郴州市永興新生礦區礦山安全與工業衛生設計

劉岳軍

(湖南寶山有色金屬礦業有限責任公司,湖南桂陽 424402)

郴州市永興新生礦區礦山安全與工業衛生設計

劉岳軍

(湖南寶山有色金屬礦業有限責任公司,湖南桂陽 424402)

永興新生礦區設計銅礦生產規模為3 400 t/d,100萬t/a,7 000 t銅金屬/a,是一個新礦山。為了充分開發礦山資源,設計準備開挖三個明豎井:一個箕斗井,一個罐籠井,一個回風井。設計按照規范搞好廢水、廢渣、廢氣防治,采用合適的開采工藝,防止產生地質災害。嚴格安全規章制度,嚴格管理,從工藝、制度、管理上搞好安全、衛生管理工作,達到了很好的效果,保證了礦山安全高效生產。

新生;銅礦;安全;衛生

郴州市永興新生礦區位于湖南郴州永興縣城西約38km處,隸屬永興縣三塘鄉管轄,地理坐標:東經112°43′00″～112°44′15″,26°04′30″～26°05′45″。面積3.47 km2。2005年至2007年,湖南有色地質勘查局一總隊對新生礦區進行了以錫銅為主的多金屬礦產普查和勘查工作,2007年6月提交了《湖南省永興縣新生礦區錫銅多金屬礦普查報告》。本方案據此進行開發利用設計及礦山安全與工業衛生設計。

郴州市永興新生礦,作為寶山銅冶煉項目的一個礦山基地,企業領導須對環境保護、安全生產十分重視,設置安全生產委員會,辦事機構設安環部,實行公司、工區、班組三級安全教育制度,才能滿足基本的安全生產活動。

1 工程概況

設計礦山銅礦生產規模為3 400 t/d,100萬t/a, 7 000 t銅金屬/a。該礦區是一個多金屬礦區,富含銅、錫等多種金屬。各種金屬都具有一定的開采價值。本方案計劃在區內設計銅選廠,以處理新生自產銅礦石及周邊部分收購的銅礦石。銅的地質品位0.91%,采礦貧化率為12%,出礦品位為0.8%。

設計的新生礦區內是一個新礦山,為了充分開發礦山資源,設計準備開挖三個明豎井:一個箕斗井,一個罐籠井,一個回風井。形式箕斗井-豎井開拓方式。形成的開拓運輸系統保有150萬t/a以上的提升能力。

箕斗井:提升礦石,井深800 m,-300 m～地表(約500 m),井筒直徑5 m。礦石經過各中段溜井溜至-260礦倉,經過破碎后由皮帶運輸到箕斗,礦石直接提升至地表礦倉,并經過汽車轉運至選廠。

罐籠井:采用雙罐籠提升,主罐籠提升礦石和廢石,副罐籠提升人員和材料,兼作進風井,井深800 m, -300 m～地表(約500 m),井筒直徑5.5 m。

人員、材料、設備等經罐籠井進入礦坑。然后進入各作業中段。各中段運輸出礦采用鏟運車加電機車裝巖機的聯合作業方式或采用7 t架線式電機車裝巖機的聯合作業方式,1.2 m3側卸式礦車;廢石運輸采用3 t機車,0.75 m3側卸式礦車。此開拓運輸方案能力保證(150～1 200)萬t/a。

每個中段的掘進工程廢石量能滿足各采空區充填,大多數廢石經明豎井提升到各個廢石倉,經廢石溜井系統倒入井下各個采場用做充填料,少量的未用于充填的廢石運輸到廢石場排放。

中段高度采用40 m高,從-300 m到200 m共6個中段,采礦中段為-260 m,-220 m,-180 m, -140 m,-100 m共5個。

采用全面法和中深孔階段礦房法采礦。

2 主要污染源及其防治

新生礦區為有色金屬采、選企業,其主要污染源為廢水、廢渣,其次為廢氣。

2.1 廢水

廢水污染源為井下外排廢水及選廠外排廢水。井下礦山一般涌水量小,井下水經罐籠井排出地表沉降池沉降后,排入集水池,回收用于選礦和井下生產,利用率為80%左右。選廠廢水全部排入尾礦庫,經6 d沉降,除出污染物后,部分回水用于選礦、部分達標外排。生活廢水及井下未能利用的廢水,匯入庫容工業廢水沉淀庫,自然沉淀后達標外排。工業廢水需經湖南省環境監測中心監測符合《污水綜合排放標準》GB8973-1996達標排放。

2.2 廢渣

主要為井下開采的廢石及選礦尾砂。井下廢石主要用于井下空區充填,剩余少量的廢石排入廢石場,廢石場下方筑有擋石壩,壩內設有反濾層,防止泥沙流失,并在廢石場大部分地方植樹種草。選廠尾砂,全部排入尾礦庫。

2.3 廢氣

廢氣來源于井下通風回風巷道排出的污風,廢氣主要成分為粉塵及爆破時產生的CO、NO、NO2等,礦山生產中,采取作業點噴水、濕式鑿巖、裝礦點設防塵風機等措施,并加強局部扇風,可以在極短時間內將廢氣達標排出。

3 礦山地質環境評價

礦山所在地區的區域穩定性良好,無地震,礦區范圍內為荒坡山地,無地面建筑物。礦區地下水標高低于當地浸蝕基面,礦區地下水與周邊各水文地質單元形成明顯的水位差,不受礦床疏干排水影響,地面無變形現象,地質環境穩定。

礦區礦體圍巖體完整,坑道不需支護,裂隙發育處有松石掉落和少量片幫。生產范圍內,根據圍巖穩定性不同,采用全面法和中深孔階段礦房法,因此不會對地質環境造成破壞。

4 危害生產安全因素分析

根據礦區實際情況,生產過程中主要存在下列危害生產安全的因素:

1.地壓災害。礦山設計雖對采空區進行充填,但仍會存在不同程度采空區,采空區、采場和巷道受地壓或不良工程地質條件影響,均可能引起地質災害。

2.爆破危害。在礦床開采過程中,需使用炸藥,炸藥從炸藥庫運出途中、裝藥和放炮過程中、未爆炸或未爆炸完全的炸藥在裝卸礦巖過程中,都有發生爆炸的可能,造成人體傷害和財產損失。

3.電傷害。井下生產系統使用大量用電設備,井下充油型互感器、電力電容器如長時間過負荷運轉,會產生大量熱量,電器設施內部絕緣損壞,保護監測裝置失效,會造成火災、爆炸,另外,配電線路、開關、熔斷器、插銷座、電熱設備、照明器具、電動機等均有可能引起電傷害。

4.中毒、窒息危害。引起中毒、窒息的原因主要是爆破后形成的炮煙和其它有毒煙塵,其它有毒煙塵是開采過程中遇到的溶洞、采空區、廢舊巷道中存在的有毒氣體、火災后有毒煙流等。造成人員中毒、窒息原因主要是井下通風不暢和違規作業。

5.水災危害。在開采過程中,可能存在由地表塌陷或地質構造形成的通道進入礦井的地表水的危害、采空區和廢棄坑道中儲存水體的危害、溶洞、構造裂隙中水體的危害。導致工作面突水,造成人員傷亡和財產損失。

6.機械傷害。井下各種機械設備都有可能造成機械傷害,這些機械設備包括掘進機械、運輸(提升)機械、裝載機械、鉆探機械等。

7.粉塵危害。在進行穿孔作業、爆破作業、運輸作業和破碎作業時,都會產生粉塵,長期吸入人體,可得砂肺病,最后使人窒息死亡。粉塵危害程度與粉塵的分散度、游離二氧化硅含量和物質組成有關。

8.噪聲危害。噪聲主要來源于氣動鑿巖工具的空氣動力燥聲、各設備在運轉中的振動、摩擦、碰撞而產生的機械噪聲和電動機等電氣設備所產生的電磁輻射噪聲。

5 設計采取的預防措施

5.1 安全出口及安全標志

整個開拓工程完成后,本開采區段的各個中段均連通豎井和斜井,形成兩個直通地表的獨立的安全出口,同時每個采場均有兩個以上能夠行人(設有梯子間)的天井通達上一個中段。井下各中段巷道內均設置安全撤離標志。

5.2 采空區管理措施

井下采空區的治理采用及時密閉封堵措施。其具體做法:對通往井下采空區的井巷采用先堆集4 m長的砂包或先堵一定厚度的廢坊再用爆破挑頂形成廢坊封堵后,然后砌筑1 m左右厚的混凝土墻,封堵長度不小于5 m。

在地表預計塌陷區域周圍采用鐵絲圍網全部封閉,隔離和阻止人員及牲畜進入塌陷區。

5.3 采場地壓管理措施

5.3.1 采場頂底板管理

在采空區內留有足夠的礦柱支撐采空區頂底板,擬定的淺孔留礦采礦法采場的間柱隔一采一,底柱原則上不回收,只考慮在礦巖穩固地段才采用隔一留一的方式回收。

在斷層裂隙發育地帶布置采場時,應將間柱布置在特別破碎地段,并適當加大間柱尺寸。當礦房采至臨近頂柱時,此外會產生應力集中,如礦巖不夠穩固,應采用橫撐支柱或錨固措施。

采場鑿巖爆破后,用高壓水沖洗頂底板,及時清除兩幫松動的浮石,切實做好敲幫間頂工作,加強采場內照明,配備專職安全員檢查和處理頂板。

5.3.2 采場放礦管理

采場放礦過程中有時會在暫留礦堆內形成懸空洞,且會突然垮落,如人在工作面的礦堆上作業,則會造成傷亡事故。故應加強放礦管理,盡量避免礦堆出現空洞,如出現空洞應及時處理,并做好工作面的平場工作。

5.4 井下防排水措施

鑒于本礦段井下存在的斷層、裂隙和孔洞水,在井下采礦和掘進過程中,采用超前鉆孔探水,切實做到“有疑必探、先探后掘、邊探邊掘”,如發現工作面有出汗、水壓大等現象,及時處理。

5.5 爆破作業安全及防火措施

嚴格按 GB6722-86《爆破安全規程》設計和操作。

根據資料分析,雖然礦巖自然發火的可能性小,但為確保安全,坑內仍采取一般性防火措施,如炸藥發放處設消防器材,各種機電硐室均用耐火材料建造。

5.6 電器安全措施

高壓開關柜選用可防誤操作的開關柜,低壓配電屏選用防護性能好的成套配電屏,建、構筑物防雷設施按有關規程規范實施,低壓用電設備均“接零保護”,在Ⅰ、Ⅱ類手持式電動工具及暫設用電設備和潮濕場所有電設備均加裝漏電保護裝置。

6 職業危害防治措施

6.1 噪聲防治措施

對采場的通風機、壓風機及鑿巖機等高噪聲源設備采取吸聲、隔聲和減震等綜合消聲措施,個體防護采取佩帶耳塞和定期輪換等措施。

6.2 粉塵防治措施

坑內通風防塵措施:在各進風井口周圍地帶不安排產塵或有毒作業,并進行綠化,使進入井下的新鮮風流符合安全衛生要求。獨頭工作面或通風困難的采場安裝局扇加強通風,采用濕式鑿巖,加強爆堆灑水及巷道洗壁工作,降低粉塵濃度,加強井下人員個體防護,在有粉塵產生的地點的工作人員,需佩戴防塵口罩,加強通風設施的調整、維護管理、保持井下有足夠的風量,定期進行粉塵和風流的測定和化驗工作。

7 安全管理措施

在礦山安全管理方面實行安全生產責任制,建立健全各項安全生產規章制度,配備安全生產機構及人員,針對井下各類危害,制定安全技術措施計劃,在全體職工中,開展安全生產教育,并定期對井下進行安全檢查,有各類事故統計分析資料。本建設項目要求在此基礎上,增加以下安全管理措施:對外來施工人員進行安全教育,建立各種培訓檔案,制定各種設備的安全操作規程,從根本上杜絕違章操作,針對已辨識的危險危害因素,制定應急計劃,如緊急逃生標志,加強消防管理意識,井下配備必要的消防器材。

8 預期效果評價及建議

本工程投產后雖存在地壓、水害、爆破傷害、機械傷害等危險危害因素,按照嚴格的管理,積累了豐富的安全生產管理經驗,且礦山對安全生產非常重視,只要嚴格按照上述各項安全措施逐一落實,開采安全是有保障的。

新生礦現在經過嚴格的安全、環保、衛生設計和管理,有力保障了生產經營的正常開展,達到年產值1億元的良好效果。

本礦由于延伸長、面積廣,采取分工區生產,生產較分散,建議應進一步加強安全管理,增加安全管理人員編制。

[1] 湖南省有色地質勘查局一總隊.湖南省桂陽縣及周邊地區銅礦產資源儲量調查報告[R].郴州:湖南省有色地質勘查局一總隊,2008.

[2] 湖南省有色地質勘查局一總隊.湖南省永興縣新生礦區錫銅多金屬礦普查報告[R].郴州:湖南省有色地質勘查局一總隊, 2008.

[3] GB16424-1996,金屬非金屬地下礦山安全規程[S].

[4] GB3095-96,環境空氣質量標準[S].

The Design of Mine Safety and Industrial Hygiene of Newborn Mine of Yongxing Country,Chenzhou City

LIU Yue-jun
(Hunan Baoshan Nonferrous Metal Mining Co.,Ltd,Guiyang424402,China)

The design production scale of the newborn mine of Yongxing country mineral deposits is 3 400 t/d,100 tons/year,7 000 tons of copper metal/year.As a new mines,in order to fully develop mining resources,it designs to excavate three vertical Wells,a skip:well,well beyond a return.According to the standard design in wastewater and waste residue,waste prevention,it adoptes appropriate mining process to prevent producing geological disasters.Strict safety regulations,organization,strict management,technical and management system improve safety, hygiene management work,which achieve a good effect and ensure the efficient production safety in mines.

newborn mine;copper;safety;industrial hygiene

TD21

A

1003-5540(2010)04-0009-03

劉岳軍(1971-),男,工程師,主要從事有色金屬礦山采礦技術管理工作。

2010-06-25