1、四川省安全生产监察执法总队 安全生产监察执法专题业务培训班讲义1第一讲 非煤矿山安全监察执法要点讲课人：陈耀光第一章 地下开采导论第一节 矿石与废石和金属矿石的类一、矿石与废石(Ore and waste)矿石：地壳里面的矿物集合体，在现代技术经济水平条件下，能工业规模从中提取国民经济所需的金属或矿物产品。矿石的聚集体叫矿体。矿床是矿体的总称，对某一矿区而言，矿床由一个或几个矿体。废石：在矿体周围的岩石（围岩）以及夹在矿体中的岩石（夹石），不含有效成分或含量过少，当前不宜作矿石开采。二、金属矿石的种类(Kinds of metallic ore)金属矿石；作为提取金属成分的矿石。根据金属种类可
2、分；贵重金属矿石 precious metallic ore（金，银等），有色金属矿石 Non-ferrous ore（铜，铅，锌等），黑色金属矿石 ferrous ore（铁，锰，铬），稀有金属 sparse ore（钽，铌等）,放射性矿石 radioactive ore （铀，钍等）。根据矿石所含金属成分数目可分：单一金属矿石 single metal多金属矿石 Multi-metals四川省安全生产监察执法总队 安全生产监察执法专题业务培训班讲义2根据矿石的化学成分可分：自然金属矿石 natural metal ore，它以单一元素存在于矿床中（如自然金，银）。氧化矿石 oxidativ
3、e ore，它的矿物的化学成分为氧化物， （赤铁矿Fe2O3 等）。硫化矿石 sulfurous ore，它的矿物化学成分为硫化物， （黄铜矿CuFeS2）。混合矿石 mixed ore，由前三种中的两种或三种组成。品位 Grade:矿石中有用成分的含量。常用百分率表示，或克/吨。品位高的叫富矿，品位低的叫贫矿。第二节矿石和围岩的物理力学性质矿石和围岩的物理力学性质对矿床开采影响较大的有；坚固性 strength，稳定性 stability，结块性 adhesion，氧化性 oxidizing,自燃性 natural flame，含水性 water content,碎胀性 swell。一、坚固
4、性坚固性；矿岩的坚固性是一种抵抗外力（综合的外力）的性能，如锹，镐，机械破碎，炸药爆炸等的外力。坚固性的大小用坚固性系数 f 表示。它反映矿岩的极限抗压强度，凿岩速度，炸药消耗量等的平均值。f = R/100 (1-1)式中，R 矿岩的极限抗压强度 KPa。二、矿岩稳定性稳定性: 矿石和围岩在空间允许暴露面积的大小和暴露时间长短四川省安全生产监察执法总队 安全生产监察执法专题业务培训班讲义3的性能。稳定性可分为五种：极不稳固：是指掘进巷道或开辟采场时，不允许有暴露面积，否则可能产生片帮或冒落现象。不稳固：是指掘进巷道或开辟采场时，允许有较小的不支护暴露面积，一般允许的暴露面积在 50 m2 以
5、内。中等稳固：指不支护暴露面积为 50 -200 m2稳固：指不支护暴露面积为 200 -800 m2。极稳固：指不支护暴露面积在 800 m2 以上。三、结块性结块性: 采下的矿石，在遇水和受压并经过一段时间后，又结为整块的性质。矿石结块的因素有:(1)矿石中含有粘土质物质，受潮及受压后粘结在一起；(2)高硫矿石遇水后，由矿石表面氧化，形成硫酸盐簿膜，受压后连结在一起。四、氧化性和自燃性矿石的氧化性是指硫化矿石在水和空气的作用下，变化为氧化矿石的性质。高硫矿石（含硫在 18-20%以上）具有自燃性。它对采矿不利。五、含水性矿石和岩石吸收和保持水分的性能。它随矿岩的孔隙度和节理裂隙而变化。对采
6、矿有不利影响。六、碎胀性矿岩在破碎后，碎块之间有较大的空隙,，其体积比原矿岩的体积要增大，这种性质叫碎胀性。碎胀系数：破碎后的体积与原岩石的体积之比。 （1.2-1.5）四川省安全生产监察执法总队 安全生产监察执法专题业务培训班讲义4第三节 金属矿床的分类金属矿床的矿体形状、厚度及倾角对采矿方法的选择有直接的影响。因此，根据此三个因素进行分类。(一) 按矿体形状分，(二) 按矿体倾角分类，(三) 按矿体厚度分类第四节 金属矿床的特性金属矿床的地质条件较复杂，其主要特点表现为：(一) 矿床赋存条件不稳定(二) 矿石品位变化大(三) 地质结构复杂(四) 矿石和围岩的坚固性大(五) 矿床的含水性第二
7、章 露天矿山开采工艺与安全技术第一节 露天开采概况与常用术语一、开采概况露天开采是用一定的采掘运输设备在敞露的空间从事矿石开采作 业。露天开采的特点是：采出矿石需将矿体周围的岩石及覆盖岩层剥四川省安全生产监察执法总队 安全生产监察执法专题业务培训班讲义5掉，通过露天运输通道或地下井巷把矿石或岩石运至地表。这种开采方法广泛用于开采金属矿、冶金辅助原料、建筑材料、化工原料及煤等矿床。基于露天开采是在敞露的空间从事矿床开采作业，与地下开采比较，它有如下特点：（1）相对讲，开采空间受限较小，有利于采用大型机械化设备。机械化、自动化水平较高，可提高矿山开采强度和矿石产量。（2）劳动生产率高。（3）开采成
8、本低，使大规模开采低品位矿石成为可能 （4）矿石损失贫化小，有利于地下矿产资源的回收。（5）基建时间短，年产吨矿石的基建投资比地下开采低。（6）对于高温易燃矿体的开采，露天开采也较地下开采较为安 全。（7）劳动条件较好，工作也较安全。（8）露天开采过程中可产生较大粉尘，自卸汽车运行中可排放废 气，爆破后的岩石因含有害成分对与之接触的大气、水和 土壤有一定程度的污染。（9）把大量剥离岩、土排弃到排土场，排土场占地面较大占用山地和农田且局部恶化生态环境。（10）遇冰雪、暴雨等天气，对露天开采有一定影响。二、常用基本术语根据矿床埋藏的地形条件及开采空间的不同，露天矿可分为山坡露天矿和深凹（凹陷）露天
9、矿。露天开采境界封闭圈以上的为山坡露天矿，封闭圈以下的为深凹露天矿。封闭圈：指露天开采境界与地表相交的封闭的上部界限。台阶：露天开采时，通常需要把矿岩划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系，在开采过程中各工作水四川省安全生产监察执法总队 安全生产监察执法专题业务培训班讲义6平在空间上构成了阶梯状，每个阶梯就是一个台阶或称为阶段。台阶是进行独立采剥作业的单元体。露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和称为露天矿场。开采时，将工作台阶划分成若干条带逐条带顺次开采，每一条带叫采掘带。由结束开采工作的台阶平台、坡面和出入沟底组成的露天矿场的四周表面称为非工作帮或最终边坡（图
10、 13 中的 AC、BF）。位于矿体下盘一侧的边帮叫底帮，位于矿体上盘的一侧的边帮叫顶帮，位于矿体走向两端的边帮叫端帮。正在进行开采和将要进行开采的台阶所组成的边帮叫工作帮通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线与最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面叫非工作帮坡面或最终帮坡面。最终帮坡面与水平面的夹角叫最终帮（边）坡角。 通 过 工 作 帮 最 上 一 个 台 阶 的 坡 底 线 与 最 下 一 个 台 阶 的 坡 底 线 所 作 的假 想 斜 面 叫 工 作 帮 坡 面 。工 作 帮 坡 面 与 水 平 面 之 间 的 夹 角 叫 工 作 帮 坡 角 。最终帮坡面与地表的交线为露天矿的最终境界线。最终
11、帮坡面与露天矿场底平面的交线为底部周界。上部最终境界线与下部最终境界线所在水平的垂直距离为露天矿场的最终深度。非工作帮上的平台，按用途分为安全平台、运输平台和清扫平台。第二节 露天开采境界确定1、平均剥采比是指露天开采境界内总的岩石量与总矿石量之比。2、分层剥采比是指境界内某一水平分层的岩石量与矿石量之比。3、生 产 剥 采 比 是 指 露 天 矿 某 一 生 产 时 期 内 所 剥 岩 石 量 与 所 采 矿 石 量 之 比 。四川省安全生产监察执法总队 安全生产监察执法专题业务培训班讲义74、境界剥采比是指露天开采境界增加单位深度后引起岩石增量与矿石增量之比。第三节 穿孔爆破一、穿孔工作（
12、一）凿岩机凿岩机主要是应用在坚硬的岩石中钻凿炮孔。它的钻孔作用为冲击转动式的。按照动力划分，又有风动、电动、内燃和液压等类型凿岩机。露天矿山主要用风动凿岩机，其类型一般分以下几种：手持式凿岩机：其重量较轻，通常小于 20 千克，功率较小，如Y3。这种凿岩机适用于钻凿浅炮孔。操作时，劳动强度大，在矿山中已很少使用。（二）凿岩台车凿岩台车是随着采矿工业的发展而出现的一种新型凿岩作业设备。它是将一台或几台凿岩机连同自动推进器一起安装在特制的钻臂或台架上，并且有行走机构，使凿岩机作业实现机械化。按照凿岩台车的用途可分为平巷掘进台车，采矿台车，露天开采台车；按照台车行走机构可分为轨轮，轮胎和履带式；按照
13、其架设凿岩机台数可分为单机，双机和多机台车等。（三）钢绳冲击钻机目前，由于生产能力较低，所以我国钢绳冲击钻机用量较少。这种钻机几乎不再生产，现有的钻机用在不同性质和不同坚固性的岩石中和在局部勘探中使用，穿孔直径 150350 毫米，孔深 50 米左右。（四）潜孔钻机潜孔钻机同钢绳冲击钻机相比，钻孔产率高，机械化程度高，减少了辅助作业时间，提高了钻机的作业率，减轻了工人的体力劳动，工作四川省安全生产监察执法总队 安全生产监察执法专题业务培训班讲义8安全可靠，由于潜孔钻机机动灵活，设备重量轻，投资费用低，特别是可以通过钻凿各种斜孔来控制矿石品位，能消除根底、减少大块，提高爆破质量。因此，潜孔钻机目
14、前在国内外中小型矿山广泛使用。（五）牙轮钻机牙轮钻机是在旋转钻机的基础上发展起来的一种近代新型钻孔设备。二、爆破工作爆破工作的目的是破碎坚硬的实体矿岩，为采装工作提供块度适宜的挖掘物。在露天开采的总费用中，爆破费约占 15%-20%。此外，爆破质量的好坏，对采装、运输、粗碎等工序也有较大影响。露天矿山爆破的爆破形式有浅孔爆破、深孔爆破、硐室爆破、药壶爆破及药包外覆爆破（多用于矿岩的大块二次破碎）。（一）浅孔爆破浅孔爆破采用的炮孔直径较小，一般为 30-75 毫米左右，炮孔深度一般在 5 米以下，有时可达 8 米左右，如用凿岩台车钻孔，孔深还可增加。浅孔爆破主要用于生产规模不大的露天矿或采石场、
15、硐石、隧道掘凿、二次爆碎、新建露天矿山包处理、山坡露天单壁沟运输通路的形成及其它一些特殊爆破。（二）深孔爆破深孔爆破就是用钻孔设备钻凿较深的钻孔，作为矿用炸药的装药空间的爆破方法。露天矿的深孔爆破主要以台阶的生产爆破为主。深孔爆破的钻孔设备主要应用潜孔钻和牙轮钻。其钻孔可钻垂直深孔，也可钻倾斜炮孔。倾斜炮孔的装药较均匀，矿岩的爆破质量较好，为采装工作创造好的条件。为减少地震效应和提高爆破质量，在一定条件下可采取大区微差四川省安全生产监察执法总队 安全生产监察执法专题业务培训班讲义9爆破，炮孔中间隔装药或底部空气间隔装药等措施，以便降低爆破成本，取得较好的经济效益。（三）硐室爆破硐室爆破是将比较
16、多或大量炸药，装在爆破硐室巷道内进行爆破的方法。因其爆破量大，也叫硐室大爆破。露天矿仅在基本建设时期和在特定条件下使用。采石场在有条件且在采矿需求量很大时采用。硐室爆破可分松动爆破和抛掷爆破两大类。松动爆破分弱松动和强松动爆破，抛掷爆破又分抛扬、抛坍和定向抛掷爆破。第四节 采装工作采装工作是露天开采生产过程中心环节。通俗的讲，采装的实际生产能力，基本就是矿山的生产能力。采装工作，通常是用装载设备将矿岩从爆堆中或实体中挖取，装入运输容器中。露天矿用挖掘设备主要有：挖掘机、索斗铲、液压铲和轮胎式前装机。挖掘机和前装机作业时应遵守下列安全规定（1）工作时不准铲装超过斗容的大块矿岩，不准用铲斗冲破大块
17、矿岩，不准用铲斗去挑挖工作面上的浮石和伞檐；（2）禁止铲斗从车辆驾驶室上方越过，卸载时要保持铲斗平稳；如发现台阶坡面上有片帮或浮石塌落危险时，必须迅速驶出危险区，经采取措施排险后，方准继续作业；（3）挖掘机电缆不得受到碾压、撞击、浸泡和小于 90弯曲；不准用铲斗牙挑拨电缆，四川省安全生产监察执法总队 安全生产监察执法专题业务培训班讲义10第五节 运输工作及安全要求露天开采矿山，矿山运输的基建投资总额约占总基建费用的 60%左右，运输成本占矿山总成本的 50%以上，可见运输工作的重要。尤其运输工作成为制约矿山生产的薄弱环节的露天矿，在合理地选择运输类型，正确组织、加强运输管理工作，是保证露天矿正
18、常生产和取得良好经济效益的必要条件。主要运输方式有以下几种：(1) 自卸汽车运输；(2) 铁路运输；(3) 胶带运输机运输；(4) 斜坡提升运输；(5) 联合运输。露天矿运输工作的安全要求：1、汽车运输（1）驾驶员必须严格执行交通部颁布的交通规则和技术操作规程，严禁无证驾驶。（2）通向装卸地点道路的坡度大于 10%时，禁止汽车倒车行驶。（3）卸矿汽车必须在车斗完全放稳后方可行驶。（4）挖掘机装矿 （岩）时，驾驶员身体不得露在驾驶室外。（5）汽车在采场内的行驶速度不得超过 20 公里/小时，在运输干线上应不超过中速行驶。（6）翻斗车车厢内严禁乘人。（7）雨雪天气道路泥泞，路面较滑时，应有防滑措施并减速行驶，前后车距离应大于 40 米。行驶时禁止急转方向盘、急刹车、超车和拖
