開采殘余礦層存在的風險及防治對策

何從學

（貴州煤礦礦用安全產品檢驗中心，貴州 貴陽 550000）

近年來，大部分礦企在進行能源開采的過程中，井下有害氣體爆炸事故頻發是制約開采的重要因素，常常存在殘余礦層的開采方面，會伴隨著井下有害氣體超限、有毒有害氣體超標、有害氣體爆炸等威脅，使得開采人員處于一個極為危險的工作環境中。因此，在殘余礦層的開采方面，最為關鍵的就是要進行礦山易燃易爆災害的預防與控制，相關人員需在礦井殘余礦層開采之前，做好可能發生災害的分析、預防與控制措施，降低或消除開采過程中的有害氣體災害威脅，最大程度上保障開采工作的順利進行，保證作業人員的生命安全，提高殘余礦層開采價值。

1 殘余礦層開采的安全風險

一些礦企在能源的開采過程中，逐步對殘余礦層回收利用，但是，開采礦井殘余礦層的過程中，有害氣體爆炸災害較為常見，爆炸事故發生嚴重阻礙了開采工作的順利進行，如果不及時對這些災害加以預防與控制，不僅會造成重大的人員傷亡，還會使得相應的采礦設備被摧毀，開采作業被迫中斷，甚至還需要大量投入人力物力資源來應急救援[1]。近年來，礦井開采殘余礦層的過程中，生產安全事故如不能完全預測與控制，開采人員就會面臨著極端惡劣的開采環境。這種情況下，各個礦企在有害氣體爆炸災害的防治方面投入了大量的成本，以實現安全生產的目標。但是，對于一些小型的礦企而言，在開采礦井殘余礦層對事故預防方面過多的治理成本投入，使得企業面臨著較大的經濟壓力，經濟負擔過重，長期下去將會不堪重負，被迫停產或者關閉。因此，在開采殘余礦層的過程中，礦山開采事故的防治需符合技術性與經濟性的要求。

2 開采殘余礦層的情況調查

2.1 殘余礦層開采現狀調查

雖然我國的礦物資源儲量豐富，但是由于我國的人口基數大，人均礦產資源數量有限，再加上工業化與城市化發展中，礦產資源需求量逐年增加，現有的可開采能源難以滿足日益增加的資源需求。礦產資源的分布條件相對復雜，尤其在南方地區，賦存條件較差，很多為薄礦層、傾角大，開采難度增加，現有的開采技術與設備不斷改進滿足各種礦層的開采要求[2]。多年以來，大部分礦企加大了資源開采力度，隨著時間的推移，一些礦井逐步走向萎縮，小型礦企數量大幅度減少，且一些礦企逐步開始回收開采殘余礦層。由于礦井開采殘余礦層環境的特殊性，在開采過程中常常存在著瓦斯事故威脅。

2.2 殘余礦層開采類型調查

殘余礦層的開采過程中，主要包含了以下類型：①臨時礦層。針對這類的殘余礦層，在開采的過程中主要開采的是本礦井正常開采的需要留設的臨時礦層，這些礦層普遍存在惡劣的開采環境、采空區有害氣體困擾等情況，開采相對困難，對開采技術的要求很高[3]。②殘余分層開采。此種殘余礦層開采主要是由于在前期的開采過程中，礦層厚度相對較大，再加上之前的開采技術限制，導致在前期的開采過程中僅僅是針對某一分層的開采，而在后期則需要進行其他分層的開采。

3 開采殘余礦層存在的威脅

3.1 有害氣體爆炸事故風險

在礦井開采殘余礦層的過程中，事故風險主要體現在井下有害氣體爆炸風險方面。由于殘余礦層的分布條件相對特殊，再加上尺寸不規則、范圍不清晰等原因，使得在開采的過程中，相關開采人員并不能夠充分掌握礦井受到礦層集中應力影響的具體范圍與程度等情況，也就使得在開采的過程中，有害氣體爆炸事故發生的概率大大增加，在這種情況下，采空區有害氣體和礦層自身含量是造成井下開采事故的關鍵因素[4]。此外，這類事故的出現也常常是由于礦企的管理漏洞所造成的，比如，礦企的相關管理部門會存在礦層卸壓的錯誤認識，認為即使現場存在突出的相關表現與預兆，也不會發生突出事故，也就缺乏相應的風險防范與應急預案，在發生突出事故時，難以及時進行相應的事故處理。比如，以某礦企為例，在突出事故發生之前，存在有害氣體涌出異常情況，尤其是在事故前3天，有害氣體涌出量大幅度降低，相關人員在此過程中認為掘進磧頭存在明顯的應力變化，而對礦壓沒有采取相應的控制措施，造成了突出事故。

3.2 發生有害氣體中毒威脅

在殘余礦層的開采過程中，舊巷與殘余礦層的礦山壓力顯現、再加上存在巷道失修、開采層不完整等因素的影響，導致在殘余礦層的開采過程中，并不能夠進行相關工作面的布置，由于缺乏采掘工作面，導致在開采過程中，存在漏風、不穩定通風系統等現象，礦井通風難以保障。此外，隨著開采活動的進行，頂板大面積來壓、有害氣體異常涌出等現象也會造成礦井內通風系統管理難度的加大。通風不暢導致在殘余礦層的開采過程中可能存在有害氣體中毒、火災等事故。

4 開采殘余礦層時對引發開采事故的防治對策

4.1 采用新技術貫徹與落實

從礦企的長期發展來看，礦井殘余礦層開采不應該保持長期性，為提高礦企經濟效益的實現，各個礦企都需要堅決執行限采關閉的政策，結合礦企的發展現狀，從產業結構調整的角度來進行殘余礦層開采限制。為保障限采關閉政策實施的有效性，國土資源管理部門需對各個礦企的礦產資源、殘存的資源性質等加以綜合規劃與分析，要求是要限制礦企進行殘余礦層的開采，再加上存在技術、管理等方面的局限性，采用新技術開采。

4.2 殘余礦層影響范圍的勘查

在殘余礦層的開采過程中，為了實現對有害氣體引發事故的預防與控制，有關開采部門與人員需在開采工作開始之前對殘余礦層的影響范圍加以詳細勘查，將此勘查結果作為后期開采方案制定的重要依據。勘察工作主要從以下方面來進行：①全面獲得殘余礦層拐點的詳細資料，在此過程中需做好相應的地質測量工作，并保障測量的準確性；②深入礦井現場獲得詳細的資料，還需要對鄰近礦井與舊礦井開采情況加以調查，獲得真實的礦井開采信息；③綜合評估殘余礦層中所存在有害氣體易發事故的影響范圍與危害程度，了解附近礦層與相關區域是否會形成應力的集中或者疊加現象；④科學應用鉆探手段與技術，在礦井各種資料的核查過程中，對殘余礦層的探測過程中，同樣需進行有害氣體的賦存條件、水體情況等的勘查。

4.3 繪制保護關系圖

在開采殘余礦層的過程中，如果是對保護層的開采活動，一般情況下是不允許在采空區存在礦層的留存。但是，如果在開采的過程中發現在保護層中存在不規則開采層，在此情況下，開采人員需采取必要的全面保護措施，在保護措施的制定上，需結合保護層與被保護層之間的層間距變化來進行，在保護過程中，同樣需要確定殘余礦層的具體影響區域與范圍。如果相關人員并未完全掌握保護層各個殘余礦層之間的關系，可以在開采的過程中將其作為未開采保護層。如果是對殘余礦層的開采，相關人員不僅要明確掌握其礦層影響范圍，還需要進行各個礦層保護關系圖的繪制，且在保護關系圖的繪制要定期進行，如果是對被保護層進行的開采活動，開采人員需綜合分析有害氣體涌出量等各種的動態性參數與因素，進行相應的修正。

4.4 注重監督執法檢查工作

在開采殘余礦層的過程中，要實現有害氣體爆炸的預防與控制，相關部門需加強監督執法與檢查，定期對礦井實施檢查，通過檢查來發現礦井開采中存在的安全威脅，尤其是要通過檢查來獲得殘余礦層中的有害氣體的濃度、涌出量等參數。此外，在殘余礦層的開采過程中，要實施嚴格的限制，各個部門需加強在礦井開采中的協調與溝通，通過聯合協作機制的構建，發揮不同部門之間的聯動性與協作性，使得不同部門都能夠在礦井生產中發揮各自的監管作用，保障生產的安全性。如果在監督檢查過程中發現殘余礦層中存在有害氣體爆炸的威脅，不同部門需立即針對該情況制定相應的預防與處理策略。

5 結語

近年來，在礦山開采過程中，為實現礦產資源的合理利用，很多礦企逐步開始了殘余礦層開采，這類礦井開采的條件相對特殊，在開采過程中常常存在著有害氣體爆炸威脅，為保障開采的安全性，礦企需針對殘余礦層的具體情況，制定相應的有害氣體易發開發事故的防治策略，保持殘余礦層的高效、安全開采。