将军戈壁二号露天煤矿安全风险识别与分析

2021-12-23齐特

露天采矿技术 2021年3期

齐特

（新疆天池能源有限责任公司，新疆昌吉 831100）

1 安全风险分析及存在场所

1.1 滑坡与坍塌灾害

将军戈壁二号露天煤矿2018 年6 月份实现双环线内排，10 月份内排土场完成向西转向，采场原有的北帮、东帮、南帮，边坡高度降低，边帮整体稳定性得到提高，目前各边坡的帮坡角均小于设计最终边坡允许稳定角。但随着物料排弃高度增加，对基底土层的压力也增加，当超过800 kPa 时，土体微结构破坏并被压密，不易透水，土体上层浸水矿物软化，形成衍生弱层，稳定系数随即降低，可能造成滑坡、坍塌。当排土场平盘、台阶坡面渗入大气降水，渗入底土层会使稳定系数降低，也造成边坡滑坡、坍塌。

1.2 大型机械设备联合作业

将军戈壁二号露天煤矿目前矿坑内共有200 多台机械设备在同时作业，采掘工作面作业均采用中小型采运及辅助设备，其中钻孔设备5 台、采装设备20 台、运输设备182 台、排土设备8 台，由于采掘工作面作业平盘的空间受限，多台设备处在同一作业区域，涉及多工种联合作业，当出现司机沟通失误、操作失误、设备故障、观察不周、场地狭小、特殊天气、违反规程等原因，易造成设备间相互碰撞，发生事故[3-4]。

1.3 车辆运输

运输使用陕汽德龙（F3000）、同力TL875 等重型运输自卸卡车，由于大型卡车车体结构的原因，卡车前方存在视野盲区，当人员或小型车辆距离设备过近，重型卡车与驶入其盲区的轻型车辆或人员就有可能发生碰撞。此外，超速行驶、抢道、道路等级差（转弯半径小、坡度大，竖曲线半径小）、道路宽度不足、安全路标不齐全、司机操作失误、车况不佳等均有可能造成车辆运输事故，此类事故在大型露天矿中多有发生。

1.4 穿孔和爆破

穿孔和爆破作业是露天煤矿生产过程中的重要工序，露天矿钻机在行走时易出现倾斜歪倒、碰撞高压线等情况，而在穿孔作业时，钻机与坡顶线距离过小，钻机安装不平稳，钻孔未按操作规程作业，都可能发生人员伤亡或设备损坏[5-6]。

爆破器材具有易燃易爆的特性，在运输、贮存和使用中均有较高的安全技术要求，稍有丝毫的松懈和麻痹，极易引发爆炸、火灾、冲击波、飞石和噪音等，酿成人员伤亡和导致露天煤矿生产工艺遭破坏的恶性事故。爆破作业时由于网络连接有误、火工品质量不合格、装药堵塞时会出现瞎炮，设备在此地作业时的砸撞行为可能引爆药包；装药量过大、警戒距离不足可能导致飞石砸伤人员和设备；火工品运输不当、恶劣天气作业等也会造成爆炸事故。

1.5 火灾

根据试验数据，B5、B2 煤层自燃倾向等级均为Ⅰ级，自燃倾向性为容易自燃发火煤层。因此采掘场煤层在外界条件适合的情况下，将产生自燃现象。

火灾依引火源的性质可分为自燃火灾（内因火灾）和外因火灾2 种。自燃火灾是煤在一定的条件和环境下（破碎堆积、连续的供氧条件和保存热的环境），自身发生物理、化学变化，逐渐聚集热量而着火形成的火灾，主要有采场煤层自燃、库存煤自燃、排土场风氧化煤自燃及内排土时采掘场端帮及采掘场底部剩余煤层或残煤长期暴露引起煤自燃等。外因火灾是可燃物受到外来热源的作用而形成的火灾，主要发生于油库、建筑物、仓库、木料场、燃油设备、电器设备等处，主要致因为设备油管老化、易燃物清理不及时、设备温度异常以及电气设备短路、过流、过载、电机绝缘等级降低、散热不良、雷击、保护失灵等。外因火灾的后果是相当严重的，若火情发现早尚可及时扑灭，若发现较晚，则很难控制，往往造成人员伤亡和财产的重大损失。

下面以机械学科国家重点实验室为例，阐述大型仪器设备开放共享中的规范管理、信息化平台构建以及人才队伍建设等方面的建设与实施。

1.6 水害

充水主要包括地下水和地表大气降水。矿坑水的主要来源是大气降水汇集，随着采剥面积的增大，汇水面积随之增大，而绝大部分汇水要经采场、排土场流入矿坑底部，影响开采、排土、边坡稳定甚至人员和设备的安全。大气降水和地下涌水导致的水害的直接原因主要是由于暴雨等特殊天气导致矿坑深部台阶和设备被淹没，造成人员伤亡。而矿山排水、疏干系统未按《煤矿安全规程》的相关要求执行，排水系统能力特别是暴雨时的排水系统能力不足也是水害事故发生的间接原因[7-8]。

1.7 职业危害因素

粉尘对工人的健康极为不利，长期暴露于粉尘浓度较高的作业场所，可能造成尘肺病、矽肺病、鼻咽炎、慢性支气管炎和皮肤病。对于露天作业场所，粉尘危害尤其严重，在整个生产过程中都不可避免地产生各种粉尘，其中采掘作业场所、排土场、钻机钻孔场所、破碎站及带式输送机转载点产生的粉尘尤为突出，不仅会导致工伤事故增多，还会加速机械设备的磨损，缩短精密仪表的使用寿命。

机械设备运转和煤岩的钻孔、破碎及转载过程中都会产生强度不等的噪声。长期接触一定强度的噪声，会对人体产生不利的影响，如对听力的损伤，严重导致噪声性耳聋，或对神经系统、心血管系统等产生影响。一般是钻机在钻孔过程和机修车间及其他大型设备运转的场所产生的噪声强度较大。

对于操纵大型设备的人员，由于长期接触设备运转过程中振动的操纵杆，可能会导致局部振动病。露天作业环境中的有毒有害气体主要是来自爆破、燃烧尾气和煤炭自燃，爆破产生的有害气体与使用的炸药有关，常见的有毒有害气体有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、碳氢化物等。以上有毒有害气体在露天矿坑深处不容易扩散，会对作业人员的健康产生损害甚至中毒。

1.8 存在的场所

结合以上安全风险的类型，分析可能存在风险的区域，容易发生滑坡、坍塌的主要场所为排土场和采掘场边坡；机械设备联合作业中易发生事故的区域有采剥工作面、排土场、穿孔区、爆破区、破碎站等地；运输作业事故多发场所主要有运输干道、折返坡道转弯处、交叉路口、卡车调车区等；发生火灾的场所多为加油站、爆破区、变电站、设备检修区；可能遭受水害影响的主要区域为运输道路、作业平盘、矿坑坑底、排土场；供配电系统事故易发生场所为变电站、各用电设备电缆尾线处、环形架空线路、电气设备作业点等。

2 安全风险管控措施

2.1 滑坡坍塌风险管控措施

1）对边坡每周进行巡查，发现有可能滑坡时，采取切实可行的遮挡、拦截、支挡、护墙、护坡等措施防治。每月利用GPS-RTK 对人工边坡监测点观测1次，每日利用边坡雷达、GNSS 边坡动态监测系统对重点边坡区域位置进行监测，出具月度边坡报告。露天边坡稳定性较差地段，应进行经常性的边坡稳定性影响的调查、测试与综合研究，以便提出一项综合性治理方案。

2）严格按照设计部门提供的方案进行施工，并适时地根据边坡岩土性质进行边坡稳定性分析与计算，确定安全合理的露天边坡角、台阶高度、最终边坡角，并保证有足够的台阶宽度。按照合理的排土场的堆排方法进行排土。定期对人工开挖与排土等活动对边坡的影响进行观测分析，对露天台阶及排土时大型车辆行驶的动载荷承载进行分析，确定合理的施工方式和施工程序，防止人为诱导滑坡和边坡失稳。

3）对露天境界内外边坡及其排土场的动力压力及其危害进行分析，做好防汛与排水工作，并密切注意降雨、降雪、洪水等对边坡的破坏和影响。及时清理边坡上的松石、浮石，边坡有表土的地段应种植草皮，防止水土流失。临近露天边坡的中深孔爆破，应采用控制爆破，以减小爆破振动对边坡岩体的影响。建立气象通报机制和灾害汇报机制。根据应急预案演练计划开展滑坡应急预案演练并保留演练记录。

2.2 爆破风险管控措施

1）责任主体单位每月针对重大风险组织安全教育培训，并保留培训记录。爆破作业必须编制爆破设计及安全技术措施，并按流程审批。爆炸物品的领用、保管和使用必须严格执行账、卡、物一致的管理制度。

2）禁止火工品与炸药混装，火工品与炸药在现场存放应保持足够的安全距离。定期检查火工品运输车辆安全装置，确保可靠有效。严禁携带电子产品、火种进入爆破作业区。

3）在爆破区域内放置和使用爆炸物品的地点，20 m内严禁烟火，10 m 以内严禁非工作人员进入。按爆破设计参数装药，装药时必须使用绝缘、防静电、无金属的炮杆。同时在1 个炮孔操作的爆破员不允许超过3 人。装药期间严禁连接起爆网络，装药完成撤出人员后方可连接起爆网络。

4）爆破警戒距离、警戒点、警戒人员、起爆点设置必须符合《煤矿安全规程》，并严格执行“三联系制”。严禁雷电、大风、大雪、大雾、沙尘、中大雨等恶劣天气实施爆破作业。爆后5 min 内严禁检查，如不能确认有无盲炮，应经15 min 后才能进入炮区检查。盲炮处理严格执行《盲炮处理安全技术措施》。到界台阶必须采用预裂爆破，同时严格控制一次起爆药量。

2.3 火灾风险管控措施

1）对到界采煤台阶，采用黏土或沙土剥离物覆盖台阶煤壁并碾压封闭的方法预防到界采煤台阶的自燃；对长期不实施推进、不能及时回填的非工作帮及端帮的含煤台阶煤壁应先用黏土或沙土剥离物覆盖并碾压封闭。

2）合理安排备采煤量，避免煤层的长期暴露。对平盘上和台阶坡脚处，尤其是长期暴露的到界端帮堆积的散煤，应及时进行清理。库存煤堆顶部应覆盖0.5～1 m、坡面覆盖为2 m 黏土或沙土剥离物。掩埋前使用挖掘机对末煤堆坡面进行拍实；覆土后再使用挖掘机对表土坡面进行拍实。覆土后期需要对裂缝处及冲沟进行填土修整。

3）台阶上散落的煤块及煤尘由于堆积松散，与空气接触面积大，极容易自燃发火，煤尘悬浮于空气中，对现场作业人员健康影响很大，达到一定浓度还有发生爆炸的危险性，因此应及时将台阶上散落的煤块及煤尘进行清理。

4）工作面煤层暴露时间稍长，也容易自燃，特别是春秋季节气候干燥，采取及时清理松散煤层的措施。如发生自燃，及时由加水站取水灭火；对已自燃的煤，及时利用小型液压反铲、前装机等设备进行清理，洒水车协助灭火并将其清理运出火区。

5）加强采掘场防灭火监测管理，配备火情巡查及防灭火人员和设备，对出现的火情做到及时发现及时处理，对重大火灾制定应急响应措施，避免人员伤亡及财产损失。容易发火的B5～B3 层间剥离物排弃到排土场后，必须用其他剥离物料进行压覆。对排土场冒烟、着火区域采用黄土覆盖，确保无有毒有害气体逸出。

6）高温火区进行爆破作业时，必须测试孔内温度，有明火的炮孔或孔温在80 ℃以上的高温炮孔必须采取灭火、降温措施。高温孔经降温处理合格以后，迅速装药起爆。所有采掘、运输、排土和其它辅助设备均配置有灭火器材。燃油设备配置泡沫灭火器，用电设备配置干粉灭火器。煤尘采取洒水降尘，破碎站设洒水除尘装置，建构筑物按建筑防火规范有关规定设置消防系统。

2.4 道路交通运输风险管控措施

1）卡车、铲运机司机应明确装车和排弃位置和行车路径，知晓路况及通行限制，明确道路交叉情况、加油和通往工业广场路径。

2）作业前，检查车况是否良好，安全设备和设施是否齐全完好，设备不得带病作业。等装时，按规定在等装区内停车，并保持车距（不小于15 m）。入换时，要与挖掘机（特指挖掘机、前装机）司机进行对视鸣笛，互相确认。装车时，司机不准离开驾驶室，也不准将身体任何部位探出驾驶室。装车完毕，要等采装机司机发布装完信号后，方可起步。

3）卡车在采装和卸载工作面，应按场地指定路线行驶，接受场地人员指挥。卸载时，同时相邻卸载的2 辆卡车间隔距离应保持10 m 以上。按规定速度行驶，严禁超速。注意礼让。夜间和能见度低时，要开启照明灯和示宽灯等。

4）行驶时，注意保持车距。在路况恶劣时，应适当增大车距。发生溜车和险情，应鸣号示警，采取必要的安全措施。进入加油区，听从场地人员指挥，注意防火，熄灭发动机加油。停放在现场的故障车，应有掩护措施，如挡土墙、警示标志等。单行道逆行，应取得有关部门和人员批准，并采取必要的措施。对于危险区段（如火区）进行标识，车辆不得进入。