矿山生产基本知识.ppt

1、主讲：欧 超,非煤矿山生产基本知识,目,录,1,2,3,4,5,平江县矿产资源简介,矿山生产八大系统,非煤矿山常用采矿方法,矿山井下安全避险“六大系统”,非煤矿山安全事故分类及特点,1、平江县矿产资源简介,平江县的矿产资源目前已探明发现的有50多个，现已开发20种，其中沉积矿有石煤、石灰石、石膏、砂金、独居石砂矿等5种，内生金属矿产有脉金、锡、铜、铅、锌、铌、钽、铍等8种，内生非金属矿产有长石、石英、云母、莹石、重晶石等5种。,2、矿山生产八大系统,工业上将矿山正常生产所需布置的一系列工程统称为“ ”，即：开拓系统、运输系统、供电系统、排水系统、充填系统、供风系统、供水系统、通风系统。,矿山生

2、产八大系统,2.1、矿山生产八大系统开拓系统,开采地下矿床时，从地表向地下开掘一系列通达矿体的巷道，形成提升、运输、通风、排水和动力供应等系统，为全矿井、全阶段或若干采区服务的矿山井巷，称开拓巷道。如斜井、盲斜井、平硐、井底车场、阶段运输巷道和主溜井等。,2.1、矿山生产八大系统开拓系统,斜井开拓法主要用于开拓倾斜和缓倾斜矿床。斜井的倾斜角度受运输方式的限制，用矿车提升时，倾角不宜超过2530；用萁斗提升时，可在2530以上。斜井沿矿体布置时，维护困难，需留护井矿柱；矿体有起伏或破坏时，难以保证斜井井筒取直。因此，斜井开拓的主副井，一般布置在底板岩石中。斜井开拓用于矿体埋藏不深、表土层不厚、水

3、文地质条件简单、无流沙层的矿床。,常见的开拓方式有平硐-盲斜井和明斜井-平硐联合开拓方式。,2.1、矿山生产八大系统开拓系统,明斜井,平硐,盲斜井,2.2、矿山生产八大系统运输系统,将地下采出的有用矿物和废石等由采掘工作面运往地面转载站、选矿厂或将人员、材料、设备及其他物料运入、运出的各种运输作业。矿山运输的特点是运量大、品种多、巷道狭窄、运距长短不一、线路复杂、可见距离短，因而作业复杂、维护检修困难、安全要求高。 矿石地下运输是指回采工作面到出矿天井或采区矿仓之间的运输，矿石在阶段运输巷道装车并组成列车，由电机车牵引送到斜井落底车场，再用卷扬机、钢丝绳和提升容器（如箕斗、罐笼、串车等）、沿斜

4、井将矿石运到井口（地表）的过程。,2.2、矿山生产八大系统运输系统,电机车司机的安全操作是电机车安全运行的关键，司机经过培训考试合格的人员担任。开车前，必须发出开车信号。开车时，要集中精力，谨慎操作。司机离开座位时，必须切断电动机电源，将控制手把取下，保管好，扳紧车闸，但不要关闭车灯。司机在行车时，必须随时注意线路前方有无障碍物、行人或其他危险情况。列车接近风门、巷道口、弯道、道岔或噪声大等区域以及前方有车辆或视线有障碍时，必须减低速度和发出报警信号。 电机车架空线的悬吊、架设应符合有关质量标准。架空线的悬挂高度（自轨面算起）在运输巷道内，不低于1.8m；在调车场及电机车道与人行道交叉点，不低

5、于2m；为了便于架空线路维修和及时切断电源，须设分段开关。,2.2、矿山生产八大系统运输系统,电机车牵引串车,卷扬机操作台,卷扬房,架空乘人装置,2.3、矿山生产八大系统供电系统,地面供电系统 包括地面变电所和高、低压配电网。地面变电所有两回路电源进线，任一回路因故障停止供电时，另一回路应仍能担负矿井的全部负荷，以保证可靠供电。变电所内一般设主变压器两台,一台停止运行时，另一台必须保证安全生产的用电负荷。 井下供电系统包括井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点或移动变电站和高低压电缆网。井下中央变电所 由两回路或更多高压电缆供电，并引自地面变电所的不同母线段。任一回路停止供电时，其余回路能担

6、负全部负荷。中央变电所一般设在井底车场附近靠水泵房的硐室内,经高压配电箱,用橡套电缆向井下水泵房、变流站、采区变电所供电,并经降压变压器供应车场附近的低压动力及照明。,供电系统是由供电线路和变电、配电设备组成的系统。,2.3、矿山生产八大系统供电系统,井下变电站（小型）,供电线路,2.4、矿山生产八大系统排水系统,矿山通常利用水泵将开发矿藏时，由大气降水、地表水、地下水和生产用水等涌入矿井的水排至地表。矿井涌水量呈季节性周期变化，雨季（或溶雪期）达高峰，最大涌水量可为正常涌水量的1.53倍或更多。排水方法有自流排水和机械排水两种。 排水系统分直接排水、分段（接力）排水和集中排水。当矿井多水平生

7、产时，如上部水平涌水量大于下部，宜将下部涌水先排至上部水平，再由上部水平排至地面，称分段排水；如下部水平的涌水量大，则宜分别直接排至地面，以免各水平都安设大流量水泵，称直接排水；如上部水平涌水量很小时，将上水平的水自流放到下水平，上部水平可不设水泵，称集中排水。,排水系统是指排除矿山涌水的方法和设施。,2.4、矿山生产八大系统排水系统,水仓容量应不小于矿井48小时的正常涌水量，以防因电网或水泵的短时故障淹没井巷，也利于平衡矿井用电负荷。水仓入口应设篦子，水中含有大量杂质时，还应设沉淀池，防止淤泥和杂物吸入水泵。 矿井必须装备工作、备用和检修三套水泵。工作水泵的能力，应能在20小时内排出矿井一昼

8、夜的正常涌水量。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，工作水泵和备用水泵的总能力应能在20小时内排出矿井一昼夜的最大涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。必须装备两路水管，其通过能力分别与工作水泵和备用水泵相适应，使两水泵能同时开动，以保证雨季排水。,2.4、矿山生产八大系统排水系统,水泵房,排水管道,2.5、矿山生产八大系统充填系统,充填方法与充填料输送方法不同，充填系统的组成单元和功能不同。就应用最普遍的水力输送而言，一般包括充填料制备、充填料仓储、料浆制备与计量控制、管路输送等4个模块。,充填系统是将充填料从制备、仓储、制浆到输送至充填区的各个环节或单元的总成。,2.

9、6、矿山生产八大系统供风系统,供风系统常采用地面站全矿集中供风，在地面设置集中压缩空气站让其可以经过管道网络对整个矿山的各个作业点提供高压风。,供风系统是井下设备用风的系统，比如凿岩机、风镐等设备，需要供风提供动力，是设备的动力系统之一。,2.6、矿山生产八大系统供风系统,地面空压机房 压力容器 井下凿岩作业,2.7、矿山生产八大系统供水系统,地下供水系统管网应通达各开拓、采准、回采的中段与作业面，水压、水量能满足湿式凿岩、对爆堆洒水及冲刷巷道粉尘的需要。,供水系统是指井内渗水经沉淀后由地面水池经水管送入井内各采掘工作巷和需水点所组成的系统。,2.8、矿山生产八大系统通风系统,通风系统分类：按

10、进回风巷在井田位置不同，可分为中央式 、对角式 、分区式和混合式。 中央式：进、回风井均位于井田中央。根据进、回风井沿倾斜方向相对位置不同，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）。 对角式：进、回风分别位于井田的两翼。两翼对角式：进风井位于井田中央，回风井位于井田两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式，进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。分区对角式：进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个不深的小回风井，无总回风巷。 分区域式: 在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。 混合式：由上述诸种方式混合组成。例如，中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式

11、等等。,矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称。,2.8、矿山生产八大系统通风系统,矿井通风系统的基本任务是： （1）、供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。 （2）、冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。 （3）、调节井下气候，创造良好的工作环境。 矿井通风系统是由通风机和通风网络两部分组成。风流由入风井口进入矿井后，经过井下各用风场所，然后进入回风井，由回风井排出矿井，风流所经过的整个路线称为矿井通风系统。 矿井通风方法以风流获得的动力来源不同，可分为自然通风和机械通风两种。（1）自然通风：利用自然气压产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风。

12、（2）机械通风：利用扇风机运转产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风。,2.8、矿山生产八大系统通风系统,通风系统基本要求： 1每个矿井，至少要有两个通到地面的安全出口。 2进风井口要有利于防洪，不受粉尘，有害气体污染。 3北方矿井、井口需装供暖装备。 4总回风巷不得作为主要人行道。 5工业广场不得受扇风机噪音干扰。 6装有皮带机的井筒不得兼作回风井。 7装有箕斗的井筒不应作为主要进风井。 8可以独立通风的矿井，采区应尽量独立通风，不宜合并一个通风系统。 9通风系统要为防治瓦斯、火、尘、水及高温创造条件。 10通风系统要有利用深水平或后期通风系统的发展变化。,2.8、矿山

13、生产八大系统通风系统,矿井主要通风方式一般有压入式（正压式）和抽出式（负压式）和混合式三种，我国大多数矿井主要通风采用抽出式通风，采掘工作面通风多采用压入式局部通风方式。,2.8、矿山生产八大系统通风系统,机械通风 作业面压入式通风,3、非煤矿山常用采矿方法,采矿方法分类：以回采过程中采空区存在的状态和维护方法为依据，删去了现在很少应用的采矿方法和概念不清的联合采矿法，高度概括地划分为空场采矿法(自然支撑采矿法)、充填采矿法（人工支撑采矿法）和崩落采矿法三大类的分类方法。 地下开采的非煤矿山常用的采矿方法为浅孔留矿法、空场法和上向水平分层充填采矿法。,采矿方法就是从矿块中开采矿石所进行的采准、

14、切割和回采工作的总称。,3.1、非煤矿山常用采矿方法浅孔留矿法,浅孔留矿法概述： （1）将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采。先采矿房，后采矿柱。 （2）这种采矿方法工人可以直接在矿房中大暴露面下工作。 （3）浅孔留矿法是自下而上分层回采矿房，使用浅孔崩薄矿石。 （4）每次采下的矿石，靠矿石自重从漏斗放出1/3左右，留下2/3矿石作为下次凿岩爆破工作的临时工作台。当矿房全部采空后，再将留下的2/3的矿石全部放出（这叫大量放矿）。暂留下的矿石并不能作为地压管理的主要手段。 （5）凿岩工人是站在留矿堆上进行作业的。,3.1、非煤矿山常用采矿方法浅孔留矿法,开采技术条件: 该方法要求矿体厚度不大，倾角6

15、065以上，矿岩稳固，产状单一，矿石品位较低，无结块性、自燃性，结合民采生产技术条件，浅孔留矿法比较适合小矿山开采。,浅孔留矿法示意图,3.2、非煤矿山常用采矿方法空场法,空场法概述： 空场采矿法在回采过程中，将矿块划分为矿房和矿柱，第一步骤先采矿房，第二步骤再采矿柱。在回采矿房时，采场以敞空形式存在，仅依靠矿柱和围岩本身的强度来维护。矿房采完后，要及时回采矿柱和处理采空区。在一般情况下，回采矿柱和处理采空区同时进行；有时为了改善矿柱的回采条件，用充填料将矿房充填后，再用其它采矿法回采矿柱。,3.2、非煤矿山常用采矿方法浅孔留矿法,空场法示意图,应用空场采矿法的基本条件：矿石和围岩稳固，采空区

16、在一定时间内，允许有较大的暴露面积。,3.3、非煤矿山常用采矿方法上向水平分层充填采矿法,上向水平分层充填采矿法概述： 将矿房或矿块在垂直高度上水平地或倾斜地划分分层,由下向上逐层回采。每采完一个分层，随即进行充填。并在充填体中顺路构筑放矿溜井和行人天井（兼作泄水井用）。在矿块中布置充填天井，用来下放充填料；有时兼作提运设备、材料、通风和行人用。回采过程是凿岩、崩矿、出矿、架设行人天井和矿石溜井,建造隔墙,充填和铺盖胶结底板等。其优点是适应性强，矿石回采率高，贫化率低，作业较安全，能利用工业废料，保护地表等；缺点是工艺复杂，成本高，劳动生产率和矿块生产能力都较低。,3.3、非煤矿山常用采矿方法

17、上向水平分层充填采矿法,本法适用于开采围岩不稳固的高品位、稀缺、贵重矿石的矿体；地表不允许陷落，开采条件复杂，如水体、铁路干线、主要建筑物下面的矿体和有自燃火灾危险的矿体等；也是深部开采时控制地压的有效措施。,上向水平分层充填采矿法示意图,1-阶段运输平巷 2-回风巷道 3-充填天井 4-放矿溜井 5-人行通风天井 6-联络道（间距46m） 7-隔墙 8-底板 9-电耙胶车 10-顶柱 11-底柱 12-充填料 13-崩下矿石 14-炮孔,3.3、非煤矿山常用采矿方法上向水平分层充填采矿法,采场放矿溜井 采场回采作业面 采场支护,4、矿山井下安全避险“六大系统”,六大系统概述： 为提高矿山安全

18、生产保障能力，国家强制要求全国煤矿及非煤矿矿山都必须建立和完善监测监控、人员定位、供水施救、压风自救、通讯联络、紧急避险等安全避险六大系统。“六大系统”对保障矿山安全生产发挥重大作用，将为地下矿山安全生产提供良好的条件。,4.1、矿山井下安全避险“六大系统”监测监控系统,监测监控系统概述： 监测监控系统主要用来监控和预警有毒有害气体、火、冲击地压等重特大事故。监测监控系统监测有毒气体浓度、风速、温度、粉尘、风压等，当出现超限或掘进巷道停风时，自动切换相关区域的电源并封锁，同时报警。 监测监控系统还具有预警，火灾监控与与预警、矿山压力监测与预警等功能。监测监控系统在应急救援和事故调查中也发挥着重

19、要的作用。监测控制系统一般由传感器、分站、电源箱（或电控箱）、主站（或传输接口）、主机（含显示器）、系统软件、服务器、大屏幕、UPS电源、远程终端、网络接口和电缆等组成。传感器、分站、电源箱（或电控箱）等设置在井下，其他设备设置在地面。监测监控系统是防止有毒有害气体的浓度和其他安全事故预警的重要参数。,4.2、矿山井下安全避险“六大系统”人员定位系统,人员定位系统概述： 井下人员定位系统是将人员的考勤管理、自动控制技术、射频识别技术、网络通讯技术等综合为一体的自动识别信息系统。该系统通过对进出入井口、巷道内移动目标进行非接触式信息采集处理，实现对人、车、物在不同状态移动、静止下的自动识别，实现

20、对目标的定位跟踪和考勤管理。能实时了解井下人员的流动情况，了解当前井下人员的数量及分布情况，查询任一指定下井人员当前或指定时刻所处的区域，查询任一指定人员本日或指定日期的活动踪迹。 本系统也可用来规范重要岗位人员的活动，防止缺岗、串岗、迟到早退，提高矿井生产效率。一旦矿井发生透水、火灾等灾害事故，可对抢险救灾的人员进行统计、定位等起到准确的指导作用。,4.3、矿山井下安全避险“六大系统”供水施救系统,供水施救系统概述： 供水施救系统要求除了日常在采掘作业地点及灾变时人员集中场所能够提供水资源的要求外，同时满足当发生事故时，系统要为被困人员在井下各作业地点及避灾硐室（场所）提供正常供水，为救援创

21、造时间。 供水施救系统基本要求： 1.系统具有基本的防尘防水功能； 2.系统具有供水水源优化调度功能； 3.系统具有在各采掘作业地点、主要硐室等人员集中地点在灾变期间能够实现应急供水功能； 4.系统具有过滤水源功能。,4.4、矿山井下安全避险“六大系统”压风自救系统,压风自救系统概述： 为提升矿井安全防护水平，根据国家安监总局有关规定和要求，需在地下矿山井下安装压风自救系统，在按设计要求建立压风系统的基础上，按照为采掘作业的地点在灾变期间能够提供压风供气的要求，建立完善压风自救系统以便在有灾害事故时，井下工作人员能呼吸新鲜空气，达到自救的目的。 压风自救装置是一种固定在生产场所附近的固定自救装

22、置，它的气源来自于生产动力系统-压缩空气管路系统，由于管路内的压缩空气具有较高的压力和流量，不能直接用于呼吸，必须经过减压、节流使其达到适宜人体呼吸的压力和流量值，并要同时解决消声（由于减压引起）和空气净化问题。通过可调式气流阀调节节流面积，以适应不同供风压力下的流量要求，按健康人在静止状态吸气20L/min，在剧烈运动和紧张状态下吸气60-80L/min的标准，确保每台压风自救装置的排气量应在100-150L/mib。,4.4、矿山井下安全避险“六大系统”压风自救系统,压风自救系统设计要求 ： 1.压风自救系统组成：空气压缩机、集水放水器、送气管路、阀门、气水分离器、压风自救装置。 2.压风

23、自救系统的防护袋、送气管的材料应符合MT113的规定。 3.压风自救装置配有面罩时，面罩用材料应符合GB2626的规定。 4.压风自救装置应具有减压、节流、消噪声、过滤和开关等功能。 5.压风自救装置的外表面应光滑、无毛刺、表面涂、镀层应均匀、牢固。 6.压风自救系统零、部件的连接应牢固、可靠，不得存在无风、漏风或自救袋破损长度超过5mm的现象。 7.压风自救装置的操作应简单、快捷、可靠。 8.避灾人员在使用压风自救装置时，应感到舒适、无刺痛和压迫感。 9.每台压风自救装置的排气量应在100150L/min范围内。 10.压风自救装置工作时的噪声应小于85dB(A)。,4.5、矿山井下安全避险

24、“六大系统”通讯联络系统,通讯联络系统概述： 在主副井绞车房、井底车场、运输调度室、采区变电所、水泵房等主要机电设备硐室和采掘工作面以及采区、水平最高点，应安设电话。井下避难硐室（救生舱）、井下主要水泵房、井下中央变电所和突出煤层采掘工作面、爆破时撤离人员集中地点等，必须设有直通矿调度室的电话。 要积极推广使用井下无线通讯系统、井下广播系统。发生险情时，要及时通知井下人员撤离。,4.6、矿山井下安全避险“六大系统”紧急避险系统,紧急避险系统概述： 矿山井下紧急避险设施有自救器、救生舱、避难所、防透水型固定式避难所。 矿山企业必须按照矿山安全规程的要求，为入井人员配备额定防护时间不低于30分钟的

25、自救器。其主要用途就是在井下发生火灾、瓦斯、煤尘爆炸，煤与瓦斯突出或二氧化碳突出事故时，供井下人员佩戴脱险，免于中毒或窒息死亡。自救器按其作用原理可分为过滤式和隔离式两种。 避难所建立在矿井下各危险工作区域的密闭空间，依托矿井巷道构筑而成，具备很好的防护性能，能够抵御一定的外力冲击；硐室内提供生存必需的氧气、水、食物、急救药品、废气处理等设施。当灾变发生时，遇险人员可迅速躲进避难所等待外部救援，是降低遇险人员伤亡率的最有效途径。对于挽救井下幸存人员的生命具有积极而重大的意义。,4.7、矿山井下安全避险“六大系统”实物插图,KJF80.1矿用本安型监测站处理器,矿用压风供水通讯自救系统,井下自救

26、站,自救站电话号码牌,自救器,井下监控,5、非煤矿山安全事故分类及特点,矿山事故是指矿山企业生产过程中，由于不安全因素的影响，突然发生的伤害人身、损坏财物、影响正常生产的意外事件。 采矿业不同于其他行业，受地质、埋藏条件的约束大，并且影响安全的因素多。大部分矿山为地下开采，地下作业场怕狭小、阴暗、潮湿、多变，生产环节多，过程复杂，导致灾害的因素多，如地下开采的矿山主要受顶板、水、火瓦斯、煤尘、有毒有害的物质危害。因此，矿山的各种危害比其他行业严重而且频繁，安全问题一直是困扰采矿业发展的重大难题。,5.1、非煤矿山安全事故分类,矿山安全事故分类： 一、按事故成因分类可分为非责任事故和责任事故；

27、非责任事故有三种： 1、自然事故-由人们无法抗拒的自然灾害造成的事故，如地震、洪水等。 2、技术事故-目前科学技术尚不能达到而造成的事故。 3、意外事故-突然发生的、出乎意料，来不及处理而造成的事故。 责任事故是指人们在生产、建设过程中不执行有关规定，违反规章制度而造成的事故。,5.1、非煤矿山安全事故分类,二、按生产安全事故造成的人员伤亡或者直接经济损失分类； 1、特别重大事故-造成30人以上死亡，或者100人以上重伤，或者1亿元以上直接经济损失的事故； 2、重大事故-造成10人以上30人以下死亡，或者50人以上100人以下重伤，或者五千万元以上1亿元以下直接经济损失的事故； 3、较大事故-造成3人以上10人以下死亡，或者10人以上50人以下重伤，或者一千万元以上五千万元以下直接经济损失的事故； 4、一般事故-造成3人以下死亡，或者10人以下重伤，或者一千万元以下直接经济损失的事故。,5.1、非煤矿山安全事故分类,三、按事故性质分类； 1、物体打击（指落物、崩块、滚石击伤等伤害）；2、车辆伤害（包括挤、压、撞等）；3、机械伤害