金屬礦山頂板安全管理規(guī)范

金屬礦山地質(zhì)賦存條件復(fù)雜,采礦方法多種多樣,有些礦山采用不適當(dāng)?shù)牟傻V方法,加上不按正規(guī)作業(yè),生產(chǎn)管理不善等原因,自50年代以來,冒頂片幫重大傷亡事故不斷發(fā)生,根據(jù)概略的統(tǒng)計,我國金屬礦山的冒頂片幫事故一般占井下各類事故總數(shù)的20~30%左右,居井下礦山傷亡事故的第一位。從井下冒頂片幫傷亡事故的分類統(tǒng)計結(jié)果來看,屬于生產(chǎn)管理方面的原因占45.6%,屬于物質(zhì)技術(shù)方面的原因占44.2%。但在實際工作中,所謂物質(zhì)技術(shù)方面的原因,往往與人的因素有關(guān),比如設(shè)計和工藝的缺陷、設(shè)備設(shè)計和維修的缺陷等。從金屬礦山發(fā)生冒頂片幫傷亡事故的地點來看,巷道發(fā)生的事故較采場多。冒頂片幫事故中,大多數(shù)是由于局部冒落或浮石冒落所引起。

加強(qiáng)頂板管理安全的重要途徑是:根據(jù)不同的地質(zhì)條件,選用合理的采礦方法,盡量減少采礦作業(yè)人員暴露在大面積的頂板條件下作業(yè),安全、高效的采礦方法,對降低采礦重大傷亡事故非常重要,堅持合理的開采順序,即自上而下、由頂?shù)降?上盤到下盤),由遠(yuǎn)而近的開采順序,集中作業(yè),貧富兼采;避免到處挖富礦造成作業(yè)分散,導(dǎo)致破壞頂板平衡,提高回采強(qiáng)度。采取快掘、快采、快出的辦法,提高采場單位面積礦石產(chǎn)量,縮短生產(chǎn)周期,不僅可以提高采礦的勞動生產(chǎn)率,而且可以避開地壓顯現(xiàn)的活動期,在地壓相對穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行采掘作業(yè),達(dá)到安全生產(chǎn)。

對于暴露面積較大的采場(例如空場法、留礦法,充填法等)必須實行頂板分級管理法,按照不同的地質(zhì)條件和不同的采礦方法,將頂板分為一級、二級、三級,按照不同的級別,分別提出不同的頂板管理要求。為了避免浮石冒落引起的傷亡事故,礦山實行的頂板三次檢查制(斑前、班中,斑后)。檢查頂板松石的方法,過去主要靠錘擊聽聲,處理頂板松石主要依靠撬棍,這種方法不僅工效低。勞動強(qiáng)度大,而且處理松石時如果站立位置不當(dāng),操作不慎,還可能使自己本身受到傷害。美國,加拿大等國已在井下采場成功地使用浮石處理機(jī),可有效地防止松石冒落傷人事故,并提高工效。70年代以來還曾不斷進(jìn)行利用紅外探測儀檢查頂板松石的試驗,已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。我國研制成功的無線電地音儀,可作出危險頂板冒落的預(yù)報。

對巷道型掘進(jìn)工作面和采場的頂板管理措施主要有以下幾方面:

(1)合理選擇井巷(洞室)位置、斷面形狀和大小,包括,巷道布置應(yīng)避開松軟巖層,盡量在堅硬均質(zhì)的巖體內(nèi)通過,避免在應(yīng)力集中區(qū)布置巷道,盡量使巷道、洞室的軸向與巖石弱面的走向直交或斜交(大于45~65º)。

(2)正確采用支護(hù)形式在金屬礦山,巖石條件較穩(wěn)定,但仍有相當(dāng)部分的井巷需要支護(hù),金屬礦山過去常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式有木支架、金屬支架、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支護(hù)、料石砌碹,整體澆灌混凝土碹等支護(hù)形式,但目前支護(hù)效果最好,工效較高的支護(hù)方法是錨噴支護(hù)。錨噴支護(hù)是一種新的支護(hù)技術(shù),主要包括錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、錨桿——噴射混凝土支護(hù)或噴射混凝土——金屬網(wǎng)相結(jié)合的錨噴支護(hù)等。

(3)減少爆破對巷道穩(wěn)定性的影響。主要措施包括:①采用空隙間隔裝藥,減少爆破裂隙;②形成減震帶,減少爆破震動。在生產(chǎn)實踐中,往往在巷道或邊坡一側(cè)的爆區(qū)邊緣,鑿一排較密而不裝藥的空孔,利用孔空減弱爆炸應(yīng)力波的傳播;③減少炸藥用量,采用毫秒電雷管起爆,由于各炮孔所產(chǎn)生的爆破震動相互抵消,使總的爆破震動有所降低;④控制爆破作用方向。迎向最小抵抗線的爆破震動,要比背向間最小抵抗線方向的爆破震動小0.8~2倍;⑤減少大爆破所產(chǎn)生的沖擊力,減少爆破對采場底部結(jié)構(gòu)的破壞等。

可用地質(zhì)力學(xué)的方法來分析礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的類型和歷史,結(jié)合礦區(qū)的開采情況和地壓觀測的結(jié)果,從地質(zhì)力學(xué)的角度劃定礦區(qū)和地壓活動危險區(qū),從而使地壓觀測的選點和設(shè)計比較合理,可提高地壓觀測的效果。在地壓觀測的儀器方面,礦山可使用一種、兩種或多種儀器同時進(jìn)行觀測,使用得比較普遍的有地音儀、聲波儀、光應(yīng)力計、地震儀等,其中地音儀的推廣使用更為普遍。

金屬礦山由于巖石比較堅硬,地表移動下沉過程緩慢,遺留的采空區(qū)多數(shù)未予處理。應(yīng)在對地壓長期觀測的基礎(chǔ)上,用地質(zhì)力學(xué)的方法,對采空區(qū)情況進(jìn)行分析,有計劃地對一些采空區(qū)進(jìn)行充填,做到基本上控制大面積地壓活動所造成的危害,保證礦山安全生產(chǎn)。