基于試驗(yàn)礦塊開(kāi)采安全管理措施探析

1、    基于試驗(yàn)礦塊開(kāi)采安全管理措施探析    張丕洪+馬天勇摘 要：文章借鑒試驗(yàn)礦塊開(kāi)采安全評(píng)價(jià)綜合指標(biāo)體系，提出開(kāi)采安全措施務(wù)必真實(shí)、全面反映對(duì)礦塊安全開(kāi)采產(chǎn)生影響的主要因素，且要求結(jié)構(gòu)合理、層次分明，具有科學(xué)、系統(tǒng)、可操作性強(qiáng)。該試驗(yàn)礦塊開(kāi)采屬于極度危險(xiǎn)的作業(yè)。如果在開(kāi)采前，通過(guò)合理的采礦設(shè)計(jì)和安全措施，有效地降低各因素的危險(xiǎn)性，作業(yè)危險(xiǎn)性則大為降低。合理地采礦設(shè)計(jì)和安全措施，試驗(yàn)礦塊的開(kāi)采是可行的。關(guān)鍵詞：礦塊；開(kāi)采；安全性；地質(zhì)單元1 基于可視化模型的礦塊開(kāi)采安全性分析本文基于可視化模型，提出了地質(zhì)單元開(kāi)采危險(xiǎn)因素分析方法。首先，在建立的可視化

2、模型基礎(chǔ)上，形象直觀的將試驗(yàn)礦塊周邊地質(zhì)劃分為若干個(gè)單元，然后根據(jù)空間方位和模型輸出的有關(guān)地質(zhì)參數(shù)逐個(gè)對(duì)地質(zhì)單元危險(xiǎn)因素進(jìn)行全面辨識(shí)與分析，并分析出礦區(qū)發(fā)生的主要事故類(lèi)型。基于可視化模型-事故樹(shù)分析法的礦塊開(kāi)采危險(xiǎn)因素辨識(shí)，提出礦塊開(kāi)采安全指標(biāo)分析模型?；诳梢暬Ｐ?事故樹(shù)分析分綜合分析方法是一種將可視化模型分析和事故樹(shù)分析法有效結(jié)合，充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)的分析方法。選取主導(dǎo)危險(xiǎn)因素的基本事件為第二層的評(píng)價(jià)指標(biāo)，將確定為主導(dǎo)危險(xiǎn)因素的基本事件的上級(jí)關(guān)聯(lián)事件作為第一層的評(píng)價(jià)指標(biāo)，這實(shí)現(xiàn)了指標(biāo)科學(xué)性的篩選及分層，形成礦塊開(kāi)采安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。2 事故樹(shù)分析法在開(kāi)采安全分析中的應(yīng)用2.1 事故樹(shù)分析程

3、序確定頂事件，頂事件是不可能發(fā)生的，它們是分析的對(duì)象。頂層事件的確定是基于事故調(diào)查。調(diào)查的目的是查明事實(shí)，因?yàn)槠湓騺?lái)源于事實(shí).。全面了解系統(tǒng)，分析了生產(chǎn)系統(tǒng)中存在的對(duì)象（事故）情況，對(duì)系統(tǒng)中的人、物、管理和環(huán)境四個(gè)部分進(jìn)行了詳細(xì)的了解。調(diào)查事故原因，從人的系統(tǒng)、材料、管理和環(huán)境缺陷入手，找出事故原因。在事故的各種因素中，既要注意因果因素，又要重視因素之間的關(guān)系。根據(jù)事故概率和事故嚴(yán)重程度，確定事故控制指標(biāo)。確定事故發(fā)生的目標(biāo)值的概率。故障樹(shù)的構(gòu)造，在分析頂層事件、相關(guān)事件和基本事件之間的關(guān)系的基礎(chǔ)上，根據(jù)解釋?zhuān)ㄍ评恚┓治龇椒?，逐步探究原因，將各種事件與邏輯聯(lián)系起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整的故障樹(shù)。根據(jù)

4、故障樹(shù)的最小割集和最小直徑設(shè)置，以防止意外。確定排序結(jié)構(gòu)的基本事件的重要性。定量分析，根據(jù)發(fā)生的基本事件的概率，頂事件發(fā)生的概率?；诟怕手匾院团R界重要性的基本事件的頂層事件概率。根據(jù)上述分析結(jié)果和安全投資的可能性，我們可以找到最佳的計(jì)劃，以減少意外的概率，以滿足要求的概率目標(biāo)。2.2 事故樹(shù)定性分析最小割集的概念：集頂事件的基本原因的事件，也就是說(shuō)，事故樹(shù)，一組基本事件可以導(dǎo)致頂事件，這組基本事件被稱(chēng)為割集。最小割集：一組導(dǎo)致頂級(jí)事件發(fā)生的最小基本事件集.。有許多方法找到最小割集和最小割集。布爾代數(shù)簡(jiǎn)化方法又稱(chēng)為邏輯簡(jiǎn)化法，該方法是基于布爾代數(shù)和簡(jiǎn)化規(guī)則的實(shí)踐表明，事故樹(shù)簡(jiǎn)化后的一些交集c

5、，每個(gè)交點(diǎn)實(shí)際上是一個(gè)最小割集。結(jié)構(gòu)重要度分析是重要的程度，從事故樹(shù)的基本事件的分析沒(méi)有考慮各基本事件的概率，或者每個(gè)基本事件的概率都相等，各基本事件的發(fā)生對(duì)頂上事件分析的影響，一般使用說(shuō)?；臼录Y(jié)構(gòu)的重要性越大，對(duì)頂層事件的影響越大，反之亦然。3 試驗(yàn)礦塊開(kāi)采安全管理措施3.1 確保開(kāi)拓巷道的暢通開(kāi)拓巷道是人員進(jìn)出與運(yùn)輸?shù)闹匾ǖ?，必須保持暢通?270m為礦山的集中運(yùn)輸水平，目前各項(xiàng)設(shè)施完好，可保證人員進(jìn)出與運(yùn)輸要求。上部-130m水平是數(shù)十年前開(kāi)拓的巷道，由于礦山開(kāi)采已下降到-270m以下，該巷道的所有設(shè)施多年前就已拆除。不過(guò)，調(diào)查表明，該巷道穩(wěn)固性較好，未發(fā)現(xiàn)有垮塌冒落現(xiàn)象。鑒于暴露

6、時(shí)間較久，在開(kāi)采中仍應(yīng)密切觀察其穩(wěn)固性的變化。同時(shí)，人員應(yīng)盡量從下部-270m水平進(jìn)出。采場(chǎng)地壓，殘采礦體開(kāi)采，最大的問(wèn)題是采場(chǎng)地壓較大。采場(chǎng)地壓大可引起各類(lèi)安全事故。實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)礦塊的地壓增加，可源于多種因素，如上部崩落覆巖透水深降、地表大規(guī)模塌陷、東側(cè)崩落區(qū)快速下降、西側(cè)采空區(qū)突然塌落、礦內(nèi)采空區(qū)突然塌落，以及試驗(yàn)礦塊的開(kāi)挖。以上任何一種因素都可誘導(dǎo)采場(chǎng)地壓的突變，并帶來(lái)采礦安全問(wèn)題。因此，應(yīng)在各安全隱患處埋設(shè)儀器，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)地壓的變化，以確保采礦的安全回采。3.2 做好采礦設(shè)計(jì)與安全防范的技術(shù)工作從上所述中可看出，實(shí)驗(yàn)礦塊的礦體破碎，礦體處于采空區(qū)和崩落區(qū)之中，礦體開(kāi)采地壓與安全隱患較大，應(yīng)合

7、理選擇采礦方法，采用快采、快挖的采礦方法，同時(shí)在開(kāi)采前做好應(yīng)急預(yù)案，充分防范事故的發(fā)生、發(fā)展。西側(cè)采空區(qū)，該采空區(qū)為早期民采遺留空區(qū)，面積不詳。該采空區(qū)大面積垮塌時(shí)，可能造成沖擊地壓。因此，在開(kāi)采前應(yīng)查清采空區(qū)面積、穩(wěn)定性狀況，并視情況作相應(yīng)的支護(hù)或處理。同時(shí)應(yīng)密切監(jiān)督該采空區(qū)隨開(kāi)采推進(jìn)的穩(wěn)固性變化，一旦有異常狀況，應(yīng)立即停止作業(yè)，查清和排除安全隱患。礦內(nèi)采空區(qū)，該采空區(qū)為三年前開(kāi)圣公司試驗(yàn)無(wú)底柱崩落法失敗后殘留的采空區(qū)?？諈^(qū)實(shí)驗(yàn)礦塊上部（6線-153m至-133m之間，走向30-50m、寬為礦體厚度），空區(qū)面積較大，高達(dá)700-800m2。開(kāi)采前，應(yīng)進(jìn)一步查清空區(qū)的形狀、位置和穩(wěn)固情況，合理

8、設(shè)計(jì)采礦方法與施工方案，并有合理的安全防范措施。開(kāi)采中，應(yīng)密切監(jiān)督該采空區(qū)隨開(kāi)采推進(jìn)的穩(wěn)固性變化，一旦有異常狀況，應(yīng)立即停止作業(yè)，查清和排除安全隱患。采場(chǎng)出礦，前期殘采試驗(yàn)表明，在夏季降雨期，松散的覆巖在地表水的作用下，常導(dǎo)致采場(chǎng)涌水和跑黃泥事故。由于試驗(yàn)礦塊離地表不足200m，上部全部是崩落覆巖，問(wèn)題將更為嚴(yán)重。因此，在采礦方法與施工設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮合適的疏水措施，配備專(zhuān)用抽水設(shè)備，保持排水溝暢通。同時(shí)，做好跑黃泥事故專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案。采場(chǎng)回采，殘采礦體回采常面臨著較多的安全隱患。而實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)礦塊周?chē)遣煽諈^(qū)或崩落區(qū)，將面臨著更多的安全隱患。若采用崩落法回采，出礦人員可進(jìn)入采場(chǎng)，但鑿巖工人仍需要進(jìn)入采場(chǎng)或巷道鑿巖，在出現(xiàn)大規(guī)模地壓，造成巷道大面積冒頂片幫，安全隱患仍較大。因此應(yīng)加強(qiáng)采場(chǎng)地壓的監(jiān)督和安全管理工作。同時(shí)采用合適的支護(hù)技術(shù)。另外，應(yīng)嚴(yán)格控制爆破一次單響藥量，以避免誘導(dǎo)周?chē)煽諈^(qū)和采場(chǎng)內(nèi)巷道的垮塌