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1、地下开采安全技术管理地下开采安全技术管理授课人：授课人：xxxx1、矿井开拓方式有哪几种？、矿井开拓方式有哪几种？2、回采顺序（阶段、矿块、矿房）分别是怎样的、回采顺序（阶段、矿块、矿房）分别是怎样的？3、矿井通风方式？各自的优缺点？、矿井通风方式？各自的优缺点？4、井巷掘进通风，其局扇安装及风筒布置有何要、井巷掘进通风，其局扇安装及风筒布置有何要求？求？5、按地压管理方法，地下采矿方法分为哪几类？、按地压管理方法，地下采矿方法分为哪几类？6、房柱法、浅孔留矿法的适用条件？、房柱法、浅孔留矿法的适用条件？7、冒顶片邦事故的预防措施？、冒顶片邦事故的预防措施？一、地下开采概述一、地下开采概述1
2、1、地下开采术语、地下开采术语 矿床矿床是指在空间上具有一定位置、形状、大小的矿是指在空间上具有一定位置、形状、大小的矿石聚集体。石聚集体。矿石：凡是地壳内的矿物体，按现代技术经济水平，矿石：凡是地壳内的矿物体，按现代技术经济水平，能以工业规模从中提取国民经济所必须的金属或其它矿物产能以工业规模从中提取国民经济所必须的金属或其它矿物产品的，叫矿石。品的，叫矿石。矿田矿田划归一个矿山企业开采的矿床或其中一部分划归一个矿山企业开采的矿床或其中一部分 井田井田在一个矿山企业中一个矿井开采的全部矿床或在一个矿山企业中一个矿井开采的全部矿床或其中一部分其中一部分 矿井：具有独立完整开采系统的坑口矿井：具
3、有独立完整开采系统的坑口 阶段阶段:在开采倾斜矿体时在开采倾斜矿体时,在井田中每隔一定的在井田中每隔一定的垂直距离掘进沿走向阶段运输巷道垂直距离掘进沿走向阶段运输巷道,将井田划分为将井田划分为一个个的长条形的矿段称阶段。一个个的长条形的矿段称阶段。阶段高阶段高:两阶段运输巷道的垂直距离。两阶段运输巷道的垂直距离。矿块矿块:在阶段范围内在阶段范围内,沿走向沿走向,每隔一定的距离每隔一定的距离.垂直走向掘进天井垂直走向掘进天井,将阶段划分为更小的块段称矿将阶段划分为更小的块段称矿块。块。盘区盘区:开采微倾斜矿体时开采微倾斜矿体时,如果矿床的厚度不如果矿床的厚度不超过允许的阶段高度，则在井田内不再划
4、分阶段，超过允许的阶段高度，则在井田内不再划分阶段，在井田内沿走向掘进运输巷在井田内沿走向掘进运输巷,将井田划分为长条形将井田划分为长条形矿段称盘区。矿段称盘区。采区采区:在盘区内在盘区内,垂直走向掘进运输巷道垂直走向掘进运输巷道,将盘将盘区划分为更小的矿段叫采区。区划分为更小的矿段叫采区。I-I-已采完阶段，已采完阶段，-正在回采阶段，正在回采阶段，-开拓、采准阶段，开拓、采准阶段，-开拓阶开拓阶段段 H-H-矿体垂直延伸深度，矿体垂直延伸深度，h-h-阶段高度，阶段高度，L-L-矿体的走向长度矿体的走向长度1-1-主井，主井，2-2-石门，石门，3-3-天井，天井，4-4-排风井，排风井，
5、5-5-阶段运输巷道，阶段运输巷道，6-6-矿块矿块 2 2、地下开采的步骤、地下开采的步骤金属矿矿床地下开采分为开拓，采准，切割，回采工金属矿矿床地下开采分为开拓，采准，切割，回采工作四个步骤。作四个步骤。（1 1）开拓开拓:从地表掘进一系列巷道到达矿体从地表掘进一系列巷道到达矿体,建立地表与矿体的通建立地表与矿体的通路路,建立提升、运输、通风、排水、供电、供水、供风、建立提升、运输、通风、排水、供电、供水、供风、行人等系统行人等系统.开拓方式有立井开拓、斜井开拓、平垌开拓、联合开开拓方式有立井开拓、斜井开拓、平垌开拓、联合开拓。拓。（2 2）采准）采准：在完成开拓工作的阶段内在完成开拓工作
6、的阶段内,掘进采准巷道掘进采准巷道,将阶段划将阶段划分为矿块分为矿块,并在矿块内形成行人、通风、凿岩、出矿等并在矿块内形成行人、通风、凿岩、出矿等系统系统.（3 3）切割）切割:在完成采准工作的矿块内在完成采准工作的矿块内,掘进切割、拉底巷道掘进切割、拉底巷道,开辟切割空间开辟切割空间,为大规模回采开辟自由面和补偿空为大规模回采开辟自由面和补偿空间、为出矿创造条件间、为出矿创造条件.（4 4）回采）回采:在完成切割工作的矿块内在完成切割工作的矿块内,大量的回收矿石大量的回收矿石,包括包括落矿、运搬、地压管理。落矿、运搬、地压管理。a.a.落矿落矿:通过爆破的方法崩落矿石。通过爆破的方法崩落矿石
7、。b.b.运搬运搬:将矿石从矿块内移动到阶段运输巷道。将矿石从矿块内移动到阶段运输巷道。c.c.地压管理地压管理:通过各种方法处理采矿留下的采空区。通过各种方法处理采矿留下的采空区。回采顺序：回采顺序：阶段的回采，从上到下，先采上阶段，再阶段的回采，从上到下，先采上阶段，再采下阶段。采下阶段。同一阶段内矿块的回采，由外到里，先井同一阶段内矿块的回采，由外到里，先井田边界再到井田中心，也叫后退式回采。田边界再到井田中心，也叫后退式回采。矿块通常划分为矿房，矿房的回采，由下矿块通常划分为矿房，矿房的回采，由下往上。往上。掘进与支护掘进与支护水平巷道掘进，目前普遍采用凿岩爆破法。水平巷道掘进，目前普
8、遍采用凿岩爆破法。其主要工序包括：凿岩、爆破、岩石装运其主要工序包括：凿岩、爆破、岩石装运和支护；和支护；辅助工序包括：工作面通风、排水、接管辅助工序包括：工作面通风、排水、接管道、照明、铺轨和测量等。道、照明、铺轨和测量等。从凿岩开始到装岩、铺轨和支护完毕，为从凿岩开始到装岩、铺轨和支护完毕，为一个掘进循环，巷道由此向前掘进了一段一个掘进循环，巷道由此向前掘进了一段距离。距离。凿岩爆破凿岩爆破（1）炮眼布置）炮眼布置巷道掘进的爆破工作是在只有一个自由面巷道掘进的爆破工作是在只有一个自由面的狭小工作面进行的，俗称独头掘进。的狭小工作面进行的，俗称独头掘进。掘进工作面的炮眼，按其用途和位置可分掘
9、进工作面的炮眼，按其用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼（如图为掏槽眼、辅助眼和周边眼（如图4-2所示）所示）其爆破顺序必须是延期起爆，即先爆掏槽其爆破顺序必须是延期起爆，即先爆掏槽眼，然后起爆辅助眼，最后起爆周边眼。眼，然后起爆辅助眼，最后起爆周边眼。图图4-2平巷掘进的炮眼布置平巷掘进的炮眼布置1掏槽眼；掏槽眼；2辅助眼；辅助眼；3周边眼周边眼掏槽眼倾斜角依岩石可爆性不同而定，一掏槽眼倾斜角依岩石可爆性不同而定，一般取般取5070。每对炮眼底部间距一般取每对炮眼底部间距一般取1020cm炮眼深度与掘进断面面积、掘进机械化程炮眼深度与掘进断面面积、掘进机械化程度和爆破技术水平有关。现有条件
10、下单轨度和爆破技术水平有关。现有条件下单轨平巷的炮眼深度多在平巷的炮眼深度多在1.52.5m之间。之间。巷道掘常用的炸药是铵梯炸药和铵油炸药，巷道掘常用的炸药是铵梯炸药和铵油炸药，采用电雷管、火雷管或导爆管起爆。采用电雷管、火雷管或导爆管起爆。矿井通风系统矿井通风系统图图4-35中央式通风系统中央式通风系统图图4-36对角双翼式通风系统对角双翼式通风系统 矿井通风方式有抽出式、压入式和矿井通风方式有抽出式、压入式和混合式混合式3种。种。1）抽出式）抽出式主扇位于回风井，利用主扇提供的负压抽出污浊主扇位于回风井，利用主扇提供的负压抽出污浊空气（图空气（图4-37）。）。抽出式是金属矿山普遍采用的
11、通风方式，抽出式是金属矿山普遍采用的通风方式，优点优点：可利用副井进风，进风段风速小，人行、运输条可利用副井进风，进风段风速小，人行、运输条件好；不需专用进风井巷和井口密闭；排烟速度件好；不需专用进风井巷和井口密闭；排烟速度快，且风流主要在回风段调节，不妨碍人行运输，快，且风流主要在回风段调节，不妨碍人行运输，便于维护管理便于维护管理缺点是：当工作面经崩落空区与地表沟通时较难缺点是：当工作面经崩落空区与地表沟通时较难控制漏风；污风通过主扇，腐蚀性较大。控制漏风；污风通过主扇，腐蚀性较大。图图4-37抽出式通风抽出式通风压入式压入式主扇位于进风井，利用主扇提供的正压压入新鲜主扇位于进风井，利用主
12、扇提供的正压压入新鲜空气，排出污浊空气（图空气，排出污浊空气（图4-38）。）。其优点是其优点是：可利用采空区、崩落区或回风段其他：可利用采空区、崩落区或回风段其他通地表的井巷组成多井巷回风减少阻力，回风道通地表的井巷组成多井巷回风减少阻力，回风道密闭工程量少，维护费用低；矿井风压呈正压状密闭工程量少，维护费用低；矿井风压呈正压状态，可减少井巷、空区、矿岩裂隙中有毒有害气态，可减少井巷、空区、矿岩裂隙中有毒有害气体的析出量；新鲜风流通过主扇，腐蚀性较小。体的析出量；新鲜风流通过主扇，腐蚀性较小。其主要缺点是其主要缺点是：进风井巷维护困难；进风段风速：进风井巷维护困难；进风段风速大，对人行运输不
13、利，劳动条件差；在回风段风大，对人行运输不利，劳动条件差；在回风段风压低，排烟速度慢。压低，排烟速度慢。图图4-38压入式通风压入式通风混合式进风井主扇压入新鲜空气、回风井主扇采用抽出污浊空气的联合通风方式（图4-39）。图图4-39混合式通风混合式通风工作面通风工作面通风工作面通风的目的工作面通风的目的把爆破产生的炮烟和大量粉尘，在短时间内排出把爆破产生的炮烟和大量粉尘，在短时间内排出工作面。以利装岩工作进行；工作面。以利装岩工作进行；正常供给工作面新鲜空气，排出凿岩和装岩产生正常供给工作面新鲜空气，排出凿岩和装岩产生的粉尘及污浊空气，降低工作面温度，创造较好的粉尘及污浊空气，降低工作面温度
14、，创造较好的工作环境。的工作环境。由于巷道掘进是独头施工，难以形成贯穿风流，由于巷道掘进是独头施工，难以形成贯穿风流，一般采用局部扇风机通风，爆破后通风时间一般一般采用局部扇风机通风，爆破后通风时间一般不少于不少于40min，人员才能进入工作面进行装岩工，人员才能进入工作面进行装岩工作。作。井巷掘进通风方式可分为压入式、抽出式和井巷掘进通风方式可分为压入式、抽出式和混合式混合式3种，其中以混合式通风效果最佳种，其中以混合式通风效果最佳图图4-5压入式通风压入式通风图图4-6抽出式通风抽出式通风1局扇；局扇；2风筒风筒1局扇；局扇；2风筒风筒图图4-7混合式通风混合式通风特别注意：特别注意：压入
15、式和抽出式的局扇必须安装在新鲜风压入式和抽出式的局扇必须安装在新鲜风流流过的巷道内，并距掘进巷道口的距离流流过的巷道内，并距掘进巷道口的距离不得小于不得小于10米米压入式通风的风筒距工作面的距离应在压入式通风的风筒距工作面的距离应在10米内米内抽出式通风的风筒距工作面的距离应在抽出式通风的风筒距工作面的距离应在5米米内内岩石装运岩石装运把掘进工作面爆破下来的岩石装入矿车运出工作面，把掘进工作面爆破下来的岩石装入矿车运出工作面，就是岩石的装运作业，亦称出渣，是一项比较繁重就是岩石的装运作业，亦称出渣，是一项比较繁重的工作，约占掘进循环时间的的工作，约占掘进循环时间的40%50%。平巷掘进中使用较
16、多的装载设备是铲斗式平巷掘进中使用较多的装载设备是铲斗式装岩机和矿车，如图装岩机和矿车，如图4-8所示所示。图图4-8装岩机装岩过程示意图装岩机装岩过程示意图巷道支护巷道支护支护材料包括木材、金属材料、石材、混支护材料包括木材、金属材料、石材、混凝土、钢筋混凝土、砂浆等。凝土、钢筋混凝土、砂浆等。过去巷道支护大多是架设棚式支架与砌筑过去巷道支护大多是架设棚式支架与砌筑石材（或混凝土）整体式支架石材（或混凝土）整体式支架现在喷锚支护在矿山得到了广泛的应用。现在喷锚支护在矿山得到了广泛的应用。为防止松软岩层在掘进工作面的顶板冒落，为防止松软岩层在掘进工作面的顶板冒落，永久支架落后于掘进工作面的距离
17、不得超永久支架落后于掘进工作面的距离不得超过过3米米。斜进、立井、天进掘进（见斜进、立井、天进掘进（见P88-97）主斜井（箕斗斜井）倾角为主斜井（箕斗斜井）倾角为2530；矿车组斜井（包括材料斜井）不得大于矿车组斜井（包括材料斜井）不得大于25；胶带运输机斜井一般不大于胶带运输机斜井一般不大于18。二、采矿方法分类及特征二、采矿方法分类及特征1 1、采矿方法：是研究矿块内矿石的开采方法，是研究采、采矿方法：是研究矿块内矿石的开采方法，是研究采准、切割、回采工作在空间、时间上的有序组合，是采准、准、切割、回采工作在空间、时间上的有序组合，是采准、切割、回采工作的总称。切割、回采工作的总称。按照
18、回采时地压管理方法将地下采矿方法分为按照回采时地压管理方法将地下采矿方法分为3 3类，即空类，即空场法、充填法和崩落法。场法、充填法和崩落法。（1 1）空场法）空场法在矿体中形成的采空区主要依靠围岩自身的稳固性和留下在矿体中形成的采空区主要依靠围岩自身的稳固性和留下的矿柱来支撑顶板岩石，采空区不做特别处理。的矿柱来支撑顶板岩石，采空区不做特别处理。（2 2）充填法）充填法利用充填物料将回采过程中形成的采空区进行充填，以限利用充填物料将回采过程中形成的采空区进行充填，以限制顶板岩层移动和地表沉降。制顶板岩层移动和地表沉降。（3 3）崩落法）崩落法崩落法是随着矿石被采出，有计划地崩落矿体的覆盖岩石
19、崩落法是随着矿石被采出，有计划地崩落矿体的覆盖岩石和上下盘围岩来充填空区，消除地压发生的原因，主动管和上下盘围岩来充填空区，消除地压发生的原因，主动管理地压。理地压。2 2、采矿方法选择影响因素、采矿方法选择影响因素 1 1）矿石和围岩的物理力学性质，矿石和围岩的物理力学性质，尤其是矿石和围岩的尤其是矿石和围岩的稳固性；稳固性；2 2）矿体倾角和厚度矿体倾角和厚度：矿体倾角主要影响矿石在采场中：矿体倾角主要影响矿石在采场中的运搬方式；矿体厚度则主要影响落矿方法的选择以的运搬方式；矿体厚度则主要影响落矿方法的选择以及矿块的布置方式等；及矿块的布置方式等；3 3）矿体形状和矿石与围岩的接触情况矿体
20、形状和矿石与围岩的接触情况，主要影响落矿，主要影响落矿方法、矿石运搬方式和损失与贫化指标；方法、矿石运搬方式和损失与贫化指标；4 4）矿石的品位和价值：矿石的品位和价值：开采品位较高的富矿和贵重、开采品位较高的富矿和贵重、稀有金属时，往往要求采用回收率高、贫化率低的采稀有金属时，往往要求采用回收率高、贫化率低的采矿方法，矿方法，5 5）矿体埋藏深度矿体埋藏深度：埋藏较深的矿体（如超过：埋藏较深的矿体（如超过800m800m）开）开采时，地压增高，会出现岩爆现象，此时应考虑采用采时，地压增高，会出现岩爆现象，此时应考虑采用充填法。充填法。6 6）地表是否允许陷落地表是否允许陷落。如不允许陷落，则
21、在采矿方法。如不允许陷落，则在采矿方法选择时应优先考虑能保护地表的采矿方法，如充填法；选择时应优先考虑能保护地表的采矿方法，如充填法；三、采矿方法具体介绍三、采矿方法具体介绍1 1、空场采矿法、空场采矿法（1 1）房柱法）房柱法房柱法是回采矿岩稳固的水平和缓倾斜中厚以下矿体的常用采矿方法。其特点是在回采单元中划分矿房、矿柱并相互交替排列，回采矿房时留下规则的矿柱，维护采空区顶板。所留矿柱可以是连续的或间断的，间断矿柱一般不进行回采。图示为浅眼房柱法的概念图。图图4-20 4-20 浅眼房柱法浅眼房柱法11阶段运输平巷；阶段运输平巷；22矿石溜井；矿石溜井；33切割平巷；切割平巷；44电耙绞车硐
22、室；电耙绞车硐室；55切割天井（上山）；切割天井（上山）；66矿柱；矿柱；77炮眼炮眼1 1）适用条件）适用条件矿石和围岩矿石和围岩(顶板顶板)稳固稳固矿体的倾角矿体的倾角3030矿体的厚度矿体的厚度6 6米米2 2）构成要素：）构成要素：矿块长度矿块长度(斜长斜长)40-60)40-60米米矿房宽度矿房宽度:(:(走向走向)8-20)8-20米米顶底柱宽度顶底柱宽度:4-6:4-6米米矿柱矿柱:间距间距5-85-8米米,3-7,3-7米米.3 3）采准和切割工作：）采准和切割工作：阶段运输巷阶段运输巷:沿走向沿走向.下盘岩石内下盘岩石内,距矿体距矿体5-85-8米米 溜井溜井:断面断面1.8
23、1.8,1.81.8,间距间距8-208-20米米,先行人通风，先行人通风，后溜矿。后溜矿。切割平巷切割平巷:矿脉内，沿脉走矿脉内，沿脉走,行人行人.通风通风.硐室硐室:222:222正对溜井正对溜井,天井（上山）天井（上山）:垂直走向垂直走向,矿脉内近底板矿脉内近底板22,22,联络平巷联络平巷:矿脉内近顶板沿脉，回风出口。矿脉内近顶板沿脉，回风出口。4 4）回采工作）回采工作矿厚小于矿厚小于3m3m时，一次采全厚，大于时，一次采全厚，大于3m3m时，分层回时，分层回采。采。从切割平巷与上山交口处拉底，高度从切割平巷与上山交口处拉底，高度2.53m2.53m，炮眼排距炮眼排距0.60.8m0
24、.60.8m，间距，间距1.2m1.2m，孔深，孔深2.43m2.43m；拉底结束后进行挑顶，回采上部矿石，炮眼排距拉底结束后进行挑顶，回采上部矿石，炮眼排距0.80.81.0m1.0m，间距，间距1.21.4m1.21.4m，孔深，孔深2m2m；若矿厚小于；若矿厚小于5m5m，则一，则一次完成，大于次完成，大于5m5m时，则以时，则以2.5m2.5m高的上向梯段分层挑顶。高的上向梯段分层挑顶。采空区维护：不回采矿柱，依靠矿柱和围岩稳固性维采空区维护：不回采矿柱，依靠矿柱和围岩稳固性维护。护。（2 2）浅孔留矿法）浅孔留矿法 1 1）适用条件和特点）适用条件和特点矿石和围岩矿石和围岩(顶板顶板
25、)稳固稳固矿体的倾角：矿体的倾角：5555矿体的厚度：矿体的厚度：0.8100.810米米特点：使用浅孔落矿，自下而上分层回采，每次采出特点：使用浅孔落矿，自下而上分层回采，每次采出的矿石暂时只放出的矿石暂时只放出1/31/3左右（称局部放矿），其余的存左右（称局部放矿），其余的存留于采空场中，作为继续上采的工作平台和对围岩起留于采空场中，作为继续上采的工作平台和对围岩起支撑作用，待回采作业全部结束后，再全部放出（称支撑作用，待回采作业全部结束后，再全部放出（称为集中放矿）。为集中放矿）。浅孔留矿法浅孔留矿法1阶段运输平巷；阶段运输平巷；2天井；天井；3联络道；联络道；4采下的矿石；采下的矿石
26、；5回风平巷；回风平巷；6放矿漏斗；放矿漏斗；7间柱；间柱；8顶柱；顶柱；9底柱底柱2 2）构成要素）构成要素 阶段高度：阶段高度：3050m3050m 矿块长度：矿块长度：4060m4060m 矿柱尺寸：间柱宽矿柱尺寸：间柱宽26m26m，顶柱厚，顶柱厚23m23m，底柱高，底柱高46m46m3 3）采准和切割工作）采准和切割工作 运输平巷运输平巷:沿走向沿走向.下盘岩石内下盘岩石内,距矿体距矿体5-85-8米米 天井：布置在间柱中，每隔天井：布置在间柱中，每隔45m45m掘进连络巷。掘进连络巷。漏斗：布置在矿体下盘，沿走向间隔漏斗：布置在矿体下盘，沿走向间隔57m,57m,下部与运输下部与
27、运输平巷相通。平巷相通。拉底巷道、辟漏：拉底高度拉底巷道、辟漏：拉底高度22.5m22.5m，宽度不小于，宽度不小于1.2m1.2m，漏斗颈规格一般为漏斗颈规格一般为1.51.51.71.81.51.51.71.8，拉穿拉底巷，拉穿拉底巷后扩帮刷大成漏斗。后扩帮刷大成漏斗。4 4）回采工作：分层回采，采高）回采工作：分层回采，采高23m,23m,工作包括：打眼、爆破、通风、局部通风、局部放矿、工作包括：打眼、爆破、通风、局部通风、局部放矿、撬顶及平场、大量放矿等。撬顶及平场、大量放矿等。炮眼排距炮眼排距11.2m,11.2m,间距间距0.81.0m,0.81.0m,孔深孔深1.31.8m1.3
28、1.8m。采场通风：足够风量，风速不低于采场通风：足够风量，风速不低于0.25m/s0.25m/s，2 2、充填采矿法、充填采矿法1 1）上向分层（或进路）充填法）上向分层（或进路）充填法将矿块划分为矿房、矿柱，先采矿房，后采矿柱。矿房自将矿块划分为矿房、矿柱，先采矿房，后采矿柱。矿房自下而上分层（水平分层或倾斜分层）回采，每回采一个或下而上分层（水平分层或倾斜分层）回采，每回采一个或若干个分层后，及时进行充填以维护上下盘围岩，并创造若干个分层后，及时进行充填以维护上下盘围岩，并创造不断上采的作业条件；矿柱按合理的回采顺序用充填法或不断上采的作业条件；矿柱按合理的回采顺序用充填法或其他合适的方
29、法开采。其他合适的方法开采。2 2）嗣后充填采矿法）嗣后充填采矿法在矿岩稳固性较好的条件下，可以采用嗣后（事后）充填在矿岩稳固性较好的条件下，可以采用嗣后（事后）充填法，其主要特征是：在阶段内，将矿体交替划分为矿房和法，其主要特征是：在阶段内，将矿体交替划分为矿房和矿柱，先用空场法回采矿柱，待整个矿柱回采完毕后，一矿柱，先用空场法回采矿柱，待整个矿柱回采完毕后，一次进行胶结充填，形成人工矿柱，胶结体达到养护时间后，次进行胶结充填，形成人工矿柱，胶结体达到养护时间后，在人工矿柱保护下，用同样的方法回采矿房，矿房回采完在人工矿柱保护下，用同样的方法回采矿房，矿房回采完毕后，一次进行非胶结充填。由于
30、充填工作是在矿块的整毕后，一次进行非胶结充填。由于充填工作是在矿块的整个阶段内一次完成，因此，该方法亦称为阶段充填法个阶段内一次完成，因此，该方法亦称为阶段充填法。3 3、崩落采矿法崩落采矿法其主要特点是：随采矿工作面的推进，有计划地其主要特点是：随采矿工作面的推进，有计划地强制崩落，或借助自然应力崩落采场顶板或两帮强制崩落，或借助自然应力崩落采场顶板或两帮围岩，充填采空区，以控制和管理采场地压。围岩，充填采空区，以控制和管理采场地压。崩落采矿法能实现单步骤回采矿块，消除回采矿崩落采矿法能实现单步骤回采矿块，消除回采矿柱时安全条件差、损失与贫化大的弊端。但其首柱时安全条件差、损失与贫化大的弊端
31、。但其首要使用前提条件是地表允许陷落，而且由于放矿要使用前提条件是地表允许陷落，而且由于放矿是在覆盖岩石下进行的，损失与贫化率较高，因是在覆盖岩石下进行的，损失与贫化率较高，因此，一般适应于价值不高的矿体或低品位矿体的此，一般适应于价值不高的矿体或低品位矿体的回采。随着环保问题的日益重视，该类采矿方法回采。随着环保问题的日益重视，该类采矿方法使用比重有越来越小的趋势。使用比重有越来越小的趋势。四、开采安全管理1 1、地下开采安全规程中的规定、地下开采安全规程中的规定1 1）地下采矿，应按设计要求进行。）地下采矿，应按设计要求进行。2 2）每个采区（盘区、矿块），均应有两个独立的便于行人）每个采
32、区（盘区、矿块），均应有两个独立的便于行人的安全出口。（两出口水平距离相隔的安全出口。（两出口水平距离相隔3030米以上）米以上）3 3）溜矿井不应放空。溜井口不准有水流入；）溜矿井不应放空。溜井口不准有水流入；4 4）应建立顶板分级管理制度。对顶板不稳固的采场，应有）应建立顶板分级管理制度。对顶板不稳固的采场，应有监控手段和处理措施。监控手段和处理措施。5 5）在密集支柱中，每隔）在密集支柱中，每隔35m35m应有一个宽度不小于应有一个宽度不小于0.8m0.8m的安的安全出口，全出口，6 6）放顶若未达到预期效果，应作出周密设计，方可进行二）放顶若未达到预期效果，应作出周密设计，方可进行二次
33、放顶；次放顶；6 6）放顶后，应及时封闭落顶区，禁止人员入内；）放顶后，应及时封闭落顶区，禁止人员入内；7 7）撤柱后不能自行冒落的顶板，应在密集支柱外）撤柱后不能自行冒落的顶板，应在密集支柱外0.5m0.5m处，处，向放顶区重新凿岩爆破，强制崩落；向放顶区重新凿岩爆破，强制崩落；8 8）各分段回采完毕，应及时封闭本分段的溜井口。）各分段回采完毕，应及时封闭本分段的溜井口。9 9）矿柱回采应与矿房回采同时设计。）矿柱回采应与矿房回采同时设计。2 2、地压安全管理、地压安全管理（1 1）地压管理的基本方法）地压管理的基本方法：利用矿岩本身的强度保留必要的支撑矿柱，以保持利用矿岩本身的强度保留必要
34、的支撑矿柱，以保持采场的稳定性；采场的稳定性；采取各种支护方法，支撑回采工作面，以维持其稳采取各种支护方法，支撑回采工作面，以维持其稳定性；定性；充填采空区，支撑围岩并保持其稳定性；充填采空区，支撑围岩并保持其稳定性；崩落围岩，使采场围岩应力降低，并使其重新分布，崩落围岩，使采场围岩应力降低，并使其重新分布，达到新的应力平衡。达到新的应力平衡。（2 2）发生冒顶片帮的原因）发生冒顶片帮的原因 1 1）采矿方法不合理和顶板管理不善。）采矿方法不合理和顶板管理不善。2 2）缺乏有效支护。）缺乏有效支护。3 3）检查不周和疏忽大意。）检查不周和疏忽大意。4 4）浮石处理操作不当。）浮石处理操作不当。
35、（3 3）冒顶事故的预兆）冒顶事故的预兆 通常会：发生响声、掉渣、片帮、断缝、脱通常会：发生响声、掉渣、片帮、断缝、脱层、漏顶、淋雨增加层、漏顶、淋雨增加（4 4）冒顶片帮事故的预防）冒顶片帮事故的预防 1 1）选用合理的采矿方法。）选用合理的采矿方法。2 2）搞好地质调查工作。）搞好地质调查工作。3 3）加强工作面顶板的管理与支护和维护。）加强工作面顶板的管理与支护和维护。4 4）及时处理采空区。）及时处理采空区。5 5）坚持正规循环作业。）坚持正规循环作业。6 6）加强对顶板和浮石的检查与处理。）加强对顶板和浮石的检查与处理。案例案例1 1：广西合浦县恒大石膏矿广西合浦县恒大石膏矿“5.1
36、8”“5.18”冒顶事冒顶事故故20012001年年5 5月月1818日凌晨日凌晨3 3时时3030分分,广西合浦县恒大石膏矿发生广西合浦县恒大石膏矿发生重大冒顶事故重大冒顶事故,造成造成2929人死亡人死亡,直接经济损失直接经济损失456456万元万元.事故的直接原因事故的直接原因:1.1.主要巷道护巷矿柱明显偏小又不进行整体有效支护主要巷道护巷矿柱明显偏小又不进行整体有效支护2.2.矿房矿柱留设不规则矿房矿柱留设不规则,随着采空面积不断增加随着采空面积不断增加,造成局部造成局部应力集中应力集中.3.3.在围岩遇水而强度降低情况下在围岩遇水而强度降低情况下,首先在局部应力集中处首先在局部应力
37、集中处产生冒顶产生冒顶,之后出现连锁反应之后出现连锁反应,导致北边采区大面积顶板冒导致北边采区大面积顶板冒落落,通往三水平北边作业区的所有通道垮塌、堵死通往三水平北边作业区的所有通道垮塌、堵死案例案例2 2：宽城建龙铁矿宽城建龙铁矿3-143-14边邦脱落事故边邦脱落事故 20022002年年3 3月月1414日日1111时时5050分，宽城建龙铁矿由于特殊地质构分，宽城建龙铁矿由于特殊地质构造引发回采工作面边邦突然脱落事故，造成造引发回采工作面边邦突然脱落事故，造成3 3人死亡，直人死亡，直接经济损失接经济损失1717万余元。万余元。主要原因主要原因:(I)(I)由露天采矿刚转入地下开采，管
38、理人员和作业人员井由露天采矿刚转入地下开采，管理人员和作业人员井下工作经验不足。下工作经验不足。(2)(2)该区域构造多为倾向断层，截止事故发生前未发现过该区域构造多为倾向断层，截止事故发生前未发现过断层，因此未能引起人们断层，因此未能引起人们 对该处安全工作的足够重视。对该处安全工作的足够重视。(3)(3)技术管理薄弱，地质调查不够深人。技术管理薄弱，地质调查不够深人。(4)(4)现场管理人员责任意识不到位，未能及时发现该处顶现场管理人员责任意识不到位，未能及时发现该处顶盘情况的变化盘情况的变化 （5 5）处理冒顶事故的基本原则）处理冒顶事故的基本原则1 1）探明冒顶区范围和被埋、压、截堵的
39、人数及可能）探明冒顶区范围和被埋、压、截堵的人数及可能的所在位置，并分析抢救、处理条件，采取不同的的所在位置，并分析抢救、处理条件，采取不同的抢救方法。抢救方法。2 2）迅速恢复冒顶区的正常通风，如一时不能恢复，）迅速恢复冒顶区的正常通风，如一时不能恢复，则必须利用压风管、水管或打钻向埋压或截堵的人则必须利用压风管、水管或打钻向埋压或截堵的人员供给新鲜空气。员供给新鲜空气。3 3）在处理中必须由外向里加强支护，清理出抢救人）在处理中必须由外向里加强支护，清理出抢救人员的通道。必要时可以向遇险人员处开掘专用小巷员的通道。必要时可以向遇险人员处开掘专用小巷道。道。4 4）在抢救处理中必须有专人检查
40、和监视顶板情况，）在抢救处理中必须有专人检查和监视顶板情况，加强支护，防止发生二次冒顶加强支护，防止发生二次冒顶.）5)5)在抢救中遇有大块岩石，不许用爆破方法处理，在抢救中遇有大块岩石，不许用爆破方法处理，如果威胁遇险人员则可用千斤顶、撬棍等工具移动如果威胁遇险人员则可用千斤顶、撬棍等工具移动石块，救出遇险人员。石块，救出遇险人员。五、通风、防排水、防灭火管理五、通风、防排水、防灭火管理1 1、通风方法及通风安全管理、通风方法及通风安全管理（1 1）机械通风和自然通风）机械通风和自然通风 机械通风是采用专门的机械设备（扇风机）机械通风是采用专门的机械设备（扇风机）来促使井下空气流动。通常有压
41、入式和抽来促使井下空气流动。通常有压入式和抽出式出式.自然通风是靠自然压差促使空气流动的。自然通风是靠自然压差促使空气流动的。自然通风只能作为机械通风的一种补充手自然通风只能作为机械通风的一种补充手段。段。(2)(2)通风安全管理通风安全管理根据冶金矿山安全规程规定，井下通风要满根据冶金矿山安全规程规定，井下通风要满足以下要求：足以下要求：（1 1）井下采掘工作面进风流中的空气成分（按体）井下采掘工作面进风流中的空气成分（按体积计算），氧气不低于积计算），氧气不低于20%20%，CO2CO2不高于不高于0.5%0.5%。（2 2）井下所有作业地点的空气含尘量不得超过）井下所有作业地点的空气含尘
42、量不得超过2mgm-32mgm-3，入风井巷和采掘工作面的风源含尘量，入风井巷和采掘工作面的风源含尘量不得超过不得超过0.5mgm-30.5mgm-3。（3 3）井下破碎硐室、主溜矿井等处的污风要引入）井下破碎硐室、主溜矿井等处的污风要引入回风道，井下炸药库和充电硐室空气中的氢含量回风道，井下炸药库和充电硐室空气中的氢含量不得超过不得超过0.5%0.5%，并且必须有独立的回风道；井下，并且必须有独立的回风道；井下所有机电硐室，都必须供给新鲜风流。所有机电硐室，都必须供给新鲜风流。（4 4）采场、二次破碎巷道和电耙巷道，应利用贯）采场、二次破碎巷道和电耙巷道，应利用贯穿风流通风。穿风流通风。2
43、2、排水工艺及安全管理、排水工艺及安全管理（1 1）排水方式）排水方式矿井排水方式有自流式和扬升式两种。矿井排水方式有自流式和扬升式两种。自流式排水是使坑内水自行流到地面，是最经济的排水方法，但只适自流式排水是使坑内水自行流到地面，是最经济的排水方法，但只适用于平硐开拓的矿山；用于平硐开拓的矿山；扬升式排水是借助排水设备，将水扬至地面。采用井筒开拓的矿山，扬升式排水是借助排水设备，将水扬至地面。采用井筒开拓的矿山，都必须采用这种方法。都必须采用这种方法。（2 2）排水系统）排水系统扬升式排水主要有直接排水、接力排水、集中排水等扬升式排水主要有直接排水、接力排水、集中排水等3 3种布置系统。种布
44、置系统。1 1）直接排水。各阶段都设置水泵房，分别用各自的排水设备将水直接）直接排水。各阶段都设置水泵房，分别用各自的排水设备将水直接扬至地面。扬至地面。2 2）接力排水。下部水平的积水，由辅助排水设备排至上水平主排水设）接力排水。下部水平的积水，由辅助排水设备排至上水平主排水设备所在水平的水仓内，然后由主排水设备排至地表。备所在水平的水仓内，然后由主排水设备排至地表。3 3）集中排水。上部水平的积水，通过下水井、下水钻孔或下水管道引）集中排水。上部水平的积水，通过下水井、下水钻孔或下水管道引入下部主排水设备所在水平的水仓内，然后由主排水设备集中排至地入下部主排水设备所在水平的水仓内，然后由主
45、排水设备集中排至地表。表。（3 3）排水设备）排水设备矿井排水设备主要包括水泵和水管。矿井排水设备主要包括水泵和水管。(4)(4)排水安全管理排水安全管理1 1）存在水害的矿山企业，建设前应进行专门的勘察和防治）存在水害的矿山企业，建设前应进行专门的勘察和防治水设计。勘察和设计应由具有相应资质的单位完成。防水设计。勘察和设计应由具有相应资质的单位完成。防治水设计应为矿山总体设计的一部分，与矿山总体设计治水设计应为矿山总体设计的一部分，与矿山总体设计同时进行。同时进行。2 2）水害严重的矿山企业，应成立防治水专门机构，在基建、）水害严重的矿山企业，应成立防治水专门机构，在基建、生产过程中持续开展
46、有关防治水方面的调查、监测和预生产过程中持续开展有关防治水方面的调查、监测和预测预报工作。测预报工作。3 3）矿井（竖井、斜井、平硐等）井口的标高，应高于当地）矿井（竖井、斜井、平硐等）井口的标高，应高于当地历史最高洪水位历史最高洪水位1m1m以上。以上。4 4）容易积水的地点，应修筑泄水沟；泄水沟应避开矿层露）容易积水的地点，应修筑泄水沟；泄水沟应避开矿层露头、裂缝和透水岩层；头、裂缝和透水岩层；漏水的沟渠和河流，应及时防水、漏水的沟渠和河流，应及时防水、堵水或改道；堵水或改道；5 5）排到地面的井下水及地表集中排水，应引出矿区；）排到地面的井下水及地表集中排水，应引出矿区；6 6）雨季应设
47、专人检查矿区防洪情况；）雨季应设专人检查矿区防洪情况；7 7）地面塌陷、裂缝区的周围，应设截水沟或挡水堤；）地面塌陷、裂缝区的周围，应设截水沟或挡水堤；8 8）有用的钻孔，应妥善封盖。报废的竖井、斜井、探矿井、钻孔）有用的钻孔，应妥善封盖。报废的竖井、斜井、探矿井、钻孔和平硐等，应封闭，并在周围挖掘排水沟，防止地表水进入地下和平硐等，应封闭，并在周围挖掘排水沟，防止地表水进入地下采区；采区；9 9）影响矿区安全的落水洞、岩溶漏斗、溶洞等，均应严密封闭。）影响矿区安全的落水洞、岩溶漏斗、溶洞等，均应严密封闭。1010）废石、矿石和其他堆积物，应避开山洪方向，以免淤塞沟渠和）废石、矿石和其他堆积物
48、，应避开山洪方向，以免淤塞沟渠和河道。河道。1111）矿山企业应调查核实矿区范围内的小矿井、老井、老采空区，）矿山企业应调查核实矿区范围内的小矿井、老井、老采空区，现有生产井中的积水区、含水层、岩溶带、地质构造等详细情况，现有生产井中的积水区、含水层、岩溶带、地质构造等详细情况，并填绘矿区水文地质图。并填绘矿区水文地质图。1212）对积水的旧井巷、老采区、流砂层、各类地表水体、沼泽、强）对积水的旧井巷、老采区、流砂层、各类地表水体、沼泽、强含水层、强岩溶带等不安全地带，应留设防水矿（岩）柱。含水层、强岩溶带等不安全地带，应留设防水矿（岩）柱。1313）对接近水体的地带或可能与水体有联系的地段，
49、应坚持）对接近水体的地带或可能与水体有联系的地段，应坚持“有疑有疑必探，先探后掘必探，先探后掘 的原则，编制探水设计。的原则，编制探水设计。1414）掘进工作面或其他地点发现透水预兆，如出现工作面）掘进工作面或其他地点发现透水预兆，如出现工作面“出汗出汗、顶板淋水加大、空气变冷、产生雾气、挂红、水叫、底板涌水或顶板淋水加大、空气变冷、产生雾气、挂红、水叫、底板涌水或其他异常现象时，应立即停止工作，并报告主管矿长，采取措施。其他异常现象时，应立即停止工作，并报告主管矿长，采取措施。案例案例3 3：广西南丹广西南丹“7.17”7.17”特别重大透水事特别重大透水事故故20012001年年7 7月月
50、1717日日3 3时时4040分在广西壮族自治区南丹县大厂镇拉分在广西壮族自治区南丹县大厂镇拉甲坡矿发生了甲坡矿发生了8181人死亡的严重透水事故，直接经济损失人死亡的严重透水事故，直接经济损失80008000余万元。余万元。事故发生经过事故发生经过 月日下午点，南丹县龙泉矿冶总厂拉甲坡矿月日下午点，南丹县龙泉矿冶总厂拉甲坡矿和相邻的龙山矿、田角锌矿共有多名职工下井作业。和相邻的龙山矿、田角锌矿共有多名职工下井作业。日凌晨时左右，拉甲坡矿号工作面进行了两次爆日凌晨时左右，拉甲坡矿号工作面进行了两次爆破作业，在冲击波的作用下，隔水岩体被击穿，形成一长破作业，在冲击波的作用下，隔水岩体被击穿，形成