第五章·矿床

1有关概念

矿体:在地壳演化过程中形成的、占有一定空间，由矿石组成的地质体

它是矿床的基本组成单位、是开采和利用对象

围岩:矿体周围的和岩体周围的岩石均称围岩

矿体的围岩是指在当前技术经济条件下，无实际开采利用价值的岩石

矿床:地壳中由地质作用形成的，其所含有用物质在当前经济技术条件下能被开采利用的综合地质体

脉石:矿体中的不可利用的矿物集合体和岩石，包括围岩的碎块、夹石和脉石矿物

2矿体产状:

矿体的空间位置

矿体的埋深

矿体与围岩层理、片理的关系

矿体与岩浆岩的空间关系

矿体与控矿构造的空间关系

3品位与品级

矿石贫化:矿体中围岩碎块和夹石含量过多时，开采时会相对地降低矿石的品位

矿石品位:是指矿石中有用组分的含量。是衡量矿石质量的最主要指标

边界品位:圈定矿体时对单个样品主要有用组分含量的最低要求，是矿与非矿的分界品位

最低工业品位:参照盈亏平衡原则论证确定的,对单个勘查工程连续样品段中主要有用组分平均含量的最低要求

矿石品级:根据矿石的有用组分、有害组分的含量，物理性能、质量的差异以及不同用途的要求等，对同一个工业类型的矿石所划分的不同等级

4成矿作用

内生成矿作用

外生成矿作用

变质成矿作用

5矿床成因类型

岩浆矿床

伟晶矿床

气化热液矿床

风化矿床

沉积矿床

变质矿床

6矿床工业类型

定义：根据矿床的成因类型、工业意义、经济价值及其代表性，矿石的矿物或元素建造，矿床的形态、产状及其与构造关系和围岩性质等因素所划分的矿床类型

决定矿产工业价值的方面

矿床特征:

矿体的形态、产状和储量

矿石的质量

矿石综合利用价值

矿床开采、选矿、冶炼技术条件

社会需求及市场价格

社会对各类矿产的需要数量

矿床的地理分布

矿床开采条件及环境因素

矿区及其附近的动力资源、水文地质和工程地质条件

交通运输和粮食、电力与劳动力供应

矿床开发过程中对环境的影响

7主要矿产的矿床工业类型

铁矿床工业类型

铜矿床工业类型

金矿床工业类型

锭矿床工业类型

铅锌矿床工业类型

铝土矿矿床类型

鸨矿床工业类型

磷矿床工业类型

硫矿床工业类型

黏土矿床工业类型

盐类矿床工业类型

第六章·固体矿产勘查

1概念

1.1矿产勘查目的

发现和评价可供进一步勘查或开采的矿床（体）

为勘查或开发决策提供相关地质信息

最终为矿山建设设计提供必需的地质资料

以降低矿床勘查开发的投资风险

获得合理的经济效益

1.2矿产勘查的基本原则

绿色勘查、因地制宜、循序渐进、

全面研究、综合评价、经济合理

2勘查阶段

2.1划分勘查阶段目的

对勘查对象进行初步筛选

以便择优进行下一步勘查工作

确保后续勘查的可靠性和合理性

减少勘查投资的风险性

2.2阶段 普查：初步查明 详查：基本查明 勘探：详细查明

2.3普查：

稀疏的取样工程；

初步查明

①矿床(体)地质特征

②矿石加工选冶技术性能

③开采技术条件；

估算推断资源量；

作出是否有必要转入详查的评价；

提出可供详查的范围；

2.4详查：

系统取样工程；

基本查明

①矿床(体)地质特征

②矿石加工选冶技术性能

③开采技术条件；

为矿区(井田)规划、勘探区确定等提供地质依据；

估算①推断资源量②控制资源量；

作出是否有必要转入勘探的评价；

并提出可供勘探的范围；

也可估算可信储量；

2.5勘探：

加密取样工程；

详细查明

①矿床(体)地质特征

②矿石加工选冶技术性能

③开采技术条件；

为矿山建设设计确定

①矿山(井田)生产规模

②产品方案

③开采方式

④开拓方案

⑤矿石加工选冶工艺

⑥矿山总体布置；

估算

①推断资源量②控制资源量③探明资源量；

也可开展可行性研究

①可信储量②证实储量

2.6勘查类型划分的因素

①矿体规模

②矿体形态和内部结构复杂程度

③矿体厚度稳定程度

④矿体有用组分分布的均匀程度

⑤矿体构造影响程度

3勘查技术方法手段

地质填图：

①填制不同比例尺的地质图件；②是最基本、最基础的方法

重砂测量

①疏松沉积物中的自然重砂矿物为主要研究对象

②普查工作阶段进行，找稀有金属、贵金属和重金

地球物理方法

概念：是通过研究地球物理场或者某些物理现象，发现矿床（体）。

特点：先将地质问题转化为地球物理问题，再将物探结果转化为地质问题，最终通过探矿工程验证，肯定地质找矿效果；物探异常具多解性，应合理综合运用几种物探方法，并于地质研究紧密结合，才能肯定结论；每种物探方法都有严格的应用条件和使用范围。

分类：放射性测量法、磁法、自然电场法、中间梯度法（电阻率法）、中间梯度装置的激发极化法、 电剖面法、电测深法、充电法、重力测量法、地震法等。

地球化学方法

概念：通过调查有关元素在地壳中的分布、分散和集中的规律达到发现矿床或矿体的目的。

特点：可用来发现寻找埋藏很深的隐伏矿体；化探对样品采集、加工和分析测试方法的要求高；建立正确合理的找矿异常模式，对异常进行正确的解释评价，是最终达到找矿目的的关键。

分类：岩石地球化学测量法、土壤地球化学测量法、水系沉积物地球化学测量法、水地球化学测量法、植物地球化学测量法、气体地球化学测量法等。

遥感

概念：通过遥感途径对工作区的控矿因素、找矿标志及矿床的成矿规律进行研究，从中提取矿化信 息而实现找矿目的的一种技术手段。

特点：大面积的同步观测，视域宽广；信息丰富，技术先进；定时、定位观测，提高观测的时效性； 投入相对小，综合效益高等。

探矿工程

金属、非金属矿床勘查中大量采用：坑探工程；钻探工程

在矿床勘探阶段得到最广泛的应用

4勘查类型

确定勘查类型的目的：正确选择勘查方法和手段,合理确定勘查工程间距和部署勘查工程,对矿床进行有效控制,对矿体的连续性进行有效查定。

勘查类型划分：一般根据矿体规模、形态和内部结构复杂程度、厚度稳定程度、有用组分分布的均匀程度、构造复杂程度等主要地质因素划分为简单类型(Ⅰ类型)、中等类型(Ⅱ类型)、复杂类型(Ⅲ类型)三种类型。

允许有简单—中等类型(Ⅰ——Ⅱ类型)、中等—复杂类型(Ⅱ—Ⅲ类型)等过渡勘查类型存在。

5固体矿产资源储量分类

资源量：矿产资源勘查查明并经概略研究，预期可经济开采的固体矿产资源，其数量、品位 或质量是依据地质信息、地质认识及相关技术要求而估算的。

①地质可靠程度达到“推断”，经济性满足“预期可经济开采”，通过概略研究判断。②以往的“低品位矿”不再划入资源量

转换因素：资源量转换为储量时应考虑的因素主要包括采矿、加工选冶、基础设施、经济、市场、法律、环境、社区和政策等。

资源量与储量的关系：包含关系。

储量：指探明资源量和（或）控制资源量中可经济采出的部分，是经过预可行性研究、可行性研究或与之相当的技术经济评价，充分考虑了可能的矿石损失和贫化，合理使用转换因素后估算的，满足开采的技术可行性和经济合理性。

发布固体矿产资源量、储量数据时，资源量和储量的类型术语仅可使用：推断资源量、控制资源量、探明资源量、可信储量和证实储量。

6固体矿产资源储量估算

矿床工业指标

概念：是在一定时期的技术经济条件下，对矿床矿石质量和开采技术条件方面所提出的一套指标，是圈定矿体、估算资源储量的依据。通常包括一般工业指标和论证制订的矿床工业指标。工业指标的具体内容和一般要求由矿种（组）规范规定。

一般工业指标：按有关规定发布的一般性参考指标，是一定时期、一般技术经济条件下用于圈定 矿体、估算资源量的依据。通常用于矿产资源勘查的普查阶段。论证制订的矿床工业指标：是遵循相关法规和技术标准，通过技术经济分析，论证提出的用于特 定矿床的矿床工业指标。用该指标圈定矿体，在当前或可预见的将来一定时期、政策和环境允许 的条件下，能使圈出的矿床在矿山开发时，技术可行、经济合理。原则上详查及以上阶段应采用论证制订的矿床工业指标。

矿床工业指标的内容：包括矿石质量指标和矿床开采技术指标。

矿石质量指标：

边界品位：边界品位下限不得低于选矿后尾矿中的含量，一般应比选矿后尾矿品位高1.5～2倍。边界品位的高低将直接影响矿体的形态、矿体的平均品位和储量。

边际品位：估算资源储量时对矿块主要有用组分平均含量的最低要求。

矿床开采技术指标：

最小可采厚度、夹石剔除厚度（最大允许夹石厚度）、剥采比（剥离系数）、含矿系数（含矿率）

资源量估算方法

几何法、距离幂次反比法、地质统计学法、SD法

第七章 固体矿产采矿

开采过程：分为主要生产过程和辅助生产过程。

主要生产过程：包括采准切割、回采、矿石运输、地压管理、废石排弃。

采准切割：为回采准备生产条件。

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；

露天回采包括穿孔、爆破和采装。

矿石运输：将装入运输容器的矿石运送至选矿厂或矿仓。

地压管理：包括巷道地压、立井地压、采场地压以及露天矿边坡。

废石排弃：将巷道掘进和露天剥离产出的废石排弃至废石场。

辅助生产过程包括：

人员、材料和设备运送；

电和压气等动力供应；

通风、防尘等劳动保护；

排水、 供水；

设备维修安装；

安全和环境保护；

地质、测量以及仓库管理等其他辅助工作。

矿床开采方式：有地下开采、露天开采和地下与露天联合开采。

地下开采用地下巷道工程把矿床划分为井田、阶段（或盘区）、矿块（或矿段）进行开采；

露天开采用采、装、运设备，在敞露的空间开采；

联合开采则是上部或浅部用露天开采，深部用地下开采。

露天开采比地下开采的优缺点

优点：

基建期短、见效快；

开采空间大、劳动生产率高；

开采成本低；

矿石损失贫化较小；

劳动条件好， 生产比较安全。

缺点：

受气候影响大；

基建投资较大，基建剥离量较大；

矿山占地较多，对环境破坏大。

合理开采方式的确定取决于许多因素，如矿体埋藏深度、规模、产状、空间分布、地形、地貌、施工技术水平和机械设备，以及国家生态保护政策等。

矿山服务年限：指一个矿山从投产开始到开采完毕的全部时间。当矿床的可采储量一定时，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。因此要正确处理矿山寿命与矿山年产量之间的关系。

矿石损失：矿床开采时未采下或采下后又丢失的矿石。

矿石贫化：采出矿石品位低于应采工业矿石品位的现象。采出矿石品位的降低值与应采工业矿石品位之比称为贫化率。采出矿石中混入废石量与采出矿量之比称为废石混入率。

露天矿场：露天矿场位于露天开采境界封闭圈以上的为山坡露天矿；位于封闭圈以下的称深凹露天矿

台阶与台阶构成7要素：台阶高度、上部平盘、下 部平盘、台阶坡面、台阶坡面角、坡顶线、坡底线。

露天矿生产工艺：主要包括穿爆、采装、运输和排土4项工作。

露天矿床开拓方法：铁路运输开拓、公路运输开拓、平硐溜井开拓、胶带运输开拓、斜坡卷扬开拓和联合运输开拓。

露天矿采剥方法：

按采剥工程的相对位置和时间顺序分：

全境界开采、分期开采、分区开采和分期分区开采。

按工作台阶的开采方式分：

台阶全面开采法（主要指缓帮开采）；

台阶轮流开采法（主要指陡帮开采）。

按工作线的布置形式分：

工作线纵向布置、横向布置、扇形布置和环形布置4种采剥方法。

露天开采境界：由底平面、边坡和开采深度3要素组成。

剥采比：剥离的岩石量与采出的矿石量之比，即单位矿石所需剥离的岩石量，单位为t/t、m 3/m3 、m 3/t。

地下开采

开采单元划分：矿块和采区是 最基本的开采单元。

矿床开采步骤：一般按开拓、采准和切割、回采3个步骤。

三级矿量：备采矿量、采准矿量、开拓矿量

一般矿山都应备有三年以上的开拓矿量，一年左右的采准矿量，半年左右的备采矿量。

开拓方法：分为单一开拓法和联合开拓法两大类。

平硐开拓法、 斜井开拓法、、竖井开拓法、斜坡道开拓法、联合开拓法。

地下采矿方法：

空场采矿法：矿房开采过程中不用人工支撑，利用矿石与围岩的自然支撑力，将矿石与围岩暴露面积和暴露时间控制在其稳固程度所允许的安全范围内。

特点：将矿块划分为矿房与矿柱，先采矿房，后采矿柱，开采矿房时用矿柱及围岩的自然支撑力进行地压管理，开采空间始终保持敞空状态。生产效率较高而成本较低。条件是矿石围岩稳固。

分类：根据开采矿体倾角、厚度及开采方法又分：全面采矿法，房柱采矿法，留矿采矿法，分段矿房采矿法，阶段矿房采矿法等。

充填采矿法：一般用于开采矿石稳固、围岩稳固性差，及围岩或地表需要保护的矿床。

特点：分为矿房和矿柱两步骤回采，先采矿房，后采矿柱；矿房采一分层、把矿石运出，再充填这一分层。

分类：根据所采用的充填料和充填运输方法分为：干式充填采矿法、水力充填采矿法和胶结充填采矿法等。

崩落采矿法：以崩落围岩实现地压管理，不再把矿块划分为矿房和矿柱，而是沿矿体的走向，依一定的 回采顺序连续单步骤回采。分为壁式崩落采矿法、分段崩落采矿法和阶段崩落采矿法等。

第八章固体矿产选矿

选矿过程

分为选别前的准备作业、选别作业和选别后的精矿及尾矿脱水作业3个阶段。

准备作业： 指选别前矿石的粉碎作业。包括： 矿石的破碎与筛分、磨矿与分级。

选别作业：重力选矿、磁电选矿、浮游选矿和化学选矿等。

重力选矿（称重选）：根据矿物密度的差异及其在介质中具有不同的沉降速度分离矿物的选矿方法。分为：重介质选矿、跳汰选矿、摇床选矿和溜槽选矿等。

磁选：在不均匀磁场中利用矿物之间磁性差异而使不同矿物实现分离的选矿方法。

电选：利用各种矿物及物料电性质不同而进行分选的一种物理选矿方法。

浮游选矿（浮选）：利用矿物表面物理化学性质（疏水或亲水）的不同，来分选矿物的选矿方法。

特点：矿粒选择性地附着于矿浆中的气泡上，并随之上浮到矿浆表面，使有用矿物和脉石矿物间的分离。

浮选作业包括：

①矿石细磨，使有用矿物达到解离；

②调整矿浆浓度，适合浮选要求；

③浮选矿浆加药处理；

④充气浮选和矿化泡沫的分离。

浮选过程与产品：矿浆经加药处理后的第一次浮选作业称粗选。在粗选所得矿化泡沫中，还要对这种粗选矿化泡沫进行一次或多次再选，这种粗选泡沫进行再选的作业称精选。最后一次精选作业所得的泡沫产品叫精矿。在粗选作业排出的矿浆中，往往还残留有一定量的有用矿物，需要进行再选回收，这种再选作业称为扫选。精选作业排出的矿浆和扫选作业获得的泡沫通常称为中矿。中矿通常返回前面某一浮选作业再选。粗选一般为一次，精选和扫选可以有多次作业。最后一次扫选作业排出的矿浆称为尾矿。

将有用矿物浮入泡沫产物中，将脉石矿物留在矿浆中，这样的浮选过程称正浮选。反之，浮起的是脉石矿物的浮选过程称反浮选。

浮选药剂通常分为三类：即捕收剂、起泡剂和调整剂。

捕收剂：作用于矿物—水的界面，通过提高矿物的疏水性，使矿粒能附着于气泡而上浮。

起泡剂：主要富集在水—气界面并降低表面张力，促使气泡形成，并提高气泡在矿化和上浮过程中的稳定性，保证矿化气泡上浮后形成泡沫层刮出。

调整剂：用于调整其他药剂（主要是捕收剂）与矿物表面的作用，调整矿浆的性质，提高浮选过程选择性。

影响浮选的因素。包括磨矿细度、矿浆浓度、矿浆酸碱度、药剂制度、充气和搅拌、浮选时间、水质、矿浆温度等。

化学选矿方法：借助化学反应而使矿物中有用组分富集或除杂的过程。包括各种焙烧法、浸出法以及诸如沉淀、吸附、萃取、离子浮选等从溶液中回收有用组分的各种化学方法。

化学选矿常用方法：包括焙烧、浸出、溶剂萃取、离子交换、 活性炭吸附、 离子浮选、金属置换、固液分离、化学沉淀、电沉积等。

精矿脱水：一般由浓缩、过滤和干燥三个过程组成。

浓缩：借助矿粒自身重力之作用，从矿浆中沉淀出来的脱水过程。

过滤：是矿浆经过多孔的过滤介质（经常是滤布）使物料和液体分离的过程。

干燥：利用热能蒸发固体物料中的水分，从而脱水的作业。

尾矿处理：选矿厂对尾矿要有计划地处理和储放。处理尾矿的尾矿设施系统，主要由尾矿库（尾矿沉淀池）、尾矿输送系统、回水输送系统和尾矿水净化系统等部分组成。