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?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)下進行采掘作業(yè),達到安全生產(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。勞動強度大,而且處理松石時如果站立位置不當,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,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)正確采用支護形式在金屬礦山,巖石條件較穩(wěn)定,但仍有相當部分的井巷需要支護,金屬礦山過去常用的支護結(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、料石砌碹,整體澆灌混凝土碹等支護形式,但目前支護效果最好,工效較高的支護方法是錨噴支護。錨噴支護是一種新的支護技術(shù),主要包括錨桿支護、噴射混凝土支護、錨桿——噴射混凝土支護或噴射混凝土——金屬網(wǎng)相結(jié)合的錨噴支護等。
(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)力學的方法,對采空區(qū)情況進行分析,有計劃地對一些采空區(qū)進行充填,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)。
金屬礦山通風技術(shù)
無論是除塵通風排除炮煙和柴油機廢氣的通風,防氡通風,通風技術(shù)都占據(jù)著重要位置。
1.分區(qū)通風
根據(jù)礦山的特點,將一個礦井劃分成若干個獨立的通風區(qū)域進行通風,稱為分區(qū)通風。
(1)分區(qū)通風的適用條件:
①礦體埋藏較淺而且比較分散,開鑿?fù)ㄟ_地表的通風工程量較小,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)成一個通風系統(tǒng),則風路太長,漏風大,網(wǎng)路復(fù)雜,風量調(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)通風的劃分原則
分區(qū)通風的各個通風系統(tǒng)具有各自的通風動力和完整的進回風井巷,它們的通風系統(tǒng)是相互獨立的。實行分區(qū)通風,要合理劃分通風區(qū)域,以防止各區(qū)通風系統(tǒng)之間,風流互相干擾。劃分通風區(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區(qū)內(nèi)。
①按中段劃分
如果礦體處于侵蝕基準面以上,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的進入和污風的匯集都可經(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系統(tǒng)。
③按采區(qū)劃分
當?shù)V井范圍較廣且劃分成幾個采區(qū)進行生產(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)來劃分通風系統(tǒng)。
④按機械通風區(qū)與自然通風區(qū)劃分
當某些生產(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,將其納入主扇通風系統(tǒng)有困難時,可將該部分從主扇通風系統(tǒng)中隔離出來,單獨構(gòu)成一個自然通風區(qū)(有時安臨時輔扇加強通風)。這樣做,不僅使淺部礦體形成一定的風流系統(tǒng),而且使深部主扇通風系統(tǒng)更加完善。
(3)分區(qū)通風的特點
網(wǎng)路簡單,風流容易控制,串聯(lián)機會少,風路短,通風阻力小,風壓損失少,漏風小,當采用低壓小型風機或把風機安在井下靠近工作面地點通風時,效果更好,通風動力消耗少;采用中、小型通風設(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,新風能迅速送達工作面,并可減少沿途的污染,通風系統(tǒng)調(diào)整靈活,容易適應(yīng)工作面多變的情況。但分區(qū)通風需要有較多的風井,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.通風網(wǎng)路
所謂通風網(wǎng)路,就是各風道相互銜接所形成的結(jié)構(gòu)。通風網(wǎng)路的基本形式是并聯(lián)、串聯(lián)和角聯(lián)。但實際的礦井通風網(wǎng)路異常復(fù)雜,有礦井通風網(wǎng)路和采區(qū)通風網(wǎng)路兩種,
典型的礦井通風網(wǎng)路有以下幾種:
(1)棋盤式通風網(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上部總回風道的回風天井,天井與運輸平巷交叉處則以風橋跨過。如此形成幾組并聯(lián)風網(wǎng),每一風網(wǎng)內(nèi)作業(yè)面的污風以一定方式引入回風天井經(jīng)總回風道排出地表。這種網(wǎng)路使用的范圍較廣,不僅可用于全礦通風網(wǎng)路,還可以用于采區(qū)通風網(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網(wǎng)。
(2)間隔式通風網(wǎng)路
每間隔一個中段設(shè)置一條回風道,在回風中段上部的工作面由上中段進風,風流下行,回風中段下部的工作面由下中段進風,風流上行。各回風中段的廢風集中由一端的回風井排出。這種網(wǎng)路適合于不宜開掘回風天井工程量較大,以及工作面可以采用下行通風的情況下采用。
(3)階梯式通風網(wǎng)路
當?shù)V體由回風井一側(cè)向進風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道,使各中段的風流呈階梯式相互錯開。這種通風網(wǎng)路適合后退式開采,在探礦和開拓中段的廢風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)梳式通風網(wǎng)路
在每一中段建立一條專用沿脈回風道,將穿脈巷道斷面擴大,用風幛間成兩格,一路運輸和進風,另一路回風。回風路都與沿脈采掘回風道相連,中段專用回風道似梳柄,穿脈風障格回風道似梳齒,故稱為梳式網(wǎng)路。這種通風網(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的情況。
