露天礦山開采與安全.ppt

1、露天礦山的開采和安全，講課者：韓新玲，采礦工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對我國國民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)發(fā)揮了很大的作用。 但是，采礦工業(yè)是一個特殊的行業(yè)，由于生產(chǎn)作業(yè)場所的流動、采礦環(huán)境空間和地質(zhì)條件的變化和工作條件比其他行業(yè)差，危險性大的事故多，職工素質(zhì)不高，災(zāi)害隨時威脅礦工的生命和健康，所以礦工事故和職業(yè)病仍然嚴(yán)重， 這些災(zāi)害不僅給礦工和家庭帶來很大的痛苦，也給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失，中國非煤礦山和發(fā)達(dá)國家的差距很大，現(xiàn)在屬于高風(fēng)險行業(yè)，但中國非煤礦山的裝備水平低，勞動生產(chǎn)率低，礦山設(shè)備的制造水平落后，而且規(guī)模不同的礦山的我國礦山生產(chǎn)規(guī)模一般只有資源儲備幾乎相同的采礦發(fā)達(dá)國家礦山的1/21/5，露天礦

2、勞動生產(chǎn)率相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家的1/10，地下礦山相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家的1/20。 許多中小礦山?jīng)]有擺脫手工開采模式，勞動生產(chǎn)率低，開采技術(shù)落后，部分采石場仍有“一側(cè)坡”開采方式，地下礦山也有一眼井開采現(xiàn)象。 黨和政府一貫重視安全生產(chǎn)工作，明確提出“安全第一、以預(yù)防為主”的安全生產(chǎn)方針，制定煤礦安全規(guī)章、礦山安全條例和礦山安全監(jiān)察條例等礦山安全生產(chǎn)法規(guī)，這些法規(guī)的實(shí)施，對采礦工業(yè)的安全健康發(fā)展起到了有力的作用，取得了明顯的效果。 隨著國家經(jīng)濟(jì)體制改革的深化，國家立即制定了中華人民共和國礦山安全法的法律及其輔助法規(guī)和規(guī)則，公布實(shí)施它們，有力促進(jìn)采礦工業(yè)安全健康發(fā)展，為我國采礦工業(yè)安全健康發(fā)展提供法律保證，同

3、時標(biāo)志著我國采礦工業(yè)安全生產(chǎn)進(jìn)入法制化、規(guī)則化管理的軌道。 第一章礦山露天開采第一節(jié)概況一、露天礦和露天礦場的基本概念露天開采是從地面剝?nèi)サV床上部隱藏的表土和部分兩塊圍巖，直接開采有用的礦物，其開采后形成的空間露出地表的開采方法稱為露天開采。 露天礦是指在露天法中開采有用礦物的企業(yè)。 露天礦場是用露天法開采礦床的礦山工程的整體。 低于地表凹陷的露天礦場被稱為凹陷的露天礦場，高于地表的斜面狀礦場被稱為斜面露天礦場。 露天礦開采方式有機(jī)械開采、人工開采、水力開采和挖泥船開采等方式。 露天開采有兩種基本方法。 階梯式開采和帶剝離式開采。 前者主要用于開采金屬礦床和其他硬巖礦床；后者主要用于采煤。 這

4、兩種基本的露天開采方法幾十年來沒有根本的動物變化。 露天開采技術(shù)的改進(jìn)主要體現(xiàn)在緊急工作的幫助和分期開采，以及不同的爆炸設(shè)備、采裝設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備和運(yùn)輸方式(鐵路、汽車的斷續(xù)連續(xù)運(yùn)輸)的應(yīng)用。 二、露天開采和地下開采的優(yōu)缺點(diǎn)比較露天開采與井下開采相比，具有明顯的優(yōu)勢： (1)機(jī)械化程度高，可以采用高效率的大型機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高礦山生產(chǎn)能力；(2)勞動生產(chǎn)率高，露天開采的勞動生產(chǎn)率是地下開采的510倍；(3)采礦成本低， 一般較地下開采低23倍；(4)礦石貧化、損失率小，能充分回收地下資源；(5)建設(shè)時間短，約為地下開采的1/2；(6)工作條件好，安全系數(shù)大。 不足之處： (1)開采中“三廢”容易對

5、環(huán)境造成污染；(2)剝落廢棄大量廢石，特別是深露天礦，需要大量占有農(nóng)地和山地；(3)受氣候條件的影響，遇到寒冷和冰雪(指北方地區(qū))、酷暑和暴雨等，會影響生產(chǎn)效率。露天開采從20世紀(jì)50年代開始發(fā)展，其技術(shù)標(biāo)志發(fā)展的重要標(biāo)志之一是生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，勞動生產(chǎn)率提高。 (生產(chǎn)規(guī)模千萬噸/a以上，勞動生產(chǎn)率達(dá)到13T原礦/工時，最深的露天礦超過850m )由于露天礦的生產(chǎn)規(guī)模優(yōu)勢，在世界各國固體礦物開采中占主導(dǎo)地位。 據(jù)統(tǒng)訂，包括全球建材在內(nèi)的固體礦物開采總量約為160億t，露天開采約占80%。 露天開采的各種礦物開采中據(jù)點(diǎn)的比例%，三、露天開采術(shù)語露天礦場一般分為具有一定高度的多個水平層，從上到下分階段

6、開采，保持一定的前進(jìn)距離，這些階梯狀的水平層稱為階梯。 步驟以下列磁盤級別的高度命名。 步驟為： 1、步驟上部平盤2、步驟下部平盤3、步驟斜面4、步驟斜面頂線5、步驟斜面底線6、步驟斜面角7、步驟高度8、步驟寬度、或露天礦場的側(cè)面幫助：露天礦場的礦石被開采后，由在其周圍暴露的臺階組成的表面稱為露天礦側(cè)面幫助。 礦床下盤側(cè)的邊稱為底助，上盤側(cè)的邊稱為頂助。 位于礦體端部的邊助叫做邊助。 露天礦的底層叫底盤。 幫忙工作：幫助由開采和將要開采的樓梯構(gòu)成的邊。 幫忙工作的位置不固定，隨著開采工作的進(jìn)行不斷變化。 工作平臺：工作幫手的水平部分被稱為工作平臺。 設(shè)置設(shè)備進(jìn)行穿孔爆破、采礦、運(yùn)輸作業(yè)的場所。

7、 非工作邊幫助：指由完成剝工作的步驟(邊界步驟或永久步驟)組成的最終邊幫助。 非工作邊緣幫助最上面階梯的坡度線和最下面階梯的坡度線的假想斜面。 非工作邊幫助斜面或最終斜面。 這個斜面標(biāo)志著露天礦場邊坡的最終位置。 它們與水平面所成的角度稱為邊助廢除角。 最終幫助斜面的假想平面和水平面的夾角是露天礦的最終邊坡角。 最終分界線：開采結(jié)束時，非工作支援斜面和地表的交線稱為露天礦場的上部最終分界線。 最終與采礦場底盤協(xié)作的郊狼縣稱為下部最終分界線。 最終深度：上邊界所在的水平和下邊界所在的水平垂直高度。 2、階梯露天開采時，通常將礦巖分為幾個水平層次，從上到下分階段開采。 開采中的各層保持一定的先行關(guān)

8、系，在空間上形成階梯狀，各階梯稱為一個階梯或階梯。 樓梯是露天采礦場的基本要素之一，是進(jìn)行獨(dú)立采礦的單元。 階梯的上部水平面稱為階梯的上部平盤，階梯的下部水平面稱為階梯的下部平盤。 上下兩評價之間的傾斜面稱為梯級斜面，梯級的上部平臺和斜面的交線稱為梯級斜面頂線，梯級的下部平臺和斜面的交線稱為梯級下線，上部平臺和下部平臺之間的垂直高度稱為梯級高度，梯級斜面和下部平臺形成的角度稱為梯級斜面角。 階梯構(gòu)成要素：1)平臺寬度：平臺分為安全平臺、清掃平臺、運(yùn)輸平臺，各有相應(yīng)的寬度。 2 )臺階斜面角：主要取決于巖性、爆破方法及建筑機(jī)械特性等條件。 3 )臺階高度：取決于采礦機(jī)械和工藝條件。 最終邊坡角的

9、大小由最終邊坡上各步驟的構(gòu)成要素決定。 樓梯的上部平盤與下部平盤相對，一個樓梯的上部平盤同時為上一個樓梯的下部平盤。 臺階的命名通常用開采該臺階的下部平臺的標(biāo)高表示。 正在進(jìn)行的步驟稱為作業(yè)步驟。 作業(yè)步驟的特征是在下部的平臺上設(shè)置了爆炸、采裝、運(yùn)輸設(shè)備。 在作業(yè)步驟中，分為具有一定寬度的多個帶，一條一條地依次開采，這個帶稱為開采帶。其寬度根據(jù)使用的生產(chǎn)設(shè)備的挖掘半徑、一次爆破量和爆破殘奧表決定。 中大型露天礦非工作支持平臺還應(yīng)設(shè)有安全平臺、運(yùn)輸平臺、清潔平臺。 安全平臺用于緩沖和隔斷滑落巖石，也用于緩和最終坡地，確保最終邊緣幫助的穩(wěn)定性和下層工作安全。 運(yùn)輸平臺：作業(yè)步驟與出入溝之間的運(yùn)輸路

10、線。 清掃平臺：用于隔斷滑落巖石，用清掃設(shè)備清掃，她還可以作為安全平臺，與安全平臺合并。 被稱為進(jìn)行露天開采的地區(qū)和露天礦場。 由開采的樓梯和露天坑道組成。 露天礦場的構(gòu)成要素的工作幫助、工作幫助坡線、工作幫助坡角、工作平盤露天采礦場的最終邊坡(非工作幫助)，采礦場中位于下盤的巖石的邊坡稱為底幫助，上盤的巖石的邊坡稱為頂幫助，采礦場兩端的邊坡稱為末幫助。 最終邊坡線、最終邊坡角采礦場的底盤。 四、露天礦開采的一般過程露天礦開采通常需要經(jīng)過下列步驟： 1、開采設(shè)施修訂的所有設(shè)施修訂文件須經(jīng)國家有關(guān)部門審批，其中礦山安全衛(wèi)生篇章須經(jīng)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局批準(zhǔn)后實(shí)施。 2 .地面場所的準(zhǔn)備排除開采范圍內(nèi)

11、的各種障礙物，如砍伐森林、移動房屋和道路等。 3、礦床疏干和防排水4、礦山基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)包括配電在內(nèi)的工業(yè)現(xiàn)場建筑排土場運(yùn)輸線路開始生產(chǎn)前完成挖溝工程和基礎(chǔ)設(shè)施剝離等。 5、礦山生產(chǎn)主要包括穿孔爆破、采裝、運(yùn)輸、排土等四個技術(shù)環(huán)節(jié)。 6 .礦山開采結(jié)束(基坑封閉)時地表的恢復(fù)利用等對*礦山開采規(guī)定金屬非金屬礦山安全規(guī)程作了具體的規(guī)定，以下簡稱規(guī)程。 第二章露天礦開采技術(shù)安全第一節(jié)露天礦開采根據(jù)礦產(chǎn)資源埋藏深度、地質(zhì)地形狀況、露天礦場空間幾何形狀及周邊環(huán)境等制定設(shè)置修訂方案，確定開采順序。 (1)斜面露天礦的開采；(1)從上到下開采；(2)沿斜面開采(屬于沿斜面開采，不安全的開采方式)。 (2)凹

12、陷露天礦開采露天礦開采的全過程順序是挖溝、剝離、采礦三項工作，這三項工作都是通過穿孔、爆破、開采、運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)實(shí)現(xiàn)的。 第二節(jié)露天礦床開拓作業(yè)露天礦床開拓是以一定的方式在地面和采場各生產(chǎn)水平之間建設(shè)運(yùn)輸通道(即出入溝或井巷)。 保證露天礦場生產(chǎn)運(yùn)輸，及時準(zhǔn)備新的工作水平。 露天礦床的開拓方法主要以運(yùn)輸方式為特征，運(yùn)輸方式與礦床的地質(zhì)地形條件、生產(chǎn)規(guī)模和圍繞的開采深度等因素有關(guān)。 合理選擇開拓方案，以確保設(shè)訂礦山建設(shè)速度，滿足設(shè)訂礦石產(chǎn)量和質(zhì)量要求生產(chǎn)快、生產(chǎn)快、建設(shè)投資少、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用低為目標(biāo)。 根據(jù)運(yùn)輸方式，我國金屬露天礦采用的開拓方法有：一、鐵路運(yùn)輸開拓鐵路運(yùn)輸開拓干線坡度比較緩(一般在3.

13、5以下)二、坡面道路開拓斜面道路在露天礦場緩傾斜露天溝道上設(shè)置幾條道路干線。 其配置形式通常有3種： (1)直進(jìn)式坑線開拓；(2)返回式坑線開拓；(3)螺旋式坑線開拓，規(guī)程為鐵路運(yùn)輸裝載(裝載)車線和窄軌人力臺車時，如下規(guī)定的有裝載(裝載)車線滾動軸承的車輛，為坡度特殊情況下，機(jī)車進(jìn)行不脫鉤作業(yè)時，其裝卸線的坡度：準(zhǔn)軌，必須在10以下的窄軌必須在15以下。 鐵路終點(diǎn)必須設(shè)置安全車的阻擋和警告標(biāo)志。5.3.1.12對于窄軌人力臺車，必須遵守以下規(guī)定：線路坡度在5以下，前后車輛的間隔必須在lOm以上，坡度大于5，間隔必須在30m以上，坡度大于10，不應(yīng)該用人力推車：在可自行的線路上運(yùn)行礦車進(jìn)入彎道

14、、道岔、車站和終點(diǎn)時，必須減速慢行的車輛，在不得有人乘坐的雙軌上同向或反向行駛的礦山間隔，必須在O.7m以上。 推車工不應(yīng)該走在2車道的正中間。規(guī)章對斜坡道路運(yùn)輸(裝卸)車上規(guī)定的5.3.2.1深凹露天礦運(yùn)輸(巖)石汽車，應(yīng)采取廢氣凈化措施。 5.3.2.2不使用自卸汽車而運(yùn)送易燃爆炸物的室外平臺、踏板及鏟斗并非有人駕駛。 開車時不要使鏟斗升降。 5.3.2.8自卸汽車進(jìn)入工作面裝車時，必須停止在挖掘機(jī)尾部轉(zhuǎn)彎范圍0.5m以外，以免挖掘機(jī)轉(zhuǎn)彎撞到車輛。 汽車靠近邊坡或危險路面行駛時，必須慎重通過，以防止發(fā)生坍塌事故。 5.3.2.9對于主要的運(yùn)輸?shù)缆芳奥?lián)絡(luò)道路的增長坡路，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行安全的需要，

15、設(shè)置汽車避難道路。 5.3.2.10道路與鐵路交叉的道口，最好采用正交形式。 受地形限制，應(yīng)斜交時，其交叉角必須在45以上。 道口請設(shè)置警告牌。 在車輛通過道口之前，駕駛員必須減速確認(rèn)安全后通過。 5.3.2.11裝車時，不得檢查、維護(hù)車輛。 司機(jī)不要離開駕駛室，不要把頭和胳膊伸出駕駛室。 三、坡面卷揚(yáng)開拓(一)坡面串聯(lián)車的提升開拓*對于地形坡度平緩、臺階差不大的坡面露天礦，也可以采用重力卷揚(yáng)的開拓方案。 重力提升是一種不需要動力的運(yùn)輸方式，利用重型車輛的下放提升空車。 (二)坡面箕斗升開拓就是這種開拓方法，箕斗不能單獨(dú)完成露天礦的運(yùn)輸任務(wù)，需要用其他運(yùn)輸方式協(xié)作。 (三)斜坡臺車的上升開拓、

16、斜坡上升開拓的安全問題意外的“跑車”事故*斜坡上升斜坡必須設(shè)置跑車裝置。 在上部水平端口，必須設(shè)置攔截器。 必須在變坡點(diǎn)以下二十米處設(shè)置車欄。 障礙必須經(jīng)常關(guān)閉，放車時必須打開，斜面的放車場必須設(shè)置信號燈，放車時必須發(fā)出警號。 礦車升降時必須使用保險繩(口袋繩)。 規(guī)章對此規(guī)定，在5.3.6.1燈軌道、上端口和中間端口的連接處，設(shè)置靈敏、可靠性高的斷路器。 5.3.6.2斜面軌道應(yīng)防止跑車裝置等安全設(shè)施。 5.3.6.3斜面提升運(yùn)輸速度不得超過以下規(guī)定：升降人員或礦山運(yùn)輸材料的最高速度：斜面長度在300m以下，3.5ms燈軌長度超過300m，5ms； 投擲車運(yùn)行，1.5ms。 箕斗運(yùn)輸材料和礦

17、石的最高速度：燈長在300m以下時，5ms燈軌長超過300m時，7ms； 承運(yùn)人的加速度或減速度，O.5mS2。 第二節(jié)露天開采的基本安全要求露天礦開采由剝巖、采礦和開溝三個環(huán)節(jié)組成，其主要生產(chǎn)工藝是穿孔、爆破、礦(巖)鏟、運(yùn)輸和巖土排放。 一、穿孔作業(yè)及安全要求穿孔作業(yè)是露天礦開采的第一道工序，其目的是為以后的爆破作業(yè)提供裝炸藥的孔。 在生產(chǎn)過程中，有的礦山由于鉆孔作業(yè)跟不上，嚴(yán)重影響其他生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，使鉆孔作業(yè)成為目前露天開采的弱點(diǎn)之一。 我國露天礦生產(chǎn)使用的穿孔設(shè)備主要有： (1)沖擊式穿孔機(jī)沖擊式穿孔機(jī)(也稱定位鉆頭)由鉆頭自由落入孔底鑿巖。 只能打垂直孔。 (舊式設(shè)備)，(2)潛孔挖掘機(jī)潛孔挖掘機(jī)通過沖擊鉆作用于孔底，鉆頭在旋轉(zhuǎn)時對孔底產(chǎn)生剪切作用，破碎巖石，這種鉆頭可同時挖掘垂直孔和傾斜孔。(效率是沖擊式穿孔機(jī)的23倍)，臺年穿孔量為60150萬t。 (三)牙輪鉆頭(低成本、效率高)牙輪鉆頭是旋轉(zhuǎn)式鉆頭，上推機(jī)構(gòu)對鉆頭施加較大的軸壓力，將鉆頭的齒壓入巖石中，用于鉆頭的旋轉(zhuǎn)力矩和齒輪的轉(zhuǎn)動作用，將齒輪削成巖石碎片。 (與沖擊式穿孔機(jī)相