地下采礦轉為露天殘采的安全管控

張兵（西部黃金哈密金礦有限責任公司 哈密 839000）

地下采礦轉為露天殘采的安全管控

張兵
（西部黃金哈密金礦有限責任公司 哈密 839000）

在國內，目前多數礦山都存在有殘礦回收問題，由地下轉露天開采的礦山在不斷的增多，從安全的角度來講，露天殘采的安全系數遠大于地下開采。在國外早期，大型礦山均地下開采，由于資源的不可再生性和地下開采的安全性，逐漸將早期的老礦山由地下開采轉為露天殘采，一來解決地下開采產生的空區帶來的安全隱患；二來可以增加礦石回收率，提高不可再生資源的有效利用，如美國亞利桑那州Morenci銅礦和Ray銅礦，國內新疆的富蘊的索爾庫都克銅鉬礦。

地下采礦 露天殘采 安全管控

我國有色金屬殘礦資源一般分為掛壁礦、邊角細脈礦、存窿礦、礦柱型礦四種類型，多數礦山都存在有殘礦回收問題，實踐表明殘礦回收需針對殘礦具體的賦存狀況和開采技術條件，參考國內外同類礦山開采經驗，采用切實可行、安全合理的回采方案。在國內由地下轉露天開采的礦山在不斷的增多，黑色系統有弓長嶺鐵礦；有色系統有銅官山露天礦、銅山露天礦等是由地下開采轉為露天開采回收殘礦及礦柱的礦山，新疆的富蘊的索爾庫都克銅鉬礦也進行了地下改露天的轉變。地下開采的礦山轉為露天開采，必須做好采空區的處理工作，才能有效對空區安全隱患進行管控，提高露天殘采的安全性；同時，露天采礦成本普遍降低30%～50%，勞動生產率大幅度提高，而且大大提高了礦山的生產能力，能取得良好的經濟效益。

1　工程概況

阿拉塔格鐵礦區位于哈密市西南200 km處的戈壁荒灘，東距雅滿蘇鐵礦124 km，有簡易公路相通。由哈（密）－若（羌）公路100余千米到土屋銅礦，再下簡易砂石路80余千米可到礦山。礦區屬低山丘陵地貌，海拔在1 010～1 039m之間，礦區內相對高差小于40m，礦區地勢較平坦，總體上呈西高東低的地勢。區內常年干旱少雨，屬典型的大陸性荒漠氣候。

新疆地質局一大隊三分隊于1978年發現該座鐵礦山，并進行了普查、詳查，勘探。2001年以前礦山被多支民采隊伍進行掠奪式無序開采，采礦方法不規范、沒有合理地進行支護和空區處理，采富棄貧、采厚丟薄，礦山遭到嚴重破壞。2001年至2008年，由國有企業進行正規采出，但由于前期地質資料缺乏，生產技術管理粗放，生產過程中也存在不少問題。2008年至今，開采深度已達200m，雖礦山相應安全標準化管理，生產管理逐步走向規范，技術管理工作逐步加強，但因采礦的推進，在地下暴露出相應的采空區，對礦山生產十分不利。目前礦山正逐步解決歷史遺留的安全隱患，以實現安全、高效、經濟的現代化礦山。

2　影響露天殘采的安全因素管控

2.1自然危害因素管控

礦區工程地質條件較好，水文地質條件簡單，主要不安全因素在于露天開采邊坡角的控制、季節性洪水、冬季低溫等在特殊條件下對礦山開采產生一定影響。據地形、地勢、地表標高及當地洪水位、流向，采取防洪溝渠與擋墻的方式預防洪水災害，排廢場選擇合理，避免將泄洪通道堵塞。堅持收聽天氣預報的氣象信息，及時預報大風來襲的時間與風速，及早采取防范措施。對礦山易受風災沙塵危害的設施，如電線桿與線路等設施，應進行維護加固，使其有必要的強度與穩定性，防止因大風刮倒損壞。當風力大于6級時，禁止高處作業。

2.2開采過程中危險因素管控

為了保證露天開采過程中，為保證人員、設備的安全，在露天剝離之前，針對采空區采用穿孔進行處理。局部的采空區由于已經和地表相通，在進行剝離的時候，先對已采通至地表的采空區進行處理，從已知到未知進行剝離。加強工程地質勘測，掌握邊坡所處巖段的不良地質條件，主要包括斷層接觸帶，礦巖破碎帶，節理裂隙和軟弱巖脈穿插的情況。剝離作業防止裝藥量過大，確定合理的炮孔深度和炮孔排距。在剝離作業最終邊坡附近，用控制爆破或減震措施。

實現露天殘采，必須進一步探明采空區的空間分布情況。在進行露天開采時，將通過已知空區向未知空區進行探索剝離工作。在對未知空區進行施工時，先針對空區采用穿孔，對未知空區進行頂板厚度的基本確認。在施工前，對照井上井下實測圖，在地表標出空區范圍，以便于正確安排大型設備行走路線，確保設備和人員的作業安全。由于地下空區比較復雜，即存在預見性的坍塌現象，這種現象主要將會造成礦石鏟裝和運輸困難，或積壓礦石，影響產量的銜接，如處理不當也會給作業人員、車輛帶來可怕的安全事故。故在施工時，依據現場實測及管理人員的指揮，先確定具體部位，然后通過探索性生產爆破或技術性處理揭穿空區頂板，預防坍塌事故的發生。

人為因素、管理因素導致的安全問題，結合礦山實際建立、健全各種行之有效的管理制度，安全技術規程、措施。加強對管理人員和生產操作人員進行安全思想教育和技術技能的培訓，提高企業的管理水平，提高職工的技術、技能素質，強化職工的制度觀念，責任意識，做到盡職盡責，把各項制度、規程、措施以及崗位責任落實到位；特種作業人員必須經考核合格，做到持證上崗操作。

2.3周邊環境安全管控

周邊環境安全主要指不良地質條件，主要包括斷層接觸帶、礦巖破碎帶、節理裂隙和軟弱巖脈穿插的情況。在爆破過程中防止裝藥量過大，確定合理的炮孔深度和炮孔排距，預防圍巖被擾動。同時，在最終邊坡附近，采用控制爆破或減震措施；臨近最終邊坡的采掘作業，必須預留安全、運輸平臺，保持階段坡面角，坡底不得超挖。每個階段結束時，及時清理平臺上疏松的巖土和坡面上的浮石；對有滑坡征兆的邊坡要及時劃定危險區域，設立警示標志和攔截措施。建立健全邊坡管理和檢查制度，設置專門機構和人員負責邊坡治理的技術管理工作。

3　爆破安全控制

3.1爆破工藝安全控制

爆破工藝采用炮眼孔徑100mm、孔深12m、最小抵抗線2.0m、孔距3.5m、排距2.0m，呈三角形布孔；采用導爆管雷管與擊發導爆索的導爆管雷管組成一個回路，用高能起爆器起爆，乳化炸藥爆破的爆破工藝。一次爆破最大裝藥量相對比較少，相對危險范圍也比較小。計算出爆破飛石安全距離、沖擊波安全距離、地震波安全距均小于規程規定的300m。按300m距離設置爆破警戒區，通過公路設路卡、爆破期間人員定點警戒，嚴禁車輛和人員通行。起爆前所有人員（包括爆破人員）全部撤離到爆破警戒以外，起爆后在炮煙未散盡前嚴禁人員進入采區。從爆破工藝上降低了爆破的危害程度，爆破工藝相對較安全，采取的安全措施可靠。

3.2爆破作業安全控制

爆破作業的安全可靠性取決于人的行為，從事爆破作業人員必須受過爆破技術訓練，熟悉爆破器材性能、操作方法和安全規程；嚴格按照正常的爆破作業次序作業；放炮前的通訊聯系通暢。檢查炮位施工是否有無亂孔、堵孔和卡孔現象，如果和設計差異較大，影響爆破效果或危及安全生產，應重新打炮眼；差異不大時，應根據實際情況調整藥量。確定炮孔內是否有水，如有水應采取防水措施，以免炸藥受潮失效或雷管拒爆。起爆前撤除現場—切工具、機械設備及堆存的材料。

通過警戒區的道路設路卡，爆破期間配置專人警戒，嚴禁車輛和人員通行。起爆前所有人員必須全部撤離到爆破警戒以外，起爆后在炮煙未散盡之前嚴禁人員進入采區。

炮后應檢查有無拒爆或半爆現象。如果發現有拒爆藥、包盲炮或對全爆有猜疑時，應先設警戒，經處理后警戒才能解除。

4　礦區救護保障

礦區設業余救護隊。業余救護隊配備包括醫務人員在內礦山救護人員，對救護人員進行相關醫療急救的培訓教育，掌握醫療救護知識與方法。礦山配備常用的醫療急救藥品、擔架及交通車輛，一旦有需救護的受傷人員能及時救護。救護車上應配備必要的醫療救護器材及急救藥品。

5　結論

對阿拉塔格鐵礦井采轉露天殘采的轉變，在安全管理和控制過程中，充分認識地下空區，防止在生產過程中發生塌陷事故；邊坡預防過程中，嚴格按照設計事故，排除浮石安全隱患，能夠有效預防機械運輸、人員活動的安全；同時對爆破工藝和爆破作業的安全管控，保證了特殊作業的特殊安全。阿拉塔格礦區采礦模式由井采到露天殘采，為國內和新疆老礦山解決地下采空區的隱患、提高礦石回采率等提供了豐富的安全施工經驗。

［1］GB16423-2006《金屬非金屬礦山安全規程》［S］.北京:中國社會科學出版社，2006.

［2］GB6722－2011《爆破安全規程》［S］.北京:中國爆破工程協會，2011.

［3］采礦手冊編委會《采礦手冊》（第五卷）［K］.北京:冶金工業出版社，1988.

［4］鐘南勛.新疆哈密阿拉塔格鐵礦區詳細地質普查報告，［R］.地質部第一地質大隊三分隊.1980.

［5］唐向陽.新疆哈密阿拉塔格鐵礦殘留礦柱采礦方法研究，［R］.新疆有色設計院.2011.

［6］江海東.阿拉塔格鐵礦殘礦開采安全篇，［R］.新疆有色冶金設計院.2012.

收稿：2016-03-09

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.04.039