周永昆
(四川省安科技術咨詢有限公司,四川 成都 610041)
我國非煤礦山特別是眾多的小礦山,安全生產(chǎn)條件差,每年因事故死亡人數(shù)在世界上最高,在國內僅次于交通事故和煤礦安全事故,在各行業(yè)中位居第三位,嚴重危害了人民群眾的生命安全,給國家造成了巨大的經(jīng)濟損失,制約了我國非煤礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。開展對非煤露天礦山安全評價具有重要的現(xiàn)實意義。
本項目位于四川省涼山州冕寧縣。礦區(qū)地處青藏高原東緣,橫斷山脈北東段。地勢北高南低,地形起伏變化大,高差懸殊,溝谷深切,斷面多呈“V”型。礦山采用露天開采方式,采用陡幫剝離、緩幫采礦,臺階高度12m,工作臺階坡面角65°。開采到界后,臺階并段,最終臺階高度24m,最終臺階坡面角為50°~60°。
參照《企業(yè)職工傷亡事故分類》(GB6441-86),結合本項目的特點,主要從以下幾個方面進行危險、有害因素辨識與分析。
礦山三面環(huán)山,為切割較為強烈的中高山區(qū),地形起伏大,地表破碎,同時礦山由于存在歷史開采的因素,以前采礦后大量的廢石廢渣堆積在采場內及采場周邊的溝道內,礦區(qū)降雨量豐富,最高達2000mm以上,因此,礦山具備泥石流發(fā)生的必備條件,礦山受到泥石流的嚴重威脅。
礦山采場及輔助配套設施周圍基本上是高大的山體,山體較陡且較為破碎,存在危石(飛石)危害。
礦山位于高原地區(qū),結合氣候條件分析,還存在季節(jié)性凍土、強風、雨、雪及冰雹、雷擊、地震、低氣壓等危害。
礦區(qū)構斷層、斷裂、節(jié)理等較為發(fā)育。礦區(qū)中強風化帶巖體較破碎,多風化成碎塊、塊狀,巖體穩(wěn)定性差。同時采場邊坡高(最大有800多米)。因此,礦山采場邊坡受到滑坡、坍塌、飛石等的威脅,邊坡管理是礦山安全生產(chǎn)管理的重點內容。
礦山所處區(qū)域降雨豐富,礦山防排洪方面主要的危險有害因素體現(xiàn)在:①礦區(qū)防排洪系統(tǒng)較為復雜,可能降低防排洪系統(tǒng)的可靠性。②礦區(qū)地形陡峻、地表破碎,不利于排洪系統(tǒng)的布設,同時為礦山防排洪的維護、管理帶來困難。
礦山爆破方面主要發(fā)生的事故類型為爆破傷害和火藥爆炸,主要的原因有:①在爆破工作中,因操作不當或因受某些外來特殊能源作用造成雷管或炸藥的早爆、遲爆事故。②盲炮處理不當造成的事故。③爆破后沒有達到規(guī)定時間,人員過早進人工作面;警戒不嚴、信號不明、安全距離不夠。
礦山設置排土場1座,位于沖溝內,廢石堆置總高度接近300m,排土場總容積約30000.0萬m3。該排土場發(fā)生事故類型主要有排土場滑坡、坍塌、飛石和泥石流等,其主要的原因為排土場防排洪系統(tǒng)不完善,不能滿足排洪的要求。
針對本項目主要的風險點,選取礦山危險性較大的采場邊坡、礦山防排水、排土場進行安全評價,其它方面本文不再論述。
評價選擇了礦山采場具有代表性的4個剖面進行了邊坡穩(wěn)定性進行復核。計算使用GEO-SLOPE/W軟件,分別采用Janbu法和Bishop法計算邊坡的安全系數(shù)。各個剖面不同計算方法下的計算邊坡安全系數(shù)見表1。
表1 邊坡安全系數(shù)匯總表
根據(jù)表1,疏干條件(基本水位)下,除W-W剖面外,邊坡的安全系數(shù)均大于1.2,邊坡基本穩(wěn)定。通過計算表明,W-W剖面邊坡(采場西北面)為需要重點監(jiān)測的邊坡,礦山的最終邊坡角選擇基本合理。
暴雨洪水流量復核按《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊》(1984年版)中推薦的推理公式計算。礦山周圍各流域段東側截洪溝1段、東側截洪溝1段~東側截洪溝2段、東北側截洪溝、東北側截洪溝~截水洞、東北側截洪溝~西側排洪溝、東北側截洪溝~清水排洪溝、東側截洪溝1段~污水排洪溝的最大洪水流量(50年一遇)分別為9.33,29.2、15.7、80.1、99.2、113.0、69.4m3/s,泄洪能力分別為12.17、46.59、25.86、122.09、291.47、126.61、100.75 m3/s。 因此,礦山的排水構筑物的泄洪能力基本滿足50年一遇的防洪要求。
排土場穩(wěn)定性定量分析采用里正軟件進行計算,采用瑞典圓弧條分法,計算排土場邊坡的安全系數(shù),計算結果見表2。
表2 邊坡安全系數(shù)匯總表
通過對排土場在三種工況下穩(wěn)定性的計算分析,排土場的最終邊坡角保持在27°以下,排土場具有良好的穩(wěn)定性,排土場沿基地滑坡的可能性較小。由于《可研》中排土場的總邊坡角為28°,根據(jù)計算結果表明其安全性較差,建議下一步設計進行優(yōu)化、調整。
本文以四川省涼山州某露天礦開采項目為研究對象,通過對工程的主要危險有害因素辨識與分析、評價單元劃分及評價方法的選擇、定性、定量評價等,分析本工程主要危險有害因素,對重點監(jiān)控對象進行定量評價,為非煤露天礦山安全評價提供借鑒,為編制安全設施設計提供重要依據(jù)。
參考文獻
[1]王卸云.露天采礦技術[J].非煤露天礦山危險有害因素識別,2007,4:54-57.