矿山采矿排土作业.pptx

郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-241金属非金属矿山排土场安全生产规则金属非金属矿山排土场安全生产规则汽车在排土场的运行汽车在排土场的运行v1.汽车排土作业时，应有专人指挥，非作业人员一律不得进入排土作业区，凡进入作业区内工作人员、车辆、工程机械必须服从指挥人员的指挥。2.排土场平台必须平整，排土线应整体均衡推进，坡顶线应呈直线形或弧形，排土工作面向坡顶线方向应有3%5%的反坡。3.排土卸载平台边缘要设置安全车挡，其高度不小于轮胎直径的2/5，车挡顶部和底部宽度应分别不小于轮胎直径的1/3和1.3设置移动车挡设施的，要按移动车挡要求作业。4.应按规定顺序排弃土岩，在同一地段进行卸车和推土作业时，设备之间必须保持足够的安全距离。5卸土时，汽车应垂直于排土工作线；严禁高速倒车、冲撞安全车档。6推土时，在排土场边缘严禁推土机沿平行坡顶线方向推土。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-242v7.排土安全车挡或反坡不符合规定、坡顶线内侧30米范围内有大面积裂缝或不均匀下沉时，禁止汽车进入该危险区，排土场作业人员需对排土场作出及时处理。v8.排土场作业区内因雾、粉尘、照明等因素使驾驶员视距小于30米或遇暴雨、大雪、大风等恶劣天气时，应停止排土作业。v9.汽车进入排土场内应限速行驶，距排土工作面50200米限速16公里/小时，小于50米限速8公里/小时；排土作业区内应设置一定数量的限速牌等安全标志牌。v10.排土作业区照明必须完好，灯塔与排土挡墙距离1525米，照明角度必须符合要求，夜间无照明禁止排土。v11.排土作业区必须配备足够数量且质量合格、适应汽车突发事故应急的钢丝绳（不少于四根）、大卸扣（不少于四个）、灭火器等应急工具。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-243v5移动牵引网路始端，应设电源开关。v6在独头卸载线端部，必须设置车挡。车挡应有完好的挡栏指示和灯光示警。独头线的起点和终点，应设置铁路障碍指示器。列车在卸车线上运行和卸载时，应遵守下列规定：列车在卸车线上运行和卸载时，应遵守下列规定：v1列车进入排土线后，由排土人员指挥列车运行。机械排土线的列车运行速度准轨不得超过1015kmh；窄轨不得超过8kmh；接近路端时，不得超过5kmh。v2严禁运行中卸土（曲轨侧卸式和底卸式除外）。v3卸车顺序应从尾部向机车方向依次进行，必要时，机车应以推送方式进入。v4列车推送时，应有调车员在前引导。v5新移设线路后，首次列车严禁牵引进入郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-244v6翻车时必须2人操作，操作人员应位于车箱内侧。v7清扫自翻车应采用机械化作业，人工清扫时必须有安全措施。v8卸车完毕，必须在排土人员发出出车信号后，列车方可驶出排土线。排土犁排土时，应遵守下列规定排土犁排土时，应遵守下列规定：v1推排作业线上排土犁、犁板和支出机构上，严禁有人。v2排土犁推排岩土的行走速度，不得超过5km/h。v单斗挖掘机排土时，应遵守下列规定：v1受土坑的坡面角不得大于60，严禁超挖。v2挖掘机至站立台阶坡顶线的安全距离应符合下列要求：va、台阶高度10m以下不小于6m；vb、台阶高度1115m不小于8m；vc、台阶高度1620m不小于11m；vd、台阶高度超过20m时应制定安全措施。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-245铁路移动线路卸车地段，应遵守下列规定：铁路移动线路卸车地段，应遵守下列规定：v1.路基面应向排土场内侧形成反坡.v2.线路一般应为直线，困难条件下，其平曲线半径不小于表1的规定，并根据翻卸作业的安全要求设置外轨超高。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-246v3线路尽头的一个列车长度内应有2.55的上升坡度。v4卸车线钢轨轨顶外侧至台阶坡顶线的距离，应不小于表2的规定。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-247排土机排土必须遵守下列规定排土机排土必须遵守下列规定：v1排土机必须在稳定的平盘上作业，外侧履带与台阶坡顶线之间必须保持一定的安全距离。v2工作场地和行走道路的坡度必须符合排土机的技术要求。v3排土机长距离走行时，受料臂、排料臂应与走行方向成一直线，并将其吊起、固定；配重小车在前靠近回转中心一端，到位后用销子固定；严禁上坡转弯。排土场排洪与防震排土场排洪与防震v1山坡排土场周围应修筑可靠的截洪和排水设施拦截山坡汇水。v2排土场内平台应实施2%3%的反坡，并在排土场平台修筑排水沟拦截平台表面山坡汇水。v3当排土场范围内有出水点时，必须在排土之前必须采取措施将水疏出。排土场底层应排弃大块岩石，并形成渗流通道。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-248v4汛期前应采取下列措施做好防汛工作：va、明确防汛安全生产责任制，建立紧急预案；vb、疏浚排土场内外截洪沟；详细检查排洪系统的安全情况；vc、备足抗洪抢险所需物资，落实应急救援措施；vd、及时了解和掌握汛期水情和气象预报情况，确保排土场和下游泥石流拦挡坝道路、通讯、供电及照明线路可靠和畅通。v5汛期应对排土场和下游泥石流拦挡坝进行巡视，发现问题应及时修复，防止连续暴雨后发生泥石流和垮坝事故；v6洪水过后应对坝体和排洪构筑物进行全面认真的检查与清理。发现问题应及时修复。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-249v7处于地震烈度高于6度地区的排土场，应制订相应的防震和抗震的应急预案，内容包括：va、抢险组织与职责；vb、排土场防震和抗震措施；vc、防震和抗震的物资保障；vd、排土场下游居民的防震应急避险预案；ve、震前值班、巡查制度等。v8排土场泥石流拦挡坝原设计抗震标准低于现行标准时，必须进行加固处理。v9地震后，必须对排土场、排土场下游的堆石坝进行巡查和检测，及时修复和加固破坏部分，确保排土场及其设施的运行安全。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2410v排土场关闭与复垦v1排土场关闭v1.1矿山企业在排土场结束时，必须整理排土场资料、编制排土场关闭报告。v1.2排土场资料应包括：排土场设计资料、排土场最终平面图、排土场工程水文地质资料、排土场安全稳定性评价资料、排土场复垦规划资料等。v1.3排土场关闭报告应包括：结束时的排土场平面图、结束时排土场安全稳定性评价报告、结束时的排土场周围状况、排土场复垦规划等。v1.4排土场最终境界安全稳定性评价要由具备资质的中介技术服务机构进行。不符合安全条件的，评价单位要提出治理措施；企业要按措施要求进行治理；并报安全生产监督管理部门备案。v1.3关闭后的排土场安全管理工作由原企业负责，破产企业关闭后的排土场，由当地政府落实负责管理的单位或企业。关闭后的排土场重新启用或改作他用时，必须经过可行性设计论证，并报安全生产监督管理部门审查批准。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2411v2排土场复垦排土场复垦v2.1矿山企业在排土场生产运行过程中，应制定切实可行的复垦规划，达到最终境界的台阶先行复垦。v2.2排土场复垦规划要包括场地的整备、表土的采集与铺垫、覆土厚度、适宜生长植物的选择等。v2.3关闭后的排土场未复垦或未完全复垦，应留有足够的复垦资金。v排土场安全检查排土场安全检查v1排土场安全检查v1.1排土场稳定性安全检查的内容包括：排土参数、变形、裂缝、底鼓、滑坡等郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2412v1.2检查排土参数。va、测量各类型排土场段高、排土线长度，测量精度按生产测量精度要求。实测的排土参数应不超过设计的参数，特殊地段应检查是否有相应的措施。vb、测量各类型排土场的反坡坡度，每100m不少于2条剖面，测量精度按生产测量精度要求。实测的反坡坡度应在各类型排土场范围内。vc、汽车排土场测量安全挡墙的底宽、顶宽和高度，实测的安全挡墙的参数应符合不同型号汽车的安全挡墙要求。vd、铁路排土场测量线路坡度和曲率半径，测量精度按生产测量精度要求；挖掘机排土测量挖掘机至站立台阶坡顶线的距离，测量误差不大于10mm；各参数应满足本规则5.2的要求。ve、排土机排土测量外侧履带与台阶坡顶线之间的距离，测量误差不大于10mm；安全距离应大于设计要求。vf、检查排土场变形、裂缝情况。排土场出现不均匀沉降、裂缝时，应查明沉降量，裂缝的长度、宽度、走向等，判断危害程度。vg、检查排土场地基是否隆起。排土场地面出现隆起、裂缝时，应查明范围和隆起高度等，判断危害程度。v1.3检查排土场滑坡。排土场滑坡时应检查滑坡位置、范围、形态和滑坡的动态趋势以及成因。v1.4检查排土场坡脚外围滚石安全距离范围内是否有建构筑物，是否有耕种地，不得在该范围内从事任何活动。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2413v排土场排水构筑物与防洪安全检查排土场排水构筑物与防洪安全检查v2.1排水构筑物安全检查主要内容：构筑物有无变形、移位、损毁、淤堵，排水能力是否满足要求等。v2.2截洪沟断面检查内容：截洪沟断面尺寸，沿线山坡滑坡、塌方，护砌变形、破损、断裂和磨蚀，沟内物淤堵等。v2.3排土场下游设有泥石流拦挡设施的，检查拦挡坝是否完好，拦挡坝的断面尺寸及淤积库容。v排土场安全评价郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2414v露天矿山的边坡直接影响到矿山的安全生产，边坡管理不好，将给作业人员和生产设备带来极大的危害。第三节露天边坡事故预防郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2415(一)边坡的结构及特点1边坡的结构最终边坡角、台阶各项参数、开采深度等一般在开采前由设计来确定。当这些参数确定后，边坡的基本结构也就确定了。最终边坡角：最终边坡角是露天采矿场构成要素之一。指露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角，也称最终帮坡角或最终边帮角。最终边坡的一般结构是：在非运输帮边坡上是由几个安全平台加上一个清扫平台组成；在运输帮边坡上由安全平台、清扫平台、运输平台组成，运输平台是根据线路而布入的。由于运输平台往往较安全或清扫平台宽，所以在有运输线一帮的边坡角比无运输线一帮的边坡角要缓些。需要指出的是，在一些采石场尤其是乡镇采石场，往往是不分层的高台阶开采，作业环境极不安全，容易发生高处坠落、坍塌、物体打击与爆破飞石等事故。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-24162边坡的特点露天矿边坡与其他一些工程边坡相比，有以下特点：(1)露天矿边坡一般比较高，从几十米到几百米都有，走向长从几百米到数公里，因而边坡暴露的岩层多，边坡各部分地质条件差异大，变化复杂。(2)上下部边坡的稳定性要求不相同。露天矿最终边坡是由上而下逐步形成，上部边坡服务年限可达几十年，下部边坡则服务年限较短，底部边坡在采矿时即可废止。(3)露天矿由于每天频繁的穿孔、爆破作业和车辆行进，使边坡岩体经常受到震动。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2417(二)边坡的破坏类型1.边坡岩体的破坏边坡岩体的破坏露天矿开采会破坏岩体的稳定状态，使边坡岩体发生变形破坏。边坡破坏的形式主要有崩落、散落、倾倒坍塌和滑动等。2.边坡岩体的滑动速度和破坏规模边坡岩体的滑动速度和破坏规模当边坡岩体发生滑动破坏时，由于受各种因素和条件的影响，其滑动速度是不相同的。有的瞬间发生、而有的滑动破坏是缓慢进行。边坡破坏破坏类型按机理分：1、平面破坏边坡沿某一主要结构面如层理、节理或断层面发生滑动，其滑动线为直线。指岩石沉积过程中的原生成层构造。节理：岩石中的裂隙，其两侧岩石没有明显的位移。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-24182、楔状破坏在边坡岩体中有两组或两组以上结构面与边坡相交，将岩体相互交切成楔状体而发生破坏。3、圆弧形破坏边坡岩体在破坏时其滑动面呈圆弧状下滑破坏4、倾倒破坏当岩体中结构面或层面很陡时，每个单层面在重力形成的力矩作用下向自由空间变形。边坡的破坏类型郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2419v边坡岩体破坏规模分类边坡岩体破坏规模分类v1、小型滑落、小型滑落滑落的岩体体积在滑落的岩体体积在1万立方米以下万立方米以下v2、中型滑落、中型滑落滑落的岩体体积一般在滑落的岩体体积一般在1万万10万万立方米之间。立方米之间。v3、大型破坏、大型破坏滑落的岩体体积一般在滑落的岩体体积一般在10万万100万立方米之间。万立方米之间。v4、巨型破坏、巨型破坏滑落的岩体体积一般在滑落的岩体体积一般在100万立方万立方米以上。米以上。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2420v影响边坡稳定的主要因素v1、岩石的物理学性质v2、地质构造v3、水文地质条件的影响v4、开采技术条件的影响v5、管理方面的影响v6、地震的影响郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2421v1、岩石的物理学性质v主要有岩石的硬度、凝聚力和内摩擦角等。一般岩石的硬度越大越稳定。常见的滑坡是在沙岩石、泥岩、灰岩及片理化（岩石受到剪应力作用发生的变化）的岩层中发生。v2、地质构造v主要是由节理、裂隙、断层和破碎带以及极不稳定的软岩夹层和遇水膨胀的软岩面等形成的弱面。v大量滑坡实例表明，滑坡体的滑动面和边缘轮廓都是受结构面控制的。v节理：岩石中的裂隙，其两侧岩石没有明显的位移。v3、水文地质条件的影响v地表水的渗入和地下水。露天矿的滑坡多发生在雨季或解冻期，当地下水赋存于岩石弱面中时，水的作用显著增大，岩体的滑动力和减小弱面间的摩擦力，从而使边坡的稳定性降低。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2422v4、开采技术条件的影响v边坡角、边坡形式、开采顺序、推进方向以及穿爆工艺等的影响。v边坡角越小，边坡越稳定；v上部较缓、下部陡的边坡比上部陡、下部较缓的边坡稳定。v边坡出露的时间越短越稳定。v5、管理方面的影响v如超挖坡角，在边坡上部堆置废石和设备，建筑房屋等，都会降低边坡的稳定性。v6、地震的影响郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2423v边坡的安全管理v确保露天矿边坡安全是一项综合性工作，包括确定合理的边坡参数，选择适当的开采技术和制定严格的边坡安全管理制度。v边坡事故的预防v露天采场边坡滑坡/工作台阶和非工作台阶的坍塌以及浮石冒落统称为坍塌事故。预防边坡坍塌事故的主要措施有：v一、技术措施v二、管理措施郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2424(三)边坡安全管理1确定合理的台阶高度和平台宽度合理的台阶高度对露天开采的技术经济指标和作业安全情况都具有重要的意义。确定台阶高度要考虑矿岩的埋藏条件和力学性质、穿爆作业的要求、采掘工作的要求一般不超过15m。平台宽度不但影响边坡角的大小，也影响边坡的稳定性。工作平台宽度取决于所采用的采掘运输设备的要求和爆堆的度。2正确选择台阶坡面角和最终边坡角台阶坡面角的大小与矿岩性质、穿爆方式、推进方向、矿岩层理方向和节理发育情况等因素有关。工作台阶坡面角的大小在各类矿上安全规程都作了详细的规定。如坚硬稳固的矿岩，工作台阶坡面角不大于75。最终边坡角与岩石的性质、地质构造、水文地质条件、开采深度、边坡存在期限等因素有关。由于这些因素十分复杂，因此通常参照类似矿山的实际数据来选择矿上最终边坡角。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-24253选用合理的开采顺序和推进方向在生产过程中要坚持从上到下的开采顺序坚持打下向孔或倾斜炮孔，杜绝在作业台阶底部进行掏底开采，避免边坡形成伞檐状和空洞。一般情况下应选用从上盘向下盘的采剥推进方向做到有计划、有条理的开采。5建立健全边坡检查和管理制度当发现边坡上有裂陷可能滑落或有大块浮石及伞檐悬在上部时，必须迅速进行处理。处理时要有可靠的安全措施。受到威胁的作业人员和设备要撤到安全地点4合理进行爆破作业，减少爆破震动对边坡的影响由于爆破作业产生的地震可以使岩体的节理张开。因此在接近边坡地段尽量不采用大规模的齐发爆破，可以采用微差爆破、预裂爆破、减震爆破等控制爆破技术并严格控制同时爆破的炸药量。在采场内尽量不用抛掷爆破应采用松动爆破，以防止飞石伤人，减少对边坡的破坏。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2426v6.边坡监测与预报。对边坡岩体的变形和移动情况进行监测，是预报滑坡，减少事故不可忽视的工作。边坡监测的手段和仪表有多种多样，对中小型矿山来说，最易学、最经济、最有效又最容易的方法是裂隙观测法，就是在裂隙中放一个木锲子，并在其上划出与地面平行的线条标记，观测裂隙变化的情况，若木锲子往里面滑进，则说明裂隙在扩大，有滑坡的危险，应采取防治的措施，避免边坡事故的发生。v7.加强安全教育，规范员工的行为。要结合矿山的实际情况，强化作业人员的安全教育，提高员工的安全意识，规范员工的作业行为。特别要注意坚持班前安全会制度。经常提醒作业过程中应注意的安全事项，及时纠正员工的不安全行为。作业人员应按自己所从事的工作，遵守本岗位（工种）的安全技术操作规程，严禁任何人员在边帮底部休息及停留，以防止边帮的突然下滑而导致人员的伤亡事故。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2427三、不稳定边坡的治理措施疏干排水法1地表排水一般是在边坡岩体外面修筑排水沟，防止地表水流进边坡岩体表面裂隙中。排水沟要求有一定的坡度，一般为5；断面大小应满足最大雨水时的排水需要；沟底不能漏水；要经常维护好水沟，防止水沟堵塞。边坡顶面也应有一定的坡度，使边坡顶部不致积水。在具有较大张开裂隙的边坡，该地降雨量又多，在这种情况下，除了开沟引水外，还必须对裂隙进行必要的堵塞，深部宜用砾石或碎石充填，裂隙口宜用黏土密封。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-24282地下水疏干地下水是指潜水面以下即饱和带中的水。对于地下水可采取疏干或降低水位，减少地下水的危害，这样既可提高现有边坡的稳定性，又可使边坡在保持同样稳定程度的情况下加大边坡角。地下水的疏干有天然疏干和人工疏干两种。当露天开采切穿天然地下水面时，地下水便向采场渗流。这样，采场就要排水，边坡内的水位降低造成天然疏干。由于岩体中的裂隙不通达边坡表面，因而仅依赖于天然疏干是不够的，还必须配合人工疏干，才能达到预期的目的。疏干系统的规模与欲疏干边坡的规模有关，其效率与它穿过的岩体不连续面的数量有关。具体的疏干方法要依据总体边坡高度、边坡岩体的渗透性以及经济条件、作业情况等因素确定。可采取打水平疏干孔、垂直疏干孔或地下疏干巷道等方式。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2429(三)机械加固法机械加固边坡是通过增大岩石强度来改善边坡的稳定性。采用任何加固方法都要进行工程与经济分析，以论证加固的可行性和经济性。只有当稳固边坡的其他方法，如放缓边坡角或排水等都不可行或代价更高时，才考虑机械加固法。1采用锚杆(索)加固边坡用锚杆(索)加固边坡是一种比较理想的加固方法，可用于具有明显弱面的加固。锚杆是一种高强度的钢杆，锚索则是一种高强度的钢索或钢绳。锚杆(索)的长度从几米到几百米。为保证锚杆(索)加固边坡的效果，在每两根锚杆(索)之间布设钢筋混凝土横梁，并在锚头和横梁上挂设钢丝网，然后在钢丝网上喷上水泥浆，以防止边坡碎石滚落和风化，并使边坡岩石构成一个与锚杆(索)加固的完整系统，加强了边坡的稳定性。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-24302采用抗滑桩加固边坡用抗滑桩加固边坡的方法，已在国内外广泛应用。抗滑桩的种类很多，按其刚度的大小可分为弹性桩和刚性桩；按其材料不同可分为木材、钢材和钢筋混凝土，钢材可采用钢轨或钢管。一般多用钢筋混凝土桩加固边坡，其中又分大断面的混凝土桩和小断面混凝土桩。前者一般用于破碎、散体结构边坡的加固，而后者一般用于块状、层状结构边坡的加固。露天矿边坡加固是在边坡平台上钻孔，在孔中放入钢轨、钢管或钢筋等，然后浇灌混凝土将钻孔的空隙填满或用压力灌浆。桩径、桩的间距和插入滑动面的深度，大多按照经验进行选取。抗滑桩加固边坡的优点较多，如布置灵活、施工不影响滑体的稳定性、施工工艺简单、速度快、工效高、可与其他治理的加固措施联合使用、承载能力较大等。因此，该方法在国内外露天矿边坡加固工程中被广泛的应用。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-24313采用注浆法加固边坡它是在一定的压力作用下通过注浆管，使浆液进入边坡岩体裂隙中。一方面用浆液使裂隙和破碎岩体固结，将破碎岩石粘结为一个整体，成为破碎岩石中的稳定固架，提高了围岩的强度；另一方面堵塞了地下水的通道，减小水对边坡的危害。要使注浆能达到预期效果，注浆前必须准确了解边坡变形破坏的主滑面的深度及形状，以便使注浆管下到滑面以下有利的位置。注浆管可安装在注浆钻孔中，也可直接打入。注浆压力可根据孔的深度和岩体发育程度等因素确定。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-24324采用挡土墙加固边坡挡土墙的作用原理是依靠本身的重量及其结构的强度来抵抗坡体的下滑力和倾倒。.它既可单一的用作小型滑坡的阻挡物，又可作为治理大型滑坡的综合措施之一。为了确保其抗滑的效果，一般情况下，挡土墙多设在不稳定边坡的前缘或坡脚部位。在设计与施工中，必须将墙的基础深入到稳固的基岩内，使其深度保持有足够的抗滑力，确保滑体移动时，挡土墙不致产生侧向移动和倾覆。有时，在开挖挡土墙基础要破坏部分滑体，因而会造成滑体的滑动，这就要求边挖边砌，分段挖砌，加快施工速度。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2433(四)控制爆破法目前矿山广泛采用高台阶、大直径炮孔和高威力炸药进行爆破，有效地降低了采矿成本。但这些措施也造成了爆破区能量集中，以致出现最终边坡的严重后冲破裂问题。如果对后冲破裂作用不加以控制，最终势必会降低采场边坡角，造成剥采比增加的不良经济效果。此外，还将产生更多的坡面松动岩石，使设计的安全平台变窄、失效或并段，使工作条件恶化。露天矿山通常采用预裂爆破。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2434预裂爆破预裂爆破是最成功、应用最广泛的一种控制爆破方法。预裂爆破是预先沿设计轮廓线用爆破方法形成一条裂缝后再起爆主炮孔的一种控制爆破方法，其特点是在设计开挖轮廓线上钻凿一排孔距合适的预裂孔并采用不偶合装药或其它特殊的装药结构，在开挖主体爆破之前，同时起爆预裂炮孔内的装药，从而形成一条贯穿预裂炮孔的裂缝，通过这条裂缝降低开挖主体爆破时对保留岩体的破坏。概念：沿设计轮廓线打一排减小了孔距的平行炮孔，采用不偶合装药，先起爆预裂孔，形成裂缝后（12cm），再起爆主爆孔，使预裂缝在一定范围内减小主爆孔的地震效应5080%以上。岩石膨化硝铵炸药 郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2435图4-14装药结构(a)偶合装药；(b)不偶合装药；(c)正向连续装药；(d)正向空气间隔装药；(e)反向连续装药1-炸药；2-炮眼壁；3-药卷；4-雷管；5-炮泥；6-脚线；7-竹条；8-绑绳郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2436预裂爆破的目的是对特定岩石和孔距，通过特殊的方式装药，使孔壁压力能爆裂岩石，但仍不超过它们原位的动态抗压强度，以及使爆破孔周围岩石不发生压碎。因为大多数岩石的爆压均大于68108Pa。而大多数岩石的抗压强度都不大于41108Pa，所以必须降低爆压。降低爆压可通过采用不耦合装药、间隔装药或低密度炸药来实现。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2437露天开采的技术现状及发展方向v我国现有生产露天矿采用的开采程序都比较单一，主要采用缓工作帮、全境界开采方式。铁矿和煤矿绝大多数采用工作线呈平行走向分布，垂直走向推进的纵向开采方式，少数露天铁矿用工作线沿走向推进横向开采方式；有色矿山采用部分纵向开采、部分横向开采方式；少数金属露天矿采用分期开采和分区开采。v露天矿开拓的核心是运输方式。目前采用的开拓方法主要有铁路运输、公路运输、铁路与公路联合运输、平峒溜井、汽车箕斗联合运输、汽车破碎机带式输送机运输等。v穿孔是坚硬矿岩露天矿的主要生产环节之一。目前我国金属矿山主要采用孔径250的牙轮钻和孔径200的浅孔钻。部分矿山使用孔径310的牙轮钻和孔径250的浅孔钻。在矿岩硬度较大的露天矿，有用牙轮钻更新现有浅孔钻的趋势。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2438v在我国开采的铁矿石、有色金属矿石和冶金辅助原料矿石的发展较快，化工及建材系统多数属中小型露天矿。今年来，我国露天矿在爆破技术和新型炸药研制方面取得较大进展。v在爆破技术方面推广应用大，区微差爆破、压碴爆破、减震爆破和光面爆破。在露天矿基建剥离时，成功地进行了万吨级大爆破和数十次百吨级和千吨级的大爆破，掌握了在各种复杂条件下进行的松动爆破、抛掷爆破及定向爆破技术。v在炸药方面，成功研制出了多种铵油炸药、多孔粒状铵油炸药、乳化炸药和防水浆状炸药。v我国大中小型露天矿一般采用14.6立方米的挖掘机进行采装。这种挖掘机对大型露天矿来说，规格小，效率低，全年效率一般为100200吨。目前少数大型露天矿采用6立方米和7.6立方米挖掘机装载，全年效率可达400万吨左右。v露天矿铁路运输采用重80吨和150吨的电机车和载重60吨的翻斗车。汽车运输一般使用载重2040吨级的自卸车，少数矿山使用了100吨级的电动轮汽车，个别矿山还引进了170吨的载重汽车。v我国今后的露天开采技术的发展方向是开采规模大型化、工艺设备大型化、工艺连续化和半连续化、开拓方式多样化和强化开采，并且扩大电子计算机、系统工程学科在露天矿设计、规划和生产中的应用。便于选择最优方案，并使生产管理现代化。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2439第二部分地下开采安全技术矿床地下开采作者：涂建平出版社：化学工业出版社出版时间：2009年03月ISBN:9787122044174金属矿床开采著译者：钟义旆出版社：冶金工业出版社书号：978-7-5024-0715-5郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2440第一节地下开采概述当矿床埋藏地表以下很深，采用露天开采会使剥离系数过高，经过技术经济比较，需要采用地下开采时，则采用地下开采方式。地下采矿技术郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2441地下开采的几个概念 (一一)矿区、矿田和井田矿区、矿田和井田划归一个公司或矿务集团开采的矿床叫矿区；划归划归一个公司或矿务集团开采的矿床叫矿区；划归一个矿山开采的矿床或其一部分叫矿田；划归一个矿井一个矿山开采的矿床或其一部分叫矿田；划归一个矿井(坑口坑口)开采的矿床或其一部分叫井田。开采的矿床或其一部分叫井田。一个矿区可包括一个或几个矿田，一个矿田可包括一个矿区可包括一个或几个矿田，一个矿田可包括一个或几个井田。一个或几个井田。中国成矿区带划分方案中国成矿区带划分方案徐志刚,陈毓川,王登红著生产中往往将一个大矿体或比较邻近的若干矿体划生产中往往将一个大矿体或比较邻近的若干矿体划为一个井田进行独立开采。一般认为井田的走向长度为一个井田进行独立开采。一般认为井田的走向长度500500800m800m，深度，深度500500600m600m，开采较为经济合理。，开采较为经济合理。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2442(二二)阶段阶段在井田范围内开采倾斜和急倾斜矿床时，每隔一定的垂直高度要在井田范围内开采倾斜和急倾斜矿床时，每隔一定的垂直高度要掘进与矿床走向一致的运输平巷，将井田沿垂直方向划分为一个个的矿段，掘进与矿床走向一致的运输平巷，将井田沿垂直方向划分为一个个的矿段，这种矿段称为阶段（或中段）。这种矿段称为阶段（或中段）。阶段的长度等于井田边界沿走向的长度，阶段高度等于上下两个阶段的长度等于井田边界沿走向的长度，阶段高度等于上下两个相邻阶段平巷间的垂直距离。缓倾斜矿床的阶段高度通常为相邻阶段平巷间的垂直距离。缓倾斜矿床的阶段高度通常为2030m，急，急倾斜矿床的阶段高度通常为倾斜矿床的阶段高度通常为5060m，也，也有高达有高达80120m的。的。阶段高度主要阶段高度主要取决于矿体的赋存条取决于矿体的赋存条件和使用的采矿方法。件和使用的采矿方法。合理的阶段高度应在合理的阶段高度应在保证安全的前提下，保证安全的前提下，使开采每吨矿石的总使开采每吨矿石的总费用最小，新阶段的费用最小，新阶段的准备时间最短。准备时间最短。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2443地下开采主要包括地下开采主要包括开拓、采开拓、采切（采准和切割工作）和回采三个切（采准和切割工作）和回采三个步骤步骤。由于矿体埋藏较深，要将矿由于矿体埋藏较深，要将矿石采出来，必须开凿由地表通往矿石采出来，必须开凿由地表通往矿体的巷道，如竖井、斜井、斜坡道、体的巷道，如竖井、斜井、斜坡道、平巷等，这些井巷掘进工程平巷等，这些井巷掘进工程就是开就是开拓。拓。采准是在开拓工程的基础上，采准是在开拓工程的基础上，为回采矿石所做的准备工作，包括为回采矿石所做的准备工作，包括掘进阶段平巷、横巷和天井等采矿掘进阶段平巷、横巷和天井等采矿准备巷道。切割是在开拓与采准工准备巷道。切割是在开拓与采准工程的基础上按采矿方法所规定在回程的基础上按采矿方法所规定在回采作业前必须完成的井巷工程，如采作业前必须完成的井巷工程，如切割天井、切割平巷等。切割天井、切割平巷等。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2444回采回采:回采是从矿块里采出矿石的过程，是采矿的核心。回采通常包括3种作业：落矿：将矿石以合适的块度从矿体上采落下来的作业；出矿：将采下的矿石从落矿工作面运到阶段运输水平的作业；地压管理：包括用矿柱、充填体和各种支架维护采空区。这三个步骤，在矿山建设阶段是依次进行。当矿山投产这三个步骤，在矿山建设阶段是依次进行。当矿山投产以后，为能保持持续正常生产，仍需继续开凿各种井巷。如以后，为能保持持续正常生产，仍需继续开凿各种井巷。如延伸开拓巷道，开凿各种探矿、采准、回采巷道等延伸开拓巷道，开凿各种探矿、采准、回采巷道等。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2445根据主要开拓巷道形式的不同，矿床开拓可分为：竖井、斜井、平硐、联合开拓等几类。地下开采：矿床开拓1.竖井开拓大部分煤矿采用。当矿体埋藏在地表以下倾角大于45，或倾角小于45而埋藏较深的矿体，常采用竖井开拓。当开采深度超过800m，年产量80万吨以上时，无论矿床倾角如何，应优先考虑竖井开拓。我国1990年立井深度平均为595.8m，东部地区还有不少深度超过千米的立井。井筒直径根据矿石产量确定，一般28m。副井兼作进风井，断面最大；主井提升煤炭矿石，风井用于出风，断面可较小。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-24462.斜井开拓斜井开拓斜井开拓适用于开斜井开拓适用于开采倾斜或缓倾斜矿体，特采倾斜或缓倾斜矿体，特别是埋藏较浅的倾角为别是埋藏较浅的倾角为2040的层状矿体。该的层状矿体。该法具有施工简便、投产快、法具有施工简便、投产快、工程量少和投资小等优点，工程量少和投资小等优点，在中、小型矿山应用较为在中、小型矿山应用较为广泛。斜井井筒的倾角根广泛。斜井井筒的倾角根据矿体产状、矿山规模和据矿体产状、矿山规模和使用的提升设备确定，一使用的提升设备确定，一般不大于般不大于45。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-24473.平硐开拓平硐开拓平硐开拓适用于开采赋存于侵蚀基准面以上山体内的平硐开拓适用于开采赋存于侵蚀基准面以上山体内的矿体，具有建设速度快、建设成本低、安全可靠和管理方便矿体，具有建设速度快、建设成本低、安全可靠和管理方便等特点。等特点。平硐是行人、设备材料运输、矿渣运输和管线排水等平硐是行人、设备材料运输、矿渣运输和管线排水等设施的通道，同时还是矿井通风的主要巷道。因此，平硐必设施的通道，同时还是矿井通风的主要巷道。因此，平硐必须设有人行道、排水沟、躲避硐室和各种管线铺设的空间，须设有人行道、排水沟、躲避硐室和各种管线铺设的空间，以满足安全和实现多种功能的需要。以满足安全和实现多种功能的需要。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-24484.联合开拓联合开拓用上述任意两种或两种以上的方法对矿床进行开用上述任意两种或两种以上的方法对矿床进行开拓称为联合开拓法。它取决于矿体赋存条件、地形特征、拓称为联合开拓法。它取决于矿体赋存条件、地形特征、勘探程度、开采深度、机械化程度等因素。勘探程度、开采深度、机械化程度等因素。常用的联合开拓法有：平硐竖井常用的联合开拓法有：平硐竖井(明井或暗井明井或暗井)、平硐斜井平硐斜井(明井或暗井明井或暗井)、平硐斜坡道以及平硐、竖井或、平硐斜坡道以及平硐、竖井或斜井与斜坡道联合开拓等。斜井与斜坡道联合开拓等。郑州大学化工学院安全工程郑州大学化工学院安全工程矿山安全技术矿山安全技术24-8月-2449v巷道巷道巷道：地下采矿时，为采矿提升、运输、通风、排水、动力供应等而掘进的通道。v根据巷道长轴线与水平面的关系分为3类：v直立巷道。巷道的长轴线与水平面垂直，包括立井、盲立井。立井中直接与地面相通，专门或主要用于提升矿石的称主井；作提升废石、矸石、下放器材、升降人员等辅助提升用的称副井。盲立井不与地面直接相通，又称暗立井。专门用来溜放矿石的暗井称溜井。v水平巷道。巷道的长轴线与水平面近似平行。如平硐，直接与地面相通，包括担负主要运矿任务的主平硐、担负辅助运输的副平硐和专作通风用的通风平硐等；石门，与地面不直接相通，其长轴线与矿体走向斜交或直交。平巷，与地面不直接相通的水平巷道，其长轴方向与矿体走向平行，布置在矿体内的称脉内平巷，布置在岩石中的称脉外平巷。v倾斜巷道。巷道的长轴线与水平面呈一定角度。如作用与立井和平硐相同，与地面直接连通的倾斜巷道斜井，用于开采某水平以上或以下矿体的上山道或下山道、斜坡道和天井等。巷道断面形状多为拱形、梯形或矩形，围岩松软的为圆形、椭圆形或马蹄形。如围岩不稳定，须进行支护，根据围岩稳定程度、涌水量、断面形状和大小、服务年限等因素，选择喷射混凝土、锚杆（作用是支护防止岩石发生变形出