露天矿灾害防治与事故分析

露天矿灾害防治与常见事故分析一、露天矿概述(一)露天矿的概念露天矿是指用露天法开采矿床的矿山企业，它分为山坡露天矿和深凹露天矿两种。(如下图)1、山坡露天——采坑位于地表以上。露天矿山生产类型煤层和田布雅露天煤矿阿尔格敏露天煤矿拜城苏拉合马露天煤矿图一2、深凹露天——采坑位于地表以下。露天矿山生产类型内部排土图一场露天矿山生产类型五彩湾露天矿五彩湾露天矿露天矿山生产类型线旋螺半图二剥离台阶台阶台阶坑伊犁皮里青露天煤矿鄯善沙尔湖露天煤矿哈密淖毛湖露天煤矿木垒凯源露天煤矿库米什露天煤矿奇台北塔山露天煤矿托克逊黑山露天煤矿三道岭露天煤矿红沙泉露天煤矿白石湖露天煤矿（二）露天矿的特点1、安全条件好2、资源回收率高3、生产规模大，生产效率高4、一次性投资大5、受气候变化影响大6、自然灾害多（三）露天矿的主要开采工艺1、间断工艺a、单斗－汽车工艺（铲、前装机）b、单斗－火车工艺c、吊斗铲倒堆工艺2、半连续工艺a、单斗－汽车－固定式破碎站－胶带工艺b、单斗－汽车－半固定式破碎站－胶带工艺c、单斗－汽车－移动式破碎站－胶带工艺3、连续工艺轮斗铲－胶带－排土机（推土机）工艺1、单斗—汽车—胶带半连续开采工艺（三）露天矿的主要开采工艺特点：开采深度深，坑内运距超过3km，不适合于汽车直接运输。通过坑内汽车转载给破碎机再转运给胶带运出矿坑。（三）露天矿的主要开采工艺2、单斗－汽车－半固定式破碎站－胶带工艺2、单斗—铁道间断式开采工艺（三道岭露天煤矿）（三）露天矿的主要开采工艺特点：降深速度慢，生产组织、设备调运复杂，无法实现内排，适合于覆盖层较薄，矿坑开采长度超过3km，煤层赋存单一，倾角相对较缓的矿坑。原苏联的红星露天煤矿年产原煤5000万t。（四）露天矿的主要灾害1、滑坡灾害2、水患3、煤层自燃4、粉尘污染5、噪音危害等（五）露天矿常见事故1、行车事故2、爆破事故3、高压用电事故4、片帮、滑坡等二、露天矿主要灾害防治（一）滑坡露天矿边坡稳定问题包括最终合理边坡角、边坡形状、边坡监测和滑坡防治等方面，它具有经济和安全方面的重要意义。1、滑坡产生的原因分析a、岩石的力学性质影响，包括岩石的抗拉、抗压、抗剪强度b、岩层的构造，如软弱夹层c、水的影响，如地表水、岩溶水d、震动影响，如地震、爆破2、滑坡的类型塌落（崩落、坍塌）、滑坡、倾倒3、滑坡形式圆弧型、平面型、锲型等4、防治措施a、预应力锚杆加固边坡b、打抗滑桩加固边坡c、挡墙加固边坡d、采矿工程防治，如削坡减重、坡底回填、合理的开拓系统和开采程序e、加强边坡监测f、加强地表水的防治（二）防水1、地面防水采场地面防水工程是防止地表水流入采场，以减少采场排水量，降低矿石含水量，提高采掘效率和保障采场、排土场安全工作的技术措施。防治措施：a、修筑截水沟、防洪堤将地表汇水导流出矿区。b、将河流、冲沟等改道。2、采场防排水a、采场坑底储水的排水方式:在坑底设水泵站，将坑内汇水排出采场。b、井巷自流的排水方式:采场与低洼地用井巷连通，水自流排出。3、矿床疏干对富水性强、威胁安全生产或影响采场边坡稳定的含水层借助巷道、疏水孔、明渠等疏水构筑物降低地下水位。（三）防尘粉尘是在生产过程中形成的、并能较长时间悬浮于空气中的固体微粒。如穿孔作业扬尘、采装作业扬尘、运输设备道路扬尘、排土作业扬尘等。人长期吸入粉尘，会患尘肺病。常见的有硅肺病、煤尘肺病、石棉尘肺病。小于5毫米的粉尘，称为呼吸性粉尘，能进入肺泡，危害人体健康（如图）。我国对空气中各种粉尘的浓度有，明确规定。尘肺纤维状示意图尘肺清洗示意图1、钻机除尘钻机除尘措施归纳为干式捕尘、湿式除尘、干湿结合除尘等三种方式。a、干式捕尘：系统主要有孔口捕尘器、离心抽吸器、沉降箱和袋式收尘器。b、湿式除尘（孔底除尘和孔外除尘）：主要采用风水混合湿式除尘系统。c、干、湿结合除尘，空气潮湿用的多。2、采装除尘主要措施是向爆堆洒水。3、道路除尘路面洒水是最简易的方法。试验表明当道路含水量达到10％以上，粉尘就不会扬起。（四）防火1、煤燃烧的原因煤自然有本身结构和外部条件两个原因。一般认为，煤的变质程度低，着火点就低。堆放在地面或煤仓中的煤，暴露在大气中的采煤面、排土场的杂煤，由于与空气接触氧化生热，都能引起自然。2、煤自然的危害a、经济损失：煤自然会损失大量的煤炭资源，灭火不及时还会烧毁设备和材料。b、环境污染：煤的自然产生大量的煤烟，煤烟中含有烟尘、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、炭氢化物等有毒有害气体，污染环境，危害人体健康（如图）。2009年11月1日五彩湾堆煤场自燃自燃造成严重的环境污染新疆小龙口5号火区3、煤自燃的防治措施总的原则是尽量避免煤体与大气接触或减少接触时间。a、煤层中有空巷，要及时密闭、充填。b、对长期不实施推进、不能及时排土回填的非工作帮及端帮的含煤台阶应用粘土剥离物覆盖并碾压封闭。c、合理安排备采煤量，避免煤层的长期暴露。对平盘上和台阶坡脚处堆积的散煤应进行清理；3、煤自燃的防治措施d、建立坑内防灭火系统，如有自燃现象，及时用设计中配备的坑内灭火管路及洒水灭火两用车等设备灭火。e、对已自燃的煤及时利用小型液压反铲、前装机等设备进行清理，洒水灭火两用车灭火。f、制定严格的行政管理措施，杜绝采场内明火出现。三、常见事故分析和防范露天煤矿最易发生的事故主要是：行车事故、爆破事故、高压用电事故、滑坡（片帮）事故。（一）行车事故分析与防范1、卡车运输部分危险事故分析a、坡道、弯道路窄，挡土墙低或无，超速；b、会车不了望、误判、路窄，坡道失控追尾，路窄对向行驶误判，视线不清、制动失控，雨雪结冰，积水路滑、车流密；c、转向、刹车失灵，没有灯光；d、弯道超速、超载、路不平，失控撞挡墙；e、精力不集中，疲劳、犯困打盹等。2、防范措施a、露天矿通视、了望条件，停车视距、会车视距、路基宽度、路面宽度均大于或等于《厂矿道路设计规范》的规定；b、矿山道路、排土工作线必须设置护堤，高度不小于汽车轮胎直径的2／5，底部宽度不小于3m；c、路面经常洒水除尘，防止灰尘飞扬，改善道路行车条件。2、防范措施d、在弯道、上下坡、路口、危险地段设置明显标志并设置安全警告标志；e、定期对各种运输设备进行维修保养，及时排除机械电气故障，保持设备完好状态。f、加强管理，保证司机作业前的休息，杜绝酒后驾驶，教育司机遵守行车规则，汽车司机持证上岗，执行安全操作规程。（二）爆破事故原因分析与防范露天煤矿松动爆破的起爆方式：一般采用非电导爆索起爆，导火索－雷管－导爆索－毫米微差雷管－起爆药包；行间一般采用多排孔毫秒微差起爆，起爆顺序为前排至后排依次起爆。1、事故原因分析a、操作人员没有经过专门培训，作业中存在“三违”现象；b、钻孔布置不合理，充填不符合规定；C、警戒和警戒距离不符合规定；d、爆破后没有认真检查，拒爆和哑炮等没有及时进行处理；e、在浓雾、闪电、大风、黑夜等情况进行爆破作业；f、使用不合格的爆破材料及爆破工具等。2、防治措施a、从事爆破工作的人员必须受过爆破技术专门训练，熟悉爆破器材的性能、操作方法和安全规定，并严格遵守爆破安全规程和措施；b、专业技术人员布孔，炮孔充填物和充填质量符合要求；C、爆破时必须有安全警戒负责人，警戒哨与爆破工之间应实行“三联系制”，警戒哨及警戒距离必须符合规程规定；d、遇有火孔、高温孔、水孔时必须单独处理；2、防治措施e、有拒爆、哑炮等情况，进行上报并及时采取措施进行处理，二次爆破必须符合相关规定。f、在浓雾、闪电、雷雨及6级以上大风天气和黑夜时，不得进行露天爆破作业。g、严禁向炮孔内投掷起爆器具和受冲击易爆的炸药，严禁使用塑料、金属或带金属包头的炮杆。（三）高压用电事故原因分析与防治1、事故原因分析a、违章作业；b、绝缘工具配备不齐；c、使用不符合规定的电器设备等。2、防范措施a、电器操作工必须经过培训，持证上岗；b、高压用电设备要有漏电保护装置和接地装置，必须配备绝缘用具，如绝缘杆、绝缘靴、绝缘手套等；c、使用使用符合规定的电器设备，如防爆电力变压器、矿用隔爆型组合开关、矿用阻燃橡套电缆等；d、杜绝违规作业等。（四）滑坡事故原因分析与防治1.1、采场边坡事故原因分析a、不同成因和类型的结构面（层理层面，软弱夹层，节理，断层等）与边坡的临空面相互位置关系，会降低边坡的稳定性；b、露天矿的采动作用会破坏边坡岩体的整体性，产生位移、裂隙，对边坡的稳定性产生影响；c、大气降雨，通过裂隙渗入边坡岩体、降低岩体强度和岩体的摩擦力，导致边坡失衡；d、地下水水位升高，将导致采矿场边坡稳定性急剧降低，引起滑坡。1.2、排土场边坡事故原因分析•a、排土工艺和排弃高度；b、排弃物的物理力学性质；c、排土场基底的强度及倾斜度；d、大气降水和冰雪融化会渗入排土场，使排弃物软化，产生静水和渗流水压力，引起滑坡。2、防治措施a、边坡监测：边坡稳定的监测是防止滑坡和预报滑坡的重要手段，布设监测点，定期观测监测点，观测监测点有无位移（经纬仪、水准仪、全站仪）；b、加强地面防水和坑下排水工作，防止地面水流入坑下影响边坡的稳定，防止坑下积水影响内排基底的稳固性。2、防治措施c、加强边坡的监测和分析，在出现滑坡征兆时，根据具体条件，从打抗滑柱、锚杆加固、挡土墙方法中选择合理的治理措施。d、在非工作帮和端帮，要严格按照设计进行采掘，不能过界，不得超挖坡底线。2、防治措施•e、非工作帮、端帮和到界台阶，有露头煤和煤层存在，应加以封盖和采取其它防止风化的措施。f、在排弃时，基底尽量排弃块大的、坚硬的、见水不易泥化的物料；g、在排土场边坡上建立完整排水系统，使排土场边坡上的雨水尽快排出，以降低地下水水位，提高排土场边坡的稳定；规定。2、防治措施•h、在内排前应弄清基底岩层的赋存状态，清除基底上不利于边坡稳定的松软岩土；i、内排土场最下一个台阶的坡底与采掘工作面之间应留有足够的安全距离，按《煤炭工业露天矿设计规范》其间距不得小于50m规定。谢谢！