冶金矿山是指开采黑色金属矿产资源的矿山。如果他们的产品不能直接作为冶炼原料，矿山可以经过破碎和选矿。黑色金属包括铁、铬和锰。冶金矿山是钢铁工业的主要原料供应商，是钢铁工业生产中最基本的环节。

冶金矿山企业主要开采黑色金属矿产品作为钢铁的基本原料，有色金属矿产品(如钒、钛等。)与其共存，还开采矿产品作为生产钢铁产品所必需的辅助原料。辅助矿产品主要有菱镁矿、耐火粘土、蓝晶石矿物、白云石、硅石、石灰石、萤石、铝矾土和石墨。

一.采矿

采矿是指用人力或机械开采有价值的天然矿物资源。根据矿床埋藏深度的不同和技术经济合理性的要求，采矿可分为露天开采和地下开采。近地表浅埋部分采用露天开采，深部采用地下开采。

对于一个矿体，是采用露天开采还是地下开采，取决于矿体的赋存状态。如果采用露天开采，应采用多深？这里有一个深度边界的问题，深度边界的确定主要看经济效益。一般来说，如果境界剥离小于或等于经济合理的剥离比，可以采用露天开采；否则，将采用地下开采。

(1)露天开采

露天开采是在露天条件下，以山坡露天或凹陷露天的形式，用采矿设备分阶段剥离岩石，提取有用矿物的一种采矿方法。与地下开采相比，露天开采具有施工速度快、劳动生产率高、成本低、劳动条件好、作业安全、矿石回收率高、贫化损失小等优点。特别是随着大型高效露天开采和运输设备的发展，露天开采将得到更加广泛的应用。目前，我国黑色冶金矿山大多采用露天开采。

建设露天矿的全过程一般包括:矿区地面设施的建设；矿床的排水和防水；露天矿基本建设和投产的一系列准备工作。

露天矿基础设施工程主要是挖入口沟、出口沟和断面沟，铺设运输线路，修建排土场，剥离岩石，修建给排水和供电设施。

交通沟将建立一条从地面到工作层以及工作层之间的倾斜运输道路。挖沟是在每一水平挖的水平沟，以开拓采矿工作线，即开拓阶段的初始工作线。

开沟、剥离和开采是露天矿生产过程中的三个重要环节。露天矿的下降速度和新水平的准备时间主要取决于开沟速度。为了保证露天矿的连续正常生产，开沟、剥采之间，在空和时间之间，必须有一定的超前关系。按照“采剥并举，先剥离”的原则组织生产。

在露天矿生产过程中，无论是剥离还是开采矿石，工艺流程一般都要经过穿孔、爆破、装载和运输。目前，我国黑色冶金矿山使用的设备主要是牙轮钻机和潜孔钻机，冲击钻机已被淘汰。装载设备大多使用3 ~ 4.6m 3电铲，6m 3以上的电铲也有。运输设备多采用20吨以上的卡车和80 ~ 150吨的电力机车，100吨电动轮卡车在一些超大型矿山也有广泛应用。

(2)地下开采

当矿床深埋于地表以下时，露天开采剥离系数会过高。经过技术经济比较，合理时将采用地下开采。

由于矿体埋藏较深，为了开采矿石，需要开挖从地表到矿体的巷道，如竖井、斜井、坡道、平巷等。地下矿山基建的重点是开挖这些井巷。

地下开采主要包括开拓、采切(采切)和开采三个步骤。开拓是竖井、斜井、坡道、平巷等的开挖工程。，从地表挖至矿体。开采准备是在开拓工程的基础上开采矿石的准备工作，包括掘进阶段的平巷、横巷、天井等准备巷道。掏槽是在开拓采矿工程的基础上，按照采矿方法进行回采作业前必须完成的井巷工程，如掏天井、掏平巷、掘巷道、掏槽、放矿漏斗、钻孔硐室等。采矿是在矿区内进行开采，包括钻孔放矿、运输矿石和支护采场。这三个步骤首先依次进行。矿井投产后，仍需继续挖掘各种井巷，以维持连续正常生产。如延伸巷道，挖掘各种勘探、

采矿、采掘巷道等。在时间上，要遵循“发展先于采准，采准先于采准，保证各级准备生产的矿石量达到合理保有期”的生产规律。这是通过长期生产实践总结出来的科学规律，符合矿山生产实际。

当地下矿床被开采时，第一个开采阶段之后通常是下一个开采阶段。该阶段矿床沿走向划分为矿块(矿块高度一般为40-60m，国外一般为60-120m，甚至高达200m)。通常，矿块被用作基本单元，或者矿块被细分为用于采矿的室和矿柱。

地下采矿方法有很多种，主要分为以下三类:

1.自然支撑采矿法。采区分为房柱式。当返回采矿室时，形成的采矿空区域由矿柱支撑。因此，采用这种采矿方法的基本条件是矿石和围岩要稳定。

2.人工支撑采矿法。在采区内，随着工作面的推进，采用人工支护的方法维护采区空区域，形成工作面。

3.崩落采矿法。用崩落矿石充填采矿空区是控制和管理地压的一种方法。因为上下围岩的冒落会引起地表的塌陷，所以使用这种采矿方法，允许地表冒落是必要的前提条件。

地下开采，无论是开采、精确开采还是开采，一般都要经过打眼、爆破、通风、装载、支护、运输等过程。

目前，我国地下重点矿山使用的设备主要是凿岩机、凿岩台车和采场中深孔凿岩机。装载机、铲运机和电动耙主要用于装载。一般用电力机车把成列的矿车拖到竖井、斜井、提升井和地点，再用罐笼把矿车吊到地面。大型地下矿山将矿车中的矿石卸入矿石仓，然后装入箕斗，提升到地面。

第二，矿物加工

中国铁矿资源中，富矿少，贫矿多。富矿的数量不能满足冶炼的需要，必须利用贫矿。因此，需要对大量的贫矿资源进行选矿，以满足冶炼要求。铁存在于矿石中，通常存在于几种矿物中。

相互关联，通过选矿可以分别选出各种有用组分，得到单一组分的精矿，为国家提供多种优质矿产资源。因此，选矿是冶金工业中不可缺少的环节。

一般选矿流程是:矿石经过破碎、磨矿、磁选或浮选、重选、过滤等过程，最终得到精矿。

(1)粉碎和筛分

破碎是指用破碎机将大块矿石破碎到一定粒度的工艺过程。一般将粒度为250-1500mm的大块矿石破碎成10-25mm的小块，用于选矿厂磨矿。将富铁矿和冶金辅助原料矿破碎成冶炼所需的合格块。用于破碎的破碎机包括颚式破碎机，回转破碎机和圆锥破碎机。

根据不同的矿石性质、粒度和选矿方法，应选择不同的破碎级数。一次破碎是指用破碎机对矿石进行一次破碎；多级破碎是指矿石由两台或多台破碎机破碎，然后转移到研磨工序。一级、二级、三级破碎又称为粗碎、中碎、细碎。大型选矿厂一般采用三级破碎工艺。冶金辅助原矿一般采用两段破碎工艺。

筛分是将破碎机破碎后的矿石用筛子进行筛选，筛出大块矿石，然后返回破碎机进行破碎；筛下的小块可被送至研磨系统或分离系统。

经过破碎和筛分，合格的25 ~ 30 mm铁块可直接用于冶炼。石灰石、白云石、硅石等。辅助冶金原料矿的矿石必须经过破碎和筛分，粒度合格的矿石才能用于冶炼。

(2)研磨和分级

磨矿是对粉碎后的矿石进行进一步研磨的工艺过程。磨矿粒度主要取决于矿石中矿物的嵌布粒度和选矿工艺的要求。一般以轧机的生产能力0.074mm (200目)作为计算水平。

目前最常用的粉磨设备有球磨机、棒磨机和自磨机。磨机可分为干磨(干磨)和湿磨(湿磨)。

分级根据矿石粒度和密度分为不同的等级。合格的细粒矿石可直接进入下道工序；粗矿石被送回选矿厂。磨机和分级机通常一起使用。常用的分级机有螺旋分级机、水力旋流器等。

(3)矿物加工

选矿就是去除脉石，富集有用矿物，满足冶炼要求。矿石经过破碎、磨矿、分级后，进入选矿流程。根据矿石中各种矿物的不同物理化学性质，采用不同的选矿方法。

铁矿物有强磁性和弱磁性。强磁性矿物主要指磁铁矿。弱磁性矿物主要指赤铁矿、假赤铁矿、镜铁矿、菱铁矿、褐铁矿和鲕状赤铁矿。根据矿物不同的比磁化系数选择不同的选矿方法；

1.磁性较强的磁铁矿一般采用弱磁选方法。常用的设备有永磁筒式磁选机和磁力脱水罐。这些磁选机的磁场强度为119.3 ~ 1352.8 kA/m，磁选是黑色冶金矿山常用的成本最低的方法。

2.弱磁性矿物和非磁性矿物的分离方法包括重选、浮选、强磁选、焙烧磁选以及这些方法的组合。

重力分选是利用有用矿物和脉石矿物比重的差异及其在介质(水、空气体或其他比重较大的介质)中沉降速度的不同而进行的分选方法。这种方法常用于分离锡、钨、金和其他金属矿石。

浮选是一种根据矿物表面润湿性来分选矿物的方法。在黑色冶金矿山，浮选用于处理弱磁性矿物或综合回收其他有用组分，选矿成本很高。

强磁选的原理与弱磁选完全相同，只是其磁场强度高于弱磁选，一般为1193.6 kA/m。

磁化焙烧是一种分离弱磁性赤铁矿的选矿方法。在特制的立窑或回转窑中焙烧，使赤铁矿变成磁铁矿，然后冷却，再进行研磨和磁选。

(4)脱水

脱水是从浓缩物中除去水分。如果干选后的精矿石需要脱水，可以直接送到烧结厂；如果是湿法清理，矿浆的含水量要去除到9% ~ 10%左右才能送到烧结厂。脱水过程分为浓缩和过滤，使用的设备是浓缩机和过滤器。

(5)综合回收

铁矿石通常伴有许多其他金属和非金属元素，如钒、钛、硫、磷、铜和一些稀有元素。选矿过程中应充分利用矿产资源，综合回收利用。综合利用还可以获得自然界中不存在于单独矿床中的稀有分散元素。一些尾矿被鉴定为无用的，可以用作建筑材料。因此，综合回收对整个国民经济建设和发展意义重大。

下一篇：安全文明工地作业指导书

上一篇：焊接作业主要危险分析及控制