حاجز أمان المناجم تحت الأرض: دليل شامل للوقاية من انفجار الصخور والسيطرة عليه
تُعد انفجارات الصخور من المخاطر الجيولوجية الرئيسية في التعدين تحت الأرض. تتطلب الوقاية والمكافحة الفعالة نظام إدارة متكامل يشمل: تحديد المخاطر، وتقييم المخاطر الديناميكي، ووضع الخطط، والرصد والإنذار المبكر، وتطبيق تدابير المكافحة. ويتمثل الهدف الأساسي في تحديد العوامل المسببة بدقة، وتقييم مستويات المخاطر علميًا، ووضع استراتيجيات تخفيف منهجية، والحفاظ على الرصد الفوري والإنذار المبكر للحد من حوادث انفجار الصخور وحماية سلامة إنتاج المناجم.
أولاً: عملية التنفيذ الأساسية للوقاية والسيطرة: ينبغي اتباع سير عمل تدريجي للوقاية من انفجار الصخور والسيطرة عليه: تقدير المخاطر ← وضع الخطة ← الرصد والإنذار المبكر. ويجب تحديد المسؤوليات ومعايير التنفيذ بوضوح في كل مرحلة لضمان تنفيذ التدابير بفعالية.
(أ) آلية تقييم المخاطر الديناميكية: يجب أن يركز تقييم المخاطر على السيناريوهات عالية المخاطر، وأن يجمع بين دراسات القابلية للتأثر والتقييم الديناميكي المستمر. عند حدوث عوامل نموذجية لظهور انفجارات صخرية - مثل اهتزازات أرضية قوية، أو ارتفاع فوري في الأرضية أو الضلع، أو قذف الصخور، أو عندما يتجاوز عمق التعدين 1000 متر - يجب إجراء دراسات قابلية إجبارية. بالنسبة لأجزاء المنجم ذات القابلية العالية لظهور انفجارات صخرية، يجب على القسم الفني في المنجم إجراء تقييمات ديناميكية للمخاطر وإعداد تقارير تقييم شهرية وسنوية. تُشكل هذه التقارير، التي يراجعها رئيس القسم الفني في المنجم، الأساس الرئيسي لإجراءات المكافحة.
(ب) وضع خطط التحكم واعتمادها: تُحدد الجودة العلمية ودقة خطط التحكم فعاليتها. يجب أن يتضمن وضع الخطة معلومات رئيسية: العوامل المسببة لانفجار الصخور، ونتائج تقييم المخاطر الديناميكية، ومناطق الخطر المحتملة. بعد صياغة الخطط، يجب أن تخضع لمراجعة الأقران تحت إشراف الرئيس الفني للمنجم؛ ولا يمكن البدء في تنفيذها إلا بعد موافقة المدير الرئيسي للمنجم واعتماده. تضمن هذه العملية أن تكون الخطط قابلة للتنفيذ من الناحيتين الفنية والتشغيلية.
(ج) إنشاء نظام الرصد والإنذار المبكر: يُعدّ نظام الرصد والإنذار المبكر بمثابة نظام الكشف المبكر عن المنجم، ويجب تصميمه بما يتناسب مع مستوى مخاطره. ينبغي تركيب أنظمة مراقبة ضغط الأرض عبر الإنترنت في المناجم الجوفية التي يزيد عمقها عن 800 متر، أو تلك التي تم تحديدها بالفعل على أنها معرضة لانفجار الصخور. وينبغي للمناجم التي تواجه مخاطر انفجار الصخور الشديدة أن تُكمّل عمليات الرصد الأساسية بوسائل متخصصة مثل الرصد الزلزالي الدقيق، ووضع إجراءات مراقبة وإنذار روتينية للمناطق الخطرة، وتحديد عتبات تحذيرية كمية لتمكين الكشف المبكر وإصدار التنبيهات في الوقت المناسب.
الثاني. متطلبات التنفيذ الرئيسية لضمان فعالية الرقابة، ينبغي وضع متطلبات صارمة لتقييم المخاطر، وتنفيذ الخطة، ودعم المراقبة، وحماية الموظفين، وتشكيل نظام وقائي شامل ذي حلقة مغلقة.
(أ) أساليب تقييم المخاطر ومعايير التصنيف: يجب أن يعتمد تقييم مخاطر الانفجارات الصخرية الديناميكية على أساليب علمية مقبولة، مثل معايير ميكانيكا الصخور، والمحاكاة العددية، والإنذار المبكر القائم على الرصد، أو الأساليب التجريبية، لضمان نتائج موثوقة. وينبغي على شركات التعدين الجمع بين مخرجات التقييم الديناميكي وأضرار الانفجارات الصخرية المرصودة لتحديد درجات المخاطر، مما يوفر أساسًا متدرجًا لتدابير التخفيف المستهدفة.
(ب) المحتويات الأساسية لخطط التحكم وأولويات التنفيذ. يجب أن تشمل خطط التحكم جميع العناصر الأساسية: تقييم جودة الكتلة الصخرية، وتحليل قابلية الصخور للانفجار، ومقطع الطريق وتحديد حجمه، وتحسين معايير هيكل الألواح، وتفجير الأعمدة لإزالة الإجهاد، وتجهيز الواجهة مسبقًا، وتصميم دعامات الطريق، والاستجابة للطوارئ بعد انفجار الصخور. يُعد التحكم في المصدر أمرًا أساسيًا: يُفضل اتباع أساليب وعمليات التعدين التي تقلل من تركيز الإجهاد. يجب تحسين تصميم المنجم، وتسلسل الاستخراج واتجاهه، ومعايير الألواح للحد من المخاطر عند المصدر.
تتطلب سيناريوهات المخاطر المختلفة ضوابط متباينة. في المناطق عالية الضغط ذات الزلازل الدقيقة المتكررة، تُطبّق إجراءات متقدمة لتخفيف الضغط، مثل تفجير الأعمدة. في المناطق المعرضة لانفجارات الصخور الناتجة عن الإجهاد أثناء حفر الأنفاق، يُعتمد التجهيز المسبق للتفجير السطحي لتقليل تراكم الطاقة. بالنسبة للطرق المتضررة من انفجارات الصخور الزلزالية، تُعطى الأولوية لأنظمة الدعم الممتصة للطاقة. وضع بروتوكول للاستجابة للطوارئ: إخلاء الأفراد فورًا عند اكتشاف علامات انفجار الصخور، وتحديد أوقات آمنة للعودة بناءً على خصائص التحلل الزلزالي الدقيق وتقييمات المخاطر المُحدثة بعد إجراءات التخفيف.
(ج) معايير تصميم نظام الرصد: يُعدّ الرصد الزلزالي الدقيق أداةً أساسية، ويجب أن يشمل جميع المناطق التي قد تحدث فيها انفجارات صخرية. ينبغي أن يُشكّل توزيع أجهزة الاستشعار تصميمًا مكانيًا شاملًا لاستبعاد النقاط العمياء، مما يضمن اكتمال البيانات وموثوقيتها.
(د) تعزيز سلامة وحماية الأفراد: لتقليل تعرض الأفراد للخطر، يُعطى الأولوية للتشغيل الآلي وعن بُعد لحفارات الأنفاق العملاقة، وحفارات الربط، والرافعات، وغيرها من معدات التعدين. يُعدّ تقليل مدة وتكرار التواجد البشري في المناطق المعرضة لانفجار الصخور أمرًا بالغ الأهمية لحماية الأرواح.
باختصار، يجب أن تلتزم مكافحة انفجار الصخور في المناجم الجوفية بمبادئ الوقاية أولاً، والتدابير المُستهدفة، والحلول المُعتمدة على التكنولوجيا، والإدارة المُغلقة. من خلال إرساء عمليات تنفيذ فعّالة، وتطبيق المتطلبات الفنية الأساسية، والاعتماد على الرصد العلمي، يُمكن للمناجم بناء نظام دفاعي شامل ومتعدد الطبقات يوفر حمايةً أمنيةً متينةً للعمليات الجوفية عالية المخاطر.
