深部磷矿地下开采安全隐患与防治措施研究.pdf
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1、第 8 期深部磷矿地下开采安全隐患与防治措施研究石远方(贵州开磷集团股份有限公司,贵州 贵阳550000)冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 43 卷 第 8 期2023 年 8 月Vol.43 No.8Aug.2023摘要:开阳磷矿是中国重要的磷矿石开采基地,随着浅部磷矿资源逐渐枯竭,矿山开采转入深部。加强深部磷矿地下开采安全防范措施有利于保障矿山安全和高质量发展。文章通过对深部磷矿地下开采的安全隐患进行客观分析研判,论述了深部磷矿地下开采存在的主要安全隐患,进而结合深部磷矿地下开采条件,提出深部磷矿地下开采的防治措施。在具体防治措施中,主要从安全技术对策措
2、施、安全管理对策措施两个维度分析了深部磷矿地下开采防治措施,旨在为深部磷矿地下开采安全隐患与防治措施研究提供理论指导与帮助。关键词:深部磷矿;地下开采;安全隐患;防治措施作者简介:石远方(1984),男,贵州道真人,主要从事地下磷矿山开采安全技术工作。开阳磷矿地处贵州省开阳县金中镇境内,该地磷矿资源丰富,为保障中国粮食安全提供高含磷复合肥作出了重要贡献。近年来,开阳磷矿紧紧围绕高质量发展的需要,不断提升磷矿资源利用率,已建成集采矿、磷煤化工、氟化工、新能源材料等于一体的大型磷化工园区。1深部磷矿地下开采作业的安全影响分析1.1深井热害开阳磷矿部分开采区域井下自然温度已超过 30,中国地温梯度是
3、 3/100m。围岩温度随深度的增加而不断增高,机械设备产热、空气的自然压缩热等影响因素相互叠加,深部开采受到热害的影响愈发明显咱1暂。1.2中毒与窒息传统爆破采矿方法产生的炮烟、各种有毒烟尘、柴油机械产生的尾气等积聚在井下作业空间。爆破后产生的炮烟是造成井下人员中毒的主要原因之一,其他有毒烟尘则包括开采过程中遇到的溶洞、采空区、巷道中存在的有毒气体,火灾后产生的有毒烟气、CO2等。特别是在通风不畅的情况下,容易发生作业人员中毒与窒息事故。1.3放炮伤害采用爆破采矿方法就有发生放炮伤害的风险。特别是在放炮作业过程中,放炮呼应联络确认不到位、没有做好警戒、放炮操作不正确、残眼或盲炮处理不当、运送
4、爆破材料不规范等违反爆破安全规程易发生放炮伤害事故咱2暂。1.4水害开阳磷矿以溶洞和溶隙为主,同时,矿层顶板直接进水熔岩充水矿床。磷矿矿坑充水源多以大气降水为主,主要通过大面积分布白云岩浅部溶洞、溶隙补给以及横切矿体溪流补给。由于上述因素影响,导致磷矿矿坑充水受到影响的同时,对采掘深度造成下降的问题。如采掘深度下降,进而会导致白云岩含水层区域地下水补给与地层越流补给增加,最终导致深部磷矿地存在开采隐患。1.5井巷垮冒及采场冒顶深部磷矿开采受地压影响较大,此外,从力学角度来看,井下巷道因长时间在围岩作用下极大程度上容易发生变形。特别是在旧巷道,因为原有支护方式与支护密度不能满足正常使用,在采空区
5、的共同作用下,井巷极易发生垮冒。矿层的直接顶板有时是一层水云母粘土质页岩或含磷砾岩,这层岩石为矿层的假顶,它与上部的真顶(白云岩)结合不紧密,力学性质差,遇水易膨胀、松软,属于软弱层。采矿方法不合理、支护不当、揭顶不彻底、处理浮石操作方法不当等因素影响,采场极易发生冒顶。同时,对顶、底板性质及其它地质状况了解不够,构造裂隙中的剪裂隙使顶板容易在无预兆中冒落。以掘进巷道冒顶片帮伤害事故为例,对影响因素分析如图 1 所示。1.6火灾井下阻燃材料、湿式制动设备、干式变压器等应用降低了井下火灾风险。但内燃机设备线路短路、油品泄漏等影响因素仍有可能发生火灾事故。1.7提升井运输伤害随着深部磷矿开采运输需
6、要,提升井的应用、传统胶带运输距离增加、井下汽车运输等影响因素,易发生提升及运输伤害咱3暂。1.8高处坠落深部磷矿开采需要使用的溜井、风井等竖井增多,大型维修硐室施工、厚大矿体开采、切割贯通点多,施工作业措施不当、防护措施不到位等影响因素就会带43冶金与材料第 43 卷来高处坠落风险。1.9触电变电所、配电室、配电线路、配电箱、各种电气带动的生产设备、照明线路、照明器具、手持式电动工具等,因缺乏防护或防护失效,会出现设备漏电、短路、超负荷、绝缘破坏等故障,以及违章作业、缺少监护、缺少警示标志、人员误操作等原因,存在触电伤害的危险咱4暂。1.10机械伤害矿山生产过程中使用的机械设备运动(静止)部
7、件、工具、加工件直接与人体接触造成对作业人员的伤害,或因机械内部或外部因素造成设备损坏。水泵设备、凿岩设备、通风设备、空压机及配套设备、装岩设备、运输设备、其它机械设备和设施均可能产生机械伤害。以上是对深部磷矿地下开采作业过程中主要的安全影响进行分析。实际生产过程中还存在地压危害、火药爆破、物体打击、淹溺,以及粉尘、噪声、振动等危险因素,对深部磷矿地下开采有一定的安全影响咱5暂。2防治措施2.1安全技术对策措施(1)优化深部井下通风系统。做好风量、风阻计算,选择主通风机能够满足系统生产需求,配备的通风设备、设施能够达到规程要求。对此,应进一步优化设备选择管理制度,通过制定与健全合理的设备功率最
8、佳选择标准,加强对井下回风岗等工作管理,同时合理调控井下风量,适度增加工作面通风量,有助于实现回采工作面温度的有效控制。个体防护方面,要为井下作业人员配备专业且轻便的冷却服。在局部地热严重区域,可采取压缩空气制冷与人工制冷水空调系统咱6暂。(2)加强通风和增强个人防护是控制中毒窒息最有效的方法之一。结合深部磷矿地下开采条件,探索研究无爆破开采技术,减少炮烟中毒影响。同时,做好通风系统优化设计和建设投用,确保井下空气质量满足要求。此外,为进一步保障通风设施在发生火灾时具有较强的防风能力,应对巷道布置进行合理的规划与布设。文章认为,在具体实施过程中,可采用综合防尘措施进行布置,其中主要涵盖通风除尘
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