開采殘余礦層存在的風(fēng)險(xiǎn)及防治對(duì)策

何從學(xué)

（貴州煤礦礦用安全產(chǎn)品檢驗(yàn)中心，貴州 貴陽 550000）

近年來，大部分礦企在進(jìn)行能源開采的過程中，井下有害氣體爆炸事故頻發(fā)是制約開采的重要因素，常常存在殘余礦層的開采方面，會(huì)伴隨著井下有害氣體超限、有毒有害氣體超標(biāo)、有害氣體爆炸等威脅，使得開采人員處于一個(gè)極為危險(xiǎn)的工作環(huán)境中。因此，在殘余礦層的開采方面，最為關(guān)鍵的就是要進(jìn)行礦山易燃易爆災(zāi)害的預(yù)防與控制，相關(guān)人員需在礦井殘余礦層開采之前，做好可能發(fā)生災(zāi)害的分析、預(yù)防與控制措施，降低或消除開采過程中的有害氣體災(zāi)害威脅，最大程度上保障開采工作的順利進(jìn)行，保證作業(yè)人員的生命安全，提高殘余礦層開采價(jià)值。

1 殘余礦層開采的安全風(fēng)險(xiǎn)

一些礦企在能源的開采過程中，逐步對(duì)殘余礦層回收利用，但是，開采礦井殘余礦層的過程中，有害氣體爆炸災(zāi)害較為常見，爆炸事故發(fā)生嚴(yán)重阻礙了開采工作的順利進(jìn)行，如果不及時(shí)對(duì)這些災(zāi)害加以預(yù)防與控制，不僅會(huì)造成重大的人員傷亡，還會(huì)使得相應(yīng)的采礦設(shè)備被摧毀，開采作業(yè)被迫中斷，甚至還需要大量投入人力物力資源來應(yīng)急救援[1]。近年來，礦井開采殘余礦層的過程中，生產(chǎn)安全事故如不能完全預(yù)測與控制，開采人員就會(huì)面臨著極端惡劣的開采環(huán)境。這種情況下，各個(gè)礦企在有害氣體爆炸災(zāi)害的防治方面投入了大量的成本，以實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的目標(biāo)。但是，對(duì)于一些小型的礦企而言，在開采礦井殘余礦層對(duì)事故預(yù)防方面過多的治理成本投入，使得企業(yè)面臨著較大的經(jīng)濟(jì)壓力，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)過重，長期下去將會(huì)不堪重負(fù)，被迫停產(chǎn)或者關(guān)閉。因此，在開采殘余礦層的過程中，礦山開采事故的防治需符合技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性的要求。

2 開采殘余礦層的情況調(diào)查

2.1 殘余礦層開采現(xiàn)狀調(diào)查

雖然我國的礦物資源儲(chǔ)量豐富，但是由于我國的人口基數(shù)大，人均礦產(chǎn)資源數(shù)量有限，再加上工業(yè)化與城市化發(fā)展中，礦產(chǎn)資源需求量逐年增加，現(xiàn)有的可開采能源難以滿足日益增加的資源需求。礦產(chǎn)資源的分布條件相對(duì)復(fù)雜，尤其在南方地區(qū)，賦存條件較差，很多為薄礦層、傾角大，開采難度增加，現(xiàn)有的開采技術(shù)與設(shè)備不斷改進(jìn)滿足各種礦層的開采要求[2]。多年以來，大部分礦企加大了資源開采力度，隨著時(shí)間的推移，一些礦井逐步走向萎縮，小型礦企數(shù)量大幅度減少，且一些礦企逐步開始回收開采殘余礦層。由于礦井開采殘余礦層環(huán)境的特殊性，在開采過程中常常存在著瓦斯事故威脅。

2.2 殘余礦層開采類型調(diào)查

殘余礦層的開采過程中，主要包含了以下類型：①臨時(shí)礦層。針對(duì)這類的殘余礦層，在開采的過程中主要開采的是本礦井正常開采的需要留設(shè)的臨時(shí)礦層，這些礦層普遍存在惡劣的開采環(huán)境、采空區(qū)有害氣體困擾等情況，開采相對(duì)困難，對(duì)開采技術(shù)的要求很高[3]。②殘余分層開采。此種殘余礦層開采主要是由于在前期的開采過程中，礦層厚度相對(duì)較大，再加上之前的開采技術(shù)限制，導(dǎo)致在前期的開采過程中僅僅是針對(duì)某一分層的開采，而在后期則需要進(jìn)行其他分層的開采。

3 開采殘余礦層存在的威脅

3.1 有害氣體爆炸事故風(fēng)險(xiǎn)

在礦井開采殘余礦層的過程中，事故風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在井下有害氣體爆炸風(fēng)險(xiǎn)方面。由于殘余礦層的分布條件相對(duì)特殊，再加上尺寸不規(guī)則、范圍不清晰等原因，使得在開采的過程中，相關(guān)開采人員并不能夠充分掌握礦井受到礦層集中應(yīng)力影響的具體范圍與程度等情況，也就使得在開采的過程中，有害氣體爆炸事故發(fā)生的概率大大增加，在這種情況下，采空區(qū)有害氣體和礦層自身含量是造成井下開采事故的關(guān)鍵因素[4]。此外，這類事故的出現(xiàn)也常常是由于礦企的管理漏洞所造成的，比如，礦企的相關(guān)管理部門會(huì)存在礦層卸壓的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，認(rèn)為即使現(xiàn)場存在突出的相關(guān)表現(xiàn)與預(yù)兆，也不會(huì)發(fā)生突出事故，也就缺乏相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)防范與應(yīng)急預(yù)案，在發(fā)生突出事故時(shí)，難以及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的事故處理。比如，以某礦企為例，在突出事故發(fā)生之前，存在有害氣體涌出異常情況，尤其是在事故前3天，有害氣體涌出量大幅度降低，相關(guān)人員在此過程中認(rèn)為掘進(jìn)磧頭存在明顯的應(yīng)力變化，而對(duì)礦壓沒有采取相應(yīng)的控制措施，造成了突出事故。

3.2 發(fā)生有害氣體中毒威脅

在殘余礦層的開采過程中，舊巷與殘余礦層的礦山壓力顯現(xiàn)、再加上存在巷道失修、開采層不完整等因素的影響，導(dǎo)致在殘余礦層的開采過程中，并不能夠進(jìn)行相關(guān)工作面的布置，由于缺乏采掘工作面，導(dǎo)致在開采過程中，存在漏風(fēng)、不穩(wěn)定通風(fēng)系統(tǒng)等現(xiàn)象，礦井通風(fēng)難以保障。此外，隨著開采活動(dòng)的進(jìn)行，頂板大面積來壓、有害氣體異常涌出等現(xiàn)象也會(huì)造成礦井內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)管理難度的加大。通風(fēng)不暢導(dǎo)致在殘余礦層的開采過程中可能存在有害氣體中毒、火災(zāi)等事故。

4 開采殘余礦層時(shí)對(duì)引發(fā)開采事故的防治對(duì)策

4.1 采用新技術(shù)貫徹與落實(shí)

從礦企的長期發(fā)展來看，礦井殘余礦層開采不應(yīng)該保持長期性，為提高礦企經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)，各個(gè)礦企都需要堅(jiān)決執(zhí)行限采關(guān)閉的政策，結(jié)合礦企的發(fā)展現(xiàn)狀，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的角度來進(jìn)行殘余礦層開采限制。為保障限采關(guān)閉政策實(shí)施的有效性，國土資源管理部門需對(duì)各個(gè)礦企的礦產(chǎn)資源、殘存的資源性質(zhì)等加以綜合規(guī)劃與分析，要求是要限制礦企進(jìn)行殘余礦層的開采，再加上存在技術(shù)、管理等方面的局限性，采用新技術(shù)開采。

4.2 殘余礦層影響范圍的勘查

在殘余礦層的開采過程中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)有害氣體引發(fā)事故的預(yù)防與控制，有關(guān)開采部門與人員需在開采工作開始之前對(duì)殘余礦層的影響范圍加以詳細(xì)勘查，將此勘查結(jié)果作為后期開采方案制定的重要依據(jù)?？辈旃ぷ髦饕獜囊韵路矫鎭磉M(jìn)行：①全面獲得殘余礦層拐點(diǎn)的詳細(xì)資料，在此過程中需做好相應(yīng)的地質(zhì)測量工作，并保障測量的準(zhǔn)確性；②深入礦井現(xiàn)場獲得詳細(xì)的資料，還需要對(duì)鄰近礦井與舊礦井開采情況加以調(diào)查，獲得真實(shí)的礦井開采信息；③綜合評(píng)估殘余礦層中所存在有害氣體易發(fā)事故的影響范圍與危害程度，了解附近礦層與相關(guān)區(qū)域是否會(huì)形成應(yīng)力的集中或者疊加現(xiàn)象；④科學(xué)應(yīng)用鉆探手段與技術(shù)，在礦井各種資料的核查過程中，對(duì)殘余礦層的探測過程中，同樣需進(jìn)行有害氣體的賦存條件、水體情況等的勘查。

4.3 繪制保護(hù)關(guān)系圖

在開采殘余礦層的過程中，如果是對(duì)保護(hù)層的開采活動(dòng)，一般情況下是不允許在采空區(qū)存在礦層的留存。但是，如果在開采的過程中發(fā)現(xiàn)在保護(hù)層中存在不規(guī)則開采層，在此情況下，開采人員需采取必要的全面保護(hù)措施，在保護(hù)措施的制定上，需結(jié)合保護(hù)層與被保護(hù)層之間的層間距變化來進(jìn)行，在保護(hù)過程中，同樣需要確定殘余礦層的具體影響區(qū)域與范圍。如果相關(guān)人員并未完全掌握保護(hù)層各個(gè)殘余礦層之間的關(guān)系，可以在開采的過程中將其作為未開采保護(hù)層。如果是對(duì)殘余礦層的開采，相關(guān)人員不僅要明確掌握其礦層影響范圍，還需要進(jìn)行各個(gè)礦層保護(hù)關(guān)系圖的繪制，且在保護(hù)關(guān)系圖的繪制要定期進(jìn)行，如果是對(duì)被保護(hù)層進(jìn)行的開采活動(dòng)，開采人員需綜合分析有害氣體涌出量等各種的動(dòng)態(tài)性參數(shù)與因素，進(jìn)行相應(yīng)的修正。

4.4 注重監(jiān)督執(zhí)法檢查工作

在開采殘余礦層的過程中，要實(shí)現(xiàn)有害氣體爆炸的預(yù)防與控制，相關(guān)部門需加強(qiáng)監(jiān)督執(zhí)法與檢查，定期對(duì)礦井實(shí)施檢查，通過檢查來發(fā)現(xiàn)礦井開采中存在的安全威脅，尤其是要通過檢查來獲得殘余礦層中的有害氣體的濃度、涌出量等參數(shù)。此外，在殘余礦層的開采過程中，要實(shí)施嚴(yán)格的限制，各個(gè)部門需加強(qiáng)在礦井開采中的協(xié)調(diào)與溝通，通過聯(lián)合協(xié)作機(jī)制的構(gòu)建，發(fā)揮不同部門之間的聯(lián)動(dòng)性與協(xié)作性，使得不同部門都能夠在礦井生產(chǎn)中發(fā)揮各自的監(jiān)管作用，保障生產(chǎn)的安全性。如果在監(jiān)督檢查過程中發(fā)現(xiàn)殘余礦層中存在有害氣體爆炸的威脅，不同部門需立即針對(duì)該情況制定相應(yīng)的預(yù)防與處理策略。

5 結(jié)語

近年來，在礦山開采過程中，為實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的合理利用，很多礦企逐步開始了殘余礦層開采，這類礦井開采的條件相對(duì)特殊，在開采過程中常常存在著有害氣體爆炸威脅，為保障開采的安全性，礦企需針對(duì)殘余礦層的具體情況，制定相應(yīng)的有害氣體易發(fā)開發(fā)事故的防治策略，保持殘余礦層的高效、安全開采。