Rào chắn an toàn mỏ ngầm: Hướng dẫn toàn diện về phòng ngừa và kiểm soát vỡ đá

Nổ đá là một trong những tai biến địa chất nghiêm trọng trong khai thác hầm lò. Việc phòng ngừa và kiểm soát hiệu quả đòi hỏi một hệ thống quản lý toàn diện: nhận dạng mối nguy hiểm - đánh giá rủi ro động - lập kế hoạch - giám sát và cảnh báo sớm - và triển khai các biện pháp kiểm soát. Mục tiêu cốt lõi là xác định chính xác các yếu tố gây ra, đánh giá khoa học mức độ rủi ro, xây dựng chiến lược giảm thiểu một cách có hệ thống, đồng thời duy trì giám sát và cảnh báo sớm theo thời gian thực để giảm thiểu sự cố nổ đá và bảo vệ an toàn sản xuất trong mỏ.

I. Quy trình Thực hiện Cốt lõi cho Phòng ngừa và Kiểm soát. Công tác phòng ngừa và kiểm soát sạt lở đá phải tuân theo quy trình làm việc tuần tự: đánh giá rủi ro → lập kế hoạch → giám sát và cảnh báo sớm. Trách nhiệm và tiêu chuẩn thực hiện phải được xác định rõ ràng ở từng giai đoạn để đảm bảo các biện pháp được thực hiện thực sự và hiệu quả.

(a) Cơ chế Đánh giá Rủi ro Động. Đánh giá rủi ro phải tập trung vào các kịch bản rủi ro cao và kết hợp các nghiên cứu về nguy cơ với đánh giá động đang diễn ra. Khi xảy ra các dấu hiệu báo trước nguy cơ vỡ đá điển hình — chẳng hạn như rung động đất mạnh, sàn hoặc sườn đá nhô lên tức thời, đá văng ra, hoặc khi độ sâu khai thác vượt quá 1.000 m — phải thực hiện các nghiên cứu về nguy cơ bắt buộc. Đối với các khu vực mỏ có nguy cơ vỡ đá cao, bộ phận kỹ thuật mỏ phải chủ trì đánh giá rủi ro động và lập báo cáo đánh giá hàng tháng và hàng năm. Các báo cáo này, được giám đốc kỹ thuật mỏ xem xét, sẽ là cơ sở chính cho các hành động kiểm soát.

(b) Xây dựng và Phê duyệt Kế hoạch Kiểm soát Chất lượng khoa học và tính đặc thù của kế hoạch kiểm soát quyết định hiệu quả của chúng. Việc xây dựng kế hoạch phải tích hợp các thông tin chính: các yếu tố gây ra vỡ đá, kết quả đánh giá rủi ro động và các vùng nguy hiểm tiềm ẩn. Sau khi soạn thảo, kế hoạch phải được thẩm định bởi chuyên gia kỹ thuật mỏ; chỉ sau khi được quản lý chính của mỏ phê duyệt và xác nhận thì việc triển khai mới được bắt đầu. Quy trình này đảm bảo kế hoạch vừa khả thi về mặt kỹ thuật vừa có thể triển khai được trong vận hành.

(c) Xây dựng Hệ thống Giám sát và Cảnh báo Sớm. Giám sát và cảnh báo sớm đóng vai trò là hệ thống phát hiện sớm của mỏ và cần được điều chỉnh phù hợp với mức độ rủi ro của mỏ. Các mỏ ngầm sâu hơn 800 m hoặc các mỏ đã được xác định là dễ xảy ra sạt lở đất nên lắp đặt hệ thống giám sát áp lực đất trực tuyến. Các mỏ phải đối mặt với nguy cơ sạt lở đất nghiêm trọng nên bổ sung giám sát cơ bản bằng các thiết bị chuyên dụng như giám sát vi chấn, thiết lập quy trình giám sát và cảnh báo thường xuyên cho các khu vực nguy hiểm, và thiết lập ngưỡng cảnh báo định lượng để phát hiện sớm và cảnh báo kịp thời.

II. Các yêu cầu thực hiện chính Để đảm bảo kiểm soát hiệu quả, cần thiết lập các yêu cầu nghiêm ngặt về đánh giá rủi ro, thực hiện kế hoạch, hỗ trợ giám sát và bảo vệ nhân sự, hình thành nên một hệ thống phòng ngừa vòng kín toàn diện.

(a) Phương pháp Đánh giá Rủi ro và Tiêu chí Xếp hạng. Đánh giá rủi ro vỡ đá động phải sử dụng các phương pháp khoa học đã được công nhận, chẳng hạn như tiêu chí cơ học đá, mô phỏng số, cảnh báo sớm dựa trên giám sát, hoặc các phương pháp thực nghiệm, để đảm bảo kết quả đáng tin cậy. Các doanh nghiệp khai thác mỏ nên kết hợp kết quả đánh giá động với thiệt hại do vỡ đá quan sát được để phân loại rủi ro, làm cơ sở phân loại cho các biện pháp giảm thiểu mục tiêu.

(b) Nội dung cốt lõi của Kế hoạch Kiểm soát và Ưu tiên Triển khai Kế hoạch kiểm soát phải bao gồm tất cả các yếu tố quan trọng: đánh giá chất lượng khối đá, phân tích nguy cơ vỡ đá, mặt cắt ngang và kích thước đường, tối ưu hóa các thông số kết cấu tấm, nổ mìn giảm ứng suất trụ, chuẩn bị mặt đường, thiết kế hỗ trợ đường bộ và ứng phó khẩn cấp sau vỡ đá. Kiểm soát nguồn là ưu tiên hàng đầu: ưu tiên các phương pháp và quy trình khai thác giúp giảm thiểu tập trung ứng suất. Tối ưu hóa thiết kế mỏ, trình tự và hướng khai thác, cũng như các thông số tấm để giảm thiểu rủi ro tại nguồn.

Cần có các biện pháp kiểm soát khác nhau cho các tình huống rủi ro khác nhau. Tại các khu vực ứng suất cao với thường xuyên xảy ra vi chấn động, hãy áp dụng các biện pháp giảm ứng suất tiên tiến như nổ mìn phá trụ. Tại các khu vực dễ xảy ra vỡ đá kiểu ứng suất trong quá trình đào hầm, hãy áp dụng biện pháp tiền xử lý nổ mìn phá mặt để giảm tích tụ năng lượng. Đối với các tuyến đường bị ảnh hưởng bởi vỡ đá kiểu địa chấn, hãy ưu tiên các hệ thống hỗ trợ hấp thụ năng lượng. Thiết lập quy trình ứng phó khẩn cấp: sơ tán ngay lập tức nhân viên khi phát hiện dấu hiệu vỡ đá, và xác định thời gian tái nhập an toàn dựa trên đặc điểm phân rã vi chấn động và đánh giá rủi ro được cập nhật sau các hành động giảm thiểu.

(c) Tiêu chuẩn Bố trí Hệ thống Giám sát: Giám sát vi chấn là một công cụ quan trọng và phải bao quát tất cả các khu vực có thể xảy ra hiện tượng vỡ đá. Vị trí đặt cảm biến phải tạo thành một bố cục không gian bao quát để loại bỏ điểm mù, đảm bảo tính đầy đủ và độ tin cậy của dữ liệu.

(d) Tăng cường An toàn và Bảo vệ Nhân sự. Để giảm thiểu rủi ro cho nhân sự, hãy ưu tiên vận hành từ xa và tự động các thiết bị đào hầm, giàn khoan, máy xúc và các thiết bị khai thác khác. Việc giảm thời gian và tần suất hiện diện của con người trong các khu vực dễ xảy ra sạt lở đá là điều cần thiết để bảo vệ tính mạng con người.

Tóm lại, việc kiểm soát nổ đá trong các mỏ hầm lò phải tuân thủ các nguyên tắc phòng ngừa trước, các biện pháp mục tiêu, các giải pháp ứng dụng công nghệ và quản lý vòng kín. Bằng cách thiết lập các quy trình thực hiện chặt chẽ, thực thi các yêu cầu kỹ thuật quan trọng và dựa vào giám sát khoa học, các mỏ có thể xây dựng một hệ thống phòng thủ toàn diện, đa lớp, cung cấp sự bảo vệ an toàn vững chắc cho các hoạt động ngầm có rủi ro cao.