露天礦山開采事故研究與預防

柯金龍

（浙江省高能爆破工程有限公司）

一、引言

科技創新是安全生產的重要保障，是遏制重特大事故的重要支撐。十八大以來，黨中央、國務院把安全生產科技創新驅動發展作為戰略新目標，強調“堅持以人為本、生命至上；堅持問題導向，著力補齊短板、堵塞漏洞、消除隱患，著力抓重點、抓關鍵、抓薄弱環節”。目前，《關于推動安全生產科技創新的若干意見》圍繞遏制重特大生產安全事故，從六個方面部署了多項重大任務。其中，著力推進重特大事故災害機理與防治理論研究，加強基礎理論創新。要求礦山企業圍繞典型重大事故風險辨識、致災機理、演化過程、多災耦合等要素，開展礦山完整性安全開采理論研究和推進同類多發和典型重特大生產安全事故技術分析，攻克安全生產急需破解的技術難題，主動預防、超前預測、綜合防治，推進作業環境和技術裝備更新、改善，從根本上防范和遏制重特大事故。

筆者以浙江省近年來露天礦山開采事故真實數據為例，契合國家安全生產科技創新指導要求，深入事故發生、人員傷害機理分析，揭示各類事故發展、發生規律，強調技術防范，提高安全生產科技保障水平。

二、近年來全省礦山事故死亡人數分析

2009年以來，隨著《國務院安委會辦公室關于進一步做好金屬非金屬礦山整頓關閉工作的意見》的發布，全國開展了安全生產“三項行動”，以“治亂、治散、治差”為重點，著力打擊礦山領域非法違法建設和開采活動，取締無證開采，提高準入門檻，關停零散小、產能落后、不具備安全生產條件的礦山，整合礦產資源規劃，優化開采方案，不斷改善安全生產條件，有效落實防范措施，從根本上遏制重特大事故發生。使生產安全事故大幅度下降，實現礦山安全生產形勢持續穩定好轉。

浙江省作為經濟大省，在國家礦山整治總目標要求下，積極率先響應，大力推進礦山整治、科學發展，安全生產與事故預防走在前列。2009年關閉礦山107家（露天礦山102家），“亂、散、差”礦山的減少，有效遏制了重特大事故發生。重組資源，創建規模樣板礦山，隨著科學生產力的不斷提高，生態環境恢復大幅提升，礦山事故遏制得到成效，災害傷亡人數持續下降，人民生活指數不斷提高，為創建平安浙江營造和諧環境，為經濟建設提供了安全保障。

（一）全省露天礦山數量

20世紀90年代隨著改革開放不斷深入的建設需求，全省露天礦山超過1萬多家。在2000年以后，通過國家一系列管理措施的落實，關停了部分小礦山，特別是2009年國家對礦山的集中整治與關閉，全省礦山有了規?；?、規范化的提高。全省露天礦山數量由20世紀90年代中期的近10000家，降至2015年的399家左右。

（二）全省礦山事故死亡人數

隨著2009年全省礦山整治與關閉，礦山數量大幅度降低，礦山質量才有了規?；?、規范化的提高，全省礦山事故死亡人數也隨之下降至2015年的13人。

（三）近13年礦山事故死亡人數數據

1.礦山事故持續快速下降

（1）隨著國家法律法規的健全，安全管理機構的設立，礦山集中整治，安全意識持續提高，特別是2009年以來，按國家安監總局計劃目標開展“三項行動”，著力整頓、關閉“亂、散、差”，全省礦山事故明顯快速下降。

（2）礦山事故取得持續快速下降原因。

①礦山數量大幅度減少。

②采礦技術的進步。a.爆破技術的進步：淺孔（藥壺、排炮）爆破中深孔爆破；二次爆破機械破大塊；導火線火雷管起爆塑料導爆管非電起爆。b.采礦方法的進步：掏采一面坡開采分層開采分臺階開采。c.裝備的進步：人工裝載機械裝載；小型鑿巖機輕型淺孔鉆自行式潛孔鉆車等。

③管理水平的提高。a.施工準入條件提高；b.技術標準、規范健全；c.施工機具、挖運設備升級；d.施工方案與工藝改進等。

2.近幾年礦山事故下降趨緩

（1）礦山事故死亡人數與露天礦山事故死亡人數比較，如表1。

表1 礦山事故死亡人數

（2）礦山事故下降趨緩原因。

①客觀上，安全狀況改善碰到瓶頸。a.安全狀況=物的安全狀態（安全條件基本改善）+人的安全行為（較之前有所提高）；b.近年來，安全條件改進不明顯，特別是采場外部；c.礦山安全技術水平、安全管理水平、職工安全意識等“軟實力”，沒有進一步提高，違法開采、違章現象依然很多。如2013年全省露天礦山14起事故，8起主要是人的不安全行為造成的。

②主觀上，思想懈怠。礦山企業，包括部分安全監管人員，認為目前的礦山安全生產條件可以了，事故也少了。諸多方面體現了安全技術與安全管理的改進意愿不強。

3.露天礦山事故發生的主要場所變化

2008—2015年露天礦山采場外事故死亡人數比例有所提高。場內、場外事故死亡人數比較如表2。

表2 場內、場外事故死亡人數

4.露天礦山事故主要類別發生變化

根據《企業職工傷亡事故分類》事故類別的界定，對全省露天礦山采場內、外各類事故死亡人數進行梳理統計，得出露天礦山事故主要類別發生了變化。采場外事故比例增加，采場內事故以坍塌、物體打擊、高處墜落、爆破為主，而采場外事故以機械傷害、車輛傷害、高處墜落、物體打擊為主。

5.露天礦山采場事故各類別所占比例

根據2008—2015年露天礦山采場常發事故報備案例的事故類別與事故死亡人數的比較、分析，發生事故原因以坍塌、物體打擊、高處墜落、爆破為主。采場常發事故比較如表3。

表3 采場常發事故比較

三、基于常發事故采取的技術對策

（一）事故致災機理與應用技術

1.事故系統因素

保障安全生產要通過有效的事故預防來實現。事故系統涉及的要素是人、機、環境和管理，人的不安全行為是事故的最直接的因素，機的不安全狀態也是事故的最直接因素，生產環境的不良影響人的行為和對機械設備產生不良作用，管理的欠缺是事故發生的間接因素。認識事故系統因素，使我們對防范事故有了基本目標和對象。

2.事故發生軌跡

事故都是由外因存在不利條件與內因存在不利行為因素對接，通過量變積累到質變的結果。事故各因素轉化、矛盾激化、演化過程如圖1。

圖1 事故致因軌跡

3.邊坡坍塌和物體打擊致災機理

礦山開采的主要事故類別是坍塌與物體打擊，而這幾類事故發生與環境狀況和地質構造密切相關。因此，控制開采采場事故就必須要控制好開采技術工藝。邊坡事故致災機理如圖2。

4.事故預防技術應用

事故發生具有因果性、隨機性、潛伏性。如果采取事故預防對策是有效預防措施的關鍵。事故預防包括安全管理措施、安全技術措施、安全教育措施3種，依據安全系統原理，安全技術措施優先應用是事故預防的重要保障，也是十分有效的。技術措施應用（程序）如圖3。

圖2 邊坡事故致災機理

圖3 技術措施應用

（二）開采技術條件控制與事故預防

1.嚴控開采技術條件，消除或減少造成坍塌的危險源

（1）分臺階開采：嚴格實施臺階式開采，限制并規范分層開采，盡量降低臺階高度、加大平臺寬度，減輕高陡邊坡的危害。分臺階開采如圖4。

圖4 分臺階開采

（2）分層開采：分層高度不得超過20m，分層層數不得超過3個，最大開采高度不得超過60m，控制推進方向，避免順層推進；分層開采的鑿巖平臺寬度不得小于4m。分層開采如圖5。

圖5 分層開采

（3）爆破工藝控制：爆破設計與施工，應控制爆堆、臺階高度及臺階坡面角，減少對爆區附近巖體的破壞；挖掘機或裝載機鏟裝時，爆堆高度應不大于機械最大挖掘高度的1.5倍。

（4）最終邊坡控制：按照設計確定邊坡，最終邊坡角一般50°左右（由設計確定）；邊坡形式、安全平臺、清掃平臺、排水溝，邊坡防護工程、預加固措施應符合批準的《安全專篇》要求；最終邊坡應采取控制爆破。邊坡控制如圖6。

圖6 邊坡控制

2.減少或消除人員進入邊坡下部危險區域

（1）嚴禁上下層同時作業：禁止同一坡面上下雙層或者多層同時作業，禁止上下垂直空間同時作業；上、下臺階同時挖掘機作業，應沿臺階走向錯開一定的距離；在上部臺階邊緣安全帶進行輔助作業的挖掘機，應超前下部臺階正常作業的挖掘機最大挖掘半徑3倍的距離，且不小于50m。禁止上下層同時作業如圖7。

圖7 禁止上下層同時作業

（2）機械裝載：兩臺以上的挖掘機在同一平臺上作業時，挖掘機與運輸汽車的間距應不小于其最大挖掘半徑的3倍，且應不小于50m。

（3）人員隔離：禁止人員在邊坡下部休息、逗留。

3.及時發現和消除邊坡存在的隱患

（1）表土浮石超前剝離：邊界上2m范圍內，不穩固物料和巖石等，應予清除，覆蓋厚度超過2m的松散巖土層，其傾角應小于自然安息角。

（2）在合理臺階高度前提下，及時對險浮石檢查與處理。

（3）危險結構面檢查與處置。

（4）邊坡監測與作業監護。

（三）采場高處墜落事故預防

消除危害：分臺階開采，消除翻臺作業、人工在斜坡上作業及人工清理高處浮險石；保障設備運行平臺、爆破鑿巖平臺寬度符合要求；行走道路符合要求。

隔離危害：登高作業平臺周邊欄桿、臨崖地段護欄、車擋等規范設置。

個體防護：登高作業使用安全帶、安全繩。

警示標志：設置禁止、警告、指令、提示安全標志。

（四）爆破事故預防

消除危害：所有爆破工程須經合格單位爆破設計與安全評估；針對爆破環境、地質條件、爆破物特征確定爆破等級；優化爆破方案，控制一次性總藥量與單響藥量，利用間隔裝藥、多段別、微差接力、減少震動波疊加等工藝，加強防護，劃定安全距離，防止各類危害效應。

隔離危害：按安全要求申領、搬運、存放、使用爆炸物品，防止炸藥與爆破能量的意外釋放；規范爆破作業；使用合格安全炸藥；采用安全起爆技術（非電起爆）；劃定警戒距離，落實警戒措施。

個體防護：設置或利用合格避炮設施。

安全警示：爆破聲光信號、警示標識。

（五）車輛（機械）傷害事故預防

消除危害：落實臺階式開采要求；裝載運輸平臺、道路符合要求；車輛、工程機械適合礦山作業，并保持完好；限速行駛。

隔離危害：作業平臺與運輸道路的安全防護設施符合要求；機械運行危險區域禁止人員進入；實行人車分流或分道；兩臺以上挖掘機在同一平臺上作業時，挖掘機與汽車運輸間距，應不小于其最大挖掘半徑的3倍，且不小于50m。

安全標志：設置禁止、警告、指令、提示安全標志標識。

人員管理：遵守操作規程。

五、總結

“任何事故都是可以避免的”，這是我們的矢志與信念?；趯β短斓V山開采事故死亡人數分析，使我們認識與厘清了事故死亡人數變化中的發生曲線及快速下降、下降趨緩、場所變化、類型變化4個關鍵變化節點（數據）；了解了事故的發生規律與致災機理；掌握事故發生致因對象與事故軌跡，確定常發事故類型，依據礦山開采技術要求及露天礦山開采事故研究成果，為礦山常發事故提供技術防范對策。