露天礦空區(qū)處理過(guò)程中的安全管理

程建勇

(洛陽(yáng)欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司礦山公司, 河南洛陽(yáng)市 471500)

露天礦空區(qū)處理過(guò)程中的安全管理

程建勇

(洛陽(yáng)欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司礦山公司, 河南洛陽(yáng)市 471500)

三道莊礦區(qū)經(jīng)過(guò)30多年的地下開采,形成大量地下采空區(qū)。該礦自2002年露天礦建設(shè)開始,與科研院校合作,對(duì)空區(qū)探測(cè)、監(jiān)測(cè)、地壓預(yù)報(bào)和空區(qū)處理進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究?？諈^(qū)處理過(guò)程中加強(qiáng)安全管理,強(qiáng)化安全責(zé)任,制定實(shí)施空區(qū)處理的各種施工規(guī)范。至2010年底,共處理空區(qū)245次,面積68.7萬(wàn)m2,體積約880萬(wàn)m3,未發(fā)生一起重大傷亡事故,為公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供了堅(jiān)實(shí)的安全保障。

空區(qū)處理;安全管理;三道莊露天礦

洛陽(yáng)欒川鉬業(yè)集團(tuán)公司三道莊露天礦位于河南省欒川縣三道莊,1968年開始進(jìn)行地下開采,至2002年地下開采規(guī)模約25000 t/d,經(jīng)過(guò)30多年的地下開采,礦區(qū)內(nèi)形成面積約120萬(wàn)m2,體積約1800萬(wàn)m3的采空區(qū)。2002年30000 t/d露天礦開始建設(shè)至今,如何安全有效地處理空區(qū),一直是露天礦安全工作的重點(diǎn)。

1 制定安全合理的空區(qū)處理方案

自三道莊露天礦基建開始,便對(duì)井下采空區(qū)資料進(jìn)行收集、整理,安排專業(yè)地質(zhì)隊(duì)伍對(duì)井下空區(qū)進(jìn)行實(shí)測(cè),取得了可靠的空區(qū)資料。多年來(lái),礦山與國(guó)內(nèi)知名科研院校進(jìn)行合作,開展空區(qū)處理及礦柱資源回收、復(fù)雜空區(qū)精確探測(cè)、空區(qū)地壓監(jiān)測(cè)等方面的研究,取得了大量的研究成果,為空區(qū)處理提供了理論依據(jù)。

三道莊露天礦空區(qū)探測(cè)、監(jiān)測(cè)、處理和殘礦回收等工藝技術(shù)處于國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的水平,多項(xiàng)成果取得了國(guó)家級(jí)的成果獎(jiǎng)勵(lì)。至2010年底,共處理空區(qū)245次,面積68.7萬(wàn)m2,體積約880萬(wàn)m3,成功率100%,空區(qū)條件下礦柱開采事故率為零。實(shí)踐證明,所采用的空區(qū)處理方案是合理的,技術(shù)是成熟可行的,安全措施是切實(shí)可靠的。

2 加強(qiáng)空區(qū)探測(cè)

隨著臺(tái)階的下降,空區(qū)的安全層厚度、受力狀態(tài)不斷變化,空區(qū)隨著時(shí)間的推移坍塌,形態(tài)更加復(fù)雜。準(zhǔn)確了解空區(qū)的位置及形態(tài),是空區(qū)處理中安全工作的關(guān)鍵,在這方面主要做了以下幾個(gè)方面的工作。

(1)利用物探的方法探測(cè)空區(qū)。礦山與長(zhǎng)沙礦山研究院合作,利用地震法對(duì)礦區(qū)進(jìn)行全面探測(cè),標(biāo)定空區(qū)的大概范圍,為詳細(xì)探測(cè)及重點(diǎn)探測(cè)提供建議數(shù)據(jù)。

(2)利用深孔鉆機(jī)及地質(zhì)鉆,探測(cè)空區(qū)范圍及形態(tài)。根據(jù)現(xiàn)有空區(qū)資料及物探提供的空區(qū)范圍,本著“有礦石就有空區(qū)”的指導(dǎo)思想,采用生產(chǎn)地質(zhì)探礦與空區(qū)探測(cè)相結(jié)合,爆破穿孔與空區(qū)探測(cè)相結(jié)合的方針,提前摸清各臺(tái)階空區(qū)的安全厚度、范圍及形態(tài),保證大型施工設(shè)備不在小于安全厚度的空區(qū)上方施工,為安全生產(chǎn)提供保障。

(3)引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備,揭示空區(qū)的詳細(xì)形態(tài)。投資300多萬(wàn)元,引進(jìn)2臺(tái)英國(guó)的三維激光掃描設(shè)備,利用鉆孔對(duì)空區(qū)進(jìn)行三維掃描,為空區(qū)處理設(shè)計(jì)提供高精度的空區(qū)形態(tài)參數(shù),大大提高了空區(qū)處理的安全性和準(zhǔn)確性。

3 強(qiáng)化空區(qū)的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)

隨著時(shí)間的推移,空區(qū)不斷在重復(fù)著穩(wěn)定-坍塌的變化過(guò)程,使空區(qū)形態(tài)不斷變化,對(duì)安全生產(chǎn)造成巨大威脅。為了掌握巖體的移動(dòng)破壞情況,與武漢環(huán)保院合作,在危險(xiǎn)區(qū)域埋置巖體聲發(fā)射檢測(cè)儀監(jiān)測(cè)點(diǎn),人工逐點(diǎn)監(jiān)測(cè),收集了大量地壓活動(dòng)數(shù)據(jù),為地壓活動(dòng)規(guī)律的研究,空區(qū)、邊坡安全評(píng)價(jià),空區(qū)、邊坡的工程處理,空區(qū)塌陷預(yù)報(bào)提供了豐富的資料。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),利用巖體聲發(fā)射檢測(cè)儀人工逐點(diǎn)監(jiān)測(cè)的方法,雖然起到了良好效果,但由于巖體的移動(dòng)破壞是一個(gè)由漸變到突變的過(guò)程。由于各種原因,人工逐點(diǎn)監(jiān)測(cè)不能實(shí)時(shí)掌握礦巖的移動(dòng)破壞情況,也影響了空區(qū)塌陷預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。為了解決這一問(wèn)題,與武漢環(huán)保院合作,利用現(xiàn)有巖體聲發(fā)射檢測(cè)設(shè)備,研究開發(fā)了無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),變分時(shí)段監(jiān)測(cè)為不間斷連續(xù)監(jiān)測(cè),為巖體移動(dòng)破壞規(guī)律的研究、空區(qū)塌陷預(yù)報(bào)提供了準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。2005年5月7日,在1474采場(chǎng)公路口監(jiān)測(cè)到地壓活動(dòng)的頻度及強(qiáng)度超出了安全預(yù)定值,經(jīng)研究判斷,5月11日發(fā)出撤離警報(bào)。5月16日該地空區(qū)塌陷,塌陷面積約6萬(wàn)m2。

4 建立健全空區(qū)處理組織機(jī)構(gòu)和規(guī)章制度

(1)成立專門的空區(qū)處理管理機(jī)構(gòu)。公司專門成立了空區(qū)處理領(lǐng)導(dǎo)小組,公司主要領(lǐng)導(dǎo)任組長(zhǎng),全面協(xié)調(diào)地壓檢測(cè)、空區(qū)探測(cè)、空區(qū)處理工作。把空區(qū)處理工作納入安全序列,由安全地壓科負(fù)責(zé)空區(qū)的探測(cè)、監(jiān)測(cè)工作,并協(xié)助技術(shù)科對(duì)空區(qū)進(jìn)行處理。根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度,編制月、季、年度空區(qū)處理計(jì)劃。

(2)空區(qū)處理設(shè)計(jì)保障。根據(jù)空區(qū)的危險(xiǎn)程度,將空區(qū)劃分為A、B、C、D、E 5個(gè)級(jí)別,明確設(shè)計(jì)審核權(quán)限,在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)的同時(shí),設(shè)計(jì)安全施工專篇,實(shí)行安全一票否決,從源頭封堵安全漏洞。

5 空區(qū)處理施工組織保障措施

施工組織是空區(qū)安全處理的重要環(huán)節(jié)。在進(jìn)行空區(qū)處理施工時(shí),因大部分是在空區(qū)上部施工,存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn),所以施工組織是安全管理的關(guān)鍵。

(1)劃定明確的安全境界。根據(jù)施工設(shè)計(jì),在地表明確標(biāo)定空區(qū)范圍,根據(jù)危險(xiǎn)程度將施工區(qū)域劃分為安全區(qū)、警戒區(qū)和危險(xiǎn)區(qū),使施工人員對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的安全環(huán)境一目了然。

(2)編制實(shí)施嚴(yán)格的施工順序、控制施工時(shí)間。由于空區(qū)的破壞與時(shí)間有關(guān),所以必須嚴(yán)格控制在空區(qū)上部的施工時(shí)間,在施工設(shè)計(jì)的同時(shí),對(duì)施工周期進(jìn)行計(jì)算,使人員、設(shè)備在危險(xiǎn)區(qū)域上部的施工時(shí)間最短。合理安排施工順序,是安全施工的關(guān)鍵,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐,總結(jié)出了先難后易、先里后外的施工順序,這樣就有效降低了施工過(guò)程中巖體破壞給安全施工帶來(lái)的影響。

(3)標(biāo)定警戒范圍、控制施工人數(shù)。施工開始前,在施工區(qū)域用警戒帶標(biāo)定警戒范圍,劃定安全區(qū)域。根據(jù)施工需要嚴(yán)格控制施工人數(shù),對(duì)進(jìn)入警戒范圍的人員實(shí)行簽到制,把事故的危害控制到最小。

(4)加強(qiáng)地壓活動(dòng)監(jiān)測(cè),制定安全撤離預(yù)案。在施工區(qū)域建立地壓監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),根據(jù)空區(qū)大小、巖石結(jié)構(gòu)標(biāo)定預(yù)警參數(shù)。制定安全撤離預(yù)案,明確安全撤離信號(hào),對(duì)施工人員進(jìn)行安全交底,熟悉安全撤離線路,為空區(qū)處理施工組織提供了可靠的安全保障。

由于措施得力、技術(shù)可靠、預(yù)報(bào)準(zhǔn)確,自30000 t/d露天基建開始以來(lái)的近10 a,三道莊露天礦共處理空區(qū)245次,面積68.7萬(wàn)m2,體積約880萬(wàn)m3,未發(fā)生一起重大傷亡事故。

[1]宋嘉棟,王 堅(jiān).地下采空區(qū)頂板礦體露天開采工藝[J].有色金屬,2000(5):14-18.

[2]《采礦手冊(cè)》編輯委員會(huì).采礦手冊(cè)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1991:270-275.

[3]儀 琳,程建勇.洛鉬集團(tuán)露天礦重大安全事故預(yù)防的探索[J].經(jīng)濟(jì)策論(上),2011:18-20.

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2012-04-27)

程建勇(1959-),男,河南洛陽(yáng)人,采礦工程師,主要從事于礦山安全管理及采空區(qū)處理,Email:617196411 @qq.com