非煤矿山露天讲义.ppt

非煤矿山（露天矿山）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,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,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。①自然因故②经济因素③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,3、工作台阶坡面角和最终边坡角,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、破碎等工作有很大影响。穿孔费用约占生产总费用的1020。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35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①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②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。炮孔布置应注意的问题1）炮孔应避免穿过岩石与岩石之间的缝隙，否则炸药在爆炸时容易发生漏气现象。炮孔的方向与石缝应大致垂直。2）炮孔方向应避免与主要临空面垂直。炮孔方向应尽量与临空面相平行，或与水平临空面成45角，与垂直临空面成30角。◆露天爆破事故防治1）雷电的引爆极其预防2）空气冲击波的控制3）飞石距离的控制,第四节安全管理及安全规定,◆爆破器材的保管1）爆破器材贮存库应设专人看管。2）库内必须保持清洁，不得堆放易燃易爆杂物。保持干燥和通风良好。3）库内严禁烟火、吸烟和明火。4）库区必须昼夜设警卫，加强巡逻，严禁无关人员进入库区。5）库区内的消防设施，通讯设备、报警装置和防雷装置应每季度检查一次。,◆爆破器材的运输1）必须有押运人员；2）出车前应仔细检查车辆，消除车内一切杂物；3）运输敏感度高的爆破器材时，车厢的底部应铺软垫；4）爆破器材的装载高度不准超过车厢边缘，雷管或硝化甘油类炸药的装载高度不得超过两层；5）分层装爆破器材时，不准站在下层堆上去装上一层。,露天矿矿尘来源,露天矿的尘源有内部污染源和外部污染源，内部污染源是主要的。其主要污染源有（1）穿孔和钻眼过程。（2）爆破和二次破碎大块过程。（3）电铲、推土机、产运机和装载机卸载过程。（4）电机车、汽车、皮带运输机输送过程。（5）露天矿的地下巷道掘进过程。,◆矿床地质条件及开采方案深凹露天比浅部露天采区大气粉尘污染要严重的多；矿岩湿度越大，比重越大，松散系数越小，其产尘强度越低，反之亦然。◆生产能力及设备类型空气含尘量的高低与采场机械化装备程度、设备类型、结构及设备生产能力有关。国内外研究及国内实测表明空气含尘量的增长速度随机械设备生产能力的增长而增长。◆矿山气候条件粉尘排入大气后，会随着空气运行、移动、扩散及沉降。在其他条件不变的情况下，同一矿区或采场，由于气象条件的不同，粉尘对大气污染的程度可以相差几十倍甚至几百倍。◆矿区地形山坡露天矿由于自然通风条件好，所以污染物浓度比凹陷露天矿低；边界一侧与高山或排土场相连接的露天矿，对大气的污染有时也将是严重的。,影响露天矿粉尘污染的因素,◆钻机防尘可分为干式捕尘和湿式捕尘两类。干式捕尘通常采用孔口捕尘装置。露天矿干式捕尘的除尘设备通常采用旋风除尘器和布袋除尘器。湿式捕尘有两种方式采用高压水箱将水送入主钻杆内，通过冲击器进入孔底，使炮孔底部岩粉变成泥浆排除孔外；另一种是通过钻杆送入风水混合物至眼底，冲洗岩粉变成泥浆由孔口排出。◆爆破作业防尘露天矿进行大爆破时，产尘强度大，爆破时的尘柱可达数十米高度，是影响矿区外环境的主要污染源。爆破作业粉尘，可通过采用微差爆破、水封堵塞爆破来降低；也可采用对预爆区矿岩洒水预湿，人为地提高矿岩湿度。,防尘措施,◆路面防尘国内外路面防尘措施有4种用洒水车向路面洒水；喷洒吸湿性强的钙或镁盐溶液；用乳液处理专门铺设的路面；路面中掺入粉状或粒状氯化钙。◆电铲作业的防尘（1）在铲斗附近装设自动喷雾装置，铲斗工作时喷射水雾，湿润矿岩。（2）司机室采取密闭净化措施。将室外含尘空气通过过滤净化处理后送入司机室，保证室内空气处于正压状态。（3）爆堆洒水。在工作面安设或在装载设备底盘上安置喷雾洒水器，对爆堆进行湿润。（4）根据工作面主导风流方向和临近尘源位置，正确选择工艺方法和合理布置设备。,粉尘综合治理的八字方针是什么,综合防尘措施可概括为八个字，即“革、水、密、风、管、教、护、检”。“革”工艺改革。以低粉尘、无粉尘物料代替高粉尘物料，以不产尘设备、低产尘设备代替高产尘设备，这是减少或消除粉尘污染的根本措施。“水”湿式作业可以有效地防止粉尘飞扬。例如，矿山开采的湿式凿岩、铸造业的湿砂造型等。“密”密闭尘源。使用密闭的生产设备或者将敞口设备改成密闭设备。这是防止和减少粉尘外逸，治理作业场所空气污染的重要措施。“风”通风排尘。受生产条件限制，设备无法密闭或密闭后仍有粉尘外逸时，要采取通风措施，将产尘点的含尘气体直接抽走，确保作业场所空气中的粉尘浓度符合国家卫生标准。,,“管”领导要重视防尘工作，防尘设施要改善，维护管理要加强，确保设备的良好、高效运行。“教”加强防尘工作的宣传教育，普及防尘知识，使接尘者对粉尘危害有充分的了解和认识。“护”受生产条件限制，在粉尘无法控制或高浓度粉尘条件下作业，必须合理、正确地使用防尘口罩、防尘服等个人防护用品。“检”定期对接尘人员进行体检；对从事特殊作业的人员应发放保健津贴；有作业禁忌证的人员，不得从事接尘作业。,你的单位会接触到哪些生产性毒物,职业卫生,◆职业危害因素的来源1劳动过程中的职业危害因素①劳动组织和制度不合理；②劳动强度过大或劳动组织安排不当；③人体个别器官或系统过分紧张；④不良的人机因素。2）生产过程中的危险因素①化学因素②物理因素③生物因素3）生产环境的职业危害因素,概述一、职业卫生,职业卫生是指预防、控制和消除职业危害，保护和增进劳动者健康，提高工作、生命质量，依法采取的一切卫生技术和管理措施。职业卫生是职业安全卫生的重要组成部分，也是预防医学中一项专门学科。它的研究对象是从事生产劳动的人群，主要任务是确认生产环境中潜在的职业危害因素，阐述这些危害因素如何对人起作用和作用的条件，提出解决的办法和措施，预防和控制职业性损伤的发生，保护劳动者的身体健康，从而提高劳动者的作业能力和生产效率。,,工作场所良好的卫生条件，已经成为市场竞争和全球化的主要内容之一。我们国家一直非常重视职业卫生工作，特别是进入21世纪以来，国家对职业卫生工作提出了更高更严的要求。通过安全生产法、职业病防治法、劳动法等法律法规的有力实施，将会有效地堵住职业危害的源头，提高用人单位职业卫生管理水平和劳动者职业卫生的法律意识。,职业危害因素的来源,职业危害因素存在于劳动过程、生产过程和生产环境中。一劳动过程中的职业危害因素二生产过程中的职业危害因素,◆职业病的概念凡生产过程中职业危害因素引起的疾病，即职业性损伤，广义上均可称为职业病。我国目前法定职业病共有10大类115种，其中，尘肺13种，职业性放射性疾病11种，职业中毒56种，物理因素职业病5种，生物因素所致职业病3种，职业性皮肤病8种，职业性眼病3种，职业性耳鼻喉口腔疾病3种，职业性肿瘤8种，其他职业病5种。◆矿山企业的主要职业危害因素生产性粉尘、工业毒物、噪声、振动、辐射、异常气候条件。,事故应急救援及调查处理,事故的概念事故是指在人们有目的的活动中，突然发生违反人们的意愿，并有可能使活动暂时或永久性终止，造成人员伤亡、伤害、职业病、财产损失或其他损失的意外事件。事故的特征主要表现在3个方面危害、意外性、紧急性。一、事故形成的条件矿山生产是在一定的环境条件下，通过管理组织职工利用所需的物质条件材料、机具、设备、设施进行作业的活动。在一定环境条件下的生产过程中，管理上的缺陷加上物的不安全状态形成事故隐患。若人的不安全行为触发事故隐患，则会发生伤害事故。事故形成的条件可以概况为“四因素”、“五要素”。,“四因素”可用集合公式表示为事故二{环境不安全条件，管理上的缺陷，物的不安全状态，人的不安全行为1在4个因素中，人的因素是主导，管理因素是关键，物的因素是根据，环境因素是条件。“五要素”是间接原因、直接原因、加害物体质、意外事件事故和伤害损失。从事故发生的过程看，首先是间接原因的存在，再由间接原因产生直接原因，又通过加害物作为媒介，导致事故的发生，最终造成人员的伤害和财产损失。,事故的分类,为了有效预防和控制事故发生，认识掌握事故的具体规律，指导预防性安全管理工作的开展，有必要对事故性质、类别、等级和事故原因进行科学分类。一按事故性质分类1．责任事故2．非责任事故非责任事故包括自然灾害事故和技术事故。1自然灾害事故，是指由于自然界的因素而导致的现实不能预防、控制的事故。依据导致自然灾害事故的不同决定因素，把自然灾害事故分为水灾、地震、泥石流等自然灾害。2技术事故，是指由于科学技术水平的限制，安全防范知识和技术条件、设备条件达不到应有的水平和性能因而无法避免的事故。依具体情况可分为技术发明创造、科学试验事故等具体类型。,◆事故的分类1按事故性质分责任事故和非责任事故。2）按伤害的严重程度分①轻伤事故休工一个工作日以上但未达到重伤程度。②重伤事故人身伤害较重，有致残可能或已经致残。③死亡事故一次死亡12人的事故。④重大伤亡事故一次死亡39人的事故。⑤特大伤亡事故一次死亡1049人的事故。⑥特别重大伤亡事故一次死亡50人及以上的事故以及其他性质特别严重、产生重大影响的事故,3、按伤害的方式分根据GB6441-86企业职工伤亡事故分类，将伤亡事故分为20类（1）物体打击；（2）车辆伤害；（3）机械伤害；（4）起重伤害；（5）触电；（6）淹溺；（7）灼烫（8）火灾；（9）高处坠落；（10）坍塌；（11）冒顶片帮；（12）透水；（13）放炮；（14）火药爆炸；（15）瓦斯爆炸；（16）锅炉爆炸；（17）容器爆炸；（18）其他爆炸；（19）中毒和窒息；（20）其他伤害。,1从事故发生的原因来看①因违反操作规程和劳动纪律而死亡的人最多，约占非煤矿山死亡总人数的一半以上，表明矿山职工的安全素质和安全生产技能较差，安全管理相对薄弱。②因生产场所环境不良而死亡的人数次之，说明目前我国非煤矿山生产条件还比较恶劣；③因安全设施缺少或有缺陷而死亡的人数占第三位，表明矿山生产装备的安全水平较低。,非煤矿山伤亡事故的特点,从事故的类别来看,①坍塌事故和顶片帮事故死亡人数最多，危害最严重，占金属非金属矿山死亡总人数的一半。其次是物体打击、高处坠落、放炮、提升运输、中毒窒息、透水和其他事故。②透水事故平均每起事故死亡人数最多，依次为火药爆炸事故、中毒窒息事故、坍塌事故。③一次死亡3人及3人以上事故的死亡人数所占比重较大，危害非常严重，主要有坍塌、冒顶片帮、中毒窒息、放炮和遗透水等事故。,矿山事故应急救援,“预防为主”，是保障安全生产的基本原则。然而无论预防工作如何周密，事故和灾害总是难以根本杜绝。矿山的重特大事故具有极大的危害，为了避免或最大限度地减少事故和灾害的损失，从容地应付紧急情况，需要处理事故的周密的应急计划、严密的应急组织、精干的应急队伍以专业救护队为主、敏捷的报警系统和完备的应急设施。应急救援工作又涉及众多部门和多种救援队伍的协调配合，所以，重特大事故应急救援不同于一般事故的处理，是一项社会性的系统工程，应受到矿山企业的高度重视。,谢谢大家,,,