專業部分

第一章金屬非金屬礦山概述

第一節礦山地質

一、工程地質

1.巖土工程地質分類

巖土的工程地質分類方案很多，可概括為一般分類、局部分類和專門分類。

2.巖體結構特征調查

巖體結構是巖體在長期成巖及形變過程中形成的產物，包括結構面和結構體兩個要素。

巖體的完整性主要考慮兩項指標：結構面間距和完整性系數。

二、水文地質

1.礦坑充水來源

礦坑內的水主要來自以下4個方面。

(1)巖層空隙中的地下水；根據含水層空隙的性質不同，分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。

①孔隙水。含水層松散未膠結，水量大小取決于含水層的成因類型、巖性結構、顆粒成分、厚度和分

布面積。

②裂隙水。當巷道掘進揭露含裂隙水圍巖時，這種地下水就涌進工作面。裂隙水的特點是水量一般不

大，水壓往往較大。當與其他水源無水力聯系時，涌水量會逐漸減少，乃至疏干;反之，涌水量便會逐步

增加，易造成突水事故。

③巖溶水。巖溶水在我國華北和華南地區的許多礦區較為常見，其特點是：水壓高，水量大，來勢猛,

涌水量穩定，不易疏干，危害較大。

(2)地表水源。開采位于河、湖、海、水庫、水塘等地表水體影響范圍內的礦體，在一定條件下，這

些水就會流入坑道成為礦坑涌水的水源。

(3)大氣降水。大氣降水是礦坑涌水的重要補給源之一，特別是開采地型低洼且埋藏深度較淺的礦床

時更是如此。其涌水量有明顯的季節變化，涌水量“高峰”同“降水高峰”大致吻合。涌水量隨井巷深度

增加而顯著減少。

4)老窿及舊巷積水。我國許多礦山都分布有老窿和已停止排水的舊巷道。當井下采掘工作面接近老窿

和舊巷時，其中的積水便會成為礦坑涌水的水源。其特點是：突水迅猛，水量、水壓大，具強大沖潰力，

破壞性大，如無其他水源聯系時，突水量很快減小，水壓下降，容易疏干。

2礦床充水條件分類

礦床充水條件分類的基本原則是：以礦床水文地質特征為主要依據；以充水巖石性質和充水巖層產狀

形態(充水空間形態)為主要標志。

1)以孔隙含水層為主的充水礦床。這類礦床的主要水文地質特征是：充水巖層為半膠結或松散的砂、

砂礫石層，含水層與地表水體常有聯系。涌水量介于100~500m3/h。防治水措施有：采用特殊方法，或水、

砂分離；在可能條件下處理地表水體，以減少礦坑涌水量。

2)以裂隙含水層為主的充水礦床

1

礦床特征

充水類型

主要水文地質問

含水層礦坑涌水量特點

題

接觸破碎帶、斷裂帶

構造含水豐富高壓礦坑水水壓大，水量豐富，

含水，延伸大，帶狀

帶型及地面塌陷500"1000m7h

分布

構造裂隙層間破碎，構造裂隙含水層或大斷裂靜儲量大，動儲量小，

含水層型含水，層狀分布瞬間突水80"500m7h

風化裂隙含水，含水動儲量、靜儲量均小，

風化裂隙構造斷裂水與地

層隨地形起伏一般每小時排水量為數十

含水型表水體相聯通

埋深30?50m立方米

3）以溶巖含水層為主的充水礦床

礦床特征

充水

類型

含水層主要水文地質問題礦坑涌水量特點

無統一含水強度很大的大氣降

以靜儲量為主，動儲量變化

裸露層和地下水水形成的流量，大溶

范圍大，可由每小時10n?至

型位，含水性極洞庫存泥砂，威脅生

數萬立方

不均一產

有統一含水嚴重地面塌陷，井下

覆蓋補給水量充沛，動儲量較穩

層和地下水泥砂，較大的地下水

型定，（1~5）xlO'm'7h

位威脅生產

豐富、高壓巖溶水，

藏

埋有統一含水造成礦層頂底板突補給水量非常充沛，靜儲量

型層和地下水水，部分地面塌陷及很大，動儲量穩定，每小時

位井下泥砂常威脅生幾萬至幾十萬立方

產

3.地表、地下水動態長期觀測

2

地下水動態觀測孔布置要求：組成礦區觀測網的觀測剖面呈放射狀布置；測網剖面不少于兩條；每條

剖面上的觀測孔(井)要有3個以上。

4.礦坑水文地質基礎圖編制

(1)礦區綜合水文地質圖。該圖比例尺通常采用1/2000~1/5000?一般2~3年補充修改一次。

第二節礦床及開采方式

一、礦床

1.礦床的基本概念

礦床的空間范圍包括礦體和圍巖。

2.礦床分類

礦體形狀、厚度和傾角決定采礦方法。因此，礦床一般按這3個因素進行分類。

(1)按礦體形狀分類

①層狀礦床。多為沉積或變質沉積礦床。特點是：礦床規模大，賦存條件(傾角、厚度等)穩定，有用

礦物成分組成穩定，含量較均勻，多見于黑色金屬礦床。

②脈狀礦床。主要是由于熱液和汽化作用，礦物質充填于地殼的裂隙中生成的礦床。特點是：礦床與

圍巖接觸處有蝕變現象，賦存條件不穩定，有用礦物成分組成不穩定，含量不均勻，多見于有色金屬、稀

有金屬及貴重金屬礦床。

③塊狀礦床。主要是充填、接觸交代、分離和汽化作用形成的礦床。特點是：礦體大小不一，形狀不

規則，礦體與圍巖的界線不明顯，多見于銅、鉛、鋅等有色金屬礦床。

(2)按礦體傾角分類

①水平和微傾斜礦床。礦體傾角小于5°。②緩傾斜礦床。礦體傾角為5°~30。。

③傾斜礦床。礦體傾角小于30°~55°。④急傾斜礦床。礦體傾角大于55°o

(3)按礦體厚度分類

礦體的厚度是指礦體上盤與下盤之間的垂直距離或水平距離。開采急傾斜礦床時，常用水平厚度；開

采傾斜礦床與緩傾斜礦床時，常用垂直厚度。

礦體按厚度通常劃分為以下5類。

①極薄礦體。厚度在0.5m以下。②薄礦體。厚度為0.5~4m。

③中厚礦體。厚度為4至④厚礦體。厚度為10至15~40m。

⑤極厚礦體。厚度在40m以上。

3幾個常用技術經濟指標

(1)損失：在開采過程中，采場中未采下和采下未運出的工業礦石或金屬量。

(2)損失率：是反映采區或采場工業儲量損失程度的指標。

(4)貧化：由于各種原因，采出礦石中混入了廢石，致使出礦品位較工業儲量品位有所降低。

(5)貧化率：是反映采出礦石品位與工業儲量品位相比較下降幅度的一個相對指標。

(6)廢石混入率：是反映采出礦石中混入廢石的相對指標。

第三節相關安全規程與規范

三、金屬非金屬礦山禁止使用的設備及工藝目錄

“非”

1.非定型豎井罐籠

10.非阻燃電纜(含強、弱電)

3

11.非阻燃風筒

12.非阻燃輸送帶

13.非礦用局部通風機

“提升”

2.①1.2米以下（不含①1.2米）用于升降人員的提升絞車

6.JTK型礦用提升絞車

7.帶式制動礦用提升絞車

3.KJ型礦井提升機

4.JKA型礦井提升機

5.XKT型礦井提升機

9.TKD型提升機電控裝置及使用繼電器結構原理的提升機電控裝置

2、6、7均使用JTP型代替；

3、4、5用JK型礦井提升機代替

“油、火、單一功能”

8.單電機驅動、司機室周邊敞開式的3噸及以下直流架線礦用電機車

9.油斷路器

14.主要井巷木支護

15.火雷管、導火索

16.ZH15隔絕式化學氧自救器

17.一氧化碳過濾式自救器

“人工”

18.空場法采礦（無底柱采礦法）采場內人工裝運作業

5.集中鏟裝作業時人工裝卸礦巖

7.主要無軌運輸巷道及露天采場采用人力或畜力運輸礦巖

“無”

4.無穩壓裝置的中深孔鑿巖設備

6.未安裝捕塵裝置的干式鑿巖作業

7.專門用于運輸人員、炸藥、油料的無軌膠輪車的干式制動器

“落后或不安全工藝”

19.橫撐支柱采礦法

1.擴壺爆破

2.掏底崩落、掏挖開采、不分層的“一面墻”開采

3.使用爆破方式對大塊礦巖進行二次破碎

第二章金屬非金屬露天礦山安全技術

第一節露天開采基礎知識

1.臺階高度

臺階高度應不小于挖掘機推壓軸高度的2/3

不爆破的松軟砂狀的礦巖：臺階不大于機械最大挖掘高度

4

爆破堅硬穩固的礦巖：臺階不大于機械最大挖掘高度L5倍

臺階高度越大,開采選別性越差。在開采對選別性要求較高的礦床時，應選取較小的臺階高度。

黑色金屬礦床,臺階高度一般12?15nl

貴重金屬礦床,一般小于10m,6~8m

2.臺階坡面角

50-6060-7070-75

38

3.安全平臺

安全平臺的寬度一般為2/3?1個臺階高度。在礦山開采壽命的未期，安全平臺寬度減小到臺階

高度的1/3。工作平盤的寬度(W)等于采區寬度與安全平臺寬度之和。

安全擋墻的高度一般不小于汽車輪胎的半徑，其坡面角等于碎石的安息角，一般為35°左右。

人工清掃平臺寬度不小于6m,機械清掃平臺寬度應滿足設備要求且不小于8m；

最終邊坡應留設安全平臺、清掃平臺；安全平臺寬度不小于3m,清掃平臺寬度不小于6m。

第二節露天開拓運輸方式

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第三節露天開采工藝

露天開采的主要生產工藝是穿孔爆破、鏟裝、運輸以及剝離下來廢石的排土工作。

1.主要爆破參數

(1)爆破作用指數n

通常以爆破漏斗半徑和最小抵抗線的比值來表征爆破作用指數n的大小。

5

爆破作用指數決定著爆破作用的性質、爆破漏斗的尺寸、巖石的破碎程度、拋擲方量的比率以及爆破

的技術經濟效果。

弱松動爆破是指n小于0.75；強松動爆破是指n在0.75~1之間。

(2)最小抵抗線W

由各藥包中心指向其相鄰地表的有向線段的長度即為該藥包的最小抵抗線也

最小抵抗線的大小取決于爆破工程的要求、地形條件和藥包的布置方式。

2.生產臺階正常采掘爆破

露天臺階正常采掘爆破是在每一生產臺階分區依次進行的，爆破區域的大小即為一個采掘帶。

設計的內容主要有炸藥類型及單耗(或裝藥密度)的選取、炮孔裝藥結構設計、每孔裝藥量與總炸藥消

耗量計算、起爆網絡及起爆方式設計，然后爆破人員依據爆破方案進行炮孔裝藥及實施爆破。

生產臺階正常采掘的爆破方法如下。

(1)淺孔爆破法。包括輔助性爆破、修路、處理根底、掘出入溝等。

(2)深孔爆破法。臺階正常采掘時，露天臺階爆破通常采用多排孔齊發或多排孔間隔起爆方式。

1)炮孔底盤抵抗線

炮孔底盤抵抗線即炮孔中心至臺階坡底線的最小距離。

2)孔裝藥量與裝藥結構

炸藥單耗是指爆破每Inf或It礦(巖)平均所用的炸藥量。

裝藥結構分為連續裝藥和分段裝藥。分段裝藥結構一般運用于下列情況：當設計計算出的炮孔裝藥量

較小且遠小于炮孔最大可能的裝藥量時，為了使炸藥在孔內較均勻分布，通常采用分段炸藥結構，以取得

較好的爆破效果。當采用大孔徑深孔爆破時，計算出的填塞長度超過6m,通常采用分段裝藥結構。當生產

臺階推進到最終開采境界，需進行靠幫并段時，也多采用分段裝藥結構。

3.靠幫并段臺階的控制爆破

在實際生產中，通常采用預裂爆破、緩沖爆破與光面爆破等控制爆破手段來避免或減少臺階靠幫或并

段爆破對最終邊幫穩定性的危害。

4.采裝

采裝與運輸作業是密不可分的，兩者相互影響、相互制約。

以下因素影響挖掘阻力。(1)被爆巖石的松散程度。松散性好，則阻力小。(2)塊度大小。塊度大，則

阻力增大。(3)巖塊的強度和容重。容重增大，則阻力增大。(4)采裝作業所使用的機械。

5.露天礦運輸基本要求

(1)運距尤其是剝離巖石的運距應盡可能短。

(2)整個運輸網路及個別區段應盡可能固定不動，開采期間力爭所需移動設備量最小。

(3)一個露天礦最好采用較簡單的運輸方式和較少的運輸設備類型，以簡化管理和維修組織工作。

(4)運輸設備容積和強度與采裝和卸載設備以及礦巖運輸性質相適應。

(5)運輸方式要保證工作可靠，主要設備停歇時間最少，移運過程盡可能地保證有較大的連續性。

(6)運輸方式要保證工作安全，采礦成本最低。

6.排土

金屬礦床露天開采的一個重要特征是：必須首先剝離礦體上覆的表土與巖石，暴露出礦體，再實施礦

石的開采。

通常將運輸剝離下的廢石到廢石場進行排棄稱作排土工作。排土工作的經濟效率主要取決于廢石場的

位置、排土方法和排土工藝的合理選擇。排土工作的內容涉及廢石的排棄工藝、廢石場的建立與發展規劃、

6

廢石場的穩固性、廢石場污染的防治、廢石場的復田等方面。

7、防排水

(一)露天礦的涌水來源

(1)大氣降水。(2)地表徑流。(3)地下涌水。

(二)露天礦涌水對開采工作的影響和危害

(1)降低設備效率和使用壽命。(2)降低礦山工程下降速度。(3)破壞邊坡的穩定性。

(三)露天礦涌水的影響因素

(1)自然因素氣候條件、地表水體、地形條件、巖石結構和地質構造。

(2)人為因素

(四)露天礦防水

(1)露天礦防水工作的目的在于防止地表水和地下水涌入采場。

(2)防水的措施很多，其中礦床疏干就是一項防止地下涌水比較全面而徹底的防水方法。

(3)防水工作必須貫徹以防為主、防排結合的原則，并應與排水、疏干統籌安排。

(4)地面防水措施包括：截水溝，河流改造，調洪水庫，攔河護堤。

(5)地下涌水防治包括：探水鉆孔，防水墻和防水門，防水礦柱，防滲帷幕。

(五)露天礦排水

排水是排除礦坑涌水所采取的方法和設施的總稱。

降雨徑流量是降雨經自然下滲后積存在地面上的水量。降雨徑流量的大小分別按正常降雨量和設計暴

雨頻率的暴雨徑流量計算。

在確定貯水池容積時，還必須考慮到露天采場的允許淹沒程度。

允許淹沒程度用允許淹沒時間和允許淹沒高度表示。

當暴雨出現時，允許露天坑底貯水，短時間淹沒最低工作臺階。排除該積水的期限即為允許淹沒時間,

一般為7天。【2022改】

當采用露天固定式或半固定式水泵排水時，允許淹沒高度不應超過水泵的吸水高度；移動式水泵、潛

水泵、水泵船和地下固定式水泵，不受淹沒高度添加的限制。

第四節露天礦山災害防治技術

1、邊坡災害防范措施

(2)采場邊坡危害類型

露天采場邊坡破壞類型主要有松弛張裂、蠕動變形、崩塌、滑坡等幾種類型。

松弛張裂、蠕動變形、崩塌、滑坡對比記憶表

松弛初坡面近于平行的陡傾張開而無明顯相對

張裂始階段張開裂隙滑移

蠕動臨空方向較長期的緩慢變形，塑性巖石裂紋微錯，或由

變形變形一系列裂隙擴展所致

7

無

既高又陡的邊坡前緣逐次后退、規模逐漸

崩塌明顯滑

地段減小

移面

深層破壞形式出現，其滑動面往往坡內軟弱結構面產

滑坡

深入坡體內部、甚至延伸到坡腳以下生的整體滑動

(3)采場邊坡危害影響因素和防范措施

1.采場邊坡危害影響因素

內在因素決定邊坡變形的形式和規模，對邊坡的穩定性起著控制作用，是邊坡變形的先決條件。邊坡

變形，實質上是內在和外在的各種因素綜合作用的結果。

2采場邊坡危害防范措施

1)嚴防邊坡垮塌事故12022改】

(1)必須采用分臺階分層開采。(2)②建立健全邊坡安全管理和檢查制度。(3)及時消除安全隱患。(4)

加強監測監控

露天礦山必須遵循自上而下的開采順序，分臺階開采。不能采用臺階式開采的，必須自上而下分層順

序開采，并確保臺階(分層)參數符合設計要求：嚴禁掏采，嚴禁在工作面形成傘檐、空洞。

每5年至少進行1次邊坡穩定性分析，現狀高度100m及以上邊坡應當每年進行一次邊坡穩定性分析。

露天采場工作邊坡應每季度檢查1次，運輸或者行人的非工作邊坡每半年檢查1次；

高度超過200nl的露天邊坡應進行在線監測，對承受水壓的邊坡應進行水壓監測。

遇有下列情況時，應采取有效的安全措施：

巖層內傾于采場，且設計邊坡角大于巖層傾角；

有多組節理、裂隙空間組合結構面內傾于采場：

有較大軟弱結構面切割邊坡；

構成不穩定的潛在滑坡體的邊坡。

邊坡高度200米以上的露天礦山高陡邊坡、堆置高度200米以上的排土場，必須進行在線監測,

定期進行穩定性專項分析。

2)主要防治措施

確保露天礦邊坡安全是一項綜合性工作，包括確定合理的邊坡參數，選擇適當的開采技術和制定嚴格

的邊坡安全管理制度。

(1)確定合理的臺階高度和平臺寬度。

(2)正確選擇臺階坡面角和最終邊坡角。

(3)選用合理的開采順序和推進方向。堅持由上而下分臺階水平開采，堅持打下向孔或傾斜孔，杜絕

掏底開采，避免邊坡形成傘檐狀和空洞。

(4)合理進行作業，采用控制爆破技術，減少爆破震動對邊坡的影響。

(5)建立健全邊坡管理和檢查制度，發現邊坡上有裂陷可能滑落或有大塊浮石及傘檐懸在上部時，必

須迅速進行處理。

(6)礦山應選派技術人員或有經驗的工人專門負責邊坡的管理工作，及時消除隱患。

(7)對于有邊坡滑動的礦山，必須采取有效的安全措施，設立專門觀測點，定期觀測記錄變化情況。

3)礦山邊坡危害的防治工作

8

礦山邊坡危害的防治工作主要包括3個方面：邊坡勘測評估、預報監測、治理。滑坡災害防治的原則

應以預防為主，治理為輔，防患于未然。列整治滑坡的有效措施，從防治方法上來看，分為4個類別，可

歸納為“減、排、擋、固”四字經驗。

(1)減。具體方法：

①減小邊坡角。減重反壓。

②控制爆破。減少擾動，按照設計控制邊坡形態。

常用的有預裂爆破、光面爆破、微差爆破、緩沖爆破及減震爆破。

(2)排。疏干排水。

①地表排水

排水溝坡度一般為5%。，斷面大小滿足最大降雨量要求

邊坡頂面設置反坡，留設排水溝，避免積水

對地面較大裂縫、施工鉆孔等應采用礫石、碎石充填，并對裂隙、鉆孔口進行封堵。

(3)擋。抗滑支擋。通過修筑擋土墻、埋設抗滑樁等抵抗阻止坡體下滑，增強邊坡穩定性。

①擋土墻。在邊坡坡腳部位修建，基礎必須深入穩固基巖。分段挖砌，快速施工。不適用臨滑的危險

邊坡。

②抗滑樁。抗滑樁是在邊坡面上，按一定布置方式垂直向下打入的深樁。可分為彈性樁和剛性樁。

(4)固。支護加固。通過物理、化學等方法提高邊坡巖體強度，增強邊坡穩定性。

具體方法：

①錨桿(索)加固：可分為預應力錨桿(索)和注漿錨桿(索)兩大類。可以加固數個臺階規模的

滑體，如果被加固的巖體較為松散，則應加設墩臺、鋼筋網等措施。

②混凝土噴層加固：向邊坡表面噴射混凝土，必要時可加設鋼筋網、鋼格柵等結構，以避免邊坡巖體

風化、潮解、剝落和地表水切割、下滲及滾石滑落等。

③注漿加固：向邊坡巖體裂隙中灌入混凝土漿液，以提高邊坡巖土體性質，封堵地表水下滲通道。

④綜合加固：當滑坡體超過5?6個臺階時，應考慮錨桿、噴層、注漿、抗滑樁、擋土墻聯合加固的

綜合支擋措施。

3.爆破危害防范措施

(1)爆破危害類型

爆破有害效應包括爆破震動、爆破作業沖擊波、爆破飛石、早爆、拒爆、炮煙中毒等。在規定安全距

離時應根據各種效應分別核定最小安全距離，然后取它們的最大值作為爆破的警戒范圍。

(2)爆破危害的影響因素

(3)爆破飛石影響因素

包括：

1裝藥量過大，致使尚有多余的能量作用在石塊上，使碎塊獲得足夠的動能向四周飛散；

2爆物的介質結構不均勻，爆破氣體會作用在某些弱面，導致這些部位產生大量飛石；

3炮孔口堵塞的長度不夠，導致孔口破碎，產生飛石；

4起爆方式也會影響爆破時飛石的產生。

(4)爆破沖擊波影響因素

包括：

1裝藥孔口堵塞長度不夠，堵塞力度也不夠，高溫高壓爆炸產物從孔口外溢，產生爆破沖擊波；

9

2局部抵抗線太小，沿該方向以釋放爆炸能量，產生爆破沖擊波；巖體不均勺，在斷層、夾層等薄

弱部位，爆炸產物集中噴出形成爆破沖擊波；

3爆破時巖體沿最小抵抗線方向振動外移，發生鼓包運動，以及強烈的振動誘發爆破沖擊波。

4.爆破本身危害的控制和防護

1)爆破地震效應控制保護措施具體的方法和措施如下：

(1)采用預裂爆破或開挖減震溝槽。

(2)限制一次爆破最大用藥量。

(3)對于建筑物拆除爆破，應加大拆除部位，減少爆破鉆孔數，對基礎部位采用部分爆破拆除方式、

低爆速炸藥或采用靜態破碎劑o

(4)設置緩沖層。

(5)選擇合理爆破器材，設計合理爆破參數。

2)防止飛石的措施

(1)控制飛石的方向。(2)改變局部裝藥結構和加強堵塞。

(3)合理安排起爆次序和選擇間隔時間。(4)減小裝藥集中度。

(5)進行覆蓋。

3)降低空氣沖擊波的主要措施

(1)防止產生強烈空氣沖擊波的具體措施

①采用良好的爆破技術。②保持設計抵抗線。③進行覆蓋和堵塞。④注意地質構造的影響。⑤控制爆

破方向及合理安排爆破時間。⑥注意氣象條件。

(2)防止拒爆的主要措施：

①禁止使用不合格的爆破器材，不同類型、不同廠家、不同批的雷管不得混用

②連線后檢查整個線路，查看有無連錯或漏連。進行爆破網路準爆電流的計算，起爆前用專用爆破電

橋測量爆破網路的電阻，實測的總電阻與計算值之差應小于10%。

③檢查爆破電源并對電源的起爆能力進行計算;硝錢類炸藥在裝藥時要避免壓得過緊，密度過大。

④炮孔有水時，首先應將孔中的水吹出，用防水袋裝炸藥，雷管腳線的接頭一定要用防水膠布纏好或

用抗水炸藥。

⑤裝藥前要認真清除炮孔內巖粉。

5.運輸危害防范措施

(一)裝運危害類型

(1)機械傷害；(2)物體打擊；(3)車輛傷害；(4)觸電傷害；(5)高處墜落。

(二)裝運危害影響因素

(1)人的錯誤推測與錯誤行為(統稱為人的不安全行為)。

(2)物的不安全狀態。如使用安全保護裝置不完善或缺乏的設備、設施進行作業。

(3)危險的環境。

(4)管理不嚴格。包括：安全規程不落實;管理規章制度或操作規程不健全;交通信號、標志、設施存

在缺陷。

6.礦山水災防范措施

(1)落實企業安全生產主體責任

礦山企業主要負責人(含法定代表人、實際控制人)是本單位防治水工作的第一責任人，要認真履行職

責并層層建立責任制，保障防治水工作投入。組織查明礦區水文地質情況，建立健全防治水組織機構和各

10

項工作制度。堅持預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采的原則。組織落實防、堵、疏、排、截的水

害綜合治理措施。

（2）完善礦山排水設備設施

①加強對排水設備的檢修、維護，確保排水系統完好可靠。

②露天礦山要按設計要求設置排水泵站，在礦山上方和山坡排土場周圍要修筑可靠的截水溝。

③排土場內平臺要設置2%~5%的反坡，并在排土場平臺上修筑排水溝攔截平臺表面及坡面匯水。

7.其他危害防范措施

露天礦山其他危害還包括礦山機械、電氣、高處墜落、放射性物質以及有毒有害氣體等。也應對其采

取針對性的防治技術。

第三章金屬非金屬地下礦山安全技術

1.采礦方法

地下采礦是在采區（或礦塊）中進行回采作業。通常將采區再劃分為礦房和礦柱，一般是先采礦房，再

回收礦柱。采礦方法是開采采區（礦塊）礦石的方法，它包括采準、切割及回采3項工作。

（一）采礦方法的分類

根據回采時地壓管理方法，地下采礦方法歸納為三大類：空場采礦法、崩落采礦法和充填采礦法。

（1）空場采礦法

基本特點是：除沿走向布置的薄和極薄礦脈以及少量房柱法外，礦塊一般劃分為礦房和礦柱兩步驟回

采，先采礦房，后采礦柱；礦房回采過程中留下的空場暫不處理并利用空場進行回采和出礦等作業；礦房

開采結束后，根據開采順序的要求，在空場下進行礦柱回采；根據所用采礦方法和礦巖特性，決定空場內

是否留礦柱及其礦柱形式。

（1）崩落采礦法主要特點

隨采礦工作面的推進，有計劃地強制崩落，或借助自然應力崩落采場頂板或兩幫圍巖，充填采空區，

以控制和管理采場地壓。

（2）充填采礦法

充填的目的是：

支護巖層，控制采場地壓活動；

防止地表沉陷，保護地表地物：

提供繼續向上回采的工作平臺（類似于留礦法功能）;

改善礦柱受力狀態（由單軸受壓變為三軸受壓），保證最大限度地回收礦產資源；

保證安全回采有內因火災危險的高硫礦床；

控制深井開采巖爆，將低深部地溫；

保證露天、地下聯合開采時生產的安全；

處理固體廢料，保護環境。

由于充填采礦法能夠最大限度地回收礦產資源，保護地下、地表環境，特別是近些年來，隨著充填材

料、充填工藝、管道輸送裝備和技術的不斷進步，充填采礦法在有色金屬礦山和貴重金屬礦山開采中得到

廣泛應用。

（二）采礦方法的適用條件

影響地下采礦方法選擇的因素很多，如地質條件、開采技術條件、安全因素、環保要求、設備因素等,

這些因素共同限制了各種采礦方法的適用條件。

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采掘設備。新建礦山的采礦方法選擇要將采掘設備的因素作為重要內容考慮，采用先進、適用的采掘

設備。

最好的方法：充填法，通風好、可以控制地表塌陷、能夠控制自燃發火等。

最有利于減弱沖擊地壓影響的方法：崩落法。

礦石和圍巖的穩固性決定：采場地壓管理、采礦方法的選擇和采場構成要素及落礦方法。

礦體傾角主要影響：礦石在采場內的運搬方式方法。

礦體厚度影響：采礦方法和落礦方法的選擇以及礦塊的布置形式。

記憶方法：凡是好的或者要求高的，都可以考慮充填法

比如：品位較高的富礦和貴重、稀有金屬時，采用回采率高、貧化率低的充填采礦方法。反之，則用

成本低、貧損高的崩落采礦法。

分布比較均勻：不采用選別回采的采礦法

礦體很大：則采用大量崩落法

礦體的形態變化大，礦物及品位在礦體中的分布也不均勻，或者礦體的邊界不清楚：采用能剔除夾石

或分采的采礦方法

緩傾斜礦體：房柱法、全面法

不同品位且相差很懸殊的多個礦體：采用不同的采礦方法，或采用先采富礦暫時保留貧礦的充填采礦

法

礦體賦存深度超過500^600m或原巖應力很大時，有可能產生沖擊地壓或巖爆：充填采礦法或崩落

采礦法

含硫高（或硫、碳均高）、有自燃或發火傾向：充填采礦法

放射性礦石：通風條件較好的充填采礦法

氧化結塊性的礦石：空場采礦法或充填采礦法

地表不允許陷落：充填采礦法和用充填采礦法處理采空區的空場法

第二節地下礦山主要生產系統

1.提升運輸

（一）礦井提升

礦井提升是用一定的裝備沿井筒運出礦石、廢石以及升降人員、材料和設備等的運輸環節。按提升物

料采取的方式可分為兩大類，一類是有繩提升（鋼絲繩提升），另一類是無繩提升（如帶式輸送機提升、水

力提升和氣力提升等），其中鋼絲繩提升應用較為廣泛。

1）礦井提升設備的組成

礦井提升設備主要組成部分有提升容器、提升鋼絲繩、提升機（包括拖動裝置）、井架和天輪以及裝卸

載等附屬裝置。

（2）提升系統

1）豎井單繩纏繞式提升

對于井深在300m以內、卷筒直徑不超過3m的礦井，以采用單繩纏繞式提升系統為宜。

2）豎井單繩摩擦式提升

多繩摩擦式提升機具有很多優點，因此，除井深大于300nl時使用多繩摩擦式提升機代替卷筒直徑大

于3m的單繩纏繞式提升機外，還可以用較小的多繩摩擦式提升機代替卷筒直徑小于3m的單繩纏繞式提升

機。

3）斜井提升

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斜井提升具有施工快、投資少等優點。其缺點是提升速度較慢，特別是當斜長較大時，生產能力較小，

鋼絲繩磨損大，井筒維護費用較高。因此，斜井提升多用于中小型礦山（帶式輸送機提升除外）。

（二）地下運輸

1）地下運輸的分類

地下運輸是地下金屬礦與非金屬礦采掘生產中的重要環節，其工作范圍包括采場運搬及巷道運輸。

2）地下運輸系統

確定的原則應考慮礦床的賦存條件、開拓系統、采礦方法、開采規模、生產服務年限、運輸設備的發

展現狀及企業的管理水平等,

3）帶式輸送機運輸

帶式輸送機運輸是一種連續運輸方式，主要用來運輸礦巖，也可運輸材料和人員。

特點：①輸送能力大。②輸送距離長。③地形適應能力強。④結構簡單、安全可靠。⑤運營成本低。

⑥自動化程度高。⑦具有受天氣影響程度低、壽命長等特點。

2礦井通風

（一）礦井通風系統

1）按全礦統一或分區分類

一個礦井構成一個整體的通風系統稱為統一通風。分區通風具有風路短、阻力小、漏風少、能耗低以

及網路簡單-、風流易于控制、有利減少污風串聯和風量按需分配等優點，能收到較好的通風效果。分區通

風可按礦體分區、按采區分區和按階段水平分區。

（2）按進風井、排風井的布置分類

按進風井與排風井的相對位置，可分為中央式、對角式和中央對角混合式3種不同的布置形式。

1）中央式

進風井、排風井均位于礦體走向中央，風流在井下的流動路線是折返式的。

中央式布置具有基建費用少、投產快、地面建筑集中、便于管理、井筒延深工作方便、容易實現反風

等優點。中央式布置多用于開采層狀礦體。

2）對角式

進風井在礦體一翼，排風井在礦體另一翼，稱為單翼對角式；進風井在礦體中央，回風井在兩翼，稱

為兩翼對角式;當礦體走向很長，進風井和排風井沿走向間隔布置或礦體厚度大，進風井、排風井環繞礦

體周圍間隔布置，稱間隔對角式。對角式通風時，風流在井下的流動路線是直向式的。

（3）按風機工作方式分類

風機工作方式有壓入式、抽出式和壓抽混合式3種

（二）礦井通風設備

（1）風機分類

目前礦井用風機有兩種，一種是軸流式風機;另一種是離心式風機。軸流式風機和離心式風機相比較,

前者效率高、質量輕，動輪葉片的角度可以調整。

（2）風機的工作方式

風機的工作方式可分為壓入式、抽出式、壓入與抽出聯合式3種

（3）反風裝置

主要通風機必須有反風裝置“當礦井發生火災和礦塵爆炸時，為防止災害擴大及適應救護工作的要求,

有時需要改變礦井風流方向。

（三）礦井通風構筑物

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用于引導、遮斷和調節風流的裝置，統稱為通風構筑物。

通風構筑物可分為兩大類，一類是通過風流的構筑物，包括風橋、導風板、風障和調節風窗；另一類

是遮斷風流的通風構筑物，包括密閉墻和風門等。

(1)設置風門的要求：

①每組風門不少于兩道，通車風門間距不小于一列車長度，行人風門間距不小于5m。

②風門能自動關閉；通車風門實現自動化，礦井總回風和采區回風系統的風門要裝有閉鎖裝置；

風門不能同時敞開：

③門框要包邊沿口，有墊襯，四周接觸嚴密，門扇平整不漏風，門扇與門框不歪扭。門軸與門框

要向關門方向傾斜80°~85。；

(2)建立測風站要求：

(1)測風站應設在直線巷道內，站內不得有任何障礙物，巷道周壁應平整光滑。

(2)測風站的長度應大于4m,斷面應大于4n?。

(3)站前、站后的直線段巷道長度應大于10m,,

3.礦井排水

(二)排水系統

礦山同時工作的階段數目較多，其排水系統的布置方式也很多。

(三)排水設備和管路

(1)排水設備

地下礦山采用的排水設備很多，最常用的是臥式電動離心式水泵。水泵的臺數和能力應根據雨季的長

短、涌水量的大小和揚程的高低來決定。必須有足夠的備用水泵。

井下主要排水設備應包括工作水泵、備用水泵和檢修水泵。工作水泵應能在20h內排出一晝夜正常

涌水量；工作水泵和備用水泵應能在20h內排出一晝夜的設計最大排水量。備用水泵能力不小于工作水

泵能力的50%；檢修水泵能力不小于工作水泵能力的25%。只設3臺水泵時，水泵型號應相同。

(2)排水管路

排水管路包括排水管道和吸水管道。一般礦井所用的普通排水管有：鑄鐵管、鋼管、無縫鋼管。使用

鑄鐵管的優點是經濟、耐用，但質量大。

(四)主水泵房的布置

水泵房一般設于井底車場附近，并與主變電所并列布置，并設防火墻隔開；

嚴密封閉、堅固、干燥，照明和通風良好；

井下最低中段的主水泵房出口不少于兩個；一個通往中段巷道并裝設防水門；另一個在水泵房地面7m

以上與安全出口連通，或者直接通達上一水平。水泵房地面應至少高出水泵房入口處巷道底板0.5m；潛

沒式泵房應設兩個通往中段巷道的出口。

4礦山充填系統

1.充填材料的輸送方法

(1)水力輸送“

(2)風力輸送。

(3)機械充填。

5.供配電

(一)、礦山電力負荷級別劃分礦山電力負荷分為一級負荷、二級負荷和三級負荷。

1.一級負荷

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因中斷供電將造成人身傷亡或重大設備損壞、重大產品報廢、重要原料生產的產品大量報廢、重點企

業的連續生產過程被打亂需要長時間才能恢復，從而給國民經濟造成重大損失者，屬于一級負荷。礦山電

力一級負荷包括以下幾點。

(1)因事故停電有淹沒危險的礦井主排水泵。

(2)屬于下述條件之一的礦井主要風機：

有爆炸和火災危險的礦井(如有瓦斯的煤礦、高硫礦床等)；含有對人有生命危害的氣體的礦井(如有

氧氣的鈾礦)。

(3)屬于下列條件之一的經常使用的豎井載人提升機：

①有爆炸、火災危險或含有對人有生命危害的氣體的礦井。②無平胴作安全出口，且井深超過150m。

(4)礦井瓦斯抽放泵。

2.二級負荷

因中斷供電將造成主要設備損壞、大量產品報廢、連續生產過程被打亂需較長時間才能恢復，使重點

企業大量減產，因而給國民經濟造成較大損失的，屬于二級負荷。

礦山電力二級負荷包括以卜幾點。

(1)露天開采的主排水泵。(2)不屬于一級負荷的礦井主要風機。

(3)不屬于一級負荷的主要提升機。(4)供地下水采用的空氣壓縮機。

(5)主要運輸的架空索道與帶式輸送機(6)牽引變電所。

(7)采礦場的生產負荷。(8)生產、消防用水水泵。

(9)水源缺乏地區的生活用水水泵.(10)地下采礦及生產車間的照明。

(三)井下配電電壓

1.高壓配電電壓

井下高壓電力網的配電電壓一般采用6kV,不超過35kV；有條件時宜采用10kV,

2.低壓配電電壓

井下低壓電力網的配電電壓一般采用380V、660V；有條件時宜采用1140V；

手持式電力設備的額定電壓應不超過127V；

電機車牽引網絡電壓：交流不超過380V、直流不超過750V。

(四)井下主變電所

井下主變電所是一個帶有10(6)/0.4kV或10(6)/0.69kV電力變壓器，兼作低壓配電用的高壓配電所。

其主要作用是對井下高壓用電設備及井底車場低壓用電設備進行配電。當不帶電力變壓器時，也常稱為井

下主配電所或井下某階段高壓配電所。

(五)采區變電所

采區變電所設有電力變壓器、高壓開關及保護裝置(如跌落式熔斷器)、低壓配電屏、照明變壓器等變

配電設備。其主要作用是把井下主變電所或地面高壓配電所的高壓電源通過電力變壓器轉換為適合井下采

掘工作面用電設備需要的低壓電源，直接或通過配電點向采掘工作面的用電設備供電。

(六)采掘工作面供電

采掘工作面用電設備的電源一般引自采區配電點(或直接由采區變電所引來)。配電點位置是隨著采掘

工作的進行需要定期搬遷。配電點至受電設備的移動電纜的長度一般不宜超過100m。否則，配電點即應搬

遷。

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井下主變電所采區變電所采區配電點采掘工作面供電

變壓器：10⑹/0.4kV設備：電力變壓器、高作用：配電來源：引自采區配電點

作用：井下高壓用電設壓開關及保護裝置(如(或直接由采區變電所

備及井底車場低壓用電跌落式熔斷器)、低壓引來)

設備進行配電配電屏、照明變壓器要求：定期搬遷；移動

作用：變壓；直接或通電纜的長度一般不宜超

過配電點供電過100m

(七)井下照明

1.照明地點設置【2022改】

井下所有作業地點、安全通道和通往作業地點的通道均應設照明。

下列場所應設置應急照明：

(1)井下變電所；

(2)主要排水泵房；

(3)監控室、生產調度室、通信站和網絡中心；

(4)提升機房；

(5)通風機房：

(6)副井井口房：

(7)礦山救護值班室。

2.照明電壓【2022改】

運輸巷道、井底車場照明，不超過220V；

采掘工作面、出礦巷道、天井和天井至回采工作面之間照明，不超過36V；

行燈電壓不超過36V。

3.照明電源12022改】

照明電源都需經照明變壓器供電。

【新規程】照明變壓器應采用專用線路供電。照明電源應從其供電變壓器低壓出線側的斷路器之前引

出。

4.照明線路

變壓淵干線式三相電源供電。在三相內要求燈具均勻分配，各相負荷矩基本相等。

聚氯乙烯電力電纜或塑料絕緣導線(410麗,2)

移動式：聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電線或礦用橡套電纜。

6.安全避險系統

(-)緊急避險系統建設要求

(1)應建設完善緊急避險系統，并隨井下生產系統的變化及時調整，建設的內容包括為入井人員提

供自救器、建設緊急避險設施、合理設置避災路線、科學制定應急預案等。

(3)應為入井人員配備額定防護時間不少于30min的自救器，并按入井總人數的10%配備備用自救

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器。所有入井人員必須隨身攜帶自救器。

(4)緊急避險設施的額定防護時間應不低于96h0緊急避險系統建設完成，經驗收合格后方可投入

使用。

(二)緊急避險系統設置要求

(1)每個礦井至少要有兩個獨立的直達地面的安全出口，安全出口間距不小于30m：井下每個作業

階段、采區、采場都必須有兩個獨立的安全出口，并且必須暢通無阻。

(2)應編制事故應急預案，制定各種災害的避災路線，繪制井下避災線路圖，做好井下避災路線的

標識。

(3)緊急避險設施的設置要求：

①水文地質條件中等及復雜或有透水風險的地下礦山，應至少在最低生產中段設置緊急避險設

施。

②生產中段在地面最低安全出口以下垂直距離超過300m的礦山，應在最低生產中段設置緊急避

險設施。

③距中段安全出口實際距離超過2000m的生產中段，應設置緊急避險設施。

④應優先選擇避災嗣室。

(4)單個避災洞室的額定人數不大于100人。緊急避險設施應高于巷道底板0.5m以上，前后20m范

圍內應采用非可燃性材料支護。緊急避險設施的入口處，應設有“緊急避險設施”的反光顯示標志。

(5)礦山井下壓風自救系統、供水施救系統、通信聯絡系統、供電系統的管道、線纜以及監測監控

系統的視頻監控設備應接入避災洞室內。各種管線在接入避災嗣室時應采取密封等防護措施。

(三)緊急避險系統

緊急避險系統是在礦山井下發生災變時，為避災人員安全避險提供生命保障的由避災路線、緊急避險

設施、設備和措施組成的有機整體。

(1)每個礦井至少要有兩個獨立的直達地面的安全出口，安全出口間距不小于30m：每個生產中段必

須有至少兩個便于行人的安全出口，并和通往地面的安全出口相通；每個采區必須有兩個便于行人的安全

出口，并經上、下巷道與通往地面的安全出口相通。

(2)應編制事故應急預案，制定各種災害的避災路線，繪制井下避災線路圖，并按照《礦山安全標志》

(GB14161)的規定，做好井下避災路線的標識。

(四)壓風自救系統

壓風自救系統是在礦山發生災變時，為井下提供新鮮風流的系統，包括空氣壓縮機、送氣管路、三通

及閥門、油水分離器、壓風自救裝置等。

(3)壓風自救系統的空氣壓縮機應安裝在地面，并能在lOmin內啟動。空氣壓縮機安裝在地面難以保

證對井下作業地點有效供風時，可以安裝在風源質量不受生產作業區域影響且圍巖穩固、支護良好的井下

地點。

(4)壓風管道應采用鋼質材料或其他具有同等強度的阻燃材料

(5)壓風管道敷設應牢固平直，并延伸到井下采掘作業場所、緊急避險設施、爆破時撤離人員集中地

點等主要地點。

(6)各主要生產中段和分段進風巷道的壓風管道上每隔200~300m應安設一組三通及閥門。

(7)獨頭掘進巷道距掘進工作面不大于100m處的壓風管道上應安設一組三通及閥門，向外每隔

200~300m應安設一組三通及閥門。有毒有害氣體涌出的獨頭掘進巷道距掘進工作面不大于100m處的壓風

管道上應安設壓風自救裝置。

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(8)爆破時撤離人員集中地點的壓風管道上應安設一組三通及閥門。

(9)壓風管道應接入緊急避險設施內，并設置供氣閥門，接入的礦井壓風管路應設減壓、消音、過濾

裝置和控制閥，壓風出口壓力應為0.ro.3MPa,供風量每人不低于0.3m7min,連續噪聲不大于70dB(A)

(五)供水施救系統

供水施救系統是在礦山發生災變時，為井下提供生活飲用水的系統，包括水源、過濾裝置、供水管路、

三通及閥門等。

1.建設要求

(2)供水施救系統應優先采用靜壓供水；當不具備條件時，采用動壓供水。

(4)供水管道應采用鋼質材料或其他具有同等強度的阻燃材料。

(5)供水管道敷設應牢固平直，并延伸到井下采掘作業場所、緊急避險設施、爆破時撤離人員集中地

點等主要地點。

(6)各主要生產中段和分段進風巷道的供水管道上每隔200~300nl應安設一組三通及閥門。

(7)獨頭掘進巷道距掘進工作面不大于100m處的供水管道上應安設一組三通及閥門，向外每隔

200~300m應安設一組三通及閥門。

(8)爆破時撤離人員集中地點的供水管道上應安設一組三通及閥門。

(9)供水管道應接入緊急避險設施內，并安設閥門及過濾裝置，水量和水壓應滿足額定數量人員避災

時的需要。

(11)供水施救系統的配套設備應符合相關標準的規定，納入安全標志管理的應取得礦用產品安全標

志。

(12)供水施救系統安裝完畢，經驗收合格后方可投入使用。

(六)通信聯絡系統

通信聯絡系統是在生產、調度、管理、救援等各環節中，通過發送和接收通信信號實現通信及聯絡的

系統，包括有線通信聯絡系統和無線通信聯絡系統。

(3)控制中心備用電源應能保證設備連續工作2h以上。

(七)人員定位系統

(4)應每3個月對人員定位系統信息資料、數據進行備份，備份數據應保存6個月以上。

(八)監測監控系統

(8)每3個月應對監測監控數據進行備份，備份的數據保存時間應不少于2年，視頻監控的圖像資料

保存時間應不少于1個月。

有毒有害氣體傳感器的設置要求：

①每個生產中段和分段的進、回風巷靠近采場位置應設置一氧化碳或二氧化氮傳感器；

②壓入式通風的獨頭掘進巷道，應在距離回風出口5~10m回風流中設置傳感器；

抽出式和混合式通風的獨頭掘進巷道，應在風筒出風口后10?151n處設置；

③帶式輸送機滾筒下風側10~15m處應設置一氧化碳和煙霧傳感器。

④傳感器應垂直懸掛，距巷壁應不小于0.2m,一氧化碳傳感器和煙霧傳感器距頂板應不大于0.3

m,二氧化氮傳感器距底板應不高于1.6m?

第三節礦山地壓災害防治技術

1.礦山地壓概述

地壓的顯現使巖體產生變形和各種不同形式的破壞。為了便于分析各種不同性質的地壓，按其表現形

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式，將地壓分為變形地壓、散體地壓（亦稱松動地壓）、沖擊地壓、膨脹地壓4類。

2礦山地壓的安全防治技術

（一）井巷地壓

井巷的維護應遵循以下主要原則。

（1）合理選擇井巷的位置。（2）采用合理的施工。

（3）選擇合理的支護類型。（4）選擇合理的斷面形狀和尺寸。

（5）確定合理的支護時間。

主要巷道應布置在崩落帶以外，并保持一定距離；

應快速掘進，盡量采用光面爆破、預裂爆破等先進的爆破技術；

變形地壓為主的巷道：應選擇可縮性大的柔性支架，如錨噴支護、可縮性鋼支架等。

松動地壓為主的巷道：可選用有足夠強度的剛性支架，如石料砌混凝土、鋼木支架、鋼筋混凝土支架

等。

圓形與橢圓形井巷斷面的應力集中程度最低，巷道頂