覃翔

摘要：為了控制及防止礦山爆破作業(yè)中的安全生產(chǎn)事故，采用了事故樹(shù)分析方法和預(yù)先危險(xiǎn)性分析方法，并結(jié)合相關(guān)礦山爆破施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)礦山爆破施工作業(yè)中的安全問(wèn)題進(jìn)行了探討，并結(jié)合某露天礦山，提出了對(duì)應(yīng)的對(duì)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(guān)鍵詞：礦山爆破；爆破安全；事故樹(shù)分析；對(duì)策措施

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

中圖分類(lèi)號(hào)：F239 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）29-0044-03

0 引言

安全，是各類(lèi)工程永恒的主題。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步、發(fā)展，我國(guó)采礦業(yè)、土建行業(yè)、交通行業(yè)不斷地創(chuàng)造著新的奇跡。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的工程實(shí)踐，在我國(guó)的采礦行業(yè)中，工程技術(shù)人員通過(guò)不懈的努力提出了許多爆破新技術(shù)，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益，這對(duì)于加快我國(guó)采礦行業(yè)發(fā)展及服務(wù)其他行業(yè)具有積極意義[1]。但是，由于礦山爆破施工涉及巖石力學(xué)、爆炸力學(xué)、工程地質(zhì)、工程爆破及爆破器材等多學(xué)科的內(nèi)容，所面臨的施工難度較大，加上缺乏相應(yīng)的工程經(jīng)驗(yàn)，礦山爆破施工過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生各類(lèi)安全生產(chǎn)事故。為了使礦山爆破安全水平跟隨著社會(huì)的進(jìn)步而不斷提高，采用預(yù)先危險(xiǎn)性分析方法對(duì)礦山爆破作業(yè)中的危險(xiǎn)及有害因素進(jìn)行分析、研究，并采取行而有效的技術(shù)措施以保障爆破作業(yè)人員、建（構(gòu)）筑物、機(jī)械設(shè)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(yù)先危險(xiǎn)性分析方法（PHA）對(duì)礦山爆破施工過(guò)程中所涉及的危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，再通過(guò)自身礦山爆破實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提出了相應(yīng)的對(duì)策措施，進(jìn)而控制及減少礦山爆破安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。

1 工程概況

該礦山位于廣西壯族自治區(qū)，距一條二級(jí)公路10km，且有基礎(chǔ)道路與之相通，礦區(qū)交通運(yùn)輸條件較好。礦區(qū)南東側(cè)經(jīng)多年開(kāi)采已形成一大采空區(qū)，東側(cè)約50m有鄉(xiāng)村道路經(jīng)過(guò)，道路外為山地；南側(cè)為礦區(qū)工業(yè)場(chǎng)地；西側(cè)為開(kāi)闊地，約29.4m有高壓線(xiàn)經(jīng)過(guò)；北側(cè)為山地，約14.9m有高壓線(xiàn)經(jīng)過(guò)；爆破區(qū)域周邊環(huán)境較為簡(jiǎn)單，需要保護(hù)的建構(gòu)筑物為高壓線(xiàn)。

礦區(qū)屬于巖溶峰林地貌，礦區(qū)周邊地形較為陡峭，礦區(qū)出露地層較為穩(wěn)定，巖石較堅(jiān)硬。礦山開(kāi)采區(qū)域未發(fā)現(xiàn)有溶洞，未探測(cè)到有褶曲、較大斷層等地質(zhì)構(gòu)造。采區(qū)全為石灰?guī)r，厚度大，出露完好，礦層連續(xù)、穩(wěn)定。該礦山開(kāi)采出的礦石品質(zhì)較優(yōu)，其礦石碳酸鈣含量平均達(dá)45%以上，是優(yōu)質(zhì)的水泥煅燒原料。

2 預(yù)先危險(xiǎn)性分析方法

預(yù)先危險(xiǎn)性分析方法（簡(jiǎn)稱(chēng)PHA）是在開(kāi)展某具體工程或生產(chǎn)活動(dòng)前，對(duì)該生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)中存在的不同類(lèi)型的危險(xiǎn)及有害因素、發(fā)生的條件和事故的后果進(jìn)行初步的預(yù)測(cè)及分析，進(jìn)而以評(píng)價(jià)該生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)的安全性的方法[3]。

2.1 礦山爆破作業(yè)預(yù)先危險(xiǎn)性分析

通過(guò)分析研究爆破相關(guān)的法律法規(guī)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，針對(duì)礦山爆破作業(yè)的特殊性，將礦山爆破作業(yè)主要?jiǎng)澐譃殂@孔施工、炸藥運(yùn)輸、裝藥作業(yè)、堵塞作業(yè)、連線(xiàn)及起爆五個(gè)子系統(tǒng)。

2.2 危險(xiǎn)、有害因素分析

①鉆孔施工。依據(jù)礦山爆破作業(yè)中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和爆破設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)布置炮孔。一般情況下，采用潛孔鉆機(jī)進(jìn)行鑿巖鉆孔作業(yè)，該作業(yè)環(huán)節(jié)中主要存在的危險(xiǎn)、有害因素包括：粉塵危害、坍塌、高處墜落、機(jī)械傷害等。

②炸藥運(yùn)輸。炸藥運(yùn)輸過(guò)程中，炸藥為主要的危險(xiǎn)源，且當(dāng)炸藥發(fā)生意外事故時(shí)造成的后果往往極其嚴(yán)重，在炸藥運(yùn)輸中涉及的危險(xiǎn)、有害因素包含：車(chē)輛傷害、火災(zāi)、爆炸等。

③裝藥作業(yè)。在礦山爆破施工中，裝藥作業(yè)一般都存在場(chǎng)地不平整、臨邊作業(yè)等情況，且裝藥作業(yè)的好壞不僅關(guān)系到礦山的經(jīng)濟(jì)效益，還關(guān)系到人員、機(jī)械設(shè)施設(shè)備及建構(gòu)筑物的安全，裝藥作業(yè)環(huán)節(jié)涉及的危險(xiǎn)、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(yè)。堵塞作業(yè)一般采用鉆孔所產(chǎn)生的鉆屑或黏土對(duì)裝藥后的炮孔進(jìn)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(yè)所產(chǎn)生的飛散物、噪音、粉塵等有害效應(yīng)，堵塞作業(yè)主要涉及的危險(xiǎn)、有害因素有：物體打擊、高處墜落、爆炸等。

⑤連線(xiàn)及起爆。該環(huán)節(jié)為爆破作業(yè)的關(guān)鍵階段，合理的設(shè)置孔網(wǎng)參數(shù)，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行連線(xiàn)起爆是保證爆破作業(yè)安全的關(guān)鍵，該環(huán)節(jié)涉及的危險(xiǎn)有害因素有：放炮、爆炸、坍塌、物體打擊、中毒窒息等。

2.3 預(yù)先性危險(xiǎn)分析

為了得到礦山爆破施工過(guò)程中的各類(lèi)危險(xiǎn)有害因素、各自的觸發(fā)條件及發(fā)生后的后果，通過(guò)對(duì)各子系統(tǒng)中的危險(xiǎn)有害因素分析，結(jié)合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用預(yù)先危險(xiǎn)性分析方法對(duì)礦山爆破作業(yè)的各環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析及評(píng)價(jià)，各環(huán)節(jié)的危險(xiǎn)性分析如表1[4]。

3 事故樹(shù)分析

事故樹(shù)分析方法（Fault Tree Analysis）是安全系統(tǒng)工程中的一類(lèi)常用的分析方法，采用事故樹(shù)分析方法可以有效地將發(fā)生的各類(lèi)事故及原因之間的關(guān)系，通過(guò)樹(shù)形圖的方式展現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)事故樹(shù)可以直觀地觀察到各類(lèi)事故及其觸發(fā)原因間的邏輯關(guān)系，通過(guò)求解事故樹(shù)的最小割集、最小徑集、結(jié)構(gòu)重要度可以得出關(guān)鍵的預(yù)防措施。

在礦山爆破施工中，由于爆破飛石事故較為常見(jiàn)，且其造成的后果較為嚴(yán)重，故文章以安全系統(tǒng)工程中的軌跡交叉理論為基礎(chǔ)，主要從人員、機(jī)、環(huán)、管、技術(shù)五個(gè)方面進(jìn)行分析，系統(tǒng)的對(duì)爆破飛石事故的原因及其之間的邏輯關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的討論、研究[5，6]。

3.1 爆破飛石事故樹(shù)分析

礦山爆破作業(yè)中飛石傷人、損壞機(jī)械等事故的主要原因是設(shè)計(jì)不當(dāng)使得單位炸藥消耗量過(guò)大、最小抵抗線(xiàn)過(guò)小，有效堵塞長(zhǎng)度不夠或堵塞質(zhì)量不佳，現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)不當(dāng)且安全管理不合理，從而導(dǎo)致爆破飛石傷人、損物，圖1為爆破飛石事故樹(shù)[6]。

3.2 最小割集分析

事故樹(shù)的最小割集代表事故發(fā)生的各種原因組合，代表著該生產(chǎn)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性，如果最小割集的數(shù)目越多，導(dǎo)致事故發(fā)生的途徑就越多，該生產(chǎn)系統(tǒng)就越危險(xiǎn)[7]。通過(guò)布爾運(yùn)算法則對(duì)爆破飛石事故樹(shù)進(jìn)行分解，得出其結(jié)構(gòu)函數(shù)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(guò)化簡(jiǎn)后得爆破飛石事故樹(shù)的最小割集有78個(gè)，通過(guò)此步驟的分析可以得出該事故類(lèi)型發(fā)生的原因組合較多，故其危險(xiǎn)性較大，因此需根據(jù)實(shí)際情況提出相應(yīng)的對(duì)策措施以減少及避免該事故的發(fā)生。

3.3 最小徑集分析

根據(jù)事故樹(shù)分析的相關(guān)理論，所有的最小徑集均為預(yù)防事故發(fā)生的一個(gè)技術(shù)措施，最小徑集越多，代表該生產(chǎn)系統(tǒng)越安全，通過(guò)“成功樹(shù)”分析結(jié)果得出該事故樹(shù)的最小徑集有6個(gè)[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(duì)爆破飛石的控制可以采取以上6種措施。

3.4 結(jié)構(gòu)重要度分析

為更準(zhǔn)確的掌握各基本事件對(duì)事故發(fā)生的影響程度，通過(guò)計(jì)算得到了各基本事件的結(jié)構(gòu)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(jù)結(jié)構(gòu)重要度可以得出爆破作業(yè)時(shí)的警戒范圍、作業(yè)人員的安全教育水平、爆破員的按規(guī)程作業(yè)這三點(diǎn)最為重要，應(yīng)特別重視。

4 結(jié)論

由于礦山爆破作業(yè)的特殊性，爆破作業(yè)過(guò)程中極其容易發(fā)生各類(lèi)事故，通過(guò)上述的分析，得出爆破時(shí)發(fā)生飛石事故的危險(xiǎn)性較大且發(fā)生的頻率較高，應(yīng)重點(diǎn)防護(hù)。通過(guò)分析可以得出，為了預(yù)防礦山爆破作業(yè)中安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，應(yīng)從人、機(jī)、環(huán)、管、技術(shù)五個(gè)方面積極采取應(yīng)對(duì)措施。

①人的因素：應(yīng)嚴(yán)格對(duì)爆破作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)教育，經(jīng)考核合格后持證上崗，嚴(yán)禁爆破作業(yè)人員無(wú)證上崗；加強(qiáng)爆破作業(yè)人員的安全教育，禁止冒險(xiǎn)作業(yè)及酒后作業(yè)；增強(qiáng)作業(yè)人員的安全意識(shí)，主動(dòng)佩戴勞動(dòng)保護(hù)用品，不違章作業(yè)。

②機(jī)器設(shè)備：定期對(duì)施工設(shè)施設(shè)備進(jìn)行檢修、保養(yǎng)，確保其功能正常；對(duì)于危險(xiǎn)性較大的施工設(shè)備，運(yùn)行時(shí)設(shè)置警戒范圍，無(wú)關(guān)人員禁止入內(nèi)；嚴(yán)禁各類(lèi)機(jī)械設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行。

③環(huán)境因素：作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)規(guī)范管理，臨邊及其他危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)置醒目的警戒帶及警示標(biāo)志；對(duì)于松動(dòng)巖體及危巖應(yīng)及時(shí)排險(xiǎn)，排除潛在危險(xiǎn)源；嚴(yán)禁在雷暴、大風(fēng)、暴雨等極端天氣下進(jìn)行爆破施工作業(yè)；預(yù)留邊坡坡角不宜過(guò)大，邊坡應(yīng)合理設(shè)置排水；探明區(qū)域地質(zhì)條件，對(duì)于特殊地質(zhì)下的爆破作業(yè)應(yīng)采取相應(yīng)防護(hù)措施或減弱裝藥。

④管理因素：合理配備現(xiàn)場(chǎng)安全管理人員，嚴(yán)格遵守爆破安全規(guī)程及其他相關(guān)法律規(guī)定；落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，適當(dāng)推行獎(jiǎng)懲制度；合理增加勞動(dòng)保護(hù)用品的投入，保證作業(yè)人員的安全；定期對(duì)爆破施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安全檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理隱患；建立臺(tái)賬并按實(shí)際記錄，確保民用爆炸物品流向清楚。

⑤技術(shù)因素：合理進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，設(shè)置合理的抵抗線(xiàn)及炸藥單耗；合理設(shè)置孔網(wǎng)參數(shù)，嚴(yán)格控制最大同段藥量；保證炮孔的有效堵塞長(zhǎng)度及堵塞質(zhì)量，必要情況下應(yīng)采取壓沙袋或鋪蓋防護(hù)地毯等措施[8]。

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