Barriera di sicurezza per miniere sotterranee: guida completa alla prevenzione e al controllo delle esplosioni di roccia
Le frane rappresentano importanti rischi geologici nelle attività minerarie sotterranee. Una prevenzione e un controllo efficaci richiedono un sistema di gestione completo: identificazione del pericolo, valutazione dinamica del rischio, sviluppo del piano, monitoraggio e allerta precoce e attuazione di misure di controllo. L'obiettivo principale è identificare accuratamente i fattori causali, valutare scientificamente i livelli di rischio, sviluppare sistematicamente strategie di mitigazione e mantenere un monitoraggio e un allerta precoce in tempo reale, al fine di ridurre al minimo gli incidenti dovuti a frane e proteggere la sicurezza della produzione mineraria.
I. Processo di esecuzione fondamentale per la prevenzione e il controllo La prevenzione e il controllo del crollo di rocce dovrebbero seguire un flusso di lavoro progressivo: valutazione del rischio → sviluppo del piano → monitoraggio e allerta precoce. Le responsabilità e gli standard di attuazione devono essere chiaramente definiti in ogni fase per garantire che le misure siano effettivamente eseguite ed efficaci.
(a) Meccanismo di valutazione dinamica del rischio La valutazione del rischio deve concentrarsi su scenari ad alto rischio e combinare studi di suscettibilità con una valutazione dinamica continua. Quando si verificano tipici precursori di rottura di roccia, come forti vibrazioni del terreno, sollevamenti istantanei del fondo o delle costole, espulsione di roccia o quando la profondità di estrazione supera i 1.000 m, devono essere eseguiti studi di suscettibilità obbligatori. Per le sezioni minerarie con elevata propensione alla rottura di roccia, il dipartimento tecnico della miniera dovrebbe condurre valutazioni dinamiche del rischio e produrre relazioni di valutazione mensili e annuali. Queste relazioni, esaminate dal responsabile tecnico della miniera, fungeranno da base primaria per le azioni di controllo.
(b) Sviluppo e approvazione dei piani di controllo La qualità scientifica e la specificità dei piani di controllo ne determinano l'efficacia. Lo sviluppo del piano deve integrare informazioni chiave: fattori causali della rottura di roccia, risultati della valutazione dinamica del rischio e potenziali zone di pericolo. Dopo la stesura, i piani devono essere sottoposti a revisione paritaria sotto la supervisione del responsabile tecnico della miniera; solo dopo l'approvazione e l'avallo del responsabile principale della miniera può iniziare l'implementazione. Questo processo garantisce che i piani siano sia tecnicamente fattibili che operativamente implementabili.
(c) Sistema di monitoraggio e allerta precoce Il monitoraggio e l'allerta precoce fungono da sistema di rilevamento precoce della miniera e dovrebbero essere adattati al livello di rischio della miniera. Le miniere sotterranee a profondità superiori a 800 m o quelle già identificate come soggette a rottura di roccia dovrebbero installare sistemi di monitoraggio online della pressione al suolo. Le miniere esposte a gravi rischi di rottura di roccia dovrebbero integrare il monitoraggio di base con strutture specializzate come il monitoraggio microsismico, stabilire procedure di sorveglianza e allerta di routine per le zone pericolose e stabilire soglie di allerta quantificate per consentire la rilevazione precoce e allerte tempestive.
II. Requisiti chiave per l'implementazione Per garantire un controllo efficace, è necessario stabilire requisiti rigorosi per la valutazione del rischio, l'esecuzione del piano, il supporto al monitoraggio e la protezione del personale, formando un sistema di prevenzione a ciclo chiuso completo.
(a) Metodi di valutazione del rischio e criteri di classificazione La valutazione dinamica del rischio di rottura di rocce deve utilizzare metodi scientificamente accettati, come criteri di meccanica delle rocce, simulazione numerica, allerta precoce basata sul monitoraggio o approcci empirici, per garantire risultati affidabili. Le imprese minerarie dovrebbero combinare i risultati della valutazione dinamica con i danni da rottura di rocce osservati per assegnare gradi di rischio, fornendo una base graduata per misure di mitigazione mirate.
(b) Contenuti fondamentali dei piani di controllo e priorità di attuazione I piani di controllo devono coprire tutti gli elementi critici: valutazione della qualità dell'ammasso roccioso, analisi della suscettibilità alla rottura di roccia, sezione trasversale e dimensionamento della carreggiata, ottimizzazione dei parametri strutturali dei pannelli, brillamento di destress dei pilastri, precondizionamento del fronte, progettazione dei supporti della carreggiata e risposta alle emergenze dopo la rottura di roccia. Il controllo della fonte è fondamentale: privilegiare metodi e processi di estrazione che riducano la concentrazione di stress. Ottimizzare la progettazione della miniera, la sequenza e la direzione di estrazione e i parametri dei pannelli per mitigare i rischi alla fonte.
Sono necessari controlli differenziati per diversi scenari di rischio. Nelle aree ad alto stress con frequenti microsismicità, applicare misure di destressing avanzate come il brillamento a pilastro. Nelle zone soggette a fratture di roccia di tipo strain-type durante la costruzione di gallerie, adottare il precondizionamento del fronte di scavo con brillamento per ridurre l'accumulo di energia. Per le carreggiate interessate da fratture di roccia di tipo sismico, dare priorità ai sistemi di supporto ad assorbimento di energia. Stabilire un protocollo di risposta alle emergenze: evacuare immediatamente il personale al rilevamento di segni di fratture di roccia e determinare tempi di rientro sicuri in base alle caratteristiche di decadimento microsismico e alle valutazioni del rischio aggiornate dopo le azioni di mitigazione.
(c) Standard di layout del sistema di monitoraggio Il monitoraggio microsismico è uno strumento chiave e deve coprire tutte le aree in cui possono verificarsi frane. Il posizionamento dei sensori deve formare una disposizione spaziale avvolgente per eliminare i punti ciechi, garantendo la completezza e l'affidabilità dei dati.
(d) Rafforzamento della sicurezza e della protezione del personale Per ridurre al minimo l'esposizione del personale, dare priorità al funzionamento remoto e automatizzato di carri cisterna, impianti di perforazione, caricatori e altre attrezzature minerarie. Ridurre la durata e la frequenza della presenza umana nelle zone soggette a fratture è essenziale per salvaguardare la vita.
In sintesi, il controllo del rischio di fratture di roccia nelle miniere sotterranee deve rispettare i principi di prevenzione, misure mirate, soluzioni basate sulla tecnologia e gestione a ciclo chiuso. Attraverso l'adozione di solidi processi di esecuzione, l'applicazione di requisiti tecnici critici e il monitoraggio scientifico, le miniere possono costruire un sistema di difesa completo e multistrato che fornisca una solida protezione di sicurezza per le operazioni sotterranee ad alto rischio.
