特大型镍矿安全生产管理与风险控制

《特大型镍矿充填法开采技术著作丛书》序一

《特大型镍矿充填法开采技术著作丛书》序二

《特大型镍矿充填法开采技术著作丛书》序三

《特大型镍矿充填法开采技术著作丛书>编者的话

前言

第1章绪论

1.1概述

1.2金川镍矿资源与矿山简介

1.2.1金川镍矿资源简介

1.2.2金川镍矿开采情况简介

1.2.3金川镍矿工程建设与发展目标

1.2.4金川镍矿开采安全生产状况

1.2.5金川镍矿深井开采面临的安全问题

1.3主要研究内容

1.3.1矿山工程地质和岩石力学研究

1.3.2多中段连续开采地压规律与稳定性安全控制技术研究

1.3.3高应力巷道围岩变形机理与控制技术研究

1.3.4充填法采矿设计与安全回采工艺研究

1.3.5矿井通风系统技术改造与优化研究

1.3.6深井安全开采支撑理论与保障技术研究

1.3.7金川镍矿安全管理模式优化研究

第2章金川镍矿深部开采风险评价

2.1风险评价概述

2.1.1风险评价的产生、发展及现状

2.1.2风险评价基本概念

2.1.3风险评价种类

2.1.4风险评价的目的

2.1.5风险评价的意义

2.2风险评价的依据

2.2.1安全生产法律法规体系

2.2.2标准

2.3风险评价原理

2.3.1相关性原理

2.3.2类推原理

2.3.3惯性原理

2.3.4量变到质变原理

2.4风险评价方法

2.4.1安全检查表法

2.4.2危险指数法

2.4.3预先危险分析法

2.4.4故障假设分析法

2.4.5危险和可操作性研究

2.4.6失效模型和后果分析

2.4.7故障树分析

2.4.8事件树分析

2.4.9作业条件危险性评价法

2.5风险评价程序与分级方法

2.5.1风险评价程序

2.5.2风险分级方法

2.6金川镍矿深部开采风险评价

2.6.1地压灾害

2.6.2爆破危害

2.6.3火灾危害

2.6.4中毒、窒息危害

2.6.5提升运输系统事故危害

2.6.6充填事故危害

2.6.7物体打击

2.6.8机械伤害

2.6.9高处坠落

2.6.10电气事故危害

2.6.11起重伤害

2.6.12职业健康危害

2.7安全风险评价结论

第3章深井开采重大危险源辨识

3.1重大危险源辨识方法

3.1.1矿山重大危险源定义与特性

3.1.2矿山重大危险源评价单元划分

3.1.3危险等级的划分

3.1.4矿山重大危险源危险性与评价单元危险性之间的关系

3.1.5矿山重大危险源不同类型灾害的危险性的关系问题

3.2金川镍矿深井开采重大危险源辨识

3.2.1采场整体失稳

3.2.2水平矿柱开采风险

3.2.3岩移诱发构筑物失稳

第4章金川镍矿开采安全技术与管理措施

4.1采矿安全技术与管理措施研究

4.1.1采矿安全技术

4.1.2安全管理措施

4.2充填安全技术与管理措施

4.2.1充填安全技术

4.2.2充填安全管理措施

4.3提升运输安全技术与管理措施

4.3.1提升运输安全技术

4.3.2安全管理措施

4.4通风安全技术与管理措施

4.4.1通风安全技术

4.4.2通风安全管理措施

4.5供配电安全技术与管理措施

4.6给排水系统安全管理措施

4.7消防系统安全管理措施

4.8职业卫生管理措施

第5章深井开采重大危险源管控措施研究

5.1安全避险“六大系统”主要内容及设计原则

5.1.1安全避险“六大系统”主要内容

5.1.2设计原则

5.2紧急避险系统

5.2.1自救器配备

5.2.2紧急避险设施建设方式及位置

5.2.3避灾硐室设计方案

5.2.4避灾硐室的维护与管理

5.3压风自救系统

5.3.1压风系统布置原则

5.3.2系统布置

5.4供水施救系统

5.4.1系统布置原则

5.4.2系统布置

5.5通信联络系统

5.5.1系统布置原则

5.5.2系统布置

5.6人员定位系统

5.6.1系统布置原则

5.6.2人员定位功能要求

5.6.3无线通信系统功能要求

5.6.4方案选择

5.6.5主要技术指标

5.6.6系统布置

5.7监测监控系统

5.7.1地压监测系统方案

5.7.2采场整体失稳监测

5.7.3水平矿柱开采风险监测

5.7.4有毒有害气体监测

5.7.5通风系统监测

5.7.6视频监测

5.8监测数据传输及监控调度指挥中心建设

5.8.1系统总体构架

5.8.2监测数据传输方案

5.8.3矿山监控中心（调度室）建设方案

5.8.4监测监控软件系统方案

第6章金川“五阶段”安全文化管控集成模式研究与实践

6.1概述

6.1.1研究背景

6.1.2基本内涵

6.1.3核心价值观

6.1.4主要特征

6.1.5主导作用

6.2理论依据

6.2.1事故致因理论

6.2.2事故预防原理

6.3金川“五阶段”事故预防与控制原理研究

6.3.1“三角形”事故控制原理

6.3.2“阻尼减幅式”安全管控原理

6.3.3“叠加共振”文化效应原理

6.3.4“衰控升级”持续改进原理

6.3.5“斜坡球体引领式”滚动升级原理

6.3.6“文化环境行为影响式”遵规守矩支撑原理

6.3.7“三段三治”安全发展原理

6.3.8“同阶段、同模式、同结果”三同原理

6.3.9“本质安全”建设支撑原理

6.3.10“长板引领，短板升级”整体推进原理

6.4金川“五阶段”四层次安全文化建设理论体系研究

6.4.1概述

6.4.2安全理念文化“五阶段”建设理论模型与实施体系构架

6.4.3安全制度文化“五阶段”建设理论模型与实施体系构架

6.4.4安全行为文化“五阶段”建设理论模型与实施体系构架

6.4.5安全物质文化“五阶段”建设理论模型与实施体系构架

6.5金川“五阶段”五大专业化安全管控匹配化建设理论体系研究

6.5.1生产组织安全管控匹配化“五阶段”建设理论模型与实施体系构架

6.5.2工艺系统安全管控匹配化“五阶段”建设理论模型与实施体系构架

6.5.3设备设施安全管控匹配化“五阶段”建设理论模型与实施体系构架

6.5.4工程项目安全管控匹配化建设“五阶段”理论模型与实施体系构架

6.5.5本质安全人塑培“五阶段”理论模型与实施体系构架

6.6金川“五阶段”安全文化提升工程建设理论体系研究

6.6.1人机环科学匹配化“五阶段”建设理论模型与实施体系构架

6.6.2金川“五阶段”零伤害理论模型与实施体系构架

6.6.3安全生产标准化“五阶段”建设理论模型与实施体系构架

6.6.4金川“五阶段”关键要害岗位安全管控理论模型与实施体系构架

6.7金川“五阶段”安全文化管控级别与“金川模式”评价研究

6.7.1木桶原理的启示

6.7.2金川“五阶段”安全文化管控级别划分

6.7.3金川“五阶段”安全文化管控集成模式评价准则

参考文献2100433B

《特大型镍矿安全生产管理与风险控制》主要介绍金川特大型镍矿在采矿生产的安全生产管理与风险控制等方面的研究成果。《特大型镍矿安全生产管理与风险控制》可供采矿、地质、水电和土木工程等领域从事采矿设计、生产实践和科学研究的科研人员及大专院校和科研院所的师生参考。本丛书全面介绍金川特大型深埋高地应力矿床无间柱大面积连续开采的支撑理论与关键技术，内容涉及矿山工程地质与岩石力学研究成果、矿岩体分类与参数预测、特大型难采矿体的采矿方法演化与机械化盘区下向胶结充填采矿设计、深井高浓度自流输送和泵送膏体充填系统设计与技术改造、多中段无间柱大面积连续开采的采场地压规律与岩移控制技术、高应力碎裂围岩变形机理与优化控制技术、深井多级站矿井通风系统仿真与优化改造、大面积连续开采采矿风险评价和安全管理、矿山数字化建设与发展、矿山生产系统优化与产能提升以及千米深井安全开采的支撑理论与保障技术等内容。

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《特大型镍矿充填法开采技术著作丛书》编者的话

前言

第1章绪论1

1.1概述1

1.2数字化矿山的概念1

1.3数字化矿山的体系3

1.4数字化矿山建设目的5

1.5数字化矿山研究内容与关键技术9

1.5.1数字化矿山研究内容9

1.5.2数字化矿山的理论基础11

1.5.3构建数字化矿山关键技术11

1.5.4数字化矿山地质保障信息系统12

1.6数字化矿山研究现状与发展趋势13

1.6.1国外数字化矿山研究现状13

1.6.2国内数字化矿山研究现状13

1.6.3数字化矿山研究发展趋势14

1.7我国数字化矿山建设存在问题及原因16

第2章金川集团公司信息化概况19

2.1企业概况19

2.2企业信息化战略20

2.3基础设施建设21

2.4管理信息系统建设21

2.4.1企业资源计划平台22

2.4.2集团协同工作管理平台22

2.4.3人力资源系统22

2.4.4生产管理平台22

2.4.5资金管理平台23

2.4.6项目管理系统23

2.4.7矿产资源管理平台23

2.4.8内控监督平台23

2.4.9网络教育平台23

2.4.10网站平台23

2.5自动化系统建设24

2.5.1采矿过程24

2.5.2选矿过程24

2.5.3冶炼过程24

2.6企业公共信息化服务建设25

2.7全面提升信息化理念和技术创新水平25

2.8信息化建设成果与经验26

第3章金川矿区数字化矿山建设框架体系28

3.1金川集团公司数字化矿山建设目标28

3.1.1长远目标28

3.1.2具体目标28

3.2数字化矿山系统建设原则28

3.3数字化矿山建设总体架构29

3.3.1数字化矿山基本架构29

3.3.2金川矿区数字化矿山结构31

3.4数字化矿山管理系统实现层次32

3.4.1网络通信平台32

3.4.2矿山地理信息系统34

3.4.3自控数据采集系统35

3.4.4业务管理信息系统37

3.5数据资源标准建设40

3.5.1数据资源标准的作用和意义40

3.5.2数据资源建设目标41

3.5.3矿山安全生产监测监控信息分类编码标准42

第4章金川矿区数字化矿山三维可视化系统44

4.1系统简介44

4.2工作原则与流程45

4.3金川矿山数据库建立45

4.4阶段工作成果46

4.4.1地质数据库的建立46

4.4.2地质可视化模型50

4.4.3矿块模型建立51

4.4.4采空区模型的建立52

4.4.5地表及地表工程模型的建立54

4.4.6井巷工程可视化模型56

4.4.7采掘工程量计算57

4.4.8绘制实测平面58

4.4.9贫化率量化管理59

4.4.10工程质量评价61

4.4.11矿石堆场动态管理61

4.4.12切采设计61

4.4.13工程设计工作中的应用62

4.4.14矿山品位预测中的应用63

第5章金川矿区智能化控制系统66

5.1提升机远程集中控制66

5.1.1系统简介66

5.1.2提升系统集中控制的网络控制技术措施66

5.1.3系统的主要功能67

5.2运输系统远程集中控制68

5.2.1系统概述68

5.2.2系统组成结构68

5.2.3系统主要功能68

5.3排水排污控制系统69

5.3.1排水排泥方式69

5.3.2坑内排水排泥设施70

5.4供配电系统70

第6章金川矿区网络通信系统71

6.1井下人员定位系统71

6.1.1系统简介71

6.1.2系统实施的意义和必要性71

6.1.3系统功能结构72

6.1.4项目分步实施77

6.2工业电视监控系统85

6.2.1项目简介85

6.2.2实施必要性、目的及意义85

6.2.3实施内容及技术方案86

6.2.4实施效果86

6.3金川矿区工业以太网86

第7章金川二矿区紧急避险系统88

7.1自救器配备88

7.1.1技术参数88

7.1.2配备数量88

7.2避险设施建设方式及位置88

7.2.1紧急避险设施建设方式88

7.2.2紧急避险设施方案比选89

7.2.3紧急避险设施建设位置90

7.3避灾硐室设计方案91

7.4避灾硐室设计92

7.4.1避灾硐室规格及配置92

7.4.2内部设备配备92

7.4.3自给性及密闭性设计94

7.5避灾硐室的维护与管理95

7.6避灾路线设计96

7.7应急预案97

第8章金川二矿区压风自救系统98

8.1系统现状98

8.2系统设计98

8.2.1压风系统设计原则98

8.2.2压风管道设计99

8.2.3需风量计算99

8.2.4供风管管径计算100

8.2.5系统布置102

8.3安装及调试103

8.3.1系统安装103

8.3.2使用、维护及管理103

第9章金川二矿区供水施救系统104

9.1系统现状104

9.2系统设计104

9.2.1供水系统设计原则104

9.2.2供水量计算105

9.2.3系统布置106

9.3安装及调试106

9.3.1安装要求106

9.3.2调试及使用107

9.4管理及维护107

第10章金川二矿区通信联络系统108

10.1设计原则108

10.2通信系统现状及改造108

10.2.1系统现状108

10.2.2系统改造方案109

10.3管理与维护109

第11章金川二矿区人员定位系统110

11.1设计思路110

11.2系统现状111

11.3主流技术的比较111

11.3.1语音通信系统111

11.3.2WiFi与3G技术的参数对比112

11.3.3人员定位系统114

11.4系统功能116

11.5系统组成117

11.5.1系统结构与设备117

11.5.2语音网关119

11.6人员定位系统布置及安装120

11.7管理与维护120

第12章金川二矿区监测与监控系统122

12.1有毒有害气体监测122

12.1.1有毒有害气体监测现状122

12.1.2有毒有害气体离线监测122

12.1.3有毒有害气体在线监测122

12.2通风系统监测124

12.2.1风速风压监测124

12.2.2风机开停机传感器125

12.3视频监测125

12.3.1视频监测系统现状125

12.3.2视频监测系统补充设计125

12.4管理与维护126

第13章监测数据传输及监控调度指挥中心建设128

13.1总体架构128

13.2监测数据传输129

13.3矿山监控中心建设129

13.3.1监控中心结构130

13.3.2计算机服务器及网络子系统130

13.3.3大屏幕信息显示子系统130

13.4监测监控软件系统131

13.4.1系统运行环境131

13.4.2系统功能131

13.5监控调度指挥中心运行管理133

第14章金川矿区数字化矿山发展展望135

14.1数字化矿山建设方向135

14.1.1数字化矿山建设发展战略方面135

14.1.2数字化矿山基础设施建设方面135

14.1.3数字化矿山理论研究方面136

14.1.4矿产资源管理信息化方面136

14.1.5矿山地、测、采专业的信息化方面136

14.1.6矿山安全管理信息化方面136

14.1.7矿山管理信息化方面137

14.1.8生产过程自动化方面138

14.2数字化矿山研究与发展途径139

14.2.1加大矿山企业数字化矿山建设的试点和推广139

14.2.2加快数字化矿山技术研发139

14.2.3产学联合，加大信息化人才储备139

14.3数字化矿山效果分析139

14.3.1系统运行集成化140

14.3.2业务流程合理化140

14.3.3绩效监控动态化140

14.3.4库存管理高效化141

14.3.5管理改善持续化141

参考文献1422100433B

目录

《特大型镍矿充填法开采技术著作丛书》序一

《特大型镍矿充填法开采技术著作丛书》序二

《特大型镍矿充填法开采技术著作丛书》序三

《特大型镍矿充填法开采技术著作丛书》编者的话

前言

第1章绪论1

11引言1

12矿床地质与开采技术条件2

121地质概况2

122矿区地质4

123矿体地质特征9

124矿石结构构造10

125矿区原岩应力11

126开采技术条件12

127矿区水文地质13

13本章小结14

第2章深井高应力卸荷开采理论15

21高应力条件下开采方法选择15

211开采技术现状调查分析15

212开采现状及发展趋势16

213卸荷开采方案选择18

22卸荷开采过程的数值模拟25

221计算模型和计算方案25

222矿区初始地应力条件32

223力学模型33

224计算结果与分析34

23本章小结54

第3章高应力采场卸荷充填回采工艺试验55

31进路高效回采爆破工艺试验55

311国内外掏槽爆破技术现状55

312进路开采掏槽爆破方案57

313进路开采掏槽爆破工艺试验59

32分层卸荷盘区进路充填采矿工业试验63

321分层卸荷开采工程布置64

322分层卸荷进路充填采矿回采工艺64

323多期进路回采凿岩爆破参数65

324二、三期进路开采控制爆破技术67

325分层卸荷开采顺序69

326分层卸荷开采盘区采场通风方式70

327分层卸荷开采主要设备配置优化72

328卸荷开采巷道及回采进路支护74

329分层卸荷开采充填工艺75

3210主要技术经济指标和经济效益77

33本章小结79

第4章高应力卸荷开采地压与爆破震动监测80

41引言80

42分层卸荷开采应力监测81

421钻孔应力计工作原理及结构特点81

422钻孔应力计安装及使用82

423应力监测数据分析83

43巷道变形收敛监测94

431收敛监测仪构造94

432观测点布置及收敛观测95

433监测数据分析96

434回采矿柱的巷道收敛观测101

44分层卸荷开采声发射监测102

441声发射监测仪器特点及使用方法103

442应用方法及步骤105

443声发射监测数据105

444声发射监测数据分析107

45分层卸荷进路回采爆破地震监测108

451测震方案确定108

452测试方法108

453现场实测数据109

454测震结果分析116

455爆破减震方法117

46本章小结117

第5章深部多中段衔接及水平矿柱开采技术119

51深部多中段矿柱现状调查119

511水平矿柱工程地质调查119

512垂直矿柱的工程地质调查123

513多中段开采水平矿柱现状124

514小结125

52水平矿柱开采方案及数值模拟125

521深部多中段水平矿柱开采方案125

522水平矿柱开采稳定性分析126

523实际计算模型和计算方案127

524数值计算结果及分析128

525多中段作业矿柱开采采场围压变化分析138

53水平矿柱回采工艺方案154

531水平矿柱回采工艺154

532超前回采2/5水平矿柱156

533盘区卸压双穿脉分层道回采水平矿柱156

54本章小结158

第6章深部开采大范围充填体强度特性研究160

61引言160

62采场上覆充填体特性160

63深部充填体强度影响因素163

64深部充填体强度合理确定166

65下向进路胶结充填体强度确定170

66充填体稳定性数值模拟174

67本章小结183

第7章深部高浓度尾砂充填工艺技术试验研究185

71引言185

711主要研究内容185

712主要研究成果186

713主要技术指标187

72充填材料试验研究187

721充填物料基本物化参数测定187

722尾砂沉降性能测定190

723充填料浆坍落度测定192

724充填配比强度试验197

725小结200

73充填料浆输送性能研究202

731充填料浆流变参数测定202

732充填料浆输送阻力分析206

733充填倍线分析计算216

734小结222

74充填料浆制备及充填系统研究223

741高浓度自流输送系统223

742膏体泵送充填系统工艺及优化225

75充填工业试验228

751高浓度自流输送系统工业试验228

752膏体泵送充填系统工业试验231

76本章小结232

第8章高压头低倍线充填管道输送技术234

81引言234

811试验研究内容234

812试验研究成果235

82充填管道调压原理236

821充填管道压力计算236

822影响充填管道压力因素分析236

823充填管道调压方法237

83高压头充填管道压力分析计算239

831二矿区现有充填管网布置239

832充填料浆流变参数245

833不同布置形式管道压力分布246

84高压头充填管道调压装置研究256

841增阻圈的作用原理分析256

842增阻圈结构及布置形式257

843加设增阻圈后管道压力分布257

844增阻圈布置原则258

85充填管道布置优化研究260

851充填钻孔布置优化260

852水平管道布置优化262

853柔性接头及导水阀的应用263

86高压头充填管道调压输送工业试验265

87本章小结267

第9章二矿区大面积开采地压及灾变控制技术269

91引言269

911研究内容与技术路线269

912大面积开采灾变控制关键技术270

92二矿区14行风井围岩变形监测272

921现场安装光纤钻孔与数量273

922光纤与锚固钢丝绳头的固定274

923锚固钢丝绳下放过程274

924光纤随锚索下放过程275

925孔口光纤的保护275

926孔灌浆情况276

927钻孔光纤和光缆的熔接276

928二矿区14行风井钻孔光纤组网278

929光纤传感器在风机控制室线头的保护278

9210监测钻孔测试与结果279

93二矿区采场围岩与充填体变形监测280

931连接风井水平巷道围岩变形监测设计281

932光纤埋设的实施过程286

94本章小结289

参考文献291

结束语250

参考文献252 2100433B

本书是《特大型镍矿充填法开采技术著作丛书》的第十一册，全面介绍金川特大型镍矿深部矿床多中段安全高效开采理论与关键技术。

本书以金川大型复杂难采矿床开采为工程实例，介绍了高应力条件下分层卸荷开采理论与采矿工艺技术、水平矿柱开采技术与回采工艺、高压头低倍线高浓度料浆管道输送阶梯增阻降压技术以及光纤光栅三维变形监测和灾变风险预测技术。

本书可供采矿、地质、水电和土木工程等领域从事采矿设计、生产实践、科学研究的科研人员，以及从事采矿教学的大专院校和科研院所的教师和研究生参考 。