金屬礦山安全管理措施規(guī)范
金屬礦山地質(zhì)賦存條件復(fù)雜,采礦方法多種多樣,有些礦山采用不適當(dāng)?shù)牟傻V方法,加上不按正規(guī)作業(yè),生產(chǎn)管理不善等原因,自50年代以來,冒頂片幫重大傷亡事故不斷發(fā)生,根據(jù)概略的統(tǒng)計,我國金屬礦山的冒頂片幫事故一般占井下各類事故總數(shù)的20~30%左右,居井下礦山傷亡事故的第一位。從井下冒頂片幫傷亡事故的分類統(tǒng)計結(jié)果來看,屬于生產(chǎn)管理方面的原因占45.6%,屬于物質(zhì)技術(shù)方面的原因占44.2%。但在實際工作中,所謂物質(zhì)技術(shù)方面的原因,往往與人的因素有關(guān),比如設(shè)計和工藝的缺陷、設(shè)備設(shè)計和維修的缺陷等。從金屬礦山發(fā)生冒頂片幫傷亡事故的地點來看,巷道發(fā)生的事故較采場多。冒頂片幫事故中,大多數(shù)是由于局部冒落或浮石冒落所引起。
加強(qiáng)頂板管理安全的重要途徑是:根據(jù)不同的地質(zhì)條件,選用合理的采礦方法,盡量減少采礦作業(yè)人員暴露在大面積的頂板條件下作業(yè),安全、高效的采礦方法,對降低采礦重大傷亡事故非常重要,堅持合理的開采順序,即自上而下、由頂?shù)降?上盤到下盤),由遠(yuǎn)而近的開采順序,集中作業(yè),貧富兼采;避免到處挖富礦造成作業(yè)分散,導(dǎo)致破壞頂板平衡,提高回采強(qiáng)度。采取快掘、快采、快出的辦法,提高采場單位面積礦石產(chǎn)量,縮短生產(chǎn)周期,不僅可以提高采礦的勞動生產(chǎn)率,而且可以避開地壓顯現(xiàn)的活動期,在地壓相對穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行采掘作業(yè),達(dá)到安全生產(chǎn)。
對于暴露面積較大的采場(例如空場法、留礦法,充填法等)必須實行頂板分級管理法,按照不同的地質(zhì)條件和不同的采礦方法,將頂板分為一級、二級、三級,按照不同的級別,分別提出不同的頂板管理要求。為了避免浮石冒落引起的傷亡事故,礦山實行的頂板三次檢查制(斑前、班中,斑后)。檢查頂板松石的方法,過去主要靠錘擊聽聲,處理頂板松石主要依靠撬棍,這種方法不僅工效低。勞動強(qiáng)度大,而且處理松石時如果站立位置不當(dāng),操作不慎,還可能使自己本身受到傷害。美國,加拿大等國已在井下采場成功地使用浮石處理機(jī),可有效地防止松石冒落傷人事故,并提高工效。70年代以來還曾不斷進(jìn)行利用紅外探測儀檢查頂板松石的試驗,已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。我國研制成功的無線電地音儀,可作出危險頂板冒落的預(yù)報。
對巷道型掘進(jìn)工作面和采場的頂板管理措施主要有以下幾方面:
(1)合理選擇井巷(洞室)位置、斷面形狀和大小,包括,巷道布置應(yīng)避開松軟巖層,盡量在堅硬均質(zhì)的巖體內(nèi)通過,避免在應(yīng)力集中區(qū)布置巷道,盡量使巷道、洞室的軸向與巖石弱面的走向直交或斜交(大于45~65o)。
(2)正確采用支護(hù)形式在金屬礦山,巖石條件較穩(wěn)定,但仍有相當(dāng)部分的井巷需要支護(hù),金屬礦山過去常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式有木支架、金屬支架、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支護(hù)、料石砌碹,整體澆灌混凝土碹等支護(hù)形式,但目前支護(hù)效果最好,工效較高的支護(hù)方法是錨噴支護(hù)。錨噴支護(hù)是一種新的支護(hù)技術(shù),主要包括錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、錨桿——噴射混凝土支護(hù)或噴射混凝土——金屬網(wǎng)相結(jié)合的錨噴支護(hù)等。
(3)減少爆破對巷道穩(wěn)定性的影響。主要措施包括:①采用空隙間隔裝藥,減少爆破裂隙;②形成減震帶,減少爆破震動。在生產(chǎn)實踐中,往往在巷道或邊坡一側(cè)的爆區(qū)邊緣,鑿一排較密而不裝藥的空孔,利用孔空減弱爆炸應(yīng)力波的傳播;③減少炸藥用量,采用毫秒電雷管起爆,由于各炮孔所產(chǎn)生的爆破震動相互抵消,使總的爆破震動有所降低;④控制爆破作用方向。迎向最小抵抗線的爆破震動,要比背向間最小抵抗線方向的爆破震動小0.8~2倍;⑤減少大爆破所產(chǎn)生的沖擊力,減少爆破對采場底部結(jié)構(gòu)的破壞等。
可用地質(zhì)力學(xué)的方法來分析礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的類型和歷史,結(jié)合礦區(qū)的開采情況和地壓觀測的結(jié)果,從地質(zhì)力學(xué)的角度劃定礦區(qū)和地壓活動危險區(qū),從而使地壓觀測的選點和設(shè)計比較合理,可提高地壓觀測的效果。在地壓觀測的儀器方面,礦山可使用一種、兩種或多種儀器同時進(jìn)行觀測,使用得比較普遍的有地音儀、聲波儀、光應(yīng)力計、地震儀等,其中地音儀的推廣使用更為普遍。
金屬礦山由于巖石比較堅硬,地表移動下沉過程緩慢,遺留的采空區(qū)多數(shù)未予處理。應(yīng)在對地壓長期觀測的基礎(chǔ)上,用地質(zhì)力學(xué)的方法,對采空區(qū)情況進(jìn)行分析,有計劃地對一些采空區(qū)進(jìn)行充填,做到基本上控制大面積地壓活動所造成的危害,保證礦山安全生產(chǎn)。
金屬礦山通風(fēng)技術(shù)
無論是除塵通風(fēng)排除炮煙和柴油機(jī)廢氣的通風(fēng),防氡通風(fēng),通風(fēng)技術(shù)都占據(jù)著重要位置。
1.分區(qū)通風(fēng)
根據(jù)礦山的特點,將一個礦井劃分成若干個獨立的通風(fēng)區(qū)域進(jìn)行通風(fēng),稱為分區(qū)通風(fēng)。
(1)分區(qū)通風(fēng)的適用條件:
①礦體埋藏較淺而且比較分散,開鑿?fù)ㄟ_(dá)地表的通風(fēng)工程量較小,或有現(xiàn)成的井巷可供利用。
②礦體埋藏淺,走向長,產(chǎn)量大,如果構(gòu)成一個通風(fēng)系統(tǒng),則風(fēng)路太長,漏風(fēng)大,網(wǎng)路復(fù)雜,風(fēng)量調(diào)節(jié)困難。
③開采圍巖或礦石有自然發(fā)火危險、規(guī)模較大的礦井。
(2)分區(qū)通風(fēng)的劃分原則
分區(qū)通風(fēng)的各個通風(fēng)系統(tǒng)具有各自的通風(fēng)動力和完整的進(jìn)回風(fēng)井巷,它們的通風(fēng)系統(tǒng)是相互獨立的。實行分區(qū)通風(fēng),要合理劃分通風(fēng)區(qū)域,以防止各區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)之間,風(fēng)流互相干擾。劃分通風(fēng)區(qū)域應(yīng)從礦體埋藏條件和開采的具體情況出發(fā),一般的原則是:將礦量比較集中,生產(chǎn)上密切相關(guān)的地段劃在一個通風(fēng)區(qū)內(nèi)。
①按中段劃分
如果礦體處于侵蝕基準(zhǔn)面以上,而每個中段都有幾個通地表的獨立出口,各中段的工作面的新風(fēng)的進(jìn)入和污風(fēng)的匯集都可經(jīng)由本中段,中段之間聯(lián)系很少,在這種條件下可以按中段來劃分通風(fēng)系統(tǒng)。
②按礦體劃分
如果礦體分散,各礦體或各組礦體除礦石經(jīng)由統(tǒng)—的井巷運出外,人行、材料運輸、生產(chǎn)管理等都自成體系,則可以按礦體來劃分通風(fēng)系統(tǒng)。
③按采區(qū)劃分
當(dāng)?shù)V井范圍較廣且劃分成幾個采區(qū)進(jìn)行生產(chǎn),各采區(qū)除礦石經(jīng)統(tǒng)一的井巷運出外,人行、材料運輸和生產(chǎn)管理等都自成體系,在這種情況下,可以按采區(qū)來劃分通風(fēng)系統(tǒng)。
④按機(jī)械通風(fēng)區(qū)與自然通風(fēng)區(qū)劃分
當(dāng)某些生產(chǎn)礦井靠近地表的淺部礦體己基本采完,并形成大量采空區(qū)和舊巷與地面相通,將其納入主扇通風(fēng)系統(tǒng)有困難時,可將該部分從主扇通風(fēng)系統(tǒng)中隔離出來,單獨構(gòu)成一個自然通風(fēng)區(qū)(有時安臨時輔扇加強(qiáng)通風(fēng))。這樣做,不僅使淺部礦體形成一定的風(fēng)流系統(tǒng),而且使深部主扇通風(fēng)系統(tǒng)更加完善。
(3)分區(qū)通風(fēng)的特點
網(wǎng)路簡單,風(fēng)流容易控制,串聯(lián)機(jī)會少,風(fēng)路短,通風(fēng)阻力小,風(fēng)壓損失少,漏風(fēng)小,當(dāng)采用低壓小型風(fēng)機(jī)或把風(fēng)機(jī)安在井下靠近工作面地點通風(fēng)時,效果更好,通風(fēng)動力消耗少;采用中、小型通風(fēng)設(shè)備,投產(chǎn)快,基建投資省,有利于在高山地區(qū)或井下安裝,新風(fēng)能迅速送達(dá)工作面,并可減少沿途的污染,通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整靈活,容易適應(yīng)工作面多變的情況。但分區(qū)通風(fēng)需要有較多的風(fēng)井,如果沒現(xiàn)成的坑道可供利用,將會增加基建投資,主扇分散,管理不便。在我國金屬礦山現(xiàn)有的條件下,分區(qū)通風(fēng)顯示了很大的優(yōu)越性,特別是對于江西、湖南、廣東的鎢礦系統(tǒng)、黃金礦以及類似的中小型礦山,更加具有明顯的優(yōu)越性。
2.通風(fēng)網(wǎng)路
所謂通風(fēng)網(wǎng)路,就是各風(fēng)道相互銜接所形成的結(jié)構(gòu)。通風(fēng)網(wǎng)路的基本形式是并聯(lián)、串聯(lián)和角聯(lián)。但實際的礦井通風(fēng)網(wǎng)路異常復(fù)雜,有礦井通風(fēng)網(wǎng)路和采區(qū)通風(fēng)網(wǎng)路兩種,
典型的礦井通風(fēng)網(wǎng)路有以下幾種:
(1)棋盤式通風(fēng)網(wǎng)路
在礦井中,沿礦體走向每隔一定距離保留一個連通上下中段且通達(dá)上部總回風(fēng)道的回風(fēng)天井,天井與運輸平巷交叉處則以風(fēng)橋跨過。如此形成幾組并聯(lián)風(fēng)網(wǎng),每一風(fēng)網(wǎng)內(nèi)作業(yè)面的污風(fēng)以一定方式引入回風(fēng)天井經(jīng)總回風(fēng)道排出地表。這種網(wǎng)路使用的范圍較廣,不僅可用于全礦通風(fēng)網(wǎng)路,還可以用于采區(qū)通風(fēng)網(wǎng)路,對于平行密集脈狀礦床,也可利用同一中段互相垂直的沿脈和川脈按照上述原則構(gòu)成水平的棋盤式通風(fēng)網(wǎng)。
(2)間隔式通風(fēng)網(wǎng)路
每間隔一個中段設(shè)置一條回風(fēng)道,在回風(fēng)中段上部的工作面由上中段進(jìn)風(fēng),風(fēng)流下行,回風(fēng)中段下部的工作面由下中段進(jìn)風(fēng),風(fēng)流上行。各回風(fēng)中段的廢風(fēng)集中由一端的回風(fēng)井排出。這種網(wǎng)路適合于不宜開掘回風(fēng)天井工程量較大,以及工作面可以采用下行通風(fēng)的情況下采用。
(3)階梯式通風(fēng)網(wǎng)路
當(dāng)?shù)V體由回風(fēng)井一側(cè)向進(jìn)風(fēng)井方向后退式回采時,可以利用上中段已結(jié)束作業(yè)的運輸坑道作下中段的回風(fēng)道,使各中段的風(fēng)流呈階梯式相互錯開。這種通風(fēng)網(wǎng)路適合后退式開采,在探礦和開拓中段的廢風(fēng)不影響上部回采中段時,這種網(wǎng)路可與其他網(wǎng)路形式結(jié)合使用,
(4)梳式通風(fēng)網(wǎng)路
在每一中段建立一條專用沿脈回風(fēng)道,將穿脈巷道斷面擴(kuò)大,用風(fēng)幛間成兩格,一路運輸和進(jìn)風(fēng),另一路回風(fēng)?；仫L(fēng)路都與沿脈采掘回風(fēng)道相連,中段專用回風(fēng)道似梳柄,穿脈風(fēng)障格回風(fēng)道似梳齒,故稱為梳式網(wǎng)路。這種通風(fēng)網(wǎng)路適用于平行密集脈狀礦床,且川脈、沿脈坑道都不能用來回風(fēng)的情況。
