1.礦山概述
(1)礦床概述
1)礦產、礦床和礦體
①礦產。指埋藏在地殼內能為人類所利用的有用礦物資源或礦物集合體。一般可分為四大類:金屬礦產、非金屬礦產、能源礦產和水氣礦產。
②礦床。地殼內部或表面富集的有用礦物聚集體,其質和量適合于工業(yè)利用,并在現(xiàn)有技術經濟條件下能夠幵釆利用的部位稱為礦床。
③礦體。礦體是礦石的堆積體,是構成礦床的基本單位,也是直接開釆對象。
④圍巖。圍巖是圍繞在礦體周圍無經濟價值的巖石。
2)成礦作用和礦床的成因分類。成礦作用是指地殼中的有用成分(元素或化合物)和其余成分分離幵來,在局部集中富集形成礦床的作用。
從成礦地質作用和成礦物質的來源考慮,成礦作用分為三類:內生成礦作用、外生成礦作用,以及變質成礦作用。
3)礦體的形狀
①按礦體的形狀,可以把礦床分為層狀礦床、脈狀礦床和塊狀礦床。
②按礦體傾角,可以把礦床分為水平礦床、緩傾斜礦床、傾斜礦床和急傾斜礦床。
③按礦體厚度,可以把礦體分為極薄礦體、薄礦體、中厚礦體、厚礦體和極厚礦體。
(2)地質構造
1)地質構造。指地質體(巖層、礦體〉存在的空間形式、形態(tài)及相互關系,是地質作用(地殼運動等〉所造成的巖層傾斜、彎曲、斷裂等現(xiàn)象。
2)褶皺構造。層狀的巖石由于受到地殼運動的影響,形成了波狀起伏的彎曲狀態(tài),但其連續(xù)性和完整性沒有受到破壞,這種構造稱為褶皺構造。
3)斷裂構造。組成地殼的巖石受到地質構造力作用后,巖石的連續(xù)完整性受到破壞,使巖石發(fā)生了斷裂和錯動,這種構造稱為斷裂構造。
4)節(jié)理。節(jié)理就是巖石中的裂隙,是巖石產生斷裂后沒有明顯位移的斷裂構造。
5)斷層。指巖層在構造應力作用下,發(fā)生了斷裂構造,并有顯著位移的斷裂構造。
(3)水文地質
1)分類。自然界的水可分為三大類:大氣中的水稱大氣水,也稱大氣降水;地殼表面的水稱地表水;地殼里的水稱地下水。
2)水對礦山幵釆的影響特征
①大氣降水。大氣降水是礦坑充水的經常性補充水源之一,開釆位于低地且埋藏較淺的礦床,大氣降水將是礦坑充水的主要來源。開釆高于河谷地段的礦床,大氣降水將是礦坑充水的唯一水源。
②地表水。開釆位于海、河、湖泊和水庫等地表水體影響范圍內的礦產時,在一定條件下,這些水便能夠涌入坑道,成為礦坑充水甚至淹井的水源。
③地下水。包括孔隙水、裂隙水和巖溶水。
a.孔隙水?紫端莾Υ嬗谒缮⒊练e層中以及巖石孔隙中的水,水量一般比較小,在開釆松散沉積層中的礦體和圍巖時,孔隙水便會涌入坑道,形成礦坑涌水。
b.裂隙水。裂隙水是埋藏于堅硬巖石裂隙中的水,坑道揭露含有裂隙水的礦體和圍巖時,裂隙水便會涌入坑道,形成礦坑涌水。
c.巖溶水。巖溶水是埋藏于巖溶性溶洞中的水,在巖溶發(fā)育地區(qū),巖溶水對礦床開采
威脅較大。
(4)礦床開釆
礦床開釆分為露天開釆、地下開釆和海洋開釆三大類。這里重點介紹前兩種。
1)露天開釆。露天開釆就是從地表直接釆出有用礦物的釆礦方法,可分為機械開釆、人工開釆、水力開釆和挖掘船開釆。由露天開釆形成的各種礦山坑道的總體稱為露天采場。根據礦床埋藏條件和地形條件,露天礦山分為山坡露天礦和凹陷露天礦。露天開釆形成的釆坑、臺階和露天溝道總稱為釆礦場。
露天礦的開釆方式分為全境界(不分期)開釆方式和分期開釆方式兩類。而分期開釆又分為分期過渡開釆(分期時間長)、擴幫開釆。
影響露天礦邊坡穩(wěn)定的主要因素有巖性、結構面、水文地質條件、邊坡振動和其他影響條件。礦山邊坡破壞的主要形式為崩塌、滑坡。
2)地下開釆。地下開釆是從地表掘進一系列通達礦體的各種通道,用以提升、運輸、通風、排水、行人等構成的開釆系統(tǒng)釆出有用礦物的釆礦方法。地下礦床開釆分為開拓、釆準、回釆三個步驟。
地下開釆系統(tǒng)的釆坑方法主要有空場釆礦方法、崩落釆礦方法和充填釆礦方法三大類。
(5)礦山爆破
1)起爆器材。起爆器材是進行爆破作業(yè)引爆工業(yè)炸藥的一切點火和起爆工具。按作用可分為起爆器材和傳爆器材:各類雷管屈于起爆器材;導火索、導爆管屬于傳爆器材;繼爆管、導爆索既起爆又可傳爆,是兩者的結合。
2)爆破方法
①淺眼爆破法。包括井巷掘進爆破、淺眼崩礦爆破和露天小臺階炮眼爆破。
②深孔爆破法。包括井下深孔爆破法、露天深孔爆破法。
③藥壺爆破法。利用集中藥包爆破的一種特殊形式。
④硐室爆破法。是在專門的硐室或巷道內裝藥爆破的方法。
(6)礦山提升運輸
礦山提升運輸包括豎井提升、斜井提升和平巷運輸三大類。在陡峭山區(qū)也釆用架空索道運輸,這是一種有效的運輸方式。
礦山提升系統(tǒng)包括提升機、提升容器、鋼絲繩、防墜器、井架、天輪、井筒導向裝置、井底和井口的承接裝置、阻車器、井口安全設施、安全閘、信號裝置等。
地下礦山運輸系統(tǒng)分為軌道運輸、無軌運輸和膠帶運輸?shù)取?/span>
(7)礦井通風
礦井通風系統(tǒng)是指井下各作業(yè)地點供給新鮮空氣,排除污濁空氣的通風網絡、通風動力和通風控制設施的總稱。
礦井通風系統(tǒng)根據進出風的相對位置分為中央式、對角式、混合式三類。
多級機站通風系統(tǒng)釆用多級機站壓軸式(又稱可控式〕通風系統(tǒng)技術,用幾級扇風機站接力來代替主扇。在進風段、需風段和排風段均有扇風機控制,使風流能控制到需風段。機站級數(shù)一般劃分為三至六級。
礦井通風網絡分為串聯(lián)通風網絡、并聯(lián)通風網絡和角聯(lián)通風網絡三種。
礦井通風動力有自然風壓(即自然通風)和扇風機通風風壓(即機械通風)兩種。
礦井通風控制設施包括:主扇風硐、擴散器及反風裝置,主扇擴散器與擴散塔,反風裝置,風橋,導風板,調節(jié)風窗,風門,礦用空氣幕,系統(tǒng)自動控制設備。
(8)礦山防排水
礦山水害有地表水害和地下水害兩大類。
1)地表水的治理。合理確定井口位置,使礦井井口標高髙于當?shù)貧v史最高洪水位1m以上;填堵通道和消除積水;整治河流,減少和抑制河流滲水;挖溝排(截)洪,將洪水排出礦區(qū);留安全礦柱,隔斷透水通道,防止地表水進入礦內;做好雨季前的防汛工作。
2)地下水的治理。查明水源,超前探水,排水疏干,隔水與堵水。
地下水的防治應遵循“有疑必探、先探后掘”的原則,采取“查、探、堵、放”措
施。實行探水前進,超前鉆孔;隔絕水路,堵住水源;放水疏千,消除隱患的綜合防水措施。
(9)尾礦庫
1)尾礦庫的基本構成。尾礦庫一般由尾礦堆存系統(tǒng)、尾礦庫排洪系統(tǒng)和尾礦庫回水系統(tǒng)等部分組成。
①尾礦堆存系統(tǒng)。該系統(tǒng)—般包括壩上放礦管道、尾礦初期壩、尾礦后期壩、浸潤線觀測、位移觀測和排滲設施等。
②尾礦庫排洪系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般包括截洪溝、溢洪道、排水井、排水管、排水隧洞等構筑物。
③尾礦庫回水系統(tǒng)。該系統(tǒng)大多數(shù)利用庫內排洪井、排洪管將澄淸水引至下游回水泵站,再揚至高位水池。
2)幻尾礦庫的類型及特征。尾礦庫一般有山谷型尾礦庫、傍山型尾礦庫、平地型尾礦庫和截河型尾礦庫四種類型。
尾礦庫根據尾礦庫全庫容和設計壩高來劃分等級,當兩者的等級差別為一等時,以高者為準;兩者差別大于一等時,按高者降低一等。
尾礦壩是尾礦庫用來攔擋尾礦和水的維護構建物。一般尾礦壩是由初期壩(又稱基礎壩)和后期壩(又稱尾礦堆壩)組成。初期壩的壩型又分為不透水壩和透明壩。不透水初期壩是釆用透水性較小的材料筑成的初期壩;透水初期壩是釆用透水性較好的材料筑成的初期壩。初期壩包括均質土壩、透水堆石壩、廢石壩、砌石壩和混凝土壩五種壩型。后期壩筑壩方式可以分為以下幾種類型:上游式尾礦筑壩、下游式尾礦筑壩、中線式尾礦筑壩和濃縮錐式尾礦筑壩。尾礦壩穩(wěn)定性分析主要指抗滑穩(wěn)定、滲透穩(wěn)定和液化穩(wěn)定分析。
3)尾礦庫排洪系統(tǒng)。尾礦庫設置排洪系統(tǒng)的作用是及時排除庫內暴雨積水、回收庫內尾礦澄淸水。
尾礦庫庫內排洪系統(tǒng)構筑物通常由進水構筑物和輸水構筑物兩部分組成。進水構筑物避本形式有排水井、排水斜槽、溢洪道和山坡截水溝等;輸水構筑物的基本形式有排水管、隧洞、斜槽和山坡截水溝等。
尾礦庫排洪系統(tǒng)一般選擇地基工程地質條件均勻,無斷層、破碎帶、滑坡帶及軟弱巖層的地點建造。
2.礦山安全評價導則
相關導則有《煤礦安全評價導則》(煤安監(jiān)技裝字〔2003〕114號)、《非煤礦山安全評價導則》。