海底采礦法成果
1873年英國首先在大西洋發現錳結核。20世紀60年代,一些工業發達國家開始調查深海海底礦產資源,并研究開采技術。已知的深海海底礦產資源主要是錳結核,有些海域發現含金、銀、銅、鉛、鋅等的多金屬軟泥。這些年已建立起八個跨國財團,約有一百多家公司在從事勘探與試采工作。中國近幾年展開調查研究工作,多次在太平洋采集到錳結核。 錳結核是含有錳、鐵、銅、鎳、鈷和其他20多種稀有元素的球形結核,廣泛分布在世界各大洋2000~6000m深的洋底表層。太平洋中部的結核品位最高(表2),儲量最大。有些海域的錳結核中鎳、鈷、銅的品位高于陸地開采的礦床。已發現世界各大洋底錳結核的總儲量約三萬億噸,僅太平洋就有17000億噸左右,它的儲量在不斷增長,在太平洋底,每年約可增長一千萬噸左右。70年代末在連續索斗采砂船上,由帶有很多拖斗的無極繩連續轉動,將錳結核自海底撈出(圖2)。采砂船橫向慢速移動,能使若干拖斗同時在一定寬度上連續作業。70年代曾用壓氣升液采砂船試采深5000m洋底的 錳結核。壓氣在不大于 1000m深處進入吸砂管。也曾用水力采砂船在1800m洋底進行了試采。深海采砂船都配有水深控測、海底攝影和電視等設備和勘測儀器。都未投入工業生產。 1963年英國"發現者"號調查船在紅海發現多金屬軟泥,70年代末在東太平洋發現含銅、鋅、銀等元素的多金屬硫化物,都未進行工業開采。
開采的主要砂礦見表1。其中開采規模較大的是建筑用砂和礫石、錫石、金剛石、鐵礦砂和金礦砂等。主要用鏈斗式、水力式、壓氣升液式和抓斗式采砂船開采。前兩者較常用。
鏈斗采砂船 見采砂船開采。這種設備抗風浪性能差,通常用于開采水深小于50m的砂礦。東南亞國家用它開采淺海錫砂(圖1a)。
水力采砂船 利用砂泵或水射流將海底砂礦以砂漿形式通過管道吸至采砂船的洗選設備中。水淺時砂泵裝在船上;水深時砂泵置于水中或與水射流聯合使用。膠結砂層用高壓水射流器或裝有旋轉刀具的挖頭預先松散。泵吸式水力采砂船的作業深度一般為9~27m;與水射流聯合使用時作業深度可達 68m。常用于開采建筑用砂和礫石(圖1b)。
壓氣升液采砂船 將壓氣送入吸砂管下部,使氣泡與管內砂漿混合,降低砂漿比重,利用管內外壓差舉升砂漿(圖1c)。 它不僅用于淺海,還可用于深海開采。對膠結砂層須預先松散。
抓斗采砂船 這種采砂船受海水深度影響小,靈活性高,可采海底不平的和粒度不勻的砂礦,但生產能力低。也常用于海底取樣(圖1d)。
這幾年開始用潛艇在海底取樣撈砂,觀察海底情況,并用無人推土機在海底集砂,以提高采砂船生產能力和回采率。
淺海海底基巖中固體礦床的開采
在淺海大陸架基巖中,與陸地一樣,也賦存各類固體礦床。主要開采岸邊礦床延伸至海底的部分。常用的開拓方法是自陸地開掘井巷通至海底。海水不深時可堆造人工島構筑立井。中國和英、日、加、美、智利等很多國家都在開采海岸附近的海底礦床。所用采礦方法應保證頂底板巖層不產生通至海底的裂隙,以防止海水涌入。此外,還須加強頂底板監測和水質化驗工作,以便及時采取安全措施。美國在墨西哥灣成功地用弗拉施采礦法在平臺上開采海底的自然硫礦。
海底采礦法分類
海洋固體礦產資源,按賦存條件和開采方式分為淺海海底堆積砂礦、海底巖層中固體礦床、深海海底堆積的錳結核和多金屬軟泥。主要開采前兩者,深海采礦還處于研究和試采階段。
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采礦設備是直接開采有用礦物和開采準備工作所用的機械設備,包括開采金屬礦石和非金屬礦石的 采掘設備;開采煤炭用的采設備,開采石油用的石油鉆采設備。按被采礦物的不同可分為: ①采掘設備。又可分為鉆炮...
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留礦采礦法 留礦法在我國占有相當大的比重, 根據 1971 年有色金屬礦山統計, 留礦法占總產量的 40% ,其中淺孔留礦法占 36% ,占據各類采礦方法的首位。 一、淺孔留礦法概述 (一)淺孔留礦法特點 (1)它是空場法的一種,具有空場法的共同特點。它也是將礦塊劃分為礦房和礦柱兩步 驟回采。先采礦房,后采礦柱。 (2)這種采礦方法工人可以直接在礦房中大暴露面下工作。 (3)淺孔留礦法是自下而上分層回采礦房,使用淺孔崩薄礦石。 主要特點: (4)每次采下的礦石,靠礦石自重從漏斗放出 1/3 左右,留下 2/3 礦石作為下次鑿巖爆 破工作的臨時工作臺。當礦房全部采空后,再將留下的 2/3 的礦石全部放出(這叫大量放 礦)。暫留下的礦石并不能作為地壓管理的主要手段。 (5)鑿巖工人是站在留礦堆上進行作業的。 (二)淺孔留礦目前使用情況 (1)有些書中將留礦法不列為空場采礦法的一種,而是專門列為
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1 CM101- S16W- 400- N2、3淺孔采場 設計說明書 2 CM101-S16W-400-N2、3淺孔采場設計說明書 一、 采場地質及礦體描述 1采場位置 采場位于 CM101豎井 S16W北沿脈, 400中段至 450中段的 54線至 58+15線,該礦塊上部由 450中段沿脈工程控制,底部有 400中段沿脈工程,礦塊中部有 TJ56沿脈天井控制。 2 礦化蝕變帶與圍巖關系 S16W的礦化蝕變帶的明顯特征, 蝕變帶內靠近下盤有 0.4 米至 0.8 米的強硅化帶, 在硅化層頂板有 0.6 米至 1.2 米的鉛鋅礦化、 鉻云母化、黃鐵礦化蝕變帶, 礦體賦存嚴格受構造控制。雖然蝕變強弱不同而導致頂底板界限并不明顯,但帶內構造可直接表明蝕變帶總體產狀變化特征。在 S16W礦化蝕變帶的下盤為 1.5 米至 3米左右的弱礦化蝕變巖,蝕變程度輕而質地較硬,對礦房回采不會造成太大影響