采礦工程中的采礦技術與施工安全管理研究

許前進

(中國建筑材料工業地質勘查中心四川總隊，四川 成都 610000)

0 引 言

采礦工程中，為提高開采作業效率和礦產資源的開采量，要結合工程特點，采取適宜的采礦技術。同時，還要加強采礦現場施工安全管理工作，避免安全事故的發生，為采礦工程的順利進行提供條件。借此，就采礦工程中的采礦技術與施工安全管理展開分析探討。

1 項目概況

某礦區所在之處屬于侵蝕山地地形，起伏相對較大，礦區的標高為600～1 850m。礦區內地層全風化帶的深度并不是很大，風化裂隙規模小，礦體頂板和底板圍巖的穩固性較差。采礦工程的主要工作內容有中深孔鑿巖爆破、二次爆破等。下面重點對該礦區開采作業中的關鍵采礦技術與施工安全管理展開研究。

2 采礦工程中的關鍵采礦技術研究

2.1 中深孔鑿巖

本工程選用的是中深孔鑿巖設備，孔徑為102 mm，炮孔的排間距為2.2～2.6 m，孔底間距為3.2～3.4 m，炮孔深度在45 m以內[1]。

(1) 在作業點接入水電，并對現場內的雜物全面清理，檢查并處理巷道幫壁及頂板浮石，按巷道內標注好的炮孔排面將臺車停好，隨后依據設計的炮孔位置、角度及深度開展鑿巖施工。

(2) 按現行技術規程的規定要求，開展鑿孔作業，在鑿孔的過程中，操作者不可以擅自離開操作臺，要對釬桿的推進速度、沖洗水返回的顏色以及水流大小仔細觀察，發現異常要及時停機，查明原因解決處理后方可恢復作業，若是問題比較嚴重，則應對相關的參數優化調整。

(3) 鑿巖炮孔的布設精度應當滿足如下要求：同一排炮孔的傾角誤差為±2°，深度誤差為±5°，排距誤差為±0.1 m[2]。當炮孔鑿好后，要進行質檢驗收，看是否達到規范規定和設計要求，對于不達標的炮孔應重新布孔鑿眼。

2.2 中深孔爆破

根據中深孔鑿巖設備的實際情況，結合鑿巖參數，合理確定爆破參數，具體如下：

(1) 底盤最小抵抗線為2.2 m，孔底距為3.4 m，單次爆破2排，巖石硬度為6.0～8.0，機械裝藥密度為0.9 g/cm3，裝藥時的炸藥損失率取值為7.5%。

(2) 經過計算后得出如下爆破參數：炮孔單位長度的裝藥量為7.78 kg/m；炮孔總長度為521.8 m，裝藥長度為447.8 m，裝藥系數取0.86，總裝藥量為3 753.10 kg，沖擊波的安全距離為308.36 m，地震波的安全距離為44.4 m[3]。

(3) 落頂設備與鑿巖設備相同，利用裝藥臺車向炮孔內裝入粒狀硝銨炸藥，起爆方式為導爆索加非電毫秒管復式起爆。在對廢石覆蓋層部位爆破時，可對爆破參數進行適當調整，以此來達到預期中的爆破效果。在充分考慮鑿巖設備工作能力的基礎上，將落頂向上崩落的范圍設定為30 m[4]。

2.3 回采爆破

本工程中，主采區各個分段的切割平巷全部是沿著南北向設置在礦體中部，使礦體被分為東西兩個采區，基于這一前提，各個分段只需要做一次切割，便可完成分段開采。

(1) 拉槽前，先在切割平巷內開掘切割天井，可以按照40 m的間距布設，局部可以結合實際情況適當調整。在切割平巷內，鉆鑿上向平行炮孔，待完成后，以切割天井作為自由面，在兩側20 m左右的范圍內，開展爆破。

(2) 在正式裝藥前，要對巷道幫壁的浮石全面檢查和清除，采用全液壓裝藥臺車向炮孔內裝藥，裝藥臺車的作業能力為1 000 kg/h。對于部分孔深較小的炮孔，可以通過風動裝藥器裝藥，密度控制在0.9，采用的炸藥類型為粒狀的硝銨炸藥。

(3) 為達到預期中的爆破效果，選用非電導爆雷管分段起爆的爆破方式，分別在每個起爆藥包中放入非電雷管2枚，利用微差和導爆索復式網絡起爆，每排炮孔的隔斷位，采用微差起爆的方法，以磁電雷管將非電雷管引爆，通過爆破形成微差擠壓，降低礦石的塊度，由此能夠大幅度提升爆破效率。

(4) 切割槽與中深孔起爆方式基本相同，將起爆藥包置于孔底炸藥末端朝向孔口，為減少二次破碎量，在中深孔起爆時，上分段應當超前下分段2～3步距爆破；用炮泥堵塞孔口，長度控制在2.0～8.0 m，對炮孔內的裝藥密度嚴格控制，若是密度不達標，則會導致大塊率增加，還有可能引起懸頂事故[5]。

2.4 回采出礦

(1) 當礦區正式投產后，主采區生產持續分段可采用如下方式：兩個分段同時出礦，每次的爆破步距控制為2個，單臺6 m3的鏟能夠同時完成2～3條進路出礦。要遵守放礦管理制度，制定合理可行的出礦計劃，審批合格后，按計劃實施，同一塊礦的進路要均勻出礦，保證各路穩步推進，使覆蓋層能夠整體平穩下降。采取截至品位出礦的方法，以此來出礦量、出礦品位以及覆蓋層的厚度。

(2) 二次爆破回采時產生的超過0.85 m的大塊礦石應集中堆放，用鑿巖機鑿出超過大塊厚度1/2的孔眼，向孔內裝入數量的炸藥后用炮泥填塞，以集中的方式起爆。出礦前，要接入照明系統，對巷道內的浮石進行清理，確保斷面均勻出礦。

3 采礦施工安全管理研究

3.1 安全管理制度

3.1.1 完善制度

采礦工程施工要建立健全安全管理規章制度，嚴格落實安全生產責任，明確各級各類人員在安全管理中的具體職責，形成層層負責的安全管理組織體系。安全管理制度主要包括安全生產目標管理制度、安全交底制度、安全教育制度、安全檢查制度、安全驗收制度、安全事故報告制度、特種作業人員安全管理制度以及安全責任考核制度等。

3.1.2 安全教育

采礦工程施工要落實安全技術交底，對進入施工現場的人員開展安全教育，引導施工人員樹立安全第一的思想意識，具備一定的安全防護操作技能，不允許未經過安全教育的人員上崗作業。尤其對于特殊作業人員，如電焊工、爆破工、機動車司機等，要求特殊作業人員必須持證上崗。

3.1.3 監督檢查

在工程施工過程中，采用定期檢查與不定期抽查的方式，確保監督檢查落到各個施工階段。在定期檢查中，按月、按季實施大范圍安全檢查。在不定期抽查中，由項目經理和安全員任意選擇時間節點進行安全抽檢，針對發現的問題責令相關班組整改，不允許留下事故隱患。

3.1.4 安全技術管理

項目部編制安全技術措施，要求施工現場用電嚴格執行安全用電規范；機械設備使用前進行安全檢查和日常養護；鉆孔施工、爆破出礦、礦井掘進等作業按照設計要求和規范標準實施。

3.1.5 人員安全管理

施工現場操作人員要熟悉安全技術規程、安全操作規程、安全紀律制度等，提高自身安全防范意識；在進入施工現場前，必須穿戴齊全勞動保護用品，包括防塵口罩、安全靴、安全帽、照明工具等，嚴禁酗酒、生病、精神狀況萎靡不振的人員下井作業；在施工作業過程中，不允許出現“三違”現象發生；加強對特殊作業人員的安全管理，監督特種作業的實施過程，杜絕特殊作業人員出現違規操作[6]。

3.2 安全管理措施

3.2.1 爆破安全

在開展大爆破施工前，要先審批，通過后，嚴格按照規定的時間進行爆破作業。爆破過程中，應嚴格按照爆破設計實施，并執行《爆破作業安全規程》的規定要求；壓氣裝藥時，要對氣體壓力加以控制，必須在集中裝藥的場所設置獨立的通風系統，避免火藥顆粒飄散到空氣中聚積遇明火發生爆炸的情況發生；用預先準備好的炮泥將炮眼封堵好，放炮前要全面檢查，發現未堵炮泥的炮眼不得放炮，保證炮泥的長度與現行規范標準的規定要求相符，依據爆破圖表的要求，確定裝藥量；爆破作業開始前，所有人員均應撤至安全地點，安排專人看管通往放炮地點的通道，任何人員不得隨意進入，發出爆破信號，一次性起爆；當爆破完畢后，通風達到15 min，方可進入現場對頂板圍巖及現場爆破情況全面檢查，確認正常后，其他人員方可進入[7]；爆破作業完成后，要對現場剩余的爆破器材及時清理，由專人負責退回庫房，避免雷管、炸藥丟失；做好采空區的監管，觀察采空區的圍巖變化情況和環境溫度，發現異常情況，要立即向相關負責人匯報，以便提前采取安全防范措施，降低安全事故的發生概率。

3.2.2 頂幫安全

頂幫施工中，執行敲幫問頂制度，爆破后，檢查并處理浮石，正式作業前，要先對作業點四周進行安全檢查，確認無隱患問題后，方可開始作業，如果發現浮石，或是噴射的混凝土出現開裂、脫落的情況時，要立即采取有效的措施加以處理，避免誘發安全事故。處理浮石的過程中，應遵循從上向下、從外向內的原則，不得違章操作，現場要有充足的照明燈具，并且還要有人互相監督，不得單人獨自處理浮石。

3.2.3 用電安全

采礦現場施工用電采用三級配電系統，配備二級漏電保護，為確保用電安全，保護零線要做重復接地，且接地電阻不超過10 Ω，不得將低壓供電系統的中心點接地，或是接在設備的金屬外殼上；現場的機械設備除保護接零外，還應在負荷首端設置漏電保護器，所有電氣接頭均應當絕緣密封，并對電纜做好保護，若是損傷，則應立即處理，不得拖延，以免誘發觸電事故；要及時對配電箱內破損的電氣設備進行更換，無法搭設接線或是采用線頭直插時，不得將出現直接接在漏電保護器上；用絕緣膠布將電源接頭包扎好，接頭不可以放在潮濕的地面或是積水中；從事電氣作業的人員必須持證上崗，非專職人員不得隨意操作電氣設備，以免誘發安全事故。

3.2.4 機械安全

所有固定設備的電源線均應加裝護套，避免擠壓損傷引起觸電事故；機械設備的傳動部分要配備防護罩或防護套，不得裸露在外；運轉中的機械設備不可以保養維修；對機械設備操作前，要先檢查儀表等部件，確認正常后，方可操作，發現問題要及時處理，不得帶病作業，更不可以超負荷作業；機械設備操作者不得擅自離崗或找人替代，無關人員不得進入作業區，酒后嚴禁操作機械設備，所有機械設備均應掛牌操作，并嚴格執行安全操作規程[8]。

3.2.5 井下無軌與運輸安全

出入井口時，要遵循行車不行人、行人不行車的安全規定，并在出入井口的過程中鳴笛示警；當車輛行駛至大巷拐彎或是交叉口時，要鳴笛減速緩慢通過；入井前，要對車輛設備的制動系統全面檢查，看是否完好，靈敏度是否合格，車燈、喇叭能否正常工作，檢查燃油、潤滑油、水箱，看液位是否均在最低液位以上，發現缺失及時補加；人員不得乘坐運送物料的車輛上下井，嚴格按載重量運送貨物，不得超載；操作無軌設備在下坡路段行駛時，或是接近岔口時，要提前鳴笛減速慢行；車輛在井下的行駛速度控制在20 km/h內，井下使用的車輛要做好日常保養和維護，定期檢修，消除故障隱患，降低安全事故的發生概率[9]；每天對運礦設備的連接、剎車裝置及信號系統進行安全檢查，發現問題及時處理；對無軌設備的安全保護裝置定期檢查和維護，保證性能完好、安全可靠。

3.2.6 安全應急預案

當發生片幫冒頂事故時，可以采用呼喊、敲打或是通過地音探聽器等設備，與被困人員聯絡，借此來確定他們的位置，為救援提供依據。當遇險的人員所處位置通風條件不佳時，要加強通風，因冒頂導致作業人員被困時，可以利用巷道掘進等方法，向遇險人員輸送新鮮空氣和食物。頂板冒落的范圍較小時，遇險人員若是被體積較大的石塊壓住，可借助千斤頂或是其他機械設備將石塊頂起，快速救出傷員。頂板冒落范圍較大，將作業人員困住時，可以另行開洞，繞過冒落區，將人救出；當采礦作業現場發生火災時，必須立即組織相關人員撲救，避免火勢擴大，滅火前，要先將蔓延材料切斷，針對不同類型的火災，選取相應的滅火方法，如油料引起的火災可以使用泡沫滅火器或是火勢隔離法撲救，不宜用水。電氣設備起火時，要先將電源切斷，使用二氧化碳滅火器滅火，且不可用水，以免引起觸電、短路等并發性安全事故。當電石庫起火時，切不可用水滅火，這是因為電石遇水后會釋放出氣體，可能會導致火災加劇，要用干粉滅火?；瘜W材料起火時，可以按照起火物的性質選取相應的方法滅火，救火人員要做好防護，避免中毒。滅火后，要保護現場，避免留下暗火，安排專人巡視檢查，防止出現復燃的情況。

4 結 論

綜上所述，采礦是一項較為復雜且系統的工作，為使此項工作能夠安全、高效開展，除了要掌握相關的采礦技術并合理應用外，還應加大采礦施工安全管理力度，優化管理制度，采取有效的管理措施，以便在保證開采作業順利進行的基礎上，杜絕安全事故的發生。