玄武岩矿开采安全设施的设计分析

王安强

(安徽省地质矿产勘查局327地质队，安徽 合肥 230011)

安徽省天长市谕兴文庄一带蕴藏丰富的建筑石料用玄武岩矿矿产资源。随着地方经济的发展，基础设施建设对建筑石料用玄武岩矿矿产品的需求量日益增加。资源及区位优势造成该区域矿山企业密集分布。下面以天长市谕兴文庄建筑石料用玄武岩矿为例，对玄武岩矿开采安全设施的设计进行深入研究。

1 背景介绍

天长市谕兴文庄建筑石料用玄武岩矿位于天长市城区东南160°方向直距约22.0 km处谕兴文庄一带,行政区划隶属于天长市金集镇文庄村所辖。矿区中心地理坐标：东经119°05′58″、北纬32°31′51″；矿区内有简易砂石路接天长～金集镇公路，北接天长市连312省道；南行26公里至江苏仪征市，交通方便；矿区地处沿江丘陵平原，主要地貌类型为波状平原，地势起伏不大。矿区地势中南部略高，东、北部略低，最高标高为+49 m，最低标高为+29 m(目前采矿证矿区范围内最低开采标高为-18.11 m)；区内有一条自西向东流的水渠自矿区北部边缘通过，其他周边有几个用于农田水利灌溉用的小水塘；矿区经济以传统农业为主，农作物有水稻、小麦、油菜、玉米等。劳动力资源丰富，乡镇企业发展迅速，境内劳务市场充足。非金属矿产资源较丰富，主要为建筑石料用玄武岩矿等；矿区电力充足，金集镇变电所110 kV供电支线已送达矿区；矿区自然条件优越。

2 玄武岩开采安全设施设计分析

2.1 露天采场

由于天长市谕兴文庄建筑石料用玄武岩矿是190万立方米/年的露天采矿工程，而露天采场设计境界位于露天采矿权范围内，因此设计人员可以结合现场环境，设定最高台阶标高+46 m，最低开采标高-21 m；封闭圈标高+37 m，最终边坡高度50～67 m(-21～+46 m)。同时，还要做好以下几点工作：(1)铲装设计。矿山在铲装作业时，必须要严格按照预期提出的安全规程要求进行操作，这样有助于保障各项措施得到有效落实，并提升铲装作业的安全性。同时，矿山还要组织操作人员进行日常培训，并向他们宣传有价值的安全知识，最终只有经过考试且合格获取特种作业证的员工才能正是上岗；(2)采场边坡稳定性。首先，操作人员要做好滑坡、滚石的预防工作，并在设计过程中引用有效的控制边坡角措施；其次，因为露天采矿最终边帮属于新暴露的岩石面，所以在设计时要结合规定要求进行坡面角施工；最后，加大对边坡管理工作的关注，并提出有效的防洪处理措施，以此保障已经形成边坡的稳定性；(3)采场高陡边坡降坡。首先，操作人员要在采场高边坡位置上安装防护栏，且高度不能低于1.5 m，并在周边安装警示标志，预防人畜进入；(4)因为在处理边坡降坡时的作业空间较小，无法让操作人员进行大规模的设备作业，所以可以选择一台挖掘机设备操控，这样不仅能保障操作人员的生命安全，而且可以对整体作业实施细分；(5)在挖掘过程中，若是发现现场有塌陷、悬浮岩块等现象，要即刻停止作业，并将挖掘机转移到安全区域。

2.2 穿孔、爆破

(1)预防出现穿孔安全事故。首先要求操作人员及时清理穿孔的工作面，在引用钻机工作时，清理现场停留员工；其次，保障穿凿第一排孔中，钻机的轴线与台阶坡度线夹角不低于45°；再次，钻机在移动过程中，要保障机下有专业管理者进行监管，且钻机不能在坡度超出15°的情况下运行。若是超出，必须要专业人员引导操控，并作好防倾覆管理；最后，在开钻过程中，要准备充裕水量，以此控制现场粉尘现象。

(2)防爆破工作可以从两点入手：其一，避免爆破工作产生负面影响，如地震波、飞石及尘土等；其二，避免爆破设备在运输、填塞及装药等工作中出现安全事故。

2.3 采场防排水系统

矿区位于江淮丘陵水文地质分区北缘，矿区内出露地层主要为第三系上新统桂五组(N2g)及第四系(Q)，从岩性上看为一弱含水层，区内地下水主要由大气降水补充。由于目前采坑坑底较低，大气降水无法自然排泄，雨季采场积水，需要机械排泄。因此，操作人员在工作过程中，可以做好以下两点工作：(1)通过在露天采场的界外周边修建截水沟，将外围汇水及时排放出去，不会威胁露天采矿工作；(2)截水沟形状采用梯形断面，上口宽1.0 m，下口宽0.5 m，沟深0.5 m。为防止工作平台积水，生产台阶的纵向坡度应保持在2‰～3‰。

2.4 矿岩运输系统

了解矿区所在地理位置可知，其拥有简易砂石路接天长～金集镇公路，北接天长市连312省道；南行26 km至江苏仪征市，交通非常便捷方便。现阶段，矿山已储备20台载重量30 t欧曼汽车，15t自卸汽车3辆，此时为了更好满足持续增加的资源运输工作，设计矿山拟新购置4台载重量30 t陕汽重型汽车。在这一背景下，要求操作人员做好下述工作：定期检查采场汽车，保障其在运输过程中的安全；定期检查运输公路，及时维修影响安全的路面；强化安全教育，控制违规违法现象的出现；均匀装车，绝不能出现超重现象。

2.5 供配电

矿区电力充足，且用电主要集中在破碎站，采场内主要生产设备均为柴油发动机驱动，不消耗电能。因此，操作人员要做好以下3点工作：(1)结合第三类建筑物设防要求，引用建筑物内部的金属体进行雷电防护及接地处理；(2)工程中所有电气设备和管线金属外露可导电内容都要接PE线加以保护；(3)还要结合矿区的工作特点，做好电位联接和防静电接地工作。

2.6 总平面布置

矿山总平面布置包括露天采场、临时排土场、工业场地等，因此要求操作人员做好以下几点工作：第一，排土场在处理基底时，山坡、田地中的水塘也要清除积水和淤泥，并在回填后再排弃，这样有助于提高排土场基底的稳定性；第二，严格按照规范内容对排土场的排土进行处理；第三，临时排土场要设计截洪沟、排水沟、挡土墙，这样有助于控制暴风雨雪等恶劣天气对矿区的威胁。同时，也可以通过种植灌木、草皮等植被，避免采场周边出现泥土流失等不良现象。

2.7 通信系统

由于矿山通信是以市内程控电话网为核心设计的，各工作岗位都要安装固定电话，采场移动生产人员对外和对内联系都会引用对讲机。因此，在构建通信系统时，要按照水泥电杆架空敷设的方式处理主干电缆，部分位置也可以选择穿钢管保护后埋地敷设。

2.8 个人安全

当前矿山生产人员及管理人员共计68人，此时要想全面保护他们的人身安全，矿山必须配备对应数量的安全帽、安全鞋及工作服等。同时，要想避免突发现象降低现场施工安全，矿山可以储备备用防护用品。

2.9 安全标志

这一安全设施设计主要分为以下几点：第一，采场中的安全标志；第二，矿山运输中的安全标志；第三，电气安全标志。需要注意的是，设计人员在选取安全标志时，应结合现场工作和条件进行全面分析。如选择采场安全标志时，不仅要在边界、入口即运输道路等方面设计警告标识，还要在采场出入口添加风险告知栏，这样有助于保障各部门员工及时了解现场的危险性。

3 设计结果分析

按照规定要求完成安全设施设计后，天长市谕兴文庄建筑石料用玄武岩矿露天采矿工程的相关程序符合有关规程，各种审查审批手续也已完备。2017年9月19日该建设工程基建工作已结束。而六安市华夏安全科技服务有限公司在整合国家安全生产监督管理总局提出的关于开展安全评价工作的有关规定后，在资质范围内依法开展了安全评价工作。最终评价结果为天长市翔宇矿业有限公司天长市谕兴文庄建筑石料用玄武岩矿190万立方米/年露天采矿工程安全设施满足安全生产“三同时”规定的要求，符合《安全设施设计》和国家相关规定。

4 结语

综上所述，矿业在整合新时代发展特点的基础上，要多关注资源开采，做好安全设施设计，只有这样才能保障国民经济发展水平持续上升。