『壹』 采礦工程中關於露采和地採的前景比較
自地殼內或地表開采礦產資源的技術和科學。一般指金屬或非金屬礦床的開采,廣義的采礦還包括煤和石油的開采及選礦。
采礦方法可大致分為露天開采、地下開采和液體開采3種基本采礦方法。①露天開采。即在露天條件下,將埋藏較淺的礦石,從礦坑露天礦、山坡露天礦或剝離露天礦進行開采。包括挖掘一系列順序的溝槽。采砂船采礦也屬剝離露天礦的一種,它從平底船上進行挖掘。②地下開采。是將埋藏較深的礦石,在地下採用自然支護、人工支護及崩落采礦方法將礦石開采出來。③液體開采。又稱特殊采礦法。是從天然鹵水裡、湖裡、海洋里或地下水中提取有用的物質;將有用礦物加以溶解(或熱水融化),再將溶液抽至地面後進行提取;用熱水驅、氣驅或燃燒,把礦物質從一個井孔驅至另一井孔中采出。大多數液體采礦是用鑽井法進行的。
對於一個具體礦床,根據地質條件和岩石力學資料,選擇合理的采礦方法。比較理想的是要使被選用的采礦方法,在符合生產安全和適當采出有用礦物的要求下,能取得最大的經濟效益。如采礦方法選擇不當,將長期影響礦山生產技術指標和經濟效益。
自地殼內或地表開采礦產資源的技術和科學。一般指金屬或非金屬礦床的開采,廣義的采礦還包括煤和石油的開采及選礦。其實質是一種物料的選擇性採集和搬運過程。采礦工業是一種重要的原料採掘工業,如金屬礦石是冶金工業的主要原料,非金屬礦石是化工原料和建築材料,煤和石油是重要的能源。多數礦石需經選礦富集,方能作為工業原料。
采礦科學技術的基礎是岩石破碎、鬆散物料運移、流體輸送、礦山岩石力學和礦業系統工程等理論。需要運用數學、物理、力學、化學、地質學、系統科學、電子計算機等學科的最新成果。采礦工業在已基本達到的高度機械化基礎上,通過改進綜采設備的設計、造型、材質、製造工藝、檢驗方法和維修制度等,將進一步提高其生產能力和設備利用率。同時礦井在提升、運輸、排水、通風、瓦斯監控等許多環節將實現自動化和遙控。地下和露天礦都將實現計算機集中自動管理監控。有的國家已將機器人試用於井下回採工作面,開采對人員損害較大的礦種。另一方面,隨著人類對地下礦產的不斷開采,開采品位由高到低,資源緊缺,迫使使用低品位礦產,選擇適當的采礦和選礦方法,進行綜合採選、綜合利用,提高礦產資源的利用率和回採率,降低礦石的損失率和貧化率。采礦和選礦過程中生成的有毒氣體、廢水、廢石和粉塵等物質以及雜訊和振動等因素,對環境、土地、大氣和水質等造成危害,一直是人們關心的課題。各國研究環保問題中進一步提出了資源的長期利用問題,特別著眼於廢渣、廢石、廢液的重復使用、破壞後土地復用等。制訂強有力的法律,採取有效措施確保礦山環境。
簡史 原始人類已能採集石料,打磨成生產工具,採集陶土供製陶,就是最早采礦的萌芽。中國古代的采礦歷史悠久,從湖北大冶銅綠山古銅礦遺址出土有用於採掘、裝載、提升、排水、照明等的銅、鐵、木、竹、石制的多種生產工具及陶器、銅錠、銅兵器等物,證實春秋時期已經使用了立井、斜井、平巷聯合開拓,初步形成了地下開采系統。至西漢時期,開采系統已相當完善。此時在河北、山東、湖北等地的鐵、銅、煤、砂金等礦都已開始開采。戰國末期秦國蜀太守李冰在今四川省雙流縣境內開鑿鹽井,汲鹵煮鹽。明代以前主要有鐵、銅、錫、鉛、銀、金、汞、鋅的生產。17世紀初,歐洲人將中國傳入的黑火葯用於采礦,用鑿岩爆破落礦代替人工挖掘,這是采礦技術發展的一個里程碑。19世紀末20世紀初,相繼發明了礦用炸葯、雷管、導爆索和鑿岩設備,形成了近代爆破技術;電動機械鏟、電機車和電力提升、通訊、排水等設備的使用,形成了近代裝運技術。20世紀上半葉開始,采礦技術迅速發展,出現了硝酸銨炸葯,使用了地下深孔爆破技術,各種礦山設備不斷完善和大型化,逐步形成了適用於不同礦床條件的機械化采礦工藝。提出了礦山設計、礦床評價和礦山計劃管理的科學方法,使采礦從技藝向工程科學發展。20世紀50年代後,由於使用了潛孔鑽機、牙輪鑽機、自行鑿岩台車等新型設備,採掘設備實現大型化、運輸提升設備自動化,出現了無人駕駛機車。電子計算機技術用於礦山生產管理、規劃設計和科學計算,開始用系統科學研究采礦問題,誕生了系統采礦工程學。礦山生產開始建立自動控制系統,利用現代試驗設備、測試技術和電子計算機,預測和解算某些實際問題。因此采礦工程學科被正式提出並得到了公認。
特點 采礦的生產環境和生產過程與其他工業相比較,具有以下特點:①採掘加工的主要原料是自然賦存的礦體。礦址不能自由選擇,礦床的工業儲量不能輸入,也不能再生。礦山的生產能力、服務年限和經濟效益密切相關。每個礦山都要經歷建礦、投產、正常生產、減產和閉礦的歷程。②采礦設備和人員經常隨采礦進程和加工對象轉移,沒有固定的加工車間。被開採的礦體必須掘進一系列巷道,進行采礦准備工作(采准),才能開始回採。開拓、采准和回採工作互相協調,才能保證礦山正常生產。否則就會造成采剝失調或採掘失調,迫使礦山減產。③開采工作總的趨勢是採掘條件愈來愈差,采出礦石的品位逐漸降低,隨之成本可能增高。由於岩石的混入會使礦石貧化,降低質量,還有部分礦石不能采出,而損失於地下。因此要不斷改進采礦和選礦技術,開展綜合利用,以降低成本。降低貧化率和損失率是采礦生產中重要的質量管理工作,具有很大的經濟潛力。④礦體賦存條件和形狀復雜,品位分布不均。工業儲量在開采過程中可能會有較大變化,使采礦設計難於標准化,加之建礦周期長,基建投資大,故投資風險性也大。⑤采礦工作在露天或地下采場。勞動量大,工作條件差,安全性差,不易實現綜合機械化和自動化,故需特別重視改善勞動保護和環境條件。⑥一個礦山的經營效果,在很大程度上決定於所開采礦石的市場供求和價值高低。因此對礦山管理水平的評價,不能像其他工業一樣,單純地以絕對經濟效益為准。
『貳』 人類是如何將礦產資源從地下開采出來的
地質勘探——確定礦體
采礦——根據礦體性質,選用合適方法
選礦
冶煉
『叄』 人類對礦產的開采方法有哪些
主要有露天開采和井下開采,露天開采一般是利用大型機械設備從地表自上而下進行採掘,這種開采方式適洞纖合礦體出露在地表或覆蓋不太粗顫廳厚的礦山,井下開采一岩隱般是通過豎井、平硐、斜井等方式進行地下掘進開採的采礦方式,此方法適合礦體埋深較大的礦山開采.露天開采一般比井下開采要安全,成本較低.
『肆』 人類對海洋的開發和利用 人類是怎樣開發利用海洋資源的
海底礦產資源開發海底礦產資源種類繁多,石油和天然氣的開發產值占首位,其次是煤礦,另外還有砂、礫石和重砂礦等. ① 石油和天然氣.海底有5000萬平方公里(約占海洋面積的14%)潛在的含油沉積盆地,其中石油的可采儲量估計為1350億噸.近期勘探表明,水深大於200米的大陸坡、大陸隆和小洋盆很可能是未來油氣生產的遠景區. 20世紀80年代初從事海上油氣勘探的國家已達 100多個.1983年鑽井水深已達1965米.到1984年5月,全世界共有活動式鑽井平台715座,其中自升式436座,半潛式 164座,坐底式29座,鑽井浮船和駁船86艘.世界海洋石油產量從1950年的 0.3億噸,佔世界石油總產量的5.5%,增長到1983年的6.9億噸,佔世界石油總產量的26%.其中以英國、沙烏地阿拉伯、墨西哥、美國和委內瑞拉等國產量最多.海洋天然氣1983年的產量為2960億立方米,佔世界天然氣總產量的19%.其中美國、英國和挪威的產量占總產量的71.8%.海洋石油和天然氣開發的產值已佔海洋開發總產值的70%左右. 中國1959年開始在渤海勘探,以後逐漸擴大到南黃海、東海和南海北部大陸架,包括台灣方面在內,已發現了7個大型含油氣沉積盆地. ② 煤礦.目前開采海底煤礦的國家有日本、英國、加拿大、土耳其、智利、中國等.日本海底煤礦的開采量占其全國煤總產量的50%左右.智利海底煤礦的開采量達全國煤總產量的84%.英國的位於諾森伯蘭離岸14公裏海底的煤礦是世界最大的海底煤礦. ③ 重砂礦和砂礫.海濱砂礦的開采方法很多.目前世界80%的鋯石、90%的金紅石都是由澳大利亞海濱砂礦開採的.世界90%的錫石來自海濱砂礦,泰國是最大的產錫國.美國在阿拉斯加的好消息灣開採的鉑砂礦佔美國鉑總產量的90%以上.中國開採的海濱砂礦有鈦鐵礦、鋯石、獨居石和磷釔礦等.世界上正在開采海洋砂礫的國家有日本、英國、美國、丹麥、荷蘭、中國和瑞典等. ④ 錳結核和熱液礦床.這兩種礦目前尚未正式開采.海底錳結核的試驗性開采已經開始,1978年3月「塞德科 445」號采礦船在夏威夷東南1700公里、水深5000米處試采,日產錳結核300噸;1980年6月和1981年 3月「格洛瑪·勘探者」號船兩次進行試采,日產錳結核500噸.聯邦德國的普羅伊薩克公司1979年已從紅海2200米深的海底采出 15000立方米的礦泥.目前一些國家正在研究提煉軟泥中的金屬的技術. 海水化學資源開發 海水中存在著豐富的資源.人類直接從海水中大量提取或利用的物質目前只有食鹽、溴、鎂和淡水等.食鹽是提取量最大的海水化學物質,世界年產量已超過5000萬噸.中國的產量一直居首位,1983年的生產量為1194萬噸.海水提溴和提鎂發展都較快,世界溴產量的70%、鎂產量的34%都來源於海水.海水淡化的方法很多,發展很快.1975年世界日產95噸以上的海水淡化裝置有1036個,日產淡水量約 200萬噸;到1980年規模同等的淡水裝置已達2204個,日產淡水量達727萬噸. 海洋生物資源開發 包括捕撈和養殖兩個方面.在20世紀60年代以前,海產捕獲量直線上升,但70年代以後,雖然捕漁船隊和噸位數比過去成倍增加,產量卻徘徊在6000萬噸左右.1982年世界海洋漁獲量6820萬噸,其中日本居首位,蘇聯次之,中國居第三位.由於捕撈量的90%以上集中在大陸架水域,造成捕撈過度.近十多年來,水產資源遭到破壞,不少國家的捕撈區已向深海遠洋發展,並尋找新的海洋生物資源.據聯合國糧農組織初步估計,南極磷蝦蘊藏量約10~50億噸.在不破壞生態平衡的前提下,每年可捕撈5000~7000萬噸,幾乎相當於目前世界的總漁獲量,受到世界各國重視. 海水增養殖發展很快,日本1960年海水養殖產量為30萬噸,到1982年已達118萬噸;美國的海水牡蠣養殖產量居世界首位,1982年產 24590噸牡蠣(凈肉);中國海水養殖的產量1983年已達54.5萬噸,比1954年增加了5倍多,養殖品種有海帶、紫菜、貽貝、鮑魚、牡蠣、蛤、海參、對蝦、梭魚、尼羅羅非魚等.
『伍』 我們的家鄉有哪些礦產資源,人們對礦產是如何開采,利用和保護的
礦物資源主要包括煤礦、金屬礦(銅、鐵、鉛、鋅、鎳、金)等。現在都是掠奪式開采,哪有什麼保護的。
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