地下采礦轉(zhuǎn)為露天殘采的安全管控

張兵（西部黃金哈密金礦有限責(zé)任公司 哈密 839000）

地下采礦轉(zhuǎn)為露天殘采的安全管控

張兵
（西部黃金哈密金礦有限責(zé)任公司 哈密 839000）

在國(guó)內(nèi)，目前多數(shù)礦山都存在有殘礦回收問(wèn)題，由地下轉(zhuǎn)露天開(kāi)采的礦山在不斷的增多，從安全的角度來(lái)講，露天殘采的安全系數(shù)遠(yuǎn)大于地下開(kāi)采。在國(guó)外早期，大型礦山均地下開(kāi)采，由于資源的不可再生性和地下開(kāi)采的安全性，逐漸將早期的老礦山由地下開(kāi)采轉(zhuǎn)為露天殘采，一來(lái)解決地下開(kāi)采產(chǎn)生的空區(qū)帶來(lái)的安全隱患；二來(lái)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(guó)亞利桑那州Morenci銅礦和Ray銅礦，國(guó)內(nèi)新疆的富蘊(yùn)的索爾庫(kù)都克銅鉬礦。

地下采礦 露天殘采 安全管控

我國(guó)有色金屬殘礦資源一般分為掛壁礦、邊角細(xì)脈礦、存窿礦、礦柱型礦四種類型，多數(shù)礦山都存在有殘礦回收問(wèn)題，實(shí)踐表明殘礦回收需針對(duì)殘礦具體的賦存狀況和開(kāi)采技術(shù)條件，參考國(guó)內(nèi)外同類礦山開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)，采用切實(shí)可行、安全合理的回采方案。在國(guó)內(nèi)由地下轉(zhuǎn)露天開(kāi)采的礦山在不斷的增多，黑色系統(tǒng)有弓長(zhǎng)嶺鐵礦；有色系統(tǒng)有銅官山露天礦、銅山露天礦等是由地下開(kāi)采轉(zhuǎn)為露天開(kāi)采回收殘礦及礦柱的礦山，新疆的富蘊(yùn)的索爾庫(kù)都克銅鉬礦也進(jìn)行了地下改露天的轉(zhuǎn)變。地下開(kāi)采的礦山轉(zhuǎn)為露天開(kāi)采，必須做好采空區(qū)的處理工作，才能有效對(duì)空區(qū)安全隱患進(jìn)行管控，提高露天殘采的安全性；同時(shí)，露天采礦成本普遍降低30%～50%，勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅度提高，而且大大提高了礦山的生產(chǎn)能力，能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1　工程概況

阿拉塔格鐵礦區(qū)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(jiǎn)易公路相通。由哈（密）－若（羌）公路100余千米到土屋銅礦，再下簡(jiǎn)易砂石路80余千米可到礦山。礦區(qū)屬低山丘陵地貌，海拔在1 010～1 039m之間，礦區(qū)內(nèi)相對(duì)高差小于40m，礦區(qū)地勢(shì)較平坦，總體上呈西高東低的地勢(shì)。區(qū)內(nèi)常年干旱少雨，屬典型的大陸性荒漠氣候。

新疆地質(zhì)局一大隊(duì)三分隊(duì)于1978年發(fā)現(xiàn)該座鐵礦山，并進(jìn)行了普查、詳查，勘探。2001年以前礦山被多支民采隊(duì)伍進(jìn)行掠奪式無(wú)序開(kāi)采，采礦方法不規(guī)范、沒(méi)有合理地進(jìn)行支護(hù)和空區(qū)處理，采富棄貧、采厚丟薄，礦山遭到嚴(yán)重破壞。2001年至2008年，由國(guó)有企業(yè)進(jìn)行正規(guī)采出，但由于前期地質(zhì)資料缺乏，生產(chǎn)技術(shù)管理粗放，生產(chǎn)過(guò)程中也存在不少問(wèn)題。2008年至今，開(kāi)采深度已達(dá)200m，雖礦山相應(yīng)安全標(biāo)準(zhǔn)化管理，生產(chǎn)管理逐步走向規(guī)范，技術(shù)管理工作逐步加強(qiáng)，但因采礦的推進(jìn)，在地下暴露出相應(yīng)的采空區(qū)，對(duì)礦山生產(chǎn)十分不利。目前礦山正逐步解決歷史遺留的安全隱患，以實(shí)現(xiàn)安全、高效、經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)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(qū)工程地質(zhì)條件較好，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，主要不安全因素在于露天開(kāi)采邊坡角的控制、季節(jié)性洪水、冬季低溫等在特殊條件下對(duì)礦山開(kāi)采產(chǎn)生一定影響。據(jù)地形、地勢(shì)、地表標(biāo)高及當(dāng)?shù)睾樗?、流向，采取防洪溝渠與擋墻的方式預(yù)防洪水災(zāi)害，排廢場(chǎng)選擇合理，避免將泄洪通道堵塞。堅(jiān)持收聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)的氣象信息，及時(shí)預(yù)報(bào)大風(fēng)來(lái)襲的時(shí)間與風(fēng)速，及早采取防范措施。對(duì)礦山易受風(fēng)災(zāi)沙塵危害的設(shè)施，如電線桿與線路等設(shè)施，應(yīng)進(jìn)行維護(hù)加固，使其有必要的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，防止因大風(fēng)刮倒損壞。當(dāng)風(fēng)力大于6級(jí)時(shí)，禁止高處作業(yè)。

2.2開(kāi)采過(guò)程中危險(xiǎn)因素管控

為了保證露天開(kāi)采過(guò)程中，為保證人員、設(shè)備的安全，在露天剝離之前，針對(duì)采空區(qū)采用穿孔進(jìn)行處理。局部的采空區(qū)由于已經(jīng)和地表相通，在進(jìn)行剝離的時(shí)候，先對(duì)已采通至地表的采空區(qū)進(jìn)行處理，從已知到未知進(jìn)行剝離。加強(qiáng)工程地質(zhì)勘測(cè)，掌握邊坡所處巖段的不良地質(zhì)條件，主要包括斷層接觸帶，礦巖破碎帶，節(jié)理裂隙和軟弱巖脈穿插的情況。剝離作業(yè)防止裝藥量過(guò)大，確定合理的炮孔深度和炮孔排距。在剝離作業(yè)最終邊坡附近，用控制爆破或減震措施。

實(shí)現(xiàn)露天殘采，必須進(jìn)一步探明采空區(qū)的空間分布情況。在進(jìn)行露天開(kāi)采時(shí)，將通過(guò)已知空區(qū)向未知空區(qū)進(jìn)行探索剝離工作。在對(duì)未知空區(qū)進(jìn)行施工時(shí)，先針對(duì)空區(qū)采用穿孔，對(duì)未知空區(qū)進(jìn)行頂板厚度的基本確認(rèn)。在施工前，對(duì)照井上井下實(shí)測(cè)圖，在地表標(biāo)出空區(qū)范圍，以便于正確安排大型設(shè)備行走路線，確保設(shè)備和人員的作業(yè)安全。由于地下空區(qū)比較復(fù)雜，即存在預(yù)見(jiàn)性的坍塌現(xiàn)象，這種現(xiàn)象主要將會(huì)造成礦石鏟裝和運(yùn)輸困難，或積壓礦石，影響產(chǎn)量的銜接，如處理不當(dāng)也會(huì)給作業(yè)人員、車輛帶來(lái)可怕的安全事故。故在施工時(shí)，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及管理人員的指揮，先確定具體部位，然后通過(guò)探索性生產(chǎn)爆破或技術(shù)性處理揭穿空區(qū)頂板，預(yù)防坍塌事故的發(fā)生。

人為因素、管理因素導(dǎo)致的安全問(wèn)題，結(jié)合礦山實(shí)際建立、健全各種行之有效的管理制度，安全技術(shù)規(guī)程、措施。加強(qiáng)對(duì)管理人員和生產(chǎn)操作人員進(jìn)行安全思想教育和技術(shù)技能的培訓(xùn)，提高企業(yè)的管理水平，提高職工的技術(shù)、技能素質(zhì)，強(qiáng)化職工的制度觀念，責(zé)任意識(shí)，做到盡職盡責(zé)，把各項(xiàng)制度、規(guī)程、措施以及崗位責(zé)任落實(shí)到位；特種作業(yè)人員必須經(jīng)考核合格，做到持證上崗操作。

2.3周邊環(huán)境安全管控

周邊環(huán)境安全主要指不良地質(zhì)條件，主要包括斷層接觸帶、礦巖破碎帶、節(jié)理裂隙和軟弱巖脈穿插的情況。在爆破過(guò)程中防止裝藥量過(guò)大，確定合理的炮孔深度和炮孔排距，預(yù)防圍巖被擾動(dòng)。同時(shí)，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(yè)，必須預(yù)留安全、運(yùn)輸平臺(tái)，保持階段坡面角，坡底不得超挖。每個(gè)階段結(jié)束時(shí)，及時(shí)清理平臺(tái)上疏松的巖土和坡面上的浮石；對(duì)有滑坡征兆的邊坡要及時(shí)劃定危險(xiǎn)區(qū)域，設(shè)立警示標(biāo)志和攔截措施。建立健全邊坡管理和檢查制度，設(shè)置專門(mén)機(jī)構(gòu)和人員負(fù)責(zé)邊坡治理的技術(shù)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(dǎo)爆管雷管與擊發(fā)導(dǎo)爆索的導(dǎo)爆管雷管組成一個(gè)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(duì)比較少，相對(duì)危險(xiǎn)范圍也比較小。計(jì)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(guī)程規(guī)定的300m。按300m距離設(shè)置爆破警戒區(qū)，通過(guò)公路設(shè)路卡、爆破期間人員定點(diǎn)警戒，嚴(yán)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(yán)禁人員進(jìn)入采區(qū)。從爆破工藝上降低了爆破的危害程度，爆破工藝相對(duì)較安全，采取的安全措施可靠。

3.2爆破作業(yè)安全控制

爆破作業(yè)的安全可靠性取決于人的行為，從事爆破作業(yè)人員必須受過(guò)爆破技術(shù)訓(xùn)練，熟悉爆破器材性能、操作方法和安全規(guī)程；嚴(yán)格按照正常的爆破作業(yè)次序作業(yè)；放炮前的通訊聯(lián)系通暢。檢查炮位施工是否有無(wú)亂孔、堵孔和卡孔現(xiàn)象，如果和設(shè)計(jì)差異較大，影響爆破效果或危及安全生產(chǎn)，應(yīng)重新打炮眼；差異不大時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整藥量。確定炮孔內(nèi)是否有水，如有水應(yīng)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(xiàn)場(chǎng)—切工具、機(jī)械設(shè)備及堆存的材料。

通過(guò)警戒區(qū)的道路設(shè)路卡，爆破期間配置專人警戒，嚴(yán)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(yán)禁人員進(jìn)入采區(qū)。

炮后應(yīng)檢查有無(wú)拒爆或半爆現(xiàn)象。如果發(fā)現(xiàn)有拒爆藥、包盲炮或?qū)θ胁乱蓵r(shí)，應(yīng)先設(shè)警戒，經(jīng)處理后警戒才能解除。

4　礦區(qū)救護(hù)保障

礦區(qū)設(shè)業(yè)余救護(hù)隊(duì)。業(yè)余救護(hù)隊(duì)配備包括醫(yī)務(wù)人員在內(nèi)礦山救護(hù)人員，對(duì)救護(hù)人員進(jìn)行相關(guān)醫(yī)療急救的培訓(xùn)教育，掌握醫(yī)療救護(hù)知識(shí)與方法。礦山配備常用的醫(yī)療急救藥品、擔(dān)架及交通車輛，一旦有需救護(hù)的受傷人員能及時(shí)救護(hù)。救護(hù)車上應(yīng)配備必要的醫(yī)療救護(hù)器材及急救藥品。

5　結(jié)論

對(duì)阿拉塔格鐵礦井采轉(zhuǎn)露天殘采的轉(zhuǎn)變，在安全管理和控制過(guò)程中，充分認(rèn)識(shí)地下空區(qū)，防止在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生塌陷事故；邊坡預(yù)防過(guò)程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)事故，排除浮石安全隱患，能夠有效預(yù)防機(jī)械運(yùn)輸、人員活動(dòng)的安全；同時(shí)對(duì)爆破工藝和爆破作業(yè)的安全管控，保證了特殊作業(yè)的特殊安全。阿拉塔格礦區(qū)采礦模式由井采到露天殘采，為國(guó)內(nèi)和新疆老礦山解決地下采空區(qū)的隱患、提高礦石回采率等提供了豐富的安全施工經(jīng)驗(yàn)。

［1］GB16423-2006《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》［S］.北京:中國(guó)社會(huì)科學(xué)出版社，2006.

［2］GB6722－2011《爆破安全規(guī)程》［S］.北京:中國(guó)爆破工程協(xié)會(huì)，2011.

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

［4］鐘南勛.新疆哈密阿拉塔格鐵礦區(qū)詳細(xì)地質(zhì)普查報(bào)告，［R］.地質(zhì)部第一地質(zhì)大隊(duì)三分隊(duì).1980.

［5］唐向陽(yáng).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(shè)計(jì)院.2011.

［6］江海東.阿拉塔格鐵礦殘礦開(kāi)采安全篇，［R］.新疆有色冶金設(shè)計(jì)院.2012.

收稿：2016-03-09

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