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[關(guān)鍵詞] 金屬礦山 地下開采 采礦方法
中圖分類號:F407.4
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隨著礦山開采業(yè)技術(shù)的不斷進步,國際與國內(nèi)進行金屬礦山地下開采的工藝技術(shù)也有著新的突破與發(fā)展,不斷向著開采效率高、機械化程度高和回采率高的程度發(fā)展,在礦產(chǎn)開采現(xiàn)場的綜合生產(chǎn)能力以及勞動生產(chǎn)率都出現(xiàn)了較大幅度的提升,貧化指標(biāo)與損失指標(biāo)都出現(xiàn)了較大幅度的減小,為了在金屬礦山地下開采采礦中選擇最為合適的采礦方法,制定出最為合適的工藝流程,本文中對近年來我國金屬礦山地下開采采用的主要采礦方法進行了分析研究。
一、常見金屬礦山地下開采采礦方法
采礦方法指的是如何通過安全、經(jīng)濟的手段把位于礦塊、礦柱以及礦房內(nèi)的礦石開采出來的方法,主要包括對礦塊進行的采準(zhǔn)切割、礦石的回采以及對采空區(qū)的處理等多個方面的工作。
依照在對礦石進行回采過程中對采場進行管理的方法的差異,金屬與非金屬礦山的地下開采方法基本有以下幾種類型。
1. 空場采礦法。這種采礦方法的主要特點就是在進行回采的過程當(dāng)中,對采空區(qū)采用暫時留存或者是永久留存的礦柱進行技術(shù)性的支撐加固,采空區(qū)始終處于一種空著的狀態(tài)。根據(jù)礦壁與礦塊表現(xiàn)出來的實際結(jié)構(gòu)差異以及進行回采作業(yè)的工作特點,該采礦法又能夠劃分成全面采礦方法、階段性礦房采礦方法以及房柱采礦方法。
2. 崩落采礦法。這種采礦方法是通過崩落圍巖的辦法來使地壓管理得到實現(xiàn)的采礦方法,也就是在崩落礦石的過程中,通過強制或者是自然的方式把圍巖崩落以用來填充采空區(qū)域,通過這種方法來實現(xiàn)對地壓的管理與控制。該采礦方法的特點就是在礦石陸續(xù)采出之后,通過有計劃、有步驟的方式利用崩落的礦體中存在的上下盤巖石以及覆蓋巖層來對采空區(qū)進行合理的填充,通過這種方法及時地實現(xiàn)對采空區(qū)地壓的控制,妥善地處理好采空區(qū),通常情況下是在礦體圍巖處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)、地表情況可以承受陷落的情況下采用該種采礦方法。具體的方法包括單層、分層、分段以及階段性崩落法。
3. 留礦采礦法。這種采礦方法是把采下的很大一部分礦石暫時留存在礦房中,采礦工人以礦石堆為作業(yè)地點進行工作,主要的開采對象是礦石及其圍巖都比較穩(wěn)定的中厚與急傾斜薄礦體。該采礦方法的特點就是在進行回采的過程當(dāng)中,在采空區(qū)的位置暫時放置一些開采出來的礦石,借助這些礦石配合采空區(qū)的礦柱對采空區(qū)形成支撐作用,通常是在礦石條件比較穩(wěn)定,不容易出現(xiàn)氧化、自燃以及粘連現(xiàn)象,且礦體的圍巖情況比較穩(wěn)定的情況下采用。
4.充填采礦法。這種采礦方法是在回采工作面逐步進行推進的過程中,通過填充料對礦體采空區(qū)域進行填充的一種采礦方法。它的主要特點是進行回采的過程中,礦體采空區(qū)域依靠其內(nèi)部填充的充填材料、支柱以及兩者配合而出現(xiàn)的人工支撐體對采空區(qū)進行支撐。這種采礦方法通常應(yīng)用于開發(fā)具有較高價值礦石、具有較高回收率要求的礦石、能夠較方便的獲取充填料、地表不能夠出現(xiàn)陷落情況以及地質(zhì)情況較為復(fù)雜特殊的礦體。
從具體的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,目前鐵礦山地下開采主要仍把崩落采礦法作為主要的采礦方法,有色金屬與黃金礦體的地下開采則以充填采礦法以及空場采礦法作為主要方法。
二、對采礦方法以及技術(shù)產(chǎn)生影響的主要因素
對采礦方法的合理選擇指的是能夠根據(jù)實際的地質(zhì)條件,提高對礦山開采工作進行安全管理的力度,盡量降低人員傷亡事故的出現(xiàn)。要根據(jù)實際情況合理的選擇合適的采礦方法,制定出適合當(dāng)前的工藝流程,要做到這些,必要依據(jù)當(dāng)前開采礦體的具體規(guī)模、價值以及賦存的具體條件來進行詳細(xì)的研究,從而系統(tǒng)的掌握礦山地下開采的具體技術(shù)條件。
1. 金屬礦山工程地質(zhì)條件以及礦石的物理力學(xué)特征
金屬礦山工程地質(zhì)條件以及礦石的物理力學(xué)特征能夠較為完整的反映出礦石巖體整體的穩(wěn)定性。它能夠?qū)Σ傻V現(xiàn)場的構(gòu)成要素以及地壓管理中包含的重要元素產(chǎn)生直接的影響,對采礦方案的確定以及采礦工藝的確定發(fā)揮非常重要的作用。
具體的工程地質(zhì)條件主要有礦山巖體的結(jié)構(gòu)、具體的巖性分布情況、破碎帶的位置、斷層情況、節(jié)理情況、裂隙的分布情況以及地下水的情況等等。礦體的物理力學(xué)特征主要有容重情況、實際抗拉強度值、實際抗剪強度值、空隙程度、產(chǎn)生聲波的實際傳播速度、單軸與三軸的具體抗壓強度以及強度條件等等。
2. 地應(yīng)力狀態(tài)
這里提到的地應(yīng)力指的是導(dǎo)致地下采礦結(jié)構(gòu)以及采礦巖體出現(xiàn)變形以及被破壞的最為根本的一種作用力。可以說,只要在掌握了金屬礦山開采工程地區(qū)的具體地應(yīng)力情況之后,才能夠?qū)ΦV山區(qū)域整體的分布有完整的認(rèn)識,確定出適合當(dāng)前工程條件的礦山開采方法,通過技術(shù)觀測,確定出金屬礦山采場以及巷道的最合理的斷面形狀與尺寸、礦體開挖的具體步驟、進行支護的具體形式、支護結(jié)構(gòu)的具體參數(shù)以及形成支護時間等等,在確保圍巖具有穩(wěn)定性的前提下,極可能多的提高礦石的開采量,增加礦山開采的經(jīng)濟效益與收益。例如根據(jù)物理學(xué)上的彈性力學(xué)理論,礦山采場與巷道的最為理想的形狀是由四周應(yīng)力集中在一起形成的一種現(xiàn)象,最合理的斷面形狀呈現(xiàn)為橢圓,并且該橢圓形在位于垂直與水平兩個方向上的兩個半軸具有的長度的比值應(yīng)該等同于斷面水平方向的應(yīng)力與垂直方向的應(yīng)力的比值。在這種條件下,礦體的采場及巷道周邊位置處于一種均勻等壓力的狀況之下,可以說這是最為穩(wěn)定的一種受力狀態(tài)。此外,在確定出礦體采場以及巷道具體的走向之后,同樣要考慮地應(yīng)力最好的走向應(yīng)該同最大主應(yīng)力所處的方向相平行。此外,在實際的采礦工作中,采場及巷道具體走向以及斷面具體形狀的選擇仍要與工程需求相結(jié)合,并綜合考慮經(jīng)濟性以及其他方面的條件。
3. 礦體的具體種類與質(zhì)量
金屬礦的種類主要有三種,第一種黑色金屬礦,主要代表有鐵礦等;第二種是有色金屬礦,主要代表有銅、鉛、鋅、鎢、鉬、鋁、鎳等;第三種是貴金屬礦(主要代表有金、銀等)與鈾礦。因為鐵礦的價值相對比較低,通常情況下只能選擇露天開采的方法,即便因為礦體埋藏過深需要進行地下開采,這時候也只能采取空場采礦法或崩落采礦法。如果通過膠結(jié)充填法進行鐵礦的開采,那么所產(chǎn)生充填與回采成本可能比礦石自身的價值還要高,從經(jīng)濟角度來講是不可行的。相反,在進行有色金屬礦山以及貴重金屬礦山的開采工作時,則很多采用了充填開采法,通過這種采礦方法才能盡可能的降低礦石的貧化率與損失率,這主要是因為有色金屬礦與貴重金屬礦自身所具備的價值已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了進行充填的成本。此外,還要看金屬礦石的質(zhì)量,不僅要看礦石品位的高低,還要看礦石雜質(zhì)的數(shù)量。
4. 礦體賦存的環(huán)境與狀況
這里所提到的礦體的賦存環(huán)境指的是礦體同圍巖的具體接觸情況、穩(wěn)定情況與具體的埋藏深度。
金屬礦體的埋藏深度同礦體具體的賦存條件有著非常巨大的關(guān)系,通常情況下,在礦體埋藏深度不斷增加的情況下,礦體與圍巖的破碎程度會越來越嚴(yán)重,同樣,其具有的穩(wěn)定性也會不斷降低,再加上越深的位置地應(yīng)力越大、溫度越高,工作面以及通風(fēng)條件都在不斷的惡化,導(dǎo)致了開采困難程度出現(xiàn)了很大的提高。這些實際情況全部對處于較深位置開采設(shè)計的通風(fēng)降溫、減小生產(chǎn)的成本以及控制地壓等各個方面提出了更為嚴(yán)峻的要求。
礦體的具體賦存情況有礦體的具體厚度與傾向。可以說,厚度和傾向不相同的礦體選擇的開采方法以及布置的采場都是有差異的。例如針對厚底很小的礦脈,進行采礦方法選擇時要尤其關(guān)注礦石方面的變化情況。而針對厚度中上的礦體,進行采礦方法的選擇時要保證能夠提升礦石開采的力度與礦廠的實際生產(chǎn)能力,并使機械化作業(yè)方便展開。金屬礦體的厚度存在差別,進行采場布置方式的選擇時同樣存在差異,通常情況下,針對厚底較低的礦體,采場一般沿著礦體的走向方向進行布置,而針對厚度較大的礦體,進行采場布置時一般垂直走向方向進行布置,這是由于厚礦體的最大應(yīng)力通常是一種垂直走向,所以采場進行垂直方向的布置,這樣就保證了采場長軸所呈現(xiàn)的方向同最大應(yīng)力所呈現(xiàn)的方向是相同的,這樣有利于礦體采場的穩(wěn)定。
5. 礦山地下開采的技術(shù)條件與經(jīng)濟指標(biāo)
(1) 礦山地下開采的技術(shù)條件
首先,環(huán)境條件,例如地表能不能允許塌陷情況出現(xiàn),如果允許塌陷,那么就可以采取崩落采礦法;如果不允許塌陷,那么就可以采取充填采礦法或空場采礦法。礦體開采的具體技術(shù)裝備條件以及材料的供應(yīng)情況會對采礦方法的整個過程產(chǎn)生直接的制約作用,進而對采礦工藝具體實施過程產(chǎn)生影響,影響礦石開采設(shè)計優(yōu)化目標(biāo)的順利實現(xiàn)。所以金屬礦山的開采設(shè)計當(dāng)中需要根據(jù)具體的技術(shù)條件與材料實際供應(yīng)狀況做出最為合理的礦體采礦方案。最后,技術(shù)管理的具體水平條件。當(dāng)前技術(shù)管理的實際水平能不能符合采礦方法規(guī)定的技術(shù)管理的具體水平對能不能達(dá)到礦體采礦方法中所列出的目標(biāo)有著非常大的關(guān)系。例如針對規(guī)模中小型的礦山、地方性的礦山,進行開采方法的選擇時應(yīng)注重選擇技術(shù)上簡單,能方便工人掌握,以及方便管理的礦體開采方法。長時間的時間證明:要做好一個金屬礦山,不但要靠技術(shù),也要靠管理,兩者都很重要,缺一不可。因此,努力提升當(dāng)前礦山開采的技術(shù)管理水平,毫無疑問的已經(jīng)成為了實現(xiàn)金屬礦山進行設(shè)計優(yōu)化的最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。
(2)經(jīng)濟指標(biāo)
礦山開采的經(jīng)濟指標(biāo)主要有:采場的實際生產(chǎn)能力,金屬礦石的貧化率與損失率,采礦工人及礦區(qū)機械設(shè)備的勞動生產(chǎn)率,材料的消耗以及礦石的具體成本。經(jīng)濟指標(biāo)的差異將決定礦體開采方法與工藝的差異。
總結(jié):
在礦山開采業(yè)技術(shù)不斷進步的過程中,國際與國內(nèi)進行金屬礦山地下開采的工藝技術(shù)也有著新的突破與發(fā)展,不斷向著開采效率高、機械化程度高和回采率高的程度發(fā)展,在礦產(chǎn)開采現(xiàn)場的綜合生產(chǎn)能力以及勞動生產(chǎn)率都出現(xiàn)了較大幅度的提升,貧化指標(biāo)與損失指標(biāo)都出現(xiàn)了較大幅度的減小。本文介紹了四種我國金屬礦山常用的地下采礦方法:空場采礦法、崩落采礦法、留礦采礦法、充填采礦法,并重點從金屬礦體的整體規(guī)模、價值、賦存的具體條件與狀況等幾個方面來進行分析,希望對大家有所幫助。
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【關(guān)鍵詞】非煤礦山機械 發(fā)展趨勢 大型化
智能化
一、前言
從世界范圍來看,瑞典的基律納鐵礦和加拿大國際鎳公司的礦山是兩個依靠采礦裝備進步來提高采礦效率和促進礦山穩(wěn)步發(fā)展的典型代表。以基律納鐵礦為例,盡管長期開采使得該礦的開采條件逐漸變差,但其年生產(chǎn)能力一直維持在千萬噸以上,其中雖有管理水平的因素,但裝備和采礦技術(shù)的進步是最基本和最重要的因素。在1983年,基律納鐵礦分段崩落法的分段高度為12m,使用阿特拉斯-科普柯(Atllas Copco)公司鉆孔直徑57mm的Simba 323型風(fēng)動鑿巖臺車鉆孔、8t斗容的Cat980型柴油裝載機裝載。目前分段崩落高度己增加到30m,鉆孔主要用重型液壓鑿巖機或潛孔液壓鉆機,鉆孔直徑115mm,85%的礦量采用斗容為15~25f的電動裝載機裝載,裝載作業(yè)也由每周5個工作日改為7天,有些采區(qū)還采用夜班工作制。在我國,凡口鉛鋅礦和金川公司是兩個依靠裝備進步、改進采礦技術(shù)與工藝來提高生產(chǎn)效率的典型地下金屬礦山。
近30年來,地下礦山依靠裝備進步,使生產(chǎn)效率提高了3~5倍或更高。目前,人們又在努力研制和開發(fā)適合連續(xù)開采的采礦裝備,以期進一步提高采礦效率。在露天礦,依靠裝備進步改進生產(chǎn)工藝、提高經(jīng)濟效益、擴大開采邊界的效果更為明顯。
縱觀采礦技術(shù)的發(fā)展,可以看到礦山機械的革新是源動力,因此大力發(fā)展礦山機械設(shè)備是目前國內(nèi)礦山生產(chǎn)規(guī)模化發(fā)展的重要保障。本文從礦山機械設(shè)備發(fā)展趨勢入手,重點分析礦山機械大型化和智能化的意義,對國內(nèi)礦山機械發(fā)展進行探討。
三、礦山機械大型化發(fā)展趨勢
近20多年來,采礦設(shè)備大型化的趨勢十分明顯,特別是沒有作業(yè)空間限制的露天礦設(shè)備,工作質(zhì)量達(dá)數(shù)百上千噸、乃至數(shù)千噸的設(shè)備種類繁多。例如P&H 5700XPA型電鏟的工作重量達(dá)1500多噸,最大電機功率近4000kW;RH400型液壓挖掘機的工作重量達(dá)800噸,柴油機功率2500kW;L-1800輪式裝載機的工作重量217噸,柴油機功率近1492kw;Cat797型礦用汽車的工作重量達(dá)558噸(滿載),功率2404kW:T282型礦用汽車的工作重量為528噸(滿載),功率2000kW;而小時生產(chǎn)能力為10000噸的大型可移動(或全移動)破碎站的重量達(dá)2000噸以上,配備動力2000多kW。
與此同時,地下礦采礦設(shè)備也悄然變得越來越大。例如,在20世紀(jì)80年代,常用鏟運機的裝載質(zhì)量一般為6~10t,斗容0.4~1.0m3、裝載質(zhì)量1~2t的鏟運機也在一些礦山得到應(yīng)用;而現(xiàn)在大型地下礦常用鏟運機的裝載質(zhì)量一般為15~20f,裝載質(zhì)量25f的Toro 2500型鏟運機、Bison電動鏟運機及更大的Toro2500E型鏟運機也在礦山獲得實際應(yīng)用。常用井下運輸汽車的基本噸位已從20~30t提高到50f,最近Tamrock公司又推出了Super系列井下運輸汽車,其中的Super 0012H型載重可達(dá)100~120f。鉆孔深度可達(dá)60m以上的Simba W469型鑿巖臺車,已使得基律納鐵礦分段崩落法的分段高度從12m提高到近30m。
礦山主要機械作為引領(lǐng)采礦技術(shù)革新的主要力量,其發(fā)展趨勢分析具有重要意義:
1 鉆孔設(shè)備
目前,由長沙礦山研究院與衡陽有色冶金機械總廠研制的YZ-55型牙輪鉆機,其鉆孔孔徑為280~380mm,在結(jié)構(gòu)參數(shù)和技術(shù)性能方面已經(jīng)趕超美國60RⅢ型牙輪鉆機。由宣化采掘機械廠和長沙礦山研究院研制的SC-165E型和CBH一10型潛孔鉆機,已將氣壓提高到1.6~1.8Mpa,并實現(xiàn)自動作業(yè)、故障自診斷、誤動作保護及遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。從礦山鉆孔設(shè)備設(shè)計研發(fā)階段來說,國內(nèi)技術(shù)已經(jīng)基本能夠與國際先進水平接軌。
從國內(nèi)礦山企業(yè)運用礦山機械設(shè)備的現(xiàn)狀來看,大多數(shù)露天礦山已基本實現(xiàn)潛孔鉆穿孔進行中深孔爆破和機械鏟裝等機械化采礦,但地下礦山特別是礦體賦存較薄的礦山仍主要采用手風(fēng)鉆進行淺孔留礦開采方式。無論從我國露天開采還是地下開采鉆孔設(shè)備的現(xiàn)狀來看,仍然和先進水平有所差距,這種差距更多的是來自于國內(nèi)礦山未使用與之相匹配的更為先進的采礦方法。
可以說礦山鉆孔設(shè)備的發(fā)展應(yīng)該向著機械設(shè)備大型化、自動化和精度化的趨勢逐步發(fā)展,并逐步使用與之相匹配的采礦方法。
2 裝運設(shè)備
礦山裝運設(shè)備包括鏟裝和運輸設(shè)備,露天開采和地下開采的裝運設(shè)備從發(fā)展對比來看,露天礦山裝運設(shè)備的更新與發(fā)展取得了更為長足的進步,地下礦山主要是受限于地下運輸巷道的尺寸大小和囤巖巖性等。
從大型露天礦裝運設(shè)備研發(fā)看來,太重集團成功地研制出了WK-55型礦用機械正鏟,斗容為55m3;由北方重汽公司研制的MT5500型電動輪礦用卡車,額定載重量為326t。但此類裝運僅在國內(nèi)特大型露天礦山有可能見到,中小型露天礦山仍采用4-10m3的電鏟和20-50t的自卸礦車。
鏟運機、井下自卸汽車和電機車(柴油機車)是地下開采主要的裝運設(shè)備,目前國內(nèi)許多地下礦山仍采用有軌運輸,在一定程度上限制了運輸效率。在采礦業(yè)發(fā)達(dá)的國家,如瑞典、加拿大、美國、德國、芬蘭等,地下礦山已廣泛推廣應(yīng)用無軌化采礦技術(shù)。這些國家使用鏟運機、井下礦用自卸汽車等井下無軌運輸設(shè)備的出礦量已占總出礦量的80%~85%。一般來說,日產(chǎn)1000~3000t的地下礦采用20~35t礦用汽車,日產(chǎn)15000~40000t則采用45~60t的汽車,20t以下的井下礦用自卸汽車則很少采用。
地下無軌運輸方式的優(yōu)勢現(xiàn)已逐步吸引了絕大多數(shù)國內(nèi)礦山企業(yè)(特別是大中型礦山企業(yè))的目光,可以說無軌運輸會逐步取代有軌運輸成為國內(nèi)地下礦山運輸方式的主流,同時與之相適應(yīng)的大型井下裝運設(shè)備也呼之欲出。四、礦山機械設(shè)備智能化發(fā)展趨勢
在“數(shù)字化”、“智能化”己成為知識經(jīng)濟重要標(biāo)志的21世紀(jì),在采礦設(shè)備向著大型化發(fā)展的同時,隨著衛(wèi)星無線通訊技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,采礦設(shè)備在開發(fā)和應(yīng)用方面也逐步開始了自動化和智能化的進程。可以說,目前采礦設(shè)備的自動化和智能化已經(jīng)取得了實質(zhì)性的進步,無論在露天礦還是在地下礦,無人駕
駛程式化控制和集中控制的采礦設(shè)備,已經(jīng)進入實際研發(fā)與應(yīng)用階段。在今后的20年里,完善的自動化和信息技術(shù)將會在采礦設(shè)備得到更廣泛的應(yīng)用,也將會在一定程度上改變采礦方法和提高采礦技術(shù)水平。
信息、定位、通訊和自動化技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用,深刻地影響和改變著傳統(tǒng)的采礦工藝,無人工作面、遙控采礦甚至是無人礦井等已在瑞典、加拿大、美國、澳大利亞等礦業(yè)發(fā)達(dá)國成為現(xiàn)實。加拿大INCO公司通過地下通訊、地下定位與導(dǎo)航、信息快速處理及過程監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了對地下開采裝備乃至整個礦山開采系統(tǒng)的遙控操作。在當(dāng)前自動化程度最高的加拿大國際鎳公司斯托比礦,除固定設(shè)備已實現(xiàn)自動化外,鏟運機、鑿巖臺車、井下汽車全部實現(xiàn)了無人駕駛,工人只需在地面遙控這些設(shè)備,就可以保證采礦工作順利進行。我國也正在朝這方面發(fā)展,自動化調(diào)度系統(tǒng)、采礦設(shè)備的自動化控制、智能化全球定位系統(tǒng)等現(xiàn)代技術(shù)也已在一些礦山得到推廣應(yīng)用,并取得了很好效果。但總體水平同國外發(fā)達(dá)國家相比,差距還很大。
學(xué)習(xí)國外先進經(jīng)驗,努力實現(xiàn)我國采礦工藝與采礦設(shè)備智能化,提高礦山安全生產(chǎn)度和勞動效率。首先,加快建立礦山設(shè)備智能化體系,結(jié)合運用網(wǎng)絡(luò)、相關(guān)軟件、礦山數(shù)據(jù)和模型及調(diào)度優(yōu)化和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù),構(gòu)成了礦山生產(chǎn)智能化采礦系統(tǒng);其次,逐步發(fā)展智能采礦機器人系統(tǒng)技術(shù),使采礦機器人進行開采過程的聯(lián)合作業(yè),形成礦山開采作業(yè)完整體系。
礦山的數(shù)字化、智能化的研究將以單臺設(shè)備的遙控化和智能化為基礎(chǔ),逐步發(fā)展形成礦山系統(tǒng)的智能化。盡管目前人們對數(shù)字化、智能化在中國礦山的實現(xiàn)還心存疑慮,但國外有些礦山已在這些方面取得了很大進展并凸顯出了經(jīng)營優(yōu)勢,我相信不久的將來數(shù)字化礦山將會在冶金礦山變?yōu)楝F(xiàn)實。
關(guān)鍵詞:金屬非金屬地下礦山;安全驗收評價;分析
中圖分類號:TD79 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)04-0156-01
對于金屬非金屬安全評價要堅持“安全第一,預(yù)防為主,綜合治理”的方針政策,提高金屬非金屬地下礦山的安全管理水平,排除隱藏在金屬非金屬礦山中的安全隱患,降低生產(chǎn)風(fēng)險,預(yù)防重大事故的發(fā)生,保證金屬非金屬企業(yè)的財產(chǎn)安全,以及相關(guān)從業(yè)人員的人身安全。通過對金屬非金屬安全驗收評價,確保項目生產(chǎn)的過程中擁有安全的生產(chǎn)條件,既有利于政府相關(guān)部門對金屬非金屬礦山的宏觀控制,同時也有利于企業(yè)自身的安全管理水平,保證企業(yè)安全有序的生產(chǎn)。
1 金屬非金屬礦山建設(shè)項目安全驗收評價的涵義
通常所說的金屬非金屬礦山建設(shè)項目安全驗收評價,一般是指金屬非金屬地下礦山的建設(shè)項目已經(jīng)完成并且調(diào)試運行可以正常生產(chǎn),對建設(shè)項目的設(shè)備以及相關(guān)裝置的實際運行情況以及企業(yè)的管理狀況進行調(diào)查分析,找出該建設(shè)項目在實際投入生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的危險或者隱患,確定其危險程度,并提出合理的安全對策以及整改意見。
2 金屬非金屬地下礦山安全驗收評價
2.1 對金屬非金屬地下礦山安全驗收的依據(jù)和目的
對于金屬非金屬地下礦山安全驗收評價的依照有相關(guān)的法律法規(guī)、日常生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、建設(shè)項目合法證明文件及建設(shè)項目技術(shù)資料等。對于金屬非金屬礦山進行安全驗收評價的最終目的是評價項目安全設(shè)施是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計專項的安全篇章以及企業(yè)的關(guān)于安全生產(chǎn)的規(guī)范性文件是否有效,依照相關(guān)管理條例和標(biāo)準(zhǔn),檢驗該建設(shè)項目是否具備安全驗收條件。該評價所涉及的范圍具體包括安全管理系統(tǒng)、礦山生產(chǎn)系統(tǒng)以及生產(chǎn)環(huán)節(jié)和工藝。
2.2 建設(shè)項目的概況
建設(shè)概況方面的內(nèi)容主要有建設(shè)項目現(xiàn)狀、總圖運輸、開采范圍、開拓系統(tǒng)及安全出口、采礦方法、提升運輸、礦井通風(fēng)防塵、礦山電氣、防排水與防滅火、壓風(fēng)及供水系統(tǒng)、地下礦山安全避險“六大系統(tǒng)”、排土場、公用輔助設(shè)施及土建工程、主要設(shè)備、企業(yè)安全管理、設(shè)計變更等。
2.3 對于潛在隱患的分析
在礦山的生產(chǎn)過程中,存在許多安全隱患問題,對人們的生命財產(chǎn)造成威脅,如果處理不及時引發(fā)事故,將帶來嚴(yán)重的損失。在同一場所可能出現(xiàn)多個安全隱患,有些隱患比較隱蔽,不易識別。對于金屬非金屬地下礦山安全驗收評價一定要科學(xué)、系統(tǒng),最重要的全面,不可有遺漏,每一個隱患都可能帶來毀滅性的災(zāi)難。
2.4 安全驗收評價方法的選擇
對于金屬非金屬地下礦山的安全驗收可以按單元劃分,避免出現(xiàn)遺漏,保證驗收的全面性。根據(jù)礦山的地質(zhì)條件和生產(chǎn)特點,按照安全隱患的類型以及分布特點來具體劃分,對于安全隱患逐個分析,并且提出相應(yīng)的對策。對于一些可能造成重大事故的安全隱患可以作為獨立單元,尤其重視,其對策一定要科學(xué)全面,避免發(fā)生事故。
2.5 安全對策
根據(jù)排查出來的有關(guān)安全隱患,提出整改方案,把危險降到最低,保證地下礦山在生產(chǎn)過程中的安全。對于提出的安全對策,一定要科學(xué)合理,具有可實施性,不可脫離實際,同時要符合相關(guān)的法律法規(guī)與行為規(guī)范。
綜合分析,礦山的安全對策主要從一下幾方面考慮:對于地下礦山來說,通風(fēng)井尤為重要,所以要加強對于地質(zhì)災(zāi)害的控制,保留好礦柱,保證井筒安全;在地下礦山工作中,不可避免的使用炸藥等爆破技術(shù),對于爆破技術(shù)的安全對策要特別重視;其次在運輸、掘進、安全管理等方面,特別留意其安全對策。
2.6 安全驗收評價結(jié)論
安全驗收的評價應(yīng)簡潔明了,查找出所有的安全隱患,并且確定其危險程度,評價相關(guān)設(shè)備設(shè)施以及安全管理是否符合相關(guān)規(guī)定。明確說明最后的驗收結(jié)論,是否符合驗收標(biāo)準(zhǔn)。該驗收評價要具備以下幾方面的信息:
第一,該地下礦山在地質(zhì)條件方面是否存在安全隱患,有哪些危害因素,是否會造成重大事故,確定其危害程度,是否在可控制范圍內(nèi)。
第二,該礦山是否相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),具備安全生產(chǎn)條件。
第三,在實際作業(yè)中,地下礦山是否有哪些危險因素,以及如何預(yù)防。
第四,該礦山是否符合規(guī)定,具備安全驗收的條件。
3 結(jié)語
受地質(zhì)條件的局限,地下礦山作業(yè)難度大,技術(shù)復(fù)雜,并且潛在的危險因素多,易發(fā)生事故,屬于事故高發(fā)行業(yè)。因此,地下礦山在生產(chǎn)過程中是否安全尤為重要。對金屬非金屬地下礦山的安全評價,首先要有有效的相關(guān)生產(chǎn)文件,是否符合法律法規(guī),其次在設(shè)備設(shè)施方面是有安全,最后,就是在生產(chǎn)作業(yè)的過程中,存在的安全隱患,及時排除,并且提出相關(guān)整改措施以及預(yù)防對策。如果地下礦山符合驗收標(biāo)準(zhǔn),那么其投入生產(chǎn)后的危險系數(shù)降到最低,最大限度的保障人民的生命財產(chǎn)安全和健康。所以,對于金屬非金屬地下礦山的安全驗收問題要格外重視。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:地下礦山 自然崩落法 破碎礦體
一、緒論
美國于1895年成功試驗了自然崩落法,經(jīng)過百余年的不斷發(fā)展,目前已在全世界20多個國家的50多座礦山中得到了應(yīng)用。自然崩落法已經(jīng)成為一種生產(chǎn)能力大、勞動生產(chǎn)率高、開采成本低廉、工藝簡單、作業(yè)安全性好的地下采礦方法,在條件適宜的金屬礦山普遍受到歡迎,它是目前唯一可與露天開采相媲美的一種地下采礦方法。
二、自然崩落法的實質(zhì)及應(yīng)用背景
(一)自然崩落法的概念
自然崩落法又稱礦塊崩落法,它是借助自然應(yīng)力為主要荷載進行巖體崩落的。即在礦塊的底部進行拉底形成足夠大的空間后,將產(chǎn)生應(yīng)力集中,當(dāng)應(yīng)力值超過礦體的抗拉、抗剪強度時,礦體沿節(jié)理、片理逐漸破裂開始崩落。
(二)自然崩落法崩落原理
在易于自然崩落的礦體中,利用礦體本身所固有的節(jié)理裂隙分布特征和低強度特性,在礦塊底部進行一定面積的拉底形成礦石冒落的自由面,必要條件下輔以巷道、深孔割幫,削弱礦塊與周圍礦石及圍巖的聯(lián)系等誘導(dǎo)工程,改變礦體內(nèi)應(yīng)力的分布狀態(tài),促使礦石按要求逐漸產(chǎn)生破壞、失穩(wěn)并借助礦體重力場的作用,自然崩落成適宜的礦石塊度,達(dá)到最終落礦的目的。
三、應(yīng)用自然崩落采礦法需要注意的方面
自然崩落法對礦巖物理性質(zhì)要求較高,在應(yīng)用時對礦體開采技術(shù)條件的要求相當(dāng)嚴(yán)格,需要很高的生產(chǎn)管理水平,而且應(yīng)用這種方法比使用其它方法更具風(fēng)險性。一旦自然崩落法的工程布置完工,幾乎沒有更改的余地。直至目前,國內(nèi)外采礦界對該采礦方法仍處于研究和探索之中。
(一)自然崩落法采礦的基本條件
①礦體必須厚大,具有足夠大的開采規(guī)模;②礦化較均勻,礦體內(nèi)夾石含量不宜多;③礦體必須是易于破碎的巖體;④地表允許塌陷。前兩項是礦體地質(zhì)條件,是應(yīng)用自然崩落法的基本條件;后兩項是巖體物理性質(zhì)條件和環(huán)境開采條件,是應(yīng)用自然崩落法的必要條件。
(二)采用自然崩落法的礦山需要確定的要素
礦體可崩性、塊度分布,適應(yīng)不同礦體類型的放礦模式、放礦點或放礦帶間距、出礦系統(tǒng)設(shè)計、拉底順序和支護設(shè)計。詳細(xì)了解局部和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、使用能描述巖體特性的公認(rèn)的巖體分類方法,了解區(qū)域和擾動應(yīng)力狀態(tài)。
(三)自然崩落采礦法潛在的主要問題有以下幾個方面
1、地質(zhì)資料
地質(zhì)數(shù)據(jù)的局限性和不準(zhǔn)確性是導(dǎo)致自然崩落法采礦風(fēng)險的因素之一。
2、礦巖體數(shù)據(jù)
地質(zhì)勘探鉆孔資料反映的是整個礦體的“線”信息,根據(jù)對有限個鉆孔的“幾孔之見”進行綜合分析,建立反映整個礦床地質(zhì)模型是采礦設(shè)計最關(guān)鍵的一步。
3、礦巖崩落的連續(xù)性
礦巖崩落的連續(xù)性主要取決于礦塊拉底面積、拉底方向、拉底速率、礦巖體的穩(wěn)定性、巖體結(jié)構(gòu)特征以及放礦控制決策等多種因素。
4、崩落塊度
礦石的塊度決定放礦漏斗尺寸和放出體形態(tài),直接關(guān)系到放礦間距、設(shè)備選型和生產(chǎn)能力。
5、底部放礦結(jié)構(gòu)
放礦工作完成得好,礦石能順利放出,礦山就能充分利用自然崩落法低成本的巨大優(yōu)勢,獲得好的經(jīng)濟效益。
四、自然崩落法采礦方案的制定
一是要努力研究降低采礦成本的措施,盡量增加回采高度,向全面、連續(xù)崩落的技術(shù)高度發(fā)展;二是要根據(jù)不同用途和服務(wù)年限來確定底部結(jié)構(gòu)工程支護與維護方法,完善底部結(jié)構(gòu)工程的掘進、支護以及拉底裝藥爆破和出礦等設(shè)備的配套,以提高產(chǎn)量和生產(chǎn)效率;三是應(yīng)進一步完善礦石可崩性評價方法和塊度預(yù)測方法,研究采用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法與計算機技術(shù)相結(jié)合的手段建立準(zhǔn)確、可靠、簡單的礦石可崩性評價準(zhǔn)則,研究采用現(xiàn)代聲發(fā)射技術(shù)探測并計算沿節(jié)理面破碎的原始塊度,在此基礎(chǔ)上進一步研究二次應(yīng)力作用和放礦過程中由于相互擠壓摩擦而產(chǎn)生的附加破碎,從而確定最終崩落塊度;四是應(yīng)加強計算機放礦過程模擬和計算機放礦管理與放礦控制技術(shù)研究。
五、結(jié)語
自然崩落法自從美國Pewabie鐵礦問世以來,迄今已有100多年的歷史,國際采礦界積累了豐富經(jīng)驗。我國在20世紀(jì)60年代才開始醞釀運用自然崩落礦山的應(yīng)用。銅礦峪礦應(yīng)用自然崩落法進行高中段大面積覆蓋巖下放礦管理,在國內(nèi)尚屬首次,唯一可借鑒的只有國外一些特大型礦山生產(chǎn)管理的經(jīng)驗,這種采礦方法在目前很大程度上還存在于經(jīng)驗的基點上。這就需要更多的人不斷去探索,使之更趨于理性程序化,人們更容易去掌握它。自然崩落法的試驗、生產(chǎn)在我國僅僅是剛剛開始,鑒于實踐經(jīng)驗的不足和管理水平的落后,礦山不能盲目地選擇應(yīng)用自然崩落法,而要根據(jù)礦山的實際情況,慎重研究分析是否可用該法。
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根據(jù)浙江省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局《浙江省“安全生產(chǎn)年”深化礦山安全隱患排查治理(礦山安全生產(chǎn)專項整治)工作方案》精神以及國家、省市有關(guān)礦山安全生產(chǎn)專項整治、隱患排查治理及安全生產(chǎn)檢查等工作要求,結(jié)合我鎮(zhèn)實際特制定本方案。
一、指導(dǎo)思想
以深入學(xué)習(xí)實踐科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),圍繞降事故、控指標(biāo)、保平安的目標(biāo),堅持預(yù)防為主、標(biāo)本兼治、安全發(fā)展的方針,完善排查機制,創(chuàng)新治理措施,嚴(yán)格執(zhí)法標(biāo)準(zhǔn),確保我鎮(zhèn)礦山安全隱患排查治理與安全生產(chǎn)專項整治工作取得新突破。
二、工作目標(biāo)
積極開展礦山安全專項整治和隱患排查治理工作,是進一步落實礦山安全主體責(zé)任,提高安全管理水平,規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)行為,減少和消除事故隱患,實現(xiàn)礦山本質(zhì)安全。具體目標(biāo)是:
(一)礦山事故得到有效遏制。杜絕較大以上事故,一般事故死亡人數(shù)控制在3人以下。
(二)露天礦山開采技術(shù)明顯提高。露天礦山全部實施中深孔爆破、臺階式開采或分層開采,杜絕“一面墻”開采。
(三)地下礦山安全生產(chǎn)條件明顯改善。礦山提升運輸、通風(fēng)、排水、供電等主要系統(tǒng)完善,采礦方法與采場要素符合設(shè)計要求,提升系統(tǒng)安全防護裝置齊全有效。
(四)礦山企業(yè)安全管理水平繼續(xù)提高。所有礦山企業(yè)按要求配備專業(yè)技術(shù)人員;礦山企業(yè)全面開展安全標(biāo)準(zhǔn)化管理活動,建立和完善基本技術(shù)資料和安全管理臺帳。
(五)認(rèn)真開展非事故違法案件查處。加大對非事故違法案件的查處力度,嚴(yán)厲打擊礦山企業(yè)違法違規(guī)開采行為。非事故案件查處件數(shù)應(yīng)達(dá)到上年生產(chǎn)礦山數(shù)的50%。
(六)進一步提高市場準(zhǔn)入門檻,礦山布局更趨合理。新設(shè)礦點嚴(yán)格落實《*市人民政府辦公廳關(guān)于進一步加強我市礦山安全整治和資源整合工作的通知》要求,逐步關(guān)閉不符合安全條件和“一證多點”礦區(qū)。
三、工作重點
(一)建立重點地區(qū)監(jiān)管聯(lián)系制度。我鎮(zhèn)將新民、眾緣、白石、彭家、槎源塢、楊家等行政村的礦山列為今年隱患排查治理和安全專項整治的重點企業(yè)。
(二)加強對重點隱患的排查與整治。排查與整治的隱患重點是:1、露天礦山高陡邊坡和“一面坡”開采,作業(yè)平臺沒有達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn);2、不按設(shè)計要求組織生產(chǎn);3、破碎系統(tǒng)安全防護裝置不完善;4、地下礦山?jīng)]有形成有效的機械通風(fēng)系統(tǒng);5、采空區(qū)不按規(guī)定處理、采礦方法不符合開采規(guī)程;6、尾礦庫防排水設(shè)施不完善。
四、工作安排
(一)各礦山企業(yè)應(yīng)定期組織開展隱患排查和治理活動,對照《礦山企業(yè)(尾礦庫)整治檢查事故隱患排查表》(見省局文件附件1)和有關(guān)礦山開采規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)的要求,全面開展隱患排查活動,對排查出的事故隱患必須認(rèn)真落實整改,首次排查整改情況7月底前報鎮(zhèn)安監(jiān)辦,以后每季度上報一次。對排查隱患和整改情況應(yīng)建立臺賬。
(二)我鎮(zhèn)將按照本方案安排,結(jié)合《*市礦山安全生產(chǎn)監(jiān)督檢查工作規(guī)則》和隱患排查治理活動要求,組織相關(guān)人員對礦山企業(yè)開展隱患排查和治理活動進行檢查,對確定的重點監(jiān)管區(qū)域和礦山的將增加檢查的頻次。
五、工作要求
(一)明確責(zé)任主體,確保隱患排查治理工作到位。一是隱患排查治理的主體是企業(yè),礦山企業(yè)必須自覺履行隱患排查和治理責(zé)任,對檢查中發(fā)現(xiàn)的事故隱患必須及時整改,一時難以整改的,不能保證安全生產(chǎn)的,要實施停產(chǎn)整改;二是鎮(zhèn)安監(jiān)辦要督促企業(yè)開展隱患排查工作,對拒不開展隱患排查治理或排查治理不認(rèn)真的企業(yè),我們采取相應(yīng)措施督促企業(yè)認(rèn)真檢查,幫助企業(yè)開展隱患排查治理工作。