淺析礦山爆破施工安全問題及控制措施

覃翔

摘要：為了控制及防止礦山爆破作業中的安全生產事故，采用了事故樹分析方法和預先危險性分析方法，并結合相關礦山爆破施工經驗，對礦山爆破施工作業中的安全問題進行了探討，并結合某露天礦山，提出了對應的對策措施。

Abstract： In order to prevent and control safety accidents in mine blasting construction， the method of pre-hazard analysis and fault tree analysis is adopted. Combining his own blasting construction experience with related theory， the safety problems are systematically discussed. In this paper， combining with an open-pit mine project， the corresponding control measures are proposed.

關鍵詞：礦山爆破；爆破安全；事故樹分析；對策措施

Key words： mine blasting；blasting safety；fault tree analysis；countermeasures

中圖分類號：F239 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）29-0044-03

0 引言

安全，是各類工程永恒的主題。近年來，隨著我國經濟社會的不斷進步、發展，我國采礦業、土建行業、交通行業不斷地創造著新的奇跡。經過數十年的工程實踐，在我國的采礦行業中，工程技術人員通過不懈的努力提出了許多爆破新技術，帶來了巨大的經濟及社會效益，這對于加快我國采礦行業發展及服務其他行業具有積極意義[1]。但是，由于礦山爆破施工涉及巖石力學、爆炸力學、工程地質、工程爆破及爆破器材等多學科的內容，所面臨的施工難度較大，加上缺乏相應的工程經驗，礦山爆破施工過程中經常發生各類安全生產事故。為了使礦山爆破安全水平跟隨著社會的進步而不斷提高，采用預先危險性分析方法對礦山爆破作業中的危險及有害因素進行分析、研究，并采取行而有效的技術措施以保障爆破作業人員、建（構）筑物、機械設備的安全顯得十分迫切[2]。本文以廣西某礦山爆破工程為例，采用預先危險性分析方法（PHA）對礦山爆破施工過程中所涉及的危險有害因素進行了系統的分析，再通過自身礦山爆破實踐經驗及相應的標準規范，提出了相應的對策措施，進而控制及減少礦山爆破安全生產事故的發生。

1 工程概況

該礦山位于廣西壯族自治區，距一條二級公路10km，且有基礎道路與之相通，礦區交通運輸條件較好。礦區南東側經多年開采已形成一大采空區，東側約50m有鄉村道路經過，道路外為山地；南側為礦區工業場地；西側為開闊地，約29.4m有高壓線經過；北側為山地，約14.9m有高壓線經過；爆破區域周邊環境較為簡單，需要保護的建構筑物為高壓線。

礦區屬于巖溶峰林地貌，礦區周邊地形較為陡峭，礦區出露地層較為穩定，巖石較堅硬。礦山開采區域未發現有溶洞，未探測到有褶曲、較大斷層等地質構造。采區全為石灰巖，厚度大，出露完好，礦層連續、穩定。該礦山開采出的礦石品質較優，其礦石碳酸鈣含量平均達45%以上，是優質的水泥煅燒原料。

2 預先危險性分析方法

預先危險性分析方法（簡稱PHA）是在開展某具體工程或生產活動前，對該生產作業系統中存在的不同類型的危險及有害因素、發生的條件和事故的后果進行初步的預測及分析，進而以評價該生產作業系統的安全性的方法[3]。

2.1 礦山爆破作業預先危險性分析

通過分析研究爆破相關的法律法規及行業標準規范，針對礦山爆破作業的特殊性，將礦山爆破作業主要劃分為鉆孔施工、炸藥運輸、裝藥作業、堵塞作業、連線及起爆五個子系統。

2.2 危險、有害因素分析

①鉆孔施工。依據礦山爆破作業中的相關標準規范和爆破設計說明書布置炮孔。一般情況下，采用潛孔鉆機進行鑿巖鉆孔作業，該作業環節中主要存在的危險、有害因素包括：粉塵危害、坍塌、高處墜落、機械傷害等。

②炸藥運輸。炸藥運輸過程中，炸藥為主要的危險源，且當炸藥發生意外事故時造成的后果往往極其嚴重，在炸藥運輸中涉及的危險、有害因素包含：車輛傷害、火災、爆炸等。

③裝藥作業。在礦山爆破施工中，裝藥作業一般都存在場地不平整、臨邊作業等情況，且裝藥作業的好壞不僅關系到礦山的經濟效益，還關系到人員、機械設施設備及建構筑物的安全，裝藥作業環節涉及的危險、有害因素包含：爆炸、物體打擊、高處墜落、坍塌等[4]。

④堵塞作業。堵塞作業一般采用鉆孔所產生的鉆屑或黏土對裝藥后的炮孔進行堵塞，有效的堵塞不僅可以增加炸藥能量的利用率，還可以控制爆破作業所產生的飛散物、噪音、粉塵等有害效應，堵塞作業主要涉及的危險、有害因素有：物體打擊、高處墜落、爆炸等。

⑤連線及起爆。該環節為爆破作業的關鍵階段，合理的設置孔網參數，按照設計要求進行連線起爆是保證爆破作業安全的關鍵，該環節涉及的危險有害因素有：放炮、爆炸、坍塌、物體打擊、中毒窒息等。

2.3 預先性危險分析

為了得到礦山爆破施工過程中的各類危險有害因素、各自的觸發條件及發生后的后果，通過對各子系統中的危險有害因素分析，結合相關技術標準，采用預先危險性分析方法對礦山爆破作業的各環節進行了分析及評價，各環節的危險性分析如表1[4]。

3 事故樹分析

事故樹分析方法（Fault Tree Analysis）是安全系統工程中的一類常用的分析方法，采用事故樹分析方法可以有效地將發生的各類事故及原因之間的關系，通過樹形圖的方式展現出來，通過事故樹可以直觀地觀察到各類事故及其觸發原因間的邏輯關系，通過求解事故樹的最小割集、最小徑集、結構重要度可以得出關鍵的預防措施。

在礦山爆破施工中，由于爆破飛石事故較為常見，且其造成的后果較為嚴重，故文章以安全系統工程中的軌跡交叉理論為基礎，主要從人員、機、環、管、技術五個方面進行分析，系統的對爆破飛石事故的原因及其之間的邏輯關系進行相應的討論、研究[5，6]。

3.1 爆破飛石事故樹分析

礦山爆破作業中飛石傷人、損壞機械等事故的主要原因是設計不當使得單位炸藥消耗量過大、最小抵抗線過小，有效堵塞長度不夠或堵塞質量不佳，現場防護不當且安全管理不合理，從而導致爆破飛石傷人、損物，圖1為爆破飛石事故樹[6]。

3.2 最小割集分析

事故樹的最小割集代表事故發生的各種原因組合，代表著該生產系統的危險性，如果最小割集的數目越多，導致事故發生的途徑就越多，該生產系統就越危險[7]。通過布爾運算法則對爆破飛石事故樹進行分解，得出其結構函數T為：

T=[（M8×X3）+（M9×X7）+M10+M11+M12]×[M13+X16+X21+X22]=[（X1+X2）×X3+（X4+X5+X6）×X7+X8+X9+X10+X11+X12+X13+X14+X15]×[X16+X17×（X18+X19+X20）+X21+X22]

通過化簡后得爆破飛石事故樹的最小割集有78個，通過此步驟的分析可以得出該事故類型發生的原因組合較多，故其危險性較大，因此需根據實際情況提出相應的對策措施以減少及避免該事故的發生。

3.3 最小徑集分析

根據事故樹分析的相關理論，所有的最小徑集均為預防事故發生的一個技術措施，最小徑集越多，代表該生產系統越安全，通過“成功樹”分析結果得出該事故樹的最小徑集有6個[7]，{X1*X2*X4*X5*X6*X8*X9*X10*X11*X12*

X13*X14*X15}，{X1*X2*X7*X8*X9*X10*X11*X12*X13*

X14*X15}，{X3*X4*X5*X6*X8*X9*X10*X11*X12*X13*

X14*X15}，{X3*X7*X8*X9*X10*X11*X12*X13*X14*X15}，

{X16*X17*X21*X22}，{X16*X18*X19*X20*X21*X22}，對爆破飛石的控制可以采取以上6種措施。

3.4 結構重要度分析

為更準確的掌握各基本事件對事故發生的影響程度，通過計算得到了各基本事件的結構重要度順序，重要度排序如下：

I（X22）=I（X21）=I（X16）>I（X17）>I（X20）=I（X19）=I（X18）>I（X15）=I（X14）=I（X13）=I（X12）=I（X11）=I（X10）=I（X9）=I（X8）>I（X7）>I（X3）>I（X2）=I（X1）>I（X6）=I（X5）=I（X4）

根據結構重要度可以得出爆破作業時的警戒范圍、作業人員的安全教育水平、爆破員的按規程作業這三點最為重要，應特別重視。

4 結論

由于礦山爆破作業的特殊性，爆破作業過程中極其容易發生各類事故，通過上述的分析，得出爆破時發生飛石事故的危險性較大且發生的頻率較高，應重點防護。通過分析可以得出，為了預防礦山爆破作業中安全生產事故的發生，應從人、機、環、管、技術五個方面積極采取應對措施。

①人的因素：應嚴格對爆破作業人員進行培訓教育，經考核合格后持證上崗，嚴禁爆破作業人員無證上崗；加強爆破作業人員的安全教育，禁止冒險作業及酒后作業；增強作業人員的安全意識，主動佩戴勞動保護用品，不違章作業。

②機器設備：定期對施工設施設備進行檢修、保養，確保其功能正常；對于危險性較大的施工設備，運行時設置警戒范圍，無關人員禁止入內；嚴禁各類機械設備超負荷運行。

③環境因素：作業現場規范管理，臨邊及其他危險區域設置醒目的警戒帶及警示標志；對于松動巖體及危巖應及時排險，排除潛在危險源；嚴禁在雷暴、大風、暴雨等極端天氣下進行爆破施工作業；預留邊坡坡角不宜過大，邊坡應合理設置排水；探明區域地質條件，對于特殊地質下的爆破作業應采取相應防護措施或減弱裝藥。

④管理因素：合理配備現場安全管理人員，嚴格遵守爆破安全規程及其他相關法律規定；落實安全生產責任制，適當推行獎懲制度；合理增加勞動保護用品的投入，保證作業人員的安全；定期對爆破施工現場進行安全檢查，及時發現及時處理隱患；建立臺賬并按實際記錄，確保民用爆炸物品流向清楚。

⑤技術因素：合理進行爆破設計，設置合理的抵抗線及炸藥單耗；合理設置孔網參數，嚴格控制最大同段藥量；保證炮孔的有效堵塞長度及堵塞質量，必要情況下應采取壓沙袋或鋪蓋防護地毯等措施[8]。

參考文獻：

[1]張勤彬，程貴海，徐中慧.基于回歸分析的露天礦山爆破振動傳播規律研究[J].礦業研究與開發，2018，38（05）：37-40.

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[3]楊磊，王衛軍，林大能.基于PHA的城市控制爆破安全評價研究[J].工程爆破，2005，11（3）：79-82.

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[8]王建國，蔣莉.非煤礦山爆破事故原因分析及預防措施[J].科技風，2010（5）：282.