露天采礦生產(chǎn)過程中主要的危險(xiǎn)危害因素有滑坡、爆破、粉塵、鏟裝、運(yùn)輸、排土過程中的危害、設(shè)備檢修危害、洪水及泥石流危害等。
一、滑坡危害
滑坡是露天礦常見的災(zāi)害。露天礦生產(chǎn)和挖掘過程中形成的斜坡或天然斜坡,在重力作用下沿一定的軟面(或軟弱帶)整體的向下滑動的現(xiàn)象叫滑坡。露天礦產(chǎn)生的滑坡的重要原因和外界誘發(fā)驗(yàn)收有;地質(zhì)條件(包括沿途類型、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等)、地貌地形條件、內(nèi)外應(yīng)力和人為作用等。
不同的巖、土都有可能產(chǎn)生滑坡。其中結(jié)構(gòu)松軟、抗剪強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力較低,在水的作用下期性質(zhì)易發(fā)生變化的巖、土,入松散覆蓋層、黃土、紅粘土、頁巖、泥巖、煤層地系,凝灰?guī)r、片巖、板巖、千枚巖等級軟硬相間的巖層所構(gòu)成的斜坡易發(fā)生滑坡。
斜坡巖、土中存在各種構(gòu)造面并被切割分離成不連續(xù)狀態(tài),構(gòu)成了巖土向下滑動的地質(zhì)構(gòu)造條件。構(gòu)成面為降雨等進(jìn)入斜坡提供了自然通道、故各種節(jié)理、裂隙、層理面、巖性界面、斷層發(fā)育的斜坡,特別是當(dāng)平行和垂直斜坡的陡傾構(gòu)造面及順坡緩傾的構(gòu)造面發(fā)育時(shí)易造成滑坡。
地貌地形是指只有處于一定地貌特征且具備一定坡度才能發(fā)生滑坡。露天礦邊坡包括排土場、臺階邊坡、最終開采邊坡、其邊坡角通常大于10度小于45度,時(shí)產(chǎn)生滑坡的有力地形,所以露天礦具有最易發(fā)生滑坡的地貌特征。
另外,地下水活動在滑坡形成中起著很重要的作用。它軟化巖、土,降低巖、土強(qiáng)度,產(chǎn)生動水壓和空隙水壓,侵蝕巖、土,增大巖、土容重,對透水巖石產(chǎn)生托浮力等。尤其對滑坡(帶)的軟化作用和降低強(qiáng)度作用最突出。
地殼的運(yùn)動和人類的工程活動是滑坡多發(fā)的主要原因。地震、降雨、融雪、地表水沖刷浸泡。河流等地表水體對斜坡坡腳的不斷沖刷、不合理的臺階高度、寬度及施工。失誤和開挖坡腳、坡體堆載、爆破震動等都可能誘發(fā)滑坡。
影響和導(dǎo)致露天礦滑坡的主要原因有
1. 邊坡巖石性質(zhì)發(fā)生變化;
2. 邊坡內(nèi)巖石節(jié)理裂隙發(fā)育;
3. 爆破內(nèi)部及露天坑底存在采空區(qū);
4. 氣候影響。包括雨量、特大暴雨量、降雨頻度、積雪、地表水大小、排水方式等;
5. 未按設(shè)計(jì)要求施工;
6. 遇到新的巖層,為進(jìn)行力學(xué)分析與計(jì)算,重新確定邊坡角;
7. 未采用有效的加固與支護(hù)措施;
8. 臺階與邊坡參數(shù)設(shè)計(jì)部合理;
9. 其他技術(shù)參數(shù)入最終邊坡角太陡、開采深度太大、臺階寬度太窄等;
10. 露天礦爆破方式及最大爆破裝藥量的影響;
11. 自然風(fēng)化程度與人工破壞等;
12. 施工強(qiáng)度太大、施工技術(shù)力量與水平薄弱等;
13. 邊坡維護(hù)和管理不到位;
14.作業(yè)人員違章操作;
滑坡造成的危害有:
1. 造成露天礦生產(chǎn)停止、中斷;
2. 破壞露天礦場正常生產(chǎn),填埋鉆孔;
3. 破壞設(shè)備、正常生產(chǎn)設(shè)施;
4. 造成人員傷亡;
5. 造成生產(chǎn)秩序混亂;
6. 破壞露天坑的防洪及排澇系統(tǒng);
7. 其他危害:包括礦山和地方供電、供水、排水、影響產(chǎn)生與生活系統(tǒng),周圍環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng),周邊生產(chǎn)與生活體系。
防止露天礦滑坡危害的主要措施與手段有:
1. 采取遮擋、攔截、支護(hù)、護(hù)墻、護(hù)坡、削坡等措施進(jìn)行加固;
2. 嚴(yán)格按照有設(shè)計(jì)資質(zhì)部門提供的施工設(shè)計(jì)和施工方法正確施工,嚴(yán)禁超過設(shè)計(jì)要求的露天礦邊坡角、臺階高度、最終邊坡角,保證有足夠的臺階寬度,按照合理的排土場的堆排方法進(jìn)行排土;
3. 固定危險(xiǎn)區(qū),設(shè)立危險(xiǎn)警戒和標(biāo)志;
4. 建立和健全安全生產(chǎn)責(zé)任制,層層把握安全生產(chǎn)關(guān);
5. 處處實(shí)施生產(chǎn)安全確認(rèn)制;
6. 采用預(yù)裂爆破等爆破手段形成終了邊坡;
7. 由爆破工在專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下按設(shè)計(jì)要求對邊坡進(jìn)行修整;
8. 在終了邊坡上植被,以防止流水沖刷破壞邊坡;
9. 對邊坡重點(diǎn)部位和潛在危險(xiǎn)的地段進(jìn)行定點(diǎn)定期觀測和應(yīng)力測試;
10. 根據(jù)不同巖性,重新設(shè)計(jì)或修改以放緩坡度等;
11. 對露天境界內(nèi)外邊坡及其排土場,做好防汛及排水設(shè)施的設(shè)計(jì)與施工。密切注意當(dāng)?shù)貧庀蟛块T的天氣預(yù)報(bào),做好降雨、降雪、洪水等方面的防滑坡預(yù)防;
12. 對采場爆破引起的震動、人工開挖與排土等 活動對邊坡個(gè)影響進(jìn)行力學(xué)分析與計(jì)算,對露天臺階及排土?xí)r的大型車輛行駛時(shí)的動荷載分析,確定合理的施工方式和施工程序,防止人為誘導(dǎo)滑坡和邊坡失穩(wěn)。
二、爆破危害
爆破作業(yè)時(shí)露天礦生產(chǎn)過程中的重要工藝,也是礦山生產(chǎn)中易于發(fā)生重大安全事故的主要危險(xiǎn)源。其爆破中瞬時(shí)產(chǎn)生的巨大能量對周圍介質(zhì)產(chǎn)生劇烈的破壞、振動和沖擊作用,同時(shí)產(chǎn)生巨大的聲響,并放出大量的有毒氣體。因此爆破作業(yè)必須嚴(yán)格執(zhí)行《GB6722-86爆破安全規(guī)定》,不能有絲毫松懈和麻痹大意。
礦山爆破作業(yè)包括露天大型爆破和解大塊二次爆破,均要使用大量炸藥。因此,在炸藥從生產(chǎn)廠家、運(yùn)輸?shù)秸ㄋ帋?、采場,裝藥、放炮的過程中,涉及炸藥的運(yùn)輸、裝卸和使用,均有可能引起和導(dǎo)致炸藥爆炸,其產(chǎn)生的震動、沖擊和飛石以及聲響、有毒有害氣體均對人體與設(shè)備、建筑物產(chǎn)生重大損害和影響。常見的爆破危害有:爆破震動危害;爆破沖擊波危害;爆破飛石危害;拒爆危害;早爆危害等,直接對人體和露天礦的生產(chǎn)工藝設(shè)施產(chǎn)生破壞。
幾種爆破危害:
1、拒爆危害
爆破作業(yè)中,由于各種原因造成起爆藥包熄火和炸藥的部分或全部未爆的現(xiàn)象稱為拒爆。爆破中產(chǎn)生的拒爆不僅影響爆破效果和生產(chǎn)成本,而且處理時(shí)存在較大的危險(xiǎn)性,如果未能及時(shí)預(yù)防、發(fā)現(xiàn)和處理失當(dāng),會造成人員傷亡。因此,炸藥拒爆,在處理過程中對人員與設(shè)備的傷害和損傷,是露天礦生產(chǎn)中的隱患。
2、早爆危害
早爆是爆破作業(yè)中未能按規(guī)定時(shí)間而提前起爆的現(xiàn)象。引起早爆的原因是多方面的,但如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)防,將會對人員和設(shè)備造成極大危害,釀成重大安全事故。各種原因引起的炸藥早爆現(xiàn)象對人員和設(shè)備造成傷害和損傷,成為爆破可能導(dǎo)致的安全隱患。
3、爆破震動危害
炸藥在巖土介質(zhì)中爆破后,在距離爆源一定范圍內(nèi),巖體中的質(zhì)點(diǎn)會產(chǎn)生劇烈的彈性震動,即稱為爆破震動波。露天臺階爆破或硐室爆破時(shí),一次裝藥量較大,爆破引起的震動相應(yīng)較大,因而對附近的工業(yè)設(shè)施、設(shè)備及巖體、邊坡產(chǎn)生影響,有可能引發(fā)大范圍的地表變形、邊坡失穩(wěn)、建筑物損壞、甚至造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
爆破震動對露天地表的主要危害有:
3.1邊坡失穩(wěn);
3.2附件建筑物及工業(yè)設(shè)施損壞;
3.3露天開采生產(chǎn)中斷與停產(chǎn);
3.4人員傷亡與設(shè)備損失;
3.5地表沉陷或出現(xiàn)裂隙;
3.6其他:包括供電、供水、通信、排水、防洪等系統(tǒng)破壞。
4、爆破沖擊波危害
爆破時(shí)部分爆炸氣體產(chǎn)物隨崩落的巖土沖出,或?qū)諝饨橘|(zhì)作用形成強(qiáng)氣流或沖擊,危害周圍建筑物、人員、設(shè)備及設(shè)施等。
對于爆破沖擊波危害,我國目前采用安全距離作為其沖擊波的危害性指標(biāo)。
導(dǎo)致爆破事故的主要原因有:
l 爆破設(shè)計(jì)不合理;
l 炸藥及爆破器材存在質(zhì)量缺陷或安全隱患;
l 爆破作業(yè)后沒有檢查或檢查不徹底,未清理出未爆炸的殘余炸藥;
l 炸藥運(yùn)輸過程中的強(qiáng)烈震動或摩擦;
l 起爆工藝不合理或違章作業(yè);
l 裝藥工藝不合理或違章作業(yè);
l 警戒不到位,信號不完善,安全距離與范圍不夠;
l 無爆破證或技術(shù)資質(zhì),爆破人員或指揮人員違章;
l 安全生產(chǎn)責(zé)任制落實(shí)不到位;
l 霧天、雨天或雷電區(qū)爆破;
l 其他意外事故。
三、粉塵炮煙危害
1、粉塵危害
粉塵危害是指礦山生產(chǎn)入穿孔、爆破、鏟裝、運(yùn)輸、破碎、排土、裝卸過程中所產(chǎn)生并能長期懸浮在生產(chǎn)環(huán)境中的微小顆粒物,其有害化學(xué)成分主要為石英、磁黃鐵礦等,在生產(chǎn)場所對人體有害的物質(zhì)是二氧化矽,如長期吸入將導(dǎo)致矽肺病,嚴(yán)重影響工人身體健康。
在露天礦開采工序中,不可避免第產(chǎn)生大量粉塵,既直接危害職工的身體健康,又污染了環(huán)境。粉塵一般是指粒徑為1~200um的固體微粒。通常是由于固體物的破碎、研磨、裝卸、輸送等過程中產(chǎn)生的。粒徑大于10um的粉塵對人體危害較小,特別是0.5~5um的粉塵對人體危害更大(小于0.5um為飄塵),由于氣體擴(kuò)散作用被粘附在上呼吸道表面隨痰而排出,粉塵最主要最危險(xiǎn)的途徑是經(jīng)過人的呼吸道吸入,直接深入肺部,在肺泡內(nèi)沉積,形成矽肺病。
在60~70年代,由于采礦設(shè)備比較落后,露天礦山采用潛孔鉆打眼,除塵設(shè)施采用干式撲塵,生產(chǎn)效率低下,降塵效果差,80年代中期入大量資金,對穿孔設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代,采用YZ-35牙輪鉆機(jī),這種鉆機(jī)生產(chǎn)效率高除塵采用風(fēng)水混合式除塵,其工作原理:水由水箱抽出,經(jīng)過進(jìn)入供水管路,通過調(diào)壓閥及控制閥到風(fēng)水混合器,進(jìn)入供風(fēng)管路隨壓風(fēng)一起經(jīng)膠管順鉆桿中心進(jìn)入沖擊器,進(jìn)行濕式鑿巖。測試結(jié)果符合國家2mg/m3以下標(biāo)準(zhǔn)。
爆破作業(yè)產(chǎn)生大量粉塵,并隨風(fēng)飄揚(yáng),為減少飛揚(yáng)的粉塵,采用水封爆破降塵措施。該措施就是將水裝入塑料袋填在炮孔里封堵炸藥,爆破使水袋炸裂,形成水霧,撲獲粉塵,達(dá)到降塵的目的。
電鏟在鏟裝礦石過程中產(chǎn)生的粉塵,有時(shí)使電鏟周圍每立方米空氣含塵濃度高達(dá)幾十到幾百毫克,操作室內(nèi)粉塵濃度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(2mg/m3)。為防止電鏟作業(yè)時(shí)粉塵污染,使操作室粉塵濃度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)采取爆堆灑水和單機(jī)防護(hù)措施。
為提高電鏟凈化系統(tǒng)的降塵效果、改善作業(yè)條件,應(yīng)采取如下措施:
Ø 電鏟正常作業(yè)時(shí),要緊閉門窗,嚴(yán)密縫隙,保證室內(nèi)正壓,防止室外污風(fēng)入室,經(jīng)常清除室內(nèi)積塵和操作人員工作服上的粉塵,一減少室內(nèi)空氣中含塵量。
Ø 通風(fēng)機(jī)采用隔音措施,通風(fēng)機(jī)和除塵器之間軟連接,以減輕空氣動力性噪聲和機(jī)械性噪聲對操作室的影響。
Ø 冬季采取內(nèi)循環(huán),并以電熱器取暖,夏季采用外循環(huán)進(jìn)行空氣淋浴,以改善操作室的氣溫條件。
Ø 凈化氣流在室內(nèi)的分布,還要根據(jù)氣候條件進(jìn)行調(diào)節(jié),夏季氣流應(yīng)以百葉窗式噴頭射向操作人員頭部,冬季使氣流通過座椅下部的電熱箱射向操作人員膝部。
露天礦采場礦石運(yùn)輸和排廢,都會引起粉塵飛揚(yáng)。特別是運(yùn)礦汽車行駛時(shí)從路面揚(yáng)起的粉塵,是污染露天礦采區(qū)的主要塵源。利用水車定時(shí)灑水降塵,減少污染,消除危害。路面灑水耗水量,取決于氣候條件和路面結(jié)構(gòu)等因素。合理確定灑水周期,使路面經(jīng)常保持濕潤,以提高灑水降塵效果。
對我國露天礦產(chǎn)塵統(tǒng)計(jì)調(diào)查發(fā)現(xiàn),生產(chǎn)過程中粉塵主要產(chǎn)自運(yùn)輸、鏟裝、爆破和地表風(fēng)流引起的揚(yáng)塵,防止露天礦的粉塵危害,主要是從運(yùn)輸、鏟裝、爆破等生產(chǎn)環(huán)節(jié)入手,加強(qiáng)和重視該項(xiàng)工作,同時(shí)注意該地點(diǎn)的粉塵監(jiān)測,以便采取相應(yīng)的技術(shù)措施,使各作業(yè)地點(diǎn)環(huán)境達(dá)到國家環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。
導(dǎo)致粉塵危害的主要原因有:
Ø 工人過早進(jìn)入爆破后的工作場所;
Ø 露天通風(fēng)不暢;
Ø 工人站在鑿巖設(shè)備排塵設(shè)施的下風(fēng)側(cè);
Ø 鉆機(jī)無除塵設(shè)備與裝置;
Ø 泥質(zhì)路面路面質(zhì)量太差;
Ø 無灑水降塵、除塵設(shè)備;
Ø 灑水不及時(shí)或不經(jīng)常;
Ø 無輔助或強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)施;
Ø 其他
2、炮煙危害
露天礦中產(chǎn)生大量的有毒有害氣體,其中有大量的一氧化碳、氮氧化物及粉塵等有毒有害成分,同時(shí)爆破消耗大量的氧氣,引起空氣中氧氣濃度下降。爆破中產(chǎn)生的有毒有害氣體如不盡快稀釋、吹散或凈化,工人進(jìn)入工作面,必然會導(dǎo)致炮煙中毒,出現(xiàn)嘔吐、窒息、昏迷甚至死亡。
導(dǎo)致炮煙中毒的原因有:
Ø 工人過早進(jìn)入爆破后的工作場所;
Ø 露天通風(fēng)不暢;
Ø 大霧無風(fēng)天放炮;
Ø 處在風(fēng)流擴(kuò)撒之下方;
Ø 井下爆破煙從露天坑底冒出;
Ø 露天無輔助或強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)施;
Ø 其他
四、鏟裝、運(yùn)輸、排土過程中的危害
鏟裝、運(yùn)輸與排土是露天礦主要生產(chǎn)環(huán)節(jié),也是生產(chǎn)過程中易于發(fā)生安全事故的工序之一。鏟裝是指露天礦爆破后電鏟或挖掘機(jī)將松散巖石鏟裝至卡車的過程。運(yùn)輸、排土則是指卡車將巖石從露天礦點(diǎn)運(yùn)輸、排放至破碎站或排土場。
鏟裝、運(yùn)輸、排土過程中的危害有運(yùn)輸設(shè)備及車輛損壞、偏離運(yùn)輸軌道、撞傷行人、損壞房屋或其他工業(yè)設(shè)施、掉入排土場或破碎站中、電鏟或其他車輛遭到邊坡飛石損毀等,造成人員傷亡或設(shè)備損失。
引起電鏟、運(yùn)輸、排土過程中危害的主要原因有:
Ø 露天邊坡及其參數(shù)設(shè)計(jì)不合理;
Ø 未按設(shè)計(jì)施工,安全管理與技術(shù)措施不到位;
Ø 霧天工作,司機(jī)視線受限;
Ø 排土場未按設(shè)計(jì)要求施工,一次填埋高度過大;
Ø 鏟裝、運(yùn)輸設(shè)備存在缺陷;
Ø 雨天工作,路面太滑;
Ø 路面質(zhì)量差;
Ø 司機(jī)與設(shè)備操作人員技術(shù)不熟練或違章操作;
Ø 爆破不完全,爆堆中存在有拒爆的雷管、炸藥及其他爆炸物;
Ø 邊坡與臺階松石、大塊未處理,造成松石滾動滑落;
Ø 其他
五、設(shè)備機(jī)修事故危害
機(jī)械與設(shè)備是礦山主要生產(chǎn)工具和手段,是企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、安全、經(jīng)濟(jì)、快捷的必由之路。露天礦開采主要作業(yè)中的穿孔、鏟裝、運(yùn)輸、破碎等工序均采用大型機(jī)械,以獲得高效的生產(chǎn)技術(shù)成果。
大量的生產(chǎn)工具與設(shè)備、設(shè)施,存在大量的維修與保養(yǎng)任務(wù),由于涉及范圍廣,科學(xué)知識面寬,技術(shù)復(fù)雜,安全注意事項(xiàng)多,因此,給設(shè)備檢修帶來了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。
導(dǎo)致礦山機(jī)修事故主要原因是:
Ø 專業(yè)技術(shù)與職業(yè)培訓(xùn)力度不夠;
Ø 機(jī)修人員的理論與操作水平存在缺陷;
Ø 業(yè)務(wù)能力與事故辨識能力不夠;
Ø 不遵守設(shè)備維修安全注意事項(xiàng);
Ø 無專用維修工具;
Ø 未能遵守設(shè)備維修保養(yǎng)規(guī)程,未能定期更換備品備件;
Ø 設(shè)備嚴(yán)重老化;
Ø 違章作業(yè);
Ø 存在麻痹大意思想,存在粗心、浮躁、簡單、省力的思想傾向;
Ø 安全培訓(xùn)和安全確認(rèn)制落實(shí)不夠;
Ø 其他
六、水害
水害對露天礦開采的影響主要來自礦體周邊的河流以及與民采聯(lián)通的涌水通道。每到雨季,水流通過這一通道進(jìn)入露天坑,淹沒設(shè)備和生產(chǎn)臺階,嚴(yán)重影響露天坑的生產(chǎn)安全。
七、露天開采其他危害
除上述危害外,露天開采中還有諸多危及職工與設(shè)備、設(shè)施安全的危害。包括采場電氣事故危害、火災(zāi)事故危害、露天排水事故危害、噪聲事故危害、振動危害、腐蝕危害、雷擊危害、排土場泥石流危害等。