有色金属矿山采矿施工中不安全因素分析及对策措施

曹其光，黄广黎，曾霄祥，刘 涛，尹清海

（1.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司，安徽 马鞍山 243000；2.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司，安徽 马鞍山 243000）

2020年是我国全面建成小康社会的决胜之年，平稳健康发展经济是符合当前社会发展需要的，工业在我国经济发展中有着举足轻重的地位，保证工业的稳定向上发展至关重要，而矿产资源作为工业的源头，是工业发展的基础，因此矿产资源的安全高效开采与经济的发展有着密不可分的关系[1-3]。

随着近年来经济的高速发展，对矿产资源的需求也越来越大，为满足经济发展对矿产资源的需求，大多数矿山加快了对资源的开采，导致矿山资源保有储量大大降低，对于有色金属而言，有色金属矿山越采越深，由于深部地质环境复杂，不仅造成地下开采施工难度增大，而且地下开采过程中存在的冒顶、水害、坍塌及渗漏等问题频繁发生[4,5]，且屡屡带来伤亡事故，导致企业经济效益、社会效益及企业形象受到严重损害。在国家严抓安全生产的大背景下，企业安全生产的意识不断增强，对安全生产的管控也不断升级，如何保证安全生产，尽可能杜绝安全事故的发生是矿山企业亟待解决的问题。

1 金属矿地下开采的概况

金属矿的开采主要分为露天开采和地下开采两种形式，所谓金属矿露天开采，是指用一定的采掘运输设备，在敝露的空间里将金属元素开采出来的工程技术；所谓金属矿地下开采，是指将金属元素矿床在半封闭空间中规模化开采出来的方式方法。

相较于露天开采，地下开采技术要求高，施工难度系数大，安全风险高。但由于现代工业的迅猛发展，对金属矿石的需求量不断增长，导致矿山开采深度逐渐加深，即使曾采用露天开采方式的矿山也开始陆续转为地下开采，而地下矿山则向深部矿床伸展[6]。据统计，西方资本主义国家地下开采的比重约占35%，我国金属矿地下开采中铁矿石约占10%，有色金属矿占67%。

对于一个金属矿床，地下开采的步骤可分为开拓、采准、切割和回采，而在这一系列的开采过程中涉及面比较广，比如开采步骤间的关系、开采的方法、施工设备的先进程度、施工人员的技术水平等，这些都是影响矿床开采进度的重要因素。

以前的传统矿山，地下开采多采用有轨运输，机械设备落后，自动化水平低，对人力资源的依赖程度比较高，如今信息化时代下，先进的科学技术被运用到矿山开采中，从全球地下开采现状来看，发达国家已经具备了较为先进的开采机械设备，辅以信息技术，使得整个开采过程自动化水平较高，而我国目前受困于传统矿山的开采方式，还是以有轨运输为主，不过近几年新建的地下开采矿山，逐渐转变为无轨采矿工艺，提高自动化水平，大大提高了生产效率，同时因为对人力的依赖减小，也很大程度上减少了地下开采过程造成的人员伤亡问题[7]。

2 地下采矿工程施工中不安全因素

对于金属矿地下采矿施工中不安全因素，笔者结合个人多年来在矿山一线生产管理经验，总结如下。

2.1 巷道工程技术因素

目前，有色金属矿山地下无轨运输建设工程一般分为单线巷道和双线巷道两大类。

在有色金属矿山地下掘进工程中，单线轨道既能满足有色金属矿山生产运输的需要，又能减少开拓工程量，缩短工期，控制工程造价，所以多数有色金属矿山企业更倾向采用单线巷道。

但从安全角度看，单线巷道容易造成生产运输道路拥堵，造成运输不畅，发生车辆及人员伤亡等安全问题[8，9]。同时，一些矿井巷道曲率过小，在运输过程中轮胎容易磨损，增加了发生安全事故的可能性。

再者由于地质结构破碎，在巷道支护过程中，局部施工造成周围扰动，造成巷道顶部出现大面积落石现象，造成人员伤亡。

2.2 工作面施工因素

有色金属矿山矿产资源的开采是在矿房内完成的，通常通过开拓完成的巷道进入矿房，并采用合理的采矿方法进行作业，促进相关采矿工作的顺利进行。

在矿房内，整个工作面的施工质量对有色金属的安全开采有着最直接的影响，包括进行切割作业的效果，切割工作完成后的顶板暴露面积，借助爆破方法崩落矿石时炮孔的施工质量等。

在实际生产中，由于各种因素的影响，工作面在施工工艺、施工方法和各项技术参数上存在一些漏洞，导致工作面施工稳定性差，围岩强度减弱，不能满足有色金属开采的实际要求，增加了发生安全事故的可能性。

2.3 设备因素

在矿山工程施工作业中，其井下机电设备等可能由于长时间的使用并且不注重维修与保养而造成设备故障问题的出现，这对于矿山工程的安全造成很大的隐患，若在运行中出现机械设备漏电或突然不工作事件的发生等事故，不但会影响工作进度，还可能会导致人员伤亡。

2.4 管理因素

首先是企业没有设置专门的安全管理机构，配备安全专业技术人员，其次是未建立安全生产管理规章制度，还有就是安全管理措施没有落到实处，安全监管力度不够，相关环境的操作不规范，增大了安全风险。

2.5 作业人员的因素

作业人员综合素质不高，安全意识不达标。由于进行采矿作业的一线工作属于体力劳动，从事该工作的基层人员一般文化程度较低，且没有公司对其进行统一培训。虽然采矿作业熟练，但由于他们整体素质和安全意识不高，只注重简单的操作，对整个工程没有全面的了解，没有总体的概念，所以这些工作人员在日常的工作中，很容易由于失误导致严重的安全事故。

3 提高施工安全对策措施

针对地下采矿工程施工中的不安全因素，笔者总结过去有益的工作经验，提出如下相应对策措施。

3.1 井巷施工对策措施

为避免地下矿山无轨运输巷道施工中出现安全技术问题，企业可对单线或双线施工方案组织技术论证，根据实际情况确定施工安全措施。

若采用单线设计，可同时增加双线错车道的设计方法，保证有色金属矿山井下中部车场及整体运输的安全有序运行，确保整体运送任务进展顺利。同时，在计算运输道路曲率半径时，需考虑车辆的综合参数。以7t运输设备为例，其道路曲线曲率半径应控制在12m～15m之间，7t以下运输设备道路曲线曲率半径为9m，控制曲率半径，有效防止运输出现问题，确保运输安全。再者，对于地质结构破碎区域，要保证做到提前勘探，然后采用针对性的支护手段，包括喷锚支护、喷射混凝土支护等确保围岩和巷道顶板的稳定，然后再进行施工。

3.2 工作面施工对策措施

为了有效控制不安全的技术因素，提高施工安全性，矿山企业应根据现场实际情况及现有的技术手段调整施工措施，优化施工方案，提高工作面施工质量。

比如，在有色金属矿山地下工程单向施工过程中保留矿柱，为下一步开采工作的有序开展创造条件，确定整个采矿工作面的钻孔位置、数量及开挖长度，工作面延伸方向与实际开采工作相联系，实现有色金属的开采，提高矿山建设活动的效率[10]。

同时，组织专业技术人员确定出矿距离，有效解决各种安全隐患。当工作面积较大，局部存在不良地质现象时，可以采取局部支护局部开采的开采方式，边支护边开采，决不能为了节省成本，置之不管。另外，在工作面施工时，时刻注意现场情况，当开采工作面出现危险时，第一时间撤离现场。

3.3 设备对策措施

施工装备及时进行更新换代具有重大意义。随着时代的发展，对井下采矿工程施工提出了更高的要求，由于设备老化的问题不仅会对生产效率造成影响，也会对生产安全构成非常大的威胁，故应该及时对老旧施工设备进行更新，换成那些自动化程度高、存在安全制动功能的设备。比如目前市场上存在的故障自诊断设备，它可以自动对设备的故障开展诊断工作，及时发现设备故障并进行处理，避免设备带故障运行造成衍生安全事故的发生[11]。

3.4 管理对策措施

在采矿工程井下安全施工管理的过程中，安全管理是其中的核心工作，为了保证安全生产的目标，不断提升安全施工管理效率，首先需要提高管理人员安全生产的觉悟水平并且加大对管理人员的职业技能的培训，另外需要认真做好安全考核体系的建设，明确施工中的安全责任人，划分不同岗位的安全管理职责，建立奖惩制度，如果发生了安全管理事故，追究相关人员的责任，若一定生产时间内并未出现安全事故，奖励安全管理人员。如此以确保开采施工安全管理制度得到有效的落实[12]。

3.5 作业人员的对策措施

不可否认，我国大部分的矿山施工工人的文化素养等较为浅薄，企业在追求高收益时并未注重建设人员的基本权益。提高施工现场管理的安全意识，加强制度建设势在必行。健全安全监督管理体系的同时也需注意加强执行力度，企业和监督管理部门要保证工作人员的各种培训工作的顺利展开，做到特殊岗位持证上岗，一般岗位有安全教育培训记录，保证工作人员的安全知识普及工作的有效完成，在进行安全知识普及时，务必实现教育的多样化，在调动工作人员积极性的同时让他们充分意识到矿山工作的危险性。同时，建立相应奖惩制度，对于一线作业人员在施工作业过程中违反安全规定操作的进行罚款或停止作业，促使他们时刻牢记安全生产，从而保证安全生产。

4 结语

安全生产是矿山企业一项重要的工作，要提高企业的经济效益，就必须重视生产过程中的安全性，杜绝伤亡事故的发生，而社会在发展，地下采矿技术与开采设备也在更新，管理理念也在进步，所以要及时根据现场生产情况，进行总结，针对安全问题，可以从管理、技术、设备、人员等方面提出解决方案，最大限度的避免安全事故的发生。