露天礦山開(kāi)采與安全.ppt

1、露天礦山的開(kāi)采和安全，講課者：韓新玲，采礦工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對(duì)我國(guó)國(guó)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(gè)特殊的行業(yè)，由于生產(chǎn)作業(yè)場(chǎng)所的流動(dòng)、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(xiǎn)性大的事故多，職工素質(zhì)不高，災(zāi)害隨時(shí)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(lái)很大的痛苦，也給國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，中國(guó)非煤礦山和發(fā)達(dá)國(guó)家的差距很大，現(xiàn)在屬于高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，但中國(guó)非煤礦山的裝備水平低，勞動(dòng)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(guó)礦山生產(chǎn)規(guī)模一般只有資源儲(chǔ)備幾乎相同的采礦發(fā)達(dá)國(guó)家礦山的1/21/5，露天礦

2、勞動(dòng)生產(chǎn)率相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家的1/10，地下礦山相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家的1/20。 許多中小礦山?jīng)]有擺脫手工開(kāi)采模式，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，開(kāi)采技術(shù)落后，部分采石場(chǎng)仍有“一側(cè)坡”開(kāi)采方式，地下礦山也有一眼井開(kāi)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(duì)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(guó)家經(jīng)濟(jì)體制改革的深化，國(guó)家立即制定了中華人民共和國(guó)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(guó)采礦工業(yè)安全健康發(fā)展提供法律保證，同

3、時(shí)標(biāo)志著我國(guó)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(kāi)采第一節(jié)概況一、露天礦和露天礦場(chǎng)的基本概念露天開(kāi)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(kāi)采有用的礦物，其開(kāi)采后形成的空間露出地表的開(kāi)采方法稱(chēng)為露天開(kāi)采。 露天礦是指在露天法中開(kāi)采有用礦物的企業(yè)。 露天礦場(chǎng)是用露天法開(kāi)采礦床的礦山工程的整體。 低于地表凹陷的露天礦場(chǎng)被稱(chēng)為凹陷的露天礦場(chǎng)，高于地表的斜面狀礦場(chǎng)被稱(chēng)為斜面露天礦場(chǎng)。 露天礦開(kāi)采方式有機(jī)械開(kāi)采、人工開(kāi)采、水力開(kāi)采和挖泥船開(kāi)采等方式。 露天開(kāi)采有兩種基本方法。 階梯式開(kāi)采和帶剝離式開(kāi)采。 前者主要用于開(kāi)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(kāi)采方法幾十年來(lái)沒(méi)有根本的動(dòng)物變化。 露天開(kāi)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(kāi)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(chē)的斷續(xù)連續(xù)運(yùn)輸)的應(yīng)用。 二、露天開(kāi)采和地下開(kāi)采的優(yōu)缺點(diǎn)比較露天開(kāi)采與井下開(kāi)采相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)： (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(dòng)生產(chǎn)率高，露天開(kāi)采的勞動(dòng)生產(chǎn)率是地下開(kāi)采的510倍；(3)采礦成本低， 一般較地下開(kāi)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(shí)間短，約為地下開(kāi)采的1/2；(6)工作條件好，安全系數(shù)大。 不足之處： (1)開(kāi)采中“三廢”容易對(duì)

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(huì)影響生產(chǎn)效率。露天開(kāi)采從20世紀(jì)50年代開(kāi)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(dòng)生產(chǎn)率提高。 (生產(chǎn)規(guī)模千萬(wàn)噸/a以上，勞動(dòng)生產(chǎn)率達(dá)到13T原礦/工時(shí)，最深的露天礦超過(guò)850m )由于露天礦的生產(chǎn)規(guī)模優(yōu)勢(shì)，在世界各國(guó)固體礦物開(kāi)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(kāi)采總量約為160億t，露天開(kāi)采約占80%。 露天開(kāi)采的各種礦物開(kāi)采中據(jù)點(diǎn)的比例%，三、露天開(kāi)采術(shù)語(yǔ)露天礦場(chǎng)一般分為具有一定高度的多個(gè)水平層，從上到下分階段

6、開(kāi)采，保持一定的前進(jìn)距離，這些階梯狀的水平層稱(chēng)為階梯。 步驟以下列磁盤(pán)級(jí)別的高度命名。 步驟為： 1、步驟上部平盤(pán)2、步驟下部平盤(pán)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(chǎng)的側(cè)面幫助：露天礦場(chǎng)的礦石被開(kāi)采后，由在其周?chē)┞兜呐_(tái)階組成的表面稱(chēng)為露天礦側(cè)面幫助。 礦床下盤(pán)側(cè)的邊稱(chēng)為底助，上盤(pán)側(cè)的邊稱(chēng)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(pán)。 幫忙工作：幫助由開(kāi)采和將要開(kāi)采的樓梯構(gòu)成的邊。 幫忙工作的位置不固定，隨著開(kāi)采工作的進(jìn)行不斷變化。 工作平臺(tái)：工作幫手的水平部分被稱(chēng)為工作平臺(tái)。 設(shè)置設(shè)備進(jìn)行穿孔爆破、采礦、運(yùn)輸作業(yè)的場(chǎng)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(gè)斜面標(biāo)志著露天礦場(chǎng)邊坡的最終位置。 它們與水平面所成的角度稱(chēng)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(kāi)采結(jié)束時(shí)，非工作支援斜面和地表的交線稱(chēng)為露天礦場(chǎng)的上部最終分界線。 最終與采礦場(chǎng)底盤(pán)協(xié)作的郊狼縣稱(chēng)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(kāi)采時(shí)，通常將礦巖分為幾個(gè)水平層次，從上到下分階段開(kāi)采。 開(kāi)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(chēng)為一個(gè)階梯或階梯。 樓梯是露天采礦場(chǎng)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(chēng)為階梯的上部平盤(pán)，階梯的下部水平面稱(chēng)為階梯的下部平盤(pán)。 上下兩評(píng)價(jià)之間的傾斜面稱(chēng)為梯級(jí)斜面，梯級(jí)的上部平臺(tái)和斜面的交線稱(chēng)為梯級(jí)斜面頂線，梯級(jí)的下部平臺(tái)和斜面的交線稱(chēng)為梯級(jí)下線，上部平臺(tái)和下部平臺(tái)之間的垂直高度稱(chēng)為梯級(jí)高度，梯級(jí)斜面和下部平臺(tái)形成的角度稱(chēng)為梯級(jí)斜面角。 階梯構(gòu)成要素：1)平臺(tái)寬度：平臺(tái)分為安全平臺(tái)、清掃平臺(tái)、運(yùn)輸平臺(tái)，各有相應(yīng)的寬度。 2 )臺(tái)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(tái)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(pán)與下部平盤(pán)相對(duì)，一個(gè)樓梯的上部平盤(pán)同時(shí)為上一個(gè)樓梯的下部平盤(pán)。 臺(tái)階的命名通常用開(kāi)采該臺(tái)階的下部平臺(tái)的標(biāo)高表示。 正在進(jìn)行的步驟稱(chēng)為作業(yè)步驟。 作業(yè)步驟的特征是在下部的平臺(tái)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(gè)帶，一條一條地依次開(kāi)采，這個(gè)帶稱(chēng)為開(kāi)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(tái)還應(yīng)設(shè)有安全平臺(tái)、運(yùn)輸平臺(tái)、清潔平臺(tái)。 安全平臺(tái)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(tái)：作業(yè)步驟與出入溝之間的運(yùn)輸路

10、線。 清掃平臺(tái)：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(tái)，與安全平臺(tái)合并。 被稱(chēng)為進(jìn)行露天開(kāi)采的地區(qū)和露天礦場(chǎng)。 由開(kāi)采的樓梯和露天坑道組成。 露天礦場(chǎng)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(pán)露天采礦場(chǎng)的最終邊坡(非工作幫助)，采礦場(chǎng)中位于下盤(pán)的巖石的邊坡稱(chēng)為底幫助，上盤(pán)的巖石的邊坡稱(chēng)為頂幫助，采礦場(chǎng)兩端的邊坡稱(chēng)為末幫助。 最終邊坡線、最終邊坡角采礦場(chǎng)的底盤(pán)。 四、露天礦開(kāi)采的一般過(guò)程露天礦開(kāi)采通常需要經(jīng)過(guò)下列步驟： 1、開(kāi)采設(shè)施修訂的所有設(shè)施修訂文件須經(jīng)國(guó)家有關(guān)部門(mén)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(chǎng)所的準(zhǔn)備排除開(kāi)采范圍內(nèi)

11、的各種障礙物，如砍伐森林、移動(dòng)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(chǎng)建筑排土場(chǎng)運(yùn)輸線路開(kāi)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(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)。 6 .礦山開(kāi)采結(jié)束(基坑封閉)時(shí)地表的恢復(fù)利用等對(duì)*礦山開(kāi)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(jiǎn)稱(chēng)規(guī)程。 第二章露天礦開(kāi)采技術(shù)安全第一節(jié)露天礦開(kāi)采根據(jù)礦產(chǎn)資源埋藏深度、地質(zhì)地形狀況、露天礦場(chǎng)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(kāi)采順序。 (1)斜面露天礦的開(kāi)采；(1)從上到下開(kāi)采；(2)沿斜面開(kāi)采(屬于沿斜面開(kāi)采，不安全的開(kāi)采方式)。 (2)凹

12、陷露天礦開(kāi)采露天礦開(kāi)采的全過(guò)程順序是挖溝、剝離、采礦三項(xiàng)工作，這三項(xiàng)工作都是通過(guò)穿孔、爆破、開(kāi)采、運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)實(shí)現(xiàn)的。 第二節(jié)露天礦床開(kāi)拓作業(yè)露天礦床開(kāi)拓是以一定的方式在地面和采場(chǎng)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(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)輸，及時(shí)準(zhǔn)備新的工作水平。 露天礦床的開(kāi)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(kāi)采深度等因素有關(guān)。 合理選擇開(kāi)拓方案，以確保設(shè)訂礦山建設(shè)速度，滿(mǎn)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(yíng)費(fèi)用低為目標(biāo)。 根據(jù)運(yùn)輸方式，我國(guó)金屬露天礦采用的開(kāi)拓方法有：一、鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓干線坡度比較緩(一般在3.

13、5以下)二、坡面道路開(kāi)拓斜面道路在露天礦場(chǎng)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(kāi)拓；(2)返回式坑線開(kāi)拓；(3)螺旋式坑線開(kāi)拓，規(guī)程為鐵路運(yùn)輸裝載(裝載)車(chē)線和窄軌人力臺(tái)車(chē)時(shí)，如下規(guī)定的有裝載(裝載)車(chē)線滾動(dòng)軸承的車(chē)輛，為坡度特殊情況下，機(jī)車(chē)進(jìn)行不脫鉤作業(yè)時(shí)，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(chē)的阻擋和警告標(biāo)志。5.3.1.12對(duì)于窄軌人力臺(tái)車(chē)，必須遵守以下規(guī)定：線路坡度在5以下，前后車(chē)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(chē)：在可自行的線路上運(yùn)行礦車(chē)進(jìn)入彎道

14、、道岔、車(chē)站和終點(diǎn)時(shí)，必須減速慢行的車(chē)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(chē)工不應(yīng)該走在2車(chē)道的正中間。規(guī)章對(duì)斜坡道路運(yùn)輸(裝卸)車(chē)上規(guī)定的5.3.2.1深凹露天礦運(yùn)輸(巖)石汽車(chē)，應(yīng)采取廢氣凈化措施。 5.3.2.2不使用自卸汽車(chē)而運(yùn)送易燃爆炸物的室外平臺(tái)、踏板及鏟斗并非有人駕駛。 開(kāi)車(chē)時(shí)不要使鏟斗升降。 5.3.2.8自卸汽車(chē)進(jìn)入工作面裝車(chē)時(shí)，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(chē)輛。 汽車(chē)靠近邊坡或危險(xiǎn)路面行駛時(shí)，必須慎重通過(guò)，以防止發(fā)生坍塌事故。 5.3.2.9對(duì)于主要的運(yùn)輸?shù)缆芳奥?lián)絡(luò)道路的增長(zhǎng)坡路，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行安全的需要，

15、設(shè)置汽車(chē)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(shí)，其交叉角必須在45以上。 道口請(qǐng)?jiān)O(shè)置警告牌。 在車(chē)輛通過(guò)道口之前，駕駛員必須減速確認(rèn)安全后通過(guò)。 5.3.2.11裝車(chē)時(shí)，不得檢查、維護(hù)車(chē)輛。 司機(jī)不要離開(kāi)駕駛室，不要把頭和胳膊伸出駕駛室。 三、坡面卷?yè)P(yáng)開(kāi)拓(一)坡面串聯(lián)車(chē)的提升開(kāi)拓*對(duì)于地形坡度平緩、臺(tái)階差不大的坡面露天礦，也可以采用重力卷?yè)P(yáng)的開(kāi)拓方案。 重力提升是一種不需要?jiǎng)恿Φ倪\(yùn)輸方式，利用重型車(chē)輛的下放提升空車(chē)。 (二)坡面箕斗升開(kāi)拓就是這種開(kāi)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(tái)車(chē)的上升開(kāi)拓、

16、斜坡上升開(kāi)拓的安全問(wèn)題意外的“跑車(chē)”事故*斜坡上升斜坡必須設(shè)置跑車(chē)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(chē)欄。 障礙必須經(jīng)常關(guān)閉，放車(chē)時(shí)必須打開(kāi)，斜面的放車(chē)場(chǎng)必須設(shè)置信號(hào)燈，放車(chē)時(shí)必須發(fā)出警號(hào)。 礦車(chē)升降時(shí)必須使用保險(xiǎn)繩(口袋繩)。 規(guī)章對(duì)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(chē)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(guò)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(zhǎng)度在300m以下，3.5ms燈軌長(zhǎng)度超過(guò)300m，5ms； 投擲車(chē)運(yùn)行，1.5ms。 箕斗運(yùn)輸材料和礦

17、石的最高速度：燈長(zhǎng)在300m以下時(shí)，5ms燈軌長(zhǎng)超過(guò)300m時(shí)，7ms； 承運(yùn)人的加速度或減速度，O.5mS2。 第二節(jié)露天開(kāi)采的基本安全要求露天礦開(kāi)采由剝巖、采礦和開(kāi)溝三個(gè)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(kāi)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(guò)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(kāi)采的弱點(diǎn)之一。 我國(guó)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(chēng)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(guò)沖擊鉆作用于孔底，鉆頭在旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)孔底產(chǎn)生剪切作用，破碎巖石，這種鉆頭可同時(shí)挖掘垂直孔和傾斜孔。(效率是沖擊式穿孔機(jī)的23倍)，臺(tái)年穿孔量為60150萬(wàn)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(duì)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(dòng)作用，將齒輪削成巖石碎片。 (與沖擊式穿孔機(jī)相