采礦工程中的采礦技術(shù)與施工安全管理研究

許前進(jìn)

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì)，四川 成都 610000)

0 引 言

采礦工程中，為提高開采作業(yè)效率和礦產(chǎn)資源的開采量，要結(jié)合工程特點(diǎn)，采取適宜的采礦技術(shù)。同時(shí)，還要加強(qiáng)采礦現(xiàn)場(chǎng)施工安全管理工作，避免安全事故的發(fā)生，為采礦工程的順利進(jìn)行提供條件。借此，就采礦工程中的采礦技術(shù)與施工安全管理展開分析探討。

1 項(xiàng)目概況

某礦區(qū)所在之處屬于侵蝕山地地形，起伏相對(duì)較大，礦區(qū)的標(biāo)高為600～1 850m。礦區(qū)內(nèi)地層全風(fēng)化帶的深度并不是很大，風(fēng)化裂隙規(guī)模小，礦體頂板和底板圍巖的穩(wěn)固性較差。采礦工程的主要工作內(nèi)容有中深孔鑿巖爆破、二次爆破等。下面重點(diǎn)對(duì)該礦區(qū)開采作業(yè)中的關(guān)鍵采礦技術(shù)與施工安全管理展開研究。

2 采礦工程中的關(guān)鍵采礦技術(shù)研究

2.1 中深孔鑿巖

本工程選用的是中深孔鑿巖設(shè)備，孔徑為102 mm，炮孔的排間距為2.2～2.6 m，孔底間距為3.2～3.4 m，炮孔深度在45 m以內(nèi)[1]。

(1) 在作業(yè)點(diǎn)接入水電，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的雜物全面清理，檢查并處理巷道幫壁及頂板浮石，按巷道內(nèi)標(biāo)注好的炮孔排面將臺(tái)車停好，隨后依據(jù)設(shè)計(jì)的炮孔位置、角度及深度開展鑿巖施工。

(2) 按現(xiàn)行技術(shù)規(guī)程的規(guī)定要求，開展鑿孔作業(yè)，在鑿孔的過程中，操作者不可以擅自離開操作臺(tái)，要對(duì)釬桿的推進(jìn)速度、沖洗水返回的顏色以及水流大小仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)停機(jī)，查明原因解決處理后方可恢復(fù)作業(yè)，若是問題比較嚴(yán)重，則應(yīng)對(duì)相關(guān)的參數(shù)優(yōu)化調(diào)整。

(3) 鑿巖炮孔的布設(shè)精度應(yīng)當(dāng)滿足如下要求：同一排炮孔的傾角誤差為±2°，深度誤差為±5°，排距誤差為±0.1 m[2]。當(dāng)炮孔鑿好后，要進(jìn)行質(zhì)檢驗(yàn)收，看是否達(dá)到規(guī)范規(guī)定和設(shè)計(jì)要求，對(duì)于不達(dá)標(biāo)的炮孔應(yīng)重新布孔鑿眼。

2.2 中深孔爆破

根據(jù)中深孔鑿巖設(shè)備的實(shí)際情況，結(jié)合鑿巖參數(shù)，合理確定爆破參數(shù)，具體如下：

(1) 底盤最小抵抗線為2.2 m，孔底距為3.4 m，單次爆破2排，巖石硬度為6.0～8.0，機(jī)械裝藥密度為0.9 g/cm3，裝藥時(shí)的炸藥損失率取值為7.5%。

(2) 經(jīng)過計(jì)算后得出如下爆破參數(shù)：炮孔單位長(zhǎng)度的裝藥量為7.78 kg/m；炮孔總長(zhǎng)度為521.8 m，裝藥長(zhǎng)度為447.8 m，裝藥系數(shù)取0.86，總裝藥量為3 753.10 kg，沖擊波的安全距離為308.36 m，地震波的安全距離為44.4 m[3]。

(3) 落頂設(shè)備與鑿巖設(shè)備相同，利用裝藥臺(tái)車向炮孔內(nèi)裝入粒狀硝銨炸藥，起爆方式為導(dǎo)爆索加非電毫秒管復(fù)式起爆。在對(duì)廢石覆蓋層部位爆破時(shí)，可對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以此來達(dá)到預(yù)期中的爆破效果。在充分考慮鑿巖設(shè)備工作能力的基礎(chǔ)上，將落頂向上崩落的范圍設(shè)定為30 m[4]。

2.3 回采爆破

本工程中，主采區(qū)各個(gè)分段的切割平巷全部是沿著南北向設(shè)置在礦體中部，使礦體被分為東西兩個(gè)采區(qū)，基于這一前提，各個(gè)分段只需要做一次切割，便可完成分段開采。

(1) 拉槽前，先在切割平巷內(nèi)開掘切割天井，可以按照40 m的間距布設(shè)，局部可以結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。在切割平巷內(nèi)，鉆鑿上向平行炮孔，待完成后，以切割天井作為自由面，在兩側(cè)20 m左右的范圍內(nèi)，開展爆破。

(2) 在正式裝藥前，要對(duì)巷道幫壁的浮石全面檢查和清除，采用全液壓裝藥臺(tái)車向炮孔內(nèi)裝藥，裝藥臺(tái)車的作業(yè)能力為1 000 kg/h。對(duì)于部分孔深較小的炮孔，可以通過風(fēng)動(dòng)裝藥器裝藥，密度控制在0.9，采用的炸藥類型為粒狀的硝銨炸藥。

(3) 為達(dá)到預(yù)期中的爆破效果，選用非電導(dǎo)爆雷管分段起爆的爆破方式，分別在每個(gè)起爆藥包中放入非電雷管2枚，利用微差和導(dǎo)爆索復(fù)式網(wǎng)絡(luò)起爆，每排炮孔的隔斷位，采用微差起爆的方法，以磁電雷管將非電雷管引爆，通過爆破形成微差擠壓，降低礦石的塊度，由此能夠大幅度提升爆破效率。

(4) 切割槽與中深孔起爆方式基本相同，將起爆藥包置于孔底炸藥末端朝向孔口，為減少二次破碎量，在中深孔起爆時(shí)，上分段應(yīng)當(dāng)超前下分段2～3步距爆破；用炮泥堵塞孔口，長(zhǎng)度控制在2.0～8.0 m，對(duì)炮孔內(nèi)的裝藥密度嚴(yán)格控制，若是密度不達(dá)標(biāo)，則會(huì)導(dǎo)致大塊率增加，還有可能引起懸頂事故[5]。

2.4 回采出礦

(1) 當(dāng)?shù)V區(qū)正式投產(chǎn)后，主采區(qū)生產(chǎn)持續(xù)分段可采用如下方式：兩個(gè)分段同時(shí)出礦，每次的爆破步距控制為2個(gè)，單臺(tái)6 m3的鏟能夠同時(shí)完成2～3條進(jìn)路出礦。要遵守放礦管理制度，制定合理可行的出礦計(jì)劃，審批合格后，按計(jì)劃實(shí)施，同一塊礦的進(jìn)路要均勻出礦，保證各路穩(wěn)步推進(jìn)，使覆蓋層能夠整體平穩(wěn)下降。采取截至品位出礦的方法，以此來出礦量、出礦品位以及覆蓋層的厚度。

(2) 二次爆破回采時(shí)產(chǎn)生的超過0.85 m的大塊礦石應(yīng)集中堆放，用鑿巖機(jī)鑿出超過大塊厚度1/2的孔眼，向孔內(nèi)裝入數(shù)量的炸藥后用炮泥填塞，以集中的方式起爆。出礦前，要接入照明系統(tǒng)，對(duì)巷道內(nèi)的浮石進(jìn)行清理，確保斷面均勻出礦。

3 采礦施工安全管理研究

3.1 安全管理制度

3.1.1 完善制度

采礦工程施工要建立健全安全管理規(guī)章制度，嚴(yán)格落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任，明確各級(jí)各類人員在安全管理中的具體職責(zé)，形成層層負(fù)責(zé)的安全管理組織體系。安全管理制度主要包括安全生產(chǎn)目標(biāo)管理制度、安全交底制度、安全教育制度、安全檢查制度、安全驗(yàn)收制度、安全事故報(bào)告制度、特種作業(yè)人員安全管理制度以及安全責(zé)任考核制度等。

3.1.2 安全教育

采礦工程施工要落實(shí)安全技術(shù)交底，對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的人員開展安全教育，引導(dǎo)施工人員樹立安全第一的思想意識(shí)，具備一定的安全防護(hù)操作技能，不允許未經(jīng)過安全教育的人員上崗作業(yè)。尤其對(duì)于特殊作業(yè)人員，如電焊工、爆破工、機(jī)動(dòng)車司機(jī)等，要求特殊作業(yè)人員必須持證上崗。

3.1.3 監(jiān)督檢查

在工程施工過程中，采用定期檢查與不定期抽查的方式，確保監(jiān)督檢查落到各個(gè)施工階段。在定期檢查中，按月、按季實(shí)施大范圍安全檢查。在不定期抽查中，由項(xiàng)目經(jīng)理和安全員任意選擇時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行安全抽檢，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題責(zé)令相關(guān)班組整改，不允許留下事故隱患。

3.1.4 安全技術(shù)管理

項(xiàng)目部編制安全技術(shù)措施，要求施工現(xiàn)場(chǎng)用電嚴(yán)格執(zhí)行安全用電規(guī)范；機(jī)械設(shè)備使用前進(jìn)行安全檢查和日常養(yǎng)護(hù)；鉆孔施工、爆破出礦、礦井掘進(jìn)等作業(yè)按照設(shè)計(jì)要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。

3.1.5 人員安全管理

施工現(xiàn)場(chǎng)操作人員要熟悉安全技術(shù)規(guī)程、安全操作規(guī)程、安全紀(jì)律制度等，提高自身安全防范意識(shí)；在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前，必須穿戴齊全勞動(dòng)保護(hù)用品，包括防塵口罩、安全靴、安全帽、照明工具等，嚴(yán)禁酗酒、生病、精神狀況萎靡不振的人員下井作業(yè)；在施工作業(yè)過程中，不允許出現(xiàn)“三違”現(xiàn)象發(fā)生；加強(qiáng)對(duì)特殊作業(yè)人員的安全管理，監(jiān)督特種作業(yè)的實(shí)施過程，杜絕特殊作業(yè)人員出現(xiàn)違規(guī)操作[6]。

3.2 安全管理措施

3.2.1 爆破安全

在開展大爆破施工前，要先審批，通過后，嚴(yán)格按照規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行爆破作業(yè)。爆破過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)實(shí)施，并執(zhí)行《爆破作業(yè)安全規(guī)程》的規(guī)定要求；壓氣裝藥時(shí)，要對(duì)氣體壓力加以控制，必須在集中裝藥的場(chǎng)所設(shè)置獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，避免火藥顆粒飄散到空氣中聚積遇明火發(fā)生爆炸的情況發(fā)生；用預(yù)先準(zhǔn)備好的炮泥將炮眼封堵好，放炮前要全面檢查，發(fā)現(xiàn)未堵炮泥的炮眼不得放炮，保證炮泥的長(zhǎng)度與現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求相符，依據(jù)爆破圖表的要求，確定裝藥量；爆破作業(yè)開始前，所有人員均應(yīng)撤至安全地點(diǎn)，安排專人看管通往放炮地點(diǎn)的通道，任何人員不得隨意進(jìn)入，發(fā)出爆破信號(hào)，一次性起爆；當(dāng)爆破完畢后，通風(fēng)達(dá)到15 min，方可進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)對(duì)頂板圍巖及現(xiàn)場(chǎng)爆破情況全面檢查，確認(rèn)正常后，其他人員方可進(jìn)入[7]；爆破作業(yè)完成后，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)剩余的爆破器材及時(shí)清理，由專人負(fù)責(zé)退回庫房，避免雷管、炸藥丟失；做好采空區(qū)的監(jiān)管，觀察采空區(qū)的圍巖變化情況和環(huán)境溫度，發(fā)現(xiàn)異常情況，要立即向相關(guān)負(fù)責(zé)人匯報(bào)，以便提前采取安全防范措施，降低安全事故的發(fā)生概率。

3.2.2 頂幫安全

頂幫施工中，執(zhí)行敲幫問頂制度，爆破后，檢查并處理浮石，正式作業(yè)前，要先對(duì)作業(yè)點(diǎn)四周進(jìn)行安全檢查，確認(rèn)無隱患問題后，方可開始作業(yè)，如果發(fā)現(xiàn)浮石，或是噴射的混凝土出現(xiàn)開裂、脫落的情況時(shí)，要立即采取有效的措施加以處理，避免誘發(fā)安全事故。處理浮石的過程中，應(yīng)遵循從上向下、從外向內(nèi)的原則，不得違章操作，現(xiàn)場(chǎng)要有充足的照明燈具，并且還要有人互相監(jiān)督，不得單人獨(dú)自處理浮石。

3.2.3 用電安全

采礦現(xiàn)場(chǎng)施工用電采用三級(jí)配電系統(tǒng)，配備二級(jí)漏電保護(hù)，為確保用電安全，保護(hù)零線要做重復(fù)接地，且接地電阻不超過10 Ω，不得將低壓供電系統(tǒng)的中心點(diǎn)接地，或是接在設(shè)備的金屬外殼上；現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備除保護(hù)接零外，還應(yīng)在負(fù)荷首端設(shè)置漏電保護(hù)器，所有電氣接頭均應(yīng)當(dāng)絕緣密封，并對(duì)電纜做好保護(hù)，若是損傷，則應(yīng)立即處理，不得拖延，以免誘發(fā)觸電事故；要及時(shí)對(duì)配電箱內(nèi)破損的電氣設(shè)備進(jìn)行更換，無法搭設(shè)接線或是采用線頭直插時(shí)，不得將出現(xiàn)直接接在漏電保護(hù)器上；用絕緣膠布將電源接頭包扎好，接頭不可以放在潮濕的地面或是積水中；從事電氣作業(yè)的人員必須持證上崗，非專職人員不得隨意操作電氣設(shè)備，以免誘發(fā)安全事故。

3.2.4 機(jī)械安全

所有固定設(shè)備的電源線均應(yīng)加裝護(hù)套，避免擠壓損傷引起觸電事故；機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)部分要配備防護(hù)罩或防護(hù)套，不得裸露在外；運(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)械設(shè)備不可以保養(yǎng)維修；對(duì)機(jī)械設(shè)備操作前，要先檢查儀表等部件，確認(rèn)正常后，方可操作，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)處理，不得帶病作業(yè)，更不可以超負(fù)荷作業(yè)；機(jī)械設(shè)備操作者不得擅自離崗或找人替代，無關(guān)人員不得進(jìn)入作業(yè)區(qū)，酒后嚴(yán)禁操作機(jī)械設(shè)備，所有機(jī)械設(shè)備均應(yīng)掛牌操作，并嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程[8]。

3.2.5 井下無軌與運(yùn)輸安全

出入井口時(shí)，要遵循行車不行人、行人不行車的安全規(guī)定，并在出入井口的過程中鳴笛示警；當(dāng)車輛行駛至大巷拐彎或是交叉口時(shí)，要鳴笛減速緩慢通過；入井前，要對(duì)車輛設(shè)備的制動(dòng)系統(tǒng)全面檢查，看是否完好，靈敏度是否合格，車燈、喇叭能否正常工作，檢查燃油、潤滑油、水箱，看液位是否均在最低液位以上，發(fā)現(xiàn)缺失及時(shí)補(bǔ)加；人員不得乘坐運(yùn)送物料的車輛上下井，嚴(yán)格按載重量運(yùn)送貨物，不得超載；操作無軌設(shè)備在下坡路段行駛時(shí)，或是接近岔口時(shí)，要提前鳴笛減速慢行；車輛在井下的行駛速度控制在20 km/h內(nèi)，井下使用的車輛要做好日常保養(yǎng)和維護(hù)，定期檢修，消除故障隱患，降低安全事故的發(fā)生概率[9]；每天對(duì)運(yùn)礦設(shè)備的連接、剎車裝置及信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行安全檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理；對(duì)無軌設(shè)備的安全保護(hù)裝置定期檢查和維護(hù)，保證性能完好、安全可靠。

3.2.6 安全應(yīng)急預(yù)案

當(dāng)發(fā)生片幫冒頂事故時(shí)，可以采用呼喊、敲打或是通過地音探聽器等設(shè)備，與被困人員聯(lián)絡(luò)，借此來確定他們的位置，為救援提供依據(jù)。當(dāng)遇險(xiǎn)的人員所處位置通風(fēng)條件不佳時(shí)，要加強(qiáng)通風(fēng)，因冒頂導(dǎo)致作業(yè)人員被困時(shí)，可以利用巷道掘進(jìn)等方法，向遇險(xiǎn)人員輸送新鮮空氣和食物。頂板冒落的范圍較小時(shí)，遇險(xiǎn)人員若是被體積較大的石塊壓住，可借助千斤頂或是其他機(jī)械設(shè)備將石塊頂起，快速救出傷員。頂板冒落范圍較大，將作業(yè)人員困住時(shí)，可以另行開洞，繞過冒落區(qū)，將人救出；當(dāng)采礦作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，必須立即組織相關(guān)人員撲救，避免火勢(shì)擴(kuò)大，滅火前，要先將蔓延材料切斷，針對(duì)不同類型的火災(zāi)，選取相應(yīng)的滅火方法，如油料引起的火災(zāi)可以使用泡沫滅火器或是火勢(shì)隔離法撲救，不宜用水。電氣設(shè)備起火時(shí)，要先將電源切斷，使用二氧化碳滅火器滅火，且不可用水，以免引起觸電、短路等并發(fā)性安全事故。當(dāng)電石庫起火時(shí)，切不可用水滅火，這是因?yàn)殡娛鏊髸?huì)釋放出氣體，可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)加劇，要用干粉滅火?；瘜W(xué)材料起火時(shí)，可以按照起火物的性質(zhì)選取相應(yīng)的方法滅火，救火人員要做好防護(hù)，避免中毒。滅火后，要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，避免留下暗火，安排專人巡視檢查，防止出現(xiàn)復(fù)燃的情況。

4 結(jié) 論

綜上所述，采礦是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，為使此項(xiàng)工作能夠安全、高效開展，除了要掌握相關(guān)的采礦技術(shù)并合理應(yīng)用外，還應(yīng)加大采礦施工安全管理力度，優(yōu)化管理制度，采取有效的管理措施，以便在保證開采作業(yè)順利進(jìn)行的基礎(chǔ)上，杜絕安全事故的發(fā)生。