地下鉱山安全バリア：岩盤はね防止と制御の総合ガイド
岩盤はねは、地下鉱山における主要な地質災害です。効果的な予防と制御には、ハザード特定、動的リスク評価、計画策定、監視と早期警報、そして制御措置の実施という、包括的な管理システムが必要です。その中核となるのは、原因要因を正確に特定し、リスクレベルを科学的に評価し、軽減戦略を体系的に策定し、リアルタイムの監視と早期警報を維持することで、岩盤はねの発生を最小限に抑え、鉱山生産の安全性を確保することです。
I. 予防と管理の中核となる実行プロセス 岩盤はねの予防と管理は、リスク判断 → 計画策定 → 監視と早期警報という段階的なワークフローに従う必要があります。対策が確実に実行され、効果を発揮できるよう、各段階で責任と実施基準を明確に定義する必要があります。
(a) 動的リスク評価メカニズム リスク評価は、高リスクシナリオに焦点を当て、継続的な動的評価と感受性調査を組み合わせる必要があります。典型的な岩盤はねの前兆現象（強い地盤振動、瞬間的な床面またはリブの隆起、岩石の噴出など）が発生した場合、または採掘深度が1,000メートルを超える場合などには、必須の感受性調査を実施する必要があります。岩盤はねの発生確率が高い鉱山区間については、鉱山技術部門が動的リスク評価を主導し、月次および年次評価報告書を作成する必要があります。これらの報告書は、鉱山技術責任者によってレビューされ、管理措置の主要な根拠となります。
(b) 管理計画の策定と承認 管理計画の有効性は、その科学的品質と具体的内容によって決まります。計画策定においては、岩盤はねの原因要因、動的リスク評価結果、潜在的危険区域といった重要な情報を統合する必要があります。計画案の作成後、鉱山技術責任者の組織の下でピアレビューを受け、鉱山の最高責任者による承認と是認を得た後にのみ、実施を開始できます。このプロセスにより、計画が技術的に実現可能であり、かつ運用上も実施可能であることが保証されます。
(c) 監視・早期警報システムの構築 監視・早期警報は鉱山の早期検知システムとして機能し、鉱山のリスクレベルに合わせて調整されるべきである。地下800メートルを超える深さの鉱山、または既に岩盤はねの危険性があると特定されている鉱山には、オンライン地盤圧監視システムを設置するべきである。深刻な岩盤はねの危険性に直面している鉱山では、基本的な監視に加え、微小地震監視などの専門設備を導入し、危険区域における日常的な監視・警報手順を確立し、早期検知と適時の警報を可能にするための定量化された警報閾値を設定するべきである。
II. 主要な実施要件 効果的な管理を確実にするために、リスク評価、計画実行、監視サポート、および人員保護に関する厳格な要件を確立し、包括的な閉ループ防止システムを形成する必要があります。
(a) リスク評価方法と評価基準 動的岩盤はねリスク評価では、信頼性の高い結果を確保するために、岩盤力学基準、数値シミュレーション、モニタリングに基づく早期警報、経験的アプローチなど、科学的に認められた手法を用いる必要がある。鉱業企業は、動的評価結果と観測された岩盤はねによる被害を組み合わせ、リスク等級を付与し、対象を絞った緩和措置のための等級別基準を提供するべきである。
(b) 管理計画の中核内容と実施の優先順位 管理計画は、岩盤品質評価、岩盤はね感受性分析、路盤断面と寸法、パネル構造パラメータの最適化、ピラー応力除去発破、切羽前処理、路盤支保設計、岩盤はね後の緊急対応など、すべての重要な要素を網羅する必要があります。発生源管理が最優先であり、応力集中を軽減する採掘方法とプロセスを優先します。発生源におけるリスクを軽減するため、鉱山設計、採掘順序と方向、パネルパラメータを最適化します。
リスクシナリオに応じて、異なる対策が必要です。微小地震が頻繁に発生する高応力地域では、ピラー発破などの高度な応力緩和対策を実施します。トンネル工事中にひずみ型岩盤はねが発生しやすい地域では、エネルギー蓄積を低減するために切羽発破前処理を実施します。地震型岩盤はねの影響を受ける道路では、エネルギー吸収支持システムを優先的に導入します。緊急対応プロトコルを確立し、岩盤はねの兆候を検知したら直ちに人員を避難させ、微小地震の減衰特性とリスク軽減措置後の最新のリスク評価に基づいて安全な再入域時間を決定してください。
(c) 監視システム配置基準 微小地震監視は重要なツールであり、岩盤はねが発生する可能性のあるすべてのエリアをカバーする必要があります。センサーの配置は、死角を排除し、データの完全性と信頼性を確保するために、包み込むような空間レイアウトを形成する必要があります。
(d) 作業員の安全と保護の強化：作業員の被ばくを最小限に抑えるため、トンネル掘削機、ボルト締め機、ローダー、その他の採掘機械の遠隔操作と自動操作を優先する。岩盤はねの危険地帯における作業員の滞在時間と頻度を減らすことは、人命を守るために不可欠である。
要約すると、地下鉱山における岩盤はね防止は、予防第一、対象を絞った対策、技術を活用したソリューション、そして閉ループ管理の原則を遵守する必要があります。堅牢な実施プロセスを確立し、重要な技術要件を遵守し、科学的なモニタリングを活用することで、鉱山は高リスクの地下操業において強固な安全保護を提供する、包括的かつ多層的な防御システムを構築することができます。
