矿山环境与安全讲稿.ppt

资源与环境工程学院,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2010年紫金矿业选矿废水泄漏事件，造成了周围水体的严重污染,2005年河北邢台康立石膏矿矿难导致37人死亡,矿产资源开发带来了环境污染、发生了许多伤亡事故，作为一个采矿工作者应该如何认识这些问题？,第一讲 绪论,矿山安全生产形势,矿山环境现状,关于矿山安全、环境问题的思考,课程性质与学习要求,第一讲 绪论,矿山安全生产形势,全国安全生产情况,全国各类安全事故平均每年70万起以上，死亡在12-13万人左右（05年127089，06年112879），事故构成中主要是由于交通事故死亡,平均每年10万人，占死亡人数的近78左右，工矿商贸企业事故造成的伤亡趋于第二位，占12%左右。,2003年2006年，一次死亡10人以上的重大事故488起,平均3天一起；发生一次死亡30人以上的特别特大事故52起,平均每周一起。,第一讲 绪论,事故原因主要是“三违”、生产场所环境不良、安全设施缺少或有缺陷,事故集中在非金属类和有色金属类矿山,事故多发于非公有制小型矿山,事故发生周期,矿山环境影响现状,开发利用矿产资源与保护环境是一个矛盾，人类对它有个认识逐渐深化的过程，西方国家大体都走了一条“先污染后治理”的道路。我国是世界第三矿业大国，长期以来，在矿产资源开发利用中，走的基本上还是一条以浪费资源和牺牲环境为代价的粗放式的发展路子。随着我国矿山建设迅速发展，矿山环境污染和破坏越来越严重，已成为我国环境污染与破坏的一大源头，并成为影响我国经济和社会发展的重要因素。其实，资源开发与环境保护的矛盾不是不可解决的,第一讲 绪论,采矿活动破坏了大量耕地和建设用地。因采矿及各类废渣、废石（据统计已达120亿吨）堆置等，全国累计侵占土地达586万公顷（合6790万亩），破坏森林106万公顷，破坏草地263万公顷。地表植被破坏和大量堆放的尾矿，导致严重的水土流失和土地荒漠化。如准格尔煤田土地沙化面积已占煤田面积的21。,第一讲 绪论,采矿造成的环境破坏,采矿使矿区水均衡遭受破坏，产生各种水环境问题。如山西省，因采煤造成18个县26万人吃水困难，30万亩水田变成旱地，全省井泉减少3000多处。另据不完全统计，因废渣、尾矿造成水体严重污染的有色金属矿山达30多座。,第一讲 绪论,采矿造成的环境破坏,矿山开采中废气、粉尘、废渣排放，产生大气污染和酸雨。煤炭采矿行业废气排放量占全国工业废气排放量的57，其中有害物排放量为每年7313万吨，主要是烟尘、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳，使矿山地区遭受不同程度的污染。因二氧化硫污染导致的酸雨区面积占国土面积30以上。,采矿破坏自然地貌景观，影响整个地区环境的完整性。,第一讲 绪论,采矿造成的环境破坏,采矿诱发地质灾害。全国因采矿引起的塌陷180余处，塌陷坑1600多个，塌陷面积1150平方公里。全国发生采矿塌陷灾害的城市近40个，造成严重破坏的25个，每年因采矿地面塌陷造成的损失达4亿元以上。由于地下采空、地面及边坡开挖影响了山体、斜坡稳定，导致地面开裂、崩塌和滑坡等地质灾害；近年来频繁发生的矿山地震影响了社会安宁与地方经济建设，引起了社会各界的高度关注。,第一讲 绪论,采矿造成的环境破坏,关于矿山安全问题的理解,同学们听到过很多“矿山行业危险”的议论，诸如媒体中经常披露的“某某矿山瓦斯爆炸，死亡 人”等,第一、我校采矿工程专业所学是非煤矿山，不存在瓦斯问题,第二、非煤矿山生产过程中的安全事故和其它行业是生产中的安全事故发生率相差不大，据美国调查，美国前十个危险行业没有矿业第三、近几年矿业“淘金热”是事故频发的客观原因,第四、技术、懂专业的管理人员缺乏是造成事故发生的重要原因,第一讲 绪论,关于矿山环境问题的理解,人类经济活动的目的是为了改善生活质量，当经济发展到一定的时期，人们所关注的就不仅仅是经济总量，环境的重要性日渐凸显；,矿山开采中的环境破坏不是必然的,技术进步、经济投入可以有力的促进矿山环境保护,矿山生态修复已经成为当今及今后的热门分支,第一讲 绪论,课程性质与学习要求,课程性质与学习目的：树立正确的矿山安全、环境观,课堂要求,考核方式,第一讲 绪论,2.1事故及其与安全的关系,2.1.1事故的定义,2.1.2事故的分类,2.1.3事故的本质,2.14安全与事故的关系,第二讲 矿山安全原理概论,事故的概念,是人们在实现其目的的行动过程中，,突然发生的、,迫使其,行动暂时或永远终止,的一种意外事件。,这个定义有三重意思，一是事故的背景，即“存在某种实现目的的行动过程”。例如人们需要某种产品而开办工厂进行生产等。二是说“突然发生了意想不到的事件”，即事故是随机事件。三是事故的后果，指出它们迫使行动暂时或永远终止。,第二讲 矿山安全原理概论,事故的分类,事故有生产事故和非生产事故之分。,生产事故系指企业在生产过程中突然发生的、伤害人体、损坏财物、影响生产正常进行的意外事件。,根据生产事故所造成的后果的不同，有设备事故、人身伤亡事故、未遂事故等三种，一般情况下人身伤亡事故又称为工伤事故。,工伤事故,它是企业职工为了生产和工作，在,生产时间和生产活动区域内,，由于受生产过程中存在的危险因素之影响，或虽然不在生产和工作岗位上，但由于企业的环境、设备或劳动条件等不良影响，致使身体受到伤害，暂时地或长期地丧失劳动能力的事故。,第二讲 矿山安全原理概论,工伤事故是由伤害部位、伤害种类和伤害程度这三项要素构成的,伤害部位,包括：头、脸、眼、鼻、耳、口、牙、上肢、手、手指、下肢、足、脚趾、肩、躯干、皮肤、粘膜、内脏、血液、神经末梢、神经中枢等。,伤害种类,伤害种类包括：挫伤、创伤、刺伤、擦伤、骨折、脱臼、烧伤、电伤、冻伤、腐蚀、听力损伤、中毒、窒息等。,伤害程度,伤害程度：我国分为死亡、重伤、轻伤；国外分为死亡、丧失劳动能力（终生致残），部分丧失劳动能力（局部致残），暂时不能劳动、要医疗但不休工，无伤害等。,第二讲 矿山安全原理概论,事故的本质,因果性,随机性与偶然性,潜在性与必然性,第二讲 矿山安全原理概论,安全与事故的关系,安全的极向性 0-1,避免事故或危害有限性,安全与事故（,系统在安全状态时并不能保证不发生事故，,事故不发生也不能否认系统处于危险状态,）,第二讲 矿山安全原理概论,2.2 事故因果连锁理论,2.2.1,海因里希的事故因果连锁理论,2.2.2 博德的事故因果连锁理论,2.2.3 亚当斯的事故因果连锁理论,2.24 其他的事故因果连锁论,第二讲 矿山安全原理概论,事故因果连锁理论,伤害事故的发生不是一个孤立的事件，尽管伤害的发生可能在某个瞬间，却是一系列互为因果的原因事件相继发生的结果。在事故因果连锁中，以事故为中心，事故的结果是伤害，事故的原因包括3个层次的原因：直接原因、间接原因、基本原因。由于对事故各层次原因的认识不同，形成了不同的事故致因理论。因此，后来的人们也经常用事故因果连锁的形式来表达某种事故致因理论。,第二讲 矿山安全原理概论,第二讲 矿山安全原理概论,海因里希事故连锁理论,2.2.2博德的事故因果连锁理论,（1）控制不足管理,（2）基本原因起源论,（3）直接原因征兆,（4）事故接触5）伤害损害损失,第二讲 矿山安全原理概论,轨迹交叉论,第二讲 矿山安全原理概论,2.3能量意外释放论,能量的伤害机理,麦克法兰特（McFarland）在解释事故造成的人身伤害或财物损坏的机理时说：“所有的伤害事故(或损坏事故)都是因为：,(1)接触了超过机体组织(或结构)抵抗力的某种形式的过量的能量；,(2)有机体与周围环境的正常能量交换受到了干扰(如窒息、淹溺等)。因而，各种形式的能量的意外释放构成了伤害的直接原因。,第二讲 矿山安全原理概论,第二讲 矿山安全原理概论,能量类型,产生的伤害,事故类型,机械能,刺伤、割伤、撕裂、挤压皮肤和肌肉、骨折、内部器官损伤,物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、高出坠落、坍塌、冒顶片帮、放炮、火药爆炸、瓦斯爆炸、锅炉爆炸；压力容 器爆炸,热能,皮肤发炎、烧伤、烧焦、焚化、伤及全身,灼伤、火灾,电能,干扰神经肌肉功能、电伤,触电,化学能,化学性皮炎、化学性烧伤、致癌、致遗传突变、致畸、急性中毒、窒息,中毒和窒息、火灾,能量意外释放预防原则,用安全的能源代替不安全的能源,限制能量,防止能量蓄积,缓慢地释放能量,设置屏蔽设施,在时间或空间上把能量与人隔离,信息形式的屏蔽,第二讲 矿山安全原理概论,系统观点的事故致因理论,从能否感知危险 能否对感知危险正确认识 能否采取合理的措施三个方面动态考察事故的发生,（金矿山人模型）,其他理论：,事故频发倾向论,变化失误理论,两类危险源理论,第二讲 矿山安全原理概论,第二讲 矿山安全原理概论,第一类危险源,系统中存在的、可能发生意外释放的能量或危险物质称作第一类危险源。,第二类危险源,在许多因素的复杂作用下，约束、限制能量的控制措施可能失效，能量屏蔽可能被破坏而发生事故。,导致约束、限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素称作第二类危险源。,第二讲 矿山安全原理概论,两类危险源与事故,一起事故的发生是两类危险源共同起作用的结果。第一类险源的存在是事故发生的前提，没有第一类危险源就谈不上能量或危险物质的意外释放，也就无所谓事故。另一方面，如果没有第二类危险源破坏对第一类危险源的控制，也不会发生能量或危险物质的意外释放。第二类危险源的出现是第一类危险源导致事故的必要条件；这也是当前矿山重大危险源安全管理的指导思想,第二讲 矿山安全原理概论,事故预防,事故预防的原则,管理原则,系统整体性原则,计划性原则,效果性原则,党政工团协调安全工作原则,责任制原则,第二讲 矿山安全原理概论,技术原则,消除潜在危险原则,降低潜在危险严重度等的设备原则,闭锁原则,能量屏蔽原则,距离保护原则,个体保护原则,警告、禁止信息原则,第二讲 矿山安全原理概论,该法则说明了什么？,事故金字塔,第二讲 矿山安全原理概论,事故法则,死亡：重伤：轻伤1：30：300,3.1安全系统工程概述,安全系统的特点,（1）客观性,2）开放性与动态性,（3）确定性与非确定性,（4）安全系统是有序与无序的统一体,（5）突变性或畸变性,（6）耗散结构特性,符合条件：开放的动态系统、非线性系统、,远离原始态,。,第三讲 安全系统工程与方法,安全系统工程,安全系统工程是采用系统工程的基本原理和方法，预先识别、分析系统存在的危险因素，评价并控制系统风险，使系统安全性达到预期目标的工程技术。,如何理解？,第三讲 安全系统工程与方法,安,全系统工程的内涵,安全系统工程的理论基础是安全科学和系统科学。它是工矿企业劳动安全卫生领域的系统工程；,安全系统工程追求的是整个系统的安全和系统全过程的安全；,安全系统工程的重点是系统危险因素的识别分析，系统风险评价和系统安全决策与事故控制；,安全系统工程要达到的预期安全目标将是系统风险控制在人们能够容忍的限度以内，也就是在现有经济技术条件下，最经济、最有效地控制事故，使系统风险在安全指标以下。,安全系统工程的研究内容,系统安全分析 系统安全评价 安全决策与事故控制,第三讲 安全系统工程与方法,3.2,系统安全分析,系统安全分析的方法主要有预先危险分析（PHA）、管理疏忽和危险树(MORT)、事件树分析（ETA）、故障树分析（FTA）等，这些方法各具特点，各有针对性，互为补充，运用时，在不同的环境和条件下，力求准确、可靠地进行相关分析，以便更好地消除和控制类似事故的发生,应用较为普遍的故障树分析和事件树分析,第三讲 安全系统工程与方法,3.2.1故障树分析,故障树分析(Fault Tree Analysis)起源于美国贝尔电华研究所,1961年由沃森（Watson）在研究民兵式导弹发射控制系统的安全性评价时首先提出的。,是把故障事件之间的逻辑关系制成逻辑树图。运用相应的逻辑门来表达事故发展进程中各事件的因果逻辑关系，并探求控制事故的措施以及安全评价。,第三讲 安全系统工程与方法,故障树编制与分析,分析导致事故发生的所有因素及因素与事故、因素与因素间的关系，将这些因素与事故间的逻辑关系用一个逻辑图表述出来，就是一个故障树,第三讲 安全系统工程与方法,坠井伤亡事故故障树,第三讲 安全系统工程与方法,故障树中事件（因素）及逻辑关系表述,第三讲 安全系统工程与方法,故障树的布尔代数表达式,最小割集和最小径集,最小割集,故障树中的全部事件都发生，则顶事件必然发生。但是，大多数情况下只要某些基本事件组合在一起，就可导致顶事件发生。在故障树分析中，把能使顶事件发生的基本事件集合叫做割集。引起顶事件发生的最起码的基本事件集合，称为最小割集。,结构重要度,结构重要度是权衡各基本事件发生对顶事件发生影响的程度。造成和促成伤亡事故的初始原因很多，在采取预防措施时，应该按照轻重缓急，优先解决那些最重要的问题，首先消除最重要的初,第三讲 安全系统工程与方法,始原因。这就要研究哪个原因对伤亡事故的发生最重要。,当最小割集中基本事件数目相等时，在最小割集中重复出现的次数越多，其结构重要度越大。当最小割集中基本事件数目不等时，基本事件少的割集中的事件比基本事件多的割集中的基本事件重要度大。,最小径集,径集是指某些基本事件的集合不发生，则顶上事件也不发生，这种事件的集合称为径集。使顶事件不发生所必须的最低限度的径集，称为最小径集。,可用故障树的对偶树，即成功树来求最小径集。,第三讲 安全系统工程与方法,3.2.2 事件树分析,制成事件树时，按照事件发生发展过程从左向右画，树枝代表事件发展途径，把结果好的（成功的）分枝画在上面；把结果不好的（失败的）分枝画在下面，即制成一干两枝又一小干两小枝，再一更小干两更小枝的横卧树形图。,各事件可能出现的结果用Si表示，注于各分枝端部。当有条件获取各事件发生的概率值时，可将概率值记入各分枝之上，则可进行事件树的定量分析，求出该事故发生的概率。事件树与故障树联合采用则可使伤亡事故的原因分析更加深入。,事件树适用于分析随时间进程变化复杂的事故过程，简单而明了,第三讲 安全系统工程与方法,外因火灾伤亡事件树,第三讲 安全系统工程与方法,3.3 系统安全评价 危险评价,危险评价是系统安全工程的重要组成部分，是对系统危险程度的客观评价。,危险评价概念,危险评价又称系统安全评价，是用系统科学的方法对一个系统、一个企业或一个生产过程中的危险源及其控制的评价。危险评价的目的在于找出危险源控制的薄弱环节，采取措施降低危险性，进一步加强安全管理。,任何系统、企业、生产过程都有可能对危险源失去控制，造成的人员伤亡和财产损失。危险性（S）的大小可用事故发生频率P和损失严重度C的乘积来表示，,即,第三讲 安全系统工程与方法,危险评价分类,危险性预评价,危险性预评价是在系统开发、设计阶段，即在系统建造前进行的危险性评价。,安全管理的要点是在事故发生之前，能预测到发生事故，造成人员伤亡和财产损失的危险性。系统安全的优越性就在于能够在系统开发、设计阶段根除或减少今后的危险源，使系统的危险性最小。,现有系统的危险性评价（现状评价）,现有系统的危险性评价是系统建成以后运转阶段进行的系统危险性评价，目的在于深入了解系统的现时危险性，为安全科学管理提供工作依据和确定安全管理工作重点，这种危险评价更接近于实际,第三讲 安全系统工程与方法,定性危险评价和定量危险评价,从本质上讲，危险评价是对系统危险性定性的，即回答系统的危险性是可接受的还是不可接受的；系统是安全的还是危险的，如果系统是安全的，则不必采取进一步控制危险源的措施；否则，即系统危险性是不可接受的，则必须采取改进和控制措施，以实现系统安全。,（1）定性危险性评价。定性评价时不对危险性进行量化处理，只作定性的比较。如评价时与有关安全标准、规范，如金属非金属地下矿山安全规程，安全检查表对比，判断系统危险程度。,第三讲 安全系统工程与方法,定量危险性评价,定量评价是在危险性量化基础上进行的评价，它能够比较精确地描述系统的危险性。,按对危险性量化处理的方式不同，定量评价方法又分为概率的危险性评价法和相对的危险性评价法,第三讲 安全系统工程与方法,危险评价的原理和方法,第三讲 安全系统工程与方法,安全检查表评价方法,安全检查表是为检查某一系统的安全状态而事先拟好的安全问题清单。为了系统发现矿山、采区、车间、工序或者机械、设备、装置以及安全组织管理的各项活动和各工序操作过程中的不安全即危险因素，确定安全检查的对象。事先将安全检查对象加以剖析，查出危险源和不安全因素，确定安全检查项目和标准要求，将项目按顺序排成序列，编制成表，以便进行检查，避免疏漏。,安全检查表是安全管理和安全检查评比的有效手段，它能与安全生产责任制相结合，便于对检查出的问题及时加以整改、落实，防止伤亡事故的发生。安全检查表可以分级设计，与我国现行的安全生产管理模型相对应,矿山安全概论,矿山企业工序繁杂、工作空间一般较小且多变，事故种类较多，因此带来了矿山安全问题突出，搞好矿山安全管理工作前提必须对矿山事故种类及其发生原因有清楚的认识。按照企业职工伤亡事故分类（GB644186）伤亡事故共分为20类,第四讲 矿山安全概论,第四讲 矿山安全概论,为研究方便，将事故与矿山技术管理相联系，可将矿山事故简化为：地压灾害、水害、火灾、爆破伤害、中毒与窒息等，,该分类中与GB644186中的分类部分无一一对应关系，后者为工伤鉴定常用，而本分类作为事故调查与整改针对性更强,第四讲 矿山安全概论,地压灾害,是矿山企业最严重的灾害，主要表现为露天滑坡，地下采场顶板大范围垮落、陷落（坍塌）和冒落，采空区大范围垮落或陷落，巷道或掘进工作面的片帮、冒顶等。产生地压灾害的主要原因有：开采设计或施工不合理；回采顺序不合理，未及时处理采空区；采矿方法选择不合理和采场顶板管理不善；缺乏有效支护手段；检查不周和疏忽大意；浮石处理操作不当；矿岩地质条件差，节理裂隙发育，地应力大等。此类灾害发生与岩性、岩体结构及地质构造等矿岩工程地质条件、地压管理以及支护方式有密切关系，往往形成冲击地压、空气冲击波，造成不同程度的人员伤害和财产损失，引起岩层移动、地表下沉和建(构)筑物的破坏。是矿业有别于其它行业最突出的事故种类和研究方向（采矿界院士最集中的领域）,第四讲 矿山安全概论,水灾事故的原因有：采掘过程中遇到含水的地质构造、老窿或地表水体，没有探水或探水工艺不合理；未及时发现突水征兆；降雨量突然加大，造成井下涌水量突然加大；没有或防排水设施设计、施工不合理；采掘工作面与地表水体、溶洞意外连通。此类灾害突发性强，发展快，造成的人员伤亡和财产损失大，矿井被淹，矿山全面停产。,第四讲 矿山安全概论,矿山火灾根据发火的原因分为内因火灾和外因火灾。引起内因火灾的形成除矿岩本身有氧化自热特点外，还必须有聚热条件；当热量得到积聚时，必然产生升温现象；温度升高又导致矿岩加速氧化，发生恶性循环；当温度达到该物质的发火点时，则发生自燃火灾。内因火灾只能发生在具有自燃性矿床的矿山，且必须具备一定的条件，发火原因十分复杂；其初期阶段不易发现，很难找到火源中心的准确位置，扑灭此类火灾比较困难。,第四讲 矿山安全概论,第四讲 矿山安全概论,引起外因火灾的发生原因有：各种明火引燃易燃物或可燃物；各类油料在运输、保管和使用时所引起的火灾；炸药在运输、加工和使用过程中发生的火灾；电气设备的绝缘损坏和性能不良引发的火灾；坑内外因火灾是在有限的空间和有限的空气流中燃烧，易于生成大量有毒有害气体，达到危害生命的浓度，极易造成重大事故。,爆破伤害、中毒和窒息的主要原因有：炸药性质和爆破器材不合格，在运输过程中遇到明火、高温物体，强烈振动或摩擦，发生意外情况；装药、起爆工艺不合理或违章操作；爆破器材库设计不合理，违章发放或存放爆破器材，存在能够引起爆炸的引爆源；违章作业或通风系统不合理、坑内标志不合理或无标志，导致作业人员进入或滞留在受炮烟污染的区域内；作业中突然遇到含有大量的窒息性气体、有毒有害气体、粉尘的地质构造，人员没有防护措施。此类灾害与违章作业和通风不畅有关，表现为突发性，救助过程和方式不合理的情况下有可能扩大事故,第四讲 矿山安全概论,在开采过程中还存在粉尘、电危害、噪音与振动、机械伤害、物体打击、高处坠落和淹溺等危险危害因素,第四讲 矿山安全概论,两个重大危险源,2004年国家安全生产监督管理局根据国内非煤矿山安全管理中存在的突出问题，将地下矿山采空区和尾矿库列为非煤矿山的两类重大危险源；,大量的教训表明，一旦对于这两类危险源处置不当将会诱发严重的事故乃至灾难，如何处置这两类危险源也成为此后国内矿业界的重点领域；,第五讲 两个重大危险源,一、采空区的基本概念,1,、采空区就是地下固体矿床开采后的空间及其围岩失稳而产生位移、开裂、破碎垮落，直到上覆岩层整体下沉、弯曲所引起的地表变形和破坏的地区或范围。,狭义的采空区是指矿床开采后存留的未封闭的地下悬空空间（不包括巷道及正在开采的工作面空间）,2,、采空区通俗是指由人为挖掘在地表下面产生的“空洞”，此处所指的采空区是指由从地下连续空间中采掘出大量的矿岩而形成的空间，因为岩体本身的稳固性和临时支撑结构的力学作用使得采掘后遗留的空间处于暂态平衡，造成一定范围内处于悬空状态的空间。,第五讲 两个重大危险源,区别于矿床正常回采工作所需保留的开采空间，常常是指多个矿块开采后遗留的悬空空间，不仅仅发生在空场采矿法矿山中，在充填采矿法接顶不充分、崩落采矿法覆盖层没有充分崩落时也会存在采空区。,二、采空区的危害性,矿山采空区是国家安全生产科技规划中确定的非煤矿山两个重大的危险源之一。,从上世纪末至本世纪初，国内石膏矿、磷矿等非金属矿山曾多次发生重、特大采空区大规模冒落事故，造成严重的人员伤亡和财产损失，给当地经济和社会稳定带来了不利影响。,第五讲 两个重大危险源,目前，影响我国非煤矿山安全生产的主要工程地质灾害有：地表塌陷、冒顶片帮和坍塌。我国非煤矿山的统计资料表明，19871999年间，冒顶片帮和坍塌事故死亡人数占非煤矿山死亡人数的44%。,在冶金矿山，由于铁矿地下开采全面推广无底柱分段崩落法，产量占到地下开采矿石量85以上，这种采矿方法安全性较好，在回采进路中作业，不出现采空区，避免了采空区坍塌造成的事故，因此事故率较低，重大伤亡事故较少；有色冶金矿山地下开采多采用崩落法与充填法，地压得到有效控制，事故率也较低。,非金属矿是非煤矿山事故的重灾区，事故率与伤亡人数占到非煤矿山总数的6070。（张世雄教授）,第五讲 两个重大危险源,；,第五讲 两个重大危险源,（一）空气冲击危害分析,井下矿体开采后，采空区顶板由留设的矿柱支撑，构成大范围相互连通的悬顶空腔，这些连通的悬空区犹如一个巨大的“贮气罐”。,当大面积顶板瞬间一次性冒落时，改变了采空区的容积，使空腔内的空气瞬时被压缩，而具有相当高压力的压缩空气沿未垮塌的巷道冲出，使周围的空气受到冲击而发生扰动，在瞬间其状态,(,压力、密度、温度等,),发生突变，其传播速度大于所扰动的介质的声速，这种扰动在空气中传播就形成冲击波。为了达到与外部区域能量的平衡，冒落空区内被压缩的空气冲出垮冒区快速向周围流动。这种快速流动到采、掘巷道与各个角落的气流形成强大的空气冲击波，对沿途巷道内的作业人员和设备产生极大危害。,第五讲 两个重大危险源,（二）采空区诱发矿震危害分析,矿山冒落型地震简称矿震，它是由于采场顶板冒落引起的矿山岩层震动，属于诱发地震的范畴，亦称为人为地震。,从目前己有的资料来看，这类地震虽然震级不很高，但震源浅，震中烈度高，震源距离地面一般不超过,1km,，可能就在采场及附近，人们的活动区域和设备的储放及运行地点可能就在震中，而且震中区烈度偏高，一般要比同级天然地震高出,l2,度。国外有里氏,5,级以上的记载，震中区烈度达到,9,度。,第五讲 两个重大危险源,矿震危害分析,矿震的破坏性大，表现为大范围的岩体突然破坏和冒落，释放大量的能量，可使整个矿井或巷(隧)道、采场报废，造成人员大量伤亡和设备破坏，甚至波及地面，成为矿区范围内人为诱发的地震灾害。,矿震破坏在瞬间完成，来势凶猛，过程极短，先兆不明显，难以预报。随着矿山开采深度加大，地质条件变差及地应力不断提高，深部地压活动将更加剧烈，因而引起采空区顶板冒落诱发矿震的可能性也会随之增加。,第五讲 两个重大危险源,第五讲 两个重大危险源,采空区垮塌造成地表塌陷裂缝,尾矿库及其安全管理,尾矿库：,筑坝拦截谷口或围地构成的、用以贮存金属非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。,20012008年全国尾矿库事故呈,逐年上升势态。,共发生61起，造成428人死亡或重大环境污染。,第五讲 两个重大危险源,第五讲 两个重大危险源,第五讲 两个重大危险源,第五讲 两个重大危险源,尾矿库事故原因分析,第一、技术方面的原因,1、尾矿库选址不当。下游有居民区或工业设施或在同一地区尾矿库连片。,2、工程勘探不到位。尾矿坝在新建和改扩建活动中，都没有进行工程勘探，或工程勘探不到位，给后期坝址选取、坝体稳定等埋下事故隐患。,第五讲 两个重大危险源,3、设计不规范或无设计施工。,一是发生事故的许多尾矿库没有进行设计。,二是设计不规范。尾矿库防洪、抗震及坝体稳定等安全设计标准与发达国家相比相对偏低；不委托正规设计院所进行设计，委托个人或挂靠设计院的单位或个人进行设计，许多工程技术图纸不足或存在明显缺陷。,三是尾矿库已达设计库容后，不进行闭库设计继续盲目排放尾矿。,第五讲 两个重大危险源,4、尾矿库建设不规范。,一是尾矿库未经有资质的施工单位或打着有资质施工单位的名义实际自己进行施工，有的包给村民进行施工造成基建或技改工程质量低下。,二是不按方案设计进行施工或施工过程中擅自变更设计。,三是部分事故尾矿库多数采用黄土碾压筑坝，无排洪和排渗设施；,四是擅自对尾矿库违规加高扩容，致使尾矿库在不同程度上均存在安全隐患。,第五讲 两个重大危险源,第二、管理方面的原因,1、对尾矿库的危害认识不到位。,2、企业管理混乱。,（1）企业不按规程规定排放尾矿,企业违反规程规定超量排放尾矿，个别企业擅自在尾矿库库后放矿，造成库内尾矿升高过快，干滩长度不够，安全超高不够，排洪溢洪道不畅，坝体稳定性变差。,放矿管理混乱，不编制放矿计划，不做放矿记录，不施行均匀放矿。,（2）对浸润线和干滩长度监测不及时。,第五讲 两个重大危险源,（3）对尾矿库防汛渡汛措施落实不到位。部分企业对防洪认识不到位，没有提前采取相应措施，调洪库容不足，当地降暴雨量一旦增加，就使尾矿库难以承受洪水的袭击而垮坝。,（4）尾矿库应急救援反应不到位。,救援预案编制走过场，应急指挥机构不健全，对于可能危及下游安全的企业预案和政府预案不对接。,应急反应混乱，导致出现险情时无法及时疏散下游居民等,。,第五讲 两个重大危险源,3、尾矿库安全评价质量较差。,评价人员对尾矿库的知识知之甚少，到现场评价是根本看不出问题；,安全评价报告普遍存在着对企业安全现状描述不清、危险源辨识不准、采取的措施没有针对性的问题，也没有对尾矿库坝体稳定性和调洪能力进行定量计算，评价的结论可信度较低；,个别出具虚假报告。,第五讲 两个重大危险源,4、工程监理不到位。,企业不请监理进行监督；,施工监理不正确履行职责。,5、安全监管部门在安全检查处理、建设项目“三同时”审批、行政许可等环节上不到位。,第五讲 两个重大危险源,尾矿库安全监管力量不足，专业素质满足不了监管的要求，无法及时发现事故隐患。部分基层监管人员作风漂浮，导致工作漏洞百出，甚至上升到失职或玩忽职守；,在设计审查过程中把关不严，盲从委托方的意见，致使存在重大隐患的项目通过安全设施设计审查和竣工验收。,在安全生产许可证发放上把关不到位；,在安全检查的执法程序和处罚内容上不到位。,第五讲 两个重大危险源,第三，其它因素,违法利用尾矿资源，破坏了坝体的稳定性。,企业擅自利用已经闭库的尾矿库，导致溃坝。,多家矿山共用一个尾矿库，由于超量排放，尾矿物理性质不同，管理混乱等因素导致溃坝,第五讲 两个重大危险源,矿山设计安全专篇,金属非金属矿山建设项目初步设计,安全专篇编写提纲,1,.,设计依据（独立单篇需单独标注）,1.1建设项目依据的批准文件和相关的合法证明。,1.2国家、地方政府和主管部门的有关安全规定。,1.2采用的主要技术规范、规程、标准。,1.3其他设计依据，如地质勘探报告、可行性研究报告、环境评价报告、项目安全预评价报告等,第六讲 矿山设计安全专篇,2.工程概述,2.1建设工程基本概况,简明叙述矿山地理位置、设计范围、开采方式、设计规模、采选工艺，开拓、提升、运输、排水、通风系统、矿区总平面布置、工程概算、主要技术经济指标。,2.2工程设计中涉及安全问题的新科研成果、新工艺、新技术、新设备。,2.3影响矿山安全的主要因素及防范措施。,24对矿山安全状况及周边安全环境的影响进行总体评价。,2.5存在问题和建议。,第六讲矿山设计安全专篇,3.地质安全影响因素,3.1简述区域地质特点，主要构造带（断层、破碎带）的分布，矿区发生地面塌陷、泥石流、山体滑坡等地质灾害的可能性。,3.2地表水系和地下水赋存状况、喀斯特地貌（溶洞）对矿山开采的影响。,3.3高硫矿床和其它有自燃、自爆倾向的矿床对矿山安全的影响。,第六讲矿山设计安全专篇,3.4矿床开采技术条件对开采安全的影响,3.4.1地质条件复杂、地压大、岩层破碎、水害严重的矿床。,3.4.2开采深度大，有岩爆发生的矿床。,3.4.3释放有毒、有害气体的矿床（如氡气、硫化氢等）。,3.44有放射性元素的矿床。,3.4.5矿区老硐、采空区、塌陷区对开采安全的影响。,3.5特殊灾害对开采安全的影响,3.5.1地震（所在地区可能最大地震等级）,3.5.2雷电（历史雷电伤害）,3.5.3海啸,3.5.4台风,3.5.5暴风雪(雨)（历史最大降雨量）,第六讲矿山设计安全专篇,4.矿床开采安全评述（部分对应设计内容点到）,4.1选用的采矿方法安全可靠性分析,矿块构成要素，采场整体稳定性，顶板管理，充填及采空区处理等。,4.2露天矿最终边坡角，工作帮坡角选择、防止边坡坍塌及周边建筑物的安全可靠性分析。,4.3坑内通风系统设计特点，矿井风量计算与分配原则，矿井风流和风量的控制方法，风门、风墙、风桥等通风建筑物配置的安全可靠性分析；矿井防尘措施：入风质量、凿岩防尘、爆破防尘、装卸矿时防尘、井下破碎防尘、水帘降尘、风量和风速排尘等安全可靠性分析；深凹露天矿爆破通风及防尘措施的可靠性分析。,第六讲矿山设计安全专篇,4.4露天矿和坑内矿排水系统特点、水泵排水能力、防水闸门设置等安全可靠性分析。,4.5露天及坑内爆破器材库安全可靠性分析。,4.6露天及坑内爆破和大爆破作业安全可靠性分析。,4.7特殊开采条件下安全措施的安全可靠性分析,4.7.1三下开采（建筑物、水体、交通线）。,4.7.2大水和突发涌水矿床开采。,第六讲矿山设计安全专篇,4.7.3高硫和有发生火灾矿床开采。,4.7.4高地压和有岩爆（倾向）发生的矿床开采。,4.7.5有放射性元素矿床开采。,4.7.6高温、高寒、高海拔矿床开采。,4.8 采空区处理方法对开采和地面设施安全的可靠性分析。,4.9 灾变设施（安全出口、避难硐室、报警装置、通讯设施）安全可靠性分析,第六讲矿山设计安全专篇,5.总平面布置,5.1矿床开采移动范围圈定的合理性分析。,5.2井口及井口设施安全状况评述。,5.3采矿和选矿工业场地稳定性总体评述。,5.4各建（构）筑物与移动线距离是否符合安全规定。,5.5各建筑物之间距离（如消防通道）是否符合安全规定。,5.6锅炉房、油库、炸药库、氧气站、乙炔站等易燃、易爆场所采用安全措施的可靠性分析。,57地表移动范围和塌陷范围的安全管理措施的可靠性分析。,5.8露天矿爆破危险区域的管理措施安全可靠性分析。,5.9露天矿排土场，坑内矿废石场安全状况分析（避免为泥石流发生创造条件）。,第六讲矿山设计安全专篇,6.机电和其它,6.1矿山机械,6.1.1阐述提升设备选型的安全可靠性。,6.1.2井口机械化设施、安全门、防过卷、防断绳保险、防误操作装置的可靠性分析。,6.1.3阐述斜井提升防跑车装置、斜井人车的安全可靠性分析。,6.1.4坑内及地表电机车运输线路设计、信号，调度系统安全可靠性分析。,6.1.5坑内水泵启动、运转可靠性分析。,6.1.6主扇及多级机站风机运转和效率的可靠性分析,第六讲矿山设计安全专篇,6.1.7其它设备如破碎机、皮带运输机、空气压缩机的安全分析（包括降低噪音措施）。,6.1.8井下内燃机尾气净化措施及效率的安全可靠性分析。,6.2供配电,6.2.1叙述矿山电源及供电系统可靠性，特别是一类负荷（如坑内排水）的供电可靠性分析。,6.2.2提升自动控制系统可靠性分析。,6.2.3电器设备的接地、防漏电、防过流三大保护装置可靠性分析,6.2.4其它,露天矿和地下矿山通信系统安全可靠性分析等,第六讲矿山设计安全专篇,6.3供排水,6.3.1坑内及地表供水系统的可靠性分析。,6.3.2消防水池容量、消防管理系统安全可靠性分析。,6.3.3排水系统（地表）可靠性分析（是否会造成矿区洪涝灾害）。,6.4工业与民用建筑,6.4.1建筑物抗震设计。,6.4.2建筑物基础设计。,6.4.3建筑物防火设计。,6.5尾矿库,6.5.1尾矿库位置是否存在安全隐患，如库区汇水面积、排洪能力、最大暴雨及洪水频率，地形地貌特点，下游的居民区（位置）可能受到的危害程度分析。,6.5.2尾矿库初期坝和堆积坝的稳定性分析。,6.5.3尾矿库的安全管理及尾矿坝动态监测和通讯设备配置的可靠性分析。,第六讲矿山设计安全专篇,7.矿山安全保健辅助设施,7.1坑口生活福利室（浴室、更衣室、洗衣间、干燥间、矿灯房等）。,7.2坑口保健食堂。,7.3井下保健站。,7.4井下消防材料库。,7.5井下卫生间及巷道卫生清理。,7.6工业卫生化验室。,第六讲矿山设计安全专篇,8.矿山安全机构及设施,8.1矿山安全机构及人员配备。,8.1.1矿山安全机构组织系统。,8.1.2安全管理、通风防尘、灾害检测、安全教育培训、人员配备及职责。,8.2矿山消防,8.2.1设计依据及消防特点。,8.2.2消防措施。,8.2.3消防人员配置。,8.3矿山救护,8.3.1根据灾害事故特点，大型矿山应设专业矿山救护队，中小型矿山设业余矿山救护队。,8.3.2矿山救护队人员及设备配置表。,第六讲矿山设计安全专篇,9.存在问题和建议,10.附图,10.1大型及特大型矿山，矿山安全专篇如单独成册，应附下列图纸：,矿山地形地质图；,矿区总平面图；,露天采场平面图；,坑内外工程复合图；,矿井通风系统图；,矿床开拓纵投影图（露天矿为开拓平面图）。,10.2中小型矿山安全专篇原则上不单独附图，见相关专业图纸，但必须注明安全出口、避灾线路、矿山消防、矿山救护等安全设施等。必要时附一张矿山安全设施综合示意图。,第六讲矿山设计安全专篇,矿山安全管理现状（总体水平不高）,企业的安全管理工作水平是安全生产工作的基础和关键。,我国非煤矿山安全生产呈现明显的,两极分化,局面。,少数大中型非煤矿山在管理上基本与国际接轨，安全管理水平、安全生产保障程度较高。,数量占多数、集中了伤亡事故,70%,左右的小矿山采矿工艺落后；安全投入严重不足，装备水平低，本质安全化程度低；高素质的管理和技术人员缺乏；业主素质普遍较低；从业人员以农民工为主，文化素质普遍偏低，安全意识薄弱、安全生产工作技能差,。,第七讲 矿山安全管理,矿山安全管理,矿山安全的特殊性,1、地下采矿工作面空间狭小，增加安全管理难度。,（,各种生产活动、辅助工作、生产设备及管线）,2、工作面不断变位,。,随采掘工作面的推进，作业场所在时间上和空间上常发生变化，各种管线、设备也不断移动，潜伏不安全因素。,第七讲 矿山安全管理,3、工作环境差。,安全出口少，空间有限，生产中还可能产生有害的气、尘、声、水，井下无阳光，阴暗潮湿，作业环境差，易于发生事故，还易导致职业病。,4、