地下采矿转为露天残采的安全管控

张兵（西部黄金哈密金矿有限责任公司 哈密 839000）

地下采矿转为露天残采的安全管控

张兵
（西部黄金哈密金矿有限责任公司 哈密 839000）

在国内，目前多数矿山都存在有残矿回收问题，由地下转露天开采的矿山在不断的增多，从安全的角度来讲，露天残采的安全系数远大于地下开采。在国外早期，大型矿山均地下开采，由于资源的不可再生性和地下开采的安全性，逐渐将早期的老矿山由地下开采转为露天残采，一来解决地下开采产生的空区带来的安全隐患；二来可以增加矿石回收率，提高不可再生资源的有效利用，如美国亚利桑那州Morenci铜矿和Ray铜矿，国内新疆的富蕴的索尔库都克铜钼矿。

地下采矿 露天残采 安全管控

我国有色金属残矿资源一般分为挂壁矿、边角细脉矿、存窿矿、矿柱型矿四种类型，多数矿山都存在有残矿回收问题，实践表明残矿回收需针对残矿具体的赋存状况和开采技术条件，参考国内外同类矿山开采经验，采用切实可行、安全合理的回采方案。在国内由地下转露天开采的矿山在不断的增多，黑色系统有弓长岭铁矿；有色系统有铜官山露天矿、铜山露天矿等是由地下开采转为露天开采回收残矿及矿柱的矿山，新疆的富蕴的索尔库都克铜钼矿也进行了地下改露天的转变。地下开采的矿山转为露天开采，必须做好采空区的处理工作，才能有效对空区安全隐患进行管控，提高露天残采的安全性；同时，露天采矿成本普遍降低30%～50%，劳动生产率大幅度提高，而且大大提高了矿山的生产能力，能取得良好的经济效益。

1　工程概况

阿拉塔格铁矿区位于哈密市西南200 km处的戈壁荒滩，东距雅满苏铁矿124 km，有简易公路相通。由哈（密）－若（羌）公路100余千米到土屋铜矿，再下简易砂石路80余千米可到矿山。矿区属低山丘陵地貌，海拔在1 010～1 039m之间，矿区内相对高差小于40m，矿区地势较平坦，总体上呈西高东低的地势。区内常年干旱少雨，属典型的大陆性荒漠气候。

新疆地质局一大队三分队于1978年发现该座铁矿山，并进行了普查、详查，勘探。2001年以前矿山被多支民采队伍进行掠夺式无序开采，采矿方法不规范、没有合理地进行支护和空区处理，采富弃贫、采厚丢薄，矿山遭到严重破坏。2001年至2008年，由国有企业进行正规采出，但由于前期地质资料缺乏，生产技术管理粗放，生产过程中也存在不少问题。2008年至今，开采深度已达200m，虽矿山相应安全标准化管理，生产管理逐步走向规范，技术管理工作逐步加强，但因采矿的推进，在地下暴露出相应的采空区，对矿山生产十分不利。目前矿山正逐步解决历史遗留的安全隐患，以实现安全、高效、经济的现代化矿山。

2　影响露天残采的安全因素管控

2.1自然危害因素管控

矿区工程地质条件较好，水文地质条件简单，主要不安全因素在于露天开采边坡角的控制、季节性洪水、冬季低温等在特殊条件下对矿山开采产生一定影响。据地形、地势、地表标高及当地洪水位、流向，采取防洪沟渠与挡墙的方式预防洪水灾害，排废场选择合理，避免将泄洪通道堵塞。坚持收听天气预报的气象信息，及时预报大风来袭的时间与风速，及早采取防范措施。对矿山易受风灾沙尘危害的设施，如电线杆与线路等设施，应进行维护加固，使其有必要的强度与稳定性，防止因大风刮倒损坏。当风力大于6级时，禁止高处作业。

2.2开采过程中危险因素管控

为了保证露天开采过程中，为保证人员、设备的安全，在露天剥离之前，针对采空区采用穿孔进行处理。局部的采空区由于已经和地表相通，在进行剥离的时候，先对已采通至地表的采空区进行处理，从已知到未知进行剥离。加强工程地质勘测，掌握边坡所处岩段的不良地质条件，主要包括断层接触带，矿岩破碎带，节理裂隙和软弱岩脉穿插的情况。剥离作业防止装药量过大，确定合理的炮孔深度和炮孔排距。在剥离作业最终边坡附近，用控制爆破或减震措施。

实现露天残采，必须进一步探明采空区的空间分布情况。在进行露天开采时，将通过已知空区向未知空区进行探索剥离工作。在对未知空区进行施工时，先针对空区采用穿孔，对未知空区进行顶板厚度的基本确认。在施工前，对照井上井下实测图，在地表标出空区范围，以便于正确安排大型设备行走路线，确保设备和人员的作业安全。由于地下空区比较复杂，即存在预见性的坍塌现象，这种现象主要将会造成矿石铲装和运输困难，或积压矿石，影响产量的衔接，如处理不当也会给作业人员、车辆带来可怕的安全事故。故在施工时，依据现场实测及管理人员的指挥，先确定具体部位，然后通过探索性生产爆破或技术性处理揭穿空区顶板，预防坍塌事故的发生。

人为因素、管理因素导致的安全问题，结合矿山实际建立、健全各种行之有效的管理制度，安全技术规程、措施。加强对管理人员和生产操作人员进行安全思想教育和技术技能的培训，提高企业的管理水平，提高职工的技术、技能素质，强化职工的制度观念，责任意识，做到尽职尽责，把各项制度、规程、措施以及岗位责任落实到位；特种作业人员必须经考核合格，做到持证上岗操作。

2.3周边环境安全管控

周边环境安全主要指不良地质条件，主要包括断层接触带、矿岩破碎带、节理裂隙和软弱岩脉穿插的情况。在爆破过程中防止装药量过大，确定合理的炮孔深度和炮孔排距，预防围岩被扰动。同时，在最终边坡附近，采用控制爆破或减震措施；临近最终边坡的采掘作业，必须预留安全、运输平台，保持阶段坡面角，坡底不得超挖。每个阶段结束时，及时清理平台上疏松的岩土和坡面上的浮石；对有滑坡征兆的边坡要及时划定危险区域，设立警示标志和拦截措施。建立健全边坡管理和检查制度，设置专门机构和人员负责边坡治理的技术管理工作。

3　爆破安全控制

3.1爆破工艺安全控制

爆破工艺采用炮眼孔径100mm、孔深12m、最小抵抗线2.0m、孔距3.5m、排距2.0m，呈三角形布孔；采用导爆管雷管与击发导爆索的导爆管雷管组成一个回路，用高能起爆器起爆，乳化炸药爆破的爆破工艺。一次爆破最大装药量相对比较少，相对危险范围也比较小。计算出爆破飞石安全距离、冲击波安全距离、地震波安全距均小于规程规定的300m。按300m距离设置爆破警戒区，通过公路设路卡、爆破期间人员定点警戒，严禁车辆和人员通行。起爆前所有人员（包括爆破人员）全部撤离到爆破警戒以外，起爆后在炮烟未散尽前严禁人员进入采区。从爆破工艺上降低了爆破的危害程度，爆破工艺相对较安全，采取的安全措施可靠。

3.2爆破作业安全控制

爆破作业的安全可靠性取决于人的行为，从事爆破作业人员必须受过爆破技术训练，熟悉爆破器材性能、操作方法和安全规程；严格按照正常的爆破作业次序作业；放炮前的通讯联系通畅。检查炮位施工是否有无乱孔、堵孔和卡孔现象，如果和设计差异较大，影响爆破效果或危及安全生产，应重新打炮眼；差异不大时，应根据实际情况调整药量。确定炮孔内是否有水，如有水应采取防水措施，以免炸药受潮失效或雷管拒爆。起爆前撤除现场—切工具、机械设备及堆存的材料。

通过警戒区的道路设路卡，爆破期间配置专人警戒，严禁车辆和人员通行。起爆前所有人员必须全部撤离到爆破警戒以外，起爆后在炮烟未散尽之前严禁人员进入采区。

炮后应检查有无拒爆或半爆现象。如果发现有拒爆药、包盲炮或对全爆有猜疑时，应先设警戒，经处理后警戒才能解除。

4　矿区救护保障

矿区设业余救护队。业余救护队配备包括医务人员在内矿山救护人员，对救护人员进行相关医疗急救的培训教育，掌握医疗救护知识与方法。矿山配备常用的医疗急救药品、担架及交通车辆，一旦有需救护的受伤人员能及时救护。救护车上应配备必要的医疗救护器材及急救药品。

5　结论

对阿拉塔格铁矿井采转露天残采的转变，在安全管理和控制过程中，充分认识地下空区，防止在生产过程中发生塌陷事故；边坡预防过程中，严格按照设计事故，排除浮石安全隐患，能够有效预防机械运输、人员活动的安全；同时对爆破工艺和爆破作业的安全管控，保证了特殊作业的特殊安全。阿拉塔格矿区采矿模式由井采到露天残采，为国内和新疆老矿山解决地下采空区的隐患、提高矿石回采率等提供了丰富的安全施工经验。

［1］GB16423-2006《金属非金属矿山安全规程》［S］.北京:中国社会科学出版社，2006.

［2］GB6722－2011《爆破安全规程》［S］.北京:中国爆破工程协会，2011.

［3］采矿手册编委会《采矿手册》（第五卷）［K］.北京:冶金工业出版社，1988.

［4］钟南勋.新疆哈密阿拉塔格铁矿区详细地质普查报告，［R］.地质部第一地质大队三分队.1980.

［5］唐向阳.新疆哈密阿拉塔格铁矿残留矿柱采矿方法研究，［R］.新疆有色设计院.2011.

［6］江海东.阿拉塔格铁矿残矿开采安全篇，［R］.新疆有色冶金设计院.2012.

收稿：2016-03-09

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.04.039