將軍戈壁二號露天煤礦安全風險識別與分析

齊 特

（新疆天池能源有限責任公司，新疆 昌吉 831100）

1 安全風險分析及存在場所

1.1 滑坡與坍塌災害

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

1.2 大型機械設備聯合作業

將軍戈壁二號露天煤礦目前礦坑內共有200 多臺機械設備在同時作業，采掘工作面作業均采用中小型采運及輔助設備，其中鉆孔設備5 臺、采裝設備20 臺、運輸設備182 臺、排土設備8 臺，由于采掘工作面作業平盤的空間受限，多臺設備處在同一作業區域，涉及多工種聯合作業，當出現司機溝通失誤、操作失誤、設備故障、觀察不周、場地狹小、特殊天氣、違反規程等原因，易造成設備間相互碰撞，發生事故[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構的原因，卡車前方存在視野盲區，當人員或小型車輛距離設備過近，重型卡車與駛入其盲區的輕型車輛或人員就有可能發生碰撞。此外，超速行駛、搶道、道路等級差（轉彎半徑小、坡度大，豎曲線半徑?。?、道路寬度不足、安全路標不齊全、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生。

1.4 穿孔和爆破

穿孔和爆破作業是露天煤礦生產過程中的重要工序，露天礦鉆機在行走時易出現傾斜歪倒、碰撞高壓線等情況，而在穿孔作業時，鉆機與坡頂線距離過小，鉆機安裝不平穩，鉆孔未按操作規程作業，都可能發生人員傷亡或設備損壞[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要求，稍有絲毫的松懈和麻痹，極易引發爆炸、火災、沖擊波、飛石和噪音等，釀成人員傷亡和導致露天煤礦生產工藝遭破壞的惡性事故。爆破作業時由于網絡連接有誤、火工品質量不合格、裝藥堵塞時會出現瞎炮，設備在此地作業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致飛石砸傷人員和設備；火工品運輸不當、惡劣天氣作業等也會造成爆炸事故。

1.5 火 災

根據試驗數據，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火煤層。因此采掘場煤層在外界條件適合的情況下，將產生自燃現象。

火災依引火源的性質可分為自燃火災（內因火災）和外因火災2 種。自燃火災是煤在一定的條件和環境下（破碎堆積、連續的供氧條件和保存熱的環境），自身發生物理、化學變化，逐漸聚集熱量而著火形成的火災，主要有采場煤層自燃、庫存煤自燃、排土場風氧化煤自燃及內排土時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。外因火災是可燃物受到外來熱源的作用而形成的火災，主要發生于油庫、建筑物、倉庫、木料場、燃油設備、電器設備等處，主要致因為設備油管老化、易燃物清理不及時、設備溫度異常以及電氣設備短路、過流、過載、電機絕緣等級降低、散熱不良、雷擊、保護失靈等。外因火災的后果是相當嚴重的，若火情發現早尚可及時撲滅，若發現較晚，則很難控制，往往造成人員傷亡和財產的重大損失。

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

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采場、排土場流入礦坑底部，影響開采、排土、邊坡穩定甚至人員和設備的安全。大氣降水和地下涌水導致的水害的直接原因主要是由于暴雨等特殊天氣導致礦坑深部臺階和設備被淹沒，造成人員傷亡。而礦山排水、疏干系統未按《煤礦安全規程》的相關要求執行，排水系統能力特別是暴雨時的排水系統能力不足也是水害事故發生的間接原因[7-8]。

1.7 職業危害因素

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。對于露天作業場所，粉塵危害尤其嚴重，在整個生產過程中都不可避免地產生各種粉塵，其中采掘作業場所、排土場、鉆機鉆孔場所、破碎站及帶式輸送機轉載點產生的粉塵尤為突出，不僅會導致工傷事故增多，還會加速機械設備的磨損，縮短精密儀表的使用壽命。

機械設備運轉和煤巖的鉆孔、破碎及轉載過程中都會產生強度不等的噪聲。長期接觸一定強度的噪聲，會對人體產生不利的影響，如對聽力的損傷，嚴重導致噪聲性耳聾，或對神經系統、心血管系統等產生影響。一般是鉆機在鉆孔過程和機修車間及其他大型設備運轉的場所產生的噪聲強度較大。

對于操縱大型設備的人員，由于長期接觸設備運轉過程中振動的操縱桿，可能會導致局部振動病。露天作業環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，爆破產生的有害氣體與使用的炸藥有關，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，會對作業人員的健康產生損害甚至中毒。

1.8 存在的場所

結合以上安全風險的類型，分析可能存在風險的區域，容易發生滑坡、坍塌的主要場所為排土場和采掘場邊坡；機械設備聯合作業中易發生事故的區域有采剝工作面、排土場、穿孔區、爆破區、破碎站等地；運輸作業事故多發場所主要有運輸干道、折返坡道轉彎處、交叉路口、卡車調車區等；發生火災的場所多為加油站、爆破區、變電站、設備檢修區；可能遭受水害影響的主要區域為運輸道路、作業平盤、礦坑坑底、排土場；供配電系統事故易發生場所為變電站、各用電設備電纜尾線處、環形架空線路、電氣設備作業點等。

2 安全風險管控措施

2.1 滑坡坍塌風險管控措施

1）對邊坡每周進行巡查，發現有可能滑坡時，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 對人工邊坡監測點觀測1次，每日利用邊坡雷達、GNSS 邊坡動態監測系統對重點邊坡區域位置進行監測，出具月度邊坡報告。露天邊坡穩定性較差地段，應進行經常性的邊坡穩定性影響的調查、測試與綜合研究，以便提出一項綜合性治理方案。

2）嚴格按照設計部門提供的方案進行施工，并適時地根據邊坡巖土性質進行邊坡穩定性分析與計算，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，對露天臺階及排土時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，防止人為誘導滑坡和邊坡失穩。

3）對露天境界內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種植草皮，防止水土流失。臨近露天邊坡的中深孔爆破，應采用控制爆破，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害匯報機制。根據應急預案演練計劃開展滑坡應急預案演練并保留演練記錄。

2.2 爆破風險管控措施

1）責任主體單位每月針對重大風險組織安全教育培訓，并保留培訓記錄。爆破作業必須編制爆破設計及安全技術措施，并按流程審批。爆炸物品的領用、保管和使用必須嚴格執行賬、卡、物一致的管理制度。

2）禁止火工品與炸藥混裝，火工品與炸藥在現場存放應保持足夠的安全距離。定期檢查火工品運輸車輛安全裝置，確保可靠有效。嚴禁攜帶電子產品、火種進入爆破作業區。

3）在爆破區域內放置和使用爆炸物品的地點，20 m內嚴禁煙火，10 m 以內嚴禁非工作人員進入。按爆破設計參數裝藥，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。裝藥期間嚴禁連接起爆網絡，裝藥完成撤出人員后方可連接起爆網絡。

4）爆破警戒距離、警戒點、警戒人員、起爆點設置必須符合《煤礦安全規程》，并嚴格執行“三聯系制”。嚴禁雷電、大風、大雪、大霧、沙塵、中大雨等惡劣天氣實施爆破作業。爆后5 min 內嚴禁檢查，如不能確認有無盲炮，應經15 min 后才能進入炮區檢查。盲炮處理嚴格執行《盲炮處理安全技術措施》。到界臺階必須采用預裂爆破，同時嚴格控制一次起爆藥量。

2.3 火災風險管控措施

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，應及時進行清理。庫存煤堆頂部應覆蓋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，極容易自燃發火，煤塵懸浮于空氣中，對現場作業人員健康影響很大，達到一定濃度還有發生爆炸的危險性，因此應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，特別是春秋季節氣候干燥，采取及時清理松散煤層的措施。如發生自燃，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、前裝機等設備進行清理，灑水車協助滅火并將其清理運出火區。

5）加強采掘場防滅火監測管理，配備火情巡查及防滅火人員和設備，對出現的火情做到及時發現及時處理，對重大火災制定應急響應措施，避免人員傷亡及財產損失。容易發火的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、著火區域采用黃土覆蓋，確保無有毒有害氣體逸出。

6）高溫火區進行爆破作業時，必須測試孔內溫度，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、排土和其它輔助設備均配置有滅火器材。燃油設備配置泡沫滅火器，用電設備配置干粉滅火器。煤塵采取灑水降塵，破碎站設灑水除塵裝置，建構筑物按建筑防火規范有關規定設置消防系統。

2.4 道路交通運輸風險管控措施

1）卡車、鏟運機司機應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、加油和通往工業廣場路徑。

2）作業前，檢查車況是否良好，安全設備和設施是否齊全完好，設備不得帶病作業。等裝時，按規定在等裝區內停車，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，司機不準離開駕駛室，也不準將身體任何部位探出駕駛室。裝車完畢，要等采裝機司機發布裝完信號后，方可起步。

3）卡車在采裝和卸載工作面，應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 輛卡車間隔距離應保持10 m 以上。按規定速度行駛，嚴禁超速。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，應適當增大車距。發生溜車和險情，應鳴號示警，采取必要的安全措施。進入加油區，聽從場地人員指揮，注意防火，熄滅發動機加油。停放在現場的故障車，應有掩護措施，如擋土墻、警示標志等。單行道逆行，應取得有關部門和人員批準，并采取必要的措施。對于危險區段（如火區）進行標識，車輛不得進入。

3 結語

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