地下開(kāi)采中的問(wèn)題及策略

張國(guó)新

(內(nèi)蒙古大興安嶺森工礦業(yè)有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古呼倫貝爾 022150)

地下開(kāi)采中的問(wèn)題及策略

張國(guó)新

(內(nèi)蒙古大興安嶺森工礦業(yè)有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古呼倫貝爾 022150)

礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)一直都是一個(gè)重點(diǎn)的研究課題。自建國(guó)以來(lái),國(guó)家對(duì)于礦產(chǎn)資源的勘探開(kāi)發(fā)力度愈來(lái)愈大。但是很多突出的問(wèn)題也隨之而生,礦井事件的頻頻發(fā)生,也要求我們對(duì)地下開(kāi)采的技術(shù)必須進(jìn)行改良和完善,本文主要講了目前地下開(kāi)采中的主要問(wèn)題以及解決的措施。

地下開(kāi)采 問(wèn)題 策略

目前我國(guó)的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)大多數(shù)采用的是露天開(kāi)采的方式,但是隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求,露天開(kāi)采的粗狂方式已經(jīng)越來(lái)越不適合礦山生產(chǎn)要求,更重要的是露天開(kāi)采的生產(chǎn)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的跟不上人們對(duì)礦產(chǎn)資源的需求。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)后,社會(huì)的發(fā)展對(duì)資源需求急劇增加,越來(lái)越多的露天礦山都將面臨著轉(zhuǎn)入地下開(kāi)采的問(wèn)題。

由于露天開(kāi)采在礦山里已經(jīng)建立起較為完善的生活和生產(chǎn)設(shè)施、水電供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、維修廠等工業(yè)場(chǎng)所。所以,當(dāng)?shù)V山在進(jìn)行地下開(kāi)采時(shí),這些基礎(chǔ)設(shè)施就能夠?yàn)榈叵麻_(kāi)采提供一些前期的幫助,只要能夠制定科學(xué)合理的地下開(kāi)發(fā)計(jì)劃,前期的基礎(chǔ)設(shè)施就能夠?yàn)榻酉聛?lái)的生產(chǎn)生活提供便利。此外,進(jìn)行地下開(kāi)采工作,會(huì)不同程度的擾動(dòng)巖層的穩(wěn)固,尤其在邊坡以及頂柱的由于壓力集中,最容易出現(xiàn)坍塌事故。因此,在地下開(kāi)采,先要摸清礦層的分布情況,科學(xué)的考量,科學(xué)地解決地壓和巖體位移的問(wèn)題,與此同時(shí)還要制定出開(kāi)采應(yīng)用技術(shù),施工順序等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的預(yù)備方案。

1 地下開(kāi)采的現(xiàn)有問(wèn)題

(1)地下開(kāi)采的熱高溫問(wèn)題,地下的熱高溫問(wèn)題在礦山的開(kāi)采中一直是一個(gè)關(guān)鍵性的技術(shù)處理工作。地下的熱量主要是來(lái)自空氣流動(dòng)壓縮和巖石壓力的熱量。,在開(kāi)礦的施工階段,很多機(jī)械也都是發(fā)熱源,因此形成了地下高溫的情況。(2)巷道固定不牢。一般地下開(kāi)采用的是無(wú)底柱分段崩落法,這種沒(méi)有砥柱的礦洞,由于巖石條件的復(fù)雜性,容易造成巷道的松動(dòng)。由于無(wú)底柱的巷道內(nèi),采動(dòng)應(yīng)力大小和主應(yīng)力作用方向變化不定,造成不同程度的偏斜,引起載荷性質(zhì)的變化。如壓應(yīng)力變?yōu)榧羟袘?yīng)力或拉應(yīng)力等情況的發(fā)生,都會(huì)造成不同程度的巷道偏斜。最終導(dǎo)致巷道的不穩(wěn)固。(3)通風(fēng)不暢,容易造成呼吸空難。在地下層中有很多的化學(xué)物質(zhì),像二氧化碳、氡的化學(xué)成分。實(shí)踐證明,地下開(kāi)采的礦井中,氡的量將隨著時(shí)間而增加。有風(fēng)的情況下,氡會(huì)隨風(fēng)流動(dòng)。如果通風(fēng)設(shè)備暢通,那么空氣中的氡濃度隨時(shí)間和風(fēng)量增大而迅速下降。但是有很多的小礦山,多半都不注意通風(fēng)的設(shè)備,礦井下的空氣嚴(yán)重污染,化學(xué)成分多而濃。對(duì)工作人員的呼吸造成了不同程度的影響。(4)排水不及時(shí),當(dāng)下也有一些礦山,在地下開(kāi)采的時(shí)候疏于排水,井底下積水很多,科學(xué)顯示,水跟巖石遇會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),常年積水更會(huì)導(dǎo)致地下礦井的不牢固。當(dāng)在地下的巖石上開(kāi)采時(shí),對(duì)巖石造成了壓力,所以巖石內(nèi)部孔隙里的水壓增大,這樣就容易導(dǎo)致巖石的性質(zhì)發(fā)生變化。而且,礦井里的水如果梳理不及時(shí),大量的水集中在礦井里,對(duì)礦井的安全質(zhì)量也是一個(gè)非常嚴(yán)重的威脅。(5)技術(shù)水平落后,人員素質(zhì)差。大型的礦山企業(yè)技術(shù)水平是一流的,但是還有很多的小型企業(yè),技術(shù)落后跟不上時(shí)代的需求,最容易造成礦井坍塌的事故。管理混亂,規(guī)劃也不科學(xué),小型的礦山企業(yè)只注重利益,而輕與人員的安全。采用傳統(tǒng)的粗放的方式進(jìn)行開(kāi)采,必然會(huì)導(dǎo)致礦井事件的發(fā)生。

2 解決策略

(1)做好通風(fēng)設(shè)施,處理好地下礦井的熱問(wèn)題,地層下面集聚了大量的化學(xué)成分,這些化學(xué)成分,在遇到外部的壓力或外部人為因素的影響時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一定的熱量。因此,我們一般先要,打通地下礦井的通風(fēng)設(shè)備,制定好科學(xué)的開(kāi)采方案。根據(jù)邊界品位的定位,對(duì)礦井的采挖把握一個(gè)適量適中的力度。(2)穩(wěn)固地下礦井的巷道,按照巖石力學(xué)原理來(lái)講,在底下礦井中,開(kāi)挖空間的長(zhǎng)軸方向盡量與主應(yīng)力方向一致,且所留的境界礦柱厚度不小于該巖層懸露跨度的一半。一般情況下,應(yīng)盡量采用垂直礦體走向布置,較低中段或分段高度,采場(chǎng)中先期掘進(jìn)的拉底和鑿巖巷道方向亦盡量與主應(yīng)力方向一致。保證地下礦井開(kāi)菜巷道的穩(wěn)固。(3)科學(xué)規(guī)劃,合理布局。很多情況下由于采空區(qū)受到圍巖的拉應(yīng)力影響,開(kāi)始剝落,從而破壞了礦山的整體運(yùn)行。因此,在開(kāi)采過(guò)程中,應(yīng)該有中心向兩邊擴(kuò)展的方式,這樣就可以保證,巖體應(yīng)力逐步轉(zhuǎn)移,減小地層下面的壓力。據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),壓應(yīng)力集中在通往地下的臺(tái)階下,而在采空區(qū)底下形成拉應(yīng)力區(qū)。理論證明,在臺(tái)階下方和采空區(qū)中間時(shí)時(shí)做好巖石的填土。這樣對(duì)控制地壓顯現(xiàn)是非常有利的。(4)做好天氣預(yù)報(bào)的防范,地下礦井最擔(dān)憂的就是積水,大量的水就會(huì)導(dǎo)致礦井的穩(wěn)固和巖石的質(zhì)量。尤其在夏季的時(shí)候,雨水比較多,所以礦山一定要采取防排堵貯并舉的措施。氣象的變化是不規(guī)則的,僅僅靠礦山企業(yè)本身的預(yù)測(cè)是完全不專業(yè)的,因此,礦山企業(yè)要有關(guān)的氣象部門建立長(zhǎng)期合作的關(guān)系。及時(shí)的了解氣象的變化,做好雨地采取防水措施。在基礎(chǔ)設(shè)施上,提前修筑疏通設(shè)施,檢查堵塞情況,試運(yùn)轉(zhuǎn)排水設(shè)施等。(5)提高管理人員和從業(yè)人員的安全意識(shí)和責(zé)任心。很多情況下,人為的破壞率高于自然因素的影響。造成的人員事故傷亡,多半情況下是從業(yè)人員的疏忽,管理人員的大意麻痹,沒(méi)有做好基礎(chǔ)設(shè)備的完善和檢查預(yù)劃。所以,隨著對(duì)礦產(chǎn)資源的急劇增加,礦山企業(yè)的內(nèi)部管理和職業(yè)技能的培訓(xùn),也要有待提高。礦山企業(yè)應(yīng)該定期的對(duì)從業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn),積極的吸收國(guó)際先進(jìn)的高新科技產(chǎn)品。努力打破傳統(tǒng)的管理方式,做好內(nèi)部的科學(xué)管理。管理人員也好,加強(qiáng)自己的管理水平和預(yù)見(jiàn)能力。做好每一個(gè)礦山的規(guī)劃和科學(xué)的設(shè)計(jì)。

3 結(jié)語(yǔ)

地下開(kāi)采礦山最重要的是技術(shù)問(wèn)題,技術(shù)問(wèn)題涉及到整個(gè)礦山的正常運(yùn)行和井下工作人員的人身安全問(wèn)題。許許多多的礦井事件證明,選擇適宜的采礦方法并研究解決相關(guān)的安全技術(shù)問(wèn)題對(duì)于礦山來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。雖然,我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力提升了,但是由于存在地域差距,很多小微型的礦山企業(yè)沒(méi)有得到新技術(shù)的帶領(lǐng),頻頻造成人員的傷亡。因此,我們必須要加強(qiáng)對(duì)小微企業(yè)的疏導(dǎo)管理,保證每一個(gè)礦山都能夠達(dá)到最大的,最合理的盈利。

[1]徐長(zhǎng)佑.露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采[M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社,1989.

[2]郭金峰.金屬礦山露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采的發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策[J].云南冶金,2012(01).

[3]解世俊.金屬礦床地下開(kāi)采[M].北京：冶金工業(yè)出版社,1995.

[4]李鼎權(quán).論露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采的若干特點(diǎn)[J].金屬礦山,1994,(212)：9-12.