林毅斌

（西藏巨龍銅業(yè)有限公司，西藏 拉薩 850200）

我國幅員遼闊，礦山資源豐富，且金屬礦種類較多。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，大部分淺層礦山資源已經(jīng)開采殆盡，為了有效滿足社會(huì)發(fā)展的需求，礦山資源開采逐漸向更深層次延伸，金屬礦也不例外。由于深部地下環(huán)境復(fù)雜，開采深度加深，對(duì)開采技術(shù)提出了更高的要求，安全是金屬礦開采的第一原則，而傳統(tǒng)的安全防護(hù)方法無法滿足更深部開采的需求[1]。因此，針對(duì)目前的金屬礦地下開采安全防護(hù)分析至關(guān)重要，從安全的角度分析出問題所在，并采取有效的安全防護(hù)方法進(jìn)行控制，從而提升金屬礦地下開采安全系數(shù)，為金屬礦山帶來豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。

1 金屬礦地下開采安全防護(hù)存在的主要問題

1.1 機(jī)械通風(fēng)機(jī)制不完善

與煤礦礦井開采相比，金屬礦中沒有瓦斯的存在，相對(duì)而言比較安全，且安全系數(shù)高，導(dǎo)致大部分開采單位都沒有意識(shí)到礦井通風(fēng)的重要性，也沒有完整的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。金屬礦山安全系數(shù)高，并不代表絕對(duì)的安全，畢竟是在地下開采，且地下情況復(fù)雜，于是我國相關(guān)部門為了進(jìn)一步保障金屬礦地下開采的安全性，出臺(tái)了相關(guān)規(guī)定，要求開采單位做好礦井機(jī)械通風(fēng)工作，雖然開采單位在一定程度上落實(shí)相關(guān)規(guī)定，但是卻沒有高度重視，也沒有建立完善的機(jī)械通風(fēng)機(jī)制[2]。目前主要問題有以下幾個(gè)方面：第一，通風(fēng)檢查缺乏有效性，機(jī)械通風(fēng)設(shè)備的性能關(guān)系到整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的有效性，主扇和局扇是非常重要的兩個(gè)部分，大部分開采單位都沒有定時(shí)、有效檢測主扇和局扇的性能，隨著時(shí)間的推移，導(dǎo)致機(jī)械通風(fēng)效果大大降低；第二，缺乏先進(jìn)的通風(fēng)設(shè)施，比如風(fēng)門和擋風(fēng)墻，這些通風(fēng)設(shè)施對(duì)提升金屬礦地下開采的安全性發(fā)揮著重要作用，但是很少金屬礦地下開采中有這些通風(fēng)設(shè)施，導(dǎo)致井下開采經(jīng)常性出現(xiàn)風(fēng)流短路現(xiàn)象，也沒有封閉礦山井下廢棄的巷道，存在巷道漏風(fēng)現(xiàn)象，大大降低了巷道通風(fēng)效率。在這種情況下，一定出現(xiàn)意外，比如火災(zāi)，將會(huì)給整個(gè)礦井帶來嚴(yán)重的破壞和損失；第三，通風(fēng)系統(tǒng)有效性較低，比較完善的通風(fēng)系統(tǒng)是全負(fù)壓機(jī)械通風(fēng)，但是目前金屬礦山中很少有，從而導(dǎo)致礦井中出現(xiàn)串聯(lián)風(fēng)、短路風(fēng)和循環(huán)風(fēng)；第四，局部通風(fēng)缺失，在金屬礦地下開采過程中，局部開采比較常見，但是由于開采范圍小、強(qiáng)度低，現(xiàn)場沒有設(shè)置通風(fēng)機(jī)，導(dǎo)致局部開采區(qū)域的污風(fēng)很難進(jìn)行有效的排放，導(dǎo)致現(xiàn)場掘進(jìn)效率、安全風(fēng)險(xiǎn)大。

1.2 未做好透水防范工作

無論在何種地下資源開采中，基本上都是遵守先探后掘的原則進(jìn)行礦山資源開采，金屬礦山也不例外，但實(shí)際情況卻是很少有遵守這個(gè)原則的，更沒有針對(duì)前期開展情況進(jìn)行系統(tǒng)的分析和研究，確認(rèn)下一步開采方向，而是直接進(jìn)行開采、掘進(jìn)，從而導(dǎo)致正在開采的巷道與已經(jīng)開采的巷道、采空區(qū)出現(xiàn)連通現(xiàn)象，加上地下水比較豐富，在連通區(qū)域出現(xiàn)了透水問題[3]。除此之外，部分開采單位在對(duì)金屬礦地下開采前，也沒有進(jìn)行充分的礦山水文地質(zhì)調(diào)研，對(duì)礦山地下水文地質(zhì)信息掌握不夠全面，導(dǎo)致在開采過程中進(jìn)而發(fā)生各種安全事故。

1.3 采空區(qū)管理工作缺失

地下開采基本上都是將有資源的區(qū)域進(jìn)行掏空、充分挖掘，隨著開采量的增加，地下的采空區(qū)范圍就會(huì)擴(kuò)大，對(duì)地表而言，采空區(qū)若不做好相應(yīng)的管理，就會(huì)增加地表塌陷的幾率。從目前我國金屬礦山地下開采的采空區(qū)狀況來看，采空區(qū)塌陷比較常見，也帶來了一定的損失，比如人員安全，地表破壞，開采效率等等。為了確保采空區(qū)的安全性，主要在采空區(qū)巖石可移動(dòng)的區(qū)域外設(shè)置礦井井筒，達(dá)到固定巖石的目的，防止巖石移動(dòng)所帶來的井筒坍塌，但是地下地質(zhì)活動(dòng)性較強(qiáng)，一旦井筒不能有效防止巖石移動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生坍塌事故[4]。另外，針對(duì)采空區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的分析，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行開采，確保開采的安全性，但是很少詳細(xì)分析礦山地質(zhì)情況，也沒有根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行開采，從而出現(xiàn)各種采空區(qū)坍塌問題，影響到金屬礦的開采效益。

1.4 運(yùn)輸設(shè)備以及運(yùn)輸方式水平較低

目前大部分開采單位所使用的運(yùn)輸設(shè)備都比較傳統(tǒng)，且只適合淺表層的金屬礦開采。而深層次的金屬礦地下開采，對(duì)運(yùn)輸設(shè)備以及技術(shù)要求較高，傳統(tǒng)的運(yùn)輸設(shè)備以及運(yùn)輸方式很難滿足其要求。由于先進(jìn)的運(yùn)輸設(shè)備投入資金高，導(dǎo)致大部分金屬礦地下開采都沒有先進(jìn)的保護(hù)裝置和機(jī)械設(shè)備，尤其是在傳統(tǒng)提升豎井中，運(yùn)輸設(shè)備比較陳舊，安全防護(hù)措施缺失。另外，還存在運(yùn)輸方式?jīng)]有按照相關(guān)要求進(jìn)行，更沒有定時(shí)檢測運(yùn)輸設(shè)備，促使在運(yùn)輸過程中增加安全事故發(fā)生率。

1.5 安全出口設(shè)置不符合規(guī)定

開采安全出口關(guān)系到整個(gè)金屬礦地下開采的安全性，促使很多開采單位意識(shí)到安全出口的重要性，并高度重視安全出口，但是從目前的狀況來看，仍存在安全出口設(shè)置不符合規(guī)定的問題，比如每個(gè)中段有兩個(gè)安全出口，每個(gè)采場的安全出口數(shù)量少、未設(shè)安全平臺(tái)，人梯設(shè)置位置錯(cuò)誤、人行梯子缺乏安全扶手等等。這些問題的存在，都無法保證人員的安全性，也沒有充分發(fā)揮出安全出口的重要性。

1.6 爆破安全防范工作安全系數(shù)低

在金屬礦地下開采中，爆破作業(yè)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，且安全風(fēng)險(xiǎn)高。風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)于金屬礦而言，可以有效預(yù)防安全故事的發(fā)生，確保金屬礦地下開采工作安全順利進(jìn)行。從爆破事故的教訓(xùn)來看，安全知識(shí)和安全管理特別重要，一些違章作業(yè)、不按照規(guī)定作業(yè)、忽視安全生產(chǎn)、缺乏安全知識(shí)和安全技術(shù)等爆破作業(yè)都可能引發(fā)一起爆破事故，并帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2 金屬礦地下開采安全防護(hù)方法

2.1 優(yōu)化井下通風(fēng)體系

在開采深度持續(xù)增加、開采范圍持續(xù)擴(kuò)大的情況下，傳統(tǒng)通風(fēng)體系很難滿足金屬礦地下開采需求，且會(huì)降低安全系數(shù)。首先，從國家的角度，采取強(qiáng)制性措施，要求開采企業(yè)全面做好機(jī)械通風(fēng)工作，為了確保金屬礦山開采行業(yè)健康持久發(fā)展，根據(jù)實(shí)際情況，為金屬礦山企業(yè)制定有效的安全制度，只有具備完整的安全制度，才有資格進(jìn)行金屬礦山開采工作，且在開采過程中實(shí)施強(qiáng)制性機(jī)械通風(fēng)[5]。重視并加強(qiáng)金屬礦地下局部通風(fēng)工作，根據(jù)礦井需求，包括掘進(jìn)頭的長短、風(fēng)量的大小，選擇合適的風(fēng)筒及局扇型號(hào)，并科學(xué)合理規(guī)劃局扇安裝位置、設(shè)計(jì)通風(fēng)線路，促使局部通風(fēng)更加科學(xué)合理，防止漏風(fēng)現(xiàn)象發(fā)生，減少風(fēng)阻。最后，加強(qiáng)井下有效風(fēng)量測量工作，并高度重視井下總進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)量，做好定時(shí)測量。相關(guān)安全生產(chǎn)部門應(yīng)高度重視，并充分發(fā)揮自身的作用和價(jià)值，對(duì)各金屬礦開采企業(yè)進(jìn)行有效的監(jiān)督。

2.2 加強(qiáng)水患的安全管理

第一，全面調(diào)查礦山地區(qū)的環(huán)境水文地質(zhì)條件，且具有完整的相關(guān)資料，然后對(duì)其進(jìn)行全面的分析，做好充分的準(zhǔn)備工作后才能進(jìn)行地下開采。第二，在開采過程中，必須要堅(jiān)持對(duì)應(yīng)的原則：預(yù)測預(yù)報(bào)、有疑必探，先探后采，先治后采。第三，根據(jù)地區(qū)降水情況加固和加高防洪構(gòu)筑物，尤其是在水文比較復(fù)雜的區(qū)域。第四，針對(duì)老井、小礦井、老采空區(qū)做好全面的調(diào)查工作，對(duì)老巷積水要及時(shí)地進(jìn)行處理，做好水患治理與安全防范工作，避免透水事故發(fā)生。

2.3 解決提升運(yùn)輸設(shè)備問題

對(duì)于金屬礦開采而言，安全問題至關(guān)重要，針對(duì)一些老化的設(shè)備要及時(shí)進(jìn)行報(bào)廢處理，包括一些淘汰的礦山設(shè)備和已經(jīng)失效的豎井井架設(shè)備。針對(duì)目前現(xiàn)有的運(yùn)輸設(shè)備，需[6]全面分析其設(shè)備的有效性、規(guī)范性，針對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)備進(jìn)行及時(shí)地處理。設(shè)備管理部門應(yīng)根據(jù)設(shè)備管理要求和規(guī)范，定期對(duì)各種運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行全面的安全檢測，發(fā)生問題要及時(shí)處理，必要情況下停止作業(yè)，以最大化的目標(biāo)確保金屬礦山地下開采的安全性。

2.4 全面落實(shí)好金屬礦山井下出口設(shè)置

第一，絕對(duì)安全出口必須要具備兩個(gè)以上，且獨(dú)立存在，可直達(dá)地面，并與其他安全出口相通。第二，如果金屬礦的規(guī)模較大，且屬于較大型礦井，礦床地質(zhì)條件比較復(fù)雜，在這種情況下必須要在礦體端部的下盤位置設(shè)置對(duì)應(yīng)的安全出口，尤其是在走向長度超過1km的金屬礦山。第三，金屬礦井的安全出口之間的相對(duì)距離要控制在30m以內(nèi)，確保在意外情況下，可以有效疏散作業(yè)人員。第四，在豎井礦山每一個(gè)安全出口中，都需要設(shè)置獨(dú)立的罐籠設(shè)備，且安裝2部，具備高效的疏散能力[7]。另外，豎井中的提升機(jī)構(gòu)以雙回路供電為主，且不需要設(shè)置單獨(dú)的梯子間，而其它豎井中的安全出口，則需要對(duì)應(yīng)的梯子間。在金屬礦山井下出口設(shè)置中，既要考慮到生產(chǎn)水平問題，又要考慮到安全出口的數(shù)量，且與地面安全出口相通，數(shù)量保持一致性。

2.5 科學(xué)合理的進(jìn)行采空區(qū)管理

有效的采空區(qū)管理，可以大大提升金屬礦地下開采的安全性。第一，加強(qiáng)采空區(qū)的監(jiān)測工作，可借助設(shè)備的方式進(jìn)行有效、實(shí)時(shí)的監(jiān)測，對(duì)采空區(qū)狀況有著全面的了解。第二，使用充填等有效方式對(duì)采空區(qū)進(jìn)行回填。在金屬礦開采中，充填方法比較常見，且目前已經(jīng)具備完善的充填采礦法，比如塊石膠結(jié)充填技術(shù)、全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)，可有效避免采空區(qū)塌陷問題發(fā)生，基本上消除了地表陷落問題。第三，根據(jù)采礦的設(shè)計(jì)原則，對(duì)采空區(qū)進(jìn)行科學(xué)合理的管理，定期定時(shí)檢查采空區(qū)的礦柱，確認(rèn)是否符合安全生產(chǎn)的需求。如果發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)停止生產(chǎn)并對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，最大化確保采空區(qū)的安全性。

2.6 做好爆破安全管理，優(yōu)化采掘工藝降低爆破工藝使用范圍

在執(zhí)行爆破工作時(shí)，必需要加強(qiáng)安全管理，嚴(yán)格執(zhí)行安全爆破的相關(guān)規(guī)定，做好防范措施，爆破人員必須由專業(yè)人員進(jìn)行操作。同時(shí)落實(shí)“三人連鎖”爆破制度和“一炮三檢”等爆破安全制度，規(guī)范爆破人員的操作行為，加強(qiáng)管理，從而確保爆破的安全性。

根據(jù)礦山圍巖情況優(yōu)化采掘工藝，利用先進(jìn)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)或TBM（盾構(gòu)機(jī)）等設(shè)備代替普通的鉆爆法施工工藝，降低爆破工藝使用范圍，從本質(zhì)上確保采掘現(xiàn)場作業(yè)安全。

3 結(jié)語

綜述所述，在金屬礦地下開采過程中存在各種各樣的安全問題，在一定程度上影響到金屬礦開采行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，因此，必須要做好全面有效的安全防護(hù)措施，尤其是機(jī)械通風(fēng)、防水、采空區(qū)、運(yùn)輸設(shè)備、安全出口等方面，只有做好安全防護(hù)工作，提升、優(yōu)化采掘技術(shù)工藝，才能推動(dòng)金屬礦山行業(yè)有效持久發(fā)展。