地質(zhì)條件對于采礦安全的影響及其防治措施

陳 宇

近年來，隨著礦山行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，采礦安全成為了影響礦山企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的重要移速，不同礦山企業(yè)之間面臨著較大的競爭，采礦安全工作的開展可使得企業(yè)贏得社會上人們的認(rèn)可，確保采礦工作的高效、安全實施。雖然各個礦山企業(yè)都開展了采礦安全方面的一系列探索工作，但因為每個采礦工程所面臨的安全隱患都有各自的特點，采礦安全管理的成效并不明顯，采礦安全事故還時有發(fā)生，嚴(yán)重制約了采礦目標(biāo)的實現(xiàn)。未來的各個礦山企業(yè)，都應(yīng)該意識到地質(zhì)條件對采礦安全的影響，采取有效的措施來應(yīng)對這部分風(fēng)險。

1 地質(zhì)條件對采礦安全的影響

1.1 巖層不穩(wěn)定

礦產(chǎn)資源的形成周期漫長，且有著特定的形成條件限制，這種情況使得在采礦工程的實施中，往往深受現(xiàn)場地質(zhì)條件的限制。地質(zhì)條件中，巖層是重點性需考慮的方面，如果在采礦作業(yè)的實施中，巖層的穩(wěn)定性不夠高，勢必會增大采礦難度，并會加劇采礦過程中的安全風(fēng)險。隨著當(dāng)下礦產(chǎn)資源開發(fā)力度的增大，各個采礦工程的巷道掘進逐步增大，在達(dá)到了一定的深度條件后，持續(xù)的采礦工作開展，將使得固體礦層所在區(qū)域出現(xiàn)一定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)損壞，比如，頂層板巖層的破壞嚴(yán)重，在連續(xù)、高強度的采礦作業(yè)實施中，這一部分承受著較大的外部沖擊力，巖層穩(wěn)定性難以保持原狀。此外，我國的很多地域遼闊，很多礦產(chǎn)資源都分布在比較復(fù)雜的地質(zhì)條件下，經(jīng)常遇到巖層不穩(wěn)定的情況，給采礦安全帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

1.2 半固體礦巷構(gòu)建難度增大

采礦工程項目的實施中，復(fù)雜的地質(zhì)條件下為提高采礦安全，相關(guān)人員在組織采礦作業(yè)的過程中，應(yīng)根據(jù)對現(xiàn)場情況的全面調(diào)研，進行相應(yīng)的巷道建設(shè)，以給采礦作業(yè)的實施創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。我國很多的采礦作業(yè)，都面臨著復(fù)雜的地質(zhì)條件限制，在這種條件下的采礦作業(yè)，經(jīng)常發(fā)生大面積斷層、大坡度巷道，稍不留意就會誘發(fā)安全事故。因此，地質(zhì)條件對采礦安全的影響還體現(xiàn)在半固體礦巷的構(gòu)建困難上，對一些復(fù)雜的地質(zhì)條件而言，多為半固體礦巷，在這種條件下，為滿足高效、安全開采的要求，一般需選擇先進的開采工藝與技術(shù)。

1.3 巷道固定困難

在礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程中，為了給開采作業(yè)創(chuàng)造良好的條件，具體的開采作業(yè)實施過程中，應(yīng)加強巷道的固定，否則，如果巷道固定不當(dāng)，同樣會引起開采方面的安全問題。一些礦產(chǎn)資源所處區(qū)域的環(huán)境條件十分惡劣，周邊分布有大量的疏松土質(zhì)，即使為固體礦層，也呈現(xiàn)出相對松散的狀態(tài)，在開采過程中如果缺乏有效的技術(shù)和安全管理，隨著開采作業(yè)的進行，外力作業(yè)將會對開采工作造成巨大的威脅，可能會發(fā)生巷道變形或者坍塌方面的事故。

2 礦井地質(zhì)條件變化可能造成的安全事故

2.1 突水事故

采礦工程開展時，不良的地質(zhì)條件可能會造成突水事故的出現(xiàn)，比如，在構(gòu)造、礦壓和水壓的綜合作用影響下，再加上開采作業(yè)的進行，隔水層將逐步被破壞，最終可能會引起突水事故，這類事故有著突發(fā)性特點，且在發(fā)生了此類事故后，對開采作業(yè)造成的不利影響巨大。就我國礦產(chǎn)資源開發(fā)中的突水事故原因調(diào)查，地質(zhì)條件是主因，如果現(xiàn)場的水文地質(zhì)不良或者在開采中缺乏對水文地質(zhì)情況的全面把控，突水事故的發(fā)生將會引起重大的人員傷亡，開采作業(yè)無法正常實施。事實上，對任何的礦山開采作業(yè)而言，在未實施開采之前，煤層與圍巖處于相對平衡的條件下，隨著開采作業(yè)的持續(xù)進行，這種平衡狀態(tài)將會被打破，伴隨著頂板塌落、底板破裂等現(xiàn)象的發(fā)生，地下水可逐步經(jīng)由裂隙進入到工作面，引發(fā)較大的水害威脅。礦井水災(zāi)的控制方面，可從充水水源、充水途徑和充水強度的角度來進行。首先，在充水水源方面，主要為構(gòu)造與巖溶水、采空區(qū)積水、裂隙水、大氣降水、地表水幾種，引發(fā)礦井水災(zāi)的主要原因為構(gòu)造及巖溶水、采空區(qū)積水。采掘作業(yè)的進行中，如果存在了斷層現(xiàn)象，將導(dǎo)致原先完整的巖體被破壞，采掘作業(yè)的持續(xù)開展將導(dǎo)致在現(xiàn)場形成導(dǎo)水通道，產(chǎn)生導(dǎo)水裂隙誘發(fā)的突水事故。

2.2 瓦斯事故

隨著礦產(chǎn)資源需求的增加，我國的各類礦產(chǎn)資源，其開采力度都相對增大，在開采深度增加的同時，所面臨的地質(zhì)條件也越來越復(fù)雜，在瓦斯壓力逐步增大的過程中，所面臨的開采安全風(fēng)險也相對較大。根據(jù)采礦工程中瓦斯突出的原因調(diào)查，主要是因為采掘作業(yè)進行中，煤層受采掘作業(yè)的影響而誘發(fā)了地應(yīng)力，煤層與圍巖中瓦斯賦存平衡條件的打破，導(dǎo)致其中所賦存的瓦斯被大量釋放，最終誘發(fā)瓦斯事故。

2.3 冒頂事故

各種礦產(chǎn)資源的開發(fā)中，冒頂事故出現(xiàn)的頻次也相對較高，此類事故的發(fā)生一般由多種因素所引起，但地質(zhì)構(gòu)造卻是其中最為重要的原因。比如，在一些采礦工程現(xiàn)場，分布有小斷層，且構(gòu)造裂隙發(fā)育明顯，難以保障巖層的完整性，采礦作業(yè)的持續(xù)開展，必將誘發(fā)較為嚴(yán)重的頂板事故；沖蝕帶的存在使得在煤層與頂板層之間形成了薄弱面，增大了頂板事故的發(fā)生幾率；相變帶的產(chǎn)生同樣會引發(fā)冒頂事故，相變帶指的是頂板巾不同巖性所構(gòu)成的巖性差異比較大的分界面，在此下方很可能形成冒頂區(qū)域。

3 礦山采礦安全管理現(xiàn)狀

3.1 重視度的嚴(yán)重不足

任何類型的礦產(chǎn)資源開發(fā)中，為保障采礦安全目標(biāo)的實現(xiàn)，都必須要從根本上重視安全管理工作，只有在企業(yè)內(nèi)部從思想上意識到了采礦安全的重要性，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層才更愿意增大在安全管理方面的各種投入。但顯然，我國的礦山行業(yè)發(fā)展還不成熟，存在有很多的中小型礦山企業(yè)，不同規(guī)模、類型的礦山企業(yè)，對采礦安全的認(rèn)識和重視程度都有各自的區(qū)別，在一些礦山企業(yè)中，技術(shù)監(jiān)管人員、采礦作業(yè)人員、領(lǐng)導(dǎo)層對采礦安全的重視不夠，在長期的工作過程中，更為關(guān)注企業(yè)本身的效益，力求提供企業(yè)經(jīng)濟效益的實現(xiàn)來實現(xiàn)個人利益的最大化。正是因為思想上對采礦安全的重視度不夠，導(dǎo)致在采礦作業(yè)的實施中，時常出現(xiàn)安全事故。一些礦山企業(yè)內(nèi)部雖然制定了安全監(jiān)管工作規(guī)范，但負(fù)責(zé)此項工作的監(jiān)管人員玩忽職守，未履行好其監(jiān)管職責(zé)；一些礦山企業(yè)內(nèi)部，領(lǐng)導(dǎo)層所下發(fā)的安全管理指示并未下發(fā)到基層作業(yè)人員手中，領(lǐng)導(dǎo)層和基層員工的聯(lián)系不強，沒有就采礦安全工作達(dá)成一致性意見，因為二者的溝通及時不順暢，導(dǎo)致一些安全管理方面的工作無法全面推進；采礦作業(yè)人員是參與采礦工程的主體，但很多采礦人員的安全意識不足，企業(yè)在招聘采礦人員的過程中，未做好對這些人員的專業(yè)能力、心理素質(zhì)和安全意識關(guān)注，也未在這些人員正式上崗之前做好培訓(xùn)和考核，很多開采作業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)偏低，并不能在實際的工作中意識到采礦工程所存在的安全威脅，不具備基本的應(yīng)急能力和防護能力，因為專業(yè)技能和安全素質(zhì)不過關(guān)，導(dǎo)致一些本可以避免的安全事故無法通過人員的安全處理和應(yīng)急防護來應(yīng)對，導(dǎo)致事故發(fā)生時的人員傷亡巨大。因此，對任何的礦山企業(yè)，為有效應(yīng)對在采礦過程中的諸多安全問題，就必須要從根本上意識到采礦安全的重要作用，領(lǐng)導(dǎo)層、監(jiān)管部門必須要帶領(lǐng)廣大的礦山作業(yè)人員，積極參與到安全管理的工作中來，提高在企業(yè)內(nèi)部采礦安全的全員參與度，使得采礦安全責(zé)任并非集中在某一部門或者特定人身上。

3.2 設(shè)備匱乏及不完善

由于在采礦工程的實施中常常會遇到很多復(fù)雜的地質(zhì)條件，為克服不利地質(zhì)條件所造成的干擾，礦山企業(yè)在采礦作業(yè)的實施過程中，除了要選用先進的采礦工藝和技術(shù)，更需要結(jié)合采礦工程現(xiàn)場的具體情況，配置各種先進的設(shè)備，以發(fā)揮設(shè)備的功能優(yōu)勢。就當(dāng)下采礦安全管理的現(xiàn)狀來看，設(shè)備配置和使用情況也會影響到采礦安全，因為在礦山行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的過程中，市場上出現(xiàn)了越來越多的新型設(shè)備，這些新型設(shè)備的使用，可在一些環(huán)節(jié)替代人工作業(yè)，也就可提高作業(yè)安全性。但市場上的新型設(shè)備，往往對應(yīng)著較高的投資，對于一些大型采礦企業(yè)而言，有足夠的資金來負(fù)擔(dān)這部分費用，但對于一些小型的礦山企業(yè)而言，其產(chǎn)能有限，一般無法有足夠的資金來進行設(shè)備的更新和改進，在采礦工程的實施中所采用的設(shè)備，很多都為老舊設(shè)備，日常的工作中也沒有安排專人來負(fù)責(zé)設(shè)備的養(yǎng)護與保養(yǎng)，常常會引起設(shè)備問題而引起采礦安全事故。

4 采礦安全的防治措施

4.1 強化安全監(jiān)管工作

礦山企業(yè)的采礦安全管理工作，是一項十分復(fù)雜的工作，為保障此項工作的高效進行，在礦山企業(yè)內(nèi)部必須要對采礦安全有正確的認(rèn)知，只有從思想上意識到了安全管理工作的重要性，礦山企業(yè)才能從自身的實際情況出發(fā)，增強在采礦安全方面的人才、資金、技術(shù)和設(shè)備等投入。首先，礦山企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)層，需在長期的采礦工程實施中，對采礦安全有極高的重視度，并逐步在日常的工作中，將采礦安全的相關(guān)理念向基層作業(yè)人員滲透和傳輸，加強與基層作業(yè)人員的交流，使得基層人員也可逐步意識到安全工作的重要性。其次，在礦山企業(yè)內(nèi)部，應(yīng)將安全管理放在首要的位置，在企業(yè)的核心發(fā)展理念中添加安全防范的內(nèi)容，使得企業(yè)內(nèi)部的全部人員，都可在自身的工作崗位上，按照安全管理的相關(guān)規(guī)定，履行各種的職責(zé)和義務(wù)，定期在企業(yè)內(nèi)部開展安全知識講座，通過安全宣傳和培訓(xùn)，提高企業(yè)人員對安全管理工作的認(rèn)知。第三，在采礦工程實施的全過程中，應(yīng)做好安全監(jiān)管安全，在企業(yè)中設(shè)置安全監(jiān)管機構(gòu)，并選派專業(yè)的安全監(jiān)管人員，使得在采礦工程實施的一切環(huán)節(jié)，都有對應(yīng)的安全監(jiān)管人員來負(fù)責(zé)監(jiān)管工作，一旦發(fā)現(xiàn)了不符合安全作業(yè)的行為，立即告知并責(zé)令整改。

4.2 更新和完善采礦所需設(shè)備

地質(zhì)條件對采礦安全的影響非常直接，為實現(xiàn)采礦安全的最終目標(biāo)，還應(yīng)該從設(shè)備的配置、更新和使用方面出發(fā)。隨著當(dāng)下礦山行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，越來越多的礦山企業(yè)都引入了現(xiàn)代化的機械設(shè)備，這些設(shè)備的使用，使得在生產(chǎn)的過程中，可發(fā)揮設(shè)備的功能優(yōu)勢。對于市場上的采礦設(shè)備，一些設(shè)備中引入了很多的現(xiàn)代化技術(shù)，在這些技術(shù)支持下，采礦設(shè)備突破了原先的功能限制，可滿足現(xiàn)代化采礦的要求。因此，由于采礦設(shè)備對安全管理工作的重要作用，各個礦山企業(yè)都應(yīng)該盡可能根據(jù)礦山工程現(xiàn)場的地質(zhì)條件、可能面臨的安全風(fēng)險，配備現(xiàn)代化采礦設(shè)備。由于采礦設(shè)備多以大型設(shè)備為主，這些設(shè)備雖然前期投資較大，但在后期給礦山企業(yè)創(chuàng)造的效益卻是非常大的。每個礦山企業(yè)都應(yīng)該從自身的實際情況出發(fā)，預(yù)留足夠的資金用于采礦設(shè)備的更新、維護與檢修，使得在采礦工程的實施中，可實現(xiàn)人工作業(yè)與機械作業(yè)的高度結(jié)合，發(fā)揮機械設(shè)備的功能優(yōu)勢與作用。正式的采礦作業(yè)實施之前，礦山企業(yè)中的各個部門，需針對采礦作業(yè)現(xiàn)場的情況，進行采礦設(shè)備的選擇與配置，確保所選擇的采礦設(shè)備種類、型號可滿足實際需求。在設(shè)備使用的過程中，將采礦設(shè)備的維修和保養(yǎng)作為常態(tài)性的工作來抓，經(jīng)由維修和保養(yǎng)來解決設(shè)備使用中的諸多問題。

4.3 制定最科學(xué)的采礦作業(yè)方案

為使得現(xiàn)場的各項采礦工作可高效、安全實施，相關(guān)人員在采礦作業(yè)的開展中，應(yīng)綜合考慮多方面的因素，選擇最為恰當(dāng)?shù)牟傻V工藝，制定完整的采礦作業(yè)方案，在此方案中細(xì)化每個作業(yè)細(xì)節(jié)，保障在后續(xù)采礦作業(yè)的實施過程中，各個部門、崗位人員都可按照相應(yīng)的采礦工作方案，來組織規(guī)范化的采礦作業(yè)，減少采礦作業(yè)中的各種安全風(fēng)險。因為每個采礦工程現(xiàn)場所面臨的環(huán)境條件都有所不同，在采礦作業(yè)方案的制定中，需綜合考慮以下幾個方面的因素：

4.3.1 礦層厚度

當(dāng)?shù)V產(chǎn)資源現(xiàn)場的礦層厚度有所差異時，也需結(jié)合各自的礦層厚度來進行采礦工藝的選擇。一般情況下，如果礦層相對較厚，多選用核層或者分層開采的方式；但如果現(xiàn)場為薄礦層，可引入一次采全厚的工藝。礦層厚度通過對采礦工藝的選擇來影響到作業(yè)的安全性，在采礦方案的確定之前，礦山企業(yè)要組織專人深入到開采作業(yè)現(xiàn)場，開展全面的礦層厚度調(diào)查與測量，根據(jù)調(diào)查結(jié)果來進行開采工藝的調(diào)整。

4.3.2 礦層的地質(zhì)構(gòu)造狀況

采礦安全受到地質(zhì)條件的影響最為直接，在開展采礦工作的過程中，為保障安全目標(biāo)的實現(xiàn)，各個礦山企業(yè)在采礦方案的確定中，也需加強對礦山現(xiàn)場地質(zhì)構(gòu)造情況的分析，以根據(jù)其分析結(jié)果來選定采礦方式。礦產(chǎn)資源的形成周期長，特殊的形成要求使得礦產(chǎn)資源多分布在相對復(fù)雜的地質(zhì)條件下，在開采作業(yè)的進行中，有關(guān)作業(yè)人員應(yīng)與安全管理人員充分協(xié)商，就現(xiàn)場開采作業(yè)中可能遇到的地質(zhì)條件安全問題，制定有針對性的安全防護措施。以埋藏條件不穩(wěn)且構(gòu)造較為復(fù)雜的煤層來說，在開采工藝的選擇上，一般選用的是普采的方式；但如果為多走向斷層，為提高開采作業(yè)的安全性，更適宜采用走向長壁的方式；多傾斜斷層煤層條件下，傾斜長壁更為適用?？傊?，不論在采礦工程中面對的是哪種的地質(zhì)條件，都應(yīng)該從安全性的角度來分析，選擇恰當(dāng)?shù)墓に嚒?/p>

4.3.4 礦層的含水性

含水性同樣也是開采作業(yè)進行中需重點考慮的方面，如果在開采作業(yè)的進行中缺乏含水層了解，所選擇的開采工藝、設(shè)備，制定的開采方案，都可能存在相應(yīng)的問題，使得在后續(xù)開采作業(yè)的進行中，出現(xiàn)巨大的突水事故。因此，從安全性的角度，各個礦山開采作業(yè)的實施之前，都應(yīng)該組織專人來進行礦層含水量的準(zhǔn)確探測，根據(jù)結(jié)果分析在后續(xù)開采作業(yè)中所面臨的不穩(wěn)定因素。如果礦層的含水量偏高，需在正式的開采作業(yè)之前，開展現(xiàn)場土壤的水分處理，利用疏干除水的方式排水，也需要在開采作業(yè)中進行管道的科學(xué)布設(shè)。

4.3.5 礦層傾角

礦層傾角也會影響到采礦安全，因為在具體的采礦工作實施中，相關(guān)人員在采礦工藝和技術(shù)的選擇方面，要考慮礦層傾角的因素，因為傾角大小直接影響到開采過程中的有關(guān)參數(shù)設(shè)定，比如，巷道布設(shè)、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計。為避免在采礦方案制定時對礦層傾角考慮不到位所引發(fā)的安全事故，在實際的開采作業(yè)之前，需組織專人深入到礦區(qū)現(xiàn)場開展礦層傾角的調(diào)查，根據(jù)所掌握到的具體情況，組織專人來進行采場的支護設(shè)計。

4.4 建立安全管理制度

很多因素都會影響到采礦安全，為全面推進安全目標(biāo)的實現(xiàn)，各個礦山企業(yè)都需要在不斷的發(fā)展過程中，制定完善的采礦安全管理制度，用制度來規(guī)范采礦安全工作。一些礦山企業(yè)就是因為采礦安全制度不完善導(dǎo)致有關(guān)作業(yè)人員在實際的工作中缺乏制度指導(dǎo)，使得安全事故頻繁出現(xiàn)。針對這一方面的問題，各個礦山企業(yè)在當(dāng)前及未來的發(fā)展過程中，都應(yīng)該立足于自身的采礦工程實際，制定完善的采礦安全制度，在此制度的制定過程中，除了要遵循相應(yīng)的法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，更需要總結(jié)采礦安全管理經(jīng)驗，確保采礦安全管理制度中，有關(guān)制度的可行性與科學(xué)性。在采礦安全管理制度中，應(yīng)明確包含每個部門應(yīng)該對采礦安全負(fù)有的責(zé)任，使得各個部門的相關(guān)人員，都可以以制度中的規(guī)定，來配合部門領(lǐng)導(dǎo)做好部門安全管理工作。其次，在采礦安全管理制度中，應(yīng)有相應(yīng)的責(zé)任制度和獎懲機制，經(jīng)由在采礦安全方面的責(zé)任落實和獎懲實施，來提高各個部門、崗位人員的安全意識。

5 結(jié)語

采礦安全關(guān)乎礦山企業(yè)的經(jīng)濟、社會效益實現(xiàn)，在當(dāng)前礦山行業(yè)快速發(fā)展的過程中，各個礦山企業(yè)都越發(fā)意識到了采礦安全的重要性，但因為地質(zhì)條件對采礦安全的重要影響，在實際的采礦安全工作推進中，礦山企業(yè)需從制度建設(shè)、設(shè)備更新等多個角度來實施，以保障采礦安全工作的高效性、全面性。