广东省某矿山排土场安全隐患排查与风险评估

彭乐平 贺 义

(1.广东省冶金建筑设计研究院；2.湖北省地质局第二地质大队)

排土场又称废石场，是矿山采矿排弃物集中堆放的场所。排土场是一种巨型人工松散堆垫体,存在严重的安全隐患。滑坡、泥石流、滚石及排土作业伤害是排土场四大灾害类型。露天矿山排土场事故时有发生，排土场的安全不仅影响到矿山的正常生产,也将使矿山蒙受巨大的经济损失。目前，很多专家学者对排土场安全问题进行了研究，但对于排土场安全隐患排查和风险评估方面的系统性研究还很少。本文采用排土场安全度分级及事故树分析方法[1]，结合排土场现场检查，得出排土场安全隐患风险等级，并提出隐患治理和防控措施，建立一套较为完整的矿山排土场隐患排查和风险评估方法，为加强矿山排土场安全管理与监督提供可靠的经验。

1 工程概况

某排土场设计容量为6.89万m3，排土标高为+20～+35 m，排土台阶高度为5 m，安全平台宽度为2 m，排土坡面角≤35°，总边坡角≤31°。现场排土场堆排量不大，堆排物性质为土石混合物，第四系剥离土比例较大，现场堆置高度约15 m，中间无安全平台。排土场坡脚分散分布着一些块石，坡脚未见任何警示标志。排土场未设置挡土坝，堆排前，并未做根基杂草清理。排土场外无截排水沟，亦无明显的场内排水沟，场内汇水直接冲刷排土场坡面，现场看到数个冲刷后形成的沟壑。排土场下游为不规则的沉淀池及构筑物，排土场坡脚至构筑物的距离约100 m，排土场坡脚约150 m外有一条乡村公路通过。排土场现场见图1～图4。

图1 排土场总体堆排情况

图2 排土场坡面冲刷沟壑

图3 排土场上部平台及上游坡面

2 事故隐患分析与风险评估方法

成立矿山排土场事故隐患排查治理与风险防控技术服务项目组，根据安全管理，设计、施工及安全评价，排土作业，防洪防震，排土场周边环境，拦挡设施及水处理，排土场监测、检查及记录7个现场调查单元及现场实际，制定《矿山排土场事故隐患调查表》及工作计划，对选定的矿山排土场展开现场调查，分析排土场存在的安全隐患，确定排土场的安全度，之后对现场调查内容归纳总结，评估风险，分析存在的问题，并提出相应的对策措施及建议。

图4 排土场下游构筑物

2.1 安全度分级方法

参考相关规程关于排土场安全度的等级分类，结合现场调查情况，将排土场安全度分为危险级、病级和正常级3种，见表1。

表1 排土场安全度等级划分

2.2 排土场风险辨识及风险等级评估办法

结合现场调查，排土场可能发生的风险归纳为滑坡、泥石流、滚石及排土作业伤害[2]。

风险分析包括发生可能性和后果严重性两部分。风险分析采用定性、定量或定性定量相结合等方式进行计算。风险评级采取风险矩阵法，风险点、危险源的风险等级原则上分为红、橙、黄、蓝4个等级，其中，红色代表最高风险等级。

2.2.1 发生风险的可能性

采用事故树分析法[1]分析发生以上4种灾害的诱发因素，结合排土场的堆排现状，分别以滑坡、泥石流、滚石及排土作业伤害四种灾害发生的可能性进行分析。事故树分析是从要分析的特定事故或故障(顶上事件)开始，层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因(底事件)为止。排土场事故树见图5。

针对排土场事故树，运用布尔代数法求算4种事故最小割集。

滑坡事故最小割集计算如下：

T1=A1×X8

=(X1+B1)×X8

=[X1+C1×C2×X7]×X8

=[X1+(X1+X2+X3)×(X5+D1)×X7]×X8

=[X1+(X1+X2+X3)×(X5+X4×X6)×X7]×X8

=X1X8+X2X4X6X7X8+X2X5X7X8+X3X4X6X7X8+X3X5X7X8.

求算得滑坡事故的最小割集有5个：{X1，X8}，{X2，X4，X6，X7，X8}，{X2，X5，X7，X8}，{X3，X4，X6，X7，X8}，{X3，X5，X7，X8}。可知，如果能及时发现潜在危险并及时控制，排土场发生滑坡事故的可能性较小;如果监测系统不完善，有可能发生滑坡。

泥石流事故最小割集计算如下：

T2=X4×A2×X8

=X4×(X1+B1)×X8

=X4×[X1+C3×X6×X7]×X8

=X4×[X1+(X1+X2+X3+X5)×X6×X7]×X8

=X1X4X8+X2X4X6X7X8+X3X4X6X7X8+X4X5X6X7X8.

图5 排土场事故树

求算得泥石流事故的最小割集有4个：{X1，X4，X8}，{X2，X4，X6，X7，X8}，{X3，X4，X6，X7，X8}，{X4，X5，X6，X7，X8}。可知，如果能及时发现潜在危险并及时控制，排土场发生泥石流事故的可能性较小;如果监测系统不完善，有可能发生泥石流。

滚石事故最小割集计算如下：

T3=X1×X9×X10.

求算得滚石事故的最小割集为{X1，X9，X10}。可知，当排土场高陡边坡、挡石设施失效、边坡存在浮石等情况同时出现时，可能发生滚石事故。

排土作业事故最小割集计算如下：

T4=X11+X12.

求算得排土作业事故的最小割集为{X11}和{X12}。可知，排土场边坡存在裂缝，或者排土场无安全车挡时，均可能发生排土作业伤害。

根据排土场现场调查情况出现的问题，对照事故树分析的排土场灾害的最小影响因素组合，参考《工作指南》提供的可能性分析度量标准，分别分析滑坡、泥石流、滚石及排土作业危害等灾害发生的可能性。发生的可能性描述见表2。

表2 事故发生的可能性分析

2.2.2 发生风险的后果严重性

发生事故的后果严重性度量见表3。

根据排土场可能发生的滑坡、泥石流、滚石及排土作业伤害等灾害，考虑下游和周边的环境因素，对照表3，分析排土场灾害可能造成的后果严重性。

2.2.3 风险评级

采用风险矩阵法，风险等级分为红、橙、黄、蓝4个等级，结合确定的排土场4种灾害发生的可能性和后果严重性，计算排土场的风险等级。风险矩阵法计算见表4。

表3 事故发生的后果严重性分析

表4风险矩阵法计算结果

注：评级结果为无颜色区域的风险点、危险源不列入清单管理

分析风险矩阵法计算结果，归纳各风险等级取值范围，结果见表5。

表5 风险等级取值范围

3 分析与评估结果

3.1 排土场安全度分级

根据以上分析与评估，排土场堆排前，基底未经过有效清理，排土场未按照作业管理要求参数和规定进行施工，该排土场等级为病级。

3.2 发生事故的可能性分析

3.2.1 发生滑坡的可能性

发生滑坡的可能性分析结果见表6。该排土场无监测系统，原地基条件差，排水系统不完善，下游无拦挡设施，且距离采场较近，采场爆破对该排土场有影响。 结合事故树分析，可能性评分取值为4分。排土场发生滑坡的可能性为很可能发生。

表6 发生滑坡的可能性分析结果

3.2.2 发生泥石流的可能性

发生泥石流的可能性分析结果见表7。该排土场无监测系统，原地基条件差，排水系统不完善，但山坡汇水面积不大，下游无拦挡设施，且距离采场较近，采场爆破对该排土场有影响[3]。结合事故树分析，可能性评分取值为3分，排土场发生泥石流的可能性为可能发生。

表7 发生泥石流的可能性分析结果

3.2.3 发生滚石的可能性

发生滚石的可能性分析结果见表8。结合事故树分析，可能性评分取值为1分。排土场发生滚石的可能性为基本不可能发生。

表8 发生滚石的可能性分析结果

3.2.4 发生排土作业危害的可能性

发生排土作业危害可能性分析结果见表9。排土场顶部外侧平台无裂缝，平台有车挡。结合事故树分析，可能性评分取值为1分。排土场发生排土作业危害可能性为基本不可能发生。

表9 发生排土作业危害可能性分析结果

以滑坡、泥石流、滚石及排土作业伤害分别分析其后果严重性。排土场下游有构筑物和村道，但是该排土场堆排量不大，如果发生滑坡灾害，出现的事故能立刻缓解，社会舆论影响较小。该排土场发生滑坡、泥石流、滚石后果严重性定义为影响一般。

3.3 排土场的风险评级

采用风险矩阵法，如果排土场存在2种或者以上的潜在伤害，按最高等级定级该排土场。

按滑坡灾害的风险评级，可能性取值为4，后果严重性取值为2，两者乘积为8，定级为中风险(黄)。

按泥石流灾害的风险评级，可能性取值为3，后果严重性取值为2，两者乘积为6，定级为低风险(蓝)。

按滚石灾害的风险评级，可能性取值为1，后果严重性取值为2，两者乘积为2，不计入评级。

按排土作业危害的风险评级，可能性取值为1，后果严重性取值为2，两者乘积为2，不计入评级。

最终，该排土场的等级评定为中风险(黄)。

4 隐患治理和防控措施及建议

(1)完善外部截排水系统，防止外部汇水进入排土场[4]。

(2)修整场内排水系统，防止场内汇水滞留下渗，影响排土场的安全。

(3)采场在靠近排土场一侧作业时，需控制爆破规模，减小爆破震动对排土场的影响[5]。

(4)排土场应建立完善的监测系统，排土场出现不均匀沉降和位移时，应及时采取控制措施。

(5)在下游可能产生滚石伤害的区域设置醒目的安全警示标志，防止无关人员进入排土场区域。

(6)密切关注气象变化和地质灾害预报，做好应急管理工作，制定切实可行的应急预案，明确应急管理职责，定期开展培训演练。

5 结 语

通过对某排土场事故隐患排查与风险分析，得出排土场发生滑坡、泥石流、滚石及排土作业危害可能性及严重程度，采用红、橙、黄、蓝4种颜色定义其危险程度，且通过数学方法计算出各排土场的等级定义分值，能一目了然地知道其危险程度，本方法适合我国南方多雨水地区非煤矿山排土场事故隐患排查与风险评估，获得广东省安全生产监督管理局的认可，对企业和安全生产监督部门有较好的指导作用，具有较强的可操作性，风险评价结果科学合理。