郴州市永兴新生矿区矿山安全与工业卫生设计

刘岳军

(湖南宝山有色金属矿业有限责任公司,湖南桂阳 424402)

郴州市永兴新生矿区矿山安全与工业卫生设计

刘岳军

(湖南宝山有色金属矿业有限责任公司,湖南桂阳 424402)

永兴新生矿区设计铜矿生产规模为3 400 t/d,100万t/a,7 000 t铜金属/a,是一个新矿山。为了充分开发矿山资源,设计准备开挖三个明竖井:一个箕斗井,一个罐笼井,一个回风井。设计按照规范搞好废水、废渣、废气防治,采用合适的开采工艺,防止产生地质灾害。严格安全规章制度,严格管理,从工艺、制度、管理上搞好安全、卫生管理工作,达到了很好的效果,保证了矿山安全高效生产。

新生;铜矿;安全;卫生

郴州市永兴新生矿区位于湖南郴州永兴县城西约38km处,隶属永兴县三塘乡管辖,地理坐标:东经112°43′00″～112°44′15″,26°04′30″～26°05′45″。面积3.47 km2。2005年至2007年,湖南有色地质勘查局一总队对新生矿区进行了以锡铜为主的多金属矿产普查和勘查工作,2007年6月提交了《湖南省永兴县新生矿区锡铜多金属矿普查报告》。本方案据此进行开发利用设计及矿山安全与工业卫生设计。

郴州市永兴新生矿,作为宝山铜冶炼项目的一个矿山基地,企业领导须对环境保护、安全生产十分重视,设置安全生产委员会,办事机构设安环部,实行公司、工区、班组三级安全教育制度,才能满足基本的安全生产活动。

1 工程概况

设计矿山铜矿生产规模为3 400 t/d,100万t/a, 7 000 t铜金属/a。该矿区是一个多金属矿区,富含铜、锡等多种金属。各种金属都具有一定的开采价值。本方案计划在区内设计铜选厂,以处理新生自产铜矿石及周边部分收购的铜矿石。铜的地质品位0.91%,采矿贫化率为12%,出矿品位为0.8%。

设计的新生矿区内是一个新矿山,为了充分开发矿山资源,设计准备开挖三个明竖井:一个箕斗井,一个罐笼井,一个回风井。形式箕斗井-竖井开拓方式。形成的开拓运输系统保有150万t/a以上的提升能力。

箕斗井:提升矿石,井深800 m,-300 m～地表(约500 m),井筒直径5 m。矿石经过各中段溜井溜至-260矿仓,经过破碎后由皮带运输到箕斗,矿石直接提升至地表矿仓,并经过汽车转运至选厂。

罐笼井:采用双罐笼提升,主罐笼提升矿石和废石,副罐笼提升人员和材料,兼作进风井,井深800 m, -300 m～地表(约500 m),井筒直径5.5 m。

人员、材料、设备等经罐笼井进入矿坑。然后进入各作业中段。各中段运输出矿采用铲运车加电机车装岩机的联合作业方式或采用7 t架线式电机车装岩机的联合作业方式,1.2 m3侧卸式矿车;废石运输采用3 t机车,0.75 m3侧卸式矿车。此开拓运输方案能力保证(150～1 200)万t/a。

每个中段的掘进工程废石量能满足各采空区充填,大多数废石经明竖井提升到各个废石仓,经废石溜井系统倒入井下各个采场用做充填料,少量的未用于充填的废石运输到废石场排放。

中段高度采用40 m高,从-300 m到200 m共6个中段,采矿中段为-260 m,-220 m,-180 m, -140 m,-100 m共5个。

采用全面法和中深孔阶段矿房法采矿。

2 主要污染源及其防治

新生矿区为有色金属采、选企业,其主要污染源为废水、废渣,其次为废气。

2.1 废水

废水污染源为井下外排废水及选厂外排废水。井下矿山一般涌水量小,井下水经罐笼井排出地表沉降池沉降后,排入集水池,回收用于选矿和井下生产,利用率为80%左右。选厂废水全部排入尾矿库,经6 d沉降,除出污染物后,部分回水用于选矿、部分达标外排。生活废水及井下未能利用的废水,汇入库容工业废水沉淀库,自然沉淀后达标外排。工业废水需经湖南省环境监测中心监测符合《污水综合排放标准》GB8973-1996达标排放。

2.2 废渣

主要为井下开采的废石及选矿尾砂。井下废石主要用于井下空区充填,剩余少量的废石排入废石场,废石场下方筑有挡石坝,坝内设有反滤层,防止泥沙流失,并在废石场大部分地方植树种草。选厂尾砂,全部排入尾矿库。

2.3 废气

废气来源于井下通风回风巷道排出的污风,废气主要成分为粉尘及爆破时产生的CO、NO、NO2等,矿山生产中,采取作业点喷水、湿式凿岩、装矿点设防尘风机等措施,并加强局部扇风,可以在极短时间内将废气达标排出。

3 矿山地质环境评价

矿山所在地区的区域稳定性良好,无地震,矿区范围内为荒坡山地,无地面建筑物。矿区地下水标高低于当地浸蚀基面,矿区地下水与周边各水文地质单元形成明显的水位差,不受矿床疏干排水影响,地面无变形现象,地质环境稳定。

矿区矿体围岩体完整,坑道不需支护,裂隙发育处有松石掉落和少量片帮。生产范围内,根据围岩稳定性不同,采用全面法和中深孔阶段矿房法,因此不会对地质环境造成破坏。

4 危害生产安全因素分析

根据矿区实际情况,生产过程中主要存在下列危害生产安全的因素:

1.地压灾害。矿山设计虽对采空区进行充填,但仍会存在不同程度采空区,采空区、采场和巷道受地压或不良工程地质条件影响,均可能引起地质灾害。

2.爆破危害。在矿床开采过程中,需使用炸药,炸药从炸药库运出途中、装药和放炮过程中、未爆炸或未爆炸完全的炸药在装卸矿岩过程中,都有发生爆炸的可能,造成人体伤害和财产损失。

3.电伤害。井下生产系统使用大量用电设备,井下充油型互感器、电力电容器如长时间过负荷运转,会产生大量热量,电器设施内部绝缘损坏,保护监测装置失效,会造成火灾、爆炸,另外,配电线路、开关、熔断器、插销座、电热设备、照明器具、电动机等均有可能引起电伤害。

4.中毒、窒息危害。引起中毒、窒息的原因主要是爆破后形成的炮烟和其它有毒烟尘,其它有毒烟尘是开采过程中遇到的溶洞、采空区、废旧巷道中存在的有毒气体、火灾后有毒烟流等。造成人员中毒、窒息原因主要是井下通风不畅和违规作业。

5.水灾危害。在开采过程中,可能存在由地表塌陷或地质构造形成的通道进入矿井的地表水的危害、采空区和废弃坑道中储存水体的危害、溶洞、构造裂隙中水体的危害。导致工作面突水,造成人员伤亡和财产损失。

6.机械伤害。井下各种机械设备都有可能造成机械伤害,这些机械设备包括掘进机械、运输(提升)机械、装载机械、钻探机械等。

7.粉尘危害。在进行穿孔作业、爆破作业、运输作业和破碎作业时,都会产生粉尘,长期吸入人体,可得砂肺病,最后使人窒息死亡。粉尘危害程度与粉尘的分散度、游离二氧化硅含量和物质组成有关。

8.噪声危害。噪声主要来源于气动凿岩工具的空气动力燥声、各设备在运转中的振动、摩擦、碰撞而产生的机械噪声和电动机等电气设备所产生的电磁辐射噪声。

5 设计采取的预防措施

5.1 安全出口及安全标志

整个开拓工程完成后,本开采区段的各个中段均连通竖井和斜井,形成两个直通地表的独立的安全出口,同时每个采场均有两个以上能够行人(设有梯子间)的天井通达上一个中段。井下各中段巷道内均设置安全撤离标志。

5.2 采空区管理措施

井下采空区的治理采用及时密闭封堵措施。其具体做法:对通往井下采空区的井巷采用先堆集4 m长的砂包或先堵一定厚度的废坊再用爆破挑顶形成废坊封堵后,然后砌筑1 m左右厚的混凝土墙,封堵长度不小于5 m。

在地表预计塌陷区域周围采用铁丝围网全部封闭,隔离和阻止人员及牲畜进入塌陷区。

5.3 采场地压管理措施

5.3.1 采场顶底板管理

在采空区内留有足够的矿柱支撑采空区顶底板,拟定的浅孔留矿采矿法采场的间柱隔一采一,底柱原则上不回收,只考虑在矿岩稳固地段才采用隔一留一的方式回收。

在断层裂隙发育地带布置采场时,应将间柱布置在特别破碎地段,并适当加大间柱尺寸。当矿房采至临近顶柱时,此外会产生应力集中,如矿岩不够稳固,应采用横撑支柱或锚固措施。

采场凿岩爆破后,用高压水冲洗顶底板,及时清除两帮松动的浮石,切实做好敲帮间顶工作,加强采场内照明,配备专职安全员检查和处理顶板。

5.3.2 采场放矿管理

采场放矿过程中有时会在暂留矿堆内形成悬空洞,且会突然垮落,如人在工作面的矿堆上作业,则会造成伤亡事故。故应加强放矿管理,尽量避免矿堆出现空洞,如出现空洞应及时处理,并做好工作面的平场工作。

5.4 井下防排水措施

鉴于本矿段井下存在的断层、裂隙和孔洞水,在井下采矿和掘进过程中,采用超前钻孔探水,切实做到“有疑必探、先探后掘、边探边掘”,如发现工作面有出汗、水压大等现象,及时处理。

5.5 爆破作业安全及防火措施

严格按 GB6722-86《爆破安全规程》设计和操作。

根据资料分析,虽然矿岩自然发火的可能性小,但为确保安全,坑内仍采取一般性防火措施,如炸药发放处设消防器材,各种机电硐室均用耐火材料建造。

5.6 电器安全措施

高压开关柜选用可防误操作的开关柜,低压配电屏选用防护性能好的成套配电屏,建、构筑物防雷设施按有关规程规范实施,低压用电设备均“接零保护”,在Ⅰ、Ⅱ类手持式电动工具及暂设用电设备和潮湿场所有电设备均加装漏电保护装置。

6 职业危害防治措施

6.1 噪声防治措施

对采场的通风机、压风机及凿岩机等高噪声源设备采取吸声、隔声和减震等综合消声措施,个体防护采取佩带耳塞和定期轮换等措施。

6.2 粉尘防治措施

坑内通风防尘措施:在各进风井口周围地带不安排产尘或有毒作业,并进行绿化,使进入井下的新鲜风流符合安全卫生要求。独头工作面或通风困难的采场安装局扇加强通风,采用湿式凿岩,加强爆堆洒水及巷道洗壁工作,降低粉尘浓度,加强井下人员个体防护,在有粉尘产生的地点的工作人员,需佩戴防尘口罩,加强通风设施的调整、维护管理、保持井下有足够的风量,定期进行粉尘和风流的测定和化验工作。

7 安全管理措施

在矿山安全管理方面实行安全生产责任制,建立健全各项安全生产规章制度,配备安全生产机构及人员,针对井下各类危害,制定安全技术措施计划,在全体职工中,开展安全生产教育,并定期对井下进行安全检查,有各类事故统计分析资料。本建设项目要求在此基础上,增加以下安全管理措施:对外来施工人员进行安全教育,建立各种培训档案,制定各种设备的安全操作规程,从根本上杜绝违章操作,针对已辨识的危险危害因素,制定应急计划,如紧急逃生标志,加强消防管理意识,井下配备必要的消防器材。

8 预期效果评价及建议

本工程投产后虽存在地压、水害、爆破伤害、机械伤害等危险危害因素,按照严格的管理,积累了丰富的安全生产管理经验,且矿山对安全生产非常重视,只要严格按照上述各项安全措施逐一落实,开采安全是有保障的。

新生矿现在经过严格的安全、环保、卫生设计和管理,有力保障了生产经营的正常开展,达到年产值1亿元的良好效果。

本矿由于延伸长、面积广,采取分工区生产,生产较分散,建议应进一步加强安全管理,增加安全管理人员编制。

[1] 湖南省有色地质勘查局一总队.湖南省桂阳县及周边地区铜矿产资源储量调查报告[R].郴州:湖南省有色地质勘查局一总队,2008.

[2] 湖南省有色地质勘查局一总队.湖南省永兴县新生矿区锡铜多金属矿普查报告[R].郴州:湖南省有色地质勘查局一总队, 2008.

[3] GB16424-1996,金属非金属地下矿山安全规程[S].

[4] GB3095-96,环境空气质量标准[S].

The Design of Mine Safety and Industrial Hygiene of Newborn Mine of Yongxing Country,Chenzhou City

LIU Yue-jun
(Hunan Baoshan Nonferrous Metal Mining Co.,Ltd,Guiyang424402,China)

The design production scale of the newborn mine of Yongxing country mineral deposits is 3 400 t/d,100 tons/year,7 000 tons of copper metal/year.As a new mines,in order to fully develop mining resources,it designs to excavate three vertical Wells,a skip:well,well beyond a return.According to the standard design in wastewater and waste residue,waste prevention,it adoptes appropriate mining process to prevent producing geological disasters.Strict safety regulations,organization,strict management,technical and management system improve safety, hygiene management work,which achieve a good effect and ensure the efficient production safety in mines.

newborn mine;copper;safety;industrial hygiene

TD21

A

1003-5540(2010)04-0009-03

刘岳军(1971-),男,工程师,主要从事有色金属矿山采矿技术管理工作。

2010-06-25