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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料第七章 矿山安全技术第 一 节 矿 山 安 全 基 础 知 识 一 、 概 述 矿 山 是 开 采 矿 石 或 生 产 矿 物 原 料 的 场 所 ；一 般 包 括 一 个 或 几 个 露 天 采 场 、地 下 矿 山 和 坑 口 以 及 保 证 生 产 所 需 要 的 各 种 附 属 设 施 包 括 选 矿 厂 、 尾 矿 库 和 排 土 场 等 ；按 开 采 矿 种 的 不 同 ,矿 山 分 为 煤 矿 和 金 属 非 金 属 矿 山 ；煤 矿 是 生 产 煤 炭 的 矿 山 ,而 金 属 非 金 属 矿 山 就 是 开
2、采 金 属 矿 石 、放 射 性 矿 石 、建 筑 材 料 、辅 助 原 料 、耐 火 材 料 及 其 他 非 金 属 矿 物 煤 炭 除 外 的 矿 山 ；按 照 开 采 方 式 的 不 同 矿 山 分 为 露 天 矿 山 和 地 下 矿 山 及 两 者 联 合 开 采 矿 山 ；露 天 矿 山 是 指 在 地 表 开 挖 区 通 过 剥 离 围 岩 、 表 土 等 , 采 出 矿 物 的 采 矿 场 及 其 附 属 设 施 ； 地 下 矿 山 井 工 矿 就 是 以 平 硐 、斜 井 、竖 井 等 作 为 出 入 口 ,采 出 矿 物 的 采 矿 场 及 其 附 属 设 施 ；按 矿 山
3、规 模 大 小 ,矿 山 可 分 为 大 型 矿 山 中 型 矿 山 和 小 型 矿 山 ；二 、 矿 山 开 采 技 术 矿 床 开 拓 就 是 指 按 照 一 定 的 方 式 和 程 序 建 立 地 面 与 采 矿 场 各 工 作 水 平 之 间 的 运 输 通 道 ,以 保 证 矿 场 正 常 生 产 的 运 输 联 系 ,并 借 助 这 些 通 道 ,及 时 准 备 出 新 的 生 产 水 平 ；露 天 矿 床 开 拓 主 要 分 为 铁 路 运 输 开 拓 、公 路 运 输 开 拓 和 平 硐 溜 井 开 拓 ；地 下 矿 山 矿 床 开 拓 方 法 大 致 可 分 为 单 一 开
4、拓 和 联 合 开 拓 两 大 类 ；一 露天开采 用肯定的开采工艺,按肯定的开采次序,剥离岩石、采出矿石 的方法；即在露天条件下,将埋藏 较浅的矿石,从矿坑露天矿、山坡露天矿或剥离露天矿进行开采；包括挖掘一系列次序的沟槽；露天开采工艺按作业的连续性,分间断式、连续式和半连续式；间断式开采工艺适用于各种地 质矿岩条件；连续式工艺劳动效率高,易实现生产过程自动化,但只能用于松软矿岩；半连续式工艺 兼有以上两者的特点,但在硬岩中,需增加机械破裂岩石的环节；二 地 下 开 采 矿 山 1. 井 巷 掘 进 的 施 工 方 法 根 据 施 工 方 法 及 地 层 赋 存 条 件 的 不 同 , 井 筒
5、 或 巷 道 施 工 分 为 普 通 凿 井 法 与 特 殊 凿 井 法 ； 普 通 凿 井 法 是 在 稳 定 或 含 水 较 少 的 地 层 中 采 用 钻 眼 爆 破 或 其 他 常 规 手 段 凿 井 的 方 法 ；特 殊 凿 井 法 是 在 不 稳 定 或 含 水 量 很 大 的 地 层 中 ,采 用 非 钻 爆 法 的 特 殊 技 术 与 工 艺 的 凿 井 方 法 ；通 常 采 用 的 有 冻 结 法 凿 井 、 钻 井 法 凿 井 、 注 浆 凿 井 法 凿 井 ；1 普 通 凿 井 法 普 通 凿 井 法 一 般 采 用 钻 眼 爆 破 的 方 法 ；在 岩 体 上 钻 凿
6、一 定 直 径 、一 定 深 度 及 数 量 的 炮 眼 ,并 在 炮 眼 装 入 炸 药 ,靠 炸 药 爆 炸 的 力 量 破 碎 岩 体 ,从 而 达 到 井 巷 掘 进 的 目 的 ；它 的 优 点 是 操 作 简 单 ,易 于 掌 握 ,设 备 简 单 ,安 全 可 靠 ,可 以 根 据 要 求 ,在 岩 体 中 钻 爆 出 不 同 形 状 ,不 同 深 度 的 井 筒 或 巷 道 ；根 据 炮 眼 深 度 与 直 径 的 不 同 ,我 国 将 钻 爆 法 分 为 浅 孔 爆 破 法 、中 深 孔 爆 破 法 和 深 孔 爆 破 法 ；炮 眼 直 径 小 于 50mm , 深 度 小
7、于 2m 时 称 为 浅 孔 爆 破 , 多 用 于 井 巷 工 程 ； 炮 眼 直 径 小 于 50mm , 深 度 24m 称 为 中 深 孔 爆 破 ,多 用 于 井 筒 及 大 断 面 硐 室 掘 进 ；炮 眼 直 径 大 于 50mm 、深 度 大 于 5m就 称 为 深 孔 爆 破 , 主 要 用 于 立 井 井 筒 及 溜 煤 眼 、 大 断 面 硐 室 以 及 露 天 开 采 的 台 阶 爆 破 ；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料2 特 殊 凿 井 法 特 殊 凿 井 法 是 当
8、井 筒 或 巷 道 穿 过 不 稳 定 含 水 地 层 时 , 一 般 是 第 四 系 和 第 三 系 , 用 普 通 凿 井 法 无 法 通 过 时 采 用 的 特 殊 施 工 方 法 ； 通 常 指 冻 结 法 、 钻 井 法 、 注 浆 法 ；2.采矿方法 1 井工采煤方法 井工煤矿采煤方法虽然种类较多,但归纳起来,基本上可以分为壁式、柱式两大体系；1 壁式体系采煤法 依据煤层厚度不同,对于薄及中厚煤层,一般采纳一次采全厚的单一长壁采煤法；对于厚煤层,一般是将其分成如干中等厚度的分层,采纳分层长壁采煤法；依据回采工作面的推动方向与煤层走向 的关系,壁式采煤法又可分为走向长壁采煤法和倾斜长
9、壁采煤法两种类型；1 缓倾斜及倾斜煤层单一长壁采煤法；缓倾斜及倾斜煤层采纳单一长壁采煤法所采纳的回采工艺主要有炮采、一般机械化采煤 高档普采和综合机械化采煤3种类型；在挑选回采工艺方式时,应结合矿山地质条件、设备供应状况、技术条件以及技术治理水平和采煤系统统一考虑；炮采工作面回采工序包括：破煤、装煤、运煤、推移输送机、工作面支护和顶板掌握六大工序；一般机械化采煤是用浅截式滚筒采煤机落煤、装煤,利用可弯曲刮板输送机运煤,使用单体液压支 柱 或摩擦金属支柱 和铰接顶梁组成的悬臂式支架支护的采煤方法；综合机械化采煤是指采煤的全部生产过程,包括落煤、装煤、运煤、支护、顶板掌握以及回采巷道 运输等全部实
10、现机械化的采煤方法；以下简称综放 综合机械化放顶煤开采技术；我国放顶煤开采主要是指长壁综合机械化放顶煤开采 开采 ；综放开采的实质是沿煤层底部布置一个长壁工作面,用综合机械化方式进行回采,同时充分利用矿山压力作用特别情形下辅以人工松动方法,使工作面上方的顶煤破裂,并在支架后方或上方 放落、运出工作面的一种井工开采方式；2柱式体系采煤法 柱式体系采煤法分为 3种类型：房式、房柱式及巷柱式；房式及房柱式采煤法的实质是在煤层内开 掘一些煤房,煤房与煤房之间以联络巷相通；回采在煤房中进行,煤柱可留下不采；或在煤房采完后,再回采煤柱；前者称为房式采煤法,后者称为房柱式采煤法；2金属非金属地下矿山采矿方法
11、 依据矿石回采过程中采场治理方法的不同,金属非金属矿山地下采矿方法可分为空场采矿法、充填 采矿法和崩落采矿法等；1空场采矿法空场采矿法在回采过程中,采空区主要依靠暂留或永久残留的矿柱进行支撑,采空区始终是空着的,一般在矿石和围岩很稳固时采纳；依据回采时矿块结构的不同与回采作业特点,空场采矿法又可分为全 面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿活、分段矿房法和阶段矿房法等；1 全面采矿法；在薄和中厚的矿石和围岩均稳固的缓倾斜 倾角一般小于 30矿体中,应用全面采 在回采过程中将矿体中的夹石或贫矿留下,矿法； 该方法的特点是：工作面沿矿体走向或倾向全面推动,呈不规章的矿柱以爱护采空区,这些矿柱一般作永久缺失
12、,不进行回采；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料2 房柱采矿法；房柱采矿法用于开采水平和倾斜的矿体,在矿块或采空区矿房和矿柱交替布置,回 采矿房时,留连续的或间断的规章矿柱,以爱护顶块岩石；它比全面采矿法适用范畴广,不仅能回采薄 矿体,而且可以回采厚和极厚矿体；矿石和围岩均稳固的水平和缓倾斜矿体,是这种采矿方法应用的基 本条件；3 留矿采矿法；工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上作业,自下而上分层回采,每次采下的矿石靠 自重放出 1 3左右,其余暂留在矿房中作为连续上采的工作台；矿房全部回采后,暂留在矿
13、房中的矿石 再行大量放出,即大量放矿；这种采矿方法适用于开采矿石和围岩稳固、矿石无自燃性、破裂后不结块 的急倾斜矿床；4 分阶段矿房法；分阶段矿房法是按矿块的垂直方向,再划分为如干分段；在每个分段水平布置矿 房和矿柱,中分段采下的矿石分别从各分段的出矿巷道运出；分段矿房回采终止后,可立刻回采本分段 的矿柱并同时处理采空区；5 阶段矿房法；阶段矿房法是用深孔回采矿房的空场采矿法；依据落矿方式的不同又可分为水平深孔阶段矿房法和垂直深孔阶段矿房法；前者要求在矿房底部进行拉底,后者除拉底外,有的仍需在矿房 的全高开出垂直切割槽；2崩落采矿法 崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压治理的采矿方法,即随着崩落矿
14、石,强制 或自然 崩落围岩充 填采空区,以掌握和治理地压；主要包括单层崩落法、分层崩落法、分段崩落法、阶段崩落法；1 单层崩落法；单层崩落法主要用来开采顶板岩石不稳固、厚度一般小于 3m 的缓倾斜矿层；将阶 段矿层划分成矿块,矿块回采工作按矿体全厚沿走向推动；当回采工作面推动肯定距离后,除保留回采 工作所需的空间外,有方案地回收支柱并崩落采空区的顶板,用崩落顶板岩石充填采空区,以掌握顶板 压力；按工作面形式可分为长壁式崩落法、短壁式崩落法和进路式崩落法；2 分层崩落法；分层崩落法按分层由上向下回采矿块,每个分层矿石采出之后,上面掩盖的崩落岩 石下移充填采矿区；分层回采是在人工假顶爱护下进行的,
15、将矿石与崩落岩石隔开,从而保证了矿石损 失和贫化的最小化；3 有底柱分段崩落法；此法也称有底部结构的分段崩落法,其主要特点是：按分段逐个进行回采；在每个分段下部设有出矿专用的底部结构；分段回采由上向下逐分段依次进行；该采矿方法又可分为水 平深孔落矿有底柱分段崩落法与垂直深孔落矿有底柱分段崩落法；4 无底柱分段崩落法；无底柱分段崩落法中分段下部未设有专用出矿巷道所构成的底部结构；分段的凿岩、崩矿和出矿等工作均在回采巷道中进行；5 阶段崩落法；其基本特点是回采高度等于阶段全高；可分为阶段强制崩落法与阶段自然崩落法；阶段强制崩落法又可分为设有补偿空间的阶段强制崩落法和连续回采的阶段强制崩落法；3充填
16、采矿法 随着回采工作面的推动,逐步用充填料充填采空区的采矿方法叫充填采矿法；有时仍用支架与充填 料相协作,以爱护采空区；充填采空区的目的,主要是利用所形成的充填体进行地压治理,以掌握围岩 崩落和地表下沉,并为回采制造安全和便利的条件；有时仍用来预防有自燃矿石的内因火灾；按矿块结 构和回采工作面推动方向充填采矿法又可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 矿法和分采充填采矿法；名师精编优秀资料水力充填采矿法、按采纳的充填料和输出方式不同,又可分为干式充填采矿法、胶结充填采
17、矿法；1 单层充填采矿法；此法适用于缓倾斜薄矿体,在矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向、一次按 矿体全厚回采,随工作面的推动、有方案地用水力或胶结充填采空区,以掌握顶板崩落；2 上向水平分层充填采矿法；此法一般将矿块划分为矿房和矿柱,第一步骤回采矿房,其次步骤回 采矿柱；回采矿房时,自下向上水平分层进行,随着工作面对上推动,逐层充填采空区,并留出连续上采的工作空间；充填体爱护两帮围岩,并作为上采的工作平台；崩落的矿石落在充填体的表面上,用机械方法将矿石运至溜井中；矿房采到最上面分层时,进行接顶充填；矿柱就在采完如干矿房或全阶段采空后,再进行回采；矿房的充填方法,可用干式充填、水力充填或胶结充填
18、；3 上向倾斜分层充填采矿法；这种方法与上向水平分层充填法的区分是,用倾斜分层回采,在采场 内矿石和充填料的动搬主要靠重力；这种方法只能用干式充填；4 下向分层充填采矿法；这种方法适用于开采矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固,矿石品位很高或价值很高的有色金属或稀有金属矿体；这种采矿方法的实质是从上往下分层回采和逐层充填,每一分层的回采工作是在上一分层人工假顶的保护下进行；回采分层水平或与水平成4 10 或 10 15 倾角；倾斜分层主要是为了充填直接顶,同时也有利于矿石运搬,但凿岩和支护作业不如水平分层 便利；5 分采充填采矿法；当矿脉厚度小于0 3 0 4m时,只采矿石工人无法在其中工作,必
19、需分别回采矿石和围岩,使其采空区达到答应工作的最小厚度 0 8 0 9m ,采下的矿石运出采场,而采掘的 围岩充填采空区,为连续上采制造条件,这种采矿法就为分采充填法；6 方框支架充填采矿法；开采薄矿脉过去多采纳横撑支柱或木棚支架采矿法；在矿体厚度较大,矿 石和围岩极不稳固,矿体形状极其复杂,矿石珍贵等条件下,这种采矿方法是开采薄矿脉的有效方法；3.液体开采 又称特别采矿法；是从自然卤水里、湖里、海洋里或地下水中提取有用的物质；将有用矿物加以溶 解 或热水融解 ,再将溶液抽至地面后进行提取；用热水驱、气驱或燃烧,把矿物质从一个井孔驱至另 一井孔中采出；大多数液体采矿是用钻井法进行的；三、矿山安
20、全技术规程和规范目前,金属非金属矿山技术规程主要有金属非金属矿山安全规程、尾矿库安全技术规程、排土场安全生产规章等,适用于金属非金属矿山开采及附属设施的设计、建设和生产；2煤矿安全规程、规范和规定 煤矿安全规程、规范主要有：1 煤矿安全规程；2 地下矿山瓦斯抽放治理规范；3 防治煤与瓦斯突出细就；4 地下矿山防灭火规范；5 煤矿粉尘防治规范；3爆破安全规程名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 爆破安全规程GB 6722-2003名师精编优秀资料规定了爆破作业、爆破施工和爆破器材的储存、运输、加工、检验与销毁的安全技术要求
21、及其治理工作要求,适用于各种民用工程爆破和中国人民解放军、武装警察部 队从事的非军事目的的工程爆破；爆破安全规程的内容包括：爆破作业的基本规定、各类爆破作业 的安全规定、安全答应距离与环境影响评判和爆破器材的安全治理等几个部分的内容；四、矿用爆破器材及安全治理 矿用爆破器材主要包括炸药和起爆器材；1炸药 矿用炸药一般有酸铵类炸药、水胶炸药、硝化甘油炸药和乳胶炸药；其中硝酸铵类炸药是我国矿山 最广泛使用的工业炸药；硝酸铵类炸药曾称“ 硝安炸药” 或“ 硝铵炸药” ,是经硝酸铵为主加有可燃剂或再加敏化剂 硝化甘油除外 ,可用雷管起爆的混合炸药；该炸药的特点是氧平稳接近于零,有毒气体 产生量受到严格
22、限制；硝酸铵炸药均为粉状,用纸包装加工成圆柱形药卷,外涂一层石蜡防水；硝酸铵炸药的贮存期为4 6个月；是硝酸甲胺的微小液滴分散在以硝酸盐为主的氧化水胶炸药是20世纪 70岁月研制胜利的新型炸药,剂水溶液中,经稠化、交联而制成的凝胶状含水炸药；水胶炸药具有抗水性能强、密度高、威力大、安 全性好、生产工艺简洁、使用便利等特点,无硝酸铵类炸药的主要缺点；硝化甘油炸药是硝化甘油被可燃剂和或 氧化剂等吸取后组成的混合炸药；其优点是威力高、耐水可在水下爆破 、密度大、具有可塑性、爆炸稳固性高；缺点是会“ 老化” 、“ 渗油” ,机械敏度高,生产和使用安全度较差,价格昂贵,已经很少使用；乳化炸药是通过乳化剂
23、的作用,使以硝酸盐为主的氧化剂水溶液微滴匀称地分散在含有气泡或多孔 性物质的油相连续介质中而形成的油包水型膏状含水炸药；在有瓦斯或煤尘爆炸危急的煤矿井下工作面或工作地点应使用经主管部门批准,符合国家安全规程 规定的煤矿许用炸药；2起爆器材 起爆器材可分为起爆材料和传爆材料两大类；雷管是爆破工程的主要起爆材料,导火线、导爆管属 于传爆材料,继爆管、导爆线既可起起爆作用,又可起传爆作用,是两者的综合；1 雷管；雷管由外界能激发,能牢靠地引起其后的起爆材料或各种工业炸药爆轰的起爆材料；雷管 有火雷管与电雷管两种；使用导火索引爆的雷管称火雷管,用通电点火引爆的雷管称为电雷管；由于煤 矿井下存在瓦斯和煤
24、尘；因此,煤矿井下禁止使用明火起爆,只能采纳电能激发的电雷管；电雷管可以分成如下几种：激发后瞬时爆炸的称“ 瞬发电雷管” ,隔肯定时间爆炸的称“ 延期电雷 管” ； 按延期间隔时间不同,延期电雷管又可以分为“ 秒延期电雷管” 和“ 毫秒延期电雷管” ；延期电 雷管是为了提高爆破成效,加大自由面,使工作面各种炮眼的爆炸有肯定的先后次序；此外,仍有抗静 电性能的雷管,称“ 抗静电电雷管” ；2 导火索； 导火索又叫导火线,用于引爆火雷管；由于导火索点燃后,自身是一发火体,因此不能 在有瓦斯或矿尘爆炸的场所使用；3 导爆索； 导爆索又叫传爆线,是以副爆药为索芯,以棉、麻、纤维等为被覆材料,能够传递爆
25、轰 波的索状起爆材料；导爆索可用来传递爆轰波并直接引爆炸药或与之相连的另一根导爆索；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料4 继爆管； 继爆管是特地与导爆索协作使用的延期起爆器材,导爆索一起实现微差爆破；借助于继爆管的微差延期继爆作用与5 导爆管； 导爆管是一种非电起爆器材,不能直接起爆炸药,只能传递爆轰波起爆雷管,由雷管引 爆炸药；导爆管也不能用于有瓦斯或矿尘爆炸危急的作业场所；3爆破材料的安全治理1 爆破材料的储存；为防止爆破器材变质、自燃、爆炸、被盗以及有利于收发和治理,爆破安全 规程规定,爆破器
26、材必需存放在爆破器材库里；爆破器材库由特地存放爆破器材的主要建构筑物和爆破器材的发放、治理、 防护和办公等帮助设施组成；爆破器材库按其作用及性质分总库、分库和发放站；按其服务年限分为永久性库和暂时性库两大类；按其所处位置分为地面库、永久性硐室库和井下爆破器材库等；2 爆破材料的运输；爆破器材运输过程中的主要安全要求是防火、防震、防潮、防冻和防殉爆；爆破材料的运输包括地面运输到用户单位或爆破材料库,以及把爆破材料运输到爆破现场包括井下运输；地面运输爆破器材时,必需遵守中华人民共和国民用爆炸物品治理条例中有关规定；在井下运输要符合爆破安全规程的有关规定；3 井下爆破作业的安全要求；井下爆破作业必需使用符合国家标准或行业标准的爆破器材；凡从事爆破工作的人员,都必需经过培训,考试合格并持有合格证；爆破作业必需按爆破设计说明书或爆破说明书进行；禁止进行爆破器材加工和爆破作业的人员穿化纤衣服；煤矿井下进行爆破作业必需严格遵守煤矿安全规程的相关规定；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页