的挑战。 目前,国内矿产资源有相当一部分后备储量正处于危机状态。 矿产资源开发与可持续发 展密切相关。 矿产资源开发的可持续发展,是矿产资源开发利用过程中与人口、经济、环境、社会发展相协调的可持续 发展。 矿产资源开发可持续发展的内涵,一般应包括:加强矿产资源调查评价和勘查工作,提高矿产资源保 证度;科学编制和严格实施矿产资源规划,加强对矿产资源开发利用的宏观控制,促进矿产资源勘查和开发 利用的合理布局;依靠科技进步和科学管理,促进矿产资源利用结构的调整和优化,提高资源利用效率;完善 相关经济政策和管理体制,健全矿产资源有偿的使用制度,对战略性矿产资源实行保护性开采;采用国家储 备与社会储备相结合的方式,建立重要矿产资源安全供应体系和战略储备制度,最大限度地保证国家经济建 WWW.KY114.CN 设和国防建设对资源的需要。 为了保障我国经济发展战略目标的顺利实现,除了进一步推进体制改革,还要按照市场需求和“十二 五冶规划要求,有效地增加矿产资源的后备储量和资源量,包括充分利用国外矿产资源,并采取适合国情的 行之有效的政策与措施,实现矿产资源开发的可持续发展。 1郾 1郾 1郾 1摇 矿产资源种类 截至 2008 年底,永利手机娱乐版app已发现 171 种矿产,已查明资源储量的矿产 159 种,其中金属矿产 54 种,非金属矿 产 92 种,能源矿产 10 种,水气矿产 3 种。 2008 年查明的资源种类和储量比过去增长较大,“十二五冶规划实 施后,矿产资源种类和储量,还将增加。 我国是世界上矿产资源丰富、矿种齐全配套的少数几个国家之一。 我国 54 种金属矿产已探明的资源量 包括:铁矿、锰矿、铬矿、钛矿、钒矿、铜矿、铅矿、锌矿、铝土矿、镁矿、镍矿、钴矿、钨矿、锡矿、铋矿、钼矿、汞矿、 锑矿、铂族金属矿、锗矿、镓矿、铟矿、铊矿、铪矿、铼矿、镉矿、钪矿、硒矿、碲矿等。 但各种矿产的地质工作程 度不一,其资源丰度也不尽相同。 有的资源比较丰富,如钨、钼、锡、锑、汞、钒、钛、稀土、铅、锌等;有的则明显 不足,如铜矿、铁矿、铝土矿、铬矿。 我国非金属矿产品种很多,资源丰富,分布广泛。 已探明资源储量的 88 种非金属矿产为:金刚石、石墨、 自然硫、硫铁矿、水晶、刚玉、蓝晶石、硅线石、红柱石、硅灰石、钠硝石、滑石、石棉、蓝石棉、云母、长石、石榴子 石、叶蜡石、透辉石、透闪石。 蛭石、沸石、明矾石、芒硝、石膏、重晶石、毒重石、天然碱、方解石、冰洲石、菱镁 矿、萤石、宝石、玉石、玛瑙、颜料矿物、石灰岩、泥灰岩、白垩、白云岩、石英岩、砂岩、天然石英砂、脉石英、粉石 英、天然油石、含钾砂叶岩、硅藻土、页岩、高岭土、陶瓷土、耐火黏土、凹凸棒石黏土、海泡石黏土、伊利石黏 土、累托石黏土、膨润土、铁矾土、橄榄岩、蛇纹岩、玄武角闪岩、辉长岩、辉绿岩、安山岩、花岗岩、闪长岩、珍珠 岩、浮石、霞石正长岩、粗面岩、凝灰岩、火山灰、火山渣、大理岩、板岩、片麻岩、泥炭、盐矿、钾盐、镁盐、碘、溴、 摇 2 1摇 绪摇 摇 论 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪摇 砷、硼矿、磷矿。 本手册主要介绍非煤固体矿产先进、实用的采矿技术。 郾 1郾 1郾 2摇 矿产资源储量 截至 2008 年底,非煤固体矿产主要资源储量列于表 1-1。 1 表 1-1摇 主要固体矿产查明资源储量 黑色金属矿 有色金属矿 铅矿 铁矿 锰矿 铬铁矿 钛矿(包括金红石、钛铁矿、原生钛铁矿) 折算为二氧化钛 702627 kt 有色金属矿 钒摇 矿 铜矿 锌矿 6 2380 Mt 846741 kt 11784 kt 37514 kt(2006) 77096 kt 45487 kt 103931 kt 镁矿 镍矿 8282 kt 铝土矿 3031364 kt 钨摇 矿 钼摇 矿 锡摇 矿 锑摇 矿 2251 kt(2006) 汞摇 矿 834650 kt(2006) 5 78105 kt 5584 kt(2006) 10942 kt(2006) 4769 kt(2006) 贵金属矿 稀有、稀土和分散元素矿 冶金辅助原料非金属矿 普通萤石 铂族金属 24郾 1 t 金矿 银矿 稀土矿(稀土氧化物、独居石、磷钇矿) 折算为稀土氧化物:86094 kt(2006) 化工原料非金属矿 锶矿 46519 kt 菱镁矿 耐火黏土 3 5951郾 8 t 160304 t 3800 Mt 折算氟化钙 171987 kt 2380 Mt 建材及其他非金属矿 硫铁矿 磷矿 重晶石 390 Mt 钾摇 盐 芒摇 硝 盐摇 矿 硼摇 矿 72757 kt(2006) 石墨(晶质) 滑石 折算为硫酸钠 折算为氯化钠 1317260 Mt 5 360 Mt 17720 Mt 881082 kt(2006) 196280 kt 259480 kt 6 1170 Mt 建材及其他非金属矿 石膏 水泥用灰岩 高岭土 86490 Mt 2030 Mt 膨润土 金刚石 玻璃用石英岩 玻璃用砂岩 玻璃用砂 玻璃用脉石英 6 9590 Mt 480 Mt 36796 kt(2006) 2435534 kt 834479 kt 2017279 kt 53156 kt WWW.KY114.CN 1 郾 1郾 2摇 资源开发特点及供需预测 目前,非煤固体矿床开采基本可分为露天开采、地下开采、溶浸采矿和海洋采矿 4 个部分。 海洋采矿技术与装备的研发虽取得了重要进展,但仍处于探索阶段,还不能进行工业化生产;溶浸采矿 经过多年研究和工业试验,在地面堆浸、原地破碎溶浸和钻孔浸出等方面,研究开发出成套技术,并在一些矿 山得到了应用,如完全利用生物堆浸提铜的有色矿山就已在紫金山矿建成,标志着金属矿山大规模利用溶浸 采矿技术已经开始,但当前产品产量比例很低。 矿产资源的供应主要来自露天开采和地下开采。 铁矿山及冶金辅助原料矿山供应量以露天开采为主; 有色金属地下开采矿山在数量上占大多数,就其矿石产量露天矿略高于地下矿山;化工、建材以及其他非金 属矿山多为露天开采。 1郾 1郾 2郾 1摇 我国矿产资源开发特点 ( 1)矿产资源总量丰富,但人均拥有量相对不足。 我国是世界上少有的几个资源总量大、矿种配套程度 较高的资源大国。 我国已经发现 171 种矿产,矿产资源总量约占世界的 12% ,居世界第三位,但因国家人口 基数大,人均仅为世界平均资源量的 58% 。 对科技、国防十分重要的有色金属也只有世界人均占有量的 52% 。 我国大部分支柱性矿产的人均占有量都很低,所以说我国是一个资源相对贫乏的国家。 ( 2)用量较少的矿产资源丰富,而大宗矿产储量相对不足。 我国经济建设用量不大的部分矿产,如钨、 锡、钼、锑、稀土等的探明储量居世界前列,在世界上具