突发事故预防及应急处理.docx
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突发事故预防及应急处理
地下金属矿山
突发事故预防及应急处置
地下矿
目录
第一章地下金属矿山开采的基本概念·························5
第一节地下金属矿山开采范围与开采顺序·················5
一、矿区、矿田和井田·······························5
二、阶段和采区·····································5
三、开采顺序·······································6
第二节地下金属矿山开采步骤···························6
一、开拓工作·······································6
二、采准工作·······································7
三、切割工作·······································7
四、回采工作·······································7
第二章地下金属矿山开采工艺·······························8
第一节地下金属矿山常用出矿方法·······················8
一、空场采矿法·····································8
二、崩落采矿法·····································8
三、留矿采矿法·····································9
四、填充采矿法·····································9
第二节地下金属矿山运输和提升方式·····················9
第三章地下金属矿山事故分类······························10
第一节地下金属矿山主要危险、有害因素·················10
第二节地下金属矿山常见突发典型事故类别··············12
第四章地下金属矿山事故原因······························13
第一节矿井水灾事故原因······························13
第二节冒顶片帮事故原因······························14
第三节矿井火灾事故原因······························16
第四节爆破事故原因··································18
第五节提升事故原因··································19
第五章地下金属矿山常见突发典型事故预防措施··············20
第一节矿井水灾事故的预防措施························20
第二节冒顶片帮事故的预防措施························22
第三节矿井火灾事故的预防措施························25
第四节爆破事故的预防措施····························27
第五节提升事故的预防措施····························28
第六章地下金属矿山突发事故应急处置······················31
第一节矿井水灾事故的应急处置························31
一、处理矿井水灾事故的基本程序····················31
二、抢救矿井水灾遇险人员应注意的问题··············31
三、透水后现场人员撤退时的注意事项················32
四、被矿井水灾围困时的避灾自救措施················33
第二节冒顶片帮事故的应急处置························34
一、处理冒顶事故的基本原则························34
二、采面冒顶时的避灾自救措施······················35
三、独头巷道迎头冒顶被堵人员避灾自救措施··········35
第三节矿井火灾事故的应急处置························36
一、矿井火灾事故的处置程序························36
二、处理井巷火灾的注意事项························37
三、在烟雾巷道里的避灾自救措施····················38
四、在独头巷道发生火灾时的避灾自救措施············39
第四节爆破事故的应急处置····························40
一、中毒窒息事故的处置····························40
二、盲炮事故的处置································40
第五节提升事故的应急处置····························40
一、罐笼断绳时乘坐人员的自救与互救措施············41
二、斜井跑车时遇险人员的自救措施··················41
三、蹾罐时乘坐人员的自救与互救措施················42
四、斜井人车断绳后乘坐人员的自救措施··············42
五、斜井人车掉道运行时乘坐人员的自救措施··········43
第一章地下金属矿山开采的基本概念
第一节地下金属矿山开采范围与开采顺序
一、矿区、矿田和井田
划归一个公司或矿务局开采的矿床叫矿区，划归一个矿山开采的矿床或其一部分叫矿田，划归一个矿井（坑口）开采的矿床或其一部分叫井田。
一个矿区可包括一个或几个矿田，一个矿田可包括一个或多个井田。
矿区、矿田和井田绝大多数时按自然赋存条件划分。
生产中往往将一个大矿体或比较邻近的若干矿体划为一个井田进行独立开采。
一般认为井田的走向长度500~800米，深度500~600米，开采较为经济合理。
二、阶段和采区
在井田范围内开采倾斜和急倾斜矿床时，每隔一定的垂直高度要掘进与矿床走向一致的主要运输平巷，将井田沿垂直方向划分为一个个矿段，这种矿段称阶段或中段。
阶段的长度等于井田边界沿走向的长度，阶段高度等于上下两个相邻阶段平巷间的垂直距离。
缓倾斜矿床的阶段高度通常为20~30米，急倾斜矿床的阶段高度通常为50~60米，也有高达80~120米的。
在阶段范围内，沿矿体走向把阶段划分成若采区或矿块。
它是进行采矿工作的基本单元，一般都有采区运输、通风、联络等通道，可独立完成全部回采工作。
采区的范围是：
沿倾斜方向以上两个阶段平巷为界，沿走向以采区天井为界（有时以间柱中心线或遐想的垂直），采区的大小用采区长度，采区高度及采区的宽度尺寸表示。
三、开采顺序
井田中阶段的开采顺序一般是由上而下，即先采上部阶段，后采下部阶段，称下行开采。
在某些特殊条件下也可采用由下往上的回采顺序，即上行开采。
在阶段中，各采区沿走向的开采顺序是以主井或主平硐为标准的。
主井或主平硐位于阶段的中部或附近时，则主井或主平硐把阶段分为两翼，两翼可同时回采，也可以一翼采完后再采另一翼。
前者称为双翼回采，后者称为单翼回采。
主井或主平硐位于阶段的端部时，整个阶段均在主井或主平硐的一侧，此时阶段的回采称为侧翼回采。
在阶段的每翼中，采区沿走向的开采顺序是由主井或主平硐方向回采，称为后退式回采。
初期向井田边界前进式回采，当阶段采准完成后，又从边界开始后退式回采时，称为联合式回采。
当开采相邻较近的矿体时，特别是开采平行矿脉群时，应先开采上盘的矿体，后采下盘的矿体。
当把采区划分为若干矿房和矿柱后，先采矿房，后采矿柱，称为二步骤开采。
而采区不划分矿房矿柱时，阶段以采区为单位一次采完的称为一步骤开采。
第二节地下矿金属矿山开采步骤
一、开拓工作
指地面掘进一系列井巷达到矿床，使矿床连通地面，形成行人、运输、通风、排水、供电、供风、供水等系统。
二、采准工作
指在已开拓完毕的矿床里，掘进采准巷道，将阶段划分成矿块作为回采的独立单元，并在矿块内创造行人、凿岩、放矿、通风等条件。
采准系数是指每1000t矿块采出矿石总量所需掘进的采准、切割巷道米数。
三、切割工作
指在已采准完毕的矿块内，为大规模回采矿石开辟自由空间。
四、回采工作
包括落矿、运搬和地压管理等三项主要作业。
1、落矿是以切割空间为自由面，用凿岩爆破方法崩落矿石，一般根据矿床的赋予条件、所采用的采矿方法及凿岩设备，选用浅孔、中深孔、深孔和药室等落矿方法。
2、矿石运搬是指在矿块内把崩下的矿石，运搬到阶段运输巷道，并装入矿车。
运搬方法主要有重力运搬和机械运搬（电耙、装运机、汽车等）。
3、地压管理是指在回采过程中或矿石采出后，为保证开采工作的安全，对采场、矿柱、巷道及上下盘围岩所发生的变形、破坏、崩落等地压现象采取必要的技术措施，控制地压和管理地压，消除地压所造成的不良影响。
第二章地下金属矿山开采工艺
全球地下开采虽产量比例小，但矿山数量多，西方国家有地下矿365座（2002年数据），多为小型高效矿山。
但国外一些地下矿山规模巨大，装备精良，具有较高的自动化水平。
我国地下金属矿山的有色、黄金系统在数量上占90%；黑色金属矿山地下大型矿山正逐步增多。
第一节地下金属矿山常用出矿方法
采矿方法是指安全、经济地采出矿块、矿房或矿柱内矿石的方法，包括矿块的采准切割、回采、采空区处理等工作。
根据所开采矿床的地质条件，合理选择采矿方法，加强对采矿工作的安全管理，对提高企业经济效益、减少伤亡事故是十分重要的。
根据矿石回采过程中采场管理方法的不同，地下金属矿山的采矿方法可分为空场采矿法、崩落采矿法、留矿采矿法及填充采矿法。
一、空场采矿法
空场采矿法是指在回采过程中，采空区主要依靠暂留或永久残留的矿柱进行支撑，采空区始终是空着的，一般在矿石与围岩很稳固时采用。
它是一种生产效率高、成本低的采矿方法，根据回采时矿块结构的不同和回采作业的特点，空场采矿法又可分为全面采矿法、房柱采矿法、分段采矿法、阶段矿房采矿法等。
采用空场采矿法时，必须根据矿石、围岩特性、回采工艺及设备等，正确的确定矿块的结构尺寸和回采顺序，以利于地压管理和安全生产。
二、崩落采矿法
崩落采矿法的特点是随着矿石采出有计划地用崩落矿石的覆盖岩层和上下盘岩石来填充采空区，及时控制采区地压和处理采空区。
一般在矿体围岩不稳固、地表允许陷落的条件下采用。
崩落采矿法是一种高效率，能使用各种不同地质条件的采矿方法，在大、中型矿山使用较多。
根据矿石是否在崩落废石覆盖下放出，崩落擦矿房可分为匍岩崩落采矿法和矿石围岩崩落采矿法。
前者矿石不在崩落废石覆盖下放出，后者矿石在崩落的松散废石覆盖下放出。
三、留矿采矿法
留矿采矿法是开采厚度为0.7~5m的急倾斜脉状矿床的常用方法，在现有采矿方法中最有效、最经济，在中、小型金属矿山中广泛使用。
根据崩落矿石的炮孔深度不同，可分为浅孔留矿法和深孔留矿法。
四、填充采矿法
填充采矿法的特点是在回采时，采空区依靠充填其内的充填料、支柱或充填料与支柱相配合形成的人工支撑体支撑采空区。
这种方法能有效地维护采空区，对围岩的稳固性要求不高，但生产成本较高。
主要用于开采矿石价值高、要求回收率高、充填料取材方便，地表不允许陷落和特殊复杂的地质条件下的矿体。
根据充填材料和输送方法的不同，充填采矿法分为干式充填采矿法，水力充填采矿法和胶结充填采矿法。
第二节地下金属矿山运输和提升方式
地下矿山生产过程中，矿石或废石从采掘（剥）作业面运送到矿仓、选厂或废石场，各种设备、器材运送到作业地点以及作业人员上下班，都离不开运输和提升工作。
运输提升是矿山开发中不可缺少的重要环节。
一、轨道运输是地下开采矿山主要的运输方式，在露天矿场的运输中也占有重要的地位。
轨道运输的主要设备有轨道、矿山、牵引设备和辅助机械设备等。
二、矿井提升系统就是通过地面井口，井筒和井底的设备、装置进行矿石、人员等上下提升运输工作的系统。
所需设备和装置包括提升机、井架、天轮、钢丝绳、连接装置、提升容器、井筒导向装置、井口和井底的承接装置、阻车器、安全闸以及信号装置等。
第三章地下金属矿山事故分类
第一节地下金属矿山主要危险、有害因素
地下金属矿山作业是作业条件比较艰苦危险的作业之一，也是施工作业最复杂、危险因素最多的场所。
主要危险有害因素有：
一、工程地质灾害：
矿井内的岩石移动、巷道冒顶片帮、支架变形、采空区大面积冒顶等。
二、矿山水灾：
各种地表水、地下水等水源，进入采掘工作面形成地下漏水。
当地下涌水量超过矿山排水能力时，导致矿井水灾事故。
三、矿山火灾：
主要发生在工业场地或井下储存的各种电器、机械设备、木材、辅料或其它可燃物燃烧造成的灾害。
四、矿山机械、车辆伤害：
机械伤害：
碰伤、压伤、绞伤。
车辆伤害：
主要是井下运输巷道狭窄、道路条件差、车况不好，发生各种交通事故，造成人员伤亡。
五、爆破危害：
矿山在加工、运输、保管、使用爆破器材过程中，若未按照《爆破安全规程》执行，发生早爆、迟爆、盲炮及爆破引起的地震、空气冲击波、爆破飞石、炮烟中毒等危害。
六、高处坠落：
在天井或竖井，井巷掘井作业时，井筒设备安装、检修作业时，人员在采场作业误入溜井、风井或其它井眼；人员上下联络道及回采作业处理堵塞的漏斗作业及其他高处作业场所，未受保护而自由落下造成的伤害。
七、物体打击：
在巷道或采场爆破后顶板未进行及时处理、浮石掉下、爆破时产生的飞石、井筒坠落的物体等对人员的伤害。
八、矿山压力容器伤害：
压力容器（主要有锅炉、空压机、储气罐、氧气瓶、乙炔瓶等）使用管理不当、不定期校验、设备本身存在缺陷等，引起泄漏、破裂爆炸，造成人员伤亡事故。
九、电器设备伤害：
主要表现为触电、电器火灾、电热、电辐射伤害等。
十、噪声危害：
主要表现在凿石、爆破、通风机、空压机和破碎机等设备运转过程中产生的噪声，引起人员耳聋、高血压、心脏病、神经官能症等疾病。
噪声污染环境，影响人们的正常生活和生产活动，特别强烈的噪音还能损坏建筑物或设备仪器的正常运转。
十一、粉尘危害：
主要表现在生产过程中凿岩、爆破、放矿、卸矿等产生的大量粉尘，吸入人体肺部，导致尘肺职业病。
粉尘还会引起刺激性疾病、急性中毒或癌症。
第二节地下金属矿山常见突发典型事故类别
地下金属矿山突发事故很多，本文仅就容易造成群死群伤典型事故予以分类和分析。
主要事故类型分为：
矿井水灾、冒顶片帮、矿井火灾、爆破事故、提升事故五大类。
一、矿井水灾
矿山建设和生产过程中，一般都会遇到溶水或涌水现象。
如果渗入或涌入矿井的水量超过矿山正常的排水能力，采场或巷道就会被淹而酿成矿井水灾事故，一旦矿井发生水灾，就会使生产中断，设备被淹，人员伤亡。
据统计，矿山各类事故中，透水事故死亡人数最多，可见矿山水害的严重性。
二、冒顶片帮
在采矿生产活动中，最常发生的事故是冒顶片帮事故。
冒顶、片帮是由于岩石不够稳定，当强大的地压传递到顶板或两帮时，使岩石遭受破坏而引起的。
随着掘进工作面和回采工作面的向前推进，工作面空顶面积逐渐增大，顶板和周帮矿岩会由于应力的重新分布而发生某种变形，以致在某些部位出现裂缝，同时岩层的节理也在压力作用下逐渐扩大。
在此情况下，顶板岩石的完整性就被破坏了。
由于顶板岩石完整性的破坏，顶板下沉弯曲裂缝逐渐扩大，如果生产技术和组织管理不当，就可能形成顶板岩矿的冒落。
这种冒落就是常说的冒顶事故，如果冒落的部位处在巷道的两帮就叫做片帮。
三、矿井火灾
火灾具有突发性的特点，虽然存在有事故征兆，但由于监测、预测手段不完善，以及人们对火灾发生规律掌握不够等原因，火灾往往在人们意想不到的时候发生。
火灾事故后果往往比较严重，容易造成重大伤亡。
因此，必须加强对火灾事故的预防。
四、爆破事故
爆破是目前采矿工程中应用最广泛的一种破碎岩石的有效手段。
由于炸药本身的易爆性及炸药在爆炸过程中的不确定性，在实际生产中，常出现因炸药保管不当、使用不当或爆破后处理不当引起的爆破事故。
据统计，国内矿山因爆破引起的事故在矿山安全事故中占相当大的比例。
因此，如何防止爆破事故的发生，对矿山安全生产具有重要意义。
五、提升事故
地下矿山的提升系统分为斜井提升和竖井提升两种类型，由于提升系统，尤其是竖井提升系统主要是在井筒内沿高度方向实现物流和人流的运输，因此一旦发生事故，就会对全矿生产产生重大影响，甚至会造成财产损失和人员伤亡，因此，必须对提升事故进行科学分析，找出事故发生的主要原因，提出改进措施，运用科学的安全管理方法来减少甚至避免事故的发生。
金属地下矿山的提升系统事故主要有：
竖井坠罐事故、斜井跑车事故、蹾罐事故、斜井人车断绳事故、斜井人车掉道运行事故。
第四章地下金属矿山事故原因
第一节矿井水灾事故原因
一、矿井地质和水文地质情况不清，防控措施不合理。
水文地质工作是井下水害防治的基础，井下透水事故的主要水源有三种：
大气降水和地表水、老窖积水、地下暗河，摸清水文地质资料，修筑合理的地表防水工程，对老窖积水进行合理探放，在井巷掘进过程中合理避让地下暗河，是防止矿井水灾事故发生的重要手段。
二、选用的采矿方法不正确。
当矿体埋藏比较浅而又采用顶板崩落法采矿时，容易引起地表陷落，并在地表出现裂隙或陷落区，易于造成地表水大量涌入巷道，造成矿井水灾事故。
三、检查不周或疏忽大意，对透水前兆缺乏认识，重视不够，采掘工作面透水前一般都有预兆。
矿山如果没有健全的防透水检查制度，对透水前兆认识不足，检查不到位，都容易造成重大透水事故。
四、其他原因。
如非法采矿，无序生产造成巷道突然涌水等。
第二节冒顶片帮事故原因
一、采矿方法不合理和顶板管理不善。
采矿方法不合理，采掘顺序、凿岩爆破、支架放顶等作业不妥当，是导致此类事故的重要原因。
例如，某矿矿体顶板岩石松软、节理发达、断层裂隙较多，过去采用了水平分层填充采矿法，加上采掘管理不当，结果形成了顶板暴露面积过大，冒顶事故经常发生。
二、缺乏有效支护。
支护方式不当、不及时支护或缺少支架、支架的支撑力和顶板压力不相适应等是造成此类事故的另一重要原因。
例如，某矿采场顶板与地盘的走向断层相交形成了三角岩构造，对此本应选用木垛与支柱的联合支护方案，但只打了几根支柱，结果顶板来压后，立柱大部分被压坏，发生了冒顶事故。
一般在井巷掘进中，遇有岩石情况变坏，有断层破碎带时，如不及时加以支护，或支架数量不足，均易引起冒顶事故。
三、检查不周和疏忽大意。
在冒顶事故中，大部分属于局部冒落及浮石砸死或砸伤人员的事故。
这些都是由于事先缺乏认真、全面的检查、疏忽大意等原因造成的。
冒顶事故一般多发生于爆破后1-2h这段时间里。
这是由于顶板受到爆炸波的冲击和振动而产生新的裂缝，或者使原有断层和裂隙增大，破坏了顶板的稳固性。
这段时间往往又正是工人们在顶板下作业的时间。
四、浮石处理操作不当。
浮石处理操作不当引起冒顶事故，大多数是因处理前对顶板缺乏全面、细致的检查，没有掌握浮石情况而造成的。
如撬前落后、撬左落右、撬小落大等。
此外还有处理浮石时站立的位置不当，撬毛工的操作技术不熟练等原因。
有的矿山曾发生过落下浮石砸死撬毛工的事故，其主要原因就是撬毛工缺乏操作知识，垂直站在浮石下面操作。
五、地质矿床等自然条件不好。
如果矿岩为断层、褶曲等地质构造所破坏，形成压碎带，或者由于节理、层里发达，裂缝多，再加上裂隙水的作用，破坏了顶板的稳定性，改变了工作面正常压力状况，容易发生冒顶片帮事故。
对于回采工作面的地质构造、顶板的性质不清楚（有的有伪顶，有的无伪顶，还有的无直接顶，只有老顶），容易造成冒顶事故。
六、地压活动。
有些矿山没有随着开采深度的不断加深而对采空区及时进行处理，因而受到地压活动的危害，频繁引发冒顶事故。
七、其它由于。
不遵守操作规程进行操作、精神不集中、思想麻痹大意、发现险情不及时处理、工作面作业循环不正规、推进速度慢、爆破崩倒支架等，都容易引起冒顶片帮事故。
第三节矿井火灾事故原因
一、明火引起的火灾与爆炸
在井下使用电石灯照明、吸烟或有意无意点火所引起的火灾占有相当大的比例。
电石灯火焰与蜡纸、碎木材、油棉纱等可燃物接触，很容易将其引燃，如果扑灭不及时，便会酿成火灾。
在井下，有的矿工不遵守安全规程，烟头随意乱扔，遇到可燃物是很危险的。
据测定：
香烟在燃烧时，中心最高温度可达650~750℃，表面温度达350~450℃。
如果被引燃的可燃物是容易着火的，又有外在风流，就很可能酿成火灾。
冬季的北方矿山在井下点燃木材取暖，会使风流污染，有时造成局部火灾。
一个木支架燃烧，它所产生的一氧化碳就足够在一段很长的巷道中引起中毒或死亡事故。
二、爆破作业引起的火灾
爆破作业中发生的炸药燃烧及爆破由于引起的硫化矿燃烧、木材燃烧，爆破后因通风不良造成可燃性气体聚集而发生燃烧、爆炸都属爆破作业引起的火灾。
其直接由于可以归纳为：
在常规的炮孔爆破时，引燃硫化矿尘；某些采矿方法（崩落法）采场爆破产生的高温引燃采空区的木材；大爆破时，高温引燃黄铁矿粉末、黄铁矿矿尘及木材等可燃物；爆破产生的碳氢化合物等可燃性气体积聚到一定浓度，遇摩擦、冲击或明火，便会发生燃烧甚至爆炸。
三、焊接作业引起的火灾
在井下进行气焊、切割及电焊作业时，如果没有采取可靠的防火措施，由焊接、切割生产的火花及金属熔融体遇到木材、棉纱或其他可燃物，便可能造成火灾。
特别是在比较干燥的木支架进风井筒进行提升设备的检修作业或其他动火作业，因切割、焊接产生火花及金属熔融体未能全部收集而落入井筒，又没有用水将其熄灭，便很容易引燃木支架或其他可燃物，若扑灭不及时，往往酿成重大火灾事故。
四、电气原因引起的火灾
供电线路、照明灯具、电气设备的短路、过负荷，容易引起火灾。
电火花、电弧及高温赤热导体引燃电气设备、电缆等的绝缘材料极易着火。
有的矿山用灯泡烘烤爆破材料或用电炉、大功率灯泡取暖、防潮，引燃了炸药和木材，往往造成严重的火灾、中毒、爆炸事故。
用电发生过负荷时，导体发热容易使绝缘材料烤干、烧焦，并失去其绝缘性能，使线路发生短路，遇有可燃物时，极易造成火灾。
带电设备元件的切断、通电导体的断开及短路现象发生都会形成电火花及明火电弧，瞬间达到1500~2000℃以上的高温，而引燃其它物质。
井下供电线路特别是临时线路接触不良，接触电阻过高时造成局部过热是引起火灾的常见原因。
白炽灯泡的表面温度：
40W以下的为70~90℃，60~100W的为80~100℃，100W以上的为100~130℃。
当白炽灯泡打破而灯丝未断时，钨丝最高温度可达2500℃左右，这些都能构成引火源，引起火灾发生。
随着矿山机械化、自动化程度不断提高，电器设备、照明和电器线路更趋复杂。
电器保护装置选择、使用、维护不当，电器线路敷设混乱往往是引起火灾的重要原因。
五、摩擦冲击等引起的火灾
顶板冒落、岩石片帮等引起较大摩擦和冲击，在通风不良时生产热量积聚，遇到采区内灼热的矿石或二氧化硫等可燃气体也可引起火灾。
另外，机械设备的摩擦生热和金属冲击火花也是引起火灾不可忽略的重要因素。
第四节爆破事故原因
一、导火索、火雷管起爆会引起爆破事故。
导火索保管不当受潮时，会引起拒爆或迟爆，导火索一旦速燃，会引发早爆事故，导火索药芯过细或不连续亦会引起迟爆事故。
二、炸药在向井下运输过程中发生车辆事故或与空气或其他电介质摩擦产生静电，静电火花引爆炸药，造成爆破事故。
三、爆破后处理不当引起事故。
无论采用火雷管起爆系统、非导爆管起爆系统，还是电雷管起爆系统，都
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