將軍戈壁二號露天煤礦安全風(fēng)險識別與分析

齊 特

（新疆天池能源有限責(zé)任公司，新疆 昌吉 831100）

1 安全風(fēng)險分析及存在場所

1.1 滑坡與坍塌災(zāi)害

將軍戈壁二號露天煤礦2018 年6 月份實現(xiàn)雙環(huán)線內(nèi)排，10 月份內(nèi)排土場完成向西轉(zhuǎn)向，采場原有的北幫、東幫、南幫，邊坡高度降低，邊幫整體穩(wěn)定性得到提高，目前各邊坡的幫坡角均小于設(shè)計最終邊坡允許穩(wěn)定角。但隨著物料排棄高度增加，對基底土層的壓力也增加，當(dāng)超過800 kPa 時，土體微結(jié)構(gòu)破壞并被壓密，不易透水，土體上層浸水礦物軟化，形成衍生弱層，穩(wěn)定系數(shù)隨即降低，可能造成滑坡、坍塌。當(dāng)排土場平盤、臺階坡面滲入大氣降水，滲入底土層會使穩(wěn)定系數(shù)降低，也造成邊坡滑坡、坍塌。

1.2 大型機械設(shè)備聯(lián)合作業(yè)

將軍戈壁二號露天煤礦目前礦坑內(nèi)共有200 多臺機械設(shè)備在同時作業(yè)，采掘工作面作業(yè)均采用中小型采運及輔助設(shè)備，其中鉆孔設(shè)備5 臺、采裝設(shè)備20 臺、運輸設(shè)備182 臺、排土設(shè)備8 臺，由于采掘工作面作業(yè)平盤的空間受限，多臺設(shè)備處在同一作業(yè)區(qū)域，涉及多工種聯(lián)合作業(yè)，當(dāng)出現(xiàn)司機溝通失誤、操作失誤、設(shè)備故障、觀察不周、場地狹小、特殊天氣、違反規(guī)程等原因，易造成設(shè)備間相互碰撞，發(fā)生事故[3-4]。

1.3 車輛運輸

運輸使用陜汽德龍（F3000）、同力TL875 等重型運輸自卸卡車，由于大型卡車車體結(jié)構(gòu)的原因，卡車前方存在視野盲區(qū)，當(dāng)人員或小型車輛距離設(shè)備過近，重型卡車與駛?cè)肫涿^(qū)的輕型車輛或人員就有可能發(fā)生碰撞。此外，超速行駛、搶道、道路等級差（轉(zhuǎn)彎半徑小、坡度大，豎曲線半徑小）、道路寬度不足、安全路標(biāo)不齊全、司機操作失誤、車況不佳等均有可能造成車輛運輸事故，此類事故在大型露天礦中多有發(fā)生。

1.4 穿孔和爆破

穿孔和爆破作業(yè)是露天煤礦生產(chǎn)過程中的重要工序，露天礦鉆機在行走時易出現(xiàn)傾斜歪倒、碰撞高壓線等情況，而在穿孔作業(yè)時，鉆機與坡頂線距離過小，鉆機安裝不平穩(wěn)，鉆孔未按操作規(guī)程作業(yè)，都可能發(fā)生人員傷亡或設(shè)備損壞[5-6]。

爆破器材具有易燃易爆的特性，在運輸、貯存和使用中均有較高的安全技術(shù)要求，稍有絲毫的松懈和麻痹，極易引發(fā)爆炸、火災(zāi)、沖擊波、飛石和噪音等，釀成人員傷亡和導(dǎo)致露天煤礦生產(chǎn)工藝遭破壞的惡性事故。爆破作業(yè)時由于網(wǎng)絡(luò)連接有誤、火工品質(zhì)量不合格、裝藥堵塞時會出現(xiàn)瞎炮，設(shè)備在此地作業(yè)時的砸撞行為可能引爆藥包；裝藥量過大、警戒距離不足可能導(dǎo)致飛石砸傷人員和設(shè)備；火工品運輸不當(dāng)、惡劣天氣作業(yè)等也會造成爆炸事故。

1.5 火 災(zāi)

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，B5、B2 煤層自燃傾向等級均為Ⅰ級，自燃傾向性為容易自燃發(fā)火煤層。因此采掘場煤層在外界條件適合的情況下，將產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。

火災(zāi)依引火源的性質(zhì)可分為自燃火災(zāi)（內(nèi)因火災(zāi)）和外因火災(zāi)2 種。自燃火災(zāi)是煤在一定的條件和環(huán)境下（破碎堆積、連續(xù)的供氧條件和保存熱的環(huán)境），自身發(fā)生物理、化學(xué)變化，逐漸聚集熱量而著火形成的火災(zāi)，主要有采場煤層自燃、庫存煤自燃、排土場風(fēng)氧化煤自燃及內(nèi)排土?xí)r采掘場端幫及采掘場底部剩余煤層或殘煤長期暴露引起煤自燃等。外因火災(zāi)是可燃物受到外來熱源的作用而形成的火災(zāi)，主要發(fā)生于油庫、建筑物、倉庫、木料場、燃油設(shè)備、電器設(shè)備等處，主要致因為設(shè)備油管老化、易燃物清理不及時、設(shè)備溫度異常以及電氣設(shè)備短路、過流、過載、電機絕緣等級降低、散熱不良、雷擊、保護失靈等。外因火災(zāi)的后果是相當(dāng)嚴(yán)重的，若火情發(fā)現(xiàn)早尚可及時撲滅，若發(fā)現(xiàn)較晚，則很難控制，往往造成人員傷亡和財產(chǎn)的重大損失。

下面以機械學(xué)科國家重點實驗室為例，闡述大型儀器設(shè)備開放共享中的規(guī)范管理、信息化平臺構(gòu)建以及人才隊伍建設(shè)等方面的建設(shè)與實施。

1.6 水 害

充水主要包括地下水和地表大氣降水。礦坑水的主要來源是大氣降水匯集，隨著采剝面積的增大，匯水面積隨之增大，而絕大部分匯水要經(jīng)采場、排土場流入礦坑底部，影響開采、排土、邊坡穩(wěn)定甚至人員和設(shè)備的安全。大氣降水和地下涌水導(dǎo)致的水害的直接原因主要是由于暴雨等特殊天氣導(dǎo)致礦坑深部臺階和設(shè)備被淹沒，造成人員傷亡。而礦山排水、疏干系統(tǒng)未按《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)要求執(zhí)行，排水系統(tǒng)能力特別是暴雨時的排水系統(tǒng)能力不足也是水害事故發(fā)生的間接原因[7-8]。

1.7 職業(yè)危害因素

粉塵對工人的健康極為不利，長期暴露于粉塵濃度較高的作業(yè)場所，可能造成塵肺病、矽肺病、鼻咽炎、慢性支氣管炎和皮膚病。對于露天作業(yè)場所，粉塵危害尤其嚴(yán)重，在整個生產(chǎn)過程中都不可避免地產(chǎn)生各種粉塵，其中采掘作業(yè)場所、排土場、鉆機鉆孔場所、破碎站及帶式輸送機轉(zhuǎn)載點產(chǎn)生的粉塵尤為突出，不僅會導(dǎo)致工傷事故增多，還會加速機械設(shè)備的磨損，縮短精密儀表的使用壽命。

機械設(shè)備運轉(zhuǎn)和煤巖的鉆孔、破碎及轉(zhuǎn)載過程中都會產(chǎn)生強度不等的噪聲。長期接觸一定強度的噪聲，會對人體產(chǎn)生不利的影響，如對聽力的損傷，嚴(yán)重導(dǎo)致噪聲性耳聾，或?qū)ι窠?jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等產(chǎn)生影響。一般是鉆機在鉆孔過程和機修車間及其他大型設(shè)備運轉(zhuǎn)的場所產(chǎn)生的噪聲強度較大。

對于操縱大型設(shè)備的人員，由于長期接觸設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中振動的操縱桿，可能會導(dǎo)致局部振動病。露天作業(yè)環(huán)境中的有毒有害氣體主要是來自爆破、燃燒尾氣和煤炭自燃，爆破產(chǎn)生的有害氣體與使用的炸藥有關(guān)，常見的有毒有害氣體有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、碳氫化物等。以上有毒有害氣體在露天礦坑深處不容易擴散，會對作業(yè)人員的健康產(chǎn)生損害甚至中毒。

1.8 存在的場所

結(jié)合以上安全風(fēng)險的類型，分析可能存在風(fēng)險的區(qū)域，容易發(fā)生滑坡、坍塌的主要場所為排土場和采掘場邊坡；機械設(shè)備聯(lián)合作業(yè)中易發(fā)生事故的區(qū)域有采剝工作面、排土場、穿孔區(qū)、爆破區(qū)、破碎站等地；運輸作業(yè)事故多發(fā)場所主要有運輸干道、折返坡道轉(zhuǎn)彎處、交叉路口、卡車調(diào)車區(qū)等；發(fā)生火災(zāi)的場所多為加油站、爆破區(qū)、變電站、設(shè)備檢修區(qū)；可能遭受水害影響的主要區(qū)域為運輸?shù)缆?、作業(yè)平盤、礦坑坑底、排土場；供配電系統(tǒng)事故易發(fā)生場所為變電站、各用電設(shè)備電纜尾線處、環(huán)形架空線路、電氣設(shè)備作業(yè)點等。

2 安全風(fēng)險管控措施

2.1 滑坡坍塌風(fēng)險管控措施

1）對邊坡每周進行巡查，發(fā)現(xiàn)有可能滑坡時，采取切實可行的遮擋、攔截、支擋、護墻、護坡等措施防治。每月利用GPS-RTK 對人工邊坡監(jiān)測點觀測1次，每日利用邊坡雷達、GNSS 邊坡動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對重點邊坡區(qū)域位置進行監(jiān)測，出具月度邊坡報告。露天邊坡穩(wěn)定性較差地段，應(yīng)進行經(jīng)常性的邊坡穩(wěn)定性影響的調(diào)查、測試與綜合研究，以便提出一項綜合性治理方案。

2）嚴(yán)格按照設(shè)計部門提供的方案進行施工，并適時地根據(jù)邊坡巖土性質(zhì)進行邊坡穩(wěn)定性分析與計算，確定安全合理的露天邊坡角、臺階高度、最終邊坡角，并保證有足夠的臺階寬度。按照合理的排土場的堆排方法進行排土。定期對人工開挖與排土等活動對邊坡的影響進行觀測分析，對露天臺階及排土?xí)r大型車輛行駛的動載荷承載進行分析，確定合理的施工方式和施工程序，防止人為誘導(dǎo)滑坡和邊坡失穩(wěn)。

3）對露天境界內(nèi)外邊坡及其排土場的動力壓力及其危害進行分析，做好防汛與排水工作，并密切注意降雨、降雪、洪水等對邊坡的破壞和影響。及時清理邊坡上的松石、浮石，邊坡有表土的地段應(yīng)種植草皮，防止水土流失。臨近露天邊坡的中深孔爆破，應(yīng)采用控制爆破，以減小爆破振動對邊坡巖體的影響。建立氣象通報機制和災(zāi)害匯報機制。根據(jù)應(yīng)急預(yù)案演練計劃開展滑坡應(yīng)急預(yù)案演練并保留演練記錄。

2.2 爆破風(fēng)險管控措施

1）責(zé)任主體單位每月針對重大風(fēng)險組織安全教育培訓(xùn)，并保留培訓(xùn)記錄。爆破作業(yè)必須編制爆破設(shè)計及安全技術(shù)措施，并按流程審批。爆炸物品的領(lǐng)用、保管和使用必須嚴(yán)格執(zhí)行賬、卡、物一致的管理制度。

2）禁止火工品與炸藥混裝，火工品與炸藥在現(xiàn)場存放應(yīng)保持足夠的安全距離。定期檢查火工品運輸車輛安全裝置，確?？煽坑行?。嚴(yán)禁攜帶電子產(chǎn)品、火種進入爆破作業(yè)區(qū)。

3）在爆破區(qū)域內(nèi)放置和使用爆炸物品的地點，20 m內(nèi)嚴(yán)禁煙火，10 m 以內(nèi)嚴(yán)禁非工作人員進入。按爆破設(shè)計參數(shù)裝藥，裝藥時必須使用絕緣、防靜電、無金屬的炮桿。同時在1 個炮孔操作的爆破員不允許超過3 人。裝藥期間嚴(yán)禁連接起爆網(wǎng)絡(luò)，裝藥完成撤出人員后方可連接起爆網(wǎng)絡(luò)。

4）爆破警戒距離、警戒點、警戒人員、起爆點設(shè)置必須符合《煤礦安全規(guī)程》，并嚴(yán)格執(zhí)行“三聯(lián)系制”。嚴(yán)禁雷電、大風(fēng)、大雪、大霧、沙塵、中大雨等惡劣天氣實施爆破作業(yè)。爆后5 min 內(nèi)嚴(yán)禁檢查，如不能確認有無盲炮，應(yīng)經(jīng)15 min 后才能進入炮區(qū)檢查。盲炮處理嚴(yán)格執(zhí)行《盲炮處理安全技術(shù)措施》。到界臺階必須采用預(yù)裂爆破，同時嚴(yán)格控制一次起爆藥量。

2.3 火災(zāi)風(fēng)險管控措施

1）對到界采煤臺階，采用黏土或沙土剝離物覆蓋臺階煤壁并碾壓封閉的方法預(yù)防到界采煤臺階的自燃；對長期不實施推進、不能及時回填的非工作幫及端幫的含煤臺階煤壁應(yīng)先用黏土或沙土剝離物覆蓋并碾壓封閉。

2）合理安排備采煤量，避免煤層的長期暴露。對平盤上和臺階坡腳處，尤其是長期暴露的到界端幫堆積的散煤，應(yīng)及時進行清理。庫存煤堆頂部應(yīng)覆蓋0.5～1 m、坡面覆蓋為2 m 黏土或沙土剝離物。掩埋前使用挖掘機對末煤堆坡面進行拍實；覆土后再使用挖掘機對表土坡面進行拍實。覆土后期需要對裂縫處及沖溝進行填土修整。

3）臺階上散落的煤塊及煤塵由于堆積松散，與空氣接觸面積大，極容易自燃發(fā)火，煤塵懸浮于空氣中，對現(xiàn)場作業(yè)人員健康影響很大，達到一定濃度還有發(fā)生爆炸的危險性，因此應(yīng)及時將臺階上散落的煤塊及煤塵進行清理。

4）工作面煤層暴露時間稍長，也容易自燃，特別是春秋季節(jié)氣候干燥，采取及時清理松散煤層的措施。如發(fā)生自燃，及時由加水站取水滅火；對已自燃的煤，及時利用小型液壓反鏟、前裝機等設(shè)備進行清理，灑水車協(xié)助滅火并將其清理運出火區(qū)。

5）加強采掘場防滅火監(jiān)測管理，配備火情巡查及防滅火人員和設(shè)備，對出現(xiàn)的火情做到及時發(fā)現(xiàn)及時處理，對重大火災(zāi)制定應(yīng)急響應(yīng)措施，避免人員傷亡及財產(chǎn)損失。容易發(fā)火的B5～B3 層間剝離物排棄到排土場后，必須用其他剝離物料進行壓覆。對排土場冒煙、著火區(qū)域采用黃土覆蓋，確保無有毒有害氣體逸出。

6）高溫火區(qū)進行爆破作業(yè)時，必須測試孔內(nèi)溫度，有明火的炮孔或孔溫在80 ℃以上的高溫炮孔必須采取滅火、降溫措施。高溫孔經(jīng)降溫處理合格以后，迅速裝藥起爆。所有采掘、運輸、排土和其它輔助設(shè)備均配置有滅火器材。燃油設(shè)備配置泡沫滅火器，用電設(shè)備配置干粉滅火器。煤塵采取灑水降塵，破碎站設(shè)灑水除塵裝置，建構(gòu)筑物按建筑防火規(guī)范有關(guān)規(guī)定設(shè)置消防系統(tǒng)。

2.4 道路交通運輸風(fēng)險管控措施

1）卡車、鏟運機司機應(yīng)明確裝車和排棄位置和行車路徑，知曉路況及通行限制，明確道路交叉情況、加油和通往工業(yè)廣場路徑。

2）作業(yè)前，檢查車況是否良好，安全設(shè)備和設(shè)施是否齊全完好，設(shè)備不得帶病作業(yè)。等裝時，按規(guī)定在等裝區(qū)內(nèi)停車，并保持車距（不小于15 m）。入換時，要與挖掘機（特指挖掘機、前裝機）司機進行對視鳴笛，互相確認。裝車時，司機不準(zhǔn)離開駕駛室，也不準(zhǔn)將身體任何部位探出駕駛室。裝車完畢，要等采裝機司機發(fā)布裝完信號后，方可起步。

3）卡車在采裝和卸載工作面，應(yīng)按場地指定路線行駛，接受場地人員指揮。卸載時，同時相鄰卸載的2 輛卡車間隔距離應(yīng)保持10 m 以上。按規(guī)定速度行駛，嚴(yán)禁超速。注意禮讓。夜間和能見度低時，要開啟照明燈和示寬燈等。

4）行駛時，注意保持車距。在路況惡劣時，應(yīng)適當(dāng)增大車距。發(fā)生溜車和險情，應(yīng)鳴號示警，采取必要的安全措施。進入加油區(qū)，聽從場地人員指揮，注意防火，熄滅發(fā)動機加油。停放在現(xiàn)場的故障車，應(yīng)有掩護措施，如擋土墻、警示標(biāo)志等。單行道逆行，應(yīng)取得有關(guān)部門和人員批準(zhǔn)，并采取必要的措施。對于危險區(qū)段（如火區(qū)）進行標(biāo)識，車輛不得進入。

3 結(jié)語

對將軍戈壁二號露天煤礦作業(yè)過程中的安全風(fēng)險進行了識別與分析，主要安全風(fēng)險有邊坡滑坡、坍塌，爆破作業(yè)風(fēng)險，火災(zāi)和車輛運輸風(fēng)險。安全風(fēng)險主要存在的區(qū)域為爆破區(qū)、油庫、采掘場、排土場、變電站、選煤廠等。針對以上安全風(fēng)險和區(qū)域，制定了相應(yīng)的安全風(fēng)險管控措施進行科學(xué)防范，確保安全風(fēng)險處于可控狀態(tài)。