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        開采殘余礦層存在的風(fēng)險(xiǎn)及防治對(duì)策

        2020-12-10 14:50:58何從學(xué)
        世界有色金屬 2020年9期

        何從學(xué)

        (貴州煤礦礦用安全產(chǎn)品檢驗(yàn)中心,貴州 貴陽 550000)

        近年來,大部分礦企在進(jìn)行能源開采的過程中,井下有害氣體爆炸事故頻發(fā)是制約開采的重要因素,常常存在殘余礦層的開采方面,會(huì)伴隨著井下有害氣體超限、有毒有害氣體超標(biāo)、有害氣體爆炸等威脅,使得開采人員處于一個(gè)極為危險(xiǎn)的工作環(huán)境中。因此,在殘余礦層的開采方面,最為關(guān)鍵的就是要進(jìn)行礦山易燃易爆災(zāi)害的預(yù)防與控制,相關(guān)人員需在礦井殘余礦層開采之前,做好可能發(fā)生災(zāi)害的分析、預(yù)防與控制措施,降低或消除開采過程中的有害氣體災(zāi)害威脅,最大程度上保障開采工作的順利進(jìn)行,保證作業(yè)人員的生命安全,提高殘余礦層開采價(jià)值。

        1 殘余礦層開采的安全風(fēng)險(xiǎn)

        一些礦企在能源的開采過程中,逐步對(duì)殘余礦層回收利用,但是,開采礦井殘余礦層的過程中,有害氣體爆炸災(zāi)害較為常見,爆炸事故發(fā)生嚴(yán)重阻礙了開采工作的順利進(jìn)行,如果不及時(shí)對(duì)這些災(zāi)害加以預(yù)防與控制,不僅會(huì)造成重大的人員傷亡,還會(huì)使得相應(yīng)的采礦設(shè)備被摧毀,開采作業(yè)被迫中斷,甚至還需要大量投入人力物力資源來應(yīng)急救援[1]。近年來,礦井開采殘余礦層的過程中,生產(chǎn)安全事故如不能完全預(yù)測(cè)與控制,開采人員就會(huì)面臨著極端惡劣的開采環(huán)境。這種情況下,各個(gè)礦企在有害氣體爆炸災(zāi)害的防治方面投入了大量的成本,以實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的目標(biāo)。但是,對(duì)于一些小型的礦企而言,在開采礦井殘余礦層對(duì)事故預(yù)防方面過多的治理成本投入,使得企業(yè)面臨著較大的經(jīng)濟(jì)壓力,經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)過重,長(zhǎng)期下去將會(huì)不堪重負(fù),被迫停產(chǎn)或者關(guān)閉。因此,在開采殘余礦層的過程中,礦山開采事故的防治需符合技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性的要求。

        2 開采殘余礦層的情況調(diào)查

        2.1 殘余礦層開采現(xiàn)狀調(diào)查

        雖然我國(guó)的礦物資源儲(chǔ)量豐富,但是由于我國(guó)的人口基數(shù)大,人均礦產(chǎn)資源數(shù)量有限,再加上工業(yè)化與城市化發(fā)展中,礦產(chǎn)資源需求量逐年增加,現(xiàn)有的可開采能源難以滿足日益增加的資源需求。礦產(chǎn)資源的分布條件相對(duì)復(fù)雜,尤其在南方地區(qū),賦存條件較差,很多為薄礦層、傾角大,開采難度增加,現(xiàn)有的開采技術(shù)與設(shè)備不斷改進(jìn)滿足各種礦層的開采要求[2]。多年以來,大部分礦企加大了資源開采力度,隨著時(shí)間的推移,一些礦井逐步走向萎縮,小型礦企數(shù)量大幅度減少,且一些礦企逐步開始回收開采殘余礦層。由于礦井開采殘余礦層環(huán)境的特殊性,在開采過程中常常存在著瓦斯事故威脅。

        2.2 殘余礦層開采類型調(diào)查

        殘余礦層的開采過程中,主要包含了以下類型:①臨時(shí)礦層。針對(duì)這類的殘余礦層,在開采的過程中主要開采的是本礦井正常開采的需要留設(shè)的臨時(shí)礦層,這些礦層普遍存在惡劣的開采環(huán)境、采空區(qū)有害氣體困擾等情況,開采相對(duì)困難,對(duì)開采技術(shù)的要求很高[3]。②殘余分層開采。此種殘余礦層開采主要是由于在前期的開采過程中,礦層厚度相對(duì)較大,再加上之前的開采技術(shù)限制,導(dǎo)致在前期的開采過程中僅僅是針對(duì)某一分層的開采,而在后期則需要進(jìn)行其他分層的開采。

        3 開采殘余礦層存在的威脅

        3.1 有害氣體爆炸事故風(fēng)險(xiǎn)

        在礦井開采殘余礦層的過程中,事故風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在井下有害氣體爆炸風(fēng)險(xiǎn)方面。由于殘余礦層的分布條件相對(duì)特殊,再加上尺寸不規(guī)則、范圍不清晰等原因,使得在開采的過程中,相關(guān)開采人員并不能夠充分掌握礦井受到礦層集中應(yīng)力影響的具體范圍與程度等情況,也就使得在開采的過程中,有害氣體爆炸事故發(fā)生的概率大大增加,在這種情況下,采空區(qū)有害氣體和礦層自身含量是造成井下開采事故的關(guān)鍵因素[4]。此外,這類事故的出現(xiàn)也常常是由于礦企的管理漏洞所造成的,比如,礦企的相關(guān)管理部門會(huì)存在礦層卸壓的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),認(rèn)為即使現(xiàn)場(chǎng)存在突出的相關(guān)表現(xiàn)與預(yù)兆,也不會(huì)發(fā)生突出事故,也就缺乏相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)防范與應(yīng)急預(yù)案,在發(fā)生突出事故時(shí),難以及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的事故處理。比如,以某礦企為例,在突出事故發(fā)生之前,存在有害氣體涌出異常情況,尤其是在事故前3天,有害氣體涌出量大幅度降低,相關(guān)人員在此過程中認(rèn)為掘進(jìn)磧頭存在明顯的應(yīng)力變化,而對(duì)礦壓沒有采取相應(yīng)的控制措施,造成了突出事故。

        3.2 發(fā)生有害氣體中毒威脅

        在殘余礦層的開采過程中,舊巷與殘余礦層的礦山壓力顯現(xiàn)、再加上存在巷道失修、開采層不完整等因素的影響,導(dǎo)致在殘余礦層的開采過程中,并不能夠進(jìn)行相關(guān)工作面的布置,由于缺乏采掘工作面,導(dǎo)致在開采過程中,存在漏風(fēng)、不穩(wěn)定通風(fēng)系統(tǒng)等現(xiàn)象,礦井通風(fēng)難以保障。此外,隨著開采活動(dòng)的進(jìn)行,頂板大面積來壓、有害氣體異常涌出等現(xiàn)象也會(huì)造成礦井內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)管理難度的加大。通風(fēng)不暢導(dǎo)致在殘余礦層的開采過程中可能存在有害氣體中毒、火災(zāi)等事故。

        4 開采殘余礦層時(shí)對(duì)引發(fā)開采事故的防治對(duì)策

        4.1 采用新技術(shù)貫徹與落實(shí)

        從礦企的長(zhǎng)期發(fā)展來看,礦井殘余礦層開采不應(yīng)該保持長(zhǎng)期性,為提高礦企經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn),各個(gè)礦企都需要堅(jiān)決執(zhí)行限采關(guān)閉的政策,結(jié)合礦企的發(fā)展現(xiàn)狀,從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的角度來進(jìn)行殘余礦層開采限制。為保障限采關(guān)閉政策實(shí)施的有效性,國(guó)土資源管理部門需對(duì)各個(gè)礦企的礦產(chǎn)資源、殘存的資源性質(zhì)等加以綜合規(guī)劃與分析,要求是要限制礦企進(jìn)行殘余礦層的開采,再加上存在技術(shù)、管理等方面的局限性,采用新技術(shù)開采。

        4.2 殘余礦層影響范圍的勘查

        在殘余礦層的開采過程中,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)有害氣體引發(fā)事故的預(yù)防與控制,有關(guān)開采部門與人員需在開采工作開始之前對(duì)殘余礦層的影響范圍加以詳細(xì)勘查,將此勘查結(jié)果作為后期開采方案制定的重要依據(jù)??辈旃ぷ髦饕獜囊韵路矫鎭磉M(jìn)行:①全面獲得殘余礦層拐點(diǎn)的詳細(xì)資料,在此過程中需做好相應(yīng)的地質(zhì)測(cè)量工作,并保障測(cè)量的準(zhǔn)確性;②深入礦井現(xiàn)場(chǎng)獲得詳細(xì)的資料,還需要對(duì)鄰近礦井與舊礦井開采情況加以調(diào)查,獲得真實(shí)的礦井開采信息;③綜合評(píng)估殘余礦層中所存在有害氣體易發(fā)事故的影響范圍與危害程度,了解附近礦層與相關(guān)區(qū)域是否會(huì)形成應(yīng)力的集中或者疊加現(xiàn)象;④科學(xué)應(yīng)用鉆探手段與技術(shù),在礦井各種資料的核查過程中,對(duì)殘余礦層的探測(cè)過程中,同樣需進(jìn)行有害氣體的賦存條件、水體情況等的勘查。

        4.3 繪制保護(hù)關(guān)系圖

        在開采殘余礦層的過程中,如果是對(duì)保護(hù)層的開采活動(dòng),一般情況下是不允許在采空區(qū)存在礦層的留存。但是,如果在開采的過程中發(fā)現(xiàn)在保護(hù)層中存在不規(guī)則開采層,在此情況下,開采人員需采取必要的全面保護(hù)措施,在保護(hù)措施的制定上,需結(jié)合保護(hù)層與被保護(hù)層之間的層間距變化來進(jìn)行,在保護(hù)過程中,同樣需要確定殘余礦層的具體影響區(qū)域與范圍。如果相關(guān)人員并未完全掌握保護(hù)層各個(gè)殘余礦層之間的關(guān)系,可以在開采的過程中將其作為未開采保護(hù)層。如果是對(duì)殘余礦層的開采,相關(guān)人員不僅要明確掌握其礦層影響范圍,還需要進(jìn)行各個(gè)礦層保護(hù)關(guān)系圖的繪制,且在保護(hù)關(guān)系圖的繪制要定期進(jìn)行,如果是對(duì)被保護(hù)層進(jìn)行的開采活動(dòng),開采人員需綜合分析有害氣體涌出量等各種的動(dòng)態(tài)性參數(shù)與因素,進(jìn)行相應(yīng)的修正。

        4.4 注重監(jiān)督執(zhí)法檢查工作

        在開采殘余礦層的過程中,要實(shí)現(xiàn)有害氣體爆炸的預(yù)防與控制,相關(guān)部門需加強(qiáng)監(jiān)督執(zhí)法與檢查,定期對(duì)礦井實(shí)施檢查,通過檢查來發(fā)現(xiàn)礦井開采中存在的安全威脅,尤其是要通過檢查來獲得殘余礦層中的有害氣體的濃度、涌出量等參數(shù)。此外,在殘余礦層的開采過程中,要實(shí)施嚴(yán)格的限制,各個(gè)部門需加強(qiáng)在礦井開采中的協(xié)調(diào)與溝通,通過聯(lián)合協(xié)作機(jī)制的構(gòu)建,發(fā)揮不同部門之間的聯(lián)動(dòng)性與協(xié)作性,使得不同部門都能夠在礦井生產(chǎn)中發(fā)揮各自的監(jiān)管作用,保障生產(chǎn)的安全性。如果在監(jiān)督檢查過程中發(fā)現(xiàn)殘余礦層中存在有害氣體爆炸的威脅,不同部門需立即針對(duì)該情況制定相應(yīng)的預(yù)防與處理策略。

        5 結(jié)語

        近年來,在礦山開采過程中,為實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的合理利用,很多礦企逐步開始了殘余礦層開采,這類礦井開采的條件相對(duì)特殊,在開采過程中常常存在著有害氣體爆炸威脅,為保障開采的安全性,礦企需針對(duì)殘余礦層的具體情況,制定相應(yīng)的有害氣體易發(fā)開發(fā)事故的防治策略,保持殘余礦層的高效、安全開采。

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