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矿山采矿排土作业
2013-09-05
矿山采矿排土作业。
矿山安全技术 采矿排土作业 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 1 矿山安全技术 金属非金属矿山排土场安全生产规则 汽车在排土场的运行  1. 汽车排土作业时,应有专人指挥,非作业人员一律不得进入 排土作业区,凡进入作业区内工作人员、车辆、工程机械必须 服从指挥人员的指挥。 . 排土场平台必须平整,排土线应整体均衡推进,坡顶线应呈 直线形或弧形,排土工作面向坡顶线方向应有3%~5%的反坡。 . 排土卸载平台边缘要设置安全车挡,其高度不小于轮胎直径 2 3 的2/5,车挡顶部和底部宽度应分别不小于轮胎直径的1/3和1.3 设置移动车挡设施的,要按移动车挡要求作业。 4 . 应按规定顺序排弃土岩,在同一地段进行卸车和推土作业时, 设备之间必须保持足够的安全距离。 卸土时,汽车应垂直于排土工作线;严禁高速倒车、冲撞安全 车档。 5 6 推土时,在排土场边缘严禁推土机沿平行坡顶线方向推土。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 2 矿山安全技术  7. 排土安全车挡或反坡不符合规定、坡顶线内侧30米范围 内有大面积裂缝或不均匀下沉时,禁止汽车进入该危险区, 排土场作业人员需对排土场作出及时处理。   8. 排土场作业区内因雾、粉尘、照明等因素使驾驶员视距 小于30米或遇暴雨、大雪、大风等恶劣天气时,应停止排 土作业。 9. 汽车进入排土场内应限速行驶,距排土工作面50~200 米限速16公里/小时,小于50米限速8公里/小时;排土作 业区内应设置一定数量的限速牌等安全标志牌。   10. 排土作业区照明必须完好,灯塔与排土挡墙距离15~ 25米,照明角度必须符合要求,夜间无照明禁止排土。 11. 排土作业区必须配备足够数量且质量合格、适应汽车 突发事故应急的钢丝绳(不少于四根)、大卸扣(不少于 四个)、灭火器等应急工具。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 3 矿山安全技术   5 移动牵引网路始端,应设电源开关。 6 在独头卸载线端部,必须设置车挡。车挡应有完好的挡 栏指示和灯光示警。独头线的起点和终点,应设置铁路障 碍指示器。 列车在卸车线上运行和卸载时,应遵守下列规定:  1 列车进入排土线后,由排土人员指挥列车运行。机械排 土线的列车运行速度准轨不得超过10~15km/h;窄轨不 得超过8km/h;接近路端时,不得超过5km/h。   2 严禁运行中卸土(曲轨侧卸式和底卸式除外)。 3 卸车顺序应从尾部向机车方向依次进行,必要时,机车 应以推送方式进入。   4 列车推送时,应有调车员在前引导。 5 新移设线路后,首次列车严禁牵引进入 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 4 矿山安全技术  6 翻车时必须2人操作,操作人员应位于车箱内侧。  7 清扫自翻车应采用机械化作业,人工清扫时必须有安全 措施。  8 卸车完毕,必须在排土人员发出出车信号后,列车方可 驶出排土线。 排土犁排土时,应遵守下列规定:          1 推排作业线上排土犁、犁板和支出机构上,严禁有人。 2 排土犁推排岩土的行走速度,不得超过5km/h。 单斗挖掘机排土时,应遵守下列规定: 1 受土坑的坡面角不得大于60°,严禁超挖。 2 挖掘机至站立台阶坡顶线的安全距离应符合下列要求: a、台阶高度10m以下不小于6m; b、台阶高度11~15m不小于8m; c、台阶高度16~20m不小于11m; d、台阶高度超过20m时应制定安全措施。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 5 矿山安全技术 铁路移动线路卸车地段,应遵守下列规定:   1. 路基面应向排土场内侧形成反坡. 2.线路一般应为直线,困难条件下,其平曲线半径不小于表 1的规定,并根据翻卸作业的安全要求设置外轨超高。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 6 矿山安全技术   3 线路尽头的一个列车长度内应有2.5‰~5‰的上升坡度。 4 卸车线钢轨轨顶外侧至台阶坡顶线的距离,应不小于表 的规定。 2 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 7 矿山安全技术 排土机排土必须遵守下列规定:  1 排土机必须在稳定的平盘上作业,外侧履带与台阶坡顶线 之间必须保持一定的安全距离。   2 工作场地和行走道路的坡度必须符合排土机的技术要求。 3 排土机长距离走行时,受料臂、排料臂应与走行方向成一 直线,并将其吊起、固定;配重小车在前靠近回转中心一 端,到位后用销子固定;严禁上坡转弯。 排土场排洪与防震   1 山坡排土场周围应修筑可靠的截洪和排水设施拦截山坡汇 水。 2 排土场内平台应实施2%~3%的反坡,并在排土场平台修 筑排水沟拦截平台表面山坡汇水。 3 当排土场范围内有出水点时,必须在排土之前必须采取  措施将水疏出。排土场底层应排弃大块岩石,并形成渗流通 道。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 8 矿山安全技术    4 汛期前应采取下列措施做好防汛工作: a、明确防汛安全生产责任制,建立紧急预案; b、疏浚排土场内外截洪沟;详细检查排洪系统的安全情 况;   c、备足抗洪抢险所需物资,落实应急救援措施; d、及时了解和掌握汛期水情和气象预报情况,确保排土 场和下游泥石流拦挡坝道路、通讯、供电及照明线路可靠 和畅通。   5 汛期应对排土场和下游泥石流拦挡坝进行巡视,发现问 题应及时修复,防止连续暴雨后发生泥石流和垮坝事故; 6 洪水过后应对坝体和排洪构筑物进行全面认真的检查与 清理。发现问题应及时修复。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 9 矿山安全技术  7 处于地震烈度高于6度地区的排土场,应制订相应的防 震和抗震的应急预案,内容包括:       a、抢险组织与职责; b、排土场防震和抗震措施; c、防震和抗震的物资保障; d、排土场下游居民的防震应急避险预案; e、震前值班、巡查制度等。 8 排土场泥石流拦挡坝原设计抗震标准低于现行标准时, 必须进行加固处理。  9 地震后,必须对排土场、排土场下游的堆石坝进行巡查 和检测,及时修复和加固破坏部分,确保排土场及其设施 的运行安全。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 10 矿山安全技术    排土场关闭与复垦 1 排土场关闭 1.1 矿山企业在排土场结束时,必须整理排土场资料、编制 排土场关闭报告。    1.2 排土场资料应包括:排土场设计资料、排土场最终平面 图、排土场工程水文地质资料、排土场安全稳定性评价资料、 排土场复垦规划资料等。 1.3 排土场关闭报告应包括:结束时的排土场平面图、结束 时排土场安全稳定性评价报告、结束时的排土场周围状况、 排土场复垦规划等。 1.4 排土场最终境界安全稳定性评价要由具备资质的中介技 术服务机构进行。不符合安全条件的,评价单位要提出治理 措施;企业要按措施要求进行治理;并报安全生产监督管理 部门备案。  1.3 关闭后的排土场安全管理工作由原企业负责,破产企业 关闭后的排土场,由当地政府落实负责管理的单位或企业。 关闭后的排土场重新启用或改作他用时,必须经过可行性设 计论证,并报安全生产监督管理部门审查批准。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 11 矿山安全技术  2 排土场复垦  2.1 矿山企业在排土场生产运行过程中,应制定切实可行的复垦规划, 达到最终境界的台阶先行复垦。   2.2 排土场复垦规划要包括场地的整备、表土的采集与铺垫、覆土厚 度、适宜生长植物的选择等。 2.3 关闭后的排土场未复垦或未完全复垦,应留有足够的复垦资金。 排土场安全检查    1 排土场安全检查 1.1 排土场稳定性安全检查的内容包括:排土参数、变形、 裂缝、底鼓、滑坡等 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 12 矿山安全技术   1.2 检查排土参数。 a、测量各类型排土场段高、排土线长度,测量精度按生产测量精度要求。 实测的排土参数应不超过设计的参数,特殊地段应检查是否有相应的措施。    b、测量各类型排土场的反坡坡度,每100m不少于2条剖面,测量精度按 生产测量精度要求。实测的反坡坡度应在各类型排土场范围内。 c、汽车排土场测量安全挡墙的底宽、顶宽和高度,实测的安全挡墙的参数 应符合不同型号汽车的安全挡墙要求。 d、铁路排土场测量线路坡度和曲率半径,测量精度按生产测量精度要求; 挖掘机排土测量挖掘机至站立台阶坡顶线的距离,测量误差不大于10mm; 各参数应满足本规则5.2的要求。      e、排土机排土测量外侧履带与台阶坡顶线之间的距离,测量误差不大于 1 0mm;安全距离应大于设计要求。 f、检查排土场变形、裂缝情况。排土场出现不均匀沉降、裂缝时,应查明 沉降量,裂缝的长度、宽度、走向等,判断危害程度。 g、检查排土场地基是否隆起。排土场地面出现隆起、裂缝时,应查明范 围和隆起高度等,判断危害程度。 1.3 检查排土场滑坡。排土场滑坡时应检查滑坡位置、范围、形态和滑坡 的动态趋势以及成因。 1.4 检查排土场坡脚外围滚石安全距离范围内是否有建构筑物,是否有耕 种地,不得在该范围内从事任何活动。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 13 矿山安全技术   排土场排水构筑物与防洪安全检查 2.1 排水构筑物安全检查主要内容:构筑物有无变形、移 位、损毁、淤堵,排水能力是否满足要求等。    2.2 截洪沟断面检查内容:截洪沟断面尺寸,沿线山坡滑 坡、塌方,护砌变形、破损、断裂和磨蚀,沟内物淤堵等。 2.3 排土场下游设有泥石流拦挡设施的,检查拦挡坝是否 完好,拦挡坝的断面尺寸及淤积库容。 排土场安全评价 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 14 矿山安全技术 第三节 露天边坡事故预防  露天矿山的边坡直接影响到矿山的安全生产,边 坡管理不好,将给作业人员和生产设备带来极大 的危害。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 15 矿山安全技术 ( 一)边坡的结构及特点 1.边坡的结构 最终边坡角、台阶各项参数、开采深度等一般在开采前由设 计来确定。当这些参数确定后,边坡的基本结构也就确定了。 最终边坡角 :最终边坡角是露天 采矿场构成要素之一。指露 天矿非工作帮最上一个台 阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假 想斜面与水平 面的夹角,也称最终帮坡角或最终边帮角。 最终边坡的一般结构是:在非运输帮边坡上是由几个安全平 台加上一个清扫平台组成;在运输帮边坡上由安全平台、清扫平 台、运输平台组成,运输平台是根据线路而布入的。由于运输平 台往往较安全或清扫平台宽,所以在有运输线一帮的边坡角比无 运输线一帮的边坡角要缓些。 需要指出的是,在一些采石场尤其是乡镇采石场,往往是不 分层的高台阶开采,作业环境极不安全,容易发生高处坠落、坍 塌、物体打击与爆破飞石等事故。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 16 矿山安全技术 2 .边坡的特点 露天矿边坡与其他一些工程边坡相比,有以下特点: 1)露天矿边坡一般比较高,从几十米到几百米都有,走向长从 ( 几百米到数公里,因而边坡暴露的岩层多,边坡各部分地质条 件差异大,变化复杂。 ( 2)上下部边坡的稳定性要求不相同。露天矿最终边坡是由上而 下逐步形成,上部边坡服务年限可达几十年,下部边坡则服务 年限较短,底部边坡在采矿时即可废止。 ( 3)露天矿由于 每天频繁的穿 孔、爆破作业 和车辆行进, 使边坡岩体经 常受到震动。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 17 矿山安全技术 ( 二)边坡的破坏类型 1.边坡岩体的破坏 露天矿开采会破坏岩体的稳定状态,使边坡岩体发生变形破 坏。边坡破坏的形式主要有崩落、散落、倾倒坍塌和滑动等。 2.边坡岩体的滑动速度和破坏规模 当边坡岩体发生滑动破坏时,由于受各种因素和条件的影响, 其滑动速度是不相同的。有的瞬间发生、而有的滑动破坏是 缓慢进行。 边坡破坏破坏类型按机理分: 1、平面破坏 边坡沿某一主要结构面如层理、节理或断层面发生滑动,其 滑动线为直线。 指岩石沉积过程中的原生成层构造。 节理:岩石中的裂隙,其两侧岩石没有明显的位移。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 18 矿山安全技术 2、楔状破坏 在边坡岩体中有两组或两组以上结构面与边坡相交,将岩体相 互交切成楔状体而发生破坏。 3 、圆弧形破坏 边坡岩体在破坏时其滑动面呈圆弧状下滑破坏 、倾倒破坏 4 当岩体中结构面或层面很陡时,每个单层面在重力形成的力矩 作用下向自由空间变形。 边坡的破坏类型 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 19 矿山安全技术    边坡岩体破坏规模分类 1、小型滑落 滑落的岩体体积在1万立方米以下 2、中型滑落 滑落的岩体体积一般在1万~10万 立方米之间。   3、大型破坏 滑落的岩体体积一般在10万~100 万立方米之间。 4、巨型破坏 滑落的岩体体积一般在100万立方 米以上。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 20 矿山安全技术        影响边坡稳定的主要因素 1、岩石的物理学性质 2、地质构造 3、水文地质条件的影响 4、开采技术条件的影响 5、管理方面的影响 6、地震的影响 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 21 矿山安全技术  1、岩石的物理学性质  主要有岩石的硬度、凝聚力和内摩擦角等。一般岩石的硬度越 大越稳定。常见的滑坡是在沙岩石、泥岩、灰岩及片理化(岩 石受到剪应力作用发生的变化)的岩层中发生。  2、地质构造  主要是由节理、裂隙、断层和破碎带以及极不稳定的软岩夹层 和遇水膨胀的软岩面等形成的弱面。  大量滑坡实例表明,滑坡体的滑动面和边缘轮廓都是受结构面 控制的。    节理:岩石中的裂隙,其两侧岩石没有明显的位移。 3、水文地质条件的影响 地表水的渗入和地下水。露天矿的滑坡多发生在雨季或解冻期, 当地下水赋存于岩石弱面中时,水的作用显著增大,岩体的滑 动力和减小弱面间的摩擦力,从而使边坡的稳定性降低。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 22 矿山安全技术  4、开采技术条件的影响  边坡角、边坡形式、开采顺序、推进方向以及穿爆工艺等 的影响。    边坡角越小,边坡越稳定; 上部较缓、下部陡的边坡比上部陡、下部较缓的边坡稳定。 边坡出露的时间越短越稳定。  5、管理方面的影响  如超挖坡角,在边坡上部堆置废石和设备,建筑房屋等, 都会降低边坡的稳定性。  6、地震的影响 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 23 矿山安全技术  边坡的安全管理  确保露天矿边坡安全是一项综合性工作,包括确 定合理的边坡参数,选择适当的开采技术和制定 严格的边坡安全管理制度。   边坡事故的预防 露天采场边坡滑坡/工作台阶和非工作台阶的坍塌 以及浮石冒落统称为坍塌事故。预防边坡坍塌事 故的主要措施有:   一、技术措施 二、管理措施 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 24 矿山安全技术 ( 三)边坡安全管理 .确定合理的台阶高度和平台宽度 合理的台阶高度对露天开采的技术经济指标和作业安全情况 1 都具有重要的意义。确定台阶高度要考虑矿岩的埋藏条件和力 学性质、穿爆作业的要求、采掘工作的要求.一般不超过15m。 平台宽度不但影响边坡角的大小,也影响边坡的稳定性。工 作平台宽度取决于所采用的采掘运输设备的要求和爆堆的度。 2.正确选择台阶坡面角和最终边坡角 台阶坡面角的大小与矿岩性质、穿爆方式、推进方向、矿岩 层理方向和节理发育情况等因素有关。工作台阶坡面角的大小 在各类矿上安全规程都作了详细的规定。如坚硬稳固的矿岩, 。 工作台阶坡面角不大于75 。 最终边坡角与岩石的性质、地质构造、水文地质条件、开采 深度、边坡存在期限等因素有关。由于这些因素十分复杂,因 此通常参照类似矿山的实际数据来选择矿上最终边坡角。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 25 矿山安全技术 3 .选用合理的开采顺序和推进方向 在生产过程中要坚持从上到下的开采顺序.坚持打下向孔或倾斜炮 孔,杜绝在作业台阶底部进行掏底开采,避免边坡形成伞檐状和空洞。 一般情况下应选用从上盘向下盘的采剥推进方向.做到有计划、有条 理的开采。 4 .合理进行爆破作业,减少爆破震动对边坡的 影响 由于爆破作业产生的地震可以使岩体的节理张 开。因此在接近边坡地段尽量不采用大规模的齐 发爆破,可以采用微差爆破、预裂爆破、减震爆 破等控制爆破技术·并严格控制 同时爆破的炸药 量。在采场内尽量不用抛掷爆破.应采用松动爆 破,以防止飞石伤人,减少对边坡的破坏。 5 .建立健全边坡检查和管理制度 当发现边坡上有裂陷可能滑落或有大块浮 石及伞檐悬在上部时,必须迅速进行处理。 处理时要有可靠的安全措施。受到威胁的作 业人员和设备要撤到安全地点 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 26 矿山安全技术  6.边坡监测与预报。对边坡岩体的变形和移动情况进行监 测,是预报滑坡,减少事故不可忽视的工作。边坡监测的 手段和仪表有多种多样,对中小型矿山来说,最易学、最 经济、最有效又最容易的方法是裂隙观测法,就是在裂隙 中放一个木锲子,并在其上划出与地面平行的线条标记, 观测裂隙变化的情况,若木锲子往里面滑进,则说明裂隙 在扩大,有滑坡的危险,应采取防治的措施,避免边坡事 故的发生。  7.加强安全教育,规范员工的行为。要结合矿山的实际情 况,强化作业人员的安全教育,提高员工的安全意识,规 范员工的作业行为。特别要注意坚持班前安全会制度。经 常提醒作业过程中应注意的安全事项,及时纠正员工的不 安全行为。作业人员应按自己所从事的工作,遵守本岗位 ( 休息及停留,以防止边帮的突然下滑而导致人员的伤亡事 故。 工种)的安全技术操作规程,严禁任何人员在边帮底部 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 27 矿山安全技术 三、不稳定边坡的治理措施 疏干排水法 1 .地表排水 一般是在边坡岩体外面修筑排水沟,防止地表水流进 边坡岩体表面裂隙中。排水沟要求有一定的坡度,一般为 ‰;断面大小应满足最大雨水时的排水需要;沟底不能漏 5 水;要经常维护好水沟,防止水沟堵塞。 边坡顶面也应有一定的坡度,使边坡顶部不致积水。 在具有较大张开裂隙的边坡,该地降雨量又多,在这种情况 下,除了开沟引水外,还必须对裂隙进行必要的堵塞,深部 宜用砾石或碎石充填,裂隙口宜用黏土密封。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 28 矿山安全技术 2.地下水疏干 地下水是指潜水面以下即饱和带中的水。对于地下水可 采取疏干或降低水位,减少地下水的危害,这样既可提高现有 边坡的稳定性,又可使边坡在保持同样稳定程度的情况下加大 边坡角。 地下水的疏干有天然疏干和人工疏干两种。 当露天开采切穿天然地下水面时,地下水便向采场渗流。 这样,采场就要排水,边坡内的水位降低造成天然疏干。 由于岩体中的裂隙不通达边坡表面,因而仅依赖于天然 疏干是不够的,还必须配合人工疏干,才能达到预期的目的。 疏干系统的规模与欲疏干边坡的规模有关,其效率与它穿过的 岩体不连续面的数量有关。具体的疏干方法要依据总体边坡高 度、边坡岩体的渗透性以及经济条件、作业情况等因素确定。 可采取打水平疏干孔、垂直疏干孔或地下疏干巷道等方式。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 29 矿山安全技术 ( 三)机械加固法 机械加固边坡是通过增大岩石强度来改善边坡的稳定性。 采用任何加固方法都要进行工程与经济分析,以论证加固的可行 性和经济性。只有当稳固边坡的其他方法,如放缓边坡角或排水 等都不可行或代价更高时,才考虑机械加固法。 1.采用锚杆(索)加固边坡 用锚杆(索)加固边坡是一种比较理想的加固方法,可用于具 有明显弱面的加固。锚杆是一种高强度的钢杆,锚索则是一种高 强度的钢索或钢绳。锚杆(索)的长度从几米到几百米。 为保证锚杆(索)加固边坡的效果,在每两根锚杆 ( 索)之间布设钢筋混凝土横梁,并在锚头和横梁上挂设 钢丝网,然后在钢丝网上喷上水泥浆,以防止边坡碎 石滚落和风化,并使边坡岩石构成一个与锚杆(索)加固 的完整系统,加强了边坡的稳定性。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 30 矿山安全技术 2.采用抗滑桩加固边坡 用抗滑桩加固边坡的方法,已在国内外广泛应用。抗滑桩的 种类很多,按其刚度的大小可分为弹性桩和刚性桩;按其材料 不同可分为木材、钢材和钢筋混凝土,钢材可采用钢轨或钢管。 一般多用钢筋混凝土桩加固边坡,其中又分大断面的混凝土桩 和小断面混凝土桩。前者一般用于破碎、散体结构边坡的加固, 而后者一般用于块状、层状结构边坡的加固。露天矿边坡加固 是在边坡平台上钻孔,在孔中放入钢轨、钢管或钢筋等,然后 浇灌混凝土将钻孔的空隙填满或用压力灌浆。桩径、桩的间距 和插入滑动面的深度,大多按照经验进行选取。 抗滑桩加固边坡的优点较多,如布置灵活、施工不影响滑体 的稳定性、施工工艺简单、速度快、工效高、可与其他治理的 加固措施联合使用、承载能力较大等。因此,该方法在国内外 露天矿边坡加固工程中被广泛的应用。 郑州大学化工学院安全工程 013/9/5 2 31 矿山安全技术 3.采用注浆法加固边坡 它是在一定的压力作用下通过注浆管,使浆液进入边坡岩体 裂隙中。一方面用浆液使裂隙和破碎岩体固结,将破碎岩石粘 结为一个整体,成为破碎岩石中的稳定固架,提高了围岩的强 度;另一方面堵塞了地下水的通道,减小水对边坡的危害。要 使注浆能达到预期效果,注浆前必须准确了解边坡变形破坏的 主滑面的深度及形状,以便使注浆管下到滑面以下有利的位置。 注浆管可安装在注浆钻孔中,也可直接打入。注浆压力可根据 孔的深度和岩体发育程度等因素确定。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 32 矿山安全技术 4.采用挡土墙加固边坡 挡土墙的作用原理是依靠本身的重量及其结构的强 度来抵抗坡体的下滑力和倾倒。.它既可单一的用作小型滑 坡的阻挡物,又可作为治理大型滑坡的综合措施之一。 为了确保其抗滑的效果,一般情况下,挡土墙多设 在不稳定边坡的前缘或坡脚部位。在设计与施工中,必须 将墙的基础深入到稳固的基岩内,使其深度保持有足够的 抗滑力,确保滑体移动时,挡土墙不致产生侧向移动和倾 覆。有时,在开挖挡土墙基础要破坏部分滑体,因而会造 成滑体的滑动,这就要求边挖边砌,分段挖砌,加快施工 速度。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 33 矿山安全技术 ( 四)控制爆破法 目前矿山广泛采用高台阶、大直径炮孔和高威力炸 药进行爆破,有效地降低了采矿成本。但这些措施也造成 了爆破区能量集中,以致出现最终边坡的严重后冲破裂问 题。如果对后冲破裂作用不加以控制,最终势必会降低采 场边坡角,造成剥采比增加的不良经济效果。此外,还将 产生更多的坡面松动岩石,使设计的安全平台变窄、失效 或并段,使工作条件恶化。 露天矿山通常采用预裂爆破。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 34 矿山安全技术 预裂爆破 预裂爆破是最成功、应用最广泛的一种控制爆破方法。 预裂爆破是预先沿设计轮廓线用爆破方法形成一条裂缝后再起 爆主炮孔的一种控制爆破方法,其特点是在设计开挖轮廓线上钻凿一排 孔距合适的预裂孔并采用不偶合装药或其它特殊的装药结构,在开挖主 体爆破之前,同时起爆预裂炮孔内的装药,从而形成一条贯穿预裂炮孔 的裂缝,通过这条裂缝降低开挖主体爆破时对保留岩体的破坏。 概念:沿设计轮廓线打 一排减小了孔距的平行 炮孔,采用不偶合装药, 先起爆预裂孔,形成裂 缝后(1—2cm),再起 爆主爆孔,使预裂缝在 一定范围内减小主爆孔 的地震效应50—80%以 上。 郑州大学化工学院岩安全石工程膨化硝铵炸药 2013/9/5 35 矿山安全技术 2 3 2 1 ( b) ( a) 5 5 5 4 4 3 3 3 2 6 6 6 图4-14 装药结构 a)偶合装药; ( ( ( ( ( b) 不偶合装药; ( c) c) 正向连续装药; d) 正向空气间隔装药; e) 反向连续装药 2 7 8 1-炸药;2-炮眼壁; ( d) 3-药卷;4-雷管; 5-炮泥; 6-脚线; 7-竹条;8-绑绳 4 2 ( e) 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 36 矿山安全技术 预裂爆破的目的是对特定岩石和孔距,通过特殊的方式装药, 使孔壁压力能爆裂岩石,但仍不超过它们原位的动态抗压强度, 以及使爆破孔周围岩石不发生压碎。因为大多数岩石的爆压均 大于6.8×108Pa。而大多数岩石的抗压强度都不大于 4.1×108Pa,所以必须降低爆压。降低爆压可通过采用不耦 合装药、间隔装药或低密度炸药来实现。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 37 矿山安全技术 露天开采的技术现状及发展方向  我国现有生产露天矿采用的开采程序都比较单一,主要采用 缓工作帮、全境界开采方式。铁矿和煤矿绝大多数采用工作 线呈平行走向分布,垂直走向推进的纵向开采方式,少数露 天铁矿用工作线沿走向推进横向开采方式;有色矿山采用部 分纵向开采、部分横向开采方式;少数金属露天矿采用分期 开采和分区开采。   露天矿开拓的核心是运输方式。目前采用的开拓方法主要有 铁路运输、公路运输、铁路与公路联合运输、平峒溜井、汽 车箕斗联合运输、汽车破碎机带式输送机运输等。 穿孔是坚硬矿岩露天矿的主要生产环节之一。目前我国金属 矿山主要采用孔径250㎜的牙轮钻和孔径200㎜的浅孔钻。 部分矿山使用孔径310㎜的牙轮钻和孔径250㎜的浅孔钻。在 矿岩硬度较大的露天矿,有用牙轮钻更新现有浅孔钻的趋势。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 38 矿山安全技术  在我国开采的铁矿石、有色金属矿石和冶金辅助原料矿石的发展较快,化 工及建材系统多数属中小型露天矿。今年来,我国露天矿在爆破技术和新 型炸药研制方面取得较大进展。  在爆破技术方面推广应用大,区微差爆破、压碴爆破、减震爆破和光面爆 破。在露天矿基建剥离时,成功地进行了万吨级大爆破和数十次百吨级和 千吨级的大爆破,掌握了在各种复杂条件下进行的松动爆破、抛掷爆破及 定向爆破技术。   在炸药方面,成功研制出了多种铵油炸药、多孔粒状铵油炸药、乳化炸药 和防水浆状炸药。 我国大中小型露天矿一般采用1~4.6立方米的挖掘机进行采装。这种挖掘 机对大型露天矿来说,规格小,效率低,全年效率一般为100~200吨。 目前少数大型露天矿采用6立方米和7.6立方米挖掘机装载,全年效率可达 4 00万吨左右。   露天矿铁路运输采用重80吨和150吨的电机车和载重60吨的翻斗车。汽车 运输一般使用载重20~40吨级的自卸车,少数矿山使用了100吨级的电动 轮汽车,个别矿山还引进了170吨的载重汽车。 我国今后的露天开采技术的发展方向是开采规模大型化、工艺设备大型化、 工艺连续化和半连续化、开拓方式多样化和强化开采,并且扩大电子计算 机、系统工程学科在露天矿设计、规划和生产中的应用。便于选择最优方 案,并使生产管理现代化。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 39 矿山安全技术 第二部分 地下开采安全技术 《 矿床地下开采》 作 者:涂建平 《 金属矿床开采》 著 译 者:钟义旆 出版社: 化学工业出版社 出版时间: 2009年03月 ISBN: 9787122044174 出 版 社:冶金工业出版社 书 号:978-7-5024-0715-5 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 40 矿山安全技术 第一节 地下开采概述 地下采矿技术 当矿床埋藏 地表以下很深,采 用露天开采会使剥 离系数过高,经过 技术经济比较,需 要采用地下开采时, 则采用地下开采方 式。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 41 矿山安全技术 ◆ 地下开采的几个概念 ( 一)矿区、矿田和井田 划归一个公司或矿务集团开采的矿床叫矿区;划归 一个矿山开采的矿床或其一部分叫矿田;划归一个矿井 ( 坑口)开采的矿床或其一部分叫井田。 一个矿区可包括一个或几个矿田,一个矿田可包括 一个或几个井田。 中国成矿区带划分方案 徐志刚,陈毓川,王登红著 生产中往往将一个大矿体或比较邻近的若干矿体划 为一个井田进行独立开采。一般认为井田的走向长度 5 00~800m,深度500~600m,开采较为经济合理。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 42 矿山安全技术 ( 二)阶段 在井田范围内开采倾斜和急倾斜矿床时,每隔一定的垂直高度要 掘进与矿床走向一致的运输平巷,将井田沿垂直方向划分为一个个的矿 段,这种矿段称为阶段(或中段)。 阶段的长度等于井田边界沿走向的长度,阶段高度等于上下两个 相邻阶段平巷间的垂直距离。缓倾斜矿床的阶段高度通常为20~30m, 急倾斜矿床的阶段高度通常为50~60m,也 有高达80~120m的。 阶段高度主要 取决于矿体的赋存条 件和使用的采矿方法。 合理的阶段高度应在 保证安全的前提下, 使开采每吨矿石的总 费用最小,新阶段的 准备时间最短。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 43 矿山安全技术 地下开采主要包括开拓、采 切(采准和切割工作)和回采三个 步骤。 由于矿体埋藏较深,要将矿 石采出来,必须开凿由地表通往矿 体的巷道,如竖井、斜井、斜坡道、 平巷等,这些井巷掘进工程 就是开 拓。 采准是在开拓工程的基础上, 为回采矿石所做的准备工作,包括 掘进阶段平巷、横巷和天井等采矿 准备巷道。切割是在开拓与采准工 程的基础上按采矿方法所规定在回 采作业前必须完成的井巷工程,如 切割天井、切割平巷等。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 44 矿山安全技术 回采: 回采是从矿块里采出矿石的过程,是采矿的核心。 回采通常包括3种作业: 落矿:将矿石以合适的块度从矿体上采落下来的作业; 出矿:将采下的矿石从落矿工作面运到阶段运输水平的 作业; 地压管理:包括用矿柱、充填体和各种支架维护采空区。 这三个步骤,在矿山建设阶段是依次进行。当矿山投产 以后,为能保持持续正常生产,仍需继续开凿各种井巷。如 延伸开拓巷道,开凿各种探矿、采准、回采巷道等。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 45 矿山安全技术 地下开采:矿床开拓 根据主要开拓巷道形式的不同,矿床开拓可分为: 竖井、斜井、平硐、联合开拓等几类。 1 .竖井开拓 大部分煤矿采用。当矿体埋藏在地表以下倾角大于 5°,或倾角小于45°而埋藏较深的矿体,常采用竖井开拓。 4 当开采深度超过800m,年产量80万吨以上时,无论矿床倾 角如何,应优先考虑竖井开拓。 我国1990年立井深度平均为595.8 m,东部地区还有 不少深度超过千米的立井。井筒直径根据矿石产量确定,一 般2~8 m。 副井兼作进风井,断面最大;主井提升煤炭矿石,风 井用于出风,断面可较小。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 46 矿山安全技术 2.斜井开拓 斜井开拓适用于开 采倾斜或缓倾斜矿体,特 别是埋藏较浅的倾角为 20°~40°的层状矿体。 该法具有施工简便、投产 快、工程量少和投资小等 优点,在中、小型矿山应 用较为广泛。斜井井筒的 倾角根据矿体产状、矿山 规模和使用的提升设备确 定,一般不大于45。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 47 矿山安全技术 3.平硐开拓 平硐开拓适用于开采赋存于侵蚀基准面以上山体内的 矿体,具有建设速度快、建设成本低、安全可靠和管理方便 等特点。 平硐是行人、设备材料运输、矿渣运输和管线排水等 设施的通道,同时还是矿井通风的主要巷道。因此,平硐必 须设有人行道、排水沟、躲避硐室和各种管线铺设的空间, 以满足安全和实现多种功能的需要。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 48 矿山安全技术 4.联合开拓 用上述任意两种或两种以上的方法对矿床进行开 拓称为联合开拓法。它取决于矿体赋存条件、地形特征、 勘探程度、开采深度、机械化程度等因素。 常用的联合开拓法有:平硐竖井(明井或暗井)、 平硐斜井(明井或暗井)、平硐斜坡道以及平硐、竖井或 斜井与斜坡道联合开拓等。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 49 矿山安全技术  巷道 巷道:地下采矿时,为采矿提升、运输、通风、排水、动力供应等而 掘进的通道。 根据巷道长轴线与水平面的关系分为3类: ①直立巷道。巷道的长轴线与水平面垂直,包括立井、盲立井。立井中直 接与地面相通,专门或主要用于提升矿石的称主井;作提升废石、矸石、 下放器材、升降人员等辅助提升用的称副井。盲立井不与地面直接相通, 又称暗立井。专门用来溜放矿石的暗井称溜井。     ②水平巷道。巷道的长轴线与水平面近似平行。如平硐,直接与地面相通, 包括担负主要运矿任务的主平硐、担负辅助运输的副平硐和专作通风用的 通风平硐等;石门,与地面不直接相通,其长轴线与矿体走向斜交或直交。 平巷,与地面不直接相通的水平巷道,其长轴方向与矿体走向平行,布置 在矿体内的称脉内平巷,布置在岩石中的称脉外平巷。 ③倾斜巷道。巷道的长轴线与水平面呈一定角度。如作用与立井和平硐相 同,与地面直接连通的倾斜巷道——斜井,用于开采某水平以上或以下矿 体的上山道或下山道、斜坡道和天井等。巷道断面形状多为拱形、梯形或 矩形,围岩松软的为圆形、椭圆形或马蹄形。如围岩不稳定,须进行支护, 根据围岩稳定程度、涌水量、断面形状和大小、服务年限等因素,选择喷 射混凝土、锚杆(作用是支护 防止岩石发生变形出现塌方 施工过程就是 钻孔)、金属钢筋混凝土或石材等支护形式。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 50 矿山安全技术 地下开采:采矿方法 地下采矿方法分类繁多,常用的以 地压管理方法为依据,分为三大类: ( 1)空场采矿法(自然支撑采矿方法)。 采区划分为矿房和矿柱。回采矿房时,所 形成的采空区,利用矿柱支撑,因此,使 用这类采矿方法的基本条件是矿石和围岩 均需稳定。 ( 2)充填采矿法(人工支撑采矿方法)。 在采区中,随着回采工作面的推进,用人 工支撑方法来维护采空区并形成工作场地。 ( 3)崩落采矿法。它是随着矿石的崩落,以崩落围岩来充填采空区,达到 控制管理地压的一种方法。由于上、下盘岩石崩落将会引起地表的塌落,所 以地表允许崩落是使用这类采矿方法的必要前提。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 51 矿山安全技术 方法选择   选用采矿方法应考虑矿床地质条件、矿山技术条件和经济 因素,以满足安全、经济、高效和优质的要求。 矿床地质条件包括矿体形态、倾角、厚度、有用成分的分 布、围岩和矿石的物理、力学和化学性质;矿山技术条件 包括材料、设备、地表环境的要求和管理水平等;经济因 素包括矿山价值、成本、经济效益、资源综合利用和国民 经济的要求等。根据以上条件,提出几种方案,综合评价, 选出最优方案,通过工业性试验后,正式使用。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 52 矿山安全技术 地下开采主要包括开拓、采切(采准和切割 工作)和回采三个步骤。 地下开采,不 论是开拓、采切还是 回采,这三个步骤一 般都要经过 凿岩爆破、通风、运 输提升、支护 等工序。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 53 矿山安全技术 地下开采工序1 凿岩爆破 凿岩主要是采用凿岩机、凿岩台车和采场用的 中深孔和深孔钻机。 有瓦斯危险的 井下爆破作业,必须 使用煤矿许用炸药和 煤矿许用电雷管。使 用煤矿许用瞬发电雷 管或煤矿许用毫秒延 期电雷管;不应使用 导爆管或普通导爆索; 不应使用火雷管。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 54 矿山安全技术 凿岩爆破在采矿中的地位和应用   1)地位 采矿中,除煤层、康拜因、松土、表土用电铲外,其他矿山几乎所有 的巷道和矿岩均用凿岩爆破的方法挖掘和开采,在开采总成本中,凿 爆工程费用约占40~60%。   2)重要地位的原因 因为炸药具有极大的功率,如1公斤在百万分之几秒内放出4,222千 焦的热量,功率为7.2亿马力,用来破碎坚硬的矿岩,这是任何机械 所不能做到的。       3)凿爆对采矿的影响 凿爆技术促进了采矿技术的发展 地下采矿:从浅孔-深孔引起 (1)采矿方法变化:浅孔-深孔溜矿法; (2)矿块构成要素; (3)开采强度; 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 55 矿山安全技术     (4)劳动条件; (5)经济效益显著变化 地下掘进 天井深孔掘进,改变了普通天井掘进方法,不逐炮架设板 台,工人不进入筒内作业,安全高效,节约木材,为矿山、 工人所欢迎。   露天硐石爆破 代替浅孔、台阶爆破,药量大爆破方量大(1140万立方 米),工效高、单耗小,适用于露天矿初期地形陡峭、山 顶狭窄,不能用深孔时的覆盖层剥离,具有工期短、施工 设备简单、运输量少等优点。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 56 矿山安全技术   预裂爆破法 用来解决爆破时爆破区与保护区之间的矛盾,由于利用了 预裂缝,达到了以下目的:      (1)保护未挖开部分不受爆震危害,安全; (2)界面平整,边坡稳定; (3)增加了边坡角,降低了成本。 凿爆的经济效果对采矿成本的影响 最小的炸药单耗,最佳的爆破参数选择关系到凿岩工作量, 炸药消耗量,损失贫化率,爆堆形状与运搬工作量,爆破 后的块度(对运、装、二次破碎)等,从而极大地影响到 采矿成本。   爆破安全事故为采矿中的主要事故 采矿事故总结为矿山四大灾害:爆破事故、炮烟尘中毒、 冒顶片帮、运输事故,前两者为主要事故。只要我们掌握 爆破知识,遵守三个规程可将事故降到最少。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 57 矿山安全技术 地下开采工序2 通风 井下爆破前后加强通风,预防炮烟中毒。 使用合格炸药;做好爆破器材防水处理,确保 装药和堵塞质量,避免半爆和爆燃;地下爆破 作业面炮烟浓度应每月测定一次;爆破炸药量 增加或更换炸药品种时,应在爆破前后测定爆 破有害气体浓度。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 58 矿山安全技术 地下开采工序3 运输提升 地下矿山生产过程中,矿石或废石从采掘(剥)作业 面运送到矿仓、选厂或废石场,各种设备、器材运送到作 业地点以及作业人员上下班,都离不开运输和提升工作。 运输提升是矿山 开发中不可缺少的重要 环节,对矿山的安全与 生产至关重要。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 59 矿山安全技术 ◆ 矿井运输 .轨道运输 轨道运输是地下开采矿山主要的运输方式。轨道运 1 输的主要设备有轨道、矿车、牵引设备和辅助机械设备等。 矿车按用途分为运货矿车、人车和专用矿车(如炸药车、 水车)以及运送设备器材的材料车和平板车等。 牵引设备,在斜 巷(斜坡)中主要用绞车 ( 卷扬机)通过钢丝绳牵 引(提升)车辆。在平巷 和坡度很小的坡道主要 用机车;少数矿山在平 巷(坡)和斜巷(坡)还使用 了无极绳牵引设备。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 60 矿山安全技术 矿用机车按使用动力不同,分为电机车和内燃 机车两种。绝大多数矿山使用的是电机车。矿山井下 使用的内燃机车,排放的废气必须经过净化处理,符 合排放标准。 由于机车运行速度较快.制动困难,加之井下 光线不足,巷道狭窄,条件差,稍有疏忽就会发生人 员被挤压,碰撞以及机车碰撞、追尾等事故。因此, 对机车运输的安全问题,必须引起高度的重视。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 61 矿山安全技术 2、无轨运输 地下矿山无轨运输设备主要有地下汽车、拖拉机、 三轮车等,其中地下汽车主要用于大中型矿山·拖拉机、 三轮车主要用于小型矿山。适用于无轨运输车辆通行的 通道主要有平巷(碾)、斜坡道、联络道、采场无轨通道等, 它是由所在矿山的开采方法和采矿工艺决定的。 无轨运输具有机动、灵活、多能、经济的优越性, 广泛的应用于条件适宜的各类地下矿山。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 62 矿山安全技术 3、带式输送机 带式输送机是一种连续运输设备,故生产率较高。 它可运输矿石、煤、粉末状的物料和包装好的成件物品, 工作过程中噪声较小,结构简单,所以在井下巷道、矿井 地面、露天采矿及选矿厂中获得了广泛的应用,是一种先 进的运输设备。 矿用带式输送 机按主要结构分为: 普通胶带输送机、钢 绳芯胶带输送机和钢 绳牵引胶带输送机。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 63 矿山安全技术 ◆ 矿井提升    矿井提升设备的用途、组成及系统分类 (一)矿井提升设备的用途 矿井提升设备是矿井运输系统中咽喉设备,是井 下与地面联系的主要工具。     用途是: 把井下矿石沿井筒提升到地面; 下放材料; 在地面和井底之间升降人员、设备等。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 64 矿山安全技术 ( 二)矿井提升设备的主要组成 矿井提升设备的主要组成部分有:提 升机、提升容器、井架或井塔、天伦、 钢丝绳、罐笼以及装载和卸载装置。 ( 三)矿井提升系统 根据提升方式的不同,矿井提升系统 主要可分为以下几种: 1 2 3 4 5 6 .立井单绳缠绕式箕斗提升系统 .立井单绳缠绕式罐笼提升系统 .立井多绳缠绕式箕斗提升系统 .立井多绳缠绕式罐笼提升系统 .斜井箕斗提升系统 . .斜井串车提升系统 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 65 矿山安全技术 矿井提升机 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 66 矿山安全技术 产品说明:斗式提升机的规格和 技术参数 输出能 提升高 物料粒 电机功 力(m3/h) 度(m) 度(mm) 率(kw) 规格 HL300 16-28 ≤30.16 HL400 47-30 ≤30.22 ≤40 ≤50 ≤25 ≤35 7.5-22 7.5-22 3-11 D160 D250 3.1-8 ≤30.02 11-22 ≤30.08 5.5-15 提升机 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 67 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 68 矿山安全技术 提升机常见故障及排除方法 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 69 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 70 矿山安全技术  提升容器 提升容器:直接装运矿石、人员、材料及设备的工具。  罐笼主要用于副井提升 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 71 矿山安全技术 1 、罐笼 矿井里的升降机,用于运送人员,矿石, 材料等。一般可以载重几吨,用途与电梯类似 罐笼是矿井提升中的重要设备之一。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 72 矿山安全技术  罐笼的分类(煤矿类罐笼及冶金 类罐笼):  1)按提升钢丝绳的数量可分为单 绳罐笼和多绳罐笼。单绳罐笼一 般用于不超过400米的矿井,多绳 罐笼一般用超过350米的矿井。   2)按罐笼的层数可分为单层、双 层和多层罐笼。 3)按罐笼的罐道型式可分为钢丝 绳罐道罐笼和刚性罐道罐笼两种, 刚性罐笼又可分为钢轨罐道和组 合钢罐道。  单绳罐笼和多绳罐笼的罐体,均由两个 垂直的三节间侧盘体用横梁连接而成。 罐体的结构型主要有扁钢行架式和框架 式两种,其中后者使用比较广泛。罐体 节点的连接主要有铆接、栓接和焊接三 种。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 73 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 74 矿山安全技术  防坠器其他名称:断绳保险器    钢丝绳或连接装置断裂时,防止提升容器坠落的保护装置。 防坠器 防坠器能在限定距离内快速制动锁定坠落物体 ,适合于货物 吊装,保护地面操作人员的生命安全和被吊工件物体的损坏 。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 75 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 76 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 77 矿山安全技术 2、吊桶 吊桶是竖井开凿和延深时使用的提升容器。吊桶依照 构造可分为自动翻转式、底开式与非翻转式。后者可供升降 人员、提运物料,在矿山中广泛使用。吊桶与钢丝绳之间必 须采用不能自行脱落的连接装置。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 78 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 79 矿山安全技术 井架与天轮 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 80 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 81 矿山安全技术 提升钢丝绳 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 82 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 83 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 84 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 85 矿山安全技术 钢丝绳、天轮、提升容器常见故障原因及排除方法 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 86 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 87 矿山安全技术  矿山运输设备参看图及说明 矿山固定机械与运输设备   ISBN:9787502034221  出版社:煤炭工业 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 88 矿山安全技术 ( 二)提升机安全装置 提升机的安全装置有哪些要求: 提升机又称绞车或卷扬机,是矿井提升的主要设备。它的 安全可靠运行是矿井提升安全的重要保证。 1、卷筒缠绳的有关要求:缠绳必须使钢丝绳排列整齐。为 了限制缠绕应力和避免跳绳、咬绳,安全规程对钢丝绳缠 绕的层数作了规定,并规定缠绕层数在两层以上时,卷筒 边缘距最外一层钢丝绳的高度不小于钢丝绳直径的2.5倍;钢 丝绳由下层转到上层临界段(相当于四分之一绳圈长)必须经 常加以检查,每季度应将钢丝绳移动四分之一圈的位置。 钢丝绳的绳头固定在卷筒上必须牢固,要有特备的卡 绳装置,不得系在卷筒轴上;穿绳孔不得有锐利的边缘和毛 刺,曲折处的弯曲不得形成锐角,以防止钢丝绳变形;卷筒 上必须留有三圈绳作为摩擦圈。以减轻钢丝绳与卷筒连接 处的张力。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 89 矿山安全技术    2.制动装置 制动装置是提升机的关键,必须非常可靠。 制动装置按用途不同分为工作制动和安全制动(紧急 制动、保险制动)。在提升机工作时,参与调整速度并在 提升终了时使之正常停车,为了工作制动。当提升机工作 异常时,使之迅速停车,以防止事故发生,即为安全制动。  安全制动要求在紧急情况下能自动可靠地进行制动,因 此它必须借助电磁铁的失电,使机构动作,靠重力或弹簧 力实行制动,同时要切断电动机的电源,使提升机安全停 车,液压和气压操纵的制动器,可方便地通过电磁铁的失 电,改变油路或气路的状态,来实现安全制动。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 90 矿山安全技术 制动装置常见故障及排除方法 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 91 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 92 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 93 矿山安全技术 3.过卷保护装置 当提升容器升到井口而未停车,继续向上提升而造 成的事故叫做过卷事故。这类事故往往将井架拉坏,甚至 将钢丝绳拉断而使提升容器坠落。当提升容器下放到井底 而未减速停车,与井底承接装置或井窝发生撞击而造成的 事故叫暾罐事故,实际上也是下放过卷事故。双筒提升时, 过卷与暾罐同时发生。 过卷保护装置是将串联在保护回路内的过卷保护开 关(行程开关)安装在井架和深度指示器上,当提升容器超过 正常终端停止位置0.5m时。使过卷开关触点断开,保护回 路线圈失电,即将电动机和安全制动电磁铁的电源切断, 安全制动器发生作用而制动。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 94 矿山安全技术 4 .限速保护装置 限速保护装置起两个作用,一是防止提升机超速;二是限 制提升容器到进井口时的速度.以防因速度太快使制动距离过大 造成的事故。为此,安全规程要求限速保护装置:当提升速度超 过正常最大速度的15%时,使提升机自动停止运转,实现安全制 动;当最大 提升速度超过4m/s时.能保证提升容器在到达井口 时的速度不超过2m/s。 小型提升机因提升速度不高,结构简单,一般都不配限速保 护装置。 5 .紧急脚踏开关 为了能在提升机出现紧急情况下,司机能够迅速地切断电 源.实现紧急制动。防止事故发生,在司机台前装设紧急脚踏开 关,只要司机一踩.就能切断电源。制动停车。 提升机除了上述安全保护装置外,还有过电流、欠电压、 松绳、闸瓦磨损等保护装置以及许多电气闭锁装置。一般来说提 升能力大,速度高的大型提升机,其安全保护装置较齐全,要求 较高。小型提升机的安全保郑州护大学装化置工学相院对安全较工简程 单。 013/9/5 2 95 矿山安全技术  除了上述保护装置外,还有过电流、欠电压、松 绳、闸瓦磨损等保护装置以及电气闭锁装置等。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 96 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 97 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 98 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 99 矿山安全技术 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 100 矿山安全技术 ◆ 现阶段矿山存在的一些问题 非煤矿山,特别是高品位金属矿山(甚至某些低品位铁 矿),为了赢利,在一个矿区(有时是在一个矿体)内多家同时开 采的情形也常见。有的矿山在一个非常狭小的空间内,露天地下同 时作业,导致经常发生安全事故。 1 997年7月17日甘肃厂坝铅锌矿,由于地方小矿点在地下 开采造成空区,致使国家投资的大型露天矿(建设规模3500t/d, 投 资5.3亿元),在即将全面建成之际塌陷。 内蒙白音诺尔铅锌矿,在国有矿山露天采区正下方,就有 个体矿主下掘竖井,在下边用空场法开采同一条急倾斜矿体。地上 露天生产,地下用空场法开采,其安全隐患的严重程度不堪设想。 即使在贫铁矿也有这种情况。如河北涞源支家庄铁矿,在 一个露天坑的范围内,上部露天作业,下部地下开采,在2002年7 月28日就发生了13人遇难的特大事故。 2001年广西南丹锡矿发生的特大事故也是由于多家同时开 采,造成老峒积水引起的。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 101 矿山安全技术 由此可见,只要在非煤矿山一个矿区内有多家同时开采的情况 矿界问题),就存在重大安全隐患。表现为以下形式: .矿界相邻(或相切)。甲矿开采的错动线到达乙矿的矿界内,乙 ( 1 矿开采的错动线到达甲矿的矿界内,互相错动,形成安全隐患。如河北 省武安市有的矿点相距不到几十米,甚至完全相切。造成此种隐患的根 源是矿界划分时,未考虑开采错动问题。而矿界的划定权在地矿部门, 矿山根本无能力解决此问题。 2 .上部用露天,下部用地下开采同一条急倾斜矿体。如白音诺尔铅 锌矿,上部露天采区还可生产五年,下部又有小矿点用空场法开采。这 样在爆破、通风、岩石移动、防水等方面,均存在重大隐患。 3 .国有大矿在上部用地下法开采,个体矿主在下部也用地下法开采。 如厂坝铅锌矿,上部3500t/d规模,下部个体1000t/d规模(占有资源 500万吨)。虽然有关规定要求个体矿开采使用充填法,但由于此法成 1 本较高,个体矿山没有能力做到,这就造成国有大矿在小矿山开采的错 动范围内作业。 4.国有矿山在小矿点抢矿形成的老峒区内进行地下开采。这些老峒 区一无图纸,二无资料,透水、高空坠落、地压和老峒废气等隐患随时 在威胁生产。如厂坝铅锌矿就在150万立方米的老峒区包围中进行生产。 郑州大学化工学院安全工程 2013/9/5 102
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