金属矿山井下开采采矿方法及安全管控措施.pdf

| 工程管理 | Engineering Management 138 2020 年第 7 期 作者简介卢邦飞，男，本科，工程师，研究方向采矿工 程管理，岩土工程。 金属矿山井下开采采矿方法及安全管控措施 卢邦飞 1，王晓宇2，卢俊华1，王杰亭1 （1. 天津华勘老挝矿业有限公司，天津 300170；2. 中国科学院昆明动物研究所，云南 昆明 650223） 摘 要在我国采矿业迅猛发展的今天，金属矿山生产中选择科学的采矿技术方法，并对井下操作进行严格的安全管控 是确保金属矿山生产安全的重要措施。 文章首先分析了金属矿山井下开采生产的现状， 进而探讨了井下采矿的主要方法， 并就其安全管控措施进行了研究。 关键词金属矿山；井下开采；采矿方法；安全管控 中图分类号TD853 文献标志码A 文章编号2096-2789（2020）07-0138-02 金属矿山生产是我国各行业获取金属材料资源的重 要工作，金属矿山井下生产的采矿方法较为多样，实际 生产中要根据矿山具体情况选择科学的井下采矿方法， 同时还要根据采矿技术方案进行安全风险预估，制定全 面的安全管控制度，提升金属矿山生产的安全性。 1 金属矿山当前井下开采工作的现状 我国当前金属矿山开采生产的主要形式有两种，一 种是露天开采，另一种是地下开采。露天开采就是在暴 露环境下开展矿井开采工作，而地下开采则主要是进行 井下开采作业。井下开采的主要步骤矿床开拓及矿块 开采、切割，最后是矿块回采作业。近年来我国在金属 矿山勘探、开采等方面进行了技术优化，采用了先进的 机械化技术来提升金属矿山井下生产的效果，并积极开 发了具有高效性的自动化系统，保证了金属矿山自动化 井下开采工作的推行。 2 我国金属矿山生产的主要井下开采方法 2.1 充填采矿技术 金属矿山开采生产的过程中，部分之前挖空的矿山 区域会发生围岩崩落情况。为了解决该问题就要求采矿 生产过程中利用充填采矿技术，通过向采空区填充物料 的方式来对采空区进行支撑，以防崩落事故的发生。这 是一种常见的采矿保障技术，在进行稀缺金属矿体开采 生产的过程中为了保证围岩稳定，可以选用填充采矿技 术。在矿山开采条件相对复杂的生产区域，例如容易发 生火情、水文变化以及交通等问题的生产区域，也可以 优先选用这种开采技术。采用填充开采方法可以有效提 升金属矿山井下生产作业的可靠性。通过对填充采矿中 填充物料种类及输送方式的分析与区分，可以将现有的 充填采矿技术分为如下几类（1）干式充填采矿技术。 其主要操作方式就是利用风力或者输送带的运送方式将 砂石等干性填充料运送到矿区。这种采矿方式由于相对 落后，并且效率较低，已经不适应当前的金属矿山生产 技术发展，因此应用得较少。（2）水利填充技术。这 是一种通过水分与固体填充料搅拌形成的砂浆泵泵送填 充到采矿区域的加固生产技术，由于填充砂浆会在采空 区发生硬化及反应而固结，形成采空区坚固的支撑结构， 以保证采空区结构的稳定。这一技术在实际应用中具有 较强的填充加固效果。（3）胶结填充技术。这一技术 就是通过水泥、砂石等材料的混合与输送来对采空区进 行填充，而后使这些胶黏物填充黏结到采空区域，保证 矿山开采工作的安全性。 2.2 空场采矿技术 空场采矿方式即利用采矿回采时，将矿场分为两个 部分先后开采。先开采的部分为矿房，另一部分为矿柱。 这种采矿方式根据矿块、矿壁的结构差异以及回采作业 的特点，可以分为房柱采矿、阶段性采矿、全面采矿。 最大的特点便是回采矿房所留下的空场并不及时处理， 而是利用这一空场进行出矿、回采作业。在结束矿房开 采后，根据矿房的开采顺序，在空场进行矿柱的回采作 业。空场的矿柱形式以及是否留下矿柱要根据矿岩特性 以及采矿方式决定。一般来说，这种采矿方案仅能够作 用于围岩以及矿石相对稳定的条件，允许采矿区于特定 时间内大范围暴露。需注意的是，因为这种采矿方式有一 定危险性，因此需要高度注意安全处理措施。（1）做好 顶板管理工作。测定与观察采矿中形成的顶板、围岩、 空间，了解上述内容的位移、变形的规律以及变化情况， 以便在出现冒落前就制定出有效的应对防范方法，保障 作业人员与作业设备安全。（2）根据监测数据、岩石 力学、矿山地质决定爆破方式、回采顺序降低冒落危害。 此外，还要根据矿石品位高低、破碎带位置、地质构造、 采场面积与结构选择合理相撞的岩柱与矿柱控制地压和 保护顶板。（3）回采矿房时，绝对不能够破坏顶板。 在使用深孔爆破时必须做好炮孔深度、方位的有效控制， 决不允许穿透暂不回采的矿柱。事实上，我国在多年的 发展中早已能够熟练运用这种技术，该技术在我国有着 较为广泛的应用范围。 2.3 崩落采矿技术 采矿生产中为了有力控制地压通常会采取崩落采矿 技术。该技术就是通过各种技术方式采用围岩崩落的方 式对采空区进行填充，这是一种较适用于围岩体结构不 稳定，并且地表状态复杂环境的采矿技术形式。崩落采 矿技术在运用前要做好科学勘查及崩落施工计划，必须 保证崩落技术操作完全依照设计规划推进，否则很容易 发生安全事故，崩落操作后要对矿石进行及时处理、送 走，而后采用废石进行采矿区的固化填充，围岩支护过 程中必须做好全面的勘察及计划，以保证支撑作业的具 体效果，这样才能够为金属矿山采矿技术推进提供全面 保障。 2.4 其他 除了上述金属矿山常用的采矿方法，还有留矿采矿 技术等方法也较为常用。这类技术采矿效果显著，并且 | 工程管理 | Engineering Management 139 2020 年第 7 期 总体收益较高。总的来说，在进行采矿生产前要对矿区 的情况进行全面勘察，并结合当前的技术与保障情况进 行采矿技术的科学选择及优化控制，并要做好采矿技术 措施的控制，以便优化金属矿山开采工作的效率，为企 业赢得更大的经济收益。 3 金属矿山采矿技术操作中的安全管控措施 由于矿山生产的开采工作受到多方面安全影响因素 的影响，尤其是矿区应力集中问题，特别容易造成矿山 采矿安全事故，因此强化矿山采矿安全管控效力是非常 重要的。当前虽然井下采矿的自动化程度较高，但是在 部分区域还是需要人工操作，在采矿生产中强化安全管 控效果应从多角度出发。 3.1 选择符合矿山生产需要的采矿方法 在金属矿山采矿生产中最大的安全隐患来自采空 区，由于采矿生产需要将矿块开采出来，之后就会由于 开采活动在矿区形成地面以下的空洞，这些空洞本身结 构就受到了破坏，又因为采矿操作不断推进，采矿区域 的结构稳定性也在不断变化，就会导致采空区的应力结 构越来越不稳定。矿山地下工作人员因此就会遭受一定 的安全隐患威胁，尤其是采空区因为支撑力薄弱可能会 发生坍塌或者结构断裂的情况，因此必须做好相应的安 全防护措施，而安全防护技术措施的选择则要依照矿区 及采空的具体情况而定。矿山开采生产工作中要做好全 方位的安全管理部署工作，并要根据金属矿山生产的经 济与社会效益要求进行安全生产风险预估，进而做好相 应的安全管控细节设置，落实各层级安全管控责任，保 证金属矿山地下开采各区域的安全监控部署科学、有效， 同时为了充分利用资源、优化采空区安全管控效果，要 充分利用废石，对采空区进行填充加固，保证井下采矿 围岩结构的稳定。 3.2 强化地下采矿安全评价工作的效力 在采矿生产前要对开采区域进行应力分析，同时结 合所采用的开采技术方法、开采队伍的技术情况进行安 全评价及风险预估，为井下采矿施工作业设置科学的安 全方案，保证金属矿山井下开采作业中发生的安全问题 都能够得到妥善解决。另外，还要对金属矿山生产技术 人员进行全面的安全生产培训，提升这些技术人员的安 全技术措施操作能力，同时优化金属矿山生产团队的安 全意识，针对一线采矿技术人员要进行井下安全技能的 强化培训工作，保证其在开展采矿技术作业的同时能够 提高警惕，对井下不安全因素进行仔细观察，并能够及 时采取安全技术措施，保证其人身安全。针对矿山管理 层，则需要强化安全意识，提升井下作业的自动化控制 效果，提升金属矿山生产与管理人员的整体安全生产意 识，以保障矿山能够安全稳定地进行采矿生产。 3.3 保障矿山运行设备的正常运行及技术更新 在金属矿山生产中，设备是非常重要的组成部分， 矿山开采工作中采用科学的设备是保障井下生产安全的 重要措施。这就要求技术人员在下井前对开采设备进行 全面的安全评估，防止井下采矿设备存在技术问题或者 出现故障而影响其在井下采矿工作中的表现。在当前的 技术环境下积极做好采矿设备的更新以及自动化系统布 置，能够有效提升井下生产工作的机械化程度，降低人 员操作的危险性，同时由于机械操作相较于人员开采操 作更加精准，也能够更好地控制井下生产的危险因素， 提升金属矿山生产的安全性。 3.4 根据井下生产方案情况进行安全管理机制的构建 由于当前我国金属矿山生产中采矿技术水平在不断 发展，技术操作的机械化程度在不断加深，而井下采矿 生产所需的操作技能也在不断提高，因此在金属矿山采 矿生产中要做好安全管控机制的整体化构建，保证金属 矿山能够在全面的安全管理制度体系的约束下开展开采 生产作业工作，积极落实安全管理责任。同时，还要积 极构建符合金属矿山生产的信息平台，为矿山勘察、采 矿生产、后期保障等多项工作的信息汇总及分析工作提 供统一平台，尤其是对于矿山采矿井下作业情况的监测 信息，应积极做好统一管控，为井下操作安全保障技术 措施的实时优化调整提供信息依据与保证。 4 结束语 总之，在我国金属矿山生产中开展严格高效的安全 管控，首先应强化井下采矿操作的安全管控效力。在 我国矿山生产中有诸多金属矿山开采方法及模式可以选 择，矿山生产设计及管理人员要根据矿山具体情况进行 开采方法的选择与优化，同时做好矿山生产安全风险的 前期预估及应急制度体系的构建工作，保证矿山井下开 采生产技术操作的安全性，为金属采矿事业发展提供更 加牢固的安全基础。 参考文献 [1] 邓卫新.矿山井下开采采矿方法分析[J].数码世界,20192 160. [2] 李建国. 金属矿山井下开采采矿技术[J]. 世界有色金属, 2018581-82. [3]宋金国.金属矿山井下开采采矿方法分析[J].中国金属通报, 20184207210. [4] 王洪喜. 金属矿山井下开采采矿方法分析[J]. 世界有色金 属,20172143-144. [5] 程永伟, 菅从光, 王敏. 金属矿山深部开采热害分析[J]. 矿山 机械,2009,37329-32. [6] 袁昌明. 金属矿山井下开采安全评价的研究[J]. 工业安全 与防尘,1993837-392.