金屬礦山地質(zhì)賦存條件復(fù)雜，采礦方法多種多樣，有些礦山采用不適當(dāng)?shù)牟傻V方法，加上不按正規(guī)作業(yè)，生產(chǎn)管理不善等原因，自50年代以來，冒頂片幫重大傷亡事故不斷發(fā)生，根據(jù)概略的統(tǒng)計(jì)，我國金屬礦山的冒頂片幫事故一般占井下各類事故總數(shù)的20～30％左右，居井下礦山傷亡事故的第一位。從井下冒頂片幫傷亡事故的分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，屬于生產(chǎn)管理方面的原因占45.6％，屬于物質(zhì)技術(shù)方面的原因占44.2％。但在實(shí)際工作中，所謂物質(zhì)技術(shù)方面的原因，往往與人的因素有關(guān)，比如設(shè)計(jì)和工藝的缺陷、設(shè)備設(shè)計(jì)和維修的缺陷等。從金屬礦山發(fā)生冒頂片幫傷亡事故的地點(diǎn)來看，巷道發(fā)生的事故較采場多。冒頂片幫事故中，大多數(shù)是由于局部冒落或浮石冒落所引起。

　　加強(qiáng)頂板管理安全的重要途徑是：根據(jù)不同的地質(zhì)條件，選用合理的采礦方法，盡量減少采礦作業(yè)人員暴露在大面積的頂板條件下作業(yè)，安全、高效的采礦方法，對降低采礦重大傷亡事故非常重要，堅(jiān)持合理的開采順序，即自上而下、由頂?shù)降?上盤到下盤)，由遠(yuǎn)而近的開采順序，集中作業(yè)，貧富兼采；避免到處挖富礦造成作業(yè)分散，導(dǎo)致破壞頂板平衡，提高回采強(qiáng)度。采取快掘、快采、快出的辦法，提高采場單位面積礦石產(chǎn)量，縮短生產(chǎn)周期，不僅可以提高采礦的勞動生產(chǎn)率，而且可以避開地壓顯現(xiàn)的活動期，在地壓相對穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行采掘作業(yè)，達(dá)到安全生產(chǎn)。

　　對于暴露面積較大的采場(例如空場法、留礦法，充填法等)必須實(shí)行頂板分級管理法，按照不同的地質(zhì)條件和不同的采礦方法，將頂板分為一級、二級、三級，按照不同的級別，分別提出不同的頂板管理要求。為了避免浮石冒落引起的傷亡事故，礦山實(shí)行的頂板三次檢查制(斑前、班中，斑后)。檢查頂板松石的方法，過去主要靠錘擊聽聲，處理頂板松石主要依靠撬棍，這種方法不僅工效低。勞動強(qiáng)度大，而且處理松石時(shí)如 果站立位置不當(dāng)，操作不慎，還可能使自己本身受到傷害。美國，加拿大等國已在井下采場成功地使用浮石處理機(jī)，可有效地防止松石冒落傷人事故，并提高工效。70年代以來還曾不斷進(jìn)行利用紅外探測儀檢查頂板松石的試驗(yàn)，已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。我國研制成功的無線電地音儀，可作出危險(xiǎn)頂板冒落的預(yù)報(bào)?！　?/p>

　　對巷道型掘進(jìn)工作面和采場的頂板管理措施主要有以下幾方面：

　　(1)合理選擇井巷(洞室)位置、斷面形狀和大小，包括，巷道布置應(yīng)避開松軟巖層，盡量在堅(jiān)硬均質(zhì)的巖體內(nèi)通過，避免在應(yīng)力集中區(qū)布置巷道，盡量使巷道、洞室的軸向與巖石弱面的走向直交或斜交(大于45～65o)。

　　(2)正確采用支護(hù)形式在金屬礦山，巖石條件較穩(wěn)定，但仍有相當(dāng)部分的井巷需要支護(hù)，金屬礦山過去常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式有木支架、金屬支架、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支護(hù)、料石砌碹，整體澆灌混凝土碹等支護(hù)形式，但目前支護(hù)效果最好，工效較高的支護(hù)方法是錨噴支護(hù)。錨噴支護(hù)是一種新的支護(hù)技術(shù)，主要包括錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、錨桿——噴射混凝土支護(hù)或噴射混凝土——金屬網(wǎng)相結(jié)合的錨噴支護(hù)等。

　　(3)減少爆破對巷道穩(wěn)定性的影響。主要措施包括：①采用空隙間隔裝藥，減少爆破裂隙；②形成減震帶，減少爆破震動。在生產(chǎn)實(shí)踐中，往往在巷道或邊坡一側(cè)的爆區(qū)邊緣，鑿一排較密而不裝藥的空孔，利用孔空減弱爆炸應(yīng)力波的傳播；③減少炸藥用量，采用毫秒電雷管起爆，由于各炮孔所產(chǎn)生的爆破震動相互抵消，使總的爆破震動有所降低；④控制爆破作用方向。迎向最小抵抗線的爆破震動，要比背向間最小抵抗線方向的爆破震動小0.8～2倍；⑤減少大爆破所產(chǎn)生的沖擊力，減少爆破對采場底部結(jié)構(gòu)的破壞等。

　　可用地質(zhì)力學(xué)的方法來分析礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的類型和歷史，結(jié)合礦區(qū)的開采情況和地壓觀測的結(jié)果，從地質(zhì)力學(xué)的角度劃定礦區(qū)和地壓活動危險(xiǎn)區(qū)，從而使地壓觀測的選點(diǎn)和設(shè)計(jì)比較合理，可提高地壓觀測的效果。在地壓觀測的儀器方面，礦山可使用一種、兩種或多種儀器同時(shí)進(jìn)行觀測，使用得比較普遍的有地音儀、聲波儀、光應(yīng)力計(jì)、地震儀等，其中地音儀的推廣使用更為普遍。

金屬礦山由于巖石比較堅(jiān)硬，地表移動下沉過程緩慢，遺留的采空區(qū)多數(shù)未予處理。應(yīng)在對地壓長期觀測的基礎(chǔ)上，用地質(zhì)力學(xué)的方法，對采空區(qū)情況進(jìn)行分析，有計(jì)劃地對一些采空區(qū)進(jìn)行充填，做到基本上控制大面積地壓活動所造成的危害，保證礦山安全生產(chǎn)。

金屬礦山通風(fēng)技術(shù)

無論是除塵通風(fēng)排除炮煙和柴油機(jī)廢氣的通風(fēng)，防氡通風(fēng)，通風(fēng)技術(shù)都占據(jù)著重要位置。

    1.分區(qū)通風(fēng)

    根據(jù)礦山的特點(diǎn)，將一個礦井劃分成若干個獨(dú)立的通風(fēng)區(qū)域進(jìn)行通風(fēng)，稱為分區(qū)通風(fēng)。

    (1)分區(qū)通風(fēng)的適用條件：

    ①礦體埋藏較淺而且比較分散，開鑿?fù)ㄟ_(dá)地表的通風(fēng)工程量較小，或有現(xiàn)成的井巷可供利用。

    ②礦體埋藏淺，走向長，產(chǎn)量大，如果構(gòu)成一個通風(fēng)系統(tǒng)，則風(fēng)路太長，漏風(fēng)大，網(wǎng)路復(fù)雜，風(fēng)量調(diào)節(jié)困難。

    ③開采圍巖或礦石有自然發(fā)火危險(xiǎn)、規(guī)模較大的礦井。

    (2)分區(qū)通風(fēng)的劃分原則

    分區(qū)通風(fēng)的各個通風(fēng)系統(tǒng)具有各自的通風(fēng)動力和完整的進(jìn)回風(fēng)井巷，它們的通風(fēng)系統(tǒng)是相互獨(dú)立的。實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，要合理劃分通風(fēng)區(qū)域，以防止各區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)之間，風(fēng)流互相干擾。劃分通風(fēng)區(qū)域應(yīng)從礦體埋藏條件和開采的具體情況出發(fā)，一般的原則是：將礦量比較集中，生產(chǎn)上密切相關(guān)的地段劃在一個通風(fēng)區(qū)內(nèi)。

    ①按中段劃分

    如果礦體處于侵蝕基準(zhǔn)面以上，而每個中段都有幾個通地表的獨(dú)立出口，各中段的工作面的新風(fēng)的進(jìn)入和污風(fēng)的匯集都可經(jīng)由本中段，中段之間聯(lián)系很少，在這種條件下可以按中段來劃分通風(fēng)系統(tǒng)。

    ②按礦體劃分

    如果礦體分散，各礦體或各組礦體除礦石經(jīng)由統(tǒng)—的井巷運(yùn)出外，人行、材料運(yùn)輸、生產(chǎn)管理等都自成體系，則可以按礦體來劃分通風(fēng)系統(tǒng)。

    ③按采區(qū)劃分

    當(dāng)?shù)V井范圍較廣且劃分成幾個采區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)，各采區(qū)除礦石經(jīng)統(tǒng)一的井巷運(yùn)出外，人行、材料運(yùn)輸和生產(chǎn)管理等都自成體系，在這種情況下，可以按采區(qū)來劃分通風(fēng)系統(tǒng)。

    ④按機(jī)械通風(fēng)區(qū)與自然通風(fēng)區(qū)劃分

    當(dāng)某些生產(chǎn)礦井靠近地表的淺部礦體己基本采完，并形成大量采空區(qū)和舊巷與地面相通，將其納入主扇通風(fēng)系統(tǒng)有困難時(shí)，可將該部分從主扇通風(fēng)系統(tǒng)中隔離出來，單獨(dú)構(gòu)成一個自然通風(fēng)區(qū)(有時(shí)安臨時(shí)輔扇加強(qiáng)通風(fēng))。這樣做，不僅使淺部礦體形成一定的風(fēng)流系統(tǒng)，而且使深部主扇通風(fēng)系統(tǒng)更加完善。

    (3)分區(qū)通風(fēng)的特點(diǎn)

    網(wǎng)路簡單，風(fēng)流容易控制，串聯(lián)機(jī)會少，風(fēng)路短，通風(fēng)阻力小，風(fēng)壓損失少，漏風(fēng)小，當(dāng)采用低壓小型風(fēng)機(jī)或把風(fēng)機(jī)安在井下靠近工作面地點(diǎn)通風(fēng)時(shí)，效果更好，通風(fēng)動力消耗少；采用中、小型通風(fēng)設(shè)備，投產(chǎn)快，基建投資省，有利于在高山地區(qū)或井下安裝，新風(fēng)能迅速送達(dá)工作面，并可減少沿途的污染，通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整靈活，容易適應(yīng)工作面多變的情況。但分區(qū)通風(fēng)需要有較多的風(fēng)井，如果沒現(xiàn)成的坑道可供利用，將會增加基建投資，主扇分散，管理不便。在我國金屬礦山現(xiàn)有的條件下，分區(qū)通風(fēng)顯示了很大的優(yōu)越性，特別是對于江西、湖南、廣東的鎢礦系統(tǒng)、黃金礦以及類似的中小型礦山，更加具有明顯的優(yōu)越性。

    2.通風(fēng)網(wǎng)路

    所謂通風(fēng)網(wǎng)路，就是各風(fēng)道相互銜接所形成的結(jié)構(gòu)。通風(fēng)網(wǎng)路的基本形式是并聯(lián)、串聯(lián)和角聯(lián)。但實(shí)際的礦井通風(fēng)網(wǎng)路異常復(fù)雜，有礦井通風(fēng)網(wǎng)路和采區(qū)通風(fēng)網(wǎng)路兩種，

典型的礦井通風(fēng)網(wǎng)路有以下幾種：

    (1)棋盤式通風(fēng)網(wǎng)路

    在礦井中，沿礦體走向每隔一定距離保留一個連通上下中段且通達(dá)上部總回風(fēng)道的回風(fēng)天井，天井與運(yùn)輸平巷交叉處則以風(fēng)橋跨過。如此形成幾組并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)，每一風(fēng)網(wǎng)內(nèi)作業(yè)面的污風(fēng)以一定方式引入回風(fēng)天井經(jīng) 總回風(fēng)道排出地表。這種網(wǎng)路使用的范圍較廣，不僅可用于全礦通風(fēng)網(wǎng)路，還可以用于采區(qū)通風(fēng)網(wǎng)路，對于平行密集脈狀礦床，也可利用同一中段互相垂直的沿脈和川脈按照上述原則構(gòu)成水平的棋盤式通風(fēng)網(wǎng)。

    (2)間隔式通風(fēng)網(wǎng)路

    每間隔一個中段設(shè)置一條回風(fēng)道，在回風(fēng)中段上部的工作面由上中段進(jìn)風(fēng)，風(fēng)流下行，回風(fēng)中段下部的工作面由下中段進(jìn)風(fēng)，風(fēng)流上行。各回風(fēng)中段的廢風(fēng)集中由一端的回風(fēng)井排出。這種網(wǎng)路適合于不宜開掘回風(fēng)天井工程量較大，以及工作面可以采用下行通風(fēng)的情況下采用。 

    (3)階梯式通風(fēng)網(wǎng)路

    當(dāng)?shù)V體由回風(fēng)井一側(cè)向進(jìn)風(fēng)井方向后退式回采時(shí)，可以利用上中段已結(jié)束作業(yè)的運(yùn)輸坑道作下中段的回風(fēng)道，使各中段的風(fēng)流呈階梯式相互錯開。這種通風(fēng)網(wǎng)路適合后退式開采，在探礦和開拓中段的廢風(fēng)不影響上部回采中段時(shí)，這種網(wǎng)路可與其他網(wǎng)路形式結(jié)合使用，

    (4)梳式通風(fēng)網(wǎng)路

    在每一中段建立一條專用沿脈回風(fēng)道，將穿脈巷道斷面擴(kuò)大，用風(fēng)幛間成兩格，一路運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)，另一路回風(fēng)?；仫L(fēng)路都與沿脈采掘回風(fēng)道相連，中段專用回風(fēng)道似梳柄，穿脈風(fēng)障格回風(fēng)道似梳齒，故稱為梳式網(wǎng)路。這種通風(fēng)網(wǎng)路適用于平行密集脈狀礦床，且川脈、沿脈坑道都不能用來回風(fēng)的情況。