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1、矿山开采安全知识讲座1.采矿方法概述(1)采矿方法的分类及其适用条件根据回采时地压的管理方法,将非煤矿山的采矿方法划分为三大类,即空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法。空场采矿法将矿块划分为矿房和矿柱,分两步回采,即先采矿房后采矿柱,以围岩本身的强度及矿柱来支撑采空区的顶板。因此,矿体和围岩稳固是其应用的基本条件。充填采矿法分两步回采,第一步回采时,随回采工作面的推进,用充填材料充填采空区,防止矿岩冒落。因此,不论矿岩是否稳固,均可以采用。崩落采矿法为一步回采,随回采工作面的推进,同时崩落围岩并充满采空区,达到控制和管理地压的目的。围岩不稳固也可以采用。不同的采矿方法除满足其基本条件外,还依据矿
2、体的产状和开采技术条件,派生出各种不同的采矿方法。溶浸采矿法在金属矿山,如铀矿、金矿和铜矿有比较广泛的应用,在锌、锡和银矿中也有应用。(2)采矿方法一般安全规定地质资料比较齐全,赋存条件基本清楚的中型矿山,应有采矿方法设计,作为施工依据。产状、赋存条件缺乏的矿体,必须在开拓、采准过程中,及时进行补充勘探,做出块段或矿块的采矿方法设计。采矿方法必须根据矿体的赋存条件、围岩稳定情况、设备能力等慎重选择。厚度大或倾角缓的矿体,采用留矿法时,应合理地布置底部结构,防止底板留矿。没有足够符合要求的木材时,不应采用横撑支柱法等耗用大量木材的采矿方法。每个采场都要有两个出口,并上下连通。安全出口的支护必须坚
3、固,并设梯子。在上下相邻的两个中段,沿倾斜上下对应布置的采场使用空场法、留矿法回采时,禁止同时回采,只有上部矿房结束后,才能回采下面采场。采用全面采矿法时,回采过程中应周密检查顶板。根据顶板稳定情况,留出合适的矿柱。采用横撑支柱采矿法时,横撑支护材料应有足够强度。要搭好平台后才准进行凿岩作业。禁止人员在横撑上行走。采区宽度(矿体厚度)不得超过3m。矿柱必须合理地回收。设计回采矿房时,必须同时设计同采矿柱。本中段回采矿房结束后,应及时回采上一中段的矿柱。回采过程中,必须保证矿柱的稳定性及运输、通风等巷道的完好,不允许在矿柱内掘进有损其稳定性的井巷。回采矿房至矿柱附近时,应严格控制凿岩质量和一次爆
4、破炸药量,技术人员要及时给出回采界限,严禁超采超挖。地压活动频繁、强度大的矿井,应有专管地压的人员。地压人员对全矿各地段进行日常监察,发现险情(如支护歪斜、破损、顶板和两帮开裂等),应及时报告,通知有关人员,并分析原因,进行处理。个别地压活动频繁、顶板破碎、有冒落可能的采场,应由有经验的人员,每班进行检查,指导凿岩方式,避免发生大冒落。发现冒落预兆,应立即撤出全部人员。采空区应及时处理。视空区体积及潜在危险大小采取不同的处理办法。体积大,一旦塌落会造成下部整个采场或整个矿井毁灭性灾害的,应采用充填法或及时有效地采用强制崩落的方法处理。体积不大,或远离主要矿体的孤立采空区,可采用密闭方法处理。密
5、闭墙的强度应满足抵御塌落时所产生的冲击波的冲击。放矿工应和采场运搬工取得联系,在漏斗放矿时,不宜同时往溜井倒矿,以免矿石流冲出伤人。2.空场采矿法及安全要求空场采矿法适用于矿岩中等以上稳固、矿岩接触面较明显、形态较稳定的矿体。其特点是将矿体沿走向划分成矿房和矿柱,分两步骤回采;矿房回采时,采空区顶板主要依靠矿岩自身的稳固性和矿(岩)柱来支撑;矿房回采完毕后,有计划地回采矿柱或不采矿柱,并及时处理采空区。空场采矿法的优点是成本低,生产能力和劳动生产率高。缺点是采空区留下大量矿柱,且回采困难,采空区需处理。空场采矿法可分为分层(单层)空场法、分段空场法和阶段空场法(阶段矿房法)。分层空场法又可分为
6、全面采矿法、房柱采矿法和留矿采矿法。空场采矿法的主要安全要求有:加强顶板管理。顶板管理主要是对顶板的监测控制,是应用各种手段和方法,对井下采矿过程中所形成的空间、围岩、顶板的观察和测定,分析掌握其变形、位移等的变化情况和规律,获得其大冒落前的各种征兆,以便制定相应的防范措施,保证作业人员和设备的安全。 根据矿山地质条件,岩石力学参数以及大量监测数据的规律和经验,选择修正矿块的结构参数、回采顺序、爆破方式等控制地压活动,减少冒落的危害。 根据采场结构、面积大小,结合地质构造,破碎带的位置、走向,矿石的品位高低等因素,在矿岩中选留合理形状的矿柱和岩柱,以控制地压活动,保护顶板。在矿柱中,必须保证矿
7、柱和岩柱的尺寸、形状和直立度,应有专人检查和管理,以保证其在整个利用期间的稳定性。 在矿房同采过程中,不得破坏顶板;采用中深孔或深孔爆破时,应严格控制炮孔的方位和深度,不许穿透暂不回采的矿柱。 及时回采矿柱和处理采空区。 采用分段采矿法时,除回采、运输、充填和通风用的巷道外,禁止在采场顶柱内开掘其他巷道;上下中段的矿房和矿柱,应尽量相对应,规格应尽量相同。 采用浅孔留矿法采矿时,应遵守下列规定:在开采第一分层前,应将下部漏斗和喇叭口扩完,并充满矿石;每个漏斗都应均匀放矿,发现悬空应停止其上部作业,经妥善处理悬空后方准继续作业;放矿人员和采场内的人员要密切联系,在放矿影响范围内不准上下同时作业;
8、每回采一分层的放矿量,应控制在保证凿岩工作面安全操作所需高度,作业高度一般应控制在2m左右。 加强矿山管理工作,健全各项规章制度,充分合理地配置人财物。3 .充填采矿法及安全要求充填采矿法是随着回采工作面的推进,用充填料对采空区进行充填的采矿方法。充填是该法回采过程中必不可少的工序,其作用是及时处理采空区,控制地压,并为回采工作创造方便和安全条件。矿房采空后,一次性充填采空区,以控制采空区围岩变形破坏,使相邻矿柱及矿房得以顺利回采,称为嗣后充填。充填采矿法适用地表需要保护,矿石经济价值高,上部或相邻矿体暂不开采,矿石或围岩具有自燃性和开采技术条件复杂的矿床;适合于开采任何厚度、任何倾角,矿石和
9、围岩从稳固到极不稳固,以及形态复杂的矿体。充填采矿法分为干式充填采矿法、水砂充填采矿法和胶结充填采矿法。充填采矿法的安全要求主要有: 采场必须保持两个出口,并有照明。顺路行人井、溜矿井、泄水井(水砂充填用)和通风井都应保持畅通。 水砂充填料的最大粒径不大于管径的1/4,胶结充填料的最大粒径不大于管径的15o 上向分层充填采场,必须先施工充填井及其联络道,然后施工底部结构及拉底巷道,以便尽快形成良好的通风条件。当采用脉内布置溜矿井和顺路行人井时,严禁整个分层一次爆破落矿。 采场凿岩时,炮眼布置要均匀,沿顶板构成拱形。装药要适当,以控制矿石块度。 每一分层回采后要及时充填,确保充填质量。最后一个分
10、层回采完后应严密接顶。 禁止人员在充填井下方停留和通行。充填时,各工序间应有通讯联系。 顺路人行井、溜矿井应有可靠的防止充填料泄漏的背垫材料,以防止堵塞及形成悬空;采场下部巷道及水沟堆积的充填料应及时清理。 下向胶结充填的采场,两帮底角的矿石要清理干净。 用组合式钢筒作顺路天井(行人、滤水、放矿)时,钢筒组装作业前应在井口悬挂安全网。 采用人工间柱上向分层充填法采矿,相邻采场应超前一定距离。 采场放矿要设格筛,防止人员坠落和堵塞。人行井、溜矿井、泄水井充填井应错开布置。干式充填,每个作业点均应有良好的通风、除尘措施,并加强个体防护。禁止在采场内同时进行凿岩和处理浮石。4 .崩落采矿法及安全要求
11、崩落采矿法是随着矿石的采出,有计划地强制或自然崩落矿体上盘围岩充填采空区的采矿方法。在回采过中,不需要划分矿房和矿柱,而是以矿块为单元,按一定的顺序进行连续回采。崩落采矿法适用于地表允许崩落,矿体上部无较大的水体和流沙,矿石价值中等以下,不会结块,品位不高,并允许有一定损失和贫化的中厚和厚矿体。尤其是对上盘围岩能大块自然冒落和矿体中等稳固的矿体最为理想。崩落采矿法主要有壁式崩落法、无底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法和阶段崩落法。(1)壁式崩落采矿法的安全要求 悬顶、控顶、放顶距离和放顶的安全措施,应在设计中规定。 放顶前要进行全面检查,以确保出口畅通、照明良好和设备安全。 放顶时,禁止人员在放
12、顶区附近的巷道中停留。 在密集支柱中,每隔35m要有一个宽度不小于O.8m的安全出口。密集支柱受压过大时,必须及时采取加固措施。 放顶若未达到预期效果,应作出周密设计,方可进行二次放顶。 放顶后应及时封闭落顶区,禁止人员入内。 多层矿体分层回采时,必须待上层顶板岩石崩落并稳定后,才准回采下部矿层。 相邻两个中段同时回采时,上中段回采工作面应比下中段工作面超前一个工作面斜长的距离,且不得小于20m。 撤柱后不能自行冒落的顶板,应在密集支柱外05m处,向放顶区重新凿岩爆破,强制崩落。 机械撤柱及人工撤柱,应自下而上、由远而近进行。矿体倾角小于10。的,撤柱顺序不限。(2)有底柱分段崩落采矿法和阶段
13、崩落法的安全要求 采场电耙道应有独立的进、回风道;电耙的耙运方向,应与风流方向相反。 电耙道间的联络道,应设在入风侧,并在电耙绞车的侧翼或后方。 电耙道放矿溜井口旁,必须有宽度不小于O.8m的人行道。 未修复的电耙道,不准出矿。 采用挤压爆破时,应对补偿空间和放矿量进行控制,以免造成悬拱。 拉底空间应形成厚度不小于34m的松散垫层。 采场顶部应有厚度不小于崩落层高度的覆盖岩层;若采场顶板不能自行冒落,应及时强制崩落,或用充填料予以充填。(3)无底柱分段崩落采矿法的安全要求 回采工作面的上方,应有大于分段高度的覆盖岩层,以保证回采工作的安全。若上盘不能自行冒落或冒落的岩石量达不到所规定的厚度,必
14、须及时进行强制放顶,使覆盖岩层厚度达到分段高度的二倍左右。 上下两个分段同时回采时,上分段应超前于下分段,超过前距离应使上分段位于下分段回采工作面的错动范围之外,且不得小于20m。 各分段联络道应有足够的新鲜风流。 各分段回采完毕,应及时封闭本分段的溜井口。(4)分层崩落法的安全要求 每个分层进路宽度不得超过3m,分层高度不得超过3.5m。 上下分层同时回采时,须保持上分层(在水平方向上)超前相邻下分层15m以上。 崩落假顶时,禁止人员在相邻的进路内停留。 假顶降落受阻时,禁止继续开采分层。顶板降落产生空洞时,禁止在相邻进路或下部分层巷道内作业。 崩落顶板时,禁止用砍伐法撤出支柱,开采第一分层
15、时,禁止撤出支柱。 顶板不能及时自然崩落的缓倾斜矿体,应进行强制放顶。 凿岩、装药、出矿等作业,应在支护区域内进行。 采区采完后,应在天井口铺设加强假顶。 采矿应从矿块一侧向天井方向进行,以免造成通风不良的独头工作面。当采掘接近天井时,分层沿脉(穿脉)必须在分层内与另一天井相通。 清理工作面,必须从出口开始向崩落区进行。5 .矿柱回采的安全要求 回采顶柱和间柱,应预先检查运输巷道的稳定情况,必要时应采取加固措施。 采用胶结充填采矿法时,须待胶结充填体达到要求强度,方可进行矿柱回采。 回采未充填的相邻两个矿房的间柱时,禁止在矿柱内开凿巷道。 所有顶柱和间柱的回采准备工作,须在矿房回采结束前做好(嗣后胶结充填采空区除外)。 除装药和爆破工作人员外,禁止无关人员进入未充填的矿房顶柱内的巷道和矿柱回采区。 采用大爆破方式强制崩落大量矿柱时,在爆破冲击波和地震波及影响半径范围内的巷道、设备及设施,均应采取安全措施;未达到顶期崩落效果的,应进行补充崩落设计。6 .残余采矿的安全要求 开采范围应由原经营单位规定,转让采矿权的单位,必须周密考虑所转让区域会不会对现有的通风、运输、给排水等系统造成干扰及引起资源纠纷,不得不负责任地转让采矿权。接受单位不得越界开采。 转让采矿