第一章矿山开采安全技术

矿山安全技术

第一章

矿山开采安全技术

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技术 不论何种文化，技术都是异曲同工的词汇。

它可以指物质，如机器、硬件或器皿，但 它也可以包含更广的架构，如系统、组织 方法和技巧。技术它是知识进化的主体， 由社会形塑或形塑社会。

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采矿方法及安全管理矿石是国民经济发展所需要的重要资源之一，要将矿石从 地下开采出来，必须采用适合的有效的开采方法，能够更经济、 更安全的开采出地下资源，满足国民经济发展的需要。 采矿的工作对象是矿石与围岩，只有对矿床、矿石和围岩 的工业性质全面了解，才能更好地选择采矿方法，有效的进行 采矿工作。

一、矿石和围岩的工业性质

矿石和围岩的物理学性质中，影响矿床开采较大的有：硬 度、坚固性、稳固性、结块性、氧化性、自燃性、含水性与碎 胀性等。 1、硬度 矿、岩抵抗工具侵入的性能叫硬度。硬度愈大，凿石愈困难。 矿、岩的硬度除对凿岩有很大影响外，往往影响矿岩的坚固性 和稳固性。2013/8/21 郑州大学化工学院安全工程 3

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2、坚固性 矿、岩的坚固性也是一种抵抗外力的性能。这种外力不是一 般简单的外力(压缩、拉伸等) ,而是一种综合的外力，即 锹、镐、机械破碎、炸药等作用下的力。 3、稳固性 即矿石或岩石允许暴露面积的大小及暴露时间长短的性能。 在矿、岩物理学性质中稳固性是采矿方法选择的只要因素之 一。 按允许暴露面积，可将矿岩稳固性分如下几种： (1)极不稳固的 在巷道掘进或开辟采场时，顶板和两盘不 允许有暴露面积，随着采掘工作面的推进须用超前支护方法 来维护采空空间。 (2)不稳固的 在这种矿、岩中，顶板或两帮暴露时需要 立即支护，允许不支护的暴露面积，只能在50平米以内。2013/8/21 郑州大学化工学院安全工程 4

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(3)中等稳固的 这种矿、岩的暴露面积一般在50-200㎡ 内不支护，可以安全地进行生产。 (4)稳固性的 允许不支护的暴露面积在200~800㎡以 内。 (5)极其稳固性的允许不支护的暴露面积在800㎡以上。 4、结块性 采下的矿石或围岩，如含有粘土、滑石等物质受压、受温 后，经过一段时间即能结块。某些硫化矿石遇水表层氧化， 形成硫酸盐薄膜，即使没有细而粘的物质也具有结块性。 5、氧化性 硫化矿石在水和空气的作用下，因时间过久而发生氧化的 性质叫氧化性。 硫化矿石氧化后会降低选矿回收率，还

可能导致矿石的结 块和自燃。郑州大学化工学院安全工程 5

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6、自燃性 矿、岩具有自燃的性质叫做自燃性,含硫在18%~20%以上 的硫化矿石就有可能自燃 ，因为在开采过程中，矿石与空 气接触而氧化，在氧化过程中放出热量，经过一定时间后， 若通风条件不好散热状况不良，就会引起火灾。 7、碎胀性 矿、岩从原矿物质体削落破碎后，其体积要增大，这种性质 叫做碎胀性。采下矿岩的体积与原矿岩体积之比叫碎胀系数， 又叫松散系数，根据采下矿岩的块度和形状的不同，碎胀系 数大致波动在1.2~1.6之间。但装入容器中的矿岩，由于二 次松散，孔隙增多，碎胀系数增加至1.8~2.0。

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二、矿床的埋藏要素及矿体的形状

(一)矿床的埋藏要素 矿床的埋藏要素是指矿床中各个矿体的走向长度、厚度、 倾角、延深及埋藏深度并应按矿体分别描述。 1、走向长度 矿体走向长度一般在各个不同水平上有所变化。因此应指 出矿体的平均走向长度和各主要水平的走向长度及变化规 律。 2、厚度 矿体的厚度是指矿体上盘与下盘的垂直距离或水平距离， 前者叫做垂直厚度或真厚度，后者叫做水平厚度。 矿体的厚度在走向上和倾斜上都可能变化，有时甚至有分 枝、复合、胀大、缩小和尖灭，在上述描述时应指出最大、 最小和平均厚度。 矿体按厚度可分为五类： 极薄矿体——厚度小于0.7-0.8米，此种厚度，无论掘进或 采矿都要采掘部分围岩；郑州大学化工学院安全工程 7

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薄矿体——厚度在0.8-2.0,此种厚度，采矿时可以不用采围 岩； 中厚矿体——厚度在2.0-5.0米； 厚矿体——厚度在5.0-20米之间； 极厚矿体——厚度在20米以上，此厚度，一般需要垂直走向 布置采区。 矿体厚度与落矿方式有一定的关系，一般中厚以下的矿体采用 浅眼落矿为宜，5米以上可考虑用深孔落矿。 3.倾角 矿体按倾角可分为： 水平和微倾斜矿体——倾角在3度以下： 缓倾斜矿体——3度—30度。 倾斜矿体——30度-55度。 急倾斜矿体——55度以上。郑州大学化工学院安全工程 8

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矿体的倾角与采场的运搬方式有密切的关系，在开采水平和微 倾斜矿体时各种有轨和无轨运输设备可直接进入采场，在缓倾 斜以下的矿体中可考虑用暴力抛掷、水力搬运等来运搬矿石， 只有在紧急倾斜矿体中才具有完全用重力运搬的条件，此外矿 体清剿对选择开拓方法也有一定关系。 4、

延深 矿体延深是指矿体在深度上的分布情况，可采用埋藏深度和赋 存深度来表示。 埋藏深度：是指地表至矿体上部界限的深度。 赋存深度：是矿体上部界限至下部界限的垂直距离或倾斜距离， 它们分别叫垂直高和斜高。

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(二)矿体的形状矿体形状，大体可分为层状、透镜状、网脉状等。 矿体的形状与采矿的关系十分密切，如采矿方法、巷道布 置、生产探矿等都要考虑矿体的形状特点，总之，形状愈 不规则，对采矿愈不利。如果加上地质构造的影响，就可 能使形状变得更加复杂，因而在采矿前必须搞清矿体的形 状及其变化规律。

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(三)、露天开采的主要安全问题

露天矿的安全技术是用来研究露天开采过程中造成伤亡的不 安全因素及其控制措施。在设计生产过程中的开拓、采矿、 机械设备和各种工艺流程的同时，就要采取确保安全生产的 各项措施。 露天矿的主要安全问题有以下几方面： (1)爆破作业的安全问题 爆破作业中有较多的不安全因素， 包括爆破准备、药包加工、装药、起爆、爆后检查等。爆破 地震波、冲击波、飞石可对人及建筑物产生危害，早爆和盲 炮处理可引起大的安全事故。 (2)机械运行的安全问题 在穿孔机、潜孔钻、牙轮钻行走 作业时，由于露天作业条件恶劣可引发各种安全事故。电铲 作业时机械室内、电铲作业范围内、电铲向汽车装载时，以 及电铲作业台阶岩块悬浮倒挂、都存在不安全因素。郑州大学化工学院安全工程 11

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(3)交通运输的安全问题 露天矿铁路运输中撞车、脱轨、 道口肇事、线路弯曲、下沉、行驶过程的制动调车引发事 故。矿用汽车运输作业时的制动失灵、夜间照明不良、路 矿不好、行驶过程中翻斗自起等均可导致事故。露天矿带 式运输作业中，由于保护罩安全不当，人员靠近胶带行走 引起伤人等。 (4)露天矿山用电安全问题 (5)边破稳定及防排水的安全问题 (6)阶段构成的安全问题

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(四)、矿床开采分类 矿床的开采分露天开采、地下开采和海洋开采。 露天开采：根据开采所使用的采掘工具和采运设 备的不同，又分为机械开采、水力开采和挖掘船 开采。 金属非金属露天矿山是指开采金属矿石、放射性 矿石以及作为化工原料、饰面建筑材料、建筑材 料、辅助材料、耐火材料以及其他非金属矿物的 露天(煤炭除外)矿山。

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第一部分露天矿山开采安全技术

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一、露天开采的特点露天开采的优点： (1)受开采空间限制小，可采用大型机械设备，提高了劳动生产率。 例如，目前世界上最大的露天铁矿年产量已超过6000万吨。 (2)资源回收率高。一般矿石损失率为3%~5%,贫化率为5%~8%。 (3)生产成本低。露天开采的成本一般比地下开采的成本低50%~75 %,因而有利于大规模开采低品位矿石。 (4)开采条件好，作业场所比较安全。 (5)建设速度快，单位矿石基建投资较低。我国大中型露天矿基建一 般3~4年，而大型的地下矿基建时问要7~10年。一般大型露天矿单位 矿石基建投资比地下矿要低1~3倍。

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露天开采的主要缺点有： (1)占用土地多，地表被破坏，环境受到污染。 (2)受气候因素影响大。如严寒、冰雪、酷热和暴雨等对露 天开采有一定影响。 (3)对矿床的埋藏条件要求严格。在埋藏较深的矿床，露天 开采范围受到限制。

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土壤毒祸 因矿产资源滥挖滥采造成的农田重金属污染，已经到了 触目惊心的地步. 云南个旧被称作“锡都”,占地1587平方公里，人口45.33万， 锡的保有储量为90多万吨，占全国锡储量的三分之一，全球 锡储量的六分之一。 锡，让这片土地变得热闹异常，随处可挖的锡矿让附近村民 迅速富裕起来，出嫁的女儿身上，都会缀满沉甸甸的锡饰。 当地人认为，锡是神灵赐予他们的珍宝。 但与锡相生相伴的，是砷，其化合物是砒霜的主要成分。 根据中科院地理科学与资源研究所环境修复研究中心的 公开论文资料显示，在我国，砷作为锡的伴生矿由于利用价 值不高，70%以上都成了被废弃的尾矿。截至2008年，我国 至少有116.7万吨的砷被遗留在环境中，这就相当于百万吨的 砒霜被散落在旷野中，任雨水冲刷，注入河流，渗进土 壤…… 于是，这片因锡而富裕的土地也在因砷而痛苦。郑州大学化工学院安全工程 19

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