石材矿山开采设备及设施的管理及安全使用.pdf

矿山幵采 石材矿山开采设备及设施的 管理及安全使用 廖原时 石材矿山生产的安全管控是由多方面的制度和措 施保障的。石材矿山生产设施是否齐全、运行是否正 常、其功能维护是否到位，以及开采过程中正确、安 全地使用开采设备及工程机械，都将是影响石材矿山 生产作业能否安全和可持续进行的关键因素。本文将 讨论有关石材矿山生产设施和开采设备方面的管理和 安全使用。 1石材矿山安全生产设施的建设 石材矿山安全生产设施包括满足开拓运输系统 安全运行的总体安全生产布局、运输道路、渣土及荒 料堆场和采面安全设施等方面，以及保障开采设备安 全运行的辅助安全设施，矿体安全稳定保障设施，辅 助生产设施和安全警示标志等。 1.1安全合理的开拓运输系统 石材矿山开拓运输系统是否完美主要体现下面几 个方面。总体布局的安全合理性；采工艺流程的流畅 性；开采推进方向的正确性；开采设备、工程机械、 运输车辆之间作业的协调性。 这些都是消除安全生产隐患，确保石材矿山安全 持续运行的关键因素。图1展现了意大利大理石矿山 开拓运输系统的布局。 1.2运输道路的安全 1.2.1矿山道路的安全指标 石材矿山运输道路参数应体现石材矿山开采工艺 特点，符合石材开采运输要求，见图2 , 矿区主干道 的主要技术参数参考如下。 联系电话13801370390 电子邮箱liaoyuanshil9 7 图1 意大利CARRARA地区大理石矿山GI0IA的开拓 运输系统布局 图2 意大利CARRARA地区大理石矿区，主干道陡 长坡道尽端弯道加宽路面的处理 1 道路最大纵坡度不应大于1 3 , 这时纵坡的 长度不应超过l〇 〇m; 2 主干道缓坡段长度不应小于60m; 3 联络线或辅助线缓坡长度不应小于50m。 4 道路最小转弯半径不应小于15m, 弯道处会 车视距若不能满足要求，应分设车道； 5 陡长坡道的尽端弯道，应有足够的转弯半 径; 6 急弯、陡坡、危险地段应有警示标志。 石 材 2020年9期 .13 . 矿山幵采 1.2.2路面的安全要求 石材矿山主干道的路面，见图3 , 其要求参考如 下 1 路基宽度不应小于5.5m, 路面宽度不应小于 4m; 2 错车道宜设在纵坡不大于4 的路段，其路 基宽度不应小于11m，路面宽度不应小于8m; 2 错车道等宽长度不得小于行驶车辆中最大车 长2倍，渐宽长度不得小于行驶车辆中最大车长1.5倍； 4 主运输道路及联络线的长大坡道，应根据 运行安全需要，设置汽车避让道。 图3 意大利CARRARA地区大理石矿山安全的道路 1.2.3道路建设安全要求 石材矿山运输道路的路基、路面应坚实稳固，并 根据设计和需要修建挡土墙、拦渣坝和排水沟等，危 险路段还应修建安全护栏或道路挡车石，见图4。 图4 巴 西 “ 紫点白麻”花岗石矿山坚固的路面、废弃荒料堆砌 的道路挡车石 1.3安全护栏的使用 安全护栏主要用在石材矿山开采台阶及边坡等部 位，见图5 , 有下面几种形式。 1 开采台阶边缘临时安全护栏； 2 永久边坡上安全平台和清扫平台边缘上的 永久安全护栏； 3 根据需要设置在台阶之间的攀爬梯及安全 扶手 4 永久边坡的坡顶线上危石清除干净后使用 的安全护栏及警戒线； 5 采区境界的安全围栏等。 图5 巴西GUIDON丨“ 蝴蝶绿”花岗石矿山开采台阶边缘的 临时安全护栏 1.4开采设备辅助安全防护装置 开采圆盘锯、串珠锯、臂式锯、凿岩机、水钻等 开采设备通常都标配一定的防护装置。但在进行某些 开采作业时，需要配备一些辅助安全防护措施，尤其 是为串珠锯配备水平、垂直的安全挡板，为串珠锯操 作人员配置的防护网等，见图6。 图6 甘肃两当金润玉露天大理石矿山串珠锯操作者安全护网 1.5矿体的安全保障措施 开采矿体的安全主要指边坡矿体外在和内在的安 全、逆向推进作业的安全、边坡的绿化四个方面，见 图 7〇 1 4 STONE 2020 n〇 9 矿山开采 图7 山西天镇小金沙辉绿岩矿山含安全和清扫平台、安全坡面 角和植树的开采边坡 1.5.1边坡矿体的外在安全要求 主要指为保证边坡矿体稳固的外部安全因素。 通常台阶、分台阶坡面角应根据矿层产状和节理 裂隙倾角确定，台阶最终坡面角应小于7 0 ，锯切开 采分台阶坡面角可为9 0 。边坡的基础必须稳固，必 要时用挡土墙加固，见图8。 最终边坡的参数应根据安全平台、清扫平台的数 量及宽度确定；安全平台的宽度应大于3m; 清扫平台 的宽度应根据清扫方式及采用的清扫设备规格型号确 定，通常不小于6m，每隔2个或3个安全平台应设置1 个清扫平台；最终台阶的高度不应大于20m。 图8 意大利DOMODOSOLA地区花岗石矿山用废弃 荒料垒砌的边坡挡土墙 1.5.2边坡矿体的内在安全要求 边坡矿体的内在安全是指边坡矿体本身的安全。 为确保露天石材矿山开采边坡矿体的安全稳定， 可根据需要在开采边坡、尤其是永久边坡上设置安全 锚固系统。地下开采大理石矿山，应在其顶板、边帮 和洞口内外设置安全锚固系统，见图9、图10。 图9 意大利CARRARA地区Canalgrande凹陷大理石矿山 矿体边坡安全销固系统施工 图 10 意大利CARRARA地区Crestola di Borghini地 F 大理石矿山安全矿柱安全锚固系统 1.5.3逆矿体倾向推进的作业安全 开采推进方向与矿体倾向相逆（ 反 ） 时，因存在 节理裂隙面的影响，很容易出现破碎石块沿节理面向 采面滑落，会伤及开采作业人员和设备。 露天开采矿山，可通过调整推进方向或清理台阶 表层危石，以避免破碎岩体滑落造成伤害事故。图11 是江西永丰雅高控股公司的山坡露天大理石矿山，在 清除了开采台阶表面危石后才进行安全的开采作业。 但在地下开采大理石矿山，调整推进方向难度很 大，需要多个转向推进才能实现调整。所以应在矿体 正面垂直岩壁上，采取相应的安全处理措施，防止破 石材 2020年9期 .15 矿山开采 碎石块沿节理面的滑落，见图12和图13。 图11逆向推进的山坡露天矿山清除台阶表面危石后的安全作业 图12地下大理石矿山逆矿体倾向推进时，开拓巷道 图13地下大理石矿山逆矿体倾向推进时，开拓 巷道初始开拓阶段危石处理示意图 1.5.4边坡的绿化要求 在有条件的石材矿山，可对永久边坡进行各种方式 的绿化，这也是建设绿色石材矿山的要求，见图14。 图14广西岑溪市岑溪红花岗石矿山永久边坡的绿化 1.6辅助安全生产设施和设备 石材矿山辅助设施包括渣土场、荒料堆场、水电 气供应设施和设备等。 1.6.1渣土场的安全要求 除了选址和工程地质要求外，可根据实际需要， 为渣土场设置滚石或泥石流拦挡设施（ 挡土墙），以 保证其安全性，如图15。 图15巴西GUIDONI公 司 “ 蝴蝶绿”花岗石矿山废弃荒料 垒砌的渣土场挡土墙 1.6.2石材矿山荒料堆场的安全要求 荒料堆场的容量应与矿山开采规模相匹配，选址 及堆场地面等应符合 装饰石材矿山露天开采工程设 计规范GB50970-2014的要求。荒料堆场内应有足够 宽的通道，以满足叉装机等装运设备的作业和行驶要 求，见图16。荒料堆高不应超过3层荒料，多层码放荒 料应符合安全要求。 1 6 STONE 2020 Nq9 矿山幵采 使用固定式龙门吊或桅杆吊的荒料堆场，见图 17,应为起重设备安装防雷击装置。龙门吊的导轨端 部应设置阻挡停止装置和固定龙门吊的装置。 需要安装整形机的荒料堆场，应为其选择安全工 作位置，必要时应加装防护装置。 图16意大利CARRARA地区大理石矿山用废弃荒料 填方修建的荒料堆场 图17四川江油原金时达大理石矿山使用桅杆吊的荒料堆场 1.6.3水电气线路及加油设施的安全要求 水罐、水池、输水管路系统、提升泵站，空压机 和空压机，油 罐 （ 加油站），变电站、输变电设施和 发电机的建设及选型应符合 装饰石材矿山露天开采 工程设计规范GB50970-2014的规定。 水罐、空压机站、变电设施和油罐应置于安全位 置，必要时应加装防护装置，确保它们的安全。 经过采面的水电气管线路，应高架安装，见图 18,其余部位铺设的水电气管线应采取必要的防护措 施，防止其受到来自外部危险作用的伤害。伤害。 1.6.4矿山的照明 1.6.4.1采场照明应满足下述要求 夜间工作时，所有作业点及危险点，均应有 足够的照明，见图19; 夜间工作的采场和排土场，在下列地点应设 照明装置 1 串珠锯、水钻、凿岩机、移动式或固定式 空气压缩机和水泵的工作地点； 2 天桥、通道、斜梯、人行梯和人行道； 3 装卸荒料和渣土碎石处； 4 矿山道路的调车站和会让站； 挖掘机和叉装机工作地点的照明可利用设备 本身附设的灯具。 图18云南屏边华西村矿业小水井大理石矿山高架水电气线路 图19 土耳其BILEC丨K省AKAY MERMER索菲特金 大理石矿山采面照明灯 1.6A2 为了使用安全，石材矿山的照明电压、电气元 件及接线应符合下述要求 石材矿照明使用的电压应为220V; 行灯或移动式电灯的电压应不高于36V; 在金属容器和潮湿地点作业，照明灯安全电 压应不超过12V; 12V、36V、 120V和 220V的 插 座 ，应 有 区 别 石 材 2020年9期. 17 . 矿山幵采 标志； 380/220V的照明网络，熔断器或开关应安 装在火线上，不应装在中性线 露天石材矿山的照度标准，应符合G B50034 的规定。 1.6.5火炸药库 符合安全的矿山火炸药库应分成值班室、炸药库 和雷管库三个部分建设，他们各相距25ni以上，并安 装防盗门、监控系统、消防水池、避雷装置，甚至还 需要配备警犬等，见图20。 图20福建南平原三利达“ 翡翠绿”花岗石矿山火炸药库 1.7安全警示标志 石材矿山安全标识的设置不仅只在采面相关部 位，应覆盖矿山全部，包括相关道路等，见图21。 图21云南屏边华西村矿业大理石矿山警示标志 2 石材开采机械设备的安全使用 机械化开采石材矿山，开采设备的安全使用也是 决定石材矿山安全生产的关键因素 2.1开采设备的种类 按照石材矿山开采的基本工艺流程，见图22,将 石材开采设备分成长条块石分离、长条块石翻倒、长 条块石分解、荒料整形、荒料验收、荒料运输和渣土 清运几大类。 图22石材矿山开采的基本工艺流程图 2.1.1长条块石分离设备 应按照不同石材种类、矿体条件和开采工艺流 程，选择合适的将长条块石从矿体分离的设备，通常 分成锯切，见图23和钻孔劈裂，见图24两大类。 锯切设备有开采圆盘锯、串珠锯、臂式锯等锯切 开采设备，以及与其配套的水钻、潜孔钻等钻孔设 备。钻孔设备有台架式和车载式气动或液压、多头或 单头凿岩机和多头液压劈裂器等设备。 图23切割臂长7.3m的链臂锯切割分离大理石长条块石垂直面 图24装有12个液压霹雳器的车载式劈裂机低台阶 垂直劈裂分离花岗石长条块石 2.1.2长 条 块 石 翻 倒 设 备 除了圆盘锯低台阶开采只需将荒料离台外，其余 锯切、钻孔劈裂高台阶开采时，均需将长条块石翻倒 在采面，以便分解。翻倒设备有水压或气压顶推袋、 液压顶石机、长行程液压顶推器、机械顶推杆、液压 18 STONE 2020 No9 矿山开采 劈裂器、滑轮组件等设备，见图25。 图25工作中的气压顶推袋 2.1.3长条块石的分解设备 长条块石的分解设备有串珠锯、车载链臂锯等锯 切设备，台架式和车载式气动或液压式、单头或多头 凿岩机，以及多头液压劈裂器等，见图26。 图2 6 台架式凿岩机钻凿分解花岗石长条块石排孔 2.1.4石料修整和荒料整形设备 石料修整及荒料整形设备有中小型串珠锯、多工 位串珠锯整形台、车载式整形链臂锯、固定式整形机 安装串珠绳、金刚石切割带、金刚石锯条刀具）、 台架或车载式凿岩机、单柱或龙门式圆盘锯机、液压 劈裂器和翻料机等主要和辅助设备，见图27。 2.1.5荒料吊装设备 荒料吊装设备有桅杆吊、龙门吊、叉装机等设 备，见图28。 图27单柱式圆盘锯修整大理石荒料 图28装车大理石荒料的叉装机 2.1.6运输设备 荒料和渣土运输设备有荒料运输车、自卸式渣土 运输车等，见图29。 图29荒料运输车 2.1.7地下石材矿山开拓巷道开掘设备 地下大理石矿山除了使用上述设备外，还需要专 用的洞采链臂锯，见图29,或金刚石带锯用于开拓巷 道的开掘。 在地下花岗石矿山，可使用光面爆破方法开掘开 拓巷道，使用圆盘锯和串珠锯低台阶开采方法开采花 岗石荒料，见图30。 石 材 2020年9期 19 . 矿山幵采 图29作业在地下大理石矿山采面的臂长3m车载式洞采链臂锯 图30陕西商洛商南县华林石材地下开采硬质石材的 圆盘锯和串珠锯 2.2开采设备的适用性 石材矿山开采设备的选择应与矿山类型（ 山坡、 凹陷、地下） 和石材种类（ 软质、硬质） 相适应，刀 具应与所开采的石材相匹配。 2.3开采工艺方法的合理性 应按照不同类型矿山、不同矿体条件、不同石材 硬度等特点合理选择下述开采工艺方法，以保证开采 设备的安全运行。 1 圆盘锯、人工劈裂低台阶开采花岗石方 法； 2 圆盘锯、串珠锯全锯切低台阶开采花岗 石、大理石方法； 3 圆盘锯、串珠锯、液压凿岩机、多头液压 劈裂器全机械化低台阶开采花岗石方法； 4 串珠锯、臂式锯全锯切高台阶开采软、硬 质大理石方法； 5 串珠锯、台架或车载凿岩机高台阶开采花 岗石方法 6 洞采和露天开采臂式锯、串珠锯全锯切高 台阶地下开采大理石方法； 7 圆盘锯、串珠锯全锯切地下开采高石英含 量硅化大理石方法。 2.4开采工艺参数的正确性 应为不同矿体条件、不同矿山类型、不同石质硬 度选择不同的开采工艺参数。例如开采台阶和长条 块石的尺寸，锯切设备切割深度、进给速度等，以便 开采设备在安全运行条件下达到最佳工作效率。 圆盘锯开采应采用低台阶开采方式，臂式锯、串 珠锯、凿岩机可选择高台阶开采方式。 低台阶开采的台阶高度小于2m; 国内高台阶开采 的台阶高度一般在4 6m之间、 最大不超过9m; 臂式 锯、串珠锯开采地下大理石矿山的台阶高度在3 6m之 间，圆盘银开采地下石材矿山的台阶高度在2m以内。 2.5设备使用的安全型 开采设备、工程机械的生产厂家，一般都编制和 提供详细的设备安全操作规程，操作者应经过培训合 格、并能熟悉和严格按照设备操作手册使用和操作这 些设备，这是安全使用这些设备和机械的基本保证。 还应规定石材矿山机械设备气象使用条件，在雷 电、 雨雪，见图31，大风天气等极端气候天气条件下应 停止使用机械设备作业，并疏散相关人员于安全位置。 图31大雪覆盖的花岗石矿山采面 2.6开采工序间和设备间作业的协调性 矿山还应根据石材开采工艺流程，各种设备的作 业特点，编制工艺流程实施规程及具体落实方案、安 全保障措施。确保各道工序间工艺衔接顺利、各种开 采设备间协作顺畅，开采设备与挖掘机、叉装机、运 20 STONE 2020 N〇 9 矿山开采 输车辆等工程机械间协调安全，确保整个开采工艺流 程的作业安全。 图32是四川江油原金时达公司张家坝开采大理石 矿山，采用圆盘锯和串珠锯低台阶全锯切开采方法， 具有三层开采台阶。采面上共有9台圆盘锯、38台串珠 锯、4台挖掘机、7台叉装机、4台渣土车、4台荒料车 同时在近30000m2的工作面上协调作业。 图32四川江油原金时达公司张家坝大理石矿山 3 安全设施及开采设备的管理、维护和人员培训 为了确保石材矿山安全设施和机械设备能够安全 正常运行和运转，必须建立一套切实可行的管理制 度，以及维护、保养和维修制度，而且要经常对员工 和操作者进行上述规章制度、开采技术、生产工艺、 操作技能等方面的培训，见图33。 图33福建南平原H利达翡翠绿花岗石矿山 对员工进行安全生产技能培训 3.1矿山安全设施和设备的安全管理制度 这些规章制度包括了管理者、操作者的任职资格 管理，采面、危险区域、矿体、矿山道路、渣土场、 荒料堆场、水电气供应、照明系统、加油站等功能区 和设施的管理、安全检查制度及应急预案措施等。 还应编制上述安全设施、设备的维护、保养、维 修制度，并由专门部门或专人负责落实执行。建立包 括设计、建设图纸在内，以及维护保养、修理、运 行、安全检查的档案，见图3 4 , 由专门的部门或人员 保管。 同时，石材矿山企业及其主管部门，在编制年度 生产建设计划和长远发展规划的同时，应按国家规定 提取和使用安全技术措施专项费用，并确保全部用于 改善矿山安全生产条件。 图3 4 国内某大理石矿山排水沟设计图 3.2开采设备维护、保养及维修工作的实施 大型石材矿山可设置专门的维修车间，见图35, 对开采设备、工程机械、运输车辆进行维护、保养 和简单的维修工作，见图3 6 ; 中小型石材矿山可对上 述机械设备进行简单的维护保养，其余工作可外协完 成。同时还应建立完整的设备台账，详细记录上述机 械设备运行、维护、保养和修理等内容。 图35云南屏边华西村矿业小水井大理石矿山维修车间 石 材 2020年9期 .21 . 矿山幵采 图3 6 四川江油金时达公司张家坝大理石矿山串珠锯的维修 3.3人员技术培训及考核 石材矿山企业应对职工进行安全生产教育和工艺 技术培训，保证其具备必要的安全生产知识，熟悉有 关的安全生产规章制度和安全操作规程，掌握本岗位 开采设备的安全操作技能。未经安全生产教育和培训 合格的人员不应上岗作业。 图37福建南平原5 利 达 “ 翡翠绿”花岗石矿山对员T. 进行的开采工艺技术培训 所有生产作业人员，每年至少接受2〇h的在职安全 教育。新招石材矿山的生产作业人员，事先应接受不 少于40h的安全教育培训，经考试合格后方可上岗作 业。调换工种的人员，应进行新岗位安全操作的培训 和考核，合格后方可上岗3 石材矿山采用新工艺、新技术、新设备和新材料 时，应对相关参与人员进行专门培训后，方可实施。 参加劳动、参观、实习人员，入矿前应进行安全 教育，并有专人带领。 石材矿山的特种作业人员，应按照国家有关规 定，经专门的安全作业培训，取得特种作业操作资格 证书，方可上岗作业。 作业人员的安全教育培训情况和考核结果，应记 录存样。 总之，从事石材矿山开采的管理者和操作者应重 视并落实上述各项要求，确保石材矿山生产作业能够 安全、可持续的进行。具体内容及要求还可参照下述 标准中的相关规定 金 属 非 金 属 矿 山 安 全 规 程 石 材 部 分 G B16423-2006； 装 饰 石 材 矿 山 露 天 开 采 工 程 设 计 规 范 GB50970-2014； 天然石开采设备安全要求第1部分圆盘式锯 切机GB/T 33933.丨 -2017; 天然石开采设备安全要求第2部分金刚石串 珠锯GB/T 33933.2-201 “7; 天然石开采设备安全要求第3部分臂式锯切 机GBT 33933.3-2017; 装饰石材露天矿山技术规范JCT1081 -2008; 天然石材矿山管理规范 （CSBZ003-2016 。 广西贺州合源集团双获国家、欧盟认证 近H, 合源集团下辖贺州市鸿源岗石有限公司，先后获 得 “ 中国环境标志（n型 ）产品认证”和 “ 欧盟c e认证” ， 为公司进一步深化国内外市场、扩大国际贸易出口铺平了道 路 。合源集团自成立以来，一直注重产品的环保安全，重视 品质提升，曾多次荣获国家及行业协会的环保认定，此次荣 获 “ 中国环境标志（n型 ）产品认证” ，又为产品安全增添 一份有力保证。 在集团全球化发展思路的指引下，今年4月份即着手相关 的认证准备工作，经过严格审核和专家现场调研，最终顺利 通过认证。此 次 获 取 “ 欧盟CE认证”，为合源岗石产品后续 进入欧盟市场铺平了道路，也为集团推进国际化战略奠定了 初步基础。 （ 本 刊 22 STONE 2020 Nq9