露天礦空區(qū)處理過程中的安全管理

程建勇

(洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司礦山公司, 河南洛陽市 471500)

露天礦空區(qū)處理過程中的安全管理

程建勇

(洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司礦山公司, 河南洛陽市 471500)

三道莊礦區(qū)經(jīng)過30多年的地下開采,形成大量地下采空區(qū)。該礦自2002年露天礦建設(shè)開始,與科研院校合作,對空區(qū)探測、監(jiān)測、地壓預(yù)報和空區(qū)處理進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究。空區(qū)處理過程中加強(qiáng)安全管理,強(qiáng)化安全責(zé)任,制定實(shí)施空區(qū)處理的各種施工規(guī)范。至2010年底,共處理空區(qū)245次,面積68.7萬m2,體積約880萬m3,未發(fā)生一起重大傷亡事故,為公司的生產(chǎn)經(jīng)營提供了堅實(shí)的安全保障。

空區(qū)處理;安全管理;三道莊露天礦

洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)公司三道莊露天礦位于河南省欒川縣三道莊,1968年開始進(jìn)行地下開采,至2002年地下開采規(guī)模約25000 t/d,經(jīng)過30多年的地下開采,礦區(qū)內(nèi)形成面積約120萬m2,體積約1800萬m3的采空區(qū)。2002年30000 t/d露天礦開始建設(shè)至今,如何安全有效地處理空區(qū),一直是露天礦安全工作的重點(diǎn)。

1 制定安全合理的空區(qū)處理方案

自三道莊露天礦基建開始,便對井下采空區(qū)資料進(jìn)行收集、整理,安排專業(yè)地質(zhì)隊伍對井下空區(qū)進(jìn)行實(shí)測,取得了可靠的空區(qū)資料。多年來,礦山與國內(nèi)知名科研院校進(jìn)行合作,開展空區(qū)處理及礦柱資源回收、復(fù)雜空區(qū)精確探測、空區(qū)地壓監(jiān)測等方面的研究,取得了大量的研究成果,為空區(qū)處理提供了理論依據(jù)。

三道莊露天礦空區(qū)探測、監(jiān)測、處理和殘礦回收等工藝技術(shù)處于國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先的水平,多項成果取得了國家級的成果獎勵。至2010年底,共處理空區(qū)245次,面積68.7萬m2,體積約880萬m3,成功率100%,空區(qū)條件下礦柱開采事故率為零。實(shí)踐證明,所采用的空區(qū)處理方案是合理的,技術(shù)是成熟可行的,安全措施是切實(shí)可靠的。

2 加強(qiáng)空區(qū)探測

隨著臺階的下降,空區(qū)的安全層厚度、受力狀態(tài)不斷變化,空區(qū)隨著時間的推移坍塌,形態(tài)更加復(fù)雜。準(zhǔn)確了解空區(qū)的位置及形態(tài),是空區(qū)處理中安全工作的關(guān)鍵,在這方面主要做了以下幾個方面的工作。

(1)利用物探的方法探測空區(qū)。礦山與長沙礦山研究院合作,利用地震法對礦區(qū)進(jìn)行全面探測,標(biāo)定空區(qū)的大概范圍,為詳細(xì)探測及重點(diǎn)探測提供建議數(shù)據(jù)。

(2)利用深孔鉆機(jī)及地質(zhì)鉆,探測空區(qū)范圍及形態(tài)。根據(jù)現(xiàn)有空區(qū)資料及物探提供的空區(qū)范圍,本著“有礦石就有空區(qū)”的指導(dǎo)思想,采用生產(chǎn)地質(zhì)探礦與空區(qū)探測相結(jié)合,爆破穿孔與空區(qū)探測相結(jié)合的方針,提前摸清各臺階空區(qū)的安全厚度、范圍及形態(tài),保證大型施工設(shè)備不在小于安全厚度的空區(qū)上方施工,為安全生產(chǎn)提供保障。

(3)引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備,揭示空區(qū)的詳細(xì)形態(tài)。投資300多萬元,引進(jìn)2臺英國的三維激光掃描設(shè)備,利用鉆孔對空區(qū)進(jìn)行三維掃描,為空區(qū)處理設(shè)計提供高精度的空區(qū)形態(tài)參數(shù),大大提高了空區(qū)處理的安全性和準(zhǔn)確性。

3 強(qiáng)化空區(qū)的穩(wěn)定性監(jiān)測與預(yù)報

隨著時間的推移,空區(qū)不斷在重復(fù)著穩(wěn)定-坍塌的變化過程,使空區(qū)形態(tài)不斷變化,對安全生產(chǎn)造成巨大威脅。為了掌握巖體的移動破壞情況,與武漢環(huán)保院合作,在危險區(qū)域埋置巖體聲發(fā)射檢測儀監(jiān)測點(diǎn),人工逐點(diǎn)監(jiān)測,收集了大量地壓活動數(shù)據(jù),為地壓活動規(guī)律的研究,空區(qū)、邊坡安全評價,空區(qū)、邊坡的工程處理,空區(qū)塌陷預(yù)報提供了豐富的資料。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),利用巖體聲發(fā)射檢測儀人工逐點(diǎn)監(jiān)測的方法,雖然起到了良好效果,但由于巖體的移動破壞是一個由漸變到突變的過程。由于各種原因,人工逐點(diǎn)監(jiān)測不能實(shí)時掌握礦巖的移動破壞情況,也影響了空區(qū)塌陷預(yù)報的準(zhǔn)確性。為了解決這一問題,與武漢環(huán)保院合作,利用現(xiàn)有巖體聲發(fā)射檢測設(shè)備,研究開發(fā)了無線實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng),變分時段監(jiān)測為不間斷連續(xù)監(jiān)測,為巖體移動破壞規(guī)律的研究、空區(qū)塌陷預(yù)報提供了準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。2005年5月7日,在1474采場公路口監(jiān)測到地壓活動的頻度及強(qiáng)度超出了安全預(yù)定值,經(jīng)研究判斷,5月11日發(fā)出撤離警報。5月16日該地空區(qū)塌陷,塌陷面積約6萬m2。

4 建立健全空區(qū)處理組織機(jī)構(gòu)和規(guī)章制度

(1)成立專門的空區(qū)處理管理機(jī)構(gòu)。公司專門成立了空區(qū)處理領(lǐng)導(dǎo)小組,公司主要領(lǐng)導(dǎo)任組長,全面協(xié)調(diào)地壓檢測、空區(qū)探測、空區(qū)處理工作。把空區(qū)處理工作納入安全序列,由安全地壓科負(fù)責(zé)空區(qū)的探測、監(jiān)測工作,并協(xié)助技術(shù)科對空區(qū)進(jìn)行處理。根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度,編制月、季、年度空區(qū)處理計劃。

(2)空區(qū)處理設(shè)計保障。根據(jù)空區(qū)的危險程度,將空區(qū)劃分為A、B、C、D、E 5個級別,明確設(shè)計審核權(quán)限,在進(jìn)行施工設(shè)計的同時,設(shè)計安全施工專篇,實(shí)行安全一票否決,從源頭封堵安全漏洞。

5 空區(qū)處理施工組織保障措施

施工組織是空區(qū)安全處理的重要環(huán)節(jié)。在進(jìn)行空區(qū)處理施工時,因大部分是在空區(qū)上部施工,存在較大的安全風(fēng)險,所以施工組織是安全管理的關(guān)鍵。

(1)劃定明確的安全境界。根據(jù)施工設(shè)計,在地表明確標(biāo)定空區(qū)范圍,根據(jù)危險程度將施工區(qū)域劃分為安全區(qū)、警戒區(qū)和危險區(qū),使施工人員對施工區(qū)域內(nèi)的安全環(huán)境一目了然。

(2)編制實(shí)施嚴(yán)格的施工順序、控制施工時間。由于空區(qū)的破壞與時間有關(guān),所以必須嚴(yán)格控制在空區(qū)上部的施工時間,在施工設(shè)計的同時,對施工周期進(jìn)行計算,使人員、設(shè)備在危險區(qū)域上部的施工時間最短。合理安排施工順序,是安全施工的關(guān)鍵,經(jīng)過長期實(shí)踐,總結(jié)出了先難后易、先里后外的施工順序,這樣就有效降低了施工過程中巖體破壞給安全施工帶來的影響。

(3)標(biāo)定警戒范圍、控制施工人數(shù)。施工開始前,在施工區(qū)域用警戒帶標(biāo)定警戒范圍,劃定安全區(qū)域。根據(jù)施工需要嚴(yán)格控制施工人數(shù),對進(jìn)入警戒范圍的人員實(shí)行簽到制,把事故的危害控制到最小。

(4)加強(qiáng)地壓活動監(jiān)測,制定安全撤離預(yù)案。在施工區(qū)域建立地壓監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),根據(jù)空區(qū)大小、巖石結(jié)構(gòu)標(biāo)定預(yù)警參數(shù)。制定安全撤離預(yù)案,明確安全撤離信號,對施工人員進(jìn)行安全交底,熟悉安全撤離線路,為空區(qū)處理施工組織提供了可靠的安全保障。

由于措施得力、技術(shù)可靠、預(yù)報準(zhǔn)確,自30000 t/d露天基建開始以來的近10 a,三道莊露天礦共處理空區(qū)245次,面積68.7萬m2,體積約880萬m3,未發(fā)生一起重大傷亡事故。

[1]宋嘉棟,王 堅.地下采空區(qū)頂板礦體露天開采工藝[J].有色金屬,2000(5):14-18.

[2]《采礦手冊》編輯委員會.采礦手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1991:270-275.

[3]儀 琳,程建勇.洛鉬集團(tuán)露天礦重大安全事故預(yù)防的探索[J].經(jīng)濟(jì)策論(上),2011:18-20.

。

2012-04-27)

程建勇(1959-),男,河南洛陽人,采礦工程師,主要從事于礦山安全管理及采空區(qū)處理,Email:617196411 @qq.com