論我國金屬礦山地下開采安全防護措施及開采方法的選擇

于政海

葫蘆島八家礦業(yè)股份有限公司 遼寧 葫蘆島 125316

由于地下開采環(huán)境復(fù)雜,開采過程深度不斷加深,對探礦開采時的技術(shù)應(yīng)用提出了更高的技術(shù)要求,安全開采是目前金屬礦山地下開采的第一基本原則,而傳統(tǒng)的金屬礦山地下開采方法已經(jīng)無法完全滿足更深的地下開采的技術(shù)需求。因此,針對目前的我國金屬礦山地下開采安全進行防護風(fēng)險分析至關(guān)重要,從安全的多個角度深入分析并找出問題所在,并認為采取有效的安全風(fēng)險防護分析方法可以進行風(fēng)險控制,從而大大提升我國金屬礦山地下開采安全系數(shù),為我國金屬礦山地下開采行業(yè)帶來豐厚的社會經(jīng)濟效益。

一、金屬礦山地下開采概況

當(dāng)下金屬礦山地下開采的工作量更大,難度也明顯有所增大。但隨著我國社會經(jīng)濟生產(chǎn)對地下礦產(chǎn)資源長期需求量的與日俱增,地下開采非法作業(yè)也不可避免。信息時代下,先進的礦產(chǎn)科學(xué)信息技術(shù)也逐漸被廣泛應(yīng)用推廣到工業(yè)礦產(chǎn)資源開采中,機械設(shè)備的廣泛普及得到推廣,降低金屬礦山地下開采施工對象和人力資源的成本需求,自動化建設(shè)進程逐步加快。金屬礦山地下開采由于技術(shù)先進轉(zhuǎn)化程度較高,受到了當(dāng)前我國有色金屬學(xué)和礦物學(xué)行業(yè)的高度重視,也是直接影響地下開采工作進度的重要影響因素。根據(jù)所用金屬和鐵礦石基體材質(zhì)硬度的變化情況,設(shè)置制定相應(yīng)的金屬礦工藝流程。當(dāng)一個礦體開采硬度較大時,需要將整個礦體開采施工過程分別劃分組成為多個工程階段的施工環(huán)節(jié),實現(xiàn)不同工程施工段環(huán)節(jié)能夠同時配合進行,節(jié)省時間和節(jié)約資源。當(dāng)施工礦體材質(zhì)硬度較小時,則礦體可以按照規(guī)定工序正常進行開展選礦施工。需要特別注意和提到的一點是,為了能避免造成施工現(xiàn)場混亂,必須確保各項工序的協(xié)調(diào)。就目前全球多家地下開采企業(yè)開采工作情況分析來看,發(fā)達國家已經(jīng)基本具備了較為齊全的地下開采設(shè)備以及勘探機械,借助現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進的開采裝備,整個地下開采工作過程的專業(yè)自動化管理水平也比較高,與過去過度依賴企業(yè)人力資源的局面已經(jīng)有很大的區(qū)別。而地下無軌軌道采礦設(shè)備工藝技術(shù)作為新興的現(xiàn)代采礦設(shè)備技術(shù),其成熟度之高代表著目前采礦設(shè)備行業(yè)技術(shù)整體發(fā)展水平,是目前采礦設(shè)備行業(yè)正在大力發(fā)展正在推廣的新技術(shù)工藝。

二、我國金屬礦山地下開采安全防護措施

（一）改善通風(fēng)

在地下開采區(qū)域深度規(guī)模持續(xù)不斷增加、開采區(qū)域范圍規(guī)模持續(xù)不斷擴大的各種情況下,傳統(tǒng)埋地通風(fēng)開采體系很難完全滿足對貴金屬和鐵礦石在地下開采時的需求,且可能會大大降低安全系數(shù)。首先,從黨和國家的戰(zhàn)略角度,采取強制性通風(fēng)措施,要求國有開采礦山企業(yè)全面組織做好礦山機械設(shè)備通風(fēng)安全工作,為了有效確保國有金屬化工礦山企業(yè)開采安全行業(yè)健康持久穩(wěn)定發(fā)展,根據(jù)實際工作情況,為國有金屬化工礦山企業(yè)量身制定有效的安全通風(fēng)制度,只有企業(yè)具備完整的安全通風(fēng)制度,才能具有一定資格依法進行國有金屬化工礦山企業(yè)開采安全工作,且在礦山開采工作過程中必須實施強制性質(zhì)的機械安全通風(fēng)。重視并著力加強金屬礦山地下開采的通風(fēng)工作,根據(jù)金屬礦井使用需求,包括礦挖掘進頭的長短、風(fēng)量的大小,選擇合適的地上風(fēng)筒及地下風(fēng)扇安裝型號,并通過科學(xué)合理控制規(guī)劃局扇通風(fēng)安裝點的位置、設(shè)計地下通風(fēng)通氣線路,促使地下通風(fēng)更加安全科學(xué)合理,減少局部風(fēng)阻。最后,加強井下有效進氣風(fēng)量統(tǒng)計測量的工作,并高度重視井下總井的進氣通風(fēng)和井下回氣的風(fēng)量,做好定時回風(fēng)測量。相關(guān)安全技術(shù)生產(chǎn)部門應(yīng)高度重視,并應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮自身的管理作用和社會價值,對各類貴金屬和鐵礦石的開采生產(chǎn)企業(yè)進行有效的安全監(jiān)督。

（二）防止透水事故

第一,全面深入調(diào)查當(dāng)前礦山區(qū)域的地理環(huán)境生態(tài)水文地質(zhì)情況,且必須具有完整的地質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)資料,然后進行全面分析,做好充分的事前準(zhǔn)備工作后,才能開始進行礦山地下開采。第二,在資源開采預(yù)測過程中,要始終堅持兩相對應(yīng)的基本原則:有疑預(yù)測必查預(yù)報、有疑必測預(yù)探,先測又探后治再采,先探又治后治再采。

三、我國金屬礦山地下開采的注意要點

（一）隔水層、含水層

工作人員在金屬礦山地下開采的工作過程中通過在能夠確保場地基層地質(zhì)的穩(wěn)定條件下對于地層水位水質(zhì)滲流會對地質(zhì)造成什么樣的不良影響等來展開分析探討,通過我們采用現(xiàn)場地質(zhì)試驗的多種方式,了解一下水位滲透系數(shù)的具體地理力學(xué)參數(shù)。值得各位工作人員特別注意的一點是,在開采的過程中,如何處理好地下水排放工作是關(guān)鍵,如果出現(xiàn)隔水層被破壞或者含水?dāng)鄬悠扑閹ж炌?將導(dǎo)致水城內(nèi)部和外部水壓的不均,因此工作人員可以通過采用地下幾何流向法則來進行流向判定,最終通過了解地下地層水位的實際波動流向[4]。

（二）水文地質(zhì)參數(shù)

在對金屬礦山進行地下開采的整個過程中,想要更好確定地下水文地質(zhì)的一些實際物理參數(shù),工作人員一般可以直接采用展開抽水地質(zhì)試驗的這種方式進行展開研究,在對金屬巖土巖心工程樣品展開抽水測試的整個過程中,首先我們應(yīng)當(dāng)正確選擇合適的地質(zhì)樣本,在對金屬巖心工程進行樣本選取的整個過程中,應(yīng)當(dāng)盡可能多的確保選取樣品的地質(zhì)完整性。抽水軟化現(xiàn)場測試并不是一蹴而就的,為了能夠確保最終試驗結(jié)果的測量正確性,工作人員通常應(yīng)當(dāng)對不同基層深度的可滲水巖石展開不同測量,在進行測量時我們應(yīng)當(dāng)始終采用相同的測量儀器設(shè)備,從而在實際基層施工的管理過程中,采用正確的抽水軟化試驗方法可以進行試驗實現(xiàn),同時由于基體巖石的基層受力軟化情況與干燥耐水程度之間處于不成正比的因果關(guān)系,因此基層工作人員完全可以通過采用合理的抽水軟化算法方式應(yīng)用來準(zhǔn)確測定基層巖石的干燥耐水性以及巖石透水性兩個指標(biāo)。

四、我國金屬礦山地下開采方法

采礦方法是金屬礦山開采工作的技術(shù)支撐,根據(jù)不同情況采用不同開采方法,能夠提升效率,事半功倍。具體而言,實踐中可以選擇的開采方法主要有以下幾種。

（一）空場采礦法

主要的特點是在開采過程中,對開采區(qū)域的支撐體進行永久性的保留,并且開采區(qū)域進行支撐體的預(yù)留,開采過后的區(qū)域保持空場狀態(tài),這樣的空場采礦法一般在礦石與圍巖很穩(wěn)固地點進行選用。根據(jù)空場采礦法的特點,可以具體根據(jù)采礦過程中礦柱分布及礦塊實際布置可分為全面采礦法、礦體礦柱采礦法（房柱采礦法）、礦房分段采礦法等。

（二）崩落采礦法

是通過對周圍的礦石、圍巖進行崩落來進行地下巖石的控制的采礦方法,即隨著對礦石的崩落,帶動周圍的巖石的崩落,用周圍的巖石或者廢礦物質(zhì)來充填采空區(qū),這樣既能對礦石進行開采又能對地下壓力進行很好的控制,崩落采礦法特點是對礦石進行開采過程中,既能對礦體進行高效回采又能對地下應(yīng)力進行控制還可以用崩落的巖石進行充填采空區(qū)。崩落采礦法可以及時對地下應(yīng)力進行控制,崩落采礦法一般使用在礦體圍巖不穩(wěn)固和地表允許陷落的條件下進行選用。崩落采礦法按照崩落方式可以分為集中崩落法、分離崩落法、區(qū)域崩落法、支撐崩落法。

（三）留礦采礦法

將采集下來的礦石先保留在開采區(qū)域內(nèi),現(xiàn)場作業(yè)人員會在礦石上進行二次作業(yè)。留礦采礦法主要用于對礦床周圍的巖體比較穩(wěn)定并且礦床成一定的傾角的穩(wěn)定礦體,留礦采礦法特點是在進行開采的過程中,開采作業(yè)區(qū)會保留下開采的礦石,利用礦石作為奠基進行新的作業(yè)。留礦采礦法憑借礦體與礦柱之間的配合互相輪換著對采空區(qū)進行支撐,選用留礦采礦法一般會選在礦體周圍的巖石比較穩(wěn)定,并且所采集的金屬礦石不易發(fā)生氧化、置換和燃燒,如果是礦體周圍的巖石不夠穩(wěn)定或者是有發(fā)生地質(zhì)變化的地區(qū),不宜選用留礦采礦法。

（四）充填采礦法

是在開采過程中一邊進行開采一邊利用廢石、廢渣或者全尾砂、膠結(jié)料等填充物,對采空區(qū)進行回填的采礦方法。充填采礦法的特點充填是在采礦過程中進行的,即采礦過程中伴隨著充填,作業(yè)人員是在充填體上或充填體周邊進行作業(yè),這樣可以對礦體的支撐做到人工控制,既能完成科學(xué)開采又能實現(xiàn)力學(xué)控制,確保開采安全。充填采礦法主要適用于開采價值比較高的礦體,如高品位鐵礦、金礦等,該方法回采率高且有利于地壓控制,主要適用于回采高價值礦體、地表不允許塌陷的情況。同時,若礦體賦存條件比較復(fù)雜且不易利用其他方法時,可以選用充填采礦法。

結(jié)束語:

綜上所述,在進行金屬礦山地下開采過程中,往往存在各種各樣的安全問題,因此工作人員在進行地下開采的過程中,一定要做好全面的安全防護措施,從通風(fēng)設(shè)備、運輸?shù)雀鱾€方面入手,做好安全防護工作,最終推動金屬礦山行業(yè)的科學(xué)發(fā)展。