贵州某铝土矿地下矿山的采场顶板安全管控措施

贵州某铝土矿地下矿山的采场顶板安全管控措施
发表时间：2019-08-29T11:49:01.513Z 来源：《防护工程》2019年11期作者：张宇
[导读] 本文针对贵州矿山的主要地质灾害及危害进行了分析，并对某铝土矿地下矿山的采场顶板安全管控措施进行了阐述，对类似条件的金属非金属矿山开采安全有一定借鉴作用。

中国铝业贵州分公司贵州贵阳清镇 551413
摘要：本文针对贵州矿山的主要地质灾害及危害进行了分析，并对某铝土矿地下矿山的采场顶板安全管控措施进行了阐述，对类似条件的金属非金属矿山开采安全有一定借鉴作用。

关键词：铝土矿；地下矿山；采场顶板；安全管控；
一、目的
某铝土矿为中铝在黔铝土矿矿山，矿山采用崩落法和空场法两大类采矿方法进行矿石开采。

本文主要针对采用空场采矿法开采的缓倾斜铝土矿山的采场顶板管理。

防止因顶板隐患造成生产安全事故的发生，根据《金属非金属矿山安全规程》等法规的有关规定，结合此矿山地下矿山生产现状，提出此类铝土矿山的采场顶板安全管控措施。

二、矿山的主要地质灾害及危害分析
该矿山矿区含矿岩系均为石炭系下统大塘组（C1d），该含矿岩系覆盖于寒武系中统高台组(?2g)白云岩的古侵蚀面上，侵蚀面起伏不平，矿体直接顶板为铝土岩、铝土页岩、铁质页岩、铁质粘土岩，矿体间接顶板，以生物灰岩、炭质页岩为主。

区矿体矿体直接顶板厚0.00m-15.62m，平均1.77m；矿体直接顶底板均为粘土岩类，属软质岩石块状结构不稳定岩体；矿体总体属硬质岩石与软质岩石互层的层状结构不稳定岩体。

因生产活动或潜在的地质灾害类型主要有地面变形灾害 (地面塌陷、地面沉降、地裂缝 )和矿井灾害 (矿井突水、塌方、冒顶、底鼓、岩爆)两大类型。

矿井灾害多在采矿期间发生，其产生的原因主要是矿山采掘活动强烈改变了采区的应力系统，导致地应力集中而出现塌方、冒顶、底鼓、岩爆等灾害，或由于破坏了原有的水文地质条件而导致突水灾害，其中最为突出的风险是冒顶片帮的顶板安全事故，本文重点针对采场顶板安全提出管控措施，主要从工艺工程措施和管理措施上进行阐述。

三、管控措施
1.组织与职责
建立采场顶板安全责任制，明确各层次职责，形成“直线职责”、“属地职责”立体管理机制。

1.1建立矿山负责人责任区，指导、督促采场安全管理。

1.2技术部门是采场顶板管理的专业部室，为各地下矿山开采顶板管理提供技术支持，督促和指导服务，负责重大方案制订、审核等，对属顶板方面的较大以上的安全风险进行管控。

1.3安全环保部门做好采场顶板管理的综合管理，督促专业部门和各矿抓好采场顶板安全管理。

1.4各矿是采场顶板安全管理的主责单位，负责抓好顶板日常安全管理。

抓好定期检查、巡查和隐患治理工作，安全实施方案的拟制和落实工作。

1.5班组及岗位人员是采场顶板安全管理的现场“第一责任人”，做好班前、班中、班后的顶板安全检查确认和隐患消除、重大隐患汇报工作。

2.健全管理制度
从采矿工艺、安全等环节加强管理，完善采矿工艺技术、顶板分级管理、采空区管理的相关制度，明确顶板暴露的时间、空间，顶板分级及相应措施，规定作业流程和标准。

3.采场工艺技术
良好的、适宜的开采工艺是保障采场顶板安全的基础，为采场安全作业的提供先决条件。

3.1 设计：全方位掌握矿山工程水文地质条件，设计时尽量避免施工工作面过老巷、老空区、断层等地质条件较差的地方。

3.2凿岩：对于采场建设时期采切工程没揭穿矿体顶板或矿体顶板情况不明的矿房回采，回采作业时向上倾斜打眼，利用凿岩时流出的岩浆颜色判断矿体顶板位置，留好设计要求厚度的护顶矿。

3.3爆破：减小爆破对顶帮及矿柱的破坏。

（1）采用间隔装药，减少爆破裂隙、减少装药量。

（2）利用光面爆破原理，光爆层采取多打眼少装药的方式。

（3）采用导爆索起爆、控制爆破作用方向等方式。

3.4开采工艺管理要求
（1）坚持“一工程，一规程、制度”。

开工前必须制定本工程的作业规程，否则严禁开工。

（2）各项工程必须按照规定的标准施工，完善工程验收制度，严格按照工序流程组织验收，做好验收记录，确保工程达到精品要求，施工中严禁偷工减料和劣质工程出现。

（3）优化爆破参数，减小采场爆破作业对采场顶板和矿柱的破坏。

(4)利用地压检测仪器（钻孔应力计、锚杆应力计、声发射仪）对采场地压进行检测。

4.顶板分级管理
地下矿山顶板管理主要分为两类，一类是巷道掘进顶板管理，另一类是采场顶板管理，从危险性程度和事故发生频率角度分析，采场顶板管理工作尤为重要。

因此采场顶板管理是顶板管理工作的重点。

对于采场顶板出现过断层、破碎带、压力集中显现处等存在安全隐患的地方应将顶板进行分级管理。

4.1采场顶板等级
根据采场矿岩稳定情况进行顶板鉴定，分Ⅰ至Ⅲ级进行管理。

Ⅰ级相对最危险，Ⅲ级相对安全。

具备下列条件之一、可能造成采场大面积垮塌的，列为Ⅰ级顶板：
（1）采场内有大断层通过；
（2）采场内有较大断层通过且有交汇；
（3）层理、片理、节理特别发育；
（4）采场顶板暴露面积较大，矿石类型以片岩为主的；
（5）采场附近有空区或陷落区，可能对本采场构成影响。

具备下列条件之一、可能造成采场局部垮塌的，列为Ⅱ级顶板：
（1）采场内有断层通过，岩性以片岩为主；
（2）层理、片理、节理比较发育；
（3）采场处于大断层的下盘；
（4）矿体以片岩为主，片理、节理虽中等发育，但产状小于50度的。

岩质坚固，层、节理不发达，只有少数小断层，可能造成采场局部冒顶的，列为Ⅲ级顶板；
4.2采场顶板等级鉴定
生产探矿结束后，地质技术人员要提交针对该矿块的地质资料（含矿山地质、工程地质、水文地质资料），采矿技术人员要根据矿块的矿岩性质及地质构造情况，在采场单体设计中，对采场顶板等级进行初步划分，在征求安全部门的意见后确定该采场的顶板等级，并在设计说明书特别说明；在采切工程施工后及采场回采作业过程中，根据工程揭露矿岩情况，矿岩性质及构造发生变化需要对采场顶板等级进行调整的进行适当调整。

4.3支护标准
根据各采场顶板具体情况，选择支护位置并在规定的支护标准内合理地调整疏密网度。

（1） I级顶板
采用锚杆支护：锚杆间距1～1.5m，锚杆长度2～2.5m。

采用锚网支护：在锚杆支护的基础上加挂金属网，金属网用8mm圆钢编制而成，网孔50mm×50mm。

采用木垛和单支柱联合支护：各占支护面积的50％，每个木垛支护的面积为10～15㎡，每个支柱所支护的面积为5～10㎡。

（2）Ⅱ级顶板的支护主要采用单支柱支护，视情况加木垛支护，每个支柱支护的面积为5～10㎡。

（3）Ⅲ级顶板的支护采用单支柱支护，每个支柱所支护的面积为10～15㎡。

4.4采场顶板检查
（1）检查内容：顶板等级划分是否合理，顶板是否有异常变化，安全技术措施是否可靠及执行是否到位等。

若发现垮塌征兆带班矿长或技术人员应在现场指挥处理。

（3）检查频次：班组每个工序作业前进行检查；矿山部每周至少检查一次，专业部门每月不少于一次。

（3）检查方法：以查图纸、现场观察、敲帮问顶等作为检查方法。

地下矿山必须建立“顶板检查记录表”等台帐,将检查的情况及处理意见、结果记录在案。

技术中心、安全环保部不定期检查“顶板检查记录表”记录情况。

（4）矿部每月组织召开一次矿井顶板管理工作分析会，总结经验，吸取教训，研究现状，并提出改善顶板管理的意见、方法、措施。

5.先进技术应用
以“机械化换人、自动化减人”减小、规避风险，实现本质安全。

如用撬毛台车进行顶板隐患治理，装药台车实现机械装药，不断探索新技术、新工艺的应用。

6、现场人数控制
做好生产组织，重点控制下井人员及采掘工作面的人员数量，控制或降低事故风险等级。

参考文献
[1]陈宝智.矿山安全工程[M].沈阳大学出版社，2014. [J].
[2]张宇.黔中铝土矿地下矿山生产安全事故及防范措施.《工程技术》2016（36）.229。