《探索开采安全》课件

探索开采安全随着中国采矿业的快速发展，开采安全已成为行业可持续发展的关键因素本次课程将全面介绍开采安全的各个方面，从基本概念到先进技术，从法律法规到应急管理，为广大矿业工作者提供全面的安全知识框架我们将探讨地质灾害、瓦斯、水害、顶板等主要安全风险的防控措施，并介绍智能化开采的安全优势通过本课程，希望每位参与者都能掌握必要的安全知识，共同构建本质安全型矿山目录开采安全概述1介绍开采安全的基本概念、重要性、中国开采安全现状以及主要安全风险这一部分将建立整个课程的基础框架，帮助学员理解为什么开采安全如此重要法律法规和标准2详细解读相关法律法规，包括《安全生产法》、《矿山安全法》等，以及行业标准和规范了解法律要求是合规开采的第一步安全管理体系3探讨安全生产责任制、风险分级管控、隐患排查治理机制和应急管理体系的建立与运行良好的管理体系是安全生产的保障专项安全技术与智能化4涵盖地质灾害防控、瓦斯防治、水害防治、顶板管理、粉尘防治、机电和运输安全以及智能化开采技术等专项内容，并包括应急救援和安全文化建设的内容第一部分开采安全概述基本概念1开采安全的定义、范围与分类，建立对开采安全的基本认识重要性2开采安全对人员、设备、企业发展和社会稳定的重要意义现状分析3中国开采安全的现状、取得的成就以及存在的问题和挑战风险识别4主要安全风险的类型、特点及其潜在危害，建立风险意识什么是开采安全？定义范围特点开采安全是指在矿产资源开采过程中，开采安全包括地下开采安全和露天开采开采安全具有系统性、复杂性和动态性通过采取系列管理和技术措施，预防和安全两大类涉及地质、瓦斯、水害、的特点随着开采深度增加，安全风险控制各类安全事故的发生，保障人员、顶板、粉尘、火灾、爆炸、机电设备、也随之增大安全管理需要现代化的技设备和环境安全的综合性活动它涵盖运输等多方面的安全管理和技术防范措术手段和科学的管理方法，是一项综合从勘探、设计、施工到生产、闭坑的全施它不仅关注事故预防，也包括应急性极强的系统工程生命周期救援和事故处理开采安全的重要性保障人员生命安全最高优先级1保护国家矿产资源2避免资源浪费保障企业可持续发展3降低事故损失维护社会稳定4减少社会影响推动技术创新5促进行业进步开采安全直接关系到矿工的生命安全，是矿业企业的首要责任安全生产能够保障矿产资源的高效开发和企业的长期稳定运营，减少经济损失严重的矿难事故会造成恶劣的社会影响，威胁社会稳定和国家形象此外，安全挑战推动了采矿技术的不断创新和进步，如智能化开采、无人化作业等新技术的发展，从而提高了整个行业的安全水平和生产效率中国开采安全现状死亡人数百万吨死亡率近年来，中国矿山安全生产形势持续向好，事故总量、死亡人数和重特大事故数量显著下降百万吨死亡率从十年前的

0.749下降到2022年的

0.041，安全生产水平大幅提高这主要得益于法律法规的完善、安全监管的加强、技术装备的进步和从业人员素质的提升然而，与发达国家相比，我国矿山安全生产水平仍有差距部分中小矿山安全基础薄弱，超层越界开采、违规作业等问题仍然存在提高开采安全水平仍然是一项长期而艰巨的任务主要安全风险瓦斯灾害地质灾害瓦斯爆炸、瓦斯突出2岩爆、冲击地压、滑坡、崩塌1水灾害矿井突水、水淹35其他风险顶板事故粉尘、火灾、机电、运输4顶板垮塌、片帮开采过程中面临多种安全风险，其中地质灾害是由于地质条件复杂、开采扰动导致的岩体失稳现象瓦斯灾害主要发生在煤矿，是最危险的矿山灾害之一水灾害因矿区含水层或周边水体引起，处理不当会造成严重后果顶板事故是地下矿山最常见的事故类型此外，粉尘爆炸、火灾、机电设备事故和运输事故也是不可忽视的安全风险只有全面识别和有效控制这些风险，才能保障开采安全第二部分法律法规和标准法律《安全生产法》、《矿山安全法》等国家层面的法律法规，为矿山安全生产提供最高级别的法律保障行政法规《煤矿安全监察条例》、《矿山救援条例》等行政法规，对矿山安全生产提出具体监管要求部门规章《煤矿安全规程》、《金属非金属矿山安全规程》等，规定了具体的安全技术要求和操作规程标准规范国家标准、行业标准和企业标准，为安全生产提供详细的技术规范和要求中国已建立了完善的矿山安全法律法规和标准体系，涵盖安全生产的各个方面这些法律法规和标准共同构成了矿山安全生产的法律基础，是开展安全生产工作的依据和准则相关法律法规概览年19931《矿山安全法》颁布，是我国第一部专门规范矿山安全生产的法律，明确了矿山企业安全生产的基本原则和要求年22002《安全生产法》颁布，是安全生产领域的基本法，明确了安全生产的方针、原则和各方责任经过2014年和2021年20053年两次修订，安全生产法律制度更加完善《煤矿安全监察条例》实施，加强了对煤矿安全生产的监督管理，细化了安全生产责任制度年42016《安全生产许可证条例》修订，进一步规范了矿山企业安全生产条件，完善了安全生产许可制度年20215新修订的《安全生产法》实施，强化了生产经营单位主体责任，加大了对违法行为的处罚力度《安全生产法》要点安全生产方针企业主体责任12新修订的《安全生产法》明确提出安全第

一、预防为主、综合治理的法律明确规定了生产经营单位的主要负责人是本单位安全生产第一责任方针，强调生产经营单位是安全生产的责任主体，必须遵循管行业必人，对本单位的安全生产工作全面负责企业必须建立健全安全生产责须管安全、管业务必须管安全、管生产经营必须管安全的原则任制和安全生产规章制度，保证安全生产投入，并定期开展风险评估和隐患排查加大处罚力度完善举报奖励34新《安全生产法》大幅提高了对违法行为的罚款额度，对主要负责人处法律鼓励社会公众举报安全生产违法行为，对举报重大事故隐患或安全以高额罚款，并可依法实施行政拘留对发生重大生产安全事故的单位生产违法行为的有功人员给予奖励，并对举报人的身份信息予以保密，，可吊销相关证照，并对有关责任人员处以刑事处罚保护其合法权益《矿山安全法》重点内容建设项目安全设施安全管理机构安全教育与培训矿山建设项目的安全设施必须矿山企业必须设置安全生产管矿山企业必须对职工进行安全与主体工程同时设计、同时施理机构或配备专职安全生产管教育和培训，保证其具备必要工、同时投入生产和使用（简理人员安全生产管理人员必的安全生产知识，熟悉安全生称三同时制度）安全设施须经过专门培训，具备必要的产规章制度和操作规程，并取投资应当纳入建设项目概算，安全生产知识，并取得资格证得相应的资格证书未经安全专款专用，不得挪作他用书培训合格的人员，不得上岗作业应急救援矿山企业必须制定应急救援预案，建立专业或兼职的应急救援队伍，配备必要的应急救援装备和物资，并定期进行应急救援演练，提高应对突发事件的能力行业标准和规范国家标准1如GB16423《煤矿安全监控系统通用技术要求》行业标准2如AQ1029《煤矿安全检测检验检测机构能力评定》企业标准3各企业根据实际情况制定的安全生产标准矿山安全标准体系涵盖基础标准、管理标准和技术标准三大类基础标准包括术语、分类、标志等；管理标准包括安全生产责任制、风险分级管控、隐患排查治理等；技术标准则包括工程设计、设备制造、施工安装、检测检验等方面的技术要求近年来，随着科技进步和安全要求的提高，我国不断完善矿山安全标准体系，修订老旧标准，制定新标准截至2023年，已形成覆盖全面、层次清晰、相互协调的矿山安全标准体系，为保障矿山安全生产提供了技术支撑第三部分安全管理体系安全生产责任制明确各级人员安全职责，形成全员参与的安全管理网络安全风险分级管控系统识别风险，分级管控，预防为主隐患排查治理机制全面排查隐患，及时整改，闭环管理应急管理体系完善预案，强化演练，快速响应安全管理体系是保障矿山安全生产的基础，它通过系统化的管理方法，将安全要求融入生产经营的各个环节一个有效的安全管理体系应当以预防为主，强调风险管控和隐患治理，同时做好应急准备，最大限度地降低事故发生的可能性和减轻事故后果建立健全安全管理体系是每个矿山企业的法定义务，也是实现安全生产的有效途径企业应当持续改进安全管理体系，不断提高安全管理水平安全生产责任制企业主要负责人全面负责1分管负责人2分工负责部门负责人3具体负责班组长4直接负责一线员工5岗位负责安全生产责任制是安全管理体系的核心，通过明确各级各岗位人员的安全职责，形成全员参与、层层负责的安全管理网络企业主要负责人对本单位安全生产工作全面负责，是安全生产第一责任人；分管负责人对分管范围内的安全生产工作负责；部门负责人对本部门的安全生产工作负责班组长是安全生产的直接组织者和管理者，对班组安全生产负直接责任；一线员工则要对本岗位的安全生产负责企业应当将安全生产责任落实到每一个岗位、每一名员工，并建立考核和奖惩机制，确保责任制得到有效执行安全风险分级管控风险辨识风险评估1全面识别危险源分析风险等级2风险管理风险控制4持续监控改进3制定控制措施安全风险分级管控是预防事故的有效手段，通过风险辨识、评估、控制和管理四个环节，对生产过程中的各类风险进行系统管理风险辨识阶段，企业应全面识别生产经营活动中存在的危险源；风险评估阶段，应根据风险的可能性和严重性，确定风险等级风险控制阶段，应针对不同风险等级，采取相应的控制措施，重大风险应采取工程技术措施或管理措施予以消除或降低；风险管理阶段，应建立风险清单和风险管控台账，定期更新，并持续监控风险变化，不断改进控制措施，实现风险的动态管理隐患排查治理机制隐患排查企业应建立日常排查、专项排查和季节性排查相结合的隐患排查制度，全面发现作业环境、设备设施、人员行为和管理制度中存在的安全隐患隐患评估对发现的隐患进行风险评估，确定隐患等级对于重大隐患，应立即采取措施，消除或控制风险；一般隐患也应及时整改，防止积小成大隐患整改制定整改方案，明确整改责任人、整改措施、整改时限和资金保障，确保隐患整改落实到位对于一时难以整改的隐患，应采取临时控制措施，并制定阶段性整改计划验收与闭环隐患整改完成后，应进行验收，确认整改效果建立隐患排查治理信息台账，记录隐患情况、整改过程和验收结果，形成闭环管理应急管理体系应急预案体系应急队伍建设应急演练建立覆盖各类事故的应急预案体系，包括组建专业或兼职的应急救援队伍，配备必定期组织应急演练，检验预案的科学性和综合应急预案、专项应急预案和现场处置要的应急救援装备和物资，加强日常训练可操作性，提高应急救援队伍的实战能力方案，形成科学完整的应急预案体系预，提高应急处置能力建立与地方应急救，增强全员应急意识演练后要进行总结案要明确应急组织机构、职责分工、处置援力量的协作机制，形成联动机制评估，不断完善应急预案和救援程序程序和保障措施第四部分地质灾害防控地质灾害是矿山开采过程中面临的主要安全风险之一，包括岩爆、冲击地压、滑坡、崩塌等多种类型有效防控地质灾害，需要从地质勘探、灾害预警、防治技术等多方面入手，建立完善的地质灾害防控体系本部分将详细介绍地质勘探的重要性、常见地质灾害类型、地质灾害预警系统以及相应的应对措施和技术，帮助矿山企业提高地质灾害防控能力，保障安全生产地质勘探的重要性安全评价基础详细的地质勘探是矿山安全评价的基础，通过勘探可以了解矿区的地质构造、岩层特性、水文条件等信息，为安全生产提供基础数据充分的地质勘探可以识别潜在的地质灾害风险，为采矿设计和安全措施提供依据优化采矿设计基于详细的地质勘探数据，可以优化采矿方法和开采顺序，避开危险区域，减少地质灾害的发生概率合理的采矿设计可以减少地应力集中，降低冲击地压和岩爆的风险，提高开采安全性支护方案依据地质勘探数据是制定科学支护方案的重要依据通过了解岩层强度、节理裂隙发育情况等，可以设计适合的支护方式和参数，确保巷道和采场的稳定性，防止冒顶片帮事故的发生动态监测基础地质勘探建立的基础数据库，为后续的地质灾害动态监测提供了参照系通过与初始数据的对比，可以及时发现地质条件的变化，预测可能发生的地质灾害，采取预防措施常见地质灾害类型岩爆冲击地压滑坡和崩塌岩爆是指在高地应力作用下，围岩突然、冲击地压是指在采矿过程中，由于采动引滑坡是指斜坡上的岩土体，在重力作用下剧烈地破裂并弹出的现象随着开采深度起的应力重分布，导致围岩或煤体突然、沿着特定的滑动面整体向下滑动的现象；的增加，岩爆风险显著增加岩爆具有突剧烈破坏的现象冲击地压通常伴随着强崩塌是指陡峭斜坡上的岩土体，在重力或发性强、破坏力大的特点，是深部开采面烈的声响、震动和大量岩屑喷出，对人员外力作用下突然脱离母体坠落的现象这临的主要地质灾害之一当围岩应力超过和设备造成严重威胁冲击地压多发生在两种灾害主要发生在露天矿山和地下矿山岩体强度时，岩体会瞬间释放弹性应变能坚硬岩层、深部高应力区域和构造复杂地的地表部分，尤其在降雨季节风险增大，造成岩块弹射段地质灾害预警系统微震监测声发射监测地表变形监测微震监测系统通过布设在矿区的传感器声发射监测通过检测岩体内部微裂纹形地表变形监测主要用于预警露天矿边坡网络，实时监测和记录岩体破裂产生的成和扩展过程中释放的弹性波，评估岩滑坡和地下开采引起的地表塌陷常用微弱震动信号，分析岩体稳定性变化趋体的损伤程度和失稳风险与微震监测的监测方法包括GPS测量、雷达干涉测势当检测到异常震动信号或震源位置相比，声发射监测更能反映岩体的微观量InSAR、光纤传感等这些技术可以集中时，系统会发出预警，提示可能发破裂过程，可以更早发现岩体失稳征兆实时监测地表的微小变形，当变形速率生岩爆或冲击地压微震监测是目前应该技术对设备灵敏度和安装位置要求或累积变形量超过阈值时，系统会发出用最广泛的地质灾害预警技术之一较高预警应对措施和技术预测评估1利用地质勘探和监测数据，结合地质力学模型，对地质灾害风险进行预测评估建立地质灾害危险性评估指标体系，量化评估地质灾害风险等级，为防治措施的工程控制制定提供科学依据2根据地质条件和风险评估结果，采取适当的工程技术措施控制地质灾害如合理设计开采顺序和采矿方法，优化巷道布置，实施超前支护，留设保安矿柱等对监测预警3于高风险区域，可采用深孔爆破、水力压裂等措施进行主动卸压建立完善的地质灾害监测预警系统，实现对地质灾害的实时监测和早期预警根据监测数据的变化趋势，设定预警阈值，并制定相应的预警级别和响应措施当应急处置监测数据异常时，及时发出预警信息4制定地质灾害应急预案，明确应急组织机构、职责分工和处置流程配备必要的应急救援装备和物资，定期开展应急演练，提高应对地质灾害的能力发生地质灾害后，迅速启动应急预案，组织人员撤离和救援第五部分瓦斯防治瓦斯灾害特点1瓦斯主要由甲烷组成，是煤矿最常见和最危险的灾害源之一瓦斯具有易燃易爆的特性，当空气中甲烷浓度达到5%-16%时，遇明火可能引起爆炸瓦斯还可能以瓦斯突出的形式释放，造成人员伤亡和设备损坏防治基本原则2瓦斯防治的基本原则是抽采为主，通风为辅，监测监控，综合治理通过科学的抽采技术降低煤层瓦斯含量，同时加强通风管理，确保作业环境中瓦斯浓度在安全范围内技术体系3瓦斯防治技术体系包括瓦斯赋存规律研究、瓦斯涌出预测、瓦斯抽采技术、通风技术、监测监控技术和瓦斯利用技术等多个方面，形成了一套完整的技术体系管理要求4瓦斯防治不仅需要先进的技术，还需要严格的管理矿井必须建立健全瓦斯防治责任制，制定操作规程，加强人员培训，确保各项措施落实到位瓦斯灾害成因瓦斯赋存压力释放1煤层中赋存大量瓦斯开采扰动导致瓦斯释放2点火源浓度积聚4明火、电火花等点燃瓦斯3通风不良造成瓦斯积聚瓦斯灾害主要包括瓦斯爆炸和瓦斯突出两类瓦斯爆炸是由于煤矿井下瓦斯浓度达到爆炸极限5%-16%，遇到明火、电火花、撞击火花等点火源而引起的爆炸事故瓦斯突出则是指煤层中的瓦斯在地应力和瓦斯压力的共同作用下，突然喷出大量瓦斯和煤粉的现象瓦斯灾害的发生与煤层瓦斯含量、地质构造、开采深度、开采方法等因素有关尤其是随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量和瓦斯压力也相应增加，瓦斯灾害风险显著提高此外，断层、褶皱等地质构造带附近，瓦斯突出风险通常更高瓦斯监测技术便携式瓦斯检测仪固定式监测系统瓦斯监控系统便携式瓦斯检测仪是矿工个人安全的基本固定式瓦斯监测系统由分布在井下各关键现代化瓦斯监控系统整合了多种监测数据保障装备，可实时监测工作环境中的瓦斯位置的传感器和地面监控中心组成，实现，不仅监测瓦斯浓度，还监测风速、风量浓度现代便携仪通常具有声光报警功能24小时不间断监测系统能自动采集瓦斯、温度、压力等参数，并通过大数据分析，当检测到瓦斯浓度超标时，会立即发出浓度数据，当瓦斯超限时自动发出警报，技术，预测瓦斯涌出趋势，提前发出预警警报先进的便携仪还具有数据记录、防并联动控制相关设备停机断电，防止事故系统采用冗余设计，确保在极端条件下爆设计和长效电池等特点扩大仍能正常工作瓦斯抽采方法采前预抽采中抽采采后抽采采前预抽是指在煤层开采前，通过钻孔采中抽采是指在采煤工作面推进过程中采后抽采是指在煤层开采后，对采空区对煤层瓦斯进行抽采，降低煤层瓦斯含进行的瓦斯抽采工作主要技术包括工和卸压煤层中的瓦斯进行抽采的方法量的方法常见的技术包括地面钻井预作面上隅角抽采、采空区抽采和高位钻常用技术有采空区埋管抽采、上下隔离抽、巷道穿层钻孔预抽和巷道沿层钻孔孔抽采等采中抽采能及时抽出采煤过层钻孔抽采等采后抽采能减少瓦斯通预抽采前预抽能有效降低煤层瓦斯含程中释放的瓦斯，防止瓦斯在采空区或过采空区向相邻工作面和巷道涌出，降量，减少开采过程中的瓦斯涌出量，是角落积聚达到爆炸浓度，是确保工作面低瓦斯事故风险，同时也能提高瓦斯资最基础的瓦斯防治措施安全的关键措施源利用率瓦斯利用技术瓦斯发电瓦斯民用瓦斯化工瓦斯热利用瓦斯发电是目前最成熟的瓦斯利用方经过净化处理后的高浓度瓦斯可以通瓦斯中的甲烷是重要的化工原料，可抽采出的瓦斯可以直接燃烧用于锅炉式之一将抽采出的瓦斯作为燃料，过管道输送到周边社区，用于居民生用于生产甲醇、氢气、合成氨等化工加热、矿井加热等热能需求这种方通过燃气发电机组发电，不仅能消纳活用气，如炊事、取暖等这种方式产品通过瓦斯化工利用，不仅能获式技术简单、投资少，是低浓度瓦斯瓦斯，还能产生可观的经济效益对需要建设完善的瓦斯输配管网，但能得高附加值产品，还能实现碳的有效的有效利用途径通过热电联产技术于浓度较低的瓦斯，可采用增浓技术显著提高瓦斯利用率，减少矿区周边固定，减少温室气体排放，具有良好，还能进一步提高能源利用效率或与常规天然气混合使用，提高利用居民对传统燃料的依赖的经济和环境效益效率第六部分水害防治水文地质勘探1全面了解矿区水文地质条件，是水害防治的基础工作防治水技术措施2根据水文地质条件，采取相应的防治水技术措施，预防水害发生排水系统设计3科学设计排水系统，确保正常涌水能及时排出，保障生产安全突水应急处置4制定完善的突水应急预案，提高应对突发水害的能力水害是矿山开采中常见的自然灾害之一，主要包括矿井突水、矿坑积水和透水等形式尤其是突水事故具有突发性强、破坏性大的特点，是矿山安全生产的重大威胁水害防治是矿山安全工作的重要内容，需要从勘探、预防、治理和应急多个环节入手，全面防控水害风险本部分将详细介绍矿山水害防治的关键技术和管理措施，帮助矿山企业提高水害防治能力，保障安全生产水文地质勘探1勘探目的水文地质勘探的主要目的是查明矿区的含水层分布、富水性、水质特征、补给条件以及与采矿活动的关系，为水害防治和排水系统设计提供科学依据2勘探方法常用的水文地质勘探方法包括钻探、物探、测井、抽水试验、注水试验和示踪试验等通过这些方法获取含水层参数，评估含水层对采矿的影响程度3重点内容勘探重点是查明各含水层的埋藏条件、厚度、水位、水量、渗透性能以及相互间的水力联系，特别是对容易造成突水的强富水区和导水构造带进行详细勘探4成果应用勘探成果应用于矿井水文地质类型划分、突水危险性评价、防治水技术措施制定和排水系统设计等方面，是水害防治的基础性工作防治水技术措施疏水降压通过超前钻探和专门的疏水孔，将富水区域的水压降低，减小对采矿活动的威胁常用的疏水降压方法包括地面大孔井疏水、井下疏放水钻孔和水平孔排水等疏水降压不仅能降低突水风险，还能回收部分矿区地下水资源帷幕注浆在富水层与采掘工作面之间形成防水帷幕，阻断或减弱地下水的补给帷幕注浆技术包括地面钻孔注浆、井下钻孔注浆和坑道注浆等注浆材料主要有水泥浆、化学浆和复合浆等，根据地质条件选择合适的注浆材料和方法超前探放水在采掘工作面推进前，通过超前钻孔探测前方水文地质条件，发现异常时及时采取措施对于可能存在的积水区域，通过定向长钻孔进行超前放水，消除突水隐患超前探放水是预防突水的有效手段，被广泛应用于煤矿和金属矿开采防水闭塞墙在重要巷道或采区边界修建防水闭塞墙，隔离积水区域或潜在的突水威胁防水闭塞墙通常采用混凝土结构，配合止水帷幕和排水管路，既能防止水患蔓延，又能在必要时进行有序排水排水系统设计排水系统布局水泵选型自动化控制水资源利用矿井排水系统通常采用分区集中排水泵是排水系统的核心设备，选型现代矿井排水系统普遍采用自动化矿井水经过适当处理后可以用于生水的原则，将井下涌水引入水仓或应考虑扬程、流量、功率、效率和控制技术，通过液位传感器、流量产用水、消防用水、井下降尘等，水沟，再通过排水管路和水泵排至使用寿命等因素常用的矿用水泵计、压力变送器等监测设备，实时也可以处理达标后排放或用于农业地面根据矿井涌水量和水文地质有离心泵、轴流泵和混流泵等类型监控排水系统运行状态结合变频灌溉、城市绿化等通过合理的矿条件，确定水仓容量、水泵能力和为提高系统可靠性，通常采用主调速、远程控制等技术，实现水泵井水资源化利用，既降低了排水成排水管路规格，确保正常和突发涌泵、备用泵和应急泵相结合的配置的自动启停和优化运行，提高排水本，又减轻了环境影响，实现经济水都能及时排出方式，确保在各种情况下都能维持效率和系统可靠性效益和环境效益的双赢排水。