摘 要:露天矿生产过程中会出现各种自然及人为危害,分析了影响露天矿安全生产的各类主要危害因素,并提出处理、预防各类灾害的安全对策
关键词:露天采矿 灾害 安全措施
中图分类号:TD7文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)04(a)-0110-02
我国露天矿每年从地表开采出巨大数额的矿石和围岩,改变和破坏了地表和岩石圈的自然平衡,地面及边坡开挖影响山体、斜坡稳定,导致岩(土)体变形,诱发崩塌和滑坡等地质灾害。同时,矿山生产过程中存在的危险有害因素对生产人员也造成了极大的安全隐患。也影响矿山企业的生产和经济效益,必须加以防治。
1 当前露天矿存在的主要安全隐患主要表现在以下几个方面
1.1 坍塌及滑坡
坍塌及滑坡的发生主要是由于采矿方式的原因而引发的,如掏采而导致滑坡与坍塌的发生,即开采方式不是按自上而下的顺序开采,而是从下部开采。还有另一种情况,虽然开采方式是按自上而下的顺序开采的,但是保留的边坡角超过岩石的自然安息角,没有按矿山设计的边坡角进行开采,再加边坡地质原因而导致滑坡事故的发生。该矿山地形坡度较陡,出井废石基本上是就地倾倒,如果没有完好的防洪设施,废石堆受雨水冲刷,存在着坍塌及滑坡的危险。
1.2 水灾危害
水害是由于大气降水、地下水汇入采场,淹没设备或人员,造成人身伤害、财产损失、停产。大量的水迳流排土场、采场并汇积坑下,可能会破坏作业面,并造成采场低洼地段设备损坏。
1.3 爆破伤害
放炮与火药爆炸主要是指在存放、运输、使用炸药过程中出现的爆炸伤害,简称爆破伤害。爆破伤害事故一旦发生,其后果十分严重,会使人员受到伤害,甚至死亡,使设备、设施破坏。爆破伤害主要包括下列情况:无爆破设计或爆破安全规程不完善,爆破人员“无章可依”,仅凭经验作业很容易造成操作失误,导致爆破事故发生。爆破过程中爆破人员在爆破器材的运输、保管、装药、起爆等环节违犯操作规程,粗心大意,会酿成危险事故:井下爆破时,相近工作面未规定联络信号,容易造成互相干扰或起爆时间不一致而出现危险事故;点炮时未使用引火绳、分火索过短、爆破前未设置爆破警戒或警戒区过小、警示标志不明显、爆破后未按规定的等待时间等待,过早进入爆破现场、瞎炮处理不当等违章作业均可导致爆破事故。
1.4 触电
矿山使用电气设备较多。供配电系统设施和用电设备不按规程接地,维护检修人员违反操作规程,均有可能造成人员发生触电的危险。在井下较潮湿的环境下,如有供电线路有裸露接头、闸刀盒损坏、线路架设过低,工作面采用220 V电压照明等原因,均可能造成人员触电。触电伤害主要有电击和电伤等2种方式。电击是指电流通过人体内部的组织和器官,引起人体功能及组织损伤,破坏人的心脏、肺脏及神经系统的正常功能,导致人体痉挛、窒息、直至危及人的生命。电伤是指电流的热效应、化学效应或机械效应对人体的伤害,比较常见。触电伤害也包括雷击伤害。如果在雷雨季节进行露天作业,也可能发生雷击伤害。
1.5 车辆伤害
由于各种车辆作业线路长,道路状况不好,范围广易造成车辆伤害。如司机违章操作、指挥人员失误、司机与指挥人员配合不当或者车辆出现故障、路面打滑、路基不牢、行走人员不遵守交通规程、过交叉道口不注意观察就可能导致各种车辆伤害事故的发生。车辆伤害包括挤、压、撞、倾覆等形式。
1.6 机械伤害
矿山的采、装、运等作业过程中使用各类水泵、电机、提升机、皮带运输机等机械设备,运转的机械设备的外露传动部分(如齿轮、轴、履带等)和往复运动部分都有可能对人体造成机械伤害。
机械伤害主要指机械设备运动(静止)部件、工具、加工件直接与人体接触引起的夹击、碰撞、剪切、卷入、绞、碾、割、刺等形式的伤害。在使用、巡检、维修过程中,如果作业人员操作失误、信号联系不畅、违章作业等均可导致机械伤害事故的发生。机械伤害往往是因为违章作业和操作失误引起的,只有加强安全教育,严格遵守安全操作规程,提高照明度,对设备的外露部位均设置安全防护装置、警示标志,机械伤害事故才能减少到最低程度。
1.7 粉尘
作业场所空气中粉尘的化学成分、浓度和接触时间是直接决定其对人体危害性质和严重程度的重要因素。粉尘可能导致尘肺、呼吸系统肿瘤、粉尘沉着症和中毒。在凿岩、采场及运输道路、矿岩装卸车及各物料交接点处作业易产生粉尘。长期在这类工作环境下工作的人员很容易患矽肺病,矽肺病严重危及人员健康,因此要求湿式作业,在凿岩作业过程中要求戴防尘口罩。生产性粉尘是在矿山生产过程中产生的细粒状矿物或岩石粉尘。直径大于50μm的尘粒,在重力作用下会很快从气流中分离出来,沉落于地面,此类矿尘称为落尘。直径在0.01～50μm范围内的尘粒,能长时间悬浮于空气中,此类矿尘叫做浮尘。浮尘对空气的污染和人体健康的危害最大,是矿山防尘的重点对象。
爆破后爆堆内含有大量的粉尘,工作面通风较差,如果不采取降尘措施,在铲装的过程中会在狭小的空间内形成浓度较高的尘埃,对作业人员的健康造成影响。
2 相应的安全对策措施
2.1 预防滑坡的安全对策
(1)在年度设计中合理采矿布局,认真研究采场、排土场的岩性特征,保证设计边坡的稳定性。
(2)严格按边坡设计进行采排,严格控制采剥台阶高度、帮坡角,并严格按照设计施工。不稳定地段的排土场均设计15m的排土段高,排土形成15m的过程中采取的方法为逐层用推土机压实,增加排土密实度,使其达到边坡稳定要求。
(3)进行边坡巡查、及时发现裂缝、沉陷、塌落等滑动征兆。若遇不稳定边坡或发现不稳定现象,及时建立观测线(网),并定期进行观测。如发现有滑坡现象,生产技术部必须跟踪监测。
(4)进行边坡的测斜检测工作,及时分析边坡稳定性。
(5)委托科研单位做边坡的稳定性分析,制定治理方案。
(6）及时进行土地复垦工作,种植树木、沙棘以保持水土,以防止滑移。
(7)雨季前,边坡顶部出现裂缝地段及时充填,防止雨水流入。
(8)对不稳定地段采取设立明显标志,严禁设备及人员进入或停留。
(9)在开采过程中,严格控制各水平台阶的开采程序,防止由于局部台阶超高或平盘宽度小而引起滑坡或片帮现象发生。
(10)做好地面防排水及疏干工作,防止地表水冲刷和流入裂隙及地下残余水等对边坡稳定性造成影响。
(11)建立健全防滑坡数据档案,实施跟踪管理,确保安全生产。
2.2 防治水害安全对策
在雨季到来之前做好“三防”工作,成立领导小组,并制定应急救援预案。
考虑到当年的采剥计划,每年都要修筑新的防洪坝并加固原有的防洪坝,以拦截地表汇水,截流的汇水以天然蒸发和顺泄洪沟排至锡河流的方式排泄。在采场设置蓄水坑,并在该处设置排水泵站、疏干排水管道进行疏干排水。
2.3 线路故障引安全对策
①要防止线路严重过负荷,计算供电线路中实际负荷的大小,合理地选择导线截面;②正确选择自动断路器或熔丝的额定电流,要和导线的安全载流量相匹配,不允许用铜线代替熔丝;③要由合格的电工按规范安装线路,不可用废旧电线私拉乱接。电路中的接头一定要按规定绞接,以使接触良好,穿管内导线不许有接头。室内外导线连接处应包以绝缘胶布,不可破损或裸露;④施工现场电缆线路的终端和中间接头都要按电气规范要求制作,不宜超过规范要求长度。对高层建筑或其他人流密集的重要场所,应选用阻燃性能好的供电电缆;⑤铝导线与电气设备的出线相连接,要用铜铝过渡接头,防止由于铝表面的氧化引起接触不良;⑥裸导线之间及带电部分与接地部分之间要留有足够的安全距离。导线架空悬挂时不宜过松,以免在刮风时引起导线短路
2.4 露天矿坑下沙尘、雨雪自然灾害的安全对策
由于露天采矿场的产尘点多,粉尘分散度高,在粉尘防治时必须采取多点、多方式的综合防治措施。
汽车路面扬尘造成露天矿空气的严重污染是不言而喻的。据白银露天矿调查, 汽车路面产尘量占总产尘量的90%以上。当前国内外露天矿汽车路面的防尘措施有以下4种:①洒水车洒水, 或沿路铺设洒水器向路面洒水;②路面喷洒吸湿性强的钙或镁盐溶液;③路面表层中掺入粉状和粒状氯化钙;④用乳液处理路面。
用洒水车或洒水器向路面洒水,是当前国内外露天矿山普遍采用的方法。它具有简便及防尘效果好的优点。如白银矿用3台洒水车经常给路面洒水,实测表明:不洒水粉尘浓度为23.5mg/m3,洒水后仅为6.8mg/m3,含尘浓度降低71%。该法的缺点为:耗水量大,在高温条件下作用期短,冰冻期不仅不能应用,而且洒水会使路面和车轮过早磨损。使用钙、镁盐溶液喷洒路面或将氯化钙掺入水中,可使洒水降尘效果和作用时间大为增加。前苏联某矿研究表明:不下雨时,10%、20%、和30%的氯化钙溶液可使空气含尘量在2～5昼夜内降至容许范围内;而40%的氯化钙溶液能维持10昼夜或更久一些。其方法是先用平路机将泥泞和洒落的矿岩清除掉,再用松土器将道路疏松,并喷洒10%的氯化钙溶液,然后将道路修整成所需的断面形状,再铺1层80～100mm的粗砂,粗砂中的粘土性杂质含量不应该超过5%。最后,以每平方米2dm3的消耗量向路面喷洒25%的氯化钙溶液,再由压路机或汽车压实。路面处理后,空气含尘浓度可以降到最大容许值,10d后为1.8～2.6mg/m3。对于未经准备的路面用氯化钙处理的有效期为2～3d。用氯化钙及其溶液处理道路的缺点是易被雨水冲掉。用乳液处理路面,通常采用喷洒石油或重油然后撒1层8～10cm厚的碎石,它适用于干燥炎热地区,有这种方法处理的路面不但产尘量低,而且路面的磨损量也大大减少。
在我国,大部分露天矿的大型设备均安装了空气调节装置。根据冶金工业部安全环保研究院现场调查,广东云浮硫铁矿、海南铁矿、大冶铁矿将汽车空调或窗式空调使用到电铲、钻机、前装机和电机车上, 取得了良好的除尘效果。
粉尘防治是一项综合性工作,单纯依靠技术措施难以达到稳定、可靠的预期效果。为此,必须从提高认识,加强教育,严格管理等各方面开展工作,采取行之有效的综合防治粉尘措施。值得注意的是,矽肺是由吸入并停留在肺内的呼吸性粉尘引起的,因此,治理呼吸性粉尘要比治理全尘针对性更强,能起到事半功倍的目的。英、德等大多数欧洲国家早已开展了呼吸性粉尘的检测和治理工作,取得了明显的效果。因此,在粉尘防治工作中,应改治理全尘为治理呼吸性粉尘。
3 结语
综上所述,在矿山生产过程中主要存在火灾、爆炸、爆破伤害、冒顶片帮、坍塌与滑坡、透水、触电、车辆伤害、机械伤害、容器爆炸、物体打击、高处坠落、粉尘、高温与低温、中毒与窒息、噪声与振动等危险有害因素。其中火灾、爆炸、爆破伤害、冒顶片帮、坍塌与滑坡、透水等是矿山生产过程中较为严重的危险有害因素。
我国矿山种类繁多、分布广、数量多、规模小、基础差,由于技术、管理及效益等原因的影响,资源开发中的安全形势相当严峻,经常发生地表塌陷、山体崩塌、矿山边坡滑坡、废石场泥石流、尾矿库垮塌、采场冒顶、巷道坍塌、矿山地震、岩爆、采空区大面积地压、井下突水、深井高温等灾害,给社会稳定和人民生命财产安全带来严重影响。因此,合理有效地利用资源,保护矿山环境,加强监测与信息化管理,防止矿山地质灾害,实现矿业的可持续发展,是一个非常重要的问题,提升采矿工艺水平,以高技术、高科技为先导,走以预防为主的矿产开发之路,做到资源开发与环境保护并重,促进区内经济的持续稳定健康发展。
参考文献
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