金属非金属矿山
2023 年中级注册安全工程师 金属非金属矿山
考前10页纸
目 录
第二章 金属非金属露天矿山安全技术 2
第三章 金属非金属地下矿山安全技术 6
第四章 尾矿库安全技术 17
第五章 排土场(废石场)安全技术 20
第六章 矿山自然与地质灾害防治技术 21
中级注册安全工程师·考前10页纸
考点1《矿山生产安全事故报告和调查处理办法》矿安〔2023〕7号
1、根据事故造成的人员伤亡或者直接经济损失,事故分为以下等级:
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死亡 |
重伤 |
直接经济损失 |
特别重大事故 |
30人以上 |
100人以上 |
1亿元以上 |
重大事故 |
10人以上30人以下 |
50人以上100人以下 |
5000万元以上1亿元以下 |
较大事故 |
3人以上10人以下 |
10人以上50人以下 |
1000万元以上5000万元以下 |
一般事故 |
3人以下 |
10人以下 |
100万元以上1000万元以下 |
1、以上”包括本数,所称的“以下”不包括本数。 2、事故等级认定按照死亡人数、重伤人数、直接经济损失三者中最高级别确定。 |
2、事故造成的直接经济损失包括
人身伤亡后所支出的费用 |
医疗费用、护理费用、丧葬及抚恤费用、补助及救济费用、歇工工资 |
善后处理费用 |
处理事故的事务性费用、现场抢救费用,清理现场费用、事故赔偿费用 |
财产损失价值 |
固定资产损失价值,流动资产损失价值 |
3、报告事故与事故调查报告应当包括的内容
报告事故 |
事故调查报告 |
(1)事故发生单位概况。主要包括单位全称、所有 制形式和隶属关系、生产能力、生产状态、证照情况等 (2)事故发生的时间、地点以及事故现场情况; (3)事故类别。 (4)事故的简要经过,入井人数、安全升井人数, 事故已经造成伤亡人数、涉险人数、失踪人数和初步 估计的直接经济损失; (5)已经采取的措施; (6)其他应当报告的情况。 |
(1)事故发生单位基本情况; (2)事故发生经过、事故救援情况和应急处置评估情况; (3)事故造成的人员伤亡、直接经济损失和事故类别; (4)事故发生的直接原因、间接原因和事故性质; (5)事故责任及处理建议; (6)事故防范和整改措施。 |
第二章金属非金属露天矿山安全技术
考点1 露天开采工艺
1、起爆方案与起爆网络总结对比
起爆 方案 |
形式 |
崩落线 |
地震 效应 |
爆堆 |
后冲 |
其他 |
其他要求 |
排间微 差起爆 |
平行于坡顶线 |
明显 |
较大 |
平坦 |
较大 |
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斜线 起爆 |
斜交、方形布孔 |
不明显 |
大降 |
集中 |
降低 |
爆破材料 消耗量大 |
炮孔邻近 系数提高 |
金属非金属矿山
直线掏 槽起爆 |
密集孔先起爆、掘 沟使用 |
碎块均匀 |
较强 |
沿堑沟轴 线集中 |
侧冲大 |
穿孔工作量大 |
延米爆破量低 |
间隔孔 起爆 |
同排炮孔按奇偶数 分组顺序起爆 |
塌落宽度较小 |
集中 |
侧冲 较小 |
较大自由面 |
不适于掘沟爆破 |
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逐孔 起爆 |
高精度雷管、限定 爆孔药量 |
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降低 |
为单孔创造多个动态自由面, 增加应力波反射,碰撞增加,改善爆破效果 |
2、 采用预裂爆破、缓冲爆破与光面爆破等控制爆破手段来避免或减少台阶靠帮或并段爆破对最终边帮 稳定性的危害。
预裂爆破 |
在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝。以缓冲、反射开挖爆破的振 动波,控制其对保留岩体的破坏影响,使之获得较平整的开挖轮廓。靠近最终边坡时应采用预裂爆破。 |
缓冲爆破 |
阻止和减轻爆破对开挖轮廓面以外岩石破坏作用的一种爆破方法。减弱的药包可减少爆炸能量,缓 冲充填物可以吸收多余的爆炸能量。 |
光面爆破 |
通过正确选择爆破参数和合理的施工方法,分区分段微差爆破,达到爆破后轮廓线符合设计要求, 临空面平整规则的一种控制爆破技术。岩石整体性差、节理裂隙发育、岩石风化程度不一、难以形 成预裂面,可以采用光面爆破。 |
考点2露天矿山灾害防治技术
1、采场边坡危害类型
类型 |
特点 |
松弛张裂 |
在采场边坡形成的初始阶段,往往在坡体中出现一系列与坡面近于平行的陡倾张开裂隙,使边坡岩 体向临空方向张开。这种过程和现象称为松弛张裂(也称松动)。 外形略呈弧形弯曲,仅有张开而无明显相对滑移,张开度及分布密度由坡面向深处逐渐减弱。 仅有松弛张裂变形形式的坡体,其应力应变关系处于稳定破裂阶段或者减速蠕变阶段。 |
蠕动变形 |
边坡岩体在重力作用下向临空方向较长期的缓慢变形称之为边坡岩体的蠕动。蠕动的形成机制为岩 石的粒间滑动(塑性变形)或岩石裂纹微错,或由一系列裂隙扩展所致。 坡体中由自重应力引起的剪应力与岩体长期抗剪强度相比很低时,坡体减速蠕动; 坡体应力值接近或超过岩体的长期抗剪强度时,坡体才能加速蠕动。 |
崩塌 |
崩塌是采场岩质边坡破坏的一种形式,是指块状岩体与岩坡分离向前翻滚而下。在崩塌过程中,岩 体无明显滑移面。 岩坡的崩塌常发生于既高又陡的边坡前缘地段,具有逐次后退、规模逐渐减小的趋势。 裂隙水冻结产生的楔开效应、裂隙水的静水压力、植物根须膨胀压力以及地震、雷击等动力荷载等 都会诱发崩塌破坏。 |
滑坡 |
滑坡是边坡上的岩土体在自然或人为因素的影响下失去稳定,沿坡内软弱结构面产生的整体滑动。 通常以深层破坏形式出现,其滑动面往往深入坡体内部、甚至延伸到坡脚以下。 当滑动面通过塑性较强的土体时,滑速一般比较缓慢;当滑动面通过脆性较强的岩石或者滑面本身 具有一定的抗剪强度时,积聚较大的下滑势能,滑动具有突发性。 根据滑面的形状,其滑坡形式可分为平面剪切滑动和旋转剪切滑动。 |
2、采场边坡危害影响因素
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内在因素 |
岩层岩性 |
岩石的物理力学性质及矿物成分、结构与构造,对整体岩层而言,是确 定边坡的主要因素之 一 。 |
岩体结构 |
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水文地质 |
地表水对边坡的影响主要是冲刷、夹带作用对边坡造成侵蚀,形成陡峭 山崖或冲洪积层,引发牵引式滑坡。 |
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外在因素 |
坡体开挖形态 |
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坡体内部或下部开挖扰动 |
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工程爆破震动影响 |
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坡顶堆载 |
当下滑力大于坡体的抗滑力时,会引起边坡失稳。 |
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降水或排水 |
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风化程度 |
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气候与气象 |
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地震 |
地震触发滑坡与地震烈度有 关 。 |
3、严防边坡垮塌事故应采取的措施
必须采用分台阶 分层开采 |
露天矿山必须遵循自上而下的开采顺序,分台阶开采。 小型露天采石场不能采用台阶式开采的,必须自上而下分层顺序开采,并确保台阶(分层) 参数符合设计要求;严禁掏采,严禁在工作面形成伞檐、空洞。 |
建立健全边坡安全 管理和检查制度 |
每5年至少进行1次边坡稳定性分析,现状高度100m及以上边坡应当每年进行一次边坡 稳定性分析。 露天采场工作边坡应每季度检查1次,运输或者行人的非工作边坡每半年检查1次;边坡 出现滑坡或者坍塌迹象时,应立即停止受影响区域的生产作业,撤出相关人员和设备,采 取安全措施;高度超过200m的露天边坡应进行在线监测,对承受水压的边坡应进行水压 监测。 |
及时消除安全隐患 |
每5年至少进行1次边坡稳定性分析,现状高度100m及以上边坡应当每年进行一次边坡 稳定性分析。 |
加强监测监控 |
建立边坡监测系统,对坡体表面和内部位移、地下水位动态、爆破震动等进行定点定期观测, 对存在不稳定因素的最终边坡要长期监测。 边坡高度200米以上的露天矿山高陡边坡、堆置高度200米以上的排土场,必须进行在线 监测,定期进行稳定性专项分析。 |
4、矿山边坡危害的防治工作
(1)矿山边坡危害的防治工作主要包括3个方面: 边坡勘测评估、预报监测、治理。 (2)滑坡灾害防治的原则应以预防为主,治理为辅,防患于未然。
(3)防治滑坡方法“减、排、挡、固”四字经验:
减 |
减小边坡角 |
减重反压。对于中小型边坡可以采用削坡的方法,将滑坡体挖除,或采用定向爆破等导 滑工程,将滑移体引向固定地段。 |
控制爆破 |
减少扰动,按照设计控制边坡形态。 常用的有预裂爆破、光面爆破、微差爆破、缓冲爆破及减震爆破。 |
金属非金属矿山
排 |
地表排水 |
排水沟坡度一般为5%,断面大小满足最大降雨量要求,并定期维护,避免排水设施堵塞。 边坡顶面设置反坡,留设排水沟,避免积水。对地面较大裂缝、施工钻孔等应采用砾石、 碎石充填,并对裂隙、钻孔口进行封堵。 |
地下水疏干 |
地下水疏干有天然疏干和人工疏干两种。当露天开采切穿地下水位时,地下水在渗流力 作用下自流入采场。通过采场排水使边坡水位降低,形成天然疏干。人工疏干一般采用 水平孔疏干、垂直井疏干和地下巷道疏干等方法,排除边坡体内地下水,以增加边坡的 稳定性。 |
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挡 |
挡土墙 |
可分为重力式挡墙和钢筋混凝土挡墙,依靠自身重力和结构强度抵抗坡体下滑力。挡土 墙设计要求在边坡坡脚部位修建,基础必须深入稳固基岩。施工中要开挖部分坡脚,破 坏了边坡稳定性,因此需要分段挖砌,快速施工。不适用于临滑的危险边坡。 |
抗滑桩 |
抗滑桩是在边坡面上,按一定布置方式垂直向下打入的深桩,用以支挡滑体的下滑。作 用于桩体的滑坡推力一部分经由桩传至桩前滑体,另一部分由桩体传至滑动面以下的岩 体中。因此桩前滑坡推力减少,滑动体稳定性提高。可分为弹性桩和刚性桩。 |
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固 |
锚杆(索) 加固 |
可分为预应力锚杆(索)和注浆锚杆(索)两大类。锚杆支护是一种常见的边坡加固措 施,可以加固数个台阶规模的滑体,如果被加固的岩体较为松散,则应加设墩台、钢筋 网等措施。 |
混凝土喷层 加固 |
向边坡表面喷射混凝土,必要时可加设钢筋网、钢格栅等结构,在边坡表面形成一定厚 度的保护层,以避免边坡岩体风化、潮解、剥落和地表水切割、下渗及滚石滑落等。 |
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注浆加固 |
通过一定的压力,向边坡岩体裂隙中灌入混凝土浆液,以提高边坡岩土体性质,封堵地 表水下渗通道。 |
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综合加固 |
当滑坡体超过5~6个台阶时,应考虑锚杆、喷层、注浆、抗滑桩、挡土墙联合加固的 综合支挡措施。 |
5、爆破危害防范措施
爆破危害的类型 |
防范措施 |
防止飞石的措施 |
①控制飞石的方向。②改变局部装药结构和加强堵塞。③合理安排起爆次序和选择间隔 时间。④减小装药集中度。⑤进行覆盖。 |
防止产生强烈空气 冲击波的具体措施 |
①采用良好的爆破技术;②保持设计抵抗线;③进行覆盖和堵塞;④注意地质构造的影 响;⑤控制爆破方向及合理安排爆破时间;⑥注意气象条件。 |
防止早爆的主要措施 |
①搜集相关资料,仔细勘察现场,精心设计施工,尽量预估出意外事故的可能性。②制 定安全制度、岗位责任制度和关键技术操作规程。③严格遵守《爆破安全规程》,在爆 破施工区严禁有明火。④按《爆破安全规程》规定的要求进行爆破器材的运输、储存、 保管和废旧爆破器材的销毁。⑤做好炮孔的监督、检查和验收工作。⑥按《爆破安全规 程》要求做好爆破器材的检验。⑦加强安全管理和工程监理力度,对爆破作业现场严格 管理,按《爆破安全规程》正确操作。⑧保证起爆器材和炸药的质量。 ⑨注意天气预防,避免在雷雨时从事爆破作业,对已装药又不能赶在雷雨前起爆的,人 员和设备要撤离到危险区以外。⑩严禁打残眼和旧眼;不要在高温天气下进行爆破作业, 避免高温环境造成早爆。①预先安排好爆后安全检查和事故应急处理。 |
防止拒爆的主要措施 |
①禁止使用不合格的爆破器材,不同类型、不同厂家、不同批的雷管不得混用;②连线 后检查整个线路,查看有无连错或漏连。③检查爆破电源并对电源的起爆能力进行计算; 硝铵类炸药在装药时要避免压得过紧,密度过大。④炮孔有水时,首先应将孔中的水吹 出,用防水袋装炸药,雷管脚线的接头一定要用防水胶布缠好或用抗水炸药。⑤装药前 要认真清除炮孔内岩粉。 |
防止炮烟中毒的 主要措施 |
①采用零氧平衡的炸药,使爆后不产生有毒气体。②加强炸药的保管和检验工作,禁用 过期变质的炸药。③保证填塞质量和填塞长度,以免炸药发生不完全爆炸。④爆破后, 必须加强通风,按规定,露天爆破需等15min以上,炮烟浓度符合安全要求时,才允许 人员进入工作面。⑤起爆站及观测站不许设在下风方向。在爆区附近有井巷、涵洞和采 空区时,爆破后炮烟有可能窜入其中,积聚不散,故未经检查不准入内。 |
第三章金属非金属地下矿山安全技术
考点1地下矿山基本知识
1、采矿方法
空场采矿法 |
特点:除沿走向布置的薄和极薄矿脉以及少量房柱法外,矿块一般划分为矿房和矿柱两步骤回采, 先采矿房,后采矿柱;矿房回采过程中留下的空场暂不处理并利用空场进行回采和出矿等作业;矿 房开采结束后,根据开采顺序的要求,在空场下进行矿柱回采;根据所用采矿方法和矿岩特性, 决定空场内是否留矿柱及其矿柱形式。 适 用 :矿岩稳固的矿体开采。 分类:房柱法(全面法)、留矿法、分段凿岩阶段矿房法和阶段凿岩阶段矿房法。 |
崩落采矿法 |
特点:随采矿工作面的推进,有计划地强制崩落,或借助自然应力崩落采场顶板或两帮围岩,充 填采空区,以控制和管理采场地压。 适用:首要使用前提条件是地表允许陷落,损失与贫化率较高, 一般适应于价值不高的矿体或低 品位矿体的回采。随着环保,该类采矿方法使用比重有越来越小的趋势。 分类:有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法和自然崩落法。 |
充填采矿法 |
目 的:支护岩层,控制采场地压活动;防止地表沉陷,保护地表地物;提供继续向上回采的工作 平台(类似于留矿法功能);改善矿柱受力状态(由单轴受压变为三轴受压),保证最大限度地 回收矿产资源;保证安全回采有内因火灾危险的高硫矿床;控制深井开采岩爆,降低深部地温; 保证露天、地下联合开采时生产的安全;处理固体废料,保护环境。 分类:根据采用的充填料和输送方式以及矿体回采方向和充填方式不同,充填采矿法分为上向分 层(或进路)充填法、下向分层(或进路)充填法和嗣后充填采矿法。 |
考点2地下矿山主要生产系统
1、矿井通风系统分类
按全矿统一 或分区分类 |
统一通风 |
具有排风比较集中、使用的通风设备较少、便于集中管理等优点。对于开采 范围不大,通地表出口不多的矿井,特别是深矿井,采用全矿统一通风比较 合理。 |
分区通风 |
具有风路短、阻力小、漏风少、能耗低以及网路简单、风流易于控制、有利 减少污风串联和风量按需分配等优点,能收到较好的通风效果。埋藏较浅且 分散的矿山或开采浅部矿体和通地面的井巷较多的矿井,得到广泛的应用。 |
金属非金属矿山
按进风井、 排风井的布 置分类 |
中央式 |
进风井、排风井均位于矿体走向中央,风流在井下的流动路线是折返式的 。 |
对角式 |
①单翼对角式:进风井在矿体一翼,排风井在矿体另一翼。 ②两翼对角式:进风井在矿体中央,回风井在两翼。 ③间隔对角式:当矿体走向很长,进风井和排风井沿走向间隔布置或矿体厚 度大,进风井、排风井环绕矿体周围间隔布置。 |
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中央对角混合式 |
矿体走向长、开采范围广,采用中央开拓,可在矿体中部布置进风井、排风井 用于解决中部矿体开采时的通风;在矿井两翼另开掘排风井,解决边远矿体 开采时的通风。 |
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按风机工作 方式分类 |
抽出式 |
抽出式通风的缺点:当排风系统不严密时,容易造成短路吸风现象。特别是 当采用崩落法开采、地表有塌陷区与采空区相连通的情况下,这种现象更为 严重。此外,作业面和整个进风系统风压较低,各进风风路之间受自然风压 影响,容易出现风流反向,造成井下风流紊乱。抽出式通风系统使主提升井 处于进风地位,北方矿山还要考虑冬季提升井防冻。 我国金属和其他非煤矿山大部分采用抽出式通风。 |
压入式 |
压入式通风的缺点是风门等风流控制设施需要设在进风段。由于运输、行人 频繁,不易管理与控制,井底车场漏风大。在排风段主要通风机形成低压力 梯度,不能迅速地将污风按指定路线排出风井,使井下风流紊乱。加上自然 风流的干扰,甚至会发生风流反向、污染新风的现象。 |
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压抽混合式 |
压抽混合式通风的缺点是:所需通风设备较多,且不能控制需风段的风流 入风侧井底车场和排风侧塌陷区的漏风仍存在,但程度上要小得多。 |
2、井下主要排水设备应包括工作水泵、备用水泵和检修水泵。工作水泵应能在20h 内排出一昼夜正常 涌水量;工作水泵和备用水泵应能在20h 内排出一昼夜的设计最大排水量。备用水泵能力不小于工作水泵
能力的50% ;检修水泵能力不小于工作水泵能力的25% 。只设3台水泵时,水泵型号应相同。
3、为了集中、沉淀和排出矿井水,在水泵房旁应设置水仓。水仓的容积应能容纳4h 正常涌水量。为 便于轮流清理,水仓应由两部分独立的巷道构成,并分别与水泵的抽水井相通。水仓应经常清理,至少应 在每年雨季之前清理一次。
4、矿山电力负荷级别划分
一级负荷 |
(1)因事故停电有淹没危险的矿井主排水泵。 (2)属于下述条件之一的矿井主要风机:有爆炸和火灾危险的矿井(如有瓦斯的煤矿、高硫矿床等); 含有对人有生命危害的气体的矿井(如有氡气的铀矿)。 (3)属于下列条件之一的经常使用的竖井载人提升机: ①有爆炸、火灾危险或含有对人有生命危害的气体的矿井。 ②无平硐作安全出口,且井深超过150m。 (4)矿井瓦斯抽放泵。 |
二级负荷 |
(1)露天开采的主排水泵。(2)不属于一级负荷的矿井主要风机。(3)不属于一级负荷的主要提升机。(4) 供地下水采用的空气压缩机。(5)主要运输的架空索道与带式输送机。(6)牵引变电所。(7)采矿场的生 产负荷。(8)生产、消防用水水泵。(9)水源缺乏地区的生活用水水泵。(10)地下采矿及生产车间的照明。 |
三级负荷 |
不属于一级负荷和二级负荷的生产设备和生活福利设施为三级负荷。 |
5、紧急避险系统
建设 要求 |
(1)金属非金属地下矿山应建设完善紧急避险系统,随井下生产系统的变化及时调整,包括为入井人 员提供自救器、建设紧急避险设施、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等 。 (2)紧急避险应遵循“撤离优先,避险就近”的原则进行设计,并按照设计要求进行建设。 (3)应为入井人员配备额定防护时间不少于30min的自救器,并按入井总人数的10%配备备用自救器。 所有入井人员必须随身携带自救器。在自救器额定防护时间内不能到达安全地点或及时升井时,避灾人 员应就近撤到紧急避险设施内。 (4)紧急避险设施的额定防护时间应不低于96h。紧急避险系统的配套设备应符合相关标准的规定, 救生舱及其他纳入安全标志管理的设备应取得矿用产品安全标志。紧急避险系统建设完成,经验收合格 后方可投入使用。 |
设置 要求 |
(1)每个矿井至少要有两个独立的直达地面的安全出口,安全出口间距不小于30m;每个生产中段必 须有至少两个便于行人的安全出口,并和通往地面的安全出口相通;每个采区必须有两个便于行人的安 全出口,并经上、下巷道与通往地面的安全出口相通。 (2)应编制事故应急预案,制定各种灾害的避灾路线,绘制井下避灾线路图,并按照《矿山安全标志》 的规定,做好井下避灾路线的标识。井巷的所有分道口要有醒目的路标,注明其所在地点及通往地面出 口的方向,并定期检查维护避灾路线,保持其通畅。 (3)紧急避险设施的设置应遵守以下要求: ①水文地质条件中等及复杂或有透水风险的地下矿山,应至少在最低生产中段设置紧急避险设施。 ②生产中段在地面最低安全出口以下垂直距离超过300m的矿山,应在最低生产中段设置紧急避险设施。 ③距中段安全出口实际距离超过2000m的生产中段,应设置紧急避险设施。 ④应优先选择避灾硐室。 (4)紧急避险设施的设置应满足本中段最多同时作业人员避灾需要,单个避灾硐室的额定人数不大于 100人。紧急避险设施应设置在围岩稳固、支护良好、靠近人员相对集中的地方,高于巷道底板0.5m以上, 前后20m范围内应采用非可燃性材料支护。紧急避险设施外应有清晰、醒目的标识牌,标识牌中应明 确标注避灾硐室或救生舱的位置和规格。在井下通往紧急避险设施入口处,应设有“紧急避险设施”的 反光显示标志。 (5)矿山井下压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统、供电系统的管道、线缆以及监测监控系 统的视频监控设备应接入避灾硐室内。各种管线在接入避灾硐室时应采取密封等防护措施。 |
避灾硐 室技术 要求 |
(1)净高应不低于2m,每人应有不低于1.0m² 的有效使用面积。 (2)进出口应有两道隔离门,隔离门应向外开启; (3)避灾硐室内应具备对有毒有害气体的处理能力,室内环境参数应满足人员生存要求。 (4)避灾硐室内的配备应包括: ①不少于额定人数的自救器。②一氧化碳、二氧化碳及氧气浓度、温度、湿度和大气压的检测报警装置。 ③额定使用时间不少于96h的备用电源。④额定人数生存不低于96h所需要的食品和饮用水。⑤逃生用 矿灯,数量不少于额定人数。⑥空气净化及制氧或供氧装置。⑦急救箱、工具箱、人体排泄物收集处理 装置等设施设备。⑧避灾硐室内应有使用操作说明。 |
救生舱 技术 要求 |
(1)救生舱应具备过渡舱结构。过渡舱的净容积应不小于1.2 m³,内设压缩空气幕、压气喷淋装置及 单向排气阀。生存舱提供的有效生存空间应不小于每人0.8m³ ,应设观察窗和不少于2个单向排气阀。 (2)救生舱应具有足够的强度和气密性,有生存参数检测报警装置。 (3)救生舱应选用抗高温老化、无腐蚀性的环保材料。救生舱外体颜色在井下照明条件下应醒目,宜 采用黄色或红色。 (4)救生舱应配备在额定防护时间内额定人数生存所需要的氧气、食品、饮用水、急救箱、人体排泄 物收集处理装置等,并具备空气净化功能,其环境参数应满足人员生存要求。 |
金属非金属矿山
考点3矿山地压灾害防治技术
1、根据地压在金属非金属矿山中的表现形式,将地压分为井巷地压、采场地压和冲击地压3种。
井巷地压 |
井巷破坏的原因主要是围岩应力超过了岩体的强度,因此,井巷维护的基本原则是提高围岩强度, 降低围岩应力,改善围岩的应力状态,以便充分利用围岩的自身抗力去支撑井巷地压。 |
采场地压 |
采场地压是指在地下开采过程中,矿岩对采场或采空区围岩及矿柱所施加的载荷。采场地压与巷道 地压差异很大,采场地压具有暴露空间大、复杂性、多变性、显现形式的多样性、控制采场地压的 难度大等特点。 矿体的围岩完整、稳定时,可采用空场法开采地下资源。空场法(包括留矿法)的采场地压显现, 从时间和空间上看,大体可分为开采初期采场回采期间的局部地压显现和开采中、后期大规模剧烈 的地压显现两个时期。 局部地压表现为采场矿体、围岩或矿柱的变形、断裂、片帮、冒顶等现象;大规模的地压表现为采 空区上方大面积覆盖岩层急剧冒落,相邻的采场压力剧增,出现矿柱压裂、顶板破裂、采准巷道开 裂及冒顶现象。 |
冲击地压 |
当在矿床深部(一般指1500 m以上)或在构造应力很高的地区进行开采时,有时会在采掘空间周 围的岩体中发生突然的爆发式破坏现象,其剧烈程度好像岩体被炸药爆炸一样。 表现为:掘进巷道或采场围岩发生强烈的劈裂声;矿岩的弹射和振动,引发大量矿岩碎块抛出;底 板鼓起,并伴有巨大响声;气浪冲击造成井下严重破坏及地面剧烈振动(地震)。 |
2、按振动能大小的不同,冲击地压的强度可分为以下5个等级:
微冲击 |
仅有岩体或矿体表层的局部破坏和岩块弹出,岩体深部有微振动。 |
弱冲击 |
巷道围岩有局部破坏和少量岩块抛出,伴有明显的声响和地震振动,但对支架、设备无严重损害。 |
中等冲击 |
巷道围岩出现迅速的脆性破坏,并有大量岩石碎块、粉尘抛出,形成气浪冲击,可使几米长的一段 巷道冒落,支架及设备损坏。 |
强烈冲击 |
使长达几十米的地段上支架破坏和巷道冒落,机器及设备受到损坏。发生强烈冲击地压后,井下需 要大量的修复工 作 。 |
灾害性冲击 |
在整个开采区域或中段内有许多矿柱发生连锁反应式破坏,矿区或中段内巷道坍塌,甚至可使全矿 井报废。 |
3、 矿山地压的安全防治技术
井巷地压 |
合理选择井巷 的位置 |
尽可能选在地质和水文地质条件较好;尽量避免回采的影响;主要巷道应布置在 崩落带以外,并保持一定距离。 |
采用合理的施工 |
应快速掘进,尽量采用光面爆破、预裂爆破等先进的爆破技术;应积极采用锚喷 支护,以提高围岩岩体强度,充分发挥其自承能力。 |
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选择合理的 支护类型 |
对于以变形地压为主的巷道,应选择可缩性大的柔性支架,如锚喷支护、可缩性 钢支架及在钢性支架的棚梁和棚腿的接触面、砌混凝土巷道的肩部夹入可缩性材 料如橡胶等。对于以松动地压为主的巷道,则可选用有足够强度的刚性支架来支 撑松动岩石的重量,如石料砌混凝土、钢木支架、钢筋混凝土支架等。 |
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选择合理的断面 形状和尺寸 |
圆形与椭圆形井巷断面的应力集中程度最低,巷道顶部应采用圆弧形断面,以减 少应力集中。巷道断面的最大尺寸应沿着最大来压方向布 置 ;最大来压方向的巷 道周边应尽量选用曲线形状。 |
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确定合理的 支护时间 |
破碎围岩应随掘随支,地压显现较为明显的围岩应释压稳定后再支护。 |
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采场地压 |
合理确定采场断 面形状及矿房、 矿柱参数 |
利用矿柱控制采矿房的跨度、形状,并支撑上覆岩层的压力;利用围岩与矿柱的 自支承能力维护回采矿房的稳定是地压控制的基本方法。 |
支撑与岩体加固 |
回采不稳定矿体时,常利用人工支护回采工作空间。 岩体加固法:用锚杆、长锚索、注浆等加固不稳定矿体。 对待采的不稳固矿体预先进行加固,则可收到预控的效果,使回采更接近于在稳 固矿体中进行的状况。 |
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利用免压拱解除 采场地压 |
在高压力区进行回采时,可利用形成免压拱的方法使待采矿块处于卸压区内,使 应力释放,并使来自原岩体的载荷转移到该区域之外。 |
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合理的回采顺序 |
在地质构造复杂地段应先回采高应力块段;自断层下盘后退式回采;回采空间的 长轴方向尽可能与矿体最大应力方向平行。 |
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充填 |
在回采期间利用充填处理空区来改善采场围岩及矿柱的受力状态;是一种常用的 地压控制方法。 |
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崩落 |
利用崩落围岩的方法消除采空区。 |
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冲击地压 |
合理布置采掘工 程与选择合理的 回采顺序 |
应尽可能避免巷道之间及巷道与构造断裂之间呈锐角交叉;回采工作面应是直线 布置,少出现急转角变化; 采掘空间的长轴,应尽可能与岩体中最大主应力方向呈平行布置;回采时应从构 造应力高的地段或构造断裂面、矿脉交叉处后退回采,以避免过高的应力集中; 回采跨度的扩大,即卸压拱跨度的扩大应逐渐扩展,避免突然成倍增长,以防造 成脉冲载荷诱发冲击地压。 |
使有冲击地压危 险的矿层卸压 |
在矿层上部或下部先行采动,可对有冲击地压危险的矿层起卸压保护作用。 |
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使矿岩中积累的 弹性变形能有控 制地释放 |
采取松动爆破、振动性爆破,采用较小矿柱,使其小到逐渐压碎但又不至于引起 强烈冲击。 |
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向岩层中注水 使其软化 |
注水可使岩体强度、弹性模量降低,而增加塑性变形成分,从而可以预防冲击地压。 |
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选择合理的 采矿方法 |
宜选用崩落法,崩落围岩可起卸载作用。 |
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减小冲击地压危 害的其他措施 |
先用宽工作面掘进巷道,后用废石回填,形成防冲击隔离带;架设防冲击挡板、 隔栅等;采用可缩性支护。 |
考点4地下采空区危害防治技术
1、采空区处理方法
填充法 |
优点:减少采空区顶板移动幅度,防止上部围岩冒落产生的冲击,并可以利用尾矿砂充填,减小地 表尾矿库容积。 缺点:施工复杂,费用高,不利于深部地下压力的释放。 |
崩落 围岩法 |
与充填法相比,崩落围岩法成本较低,能够人为控制井下地压活动,适用于地表允许下陷或地表下 陷可以控制的条件。 |
金属非金属矿山
隔离法 |
(1)对于孤立分散的小采空区,围岩崩落会对井下主要巷道和其他矿床的开采造成影响的,采取措 施隔绝采空区与生产区段之间可能传递危害的一切通道,并在采空区附近开设一个能通向地表的“天 窗”。 (2)对连续或基本连续的大矿床,在其中间应设置隔离带,切断各主要采空区的连续,控制地压活 动范围。隔离带可是大的条带形矿柱,也可是大的夹石带、无矿带或人为高强度混凝土料石充填体。 |
考点5矿山水灾防治技术
1、地下矿山水灾防治
一般要求 |
(1)矿山建设项目设计之前,应委托相应资质单位对矿区进行工程地质、水文地质勘探。 (2)坚持“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”的原则,采取“防、堵、疏、排、截、避” 综合治理措施。 (3)水文地质条件中等及以上矿山应成立相应防治水机构,配置防治水专业技术人员,配备防治 水及抢险救灾设备,建立探放水队伍。 (4)应先采取物探、钻探、水文试验等手段查清水文地质条件之后,才开始采矿活动,否则严禁 进行采矿活动。 (5)发现有透(突)水征兆时,应立即停止受水害威胁区域的作业,撤出所有可能受水威胁区域 的人员,分析查找透水原因,采取有效安全措施,防止发生透水事故。 |
地表水防治 |
(1)矿山应查清矿区及其附近地表的水流系统、汇水面积、河流沟渠汇水情况、疏水能力,积水区 水利工程现状和规划情况,以及当地日最大降雨量、历年最高洪水位,并结合矿区特点建立和健全 防水、排水系统。 (2)每年雨季前,矿山应组织1次防水检查,并编制防水计划。防水工程应在雨季前竣工。 (3)矿井(竖井、斜井、平硐等)井口的标高应高于当地历史最高洪水位1m以上。工业场地的地 面标高应高于当地历史最高洪水位。 (4)井下疏干放水有可能导致地表塌陷时,应先将潜在塌陷区的居民迁走,公路和河流改道,再 进行疏放水。矿区不能进行大规模疏放水时,应采取帷幕注浆堵水等防治水措施。 (5)矿区及其附近的地表水或大气降水有可能危及井下安全时,应根据具体情况采取设防洪堤、 截水沟、封闭溶洞或报废的矿井和钻孔、留设防水矿柱等防范措施。 (6)矿石、废石和其他堆积物不应堵塞山洪通道,不应淤塞沟渠和河道。 |
矿区截 流帷幕 |
当矿区具有以下水文地质条件时,应采用矿区帷幕截流防治水方案。 (1)在采矿错动带以外有相对狭窄且集中的地下水进水通道。(2)有可靠的隔水边界(两端)。(3)有可 靠的隔水底板。(4)包围式帷幕有可靠隔水底板即可。 |
地下水防治 |
坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则,采取“防、堵、疏、排、截”综合治 理措施。查明水源,调查老空,探水前进,超前钻孔,隔绝水路,堵挡水源,放水疏干,消除隐患 的综合防水措施。 |
2、探放水安全技术措施
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探放水 安全措施 |
(1)探水的巷道中间不得有低洼积水段。 (2)探水巷必须在探水钻孔有效控制范围内掘进,探水孔的超前距、帮距及孔间距应符合设计要求。 每次探水后、掘进前,应在起点处设置标志,并建立挂牌制度。 (3)巷道支护应牢固,顶、帮背实,无高吊棚脚,斜巷有撑杆,使巷道有较强的抗水流冲击能力。 (4)探放水地点必须安设电话和报警装置。 (5)必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交代报警信号及避灾路线。 (6)探水巷道应加强出水征兆的观察, 一旦发现异常应立即停止工作,及时处理。情况紧急时必须 立即发出警报,撤出所有受水威胁地区的人员。 (7)钻孔接近老空区、预计可能有有害气体涌出时,必须有矿山救护队员在现场值班,检查空气成分。 有害气体超过有关条文规定时,必须立即停止打钻,切断电源,撤出人员,并报告主管部门,采取措施, 进行处理。 (8)放水工作应尽量避免在雨季进 行 。 (9)探放水人员必须按照批准的设计施工,未经审批单位允许,不得擅自改变设计。 |
探放水 应急处理 措施 |
(1)钻杆接口断开无法退出时,必须及时关闭探水钻机,退出钻杆,更换新钻头接口,继续钻进, 与断开的钻杆进行套钻,如未能套钻,必须重新进行开孔钻探。 (2)探水过程中,如开、关按钮控制器失灵,必须切断电源,更换控制按钮。 (3)钻探过程中无法钻进时,必须检查钻杆是否脱节,检查工作面回水颜色及钻探情况,退出钻杆 检查钻头。待查明原因后,方可继续进行探放水。 (4)探水过程中,水开始变大时,应立即汇报矿相关技术和管理部门,分析后方可进行重新探放或 停止探放。 (5)探水中电机烧坏时,及时更换电机,退出钻杆,将探水钻孔口封严实。 (6)推进杆折断时,及时退出钻杆、关闭电源,进行检查、更换。 (7)发现钻探松软或有异常响声时,必须立即停止钻进,汇报调度室或矿分管领导,待研究决定后, 重新进行钻探或停止钻探。 |
考点6矿山火灾防治技术
1、火灾的处置措施
外因 火灾 处置 措施 |
采取一切可能的方法直接扑灭,并同时报告消防、救护部门,以减少人员和财产的损失。 对于井下外因火灾,要依照矿井火灾处置方案,首先将人员撤离危险区,并组织人员,利用现场一切工具 和器材及时灭火。要有防止风流自然反向和有毒有害气体蔓延的 措 施 。 扑灭井下火灾的方法主要有直接灭火法、隔绝灭火法和联合灭火法。 |
|
内因 火灾 的处 置措 施 |
直接 灭火法 |
指用灭火器在火源附近直接进行灭火,是一种积极的 方 法 。 一般可以采用水或者其他化学灭火剂、泡沫剂、惰性气体等。 |
隔绝 灭火法 |
是在通往火区的所有巷道内建筑密闭墙,并用黄土、灰浆等材料堵塞巷道壁上的裂缝,填平地 面塌陷区的裂隙,以阻止空气进入火源,从而使火区因缺氧而熄灭。 只有在不可能用直接灭火法或在没有联合灭火法所需的设备时,才能用密闭墙隔绝火区作为单 独的灭火方法。 |
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联合 灭火法 |
当井下发生火灾不能用直接灭火法时, 一般均采用联合灭火法。此方法是先用密闭墙将火区密 闭后,再向火区注入泥浆或其他灭火材料。 |
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均压 法灭火 |
实质是设置调压装置或调整通风系统,以降低漏风通道两端的风压差,减少漏风量,使火区缺 氧而达到熄灭矿岩自燃的目的。 用调压装置调节风压的具体做法有:风窗调压、局部通风机调压、风窗-局部通风机联合调压等。 |
金属非金属矿山
考点7提升与运输危害防治技术
1、竖井提升
(1) 垂直深度超过50m 的竖井用作人员出入口时,应采用罐笼或电梯升降人员。
(2) 同一层罐笼不应同时升降人员和物料。升降爆破器材时,负责运输的爆破作业人员应通知中段(水 平)信号工和提升机司机,并跟罐监护。
(3)无隔离设施的混合井,在升降人员的时间内,箕斗提升系统应中止运行。
(4) 罐笼的最大载重量和最大载人数量,应在井口公布,不应超载运行。
(5)竖井提升应符合下列规定:
|
提升容器和平衡锤,应沿罐道运行; |
2 |
提升容器的罐道,应采用木罐道、型钢罐道或钢丝绳罐道 |
3 |
带平衡锤的单罐笼,平衡锤质量应符合设计要求,平衡锤和罐笼用钢丝绳规格应相同,并应做同样的检 查和试验。 |
(6) 不应用普通箕斗升降人员。遇特殊情况需要使用普通箕斗或急救罐升降人员时,应采取安全措施。 (7)人员站在空提升容器的顶盖上检修、检查井筒时,应有下列安全防护措施:
|
应在保护伞下作 业 ; |
2 |
应佩戴安全带,安全带应牢固地绑在提升钢丝绳上; |
3 |
检查井筒时,升降速度应不超过0.3m/s; |
4 |
容器上应设专用信号联系装置; |
5 |
井口及各中段马头门,应设专人警戒,不应下坠任何物品。 |
(8)竖井罐笼提升系统的各中段马头门,应根据需要使用摇台。除井口和井底允许设置托台外,特殊 情况下也允许在中段马头门设置自动托台。摇台、托台应与提升机闭锁。
(9)竖井提升系统应设过卷保护装置,过卷高度应符合下列规定:
提升速度大于6m/s时 |
不小于最高提升速度下运行1s的距离或者10m |
提升速度为3~6m/s时 |
不小于6m |
提升速度小于3m/s时 |
不小于4m |
凿井期间用吊桶提升时 |
不小于4m |
(10)竖井提升系统应符合下列规定:
|
过卷段应设置过卷缓冲装置或楔形罐道,使过卷容器能够平稳地在过卷段内停住; |
2 |
深度大于800m的竖井应设过卷缓冲装置,使过卷容器在缓冲装置内平稳停住,并不再反向下滑或反弹; |
3 |
楔形罐道的楔形部分的斜度为1%,包括较宽部分的直线段在内的长度应不小于过卷高度的2/3;摩擦 式提升系统的下行容器应比上行容器提前接触楔形罐道,提前距离不小于1m。 |
(11)多绳摩擦提升时,井底楔形罐道的安装位置,应使下行容器比上提容器提前接触楔形罐道,提
前距离应不小于1m。
(12)单绳缠绕式提升时,井底应设简易缓冲式防过卷装置,有条件的可设楔形罐道。
(13)竖井提升系统应按照下列要求进行检查,发现问题立即处理,并将检查和处理结果记录存档:
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1 |
提升系统的钢丝绳、悬挂装置、提升容器、防坠器等,每天由专人检查1次,每月由矿机电部门组织检查1次; |
2 |
提升机的卷筒或摩擦轮、制动装置、调绳装置、传动装置、电动机和控制设备以及各种保护装置和闭锁 装置等,每天由专人检查1次,每月由矿机电部门组织检查1次; |
3 |
提升容器的防坠器、连接装置、保险链、罐门、导向槽、罐体、罐内阻车器等,每天由专人检查1次, 每月由矿机电部门组织检查1次; |
4 |
天轮、导向轮、过卷缓冲装置、罐道、尾绳隔离装置、安全门、摇台、阻车器、装卸矿设施等,每月由 专人检查1次; |
5 |
新安装或大修后的单绳罐笼防坠器应进行脱钩试验,合格后方可使用;在用防坠器每半年进行1次不脱 钩试验;每年进行1次脱钩试验;防坠器的抓捕器断面减少20%或者导向套衬瓦一侧磨损超过3mm时应 更换。 |
(14)井口和井下各中段马头门车场,均应设信号装置。各中段发出的信号应有区别。乘罐人员应在 距井筒5m 以外候罐,应严格遵守乘罐制度,听从信号工指挥。提升机司机应明了信号用途,方可开车。
(15)罐笼提升系统,应设有能从各中段发给井口总信号工转达提升机司机的信号装置。井口信号与 提升机的启动,应有闭锁关系,并应在井口与提升机司机之间设辅助信号装置及电话主话筒。
(16)箕斗提升系统,应设有能从各装矿点发给提升机司机的信号装置及电话或话筒。装矿点信号与
提升机的启动,应有闭锁关系。
(17)竖井提升信号系统,应设有下列信号: 工作执行信号;提升中段(或装矿点)指示信号;
提升种类信号;检修信号;事故信号;无联系电话时,应设联系询问信号。
(18)事故紧急停车和用箕斗提升矿石或废石,井下各中段可直接向提升机司机发出信号。
(19)用罐笼提升矿石或废石,应经井口总信号工同意,井下各中段方可直接向提升机司机发出信号。 (20)升降人员的井口及提升机室,均应悬挂下列布告牌: 每班上下井时间表;信号标志;每层罐笼
允许乘罐的人数;其他有关升降人员的注意事项。
(21)清理竖井井底水窝时,上部中段应设保护设施,以免物体坠落伤人。
2、斜井提升
(1)斜井人车应有坚固顶棚,并装有可靠的断绳保险器。列车每节车厢的断绳保险器应相互联结,并 能在断绳时起作用。断绳保险器应具有自动和手动功能。各节车厢之间除连接装置外还应附挂保险链并定 期进行检查; 不合格者立即更换。
(2)斜井提升应遵守下列规定:
1 |
严禁人员在提升轨道上行走; |
2 |
多水平提升时,各水平发出的信号应有区别; |
3 |
收发信号的地点应悬挂明显的信号编码牌。 |
(3)斜井升降人员时应遵守下列规定:
1 |
不应采用人货混合串车提升; |
2 |
每节车厢均能向提升机司机发出紧急停车信号; |
3 |
随车安全员应乘坐在能操纵断绳保险器的第一节车内; |
4 |
乘车人员应听从随车安全员指挥,按指定地点上、下车;人员应乘坐在人车车厢内;上车后应关好车门 挂好车链; |
5 |
斜井人车停运时,应停放在专用存车线路上,并采取安全措施防止人车坠落或者下滑。 |
金属非金属矿山
(4)斜井提升速度应符合下列规定:
串车提升 |
斜井长度不大于300m时 |
不大于3.5m/s |
斜井长度大于300m时 |
不大于5m/s |
|
箕斗提升 |
斜井长度不大于300m时 |
不大于5m/s |
斜井长度大于300m时 |
不大于7m/s |
(5)加速或者减速过程中不应出现松绳现象。提升人员的加速度或减速度不超过0.5m/s²; 提升物料
的加速度或减速度不超过0.75m/s²。
(6)倾角大于10°的斜井,应设置轨道防滑措施。
(7)斜井串车提升系统应设常闭式防跑车装置。
(8)斜井各水平车场应设阻车器或挡车栏;下部车场还应设躲避硐室。
(9)斜井串车提升时,连接钩、环和连接杆的安全系数不小于6。
3、提升系统防坠罐、防跑车事故措施
(1)确保操作人员具备相应资格。要建立健全提升运输设备设施安全管理制度,提升机司机、信号工
等特种作业人员必须经专门的安全技术培训并考核合格,持证上岗。
(2)确保提升设备符合安全要求。新建、改建或扩建地下矿山必须使用已取得矿用产品安全标志的提 升运输设备,用于提升人员的竖井应优先选多绳摩擦式提升机;严禁使用带式制动器的提升绞车作为主提
升设备。
(3)严格落实防坠罐跑车措施。罐笼、安全门、摇台(托台)、阻车器必须与提升机信号实现连锁, 提升信号必须与提升机控制实现闭锁;提升矿车的斜井要设置常闭式防跑车装置;斜井上部和中间车场要 设阻车器或挡车栏,斜井下部车场要设躲避硐室,倾角大于10°的斜井要设置轨道防滑装置,斜井人车要 装设可靠的断绳保险器,每节车厢的断绳保险器应相互连结,各节车厢之间除连接装置外还应附挂保险链。
(4)强化检测检验和维护保养。提升机、提升绞车、罐笼、防坠器、斜井人车、斜井跑车防护装置、 提升钢丝绳等主要提升装置,要由具有安全生产检测检验资质的机构定期进行检测检验;要严格按照《金 属非金属矿山安全规程》,加强提升运输系统维护保养,加强日常安全检查,发现隐患要立即停用,及时 整改,严防提升设备带病运转;要健全档案管理制度,将检查结果和处理情况记录存档;严禁超员、超载、 超速提升人员和物料。
4、井下运输安全防范措施
运输巷道 |
(1)运输巷道应有人行道,人行道应布置在巷道的一侧。行人运输斜井应设人行道: 有效宽度不小于1.0m;有效净高不小于1.9m;斜井坡度为10°~15°时,设人行踏步;15°~35°时, 设踏步及扶手;大于35°时,设梯子与扶手;有轨运输的斜井,车道与人行道之间宜设坚固的隔离设施 未设隔离设施的,提升时不应有人员通行。 (2)巷道内不应堆积杂物,水沟要畅通,没有积水,应有良好的照明。人员在巷道中行进时,必须 沿人行道行走,禁止在两轨道之间停留。禁止横跨列车。 (3)人员行走时,要小心谨慎,随时注意前后方向来车,发现有车辆通过,要及时避让,暂停行进。 要防止碰头、跌跤,特别是经过溜井小眼时,要防止失足坠落。 (4)在有架空线或电缆的巷道内,行人携带的较长的金属工具不应扛在肩上,以免触及电机车架线 和电缆。 |
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电机车 |
(1)电机车司机应遵守下列规定: 1)每班应检查电机车的闸、灯、警铃;任何一项不正常,均不应使用;一驾驶车辆运行时不应将头 或身体探出车外; 2)离开机车前应将机车制动并切断电动机电源。 (2)电机车运行应遵守下列规定: 1)列车制动距离不超过80m;10t以下机车牵引运输时,不超过40 m;运送人员时,不超过 20m; 2)列车正常行车时机车应在列车的前端牵引。 (3)架线式电机车的滑触线架设高度应符合下列规定: 1)主要运输巷道:线路电压低于500V时,不低于1.8m;线路电压高于500V时,不低于2.0m; 2)井下调车场、轨道与人行道交叉点:线路电压低于500V时,不低于2.0m;线路电压高于500V时, 不低于2.2m; 3)井底车场,不低于2.2m; 4)地表架线高度不低于2.4m。 (4)电机车滑触线架设应符合下列规定: 1)滑触线悬挂点的间距:在直线段内不超过5m,在曲线段内不超过3m; 2)滑触线线夹两侧的横拉线应用瓷瓶绝缘,线夹与瓷瓶的距离不超过0.2m,线夹与巷道顶板或支 架横梁间的距离不小于0.2m; 3)滑触线与管线外缘的距离不小于0.2m; 4)滑触线与金属管线交叉处应用绝缘物隔开。 (5)电机车滑触线应设分段开关,分段距离不超过500m。每一条支线也应设分段开关。上下班时间, 距井筒50m以内的滑触线应切断电源。架线式电机车工作中断时间超过一个班时,应切断非工作区 域内的电机车线路电源。维修电机车线路时应先切断电源,并将线路接地。 (6)同时运行数量多于2列车的主要运输水平应设有轨运输信号系统。 (7)无人驾驶电机车运输应遵守下列规定: 1)设置通信系统;2)设置报警系统;3)设置视频监视系统;4)设置装卸矿控制系统; 5)设置具备信集闭、自动控制和人工控制功能的电机车运行控制系统;6)设置地面或者井下集中 控制室;7)电机车运行时不应有人员进入作业区域。 |
专用人车 |
(1)人员上、下车的地点,应有良好的照明和声光信号装置; (2)人员上、下车时,其他车辆不应进入乘车区域; (3)不应超员; (4)列车行驶前应挂好安全门链; (5)列车行驶速度应不超过3m/s; (6)架线式电机车的滑触线应设分段开关,人员上、下车时应切断电源;不应用人车运送具有爆炸性、 易燃性、腐蚀性等危险特性的物品; (7)除了处理事故外,不应附挂材料车。 |
无轨运输 车辆 |
(1)内燃设备应使用低污染的柴油发动机,每台设备应有废气净化装置,净化后的废气中有害物质 的浓度应符合有关规定。 (2)运输设备应定期进行维护和保养。 (3)汽车运输时,汽车顶部至巷道顶板的距离应不小于0.6m。 (4)斜坡道长度每隔300~400m应设坡度不大于3%、长度不小于20m并能满足错车要求的缓坡段; 主要斜坡道应有良好的混凝土、沥青或级配均匀的碎石路面。 (5)不应熄火下滑。 (6)在斜坡上停车时,应采取可靠的挡车措施。 (7)每台设备应配备灭火装置。 |
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考 点 1 尾矿库基础知识
1、尾矿堆积坝:尾矿堆积坝的筑坝方式有上游式、中线式和下游式。
(1)上游式尾矿坝的堆积外坡比不陡于1:3。尾矿堆积坝有行车要求时,下游坡面沿标高每隔 10~15m 设一条马道,宽度不小于5m。
(2)上游式尾矿堆积坝沉积滩顶与设计洪水位的高差符合最小安全超高值的规定,滩顶至设计洪水位 水边线的距离符合最小干滩长度值的规定。
上游式尾矿堆积坝的最小安全超高与最小干滩长度 |
||
坝的级别 |
最小安全超高 |
最小干滩长度 |
1 |
1.5 |
150 |
2 |
1.0 |
100 |
3 |
0.7 |
70 |
4 |
0.5 |
50 |
5 |
0.4 |
40 |
注 :3级及3级以下的尾矿坝经渗流稳定论证安全时,表内最小干滩长度最多可减少30%。 |
(3)尾矿坝下游坡与两岸山坡结合处山坡上设置坝肩截水沟,并宜在初期坝设置踏步,踏步宽度不宜
小于1.0m。上游式尾矿坝的堆积下游坡面上,结合排渗设施每隔5~10m 高差设置排水沟。
(4)尾矿堆积坝下游坡面保护常采用的措施有:①采用碎石、废石或山坡土覆盖坡面;②坡面植草或
灌木类植物;③坡面修筑人字沟或网状排水沟;④沿坝轴线方向每隔500m 设踏步一道。
(5)中线式、下游式尾矿坝和滤水拦砂坝之间的洪水通过滤水拦砂坝渗出坝外,也可在滤水拦砂坝前 设置排洪设施,排洪标准按照 50年一遇洪水设防。尾矿坝坝顶宽度应满足分级设备和管道安装及交通的需 要 ,不宜小于20m。最终下游坝坡设置维护平台和排水设施,维护平台的宽度不小于3m。尾矿坝的下游坝 坡应经稳定计算确定,但下游坝坡比不能陡于1:3。
(6)地震设防烈度为7度及7度以下的地区宜采用上游式筑坝,地震设防烈度为8-9度的地区宜采用 下游式或中线式筑坝,采用上游式筑坝应采取可靠的抗震措施。9度地震区上游法尾矿堆积高度不高于30m。
2、尾矿库的等别
尾矿库各使用期的设计等别
等别 |
全库容V/(10⁴ ×m³) |
坝高H/m |
|
V≥50000 |
H ≥200 |
二 |
10000≤V<50000 |
100≤H<200 |
三 |
1000≤V<10000 |
60≤H<100 |
四 |
100≤V<1000 |
30≤H<60 |
五 |
V<100 |
H<30 |
中级注册安全工程师·考前10页纸
等别 |
全库容V/(10⁴ ×m³) |
坝高H/m |
当按尾矿库的全库容和坝高分别确定的尾矿库等别的等差为一等时,以高者为准;当等差大于一等时,按高者降 一等确定。 露天废弃采坑及凹地储存尾矿,且周边未建尾矿坝时,可不定等别;建尾矿坝时,根据坝高及其对应的库容确定 尾矿库的等别。 除一等库外,对于失事后将使下游重要城镇、工矿企业、铁路干线或高速公路等遭受严重灾害的尾矿库,经充分 论证后,其设计等别可提高一等。 |
考点2尾矿坝安全与稳定性分析
1、边坡抗震要求
(1)抗震计算要求
尾矿坝的抗震计算包括地震液化分析和地震稳定性分析 ,一级、二级、三级尾矿坝还应进行地震永久
变形分析。
四级和五级尾矿坝,地震液化分析可采用简化计算分析法,如剪应力对比法;
一级、二级、三级尾矿坝,地震液化分析采用时程分析法。
尾矿坝地震稳定分析采用拟静力法,按圆弧法进行验算;设计烈度为9度地区的各级尾矿坝和一级、
二级、三级尾矿坝,抗震稳定分析除采用拟静力法外,还采用时程法进行分析,综合判断坝体的地震安全性。 (2)抗震构造措施
地震区的尾矿坝应满足以下抗 震构造要求 |
①上游法筑坝的外坡坡度不大14 °。 ②尾矿坝的干滩长度不小于坝体高度,且不小于40m。 ③一级、二级、三级尾矿坝下游坡面浸润线埋深不小于6m,四级、五级尾矿 坝不小于4m。 |
为提高尾矿坝的地震稳定性, 可采取下列抗震构造措施 |
①控制尾矿坝的上升速度。 ②放缓下游坝坡的坡度。 ③在坝基、坝体内部和下游坝坡设置排渗设施。 ④在坝体下游坡面增设反压体。 ⑤采取加密法加固下游坝坡和沉积滩。 |
考点3尾矿库防洪安全技术
1、防洪标准
尾矿库各使用期的防洪标准根据使用期库的等别、库容、坝高、使用年限及对下游可能造成的危害程
度等因素,按表确定。
尾矿库各使用期等别 |
洪水重现期/a |
|
1000~ 5000或PMF |
二 |
500 ~ 1000 |
三 |
200~500 |
四 |
100~200 |
五 |
100 |
注 :PMF 为可能最大洪水
金属非金属矿山
(1)当确定的尾矿库等别的库容或坝高偏于该等下限,尾矿库使用年限较短或失事后对下游不会造成
严重危害者,防洪标准可取下限;
(2)当确定的尾矿库等别的库容或坝高偏于该等上限,尾矿库使用年限较长或失事后对下游会造成严
重危害者,防洪标准应取上限。
(3)高堆坝或下游有重要居民点时,防洪标准可提高一等。尾矿库失事后对下游环境造成极其严重危 害的尾矿库,提高防洪标准。
(4)采用露天废弃采坑及凹地储存尾矿的尾矿库,周边未建尾矿坝时,防洪标准应采用百年一遇的洪
水;建尾矿坝时,应根据坝高及其对应的库容确定库的等别及防洪标准。
考点4尾矿库安全管理
1、尾矿库隐患及重大险情处理
一般生产安 全事故隐患 |
1)尾矿库调洪库容不足,在设计洪水位时不能同时满足设计规定的安全超高和干滩长度的要求; 2)排洪设施出现不影响安全使用的裂缝、腐蚀或磨损; 3)经验算,坝体抗滑稳定最小安全系数满足表4-9规定值,但部分高程上堆积边坡过陡,可能 出现局部失稳; 4)坝体浸润线埋深小于1.1倍控制浸润线埋深; 5)坝面局部出现纵向或横向裂缝; 6)干式堆存尾矿的含水量偏大,实行干式堆存有一定困难,且没有设置可靠防范措施; 7)坝面未按设计设置排水沟,冲蚀严重,形成较多或较大的冲沟; 8)坝肩无截水沟,山坡雨水冲刷坝肩; 9)堆积坝外坡未按设计设置维护设施; 10)其他不影响尾矿库基本安全生产条件的非正常情况。 |
重大生产安 全事故隐患 |
1)库区和尾矿坝上存在未按批准的设计方案进行开采、挖掘、爆破等活动; 2)坝体出现大面积纵向裂缝,且出现较大范围渗透水高位出逸,出现大面积沼泽化; 3)坝外坡坡比陡于设计坡比; 4)坝体超过设计坝高,或者超设计库容贮存尾矿; 5)尾矿堆积坝上升速率大于设计堆积上升速率; 6)经验算,坝体抗滑稳定最小安全系数小于表4-9规定值的0.98倍; 7)坝体浸润线埋深小于控制浸润线埋深; 8)尾矿库调洪库容不足,在设计洪水位时,安全超高和干滩长度均不满足设计要求; 9)排洪设施部分堵塞或坍塌、排水并有所倾斜,排水能力有所降低,达不到设计要求; 10)干式堆存尾矿的含水量大,实行干式堆存比较困难,且没有设置可靠的防范措施; 11)多种矿石性质不同的尾砂混合排放时,未按设计要求进行排放; 12)冬季未按照设计要求采用冰下放矿作业; 13)设计以外的尾矿、废料或者废水进库; 14)其他危及尾矿库安全运行的情况。 |
重大险情 |
1)坝体出现严重的管涌、流土等现象的; 2)坝体出现严重裂缝、坍塌和滑动迹象的; 3)经验算,坝体抗滑稳定最小安全系数小于表4-9规定值的0.95倍; 4)尾矿库调洪库容严重不足,在设计洪水位时,安全超高和干滩长度均不满足设计要求,将可能 出现洪水漫顶; 5)排水井显著倾斜,有倒塌迹象的; 6)排洪系统严重堵塞或者坍塌,不能排水或排水能力急剧降低; 7)干式堆存尾矿的含水量过大,基本不能干式堆存,且没有设置可靠的防范措施; 8)其他危及尾矿库安全的重大险情。 |
2、尾矿库溃坝事故致因分析与防范措施
坝体失稳 |
因坝体失稳造成的尾矿库溃坝事故较多。造成坝体失稳的原因主要有坝坡太陡、浸润线过高、坝基 承载力不够等。 针对不同原因,应采取不同的防治措施: ①坝坡太陡的,坝体上部要进行削坡,下部要进行压坡 ②浸润线过高的,要采取排渗措施,加强排渗,同时降低并控制库水位; ③坝基承载力不够的,要进行坝基处理,措施包括坝体下游设置压重、打碎石桩、堆载预压等 。 |
渗透破坏 |
如果尾矿坝的排渗效果不好、浸润线过高,下游坡面会产生逸出,出现沼泽化,导致流土。在不同 材料结合部位,如坝肩、反滤层等部位,常会有大量渗水流出,引起管涌。流土和管涌都可能导致 溃坝。 防止渗透破坏导致溃坝的主要措施:增加排渗措施,做好反滤层,处理好不同材料结合部位等 。 |
地震液化 |
地震作用导致尾矿库溃坝的主要原因是地震液化。 影响地震液化的主要因素有尾矿粒度、密实度、饱和度等。 防治地震液化的主要措施包括降低坝体浸润线、降低库水位等 。 |
洪水漫顶 |
造成洪水漫顶溃坝的原因主要是尾矿库防排洪能力不足和超标准的洪水。 尾矿库防排洪能力不足主要表现在调洪库容不够、排洪设施排洪能力太小,或因损坏、淤堵等原因 造成排洪设施的排洪能力下降甚至丧失。 防止洪水漫顶溃坝的主要措施包括:增大排洪设施的排洪能力、汛期降低库水位增加调洪库容等 。 雨季关注天气预报,做好降水量监测和库水位预测,提前采取控制库水位的措施。 |
第五章排土场(废石场)安全技术
考点1排土场基础知识
1、防护距离
排土场最终坡底线与保护对象间的最小安全防护距离表 |
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序号 |
保护对象名称 |
排土场等级 |
|||
|
二 |
三 |
四 |
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1 |
国家铁(公)路干线、航道、高压输电线路铁塔等重要 设施 |
1.5H |
1.5H |
1.25H |
1.0H |
2 |
矿山铁(道)路干线(不包括露天采矿场内部生产线路) |
1.0H |
1.0H |
0.75H |
0.75H |
3 |
村镇、居住区、工业场地等 |
2.0H |
2.0H |
2.0H |
2.0H |
4 |
露天采矿场开采终了境界线 |
地面坡度逆坡时,最小安全距离应为30m; 地面坡度顺坡时,最小安全距离应为1.0H |
2、排土场构成的要素主要包括堆置总高度、台阶高度、平台宽度、排土场边坡角度、容积、占地面积等。
考点2排土场灾害防治技术
1、排土场安全度分类
分类 |
标准 |
措施 |
危险 |
①在坡度大于25 °的基底上顺坡排土、在软弱层厚度大于10cm的基底上排土时, 未采取安全措施,不能确保排土安全的。 ②排土场出现大面积非均匀沉降、开裂,坡面鼓出或基底鼓起等滑动迹象的。 ③排土场排土平台为顺坡的。 ④汽车排土场未建安全车挡,铁路排土场铁路线顺坡和曲率半径大于规程最小值, 排土机排土安全平台宽度、挖掘机排土挖掘机至站立台阶坡顶线的距离达不到设 计规范的要求的。 ⑤山坡汇水面积大而未修排水沟或排水沟被严重堵塞的。 ⑥经验算,余推力法安全系数小于1.0的 。 |
①处理不良基底。 ②处理滑坡,将各排 土参数修复到设计范 围内。 ③疏通、加固或修复 排水沟。 |
病级 |
①排土场基底条件不好,但平时对排土场的安全影响不大的。 ②由于排土场段高高而在台阶上出现较大沉降的。 ③排土场排土平台未反坡的。 ④经验算,余推力法安全系数大于1.00小于设计规范规定值的 。 ⑤汽车排土场安全路堤达不到设计规范的要求的。 |
①采取措施控制排土 沉降。 ②将各排土参数修复 到设计范围内。 |
正常 |
①排土场基底较好或不良基底经过有效处理的。 ②排土场各项参数符合设计要求,余推力法安全系数大于1.15,生产正常的。 ③排水沟及泥石流拦挡设施符合设计要求。 |
|
2、排土场滑坡防控措施
措施名称 |
内容 |
科学组织排土场前期设 计与建设的论证工作 |
在矿山排土场的选址过程中,要充分重视,并科学的规划与设计,对排土场工程地质 情况进行详细的勘测,对排土场前期建设进行充分的论证。 |
完善排土规划体系,调 整排土工艺 |
具体措施包括如下几个方面: ①清理地表植被层、松软基底或将原始地形坡度较大的地段改造成为阶梯地带降低初 始坡度 ; ②在底部排弃大块岩石; ③合理安排排土顺序和设置排土高度; ④采用类比法或其他方法计算,确定合理的排土阶段高度。 |
完善排土场排水设施 |
在排土场的上游区域或周边区域设置截排洪沟; 排土场滑坡、泥石流及生态环境破坏这三种灾害都与排土场的排水不力有 关 。 建设并完善排土场排水设施是预防和治理这三种灾害的重要措施。 |
修建防护挡墙 |
采用压坡脚或重力式挡土墙等措施;在可能发生滑动的地方采用岩石砌筑的方法修建 防护挡墙。 |
第六章矿山自然与地质灾害防治技术
考点3矿山自然与地质灾害类型及防治技术
1、 矿山企业的等级和防洪标准
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等级 |
矿山企业规模 |
防洪标准[重现期(年) |
|
特大型 |
200~100 |
Ⅱ |
大型 |
100~50 |
Ⅲ |
中型 |
50~20 |
IV |
小型 |
20~10 |
1)滨海的中型及以上的工矿企业,当按表的防洪标准确定的设计高潮位低于当地历史最高潮位时,应 采用当地历史最高潮位进行校核。
2)当工矿企业遭受洪水淹没后,损失巨大,影响严重,恢复生产所需时间较长的,其防洪标准可取表 规定的上限或提高一等。
3)工矿企业遭受洪灾后,其损失和影响较小,很快可恢复生产的,其防洪标准可按表规定的下限确定。
4)地下采矿业的坑口、井口等重要部位,井口标高应高于当地历史最高洪水位1m 以上。
5)工业场地的地面标高,应当高于当地历史最高洪水位。特殊情况下达不到要求的,应以历史最高洪
水位为防水标准修筑防洪堤,井口应筑人工岛,使井口高于最高洪水位1m 以上。
6)对于中小型工矿企业,其规模应提高两等后,按表的规定确定其防洪标准。
7)对于特大、大型工矿企业,除采用表中I 等的最高防洪标准外,尚应采取专门的防护措施。
8)对于核工业与核安全有关的厂区车间及专门设施应采用高于200年一遇的防洪标准。对于核污染危
害严重的,应采用可能最大洪水校核。
2、区内崩塌按成因类型可分为切蚀型、降雨型、构造剥蚀卸荷型及人工采掘型4种类型。
切蚀型 |
由人工开挖切坡引发 |
降雨诱发型 |
主要在原生的地形、地质条件下由降雨所诱发 |
构造剥蚀卸荷型 |
由自然的剥蚀作用、岩体卸荷而产生 |
人工采掘型 |
在陡崖下人工采石或开矿引发的崩塌 |
3、放射性危害的种类
铀的放射性危害主要有3种类型:
第一种 |
直接辐射 |
第二种 |
放射性危害来自吸入后沉积在肺部中的矿石粉尘。 |
第三种 |
放射性危害是氡气及其子体产物的吸入。 |
4、矿山机械防雷电技术
(1)矿山施工作业机械的电气控制系统,特别是微电子控制装置受雷电直击或雷电感应过电压损害的 概率很大。矿区,在雷雨季节是雷电袭击的高发区,每当大雨来临时,雷电往往会对施工机械进行正面的袭击。 有时即使天空中没有雨云又不下雨的情况下,感应雷也会时有发生,其产生的浪涌电压入侵并损坏矿山机 械的微电控制装置,为此,防雷工作势在必行。
金属非金属矿山
安装避雷针装置 |
1)矿区避雷针的高度高于矿山机械的最高点,达到有效的保护半径,防止雷电对任一 台作业机械直击。 2)对机械操作控制室进行屏蔽,将操作室内微电子控制系统的工作接地、保护接地与 金属结构的控制室外壳用导体连接在一起,再通过接地引线引入地下接地网,使它们保 持相等的地电位,预防静电及雷电。 |
对矿山机械控制装置装 设过电压保护器 |
为了保护控制灵敏度极高的机械微电子控制装置免遭雷浪涌电压入侵损坏,根据每台机 械控制装置的不同构造特点,对其装设过电压保护器。 |