礦山的安全問題隨著礦山生產(chǎn)的產(chǎn)生而產(chǎn)生,隨著開采深度的發(fā)展而發(fā)展。在礦山的開采過程中,由于受到人的不安全行為,物的不安全狀態(tài)和環(huán)境的不安全因素的影響和限制,導(dǎo)致傷、亡事故的頻頻發(fā)生,已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注。
礦山安全生產(chǎn)管理的重點和難點是井下的采掘頂幫的安全管理工作。深入現(xiàn)場作業(yè)及服務(wù)的人員越來越想有一個良好的安全環(huán)境,消除頂板的不安全狀態(tài)。
一、 頂板安全管理的制約
1、地質(zhì)狀況
礦體走向為NE30°~40°w 左右,傾向NW,傾角25°~45°左右,主斷層有5~20cm的斷層泥,遇水極易軟化坍塌,斷層上盤為蝕變極為強(qiáng)烈的絹英巖化花崗巖,其巖石極為破碎,且含有泥質(zhì)和裂隙水,對下盤礦石開采極為不利;位于主斷層下盤的礦體節(jié)理裂隙極為發(fā)育、構(gòu)造節(jié)理面縱橫交錯,且節(jié)理面內(nèi)多有泥質(zhì)充填,穩(wěn)固性較差;礦體下盤的圍巖破碎、穩(wěn)定性差,賦存于黃鐵娟英質(zhì)碎裂巖及硅化花崗巖蝕變帶碎裂巖中,構(gòu)造裂隙極其發(fā)育。黃鐵娟英質(zhì)碎裂巖f=6~8,上盤巖石f=4~6;其抗拉強(qiáng)度僅為單軸抗壓強(qiáng)度的1/9~1/19,垂直于結(jié)構(gòu)面的抗拉強(qiáng)度趨近于0。這種礦巖條件直接制約著采掘頂板的安全管理。
2、破碎巖體給頂幫管理帶來的限制
其一,極易受爆破震動的影響發(fā)生微觀結(jié)構(gòu)上的破壞,使巖體發(fā)生變化,當(dāng)結(jié)構(gòu)面上的滑移超過其位移的極限值時,巖體結(jié)構(gòu)解體崩潰,往往無明顯變形而突然冒落。
其二,對于采掘工程在施工過程中,由于巖體的抗拉強(qiáng)度較小,頂板自撐拱形之內(nèi)的巖體重量就變成了巖體的抗拉強(qiáng)度,在一定的暴露面積和一定的時間內(nèi),當(dāng)頂板承受的拉應(yīng)力(巖體的自身重量)超過巖體本身的抗拉強(qiáng)度時,便使頂板在拱頂范圍內(nèi)的巖石發(fā)生冒落。因此這種礦巖條件給頂幫的安全管理工作帶來了極大的難度。
二、頂板安全管理的措施
1、不斷改善采礦方法,逐步改變頂板的暴露面積和暴露形式
安全上可靠,技術(shù)上先進(jìn),經(jīng)濟(jì)上合理是應(yīng)用采礦方法的三個必要的條件,但首要的因素就是安全上可靠,如果安全上不可靠,其他條件再好也經(jīng)不住歷史的考驗,不能成為采礦生產(chǎn)的好方法。
1)頂板暴露面積的改善
采用上向水平分層充填采礦法,其采場空頂跨度在8米左右,長度為礦體的水平厚度,并且分一、二步回采,二步采難度更大,采取了錨桿支護(hù)頂板,經(jīng)常出現(xiàn)塌方冒頂現(xiàn)象,并且非常嚴(yán)重,直接威脅著作業(yè)人員的安全。
采場采用了巷道掘進(jìn)式進(jìn)路采礦,進(jìn)路空頂?shù)目缍缺3衷?m左右,使頂板暴露跨度比原來縮小了60%以上,暴露面積的縮小,拱頂內(nèi)巖石重量隨之減少,增加了巖體的穩(wěn)定,頂板的冒落現(xiàn)象有了明顯的減少,使頂板的安全管理有了進(jìn)一步的改善。
頂板暴露的跨度進(jìn)行了進(jìn)一步的研究,對于三類巖石為中等破碎巖石,跨度在3~5m,頂板暴露時間在一個周之內(nèi),四類巖石為特別破碎巖石,頂板跨度在2.5m暴露時間只有10小時,便會出現(xiàn)塌方;隨著開采深度的加深,巖石的應(yīng)力將會進(jìn)一步的加大。