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金属地下矿山中深孔落矿作业安全技术标准

  发布日期:2015年01月06日  点击:7343次

金属地下矿山中深孔落矿作业安全技术标准

 

2012-03-01发布 2012-04-01实施

 

山东省质量技术监督局发布

 

目次

前言

1 范围

2 规范性引用文件

3 术语和定义

4 基本要求

5  中深孔落矿设计

6  施工准备

7  落矿作业

8  作业质量控制

附录A岩层稳定性分类

附录B本规范用词说明

 

 

 

前言

本标准按照GB/T 1.1给出的规则起草。

本标准由山东省安全生产监督管理局提出并归口。

本标准负责起草单位:山东金属学会、济南钢城矿业有限公司、山东乾舜矿冶科技股份有限公司。

本标准参加起草单位:莱钢集团莱芜矿业有限公司、山东金岭铁矿、莱钢集团鲁南矿业有限公司、山东华联矿业股份有限公司、济南斯泰普咨询有限公司、鲁中矿业有限公司。

本标准主要起草人:邹仲琛  张相军、石绍海、张省军、冯英俊、亓峻峰、冯婕、张龙平、张作金、刘圣刚、赵贵军、孙彦庆、亓中华、张逢义、张文哲、陈旺。

 

 

金属地下矿业中深孔落矿作业

安全技术标准

1范围

本标准规定了金属地下矿山中深孔落矿的中深孔设计、凿岩施工和爆破落矿的安全技术要求。

本标准适用于山东省境内金属地下矿山中深孔落矿设计、施工,安全、技术和质量管理;适用于安全生产监督管理部门对中深孔落矿的监督管理。

对高硫矿床和其它有自燃、自爆因素的矿床;地质条件复杂,地压大、岩层破碎和开采深度千米以上的矿床;有有毒气体、有害气体(如氡气)的矿床;有矿区老硐、老采空区、有塌陷危险的矿床;水害严重、水文地质条件复杂、有可能突发涌水的矿床;有放射性元素的矿床;三下(建筑物、水体、交通线)矿床;有可能发生其他特殊灾害的矿床,除执行本标准外,应与针对上述特殊矿床的国家和山东省有关法律、法规及条例一并执行。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB 6722 爆破安全规程

GB 16423 金属非金属矿山安全规程

GB 16297 大气污染物综合排放标准

GB 50086 锚杆喷射混凝土支护技术规范

3 术语和定义

3.1 中深孔

中深孔一般是指孔径50~75mm,深度5~20m的炮孔。

3.2 落矿

将矿石从矿房岩体中分离下来,并破碎成适当块度的过程称为落矿。落矿方法有:爆破、机械、自然崩落或其它。本标准所指落矿为爆破落矿。

3.3 中深孔落矿作业

采用中深孔凿岩爆破方式将矿石从矿房岩体中分离下来,并破碎成适当块度的工艺过程。

3.4 光面爆破 

沿开挖边界布置密集炮孔,采取不藕合装药或装填低威力炸药,在主爆区之后起爆,以形成平整的轮廓面的爆破作业。

3.5 盲炮

因各种原因造成药包拒爆的装药,未能按设计起爆的装药或部分装药。

3.6 悬顶

因各种原因造成矿石没有全部落下或未达到设计爆破高度的状态。

3.7 二次破碎

对爆破落矿产生的不合格大块在矿石运搬过程中进行的破碎。

4 基本要求

4.1 中深孔落矿,应采用先进的技术工艺和施工设备,确保生产安全,提高工效。

4.2 施工中使用的设备、材料和备件,应符合设计规定和产品标准,并具有出厂合格证;没有出厂合格证时,应经检验合格后方准使用。

5 中深孔落矿设计

5.1 设计原则

凿岩施工、爆破作业安全;每米炮孔崩矿量大,回采强度高;大块少,二次破碎量小;矿石贫化率及损失率小;材料消耗少。

5.2 设计内容

中深孔落矿设计应包括工艺参数的确定、施工及安全要求等,主要内容如下:

5.2.1 凿岩方案,包括:凿岩机械,凿岩顺序,炮孔布置及其参数选取,一次落矿分层高度确定及落矿体积计算。

5.2.2 爆破方案,包括:炮孔装药、填塞及起爆网络设计,确定雷管段别及起爆方式、顺序,连线、起爆站位置,计算一次爆破量及爆破安全距离,界定安全警戒与撤离区域范围,布设信号标志,提出警戒要求及对主要设施、设备的安全防护等。

5.2.3 出矿方案,包括:确定出矿方式、出矿顺序、出矿控制量、出矿与凿岩作业应保持的安全步距及爆堆与作业顶板的高度要求等。

5.2.4 支护方案,包括:支护方式的选择及工艺技术要求。

5.2.5 安全技术与防护措施。

5.3 炮孔布置

中深孔布置方式主要有扇形布置和平行布置两种。

扇形布置凿岩巷道掘进工程量小、炮孔布置灵活,钻孔设备移动次数少,扇形孔呈放射状排列,孔口间距小而孔底距较大,崩落矿石块度不均匀,;

平行布置主要用于矿体规整,要求矿石块度均匀的场合。

5.4 爆破参数确定

5.4.1 炮孔直径

炮孔直径一般为50~90mm,最大可大于100mm,主要取决于使用的凿岩设备、钻具以及落矿分段高度、生产效率要求等。

5.4.2 炮孔深度

常用炮孔深度为5~20m,视分段落矿高度及矿体(或采幅)的边界而定,以便控制采幅,降低矿石损失。

5.4.3 炮孔排距

炮孔排距通常等于最小抵抗线 ,一般为炮孔直径d的25~30倍。最小抵抗线 ,亦可用下式求出:

W=d7.85Δηmq(1)

式中:

d—炮孔直径,mm;

Δ—装药密度,g/cm3;

η—装药系数, η=0.7~0.8;

m —中深孔密集系数(近系数),m=0.8~1.2;

q —单位炸药消耗量,g/cm3。

当 过大,会降低破碎质量,大块多;过小时,则使矿石过度粉碎,既增加了凿岩成本,浪费爆破器材,也给易氧化、易粘结矿石的装运工作带来困难。

5.4.4 炮孔间距

炮孔间距是指同排内相邻炮孔的距离,扇形孔用孔底距a表示。孔底距一般为最小抵抗线的0.8~1.2倍,即(0.8~1.2)w。孔底距a亦可用下式计算:

a=mW(2)

式中:

m-密集系数(邻近系数),一般取0.8~1.2;对于扇形孔底m值可增大到1.5~3.0;

W-最小抵抗线,mm。

5.4.5 炸药单耗

炸药单耗与矿石性质、炸药性能、炮孔直径和深度、采幅宽度等因素有关。常用井下爆破炸药单耗见表5-1。

表1常用井下爆破炸药单耗

岩石硬度系数 (f)<88~1010~15炸药单耗(kg/m3)0.26~1.01.0~1.61.6~2.65.4.6 采场一次爆破总装药量:用下式计算。

Q=qABL(3)

式中:

Q-采场一次爆破总装药量,kg;

q-炸药单耗,kg/m3;

A-采幅宽度,m;

B-一次崩矿总长度,m;

L-平均炮孔深度,m。

5.4.7 起爆顺序及时间间隔

从自由面开始,采用排间延期或排内延期的起爆顺序,非电导爆管雷管起爆。以形成新自由面所需要的时间来确定延期间隔时间,通常情况下,延期间隔时间为15~75ms,常用25~30ms,如雷管延期时间精度差,随着排数的增加,排间延期间隔时间应依次加长。

5.4.8 机心高度

底板到凿岩钻机放射盘中心的高度,一般1~1.2m,取决于凿岩设备。

5.4.9 多巷道凿岩炮孔排面间衔接

多凿岩巷道布孔时,炮孔排面间应保持一定衔接关系,同排同段爆破的两条凿岩巷道,应使炮孔分布均匀,以减少大块的产出率。同排不同段或既不同排又不同段的炮孔衔接时,通常在相邻炮孔控制范围的边界,留0.8~1m的间隔。在同一平面上的炮孔,但爆破方向互相垂直,其间应留1~1.5m的间隔。凡留有间隔带的地方,在其附近都需增设一排加强炮孔,以消除间隔带。

炮孔底部距采空区、巷道或硐室,应留0.8~1.2m不穿透孔。孔底应超深矿体轮廓线0.4~0.6m。

5.4.10 考虑分组爆破布置,组间加大排距,防止后冲挤孔,组内采用大密集系数布置。组间第一排亦可施工前仰角。

5.4.11 水平孔应稍微向上倾斜,一般孔深在8m时,仰角可取3°~5°,孔深大于8m时,仰角可取5°~7°,有条件时仰角可取10°。

5.4.12 排面布置要考虑矿房中已发现的节理、裂隙等对凿岩、爆破的影响,合理布置。

5.5 爆破器材及有关作业要求

5.5.1 爆破作业均应使用符合国家标准或行业标准的爆破器材。

5.5.2 在爆破中推广应用爆破新技术、新工艺,新器材、新仪表应经有关部门或经授权的行业协会批准。

5.5.3 为降低劳动强度,宜应用装药器装药。

5.5.4 在金属矿山宜使用导爆管、导爆索等安全性好的起爆器材。

5.5.5 落矿爆破要制定爆破方案,包括:确定爆破时间、爆破位置、爆破排数、炮孔米数、起爆方式、起爆顺序、延时分段、分段和总爆破药量、起爆器材消耗、安全注意事项、负责人等。

5.6 其他

出矿方案、支护方式、安全技术与防护措施等,应根据矿山地质条件、生产实际情况,按GB 16423进行设计。

6 施工准备

6.1 审核、落实施工设计

施工前必须审核施工设计,并经技术负责人签批后方可实施。审核的主要内容包括:

6.1.1 采区(或矿块、矿房)工程地质、水文地质等开采技术条件;

6.1.2 采区(或矿块、矿房)通风、人行、充填系统工程布置情况;

6.1.3 凿岩方案、 爆破方案、出矿方案、支护方案是否合理,安全技术与防护措施是否可靠、有效。

6.1.4 施工人员应熟悉、掌握施工设计方案及安全操作要求,按设计施工。

6.2 检查作业面安全状况

6.2.1 矿体已由工程揭露,应了解、掌握矿体与围岩的稳定性情况;

6.2.2 采准工程已施工完成,通风、人行安全出口等回采基本条件已具备。

6.3 爆破作业准备及器材检查

6.3.1 爆破作业区应有充足的照明设施、以保证作业安全,爆破装药现场不应用明火照明;爆破装药采用电灯照明时,在离爆破器材20 m以外可装220V的照明器材,在作业现场使用电压不高于36V的照明器材。

6.3.2 对于因爆破抛掷矿石埋孔的情况,要进行处理,确保所有炮孔都能装药。遇有堵孔时要使用输药管或其它方式进行通孔。

6.3.3 在实施爆破作业前,应

——对所使用的爆破器材进行外观检查;

——对电雷管进行电阻值测定,导爆管段别核查;

——对使用的仪表、电线、电源进行性能检验。

6.3.4 爆破器材外观检查项目应包括:

——雷管管体不应压扁、破损、锈蚀,加强帽不应歪斜;

——导火索和导爆索表面要均匀且无折伤、压痕、变形、霉斑、油污;

——导爆管管内无断药,无异物或堵塞,无折伤、油污、穿孔,端头封口;

——粉状硝铵类炸药不应吸湿结块,乳化和水胶炸药不应稀化或变硬。

7 落矿作业

7.1 严格按矿房中深孔落矿施工设计进行布孔凿岩,装药、连线起爆。

7.2 在落矿过程中,应按设计的采幅或矿体厚度,控制顶板暴露面积,注意控制地压,以提高采场顶板的稳定性。

7.3 每次落矿的顶板炮孔、矿房边界或接近间柱的炮孔均宜采用光面爆破,以减少对作业顶板、相邻矿房或间柱的爆破影响,保证安全。采用点柱式回采时,接近点柱处应适当加密炮孔,控制好炮孔布局及方位,以减少对点柱的影响。

7.4 水害严重或水文地质条件复杂的矿山应根据矿山防治水工作的要求,凿岩过程中严格执行防治水方案,必要时采取提前探水。

7.5 每次爆破后,应加强通风并进行洒水除尘,经通风并进行检测空气质量符合GB16297规定后方可进入凿岩巷道进行下一循环凿岩作业,避免有害气体造成人身伤害。

7.6 施工凿岩巷道遇到不稳定地段时,应视具体情况采用锚杆、喷射混凝土、金属网或长锚索等方式进行支护,确保作业安全。

7.7 中深孔凿岩炮孔布置及凿岩深度应按施工组织设计规定的尺寸参数控制。

7.8 不合格炮孔处理

7.8.1 排面方位角、角度、孔深偏差大于标准的;排面位置与设计偏差30cm的;二面角超过3°的炮孔为不合格炮孔。

7.8.2 对不合格炮孔要根据设计和爆破要求采取补打、补孔等方式处理。

7.9 悬顶处理

7.9.1 出现悬顶时应组织有经验的爆破技术人员现场察看,制定处理方案。

7.9.2 悬顶处理可根据造成原因和悬顶高度采取补打炮孔重新爆破或采用其它安全方式处理。

7.9.3 做好安全监护。

7.10 二次爆破

7.10.1 起爆前应通知相邻采场和井巷作业人员撤到安全地点并设置警戒;

7.10.2 除自然崩落法采场外,不允许操作人员钻进卡堵的出矿漏斗或溜眼,爆破大块矿石;

7.10.3 在与采场短溜井相对或斜对的出矿漏斗处理卡斗或二次爆破时,应待溜井下部的放矿作业人员撤到安全地点后进行,且应做好爆破作业人员的坠井防护工作;

7.10.4 二次破碎地点附近,应设专用炸药箱和起爆器材箱,其存放量不应超过当班二次爆破使用量。

7.11 对凿岩巷道实施喷锚支护应符合GB 50086有关规定。

7.12 装药及连线起爆、盲炮处理等应符合GB 6722有关规定。

8 作业质量控制

8.1 应坚持凿岩质量检查制度,每条落矿巷道或作业面凿岩工作完成后应及时进行质量验收。

8.2 验收应以设计为依据,使用相应的仪器现场实测炮孔深度、角度、排面位置和方位角偏差,并做好原始记录。

 

 

 

附录A

(规范性附录)

岩层稳定性分类

 

分 类类别名 称岩  层描  述岩种 举 例Ⅰ强稳定岩层坚硬、完整、整体性强、不易风化

层状岩层,层间胶结好,无软弱夹层玄武岩、石英岩、奥陶纪石灰岩、茅口石灰岩Ⅱ稳定岩层比较坚硬

层状岩层,层间胶结好

坚硬块状岩层,裂隙面闭合无泥质充填物砾岩、胶结好的砂岩、石灰岩Ⅲ中等稳定岩层中硬岩层

层状岩层以坚硬为主,夹有少数软岩层

较坚硬块状岩层砂岩、砂质泥岩、粉沙岩、石灰岩等Ⅳ弱稳定岩层较软岩层

中硬层状岩层

中硬块状岩层泥岩、胶结不好的砂岩、煤等Ⅴ不稳定岩层高风化、潮解的松软岩层

各类破碎岩层泥岩、软质灰岩、破碎砂岩等

 

 

附录B

(资料性附录)

本规范用词说明

 

B.1 为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:

——表示很严格,非这样不可的用词。正面词采用“必须”;反面词采用“禁止”。

——表示严格,在正常情况下均应这样作的用词:正面词采用“应”;反面词采用“不应”。

——表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样作的用词:正面词采用“宜”或“可”;反面词采用“不宜”。

B.2 条文中指定应按其它有关标准、规范执行时,写法为“应符合……的规定”。

ICS 73.010

D 01

DB37

山东省地方标准DB 37/T 2042-2012

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