非煤矿山露天讲义(李矿长)剖析

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1、 非煤矿山（露天矿山）非煤矿山（露天矿山） 安全生产开采技术安全生产开采技术 露天开采安全 第一节 露天矿的组成及选址 第二节 露天矿开采技术 第三节 边坡稳定性 第四节 排土场安全 第五节 露天矿防排水 第一节 露天矿的组成及选址 v一、采场的组成 1、露天采场 2、排土场 3、破碎筛分设施、选矿厂 4、矿山工业场地 5、炸药库 6、供水水源 7、尾矿场和矸石场 8、污水处理设施 9、居住区 10、运输设施 二、厂（场）址选择 露天矿各组成 部分厂（场院）址的选择，需根据各自 的特点分别按具体要求选定厂（场）址。 1、排土场：选择排土场地应注意的要求 2、矿山炸药库及炸药加工 3、动力设施

2、4、居住区 第二节 露天矿开采技术 一、采场组成 根据矿床埋藏条件和地形条件的不同，露天矿床分为 山坡露天矿和凹陷露天矿开采水平高于当地地表标高的称 为山坡露天矿；低于当地地表标高的为凹陷露天矿。 露天开采形成的采坑、台阶和露天沟道的总合称为露 天采矿场。 1、采坑 2、台阶 p124 二、开采境界 v 露天开采境界是指露天开采的最终界限，它是 由露天采矿场的底部边界、最终边坡及开采深度3 个要素组成。 自然因故 经济因素 环境因素 1、露天矿底部边界的确定 2、台阶高度的确定 4、平台宽度和边坡结构 三、开采工艺 （一）露天开采方法和工艺 露天开采中采掘废石称为剥离工程，采掘矿石称为采矿 工

3、程，二者统称为采剥工程。采剥工作的基本程序是掘沟、 剥离和采矿，但三者在整个矿山的开采过程中必须按一定合 理的顺序进行。不同的开采顺序将直接影响到逐年产量、生 产剥采比和矿山的经济效益，选择合理的开采顺序是保证矿 山安全生产的重要基础。 p128 掘沟、剥离、采矿三者在时间 和空间上必须保持一定的超前 和滞后关系。必须遵循“采剥并 举，剥离先行”的原则，才能保 证露天矿山生产持续、稳定、 安全地进行。 穿孔、爆破、采装、运输是 露天矿山开采的基本艺。 穿孔作业是露天开采的第一个工序，其目的是 为爆破工作提供装放炸药的孔穴。在整个开采过程 中，穿孔质量的好坏，对后续的爆破、采装、破碎 等工作有很

4、大影响。穿孔费用约占生产总费用的 10%20%。 1、穿孔作业设备：露天矿穿孔设备按其穿孔 深度分为浅孔凿岩设备和深孔凿岩设备。深孔凿岩 设备主要有牙轮钻机、潜孔钻机和冲击式钻机；浅 孔凿岩设备主要有凿岩机和凿岩台车。 2、穿孔作业安全技术(9) （二）穿孔作业及安全要求 （四）采装作业安全要求 采装作业是露天矿全部生产过程的中心环节。 采装工艺及其生产能力在很大程度上决定着露天 矿场的开采方式、技术面貌、开采强度和经济效 果。 1、装运方法 2、采装作业要求： （1）两台以上的挖掘机在同一平台上作业时， 挖掘机之间应保持一定的间距。 （2）相邻两阶段同时作业的挖掘机必须沿着阶 段方向错开一定

5、的距离 （3）挖掘机行走时，应遵守规定 第三节 边坡稳定性 一、边坡的概念 1、露天矿边坡的构成 露天矿边坡系指露天矿场四周由台阶、平 台和运输道等构成的倾向采场的岩体、常称为 露天矿帮。 2、边坡破坏的类型 1）塌落： 2）滑坡： 3）倾倒： 3、产生滑坡的原因： 1）边坡角确定不合理 2）地质因素对边坡角的影响 3）岩体中的地下水 4）爆破震动 露天矿必须经常进行爆破作业，而爆破的规模往往 又比地下采矿时的规模大得多，因此，爆破作业对边坡稳 定性的影响是显而易见的，特别是靠近边坡的炮孔在爆破 时更可能严重地影响到边坡的稳定。 三、边坡事故的预防 确保露天矿边坡安全是一项综合性工作，包括确定

6、合理 的边坡参数，选择适当的开采技术和制定严格的管理制度 。 1）确定合理的台阶高度和平台宽度。 2）正确选择台阶坡面角和最终边坡角。 3）选择合理的开采顺序和推进方向。 4）合理进行爆破作业，减少爆破震动对边坡的影响 。 5）矿山必须建立健全边坡管理和检查制度，当发现 边坡上有裂陷可能滑落或有大块浮石，必须迅速进行处理 。 6）矿山应选派技术人员或有经验的工人专门负责边 坡的管理工作，及时消除隐患，发现边坡有塌滑征兆时有 权制止采剥作业，并及时报告。 7）对于有边坡滑动倾向的矿山，必须采取有效的安 全措施。 第四节 排土场安全要求 排土场常见的事故主要有排土场大面积滑坡，形成泥石 流，排土台

7、阶沉降、坍塌、排弃岩石时的滚石等事故。 1、排土场大面积滑坡和泥石流的预防 1）改进排土工艺，合理控制排土顺序，避免形成软弱 夹层。同时将坚硬大块岩石堆置在底层以稳固基底，或将大 块岩石堆置在最低一个台阶反压坡脚。 2）软岩基底处理。如基底表土或软岩较薄，可在排土 前挖掉，并在排土场周围挖掘排水沟降低地下水位。 3）疏干排水。对排土场上方山坡汇水截流，将水疏排 到外围低洼处。为使排土场平台本身的汇水不致侵蚀和冲刷 边坡，将平台修成3%左右的反坡，使水流向坡根处的排水 沟排出界外。 4）修建护坡挡墙。护坡挡墙应修在基岩上，并留排水孔 。 p135 2、排土设备翻车、坠落的预防 1）为了预防排土台

8、阶沉降、变形、坍塌而导致排土 设备翻车、坠落，应分区间歇式排土，让新排弃 的岩土有充分的时间沉降和压实，避免局部排土 工作面推进太快引起边坡失稳。 2）铁路线要经常垫道。 3）应随时观察和监测平台岩土的稳定状态，发现滑 坡预兆，立即将排土设备撤离现场。 4）高台阶排土场应有专人负责观测和管理，发现危 险征兆，及时采取有效处理措施。 5)为预防汽车排土时发生坠落事故。排土场应 经常保持平整，并保持3%5%的反坡。 6)为了预防人员坠落事故以及人员影响排土作 业,进行排弃作业时,必须圈定危险范围,设置警戒标 志,危险范围内严禁人员进入。 7)人工排土时，禁止人员站在车架上卸载。 8)挖掘机挖排作业

9、时，严禁超挖卸车线路基。 第五节 露天矿防排水 防水与排水是露天矿山的辅助性生产工作,但它却是保 证矿山安全和正常生产的先决条件。 凹陷露天矿本身就相当于一口大井，从客观上它就具备 了汇集大气降水，地表迳流和地下涌水的条件。因此在露天 矿的整个生产期间，甚至基建期间都要采取有效的防、排水 措施。露天矿山发生涌水将给开采工作带来困难，甚至造成 危害，其主要影响是： 一、露天矿防水与排水的重要性 1）降低设备效率和使用寿命 如挖掘机在有水的工作 面上作业时，其工作时间利用系数一般只达到正常挖掘机 的1/21/3。对于机车和汽车不仅降低效率而且威胁行车 安全。在水的氧化腐蚀作用下增加了设备故障并降低

10、使用 寿命。 2）降低矿山工程下降速度 采场底部汇水受淹时掘沟 ，会降低掘沟速度，给新水平的准备工作造成很大困难。 如果不能按时排除汇水，必然降低矿山工程的下降速度。 3）破坏边坡的稳定性 水是促使滑坡的一个主要因素 ，大面积的滑坡会切断采场内运输线路并掩埋作业区，使 生产中断。 由此可知，露天矿防、排水工作的主要目的，是防止 涌水淹没采矿场和维护边坡的稳定性。这是露天矿安全生 产的基本条件。 我国大型金属露天矿有许多已从山坡过渡到凹陷状态 ，开采深度日益加大。随着开采深度的加大，矿山涌水和 边坡稳定问题将更加突出。因此，研究矿山防水与排水的 现代技术和方法，对于保证矿山安全生产，提高设备效率

11、 和劳动生产率，有着极其重要的意义。 露天矿涌水的主要自然因素 1）气候条件的影响 降水渗透是地下水获得补给的主 要来源，气候对地下水的水量大小、水位高低有着直接的 影响。我国南方和西南地区，气温高雨量大，地下水的水 位水量高；而西北地区降水量小蒸发量大、地下水的水位 水量也就相应低些。因此，矿床的含水性不仅具有季节性 的特征，而且有着明显的区域性特征。 2）地表水体的影响 地表水体（河流、湖泊等）和地 下水在一定条件下可以互相转化和补给，河流和湖泊的水 位、流量变化会传递给附近矿区的潜水。因此，在地表水 水网密度较大的地区建设矿山时，必须查明地表水体与矿 体之间的水力联系情况，特别是在裂隙发

12、育透水性较好的 岩层里，地表水体很可能就成为矿山涌水的水源。 二、露天矿产生涌水的因素 3）岩石结构的影响 岩石结构致密、节理裂隙不发育时，则其透水性就 很弱不易充水甚至隔水。反之，透水性就较强充水量也就 较大。岩石中的孔隙不仅是大气降水和地表水补给的通路 ，而且也往往是汇集和贮存地下水的场所。 4）地质构造的影响 岩石的产状和褶皱、断层等构造对地下水的静贮量、 地表水与地下水间的水力联系影响很大。含水量较小的矿 床，由于断层或其他破碎带的影响而与含水丰富的岩层勾 通，会增加矿床的含水量。 1）不正确的开采工作的影响 对防水排水工作的重要性 认识不足，或不掌握矿山的水文地质资料，比如，本来矿体

13、 的含水量很小甚至与含水层隔离，只是由于开采上的错误而 打通了含水层，使矿山涌水突然增大。 2）废坑积水的影响 废弃的矿坑常有大量积水，当排 水工作停止后，废坑内的积水水位将会上涨。这种水源一经 与采场勾通，瞬间就会以很大的水压和水量突然涌入采场。 3）未封闭或封闭不严的勘探钻孔影响 地质勘探工作 结束后，必须用粘土或水泥将钻孔封死。否则，一经开采钻 孔本身就成为勾通含水层和地表水的通路，将水引入作业区 三、露天矿涌水的主要人为因素 露天矿防水的主要措施 1）截水沟 其作用是截断从山坡流向采场的地表迳流。 当矿区降水量大，四周地形又较陡时，截水沟还必须起到拦 截、疏引暴雨山洪的作用。 2）河流

14、改道 工作复杂，投资较大。 3）调洪水库 季节性的小型地表水流横穿开采境界时， 除采取改道方法外，还可以在上游利用地形修筑小型调洪水 库截流。 4）拦河护堤 当露天开采境界四周的地面标高与附近河 流、湖泊的岸边标高相差很小时，应在岸边修筑拦河护堤 四、露天矿防水与排水 五、露天矿排水 其排水系统主要有以下几种： 1）自流排水系统 2）露天采场底部集中排水系统 3）露天采场分段截流排水系统 在露天采场的边帮上设置 几个固定式泵站，分段截流并排出涌水。各固定泵站可以将 水直接排至地表，也可以采取接力方式通过上水平的泵站将 水排到地表。 4）地下井巷排水系统可以采取垂直式的泄水井将采场里 的水泄到集

15、水巷道里，也可以在边坡上开凿水平泄水巷道泄 水。垂直泄水管理复杂，在我国应用较少。 我国金属露天矿采用水平泄水巷道排水的较多。泄水平巷 设在边帮上的平台下面，一般与平台标高下卧0.5米并与排水 沟相通。采场里的水由排水沟流入泄水平巷，再经泄水天井 汇集到集水平巷的水仓里，由水泵经管道从竖井排到地表。 露天矿排水分为明排和暗排两种方式。 露天爆破安全技术 第一节 爆破安全基础知识 第二节 起爆方法及其事故预防 第三节 露天爆破及事故预防 第四节 安全管理及安全规定 1）最小抵抗线：最小抵抗线是指爆炸药包的几何中心到临近 自由面的垂直距离。 2）炸药的种类： 按组成分：单体炸药和混合炸药。 按用途

16、和特性分：起爆药、猛炸药、火药、烟火剂。 3）矿山常用炸药及性能 铵梯炸药 其爆炸性能不太好，但比较稳定。 铵油炸药 安全性好，但敏感度低，爆炸威力不够高、易吸 湿结块、抗水性差。 浆状炸药 抗水性强、可塑性强、爆炸威力大、安全性好、 装药密度大 第一节 爆破安全基础知识 第二节 起爆方法及其事故预防 常用起爆方法 电雷管起爆法 利用电能首先引起电雷管爆炸， 然后再引起炸药爆轰 非电雷管起爆法 可分为导爆索起爆法、导爆管 起爆法和导火索起爆法。 导火索起爆法是利用导火索以一定的燃速传递火焰 引爆火雷管进而起爆工业炸药的一种起爆方法。 1）禁止使用不合格的爆破器材； 2）联线后检查整个线路，查看有无联错或漏联； 3）检查爆破电源并对电源的起爆能力进行计算； 4）在装药时要避免压的过紧，密度过大； 5）要注意间隙效应的发生，装要前可在药卷上涂一 层黄油或黄泥； 6）装药前认真清除炮孔内岩粉。 拒爆事故的预防措施 第三节 露天爆破及事故预防 露天爆破可分为浅眼爆破、深孔爆破和硐室爆破。