哈图金矿采矿方法评价分析.pdf

2 0 0 7年 新疆有色金属 6 7 哈图金矿采矿方法评价分析 马 洪江 新疆有色集团金铬公 司 克拉玛依 8 3 4 0 2 5 摘 要 金属和非金属矿床的赋存条件千变万化， 矿石和围岩的物理力学性质各种各样， 因此所用的方法也是多种多样。确定采矿方 法后， 在具体的采矿过程中， 由于各种技术和操作的原因， 会带来各种安全隐患， 危及作业人员的生命安全和矿山的正常生产。分析采矿方法 和作业过程的危险因素， 对事故预防和安全生产有重要意义。本 针对某矿采矿方法存在的安全隐患， 结合现状进行分析研究 ， 探索事故预防 对策措施 。 关键词 采矿方法安全检查表安全隐患对策措施 1 矿山地质概况 矿区位于西南准葛尔优地槽褶皱带， 玛依勒 一 扎 伊尔山复向斜北西翼。扎伊尔 一 达拉布特向斜北翼。 出露地层 中 一上石炭统 ， 包古图组 C 一 b 、 太勒 古拉组 C 2 3 t 。 构造 矿区位于向南东倾斜的单斜构造内， 安齐 断裂位于矿区东南部， 是该矿的主要控矿构造， 以次 级断裂与金矿化关系密切。 岩浆岩 以浅沉 一喷发 的基 性玄武岩、 辉绿岩为 主， 二者呈相变关系。 围岩蚀变 毒砂化、 黄铁矿化、 碳酸盐化、 硅化、 绢 云母化、 绿泥石化。其中金矿化、 黄铁矿化、 毒砂化与 金矿关系密切 。 2 矿体地质特征 L 。 。 号脉区含金矿脉有 、 L 。 。 、 L 。 ． 、 L 。 、 L 。 3 、 等 七条 ， 纳入设计的 L 。。 、 I J 2 ， 、 L 。， 号矿脉， 其它矿脉工作 程度低 。 L 。。 号脉群 走向 1 2 5 。 、 倾向南西， 倾角 5 5 。 一 8 2 。 。 一 般为7 O 。 。倾角东陡西缓。西部多分又。主矿体深 部西 l 4线以西 ， 与东部可能不连续。矿脉断续长 3 5 2 m， 连续长 3 2 2 m， 矿脉水平厚度 0 ． 9 6 一l 2 ． 3 6 n l ， 平均 厚度 3 ． 2 7 m。厚度变化系数8 7 ％。矿体赋存标高 地 表 1 3 4 3 n l ， 最低 1 0 5 2 m， 最大重垂深2 9 1 m。矿石品 位单个样品最高3 1 0 ． 7 0 g ／ t ， 表内单工程平均品位最高 1 8 ． 9 3 g ／ t ， 最低3 ． 0 2 g ／ t 。表内矿块品位最高9 ． 0 6 g ／ t ， 最低4 ． 3 0 g ／ t 。各中段品位分布除 1 2 9 4 m较贫， 为 4 ． 5 1 g ／ t ， 其它较均匀， 为5 ． 6 4 6 ． 8 7 g ／ t ， 主脉平均品 位5 ． 9 6 g ／ t ， 品位变化系数7 5 ％。 L 。。 号付脉一般赋存与主脉上下盘， 品位大于 3 g ／ t 的有2 O 条 ， 表内有 l 5 条， 赋存标高 1 3 4 3 地表 一 1 0 3 3 m， 规模较小； 最大连续长 8 0 m， 最小 2 0 m， 一 般 2 O 一 3 0 m； 矿体水平厚度最小 0 ． 5 5 m， 最大 5 m， 平均为2 ． 5 7 m 。付脉产状与主脉基本一致， 付脉 品位较主脉高， 品位呈现浅部 1 2 9 4 m， 1 1 7 4 m中 段 与深部 1 1 3 4 m， 1 0 9 4 m， 1 0 5 4 m中段 较高 ， 中 间部位 1 2 1 4 m， 1 1 7 4 m中段 较低的趋势。 3 工程地质条件 矿体由石英脉及少量蚀变凝灰岩组成， 一般呈致 密块状， 比较坚硬。但局部受后期构造影响， 矿体有 些破碎。硬度系数 f l 2 一 l 3 。围岩主要为玄武岩， 少 数为凝灰岩， 为致密块状， 节理不发育。其围岩硬度 系数 f 顶板为6 1 4 ； 底板 1 0 1 1 。一般情况下矿体 与顶、 底板围岩均较稳固， 不需支护， 但遇断层或两个 构造交汇处的破碎带， 岩石不稳固， 需进行支护。 4 水文地质条件 矿区内无地表水系， 地下水为基岩裂隙水 潜 水、 脉状水 ， 接受区域性裂隙潜水运流和大气降水 的渗透补给。基岩含水微弱， 属含水量极微弱的岩 体。矿区水文地质条件简单。据矿区 1 2 5 4 m平巷 水量统计， 开采实际涌水量丰水期在 3 0 0 m ／ d 左右。 据此估算， 该矿区深至 9 3 4 m标高， 最大涌水量为 4 3 0 m ／ d ， 一般涌水量为3 3 0 m ／ d 。因此， 在开采中 应做好蓄水、 排水工作， 配备足够的排水设备， 地下水 不会带来大的危害。 5 矿山开采现状 5 ． 1 矿山开拓系统 1 9 8 8 年 6月， 乌鲁木齐有色冶金设计研究院受 维普资讯 6 8 马洪江 哈图金矿采矿方法评价分析 增刊 托编制了 哈图金矿二期扩建工程初步设计， 矿 山 1 矿体勘探程度低 ， 其埋藏情况、 规模不清 ， 采 开拓方案采用 了 设计 的西部竖井与东部风井开拓场采准工程布置错误 ， 采准工程欠 缺或滞后等原 因． 方案， 只是有局部改动。矿山实际使用方案是 给矿体开采带来了不便与困难， 增加了开采作业的危 1 西部竖井位置、 形状、 断面 q 4 ． 0 m 、 支护方险性。 式均与 设计 相 同， 井 深 4 4 4 m， 未开掘 1 2 1 4 m 中 2 采矿方法选择错误或 不当， 可能带来开采作 段 ， 未与 1 0 9 4 m 中段贯通。从 1 1 7 4 m 中段至 9 3 4 业出现冒顶、 片帮、 地压增大 的隐患与危 险。由此可 m中段计 7个 中段 段高均为 4 0 m 均与 号脉开使开采工艺不合适 ， 安全生产条件更为复 杂， 不便于 拓的竖井或盲竖井已连通 ， 且贯通的平巷与部分人行顶板管理， 可直接导致各种事故发生 。 通风天井都保留完整， 但天井人行梯子与井巷照明设 3 采场结构参数 采场、 矿柱尺寸等 和回采顺 施不全。L 。 号脉竖井用作提升矿石 、 废石、 材料、 人序设计不合理 ， 导致开采时地压增大 、 采场顶板 冒落 、 员 ， 人行梯子问设施齐全 ； I 1号脉竖井与盲竖井尚在片帮 、 回采巷道变形破坏。 使用 ， 仍在回收 I 1号与 L 8 号脉的残 留矿石 残矿与 4 进人采场的人行联络道问距过大 ， 使人员通 矿柱 ， 其竖井支护 、 梯子问基本完整。 行 困难 。 2 设计的风井未按 设计 开掘， 而是利用 W 。 5 达到一定规模的采场， 不布置双侧人行天井 线的措施井作通风井 ， 该井深 1 3 0 m， 断面为 2 ． 5 m 出口， 增加人员通行危险。 2 ． 5 m， 与矿区东西两侧的 1 2 5 4 m与 1 2 1 4 m两个中 6 天井与上部 中段平巷不贯通 ， 通风不畅 ， 采场 段连通。矿山用其作为二期建设的措施井， 安装罐笼无新鲜风流易引发人员炮烟中毒事故。 提升矿石与废石 ， 未设人行梯子问， 后停止提升， 改为 7 出矿口出矿或出矿中出现矿石悬空后进人采 通风井使用 。 场作业 ， 人员可能陷人矿石流中而导致伤亡事故。 3 各中段沿脉运输平巷净断面达 2 ． 5 m 2 ． 2 8 回采顺序不当或采用前进式回采方式， 中段 m， 局部不稳处用喷锚支护， 断层处用原木支护， 中段运输平巷顶板稳固性受影响， 空区塌落时有可能堵塞 调车场断面3 ． 0 m 2 ． 2 m， 人行通风天井断面为 1 ． 6 运输平巷， 伤害平巷中行走的人员， 也不便进行通风 m1 ． 8 m。 管理。 5 ． 2 采矿方法 9 采场作业安全管理不当， 可导致包括炮烟中 设计 根据矿体大小及开采技术条件， 为本矿毒、 爆破飞石冲击波伤人、 误人溜井、 开采设备伤人等 选定采矿方法为留底柱普通浅孑 L 留矿法与分段空场各种事故的发生。 法及水平分层充填法 ， 但矿山实际使用 的均为留底柱 该矿采用的采矿方法 浅孑 L 留矿法 正确 ， 采场 普通浅孔留矿采矿法 ， 采场沿走 向布置， 采场长 4 0 m结构参数选择基本合理。但矿山尚存在第 6 、 7 、 8 、 9 高 4 0 m 矿 体厚 2～ 6 m ， 间柱 6 7 m， 底柱 6 项等危险与危害 ， 应引起注意。 m， 顶柱 3 m。 6 ． 2 凿岩爆破 现 L m 号脉矿 区主要开采 1 0 5 4 m， 1 0 1 4 m， 9 7 4 矿山采用浅孔留矿法进行 回采 ， 所用的采矿方法 m， 9 3 4 m四个中段的东部零星矿脉 ， 并进一步做地质适合于该矿区矿体回采 ， 采场结构参数选择合理。采 探矿工作， 勘探边部与深部矿体。 号脉矿区仍在准切割工作完成后， 即可以从采场底部切割层向上进 利用竖井与盲竖井 回收 I 1号与 号脉的残 留矿石行回采作业 ， 采用 7 6 5 5 、 Y T一 2 8型凿岩机 打上向斜 残矿与矿柱 。开采采用 7 6 5 5 凿岩机浅孔凿岩， 由孔， 孔深 1 ． 5 2 ． 5 m， 分层高2～ 2 ． 5 m。根据以上回 火雷管引爆导爆管 雷管与 2 岩石铵梯 炸药进行爆采工艺规 范操作 时， 生产是安 全的。但 如作业 中操 破 ， 崩下矿石由木漏斗放 出， 再 由架线式 电机车牵引作 、 管理不当， 则将出现以下危险危害 矿车或人工推车运矿， 矿石由竖井罐笼提升外运。现 1 凿岩作业中可能会出现 凿岩机砸、 夹、 挤伤 年开采生产能力在6～ 6 ． 5万 t．／ a 。 人； 断钎伤人； 风管断脱甩动伤人； 打干H 艮 、 残眼、 吹洗 6 分析开采作业中危险因素 炮 孔 进行撬帮问顶等安全 6 ． 1 采矿方法 检查或检查不周而或操作方法不当， 导致的浮石掉落 采矿方法运用不当将导致 以下危险与危害 伤人、 跌倒伤害或设备损毁。 维普资讯 2 0 0 7正 新疆有色金属 6 9 3 放矿与凿岩爆破作业管理协调不当， 出现过 量放矿而致不能撬帮问顶浮石伤人或在凿 岩地段放 矿矿石滑动跌伤及掩埋等伤亡事故 。 4 爆破事故危害 即拒爆、 早爆 、 迟爆、 自爆 、 爆破 震动、 冲击波、 飞石等危害 ， 能直接造成人体的伤害和 财物的破坏。 可由下列主要原因引起爆破事故 ① 非爆破专 业人员作业， 爆破作业人员违章； ② 放炮后过早进人 工作面； ③ 盲炮处理不当或打残眼； ④ 炸药雷管运 输过程中强烈振动或摩擦 ； ⑤ 装药工艺不合理或违 章作业； ⑥ 起爆工艺不合理或违章作业； ⑦ 警戒不 到位， 信号不完善， 安全距离不够； ⑧ 爆破组织不好； ⑨ 爆破器材质量不好 ； ⑩ 炸药雷管储藏、 加工不当 等。 5 爆破后通风不好或通风时间不够， 人员过早 进人作业面而致炮烟 中毒 。 本矿采用 7 6 5 5与 Y T一 2 8型气腿凿岩机进行湿 式浅孑 L 凿岩， 设备选择合适、 钻工技术水平较好 ， 作业 中撬帮问顶与顶板安全管理抓得较好 ， 开采作业基本 正常。矿山现采用 2 岩石铵梯炸药与毫秒微差导爆 管雷管 、 火雷管进行爆 破 ， 在正常情况下它也是稳定 的 ， 是较为安全的。爆破人员均是经培训与考核后持 证上岗的爆破工 ， 爆破材料的储存 、 运输、 加工、 使用、 清退等环节监督管理严格。井下爆破作业由保卫部 门的监管人员全过程跟班督查， 未用完的爆炸物品由 监管人员收回保管 ， 绝不允许流失或藏匿。凿岩全为 湿式作业， 井下有水较为潮湿其粉尘不大 未测试 ， 但通风不 良粉尘不易外排 ， 存在粉尘危害。凿岩与爆 破， 不可避免地存在着以上所分析到的主要危险、 有 害因素 ， 应引起该矿重视 ， 爆破 事故是该矿山的重大 事故危害之一 。因在爆破材料的储存、 运输 、 装填 、 起 爆或处理爆破故障、 销毁变质爆破材料 中稍有失误或 操作不当， 就可能引起爆 炸事故 ， 造成人员伤亡 和设 备损坏， 故必须采取强有力措施进行防范。 6 ． 3 顶板管理 回采矿房 时顶板管理不当可能出现下列危害 1 放矿过量 ， 控顶距离过大， 人员无法检查、 处 理浮石， 造成浮石掉落伤人。 2 顶板形状成为倒拱形或锅底形 ， 不利于分散 顶板压力 ， 极易造成 冒顶伤人事故 。 3 单纯追求凿岩爆破效率， 凿岩、 爆破中采用大 孑 L 距、 深眼、 大药量的错误做法 ， 既造成大块多不易放 矿 ， 又破坏顶板的稳定性而引起伤亡事故。 本矿使用浅孑 L 留矿采矿法进行开采， 人员站立在 所暨崩落矿石堆上作业 ， 顶部即为已回采完的顶板围 岩及爆破震裂松动的矿石 ， 撬毛作业不力或其他原因 都有可能导致冒顶、 片帮事故。尤其当开采中出矿管 理不善导致回采空间高度超过4 m时 ， 给观察顶板矿 岩稳定情况及处理松动矿岩 撬 毛 的工作增加 了困 难 ， 更加大了发生冒顶事故的可能性和事故 的危害程 度 。矿山在采场地压与顶板安全监管工作上 已引起 重视 ， 但要补充完善地压监测、 安全保 障措施。 C ． 4矿柱回采、 采空区处理 该矿山开采选用空场法中的留矿法 ， 矿房 回采结 束后会留下矿柱 底柱、 间柱、 顶柱及房间点柱 并形成 较大的空场。矿柱回采工作量大并且比较危险。矿山 与L 8 脉采区经过2 o 多年的开采与矿柱回采， 矿柱、 残矿已接近回采完毕， 空区已相互连通并出现垮塌， 早 已停止开采。但因为其矿石 品位很高 ， 如果不封闭此 空区， 仍会有人在其内偷采矿石， 其危害结果即造成偷 采人员伤亡。L 】。 脉 脉 采区的矿柱因矿石品位低， 回采矿柱效益不佳， 至今大部分矿柱尚未回采。矿山 如果对已回采的中段及放空的采场在进行矿柱 回采 时， 应视采后空区的分布、 地压活动情况， 合理安排回 收的矿柱、 制定矿柱 回收与采空区处理方案措施 ， 确保 开采安全。否则 ， 回采 中回采方法、 方式、 顺序不 当或 回采中不注意采空区、 地压与顶板观测、 管理 ， 不加强 检查与撬毛工作， 不采取相应的技术防范措施， 在回采 过程中有可能出现片帮、 冒顶 、 塌方危险与危害 ， 而导 致人员伤亡与设备设施的毁坏。 矿体被开采后形成的采空区如不进行回填、 崩落 处理或及时封闭， 随时间的推移与空区面积的增大， 可导致采空区塌陷。塌陷所形成的空气冲击波就会 造成井下作业人员伤亡与设备设施的毁坏， 还会引起 地表 陷落、 相邻矿山工程的片帮冒顶 ， 从而危及人员 、 设施安全。采空区的塌落为一种很大的潜在危险， 有 时会造成矿山灾难性的后果 。 现 L 。 脉采区采后矿柱大部分未回采， 采后的空 场尚有矿柱支撑， 目前发生大面积塌陷的可能性小。 但随矿柱回收后支撑的矿柱减少及采空区面积的不 断扩大、 暴露时间的延长、 地压增大， 采空区如不进行 处理 崩落或回填 或及时封闭， 采空区将引发一定 的地压活动， 所翟存矿柱被挤压破坏其支撑作用逐渐 消失 ， 采空区的危险也逐渐增加 ， 采空 区最终将 以部 分 一般是不小的一部分 或全部塌落释放它聚集的 地压能量 ， 求得新的平衡 ， 并影响相毗邻 的采场、 巷道 维普资讯 7 0 马洪江 哈图金矿采矿方法评价分析 增刊 的完好状态。 与 脉采区经过 2 0多年的开采与矿柱回采 ， 现 已形成大片空区， 空区未进行处理 ， 其间矿柱的矿石 因为品位高几乎已被回采完， 只剩极少矿柱与无法回 采的残矿存留其问， 该区已面临空区大面积崩塌的严 重危险与危害。如果不对此采空 区进行有效封闭， 采 空区塌陷可危及进入人员与设备设施 的安全。矿山已 7 ． 1 矿 山开采作业安全检查表 决定停采此采 区的残存矿量 ， 决策是明智 、 正确的， 但 仍需采取坚决有力的防范措 ， 防止意外事故发生。 7 评价方法 根据本矿山评价对象的特点 ， 在本矿山的采矿方 法安全现状 评价中采用安全检查表进行定性定量 的 分析评价 。 维普资讯 2 0 0 7正 新疆有色金属 数 目 4 JD 2 9 5 地压管理工作不 力， 采空 区未处理 ， 也未封闭 说明 1 ． 表中G B 1 6 4 2 4 1 9 9 6为 金属非金属地下矿山安全规程 ； 2 ． 安全检查表评价表中检查结果按 A 、 B 、 c 、 D进行判定。 A 符合； B 基本符合 主要内容7 0 ％以上符合 ； c 部分符合 主要内容5 0 ％以上符合 ； D 不符合。 维普资讯 7 2 马洪江 哈图金矿采矿方法评价分析 增 刊 7 ． 2 采掘作业安全措施与建议 m， 调车场断面 宽 X 高 不小 于 4 ． 0 r n x 2 ． 6 m， 矿山 1 针对 回采矿体 、 地段 的岩石构造发育程度及应按此断面对现有电机车运输巷道进行修整 ， 确保人 其稳定性 ， 来具体确定采场布置方式与结构参数 ； 尽行道有足够的宽度 不小于 0 ． 8 m 和人行、 运输的安 量控制采场采幅不要过长过宽 ； 建议对矿岩稳定性稍全。 差的地段选择静态留矿法或充填法回采。 7 ． 3 地压管理与片帮冒顶事故预防 2 开采中对每个采场均应做到有两个直达上 中 1 在对 脉采区进行封堵隔离后 ， 应加强其下 段的安全出 口。作业前首先进行 敲帮问顶等安全检部中段的坑道观测、 检查与维护 ， 如有变形或破坏情 查 ， 确认安全后方可作业。 况出现， 立即修复或禁止通行 ， 另寻安全通路。 3 回采 中必须认真控制凿岩爆破 ， 禁用深 眼、 大 2 为确保生 活区通往选 厂的公 路安全通行 ， 建 眼距、 大药量的方法放大炮 ， 从而减少大块率与冒顶 议矿山对其下部采空区进行强制放顶处理， 释放其积 片帮危险。采场内大块应用浅眼小药包及时进行二聚的地压 。 次破碎。 3 对现有 L 。 脉 已形成的空区 ， 结合矿柱 尚未 4 加强采场凿岩崩矿 与漏 斗放矿 的协调管理 ， 回收 回采技术措施 ， 来决定采用何种处理办法 ， 在处 放矿中采场出矿 口上方对应位置附近不许进行凿岩理前应先进行封闭并进行相应的观测 ， 以确定其大面 作业 ， 放矿出现悬空 时， 绝对禁止人 员进入 漏斗上方积崩塌的可能性 ， 避免其危害。 或进入出矿 口观察 、 处理 。 4 坚持退采的合理开采顺序 ； 提高 回采强度 ， 避 5 天井 、 溜井等处设 安全标 志、 照明、 护拦和盖免拖延采场回采时间。采掘作业 中做好敲帮 问顶工 板； 及时封闭已回采完不用的采场漏斗 、 天井 与溜井 ， 作 ， 处理干净悬浮石块 ； 建立顶板管理制度 ， 加强顶板 不许人员进入空场出矿或进行其他作业。 管理 ， 对采场地压加强监管 ， 从而确保 回采安全。 6 根据该矿冒顶片帮现象回采中少 而在矿房大 5 崩矿作业 中合理确定凿 岩爆 破参数 ， 尽 量减 放矿 中发生较多的情况 ， 应强化回采进度与集中大放少爆破而引起的冒顶片帮危害。 矿 ， 避免因放矿拖延而造成的冒顶、 片帮危害。 6 对矿山地压活动进行跟踪观测、 监控 ， 结合矿 7 对独头巷道掘进必须及时安装局扇与风筒进柱回采对采后空区采取强制放顶、 封堵或废石回填等 行通 风 ， 并 保 证 风筒 出风 口距 工 作 面 的距 离 符合方法进行及时处理 ， 从而确保开采作业安全性。 G B 1 6 4 2 41 9 9 6中 8 ． 4 ． 2之规定 ； 天井掘进则更应从 7 随开采递进应及 时测绘采矿场现状 图， 以利 严要求 ， 防止炮烟 中毒事故。 于编制采掘计划和指导矿山安全生产。 8 矿山井巷尤 其是掘进 工作 面必须定期 检查 ，0 广 卜 、 发现边帮、 岩层松动或支护变形不稳， 应立即采取应 。 ， H ～ 对措施进行处理 ， 确保巷道行人安全。对通过断层破 利用安全检查表法对矿山采矿方法的 4 O个项 目 碎带的井巷必须进行有效支护 ， 并定期进行检查与维进行检查 ， 完全合格的 A项有 2 9项 ， 基本合格 的 B项 护。 有 5项 ， 部分合格 的 c项有 2项 ， 不合格 D项 有 4 9 矿山现有主要运输 9 7 4 m与 9 3 4 m两 中段 项。通过安全检查表可以看出 矿山所采用的采矿方 巷道断面有些地段宽、 高度不够 ， 致使人行道宽度 不法基本符合矿山的实际情况 ， 能够做到安全生产。 小于 0 ． 8 m 与 电机车架线高度 不小于 2 m 不足 ， 收稿 2 0 0 7一 O 7一 O 1 按要求主运输平巷断面 宽 X高 不小于 2 ． 3 m X 2 ． 5 维普资讯