高海拔地區礦山開采個性問題探索

羅 磊，湛 金

（青海黃河礦業有限責任公司，青海 格爾木 816000）

在高海拔地區開采礦山與在內陸地區開采同類礦山要面臨更大更多的問題，無論是煤礦還是非煤礦山，無論是地下開采還是露天開采，在勞動組織、機械選型配置、循環作業方式、環境保護、通風防塵、露天邊坡防護等諸多專業方面都有所不同，如何保障安全高效的建設與生產，充分發揮人機效益，需要我們每一個在高海拔地區從事采礦方面的工程技術人員必須要面對并需要解決的問題。

海拔每上升1000米，氣溫平均要下降6攝氏度左右，在高緯度地區表現得更加明顯，氣候環境、植被分布也會變得更加糟糕，高海拔意味著高寒，植被非常脆弱，破壞后恢復周期長。青藏高原的格爾木、西寧與低海拔的西安、鄭州一線基本處于同一緯度，但是絕對高度卻相差2000米至4000米甚至更多。在高海拔地區從事礦山開采活動其困難程度主要表現在人機效益發揮等方面，下面從礦山開采形式和幾個相關項目進行探索分析研究。

首先要了解高海拔地區尤其是青藏高原的地理位置與主要氣候特征，其次要了解所要開采的礦山周邊地理位置與主要氣候特征，因為同樣的礦山因其所處的地理位置和氣候特征不同，需要克服的困難和面對的問題也截然不同。例如在西藏藏北雙湖地區有二十世紀年代前蘇聯幫助開采的一個硼砂礦，該礦山地處無人區深處，交通不便、海拔高、空氣稀薄、干燥寒冷，紫外線強，每年的進礦時間就是初春的四月份，然后一直到年底的10月份左右才能撤出人員運出礦石，夏季期間因為受氣溫回暖地面翻漿和季節性河流的影響，車輛根本無法正常出入尤其是運礦的重車，小型越野車可以勉強通行。礦區所有生產生活用品與相關材料基本就是每年的開工前一次性運入，期間非特殊情況，很少離開現場。因此該礦在建設和生產過程中因病和高原反應等原因犧牲了很多工作人員，一個普通的感冒在青藏高原都會因急性肺水腫而奪走人的性命。因此在高原開采礦山遠比內陸地區困難的多。

1 地下礦山和露天礦山的不同點

（1）地下開采礦山勞動組織和循環作業方面。地下開采的礦山在高海拔地區相對露天礦山受氣候因素影響較小，一年內可以正常施工的天數基本可以達到330天，也完全可以實現“三八制”或“四六制”的循環作業方式，基本可以按照計劃工期實現開工竣工，投產后年產量比較穩定。

環境保護方面。為防止因采空區導致的地面塌陷，為減少巷道開拓掘進期間廢石的排放占地和對環境的影響。可以采取采空區充填方式，掘進期間或生產期間的廢石可以回填至采空區，以此減少地面排土場的占地和治理費用。但是在核算噸礦成本和安排產量計劃時。必須考慮采用充填工藝會增加噸礦成本40%，降低生產效率40%的影響。

通風防塵方面。因高原地區普遍風沙較大，而且風期時間很長，有風期多達280天，風速5m/s至8m/s級，因此在布置風井和井筒必須要考慮風向或增設擋風墻或防風設施等（對立井井筒影響小，對平硐影響較大），礦建期間巷道掘進過程中如果采用壓入式通風，巷道內的污風（粉塵、一氧化碳等）根本無法排出，全部積聚在巷道中部，如果采取抽出式通風，則巷道始終會處于全進風的負壓狀態，巷道內空氣質量會好得多。有的金屬礦山甚至煤礦利用自然通風，但是因外部風速高，導致巷道內風流、風速極不穩定，不利于安全生產與職業危害防治。

露天邊坡防護方面。地下開采的礦山相對露天礦山，需要治理和防護的邊坡甚至高邊坡相對較少，主要治理措施就是防止大氣降水侵入邊坡，應完善截排水措施。

（2）露天開采礦山勞動組織和循環作業方面。露天開采的礦山在高海拔地區相對地下礦山受氣候因素影響很大，一年內可以正常施工的天數很難達到330天，青藏高原的氣候特征是“長冬無夏春秋相連”。高原上有的礦山企業冬季也在施工，雖然可以做到“三八制”或“四六制”的循環作業方式，但是冬季效率很低，主要以拼設備為主，全年受天氣因素影響很大，建設期間計劃工期不可控，生產期間產量不穩定。

礦山企業應當根據氣候特征調整循環作業方式，冬季漫長寒冷溫差大，可調整為“二八制”或“三六制”，消除或減少夜間作業時間，夏季日照時間長，氣溫舒適，不悶熱。可以做到“三八制”或“四六制”，春秋季節可以逐步相互過渡，目的是充分發揮人機效益，讓勞動組織形式更加科學合理。

環境保護方面。露天礦山大面積土石方剝離，剝采比最高達到8.0以上，需要布置大庫容的尾礦庫和排土場，同時增加了排土場和尾礦庫的防滲等治理費用。雖然露天開采減少了提升、通風和復雜的供電等設備設施。在面臨環境保護中的如何實現綠色礦山建設目標等方面壓力和責任重大。對照國內環境氣候適宜的其他礦區在排土場、尾礦庫“化害為利、變廢為寶”、土地綠化復墾等常規方法，就高原礦區所處位置和實際氣候環境而言，土地沙化嚴重，地下水鹽堿含量超標，蒸發量是降雨量的近百倍，植草種樹很難實現，如何做到因地制宜，需要做單獨項目研究，應本著“它山之石可以攻玉”的靈活思路，找出適宜發展的綠色礦山建設之路。

通風防塵方面。露天礦山處于開放式狀態，不需要機械通風，但是需要處理好采場分布和受風向影響的上下采場交叉作業順序，避免在爆破、裝礦期間的礦塵影響。重型運輸卡車形成的揚塵也是露天礦山除塵的一項重點工作，如果有條件爆破和裝礦現場采取噴霧降塵會更好，但是噴霧降塵必須考慮季節因素，運輸道路揚塵可以采用灑水車降塵。

露天邊坡防護方面。露天礦山在基建剝離和采場采礦期間，封閉圈上下隨著采場的延伸會逐步形成多個臺階，邊坡的防護涉及運輸、采礦、爆破等作業安全。高海拔地區因冰凍期長，必須加強和完善邊坡截排水設施，否則，夏季未采取支護措施的松散邊坡在雨水的作用下易發生不同程度的滑坡，同時也會因為雨水的侵入，冬季容易形成冰凍層，造成邊坡含水率增加導致邊坡膨脹，春季解凍后易造成邊坡連貫性坍塌，也會造成錨網噴支護失效，增加重復治理成本。

2 地下礦山和露天礦山的共同點

職業健康和自然災害方面。井工礦或露天礦在高海拔地區從事礦山開采等繁重的體力勞動，因空氣稀薄，含氧量低，作業人員容易疲勞，燃油機械也會因為高原缺氧而影響發動機功率的發揮。礦山應該充分發揮并提高機械化、自動化的應用，開展技術創新研究，引進新工藝、新設備，努力建設智慧型礦山，達到降低勞動強度，體現以人為本。

同時為防止因礦區遠離市區，醫療保障滯后，為防止因高原反應或普通感冒引起的急性肺水腫等傷害，礦區在生活區、辦公區規劃時可以考慮增設擴散式制氧系統或獨立高壓氧倉等應急措施，消除高原缺氧對礦山安全生產和人身健康帶來的影響。

設備使用和管理方面。主要考慮露天布置的設備的防寒、防凍、保暖措施，因高海拔地區晝夜溫差大（相差20度左右）凍土層較深約1.5米左右，冰凍期時間長約180天左右，因此對設備的保暖尤為重要，尤其是給排水相關設施，否則極易出現因設備凍裂凍傷而影響生產。另一方面高海拔地區都遠離市縣區，設備購買時間較長再受貨源不足等影響，對礦山的正常生產影響較大。地下開采的礦山，工作面或作業現場四季溫差沒有露天溫差大，使用的設備基本不受天氣影響，但是對主要進風和運輸行人巷道以及井口設備需要做設備防凍和人員防滑措施，如增設井口除冰和供暖設施。

3 結論

通過探索與分析我們發現在高原地區開采礦產品，需要面對的和解決的實際問題比我們列舉的要多要難，只有根據現場實際情況，不斷探索研究和不斷實踐，才能化害為利，確保礦山建設與生產安全順利實施，才能確保礦山職工的健康，才能確保機械設備的正常使用并降低生產成本，才能確保脆弱的自然環境不受到破壞。