非煤礦山常見事故與預防（下）
——透視中毒窒息和露天礦邊坡事故

在第十個全國“安全生產(chǎn)月”活動期間，湖南省安全監(jiān)管局針對重點行業(yè)企業(yè)常見的事故隱患，組織開展“專家一堂課”活動，讓非煤礦山、危險化學品、煙花爆竹、冶金等行業(yè)企業(yè)從業(yè)人員普遍接受一次安全教育。本期專家大講堂由湖南第一工業(yè)設計研究院礦山專家文際坤繼續(xù)為我們講授《非煤礦山常見事故與預防》，介紹的是中毒窒息和露天礦邊坡事故及預防。

三、中毒窒息事故

地面空氣從井筒進入井下就成了礦井空氣。相對地面空氣，礦井空氣具有氧氣含量減少，有毒有害氣體含量增加，粉塵濃度增加，空氣的溫度、濕度、壓力等物理狀態(tài)變化等特點。這一特點表明，如果對礦井空氣管理不善，就會發(fā)生中毒窒息事故。

2010年全國非煤礦山共發(fā)生生產(chǎn)安全事故1009起、死亡1271人，其中中毒窒息事故死亡107人，死亡人數(shù)占事故死亡總人數(shù)的8.4%，見圖3-1。

圖3-1 2010年全國非煤礦山主要事故類型統(tǒng)計圖

(一) 礦井空氣中的有害氣體

1、一氧化碳（CO）

一氧化碳是一種無色、無味、無嗅的氣體，相對密度為0.97，微溶于水，能均勻散布在巷道中。一氧化碳能燃燒，空氣中濃度在13～75%范圍內(nèi)時有爆炸的危險。

主要危害：一旦一氧化碳進入人體后，使血紅素失去輸氧的功能，從而造成人體血液“窒息”，在井下各種中毒事故中它所占的比例較大。

主要來源：爆破產(chǎn)生、內(nèi)燃設備釋放、井下火災產(chǎn)生。

最高允許濃度： 0.0024 % 。

空氣中一氧化碳（CO）濃度吸入時間與中毒癥狀相關如下

0.08% 40分鐘引起頭痛眩暈和惡心。

0.32% 5～10分鐘引起頭痛、眩暈；30分鐘引起昏迷，死亡。

2、二氧化氮（NO2）

二氧化氮是一種褐紅色的氣體，相對密度1.59；有強烈的刺激味；極易溶于水。

主要危害：二氧化氮溶于水后生成腐蝕性很強的硝酸，對人的眼、鼻、呼吸道、和肺部有強烈的腐蝕作用。二氧化氮中毒起初無感覺，6～24小時后才出現(xiàn)中毒征兆，以致很快死亡。

主要來源：爆破產(chǎn)生；內(nèi)燃設備釋放。

最高允許濃度: 0.00025 % 。

3、硫化氫（H2S）

硫化氫無色、微甜、有濃烈的臭雞蛋味。當空氣中濃度達到0.0001%即可明顯地感到它的臭味，但當濃度較高時，因嗅覺神經(jīng)中毒麻醉，反而嗅不到。相對密度為1.19，易溶于水，容易積存于老隆、舊巷的積水中。能燃燒，空氣中硫化氫濃度為4.3～45.5%時有爆炸危險。

主要危害：硫化氫劇毒，有強烈的刺激作用；使人缺氧。當空氣中濃度較低時主要以腐蝕作用為主，濃度較高時（0.10%）能引起人體迅速昏迷或死亡。

主要來源：有機物腐爛；含硫礦物的水解；礦物氧化和燃燒；從老隆和舊巷道積水中放出。

最高允許濃度： 0.00066 % 。

4、二氧化硫（SO2）

二氧化硫是無色的氣體，具有強烈的燒硫磺味及酸味，相對密度2.22，易溶于水。

主要危害：遇水后生成硫酸，對眼及呼吸器官有腐蝕作用，濃度達0.05%時，引起急性支氣管炎，肺水腫，短期內(nèi)中毒死亡。

主要來源：含硫礦物的氧化與自燃；在硫化礦床中爆破；從硫化礦層中涌出。

最高允許濃度: 0.0005 % 。

5、氨氣（NH3）

氨氣是一種無色，有濃烈臭味的氣體，相對密度0.596，易溶于水?？諝鉂舛冗_30%時有爆炸危險。

主要危害：氨氣對皮膚和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉頭水腫。

主要來源：爆破產(chǎn)生；注凝膠、水滅火釋出；部分巖層總也有氨氣涌出。

最高允許濃度：0.004 % 。

6、氫氣（H2）

氫氣無色、無味、無毒，相對密度為0.07，氫氣能自燃。

主要危害：當空氣中氫氣濃度為4～74%時有爆炸危險。

主要來源：內(nèi)燃設備釋放，井下蓄電池充電時可放出氫氣；有些炭質(zhì)巖層中涌出。

最高允許濃度： 0.5 % 。

7、 氡（Rn）

氡是鈾衰變來的一種無色、無嗅，具有放射性的惰性氣體。微溶于水，易溶于脂肪；具有強烈的擴散性，能被固體所吸附。

主要危害：放射性危害，對人體的呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、血液系統(tǒng)危害大。

主要來源：鈾礦；礦巖外露表明析氡；破碎礦巖堆析氡；地下水析氡；風源析氡。

最高允許濃度：1×10-10Ci/L（Ci-居里）。

（二）中毒窒息事故的主要原因

礦井通風系統(tǒng)不完善、通風管理混亂是中毒窒息事故的主要原因?！扒败囍?，后車之鑒”。礦山企業(yè)要從中總結經(jīng)驗和教訓，防止同類事故重復發(fā)生。

1、沒有實施機械通風。2004年11月20日上午某省李生文鐵礦在盲井中實施電焊，濺落的高溫殘留物金屬碎屑在護幫的荊笆上使其陰燃，爾后引燃木支護而著火。由于該礦與周圍 4個鐵礦：嶺南鐵礦、李生文聯(lián)辦鐵礦、白塔鎮(zhèn)二鐵礦、西郝莊鐵礦井下巷道相通，均是無風機的自然通風，煙氣迅速擴散、蔓延，致使70名人員遇難。

2、通風系統(tǒng)不完善，通風管理混亂。2007年9月13日，湖南某礦業(yè)公司九工區(qū)15中段班長劉偉擅自組織人員在該中段探礦平巷違規(guī)拷砂（精選礦）作業(yè)。由于該工區(qū)多年的殘采和亂采濫挖，破壞了原來的通風系統(tǒng),風流短路，通風不暢；通風管理不善，部分盲巷沒有按規(guī)定要求及時封閉；風機安放位置錯誤，風管脫落，形成污風循環(huán)，造成事故地點無新鮮風流，拷砂使用的化學藥劑發(fā)生反應產(chǎn)生的大量硫化氫氣體無法排走，引發(fā)急性中毒事故，致5人死亡、9人中毒。

3、通風不暢，違規(guī)作業(yè)。2010年3月10日，湖南瑤崗仙礦業(yè)有限責任公司二工區(qū)20中段508采場發(fā)生炮煙中毒窒息事故，造成8人死亡。據(jù)調(diào)查，該起事故是由于采場早班放炮時爆堆堵死工作面，導致風流中斷，爆堆以北無風，放炮后大量有毒有害氣體聚積，作業(yè)人員違章進入無風、有毒有害氣體（CO、NO2等）濃度超標的北人行天井，導致8人中毒窒息死亡。

4、局部通風不到位。2010年10月8日，懷化市沅陵縣長青公司原生巖坳鉛鋅礦發(fā)生中毒窒息事故，死亡 9人。事故礦井為當?shù)卣髁铌P閉的礦井，其主井已于2004年6月封閉，但風井一直未關閉到位。2010年9月19日，懷化市有關部門責令其立即徹底關閉。10月8日，該礦在組織對礦井排水、拆除設備過程中，由于局部通風不到位，通風效果不良，造成進入礦井鋪設排水管的 2名工人窒息死亡。事故發(fā)生后盲目施救，又造成7人窒息死亡。

正確應對中毒窒息事故

中毒窒息事故發(fā)生后，迅速報告礦井調(diào)度或礦長；撤離險區(qū)應有組織有秩序，最忌驚惶失措、大喊大叫、四處亂竄。撤退路線根據(jù)災害類型和所處位置而定。當發(fā)生火災或爆炸時，位于事故地點的上風側人員，應迎著風流撤退；位于下風側時，可佩戴自救器或用濕毛巾捂住口鼻，盡快由捷徑繞到新鮮風流中去；如在撤退中遇有爆炸沖擊波與火焰襲來時，應背向沖擊方向，俯臥在底板或水溝內(nèi)，以免灼傷；撤退路線阻塞無法通過時，應迅速奔向礦井預置的避難硐室待救。

（三）中毒窒息事故的預防措施

礦井空氣中的有害氣體對人體“有害”，必須同時具備三個必要的條件，即：空氣中存在有毒有害氣體，并超過一定的濃度；被吸入人體；對人體作用超過一定時間。只有同時滿足這三個條件，才對人體產(chǎn)生危害。因此只要采取措施，避免這三個條件的同時存在，就能達到“無害”的目的。

1、建立完善的機械通風系統(tǒng)

礦井通風的有效進行，可以保證井下工作地點有足夠氧氣；把井下產(chǎn)生的各種有毒有害氣體稀釋到無害的程度并排出礦外；給井下工作地點創(chuàng)造良好的氣候條件。

完善的通風系統(tǒng)包括：適宜的通風動力設備（扇風機、通風機）；可靠的通風網(wǎng)絡；合理的通風構筑物。

目前大多數(shù)小型非煤礦山?jīng)]有實行機械通風；有的雖然安裝了風機，也很少開動；有的安裝了風機，風井口卻沒有安裝風門或只安裝了一扇（應裝2扇）風門，還不密封，風流短路；個別的風門還裝反向了（應逆風開啟）。所有這些，都是需要改進的。

2、正確布置局部通風機及風筒

（1） 掘進工作面和通風不良的采場，應安裝局部通風設備。局扇應有完善的保護裝置。

（2） 對距離的要求：

① 壓入式局部通風：風筒口與工作面的距離應不超過10米；局扇吸入口在貫穿風巷道上風側，且距獨頭巷道口應大于10米。

圖3-2 壓入式局部通風布置示意圖

② 抽出式局部通風：風筒口與工作面的距離應不超過5米； 局扇吸入口在貫穿風巷道下風側，且距獨頭巷道口應大于10米。

圖3-3 抽出式局部通風布置示意圖

③ 混合式局部通風：壓入風筒口與工作面的距離應不超過10米； 抽出式局扇出風口在貫穿風巷道下風側，且距獨頭巷道口大于10m；抽出風筒入風口與壓入進風口距離應大于10m，且滯后壓入風筒出風口5米以上。

圖3-4 混合式局部通風布置示意圖

（3）對風筒的要求：風筒應是阻燃材料的風筒；風筒應吊掛平直、牢固，接頭嚴密，避免車碰和炮崩，并應經(jīng)常維護，以減少漏風，降低阻力。

（4）獨頭巷道（最少）通風時間：20～30分鐘。

3、加強通風管理

（1）主扇應有使礦井風流在l0分鐘內(nèi)反向的措施；通風構筑物（風門、風橋、風窗、擋風墻等）應由專人負責檢查、維修，保持完好嚴密狀態(tài)。

（2）無貫穿風流通風的采場、獨頭上山或較長的獨頭巷道，應設柵欄和警示標志，防止人員進入。

（3）廢棄井巷等實施閉坑、封堵；采空區(qū)應及時密閉。采場開采結束后，應封閉所有與采空區(qū)相通的影響正常通風的巷道；進風風流必須通過采空區(qū)，應砌筑嚴密的通風假巷引流。

（4）加強工作面等主要工作地點有毒氣體的檢測。

（5）井下炸藥庫，應有獨立的回風道；井下破碎硐室、主溜井等處的污風，應引入回風道。井下機電、維修硐室都應供給新鮮風流。 放射性礦山出風井與人風井的間距，應大于300米。

4、提高職工的安全意識

（1）應熟悉井下通道，了解逃生路線；佩戴勞保用品；不使用明火；進、出井自覺登記。

（2）放炮前應按要求撤離到不會發(fā)生炮煙中毒的巷道；放炮以后，應等炮煙排盡后，才進入工作面。

（3）不進入通風不暢、長期停用的盲井，盲巷、采空區(qū)、硐室等；工作需要必須通風空氣達標以才準進入。

（4）發(fā)現(xiàn)人員中毒窒息后，在沒有采取有效安全措施的情況下，冒險施救，非常危險，往往造成事故擴大。要設法往事故地點供風，或在新鮮風流處戴上自救器以后，可2人一組進入救人。

（5）正確應對中毒窒息事故。中毒窒息事故發(fā)生后，迅速報告礦井調(diào)度或礦長；撤離險區(qū)應有組織有秩序，最忌驚惶失措、大喊大叫、四處亂竄。撤退路線根據(jù)災害類型和所處位置而定。當發(fā)生火災或爆炸時，位于事故地點的上風側人員，應迎著風流撤退；位于下風側時，可佩戴自救器或用濕毛巾捂住口鼻，盡快由捷徑繞到新鮮風流中去；如在撤退中遇有爆炸沖擊波與火焰襲來時，應背向沖擊方向，俯臥在底板或水溝內(nèi)，以免灼傷；撤退路線阻塞無法通過時，應迅速奔向礦井預置的避難硐室待救。

四、露天礦邊坡事故

露天礦山采場邊坡管理的好與否，與露天開采的安全有著直接的關系。近些年來，各地中小型露天礦山發(fā)展較快，但開采工藝普遍較為落后，人工開采偏多，安全投入不足，邊坡管理不善，邊坡事故時有發(fā)生。

（一）邊坡的結構及特點

1、邊坡的組成要素

露天礦邊坡按其在采場所處的位置不同可分為：底幫邊坡（位于礦體底盤一側的邊坡）；頂幫邊坡（位于礦體頂盤一側的邊坡）；端幫邊坡（位于礦體兩端部的邊坡）。

臺階是露天礦邊坡的基本組成部分，其結構要素見圖4-1。

圖4-1 露天礦邊坡臺階結構要素示意圖

臺階的命名一般以平盤的標高來表示，如80m水平。

臺階根據(jù)其用途可分為工作平臺、安全平臺、清掃平臺、運輸平臺等。

最終邊坡：指已開采結束到達最終界面而留下的臺階所組成的邊坡，其位置一般是固定的。其深度是隨著開采深度的增加而不斷延伸。

最終邊坡角：最終邊坡坡面與水平面之間的夾角。

2、邊坡的結構

一般來說邊坡結構中的基本單元是臺階。最終邊坡的一般結構是：在非運輸一幫的邊坡由幾個安全平臺加上一個清掃平臺組成；在運輸幫的邊坡由安全平臺、清掃平臺、運輸平臺組成，運輸平臺是根據(jù)線路而布入的。由于運輸平臺往往較安全平臺或清掃平臺寬，所以在有運輸線一幫的邊坡角比無運輸線一幫的邊坡角要緩些。參見圖4-3。

圖4-3 露天分臺階開采圖

（二）我省小型露天采石場開采方法現(xiàn)狀

我省小型露天采石場（即年采剝總量50萬噸以下，最大開采高度不超過50米的采場） 大部分采用“一面墻”開采、掏底崩落開采和擴壺爆炸開采等開采方式；極少數(shù)采石場實現(xiàn)了臺階開采。

“一面墻”開采由于邊坡上沒有安全鑿巖作業(yè)平臺，作業(yè)人員長時間在邊坡上使用安全繩、安全帶“猴子式”作業(yè)，行走不方便，處理邊坡危石不方便、不安全?！疤筒伞睍谂_階底部形成傘檐體、空洞，作業(yè)人員難以注意上方松散礦巖的滑移與滾落。因此邊坡高空墜落事故、物體打擊事故、坍塌事故仍然多發(fā)。

2006年8月7日11點，湖南省寧鄉(xiāng)縣道林鎮(zhèn)金星矽砂礦放完炮，天降大雨， 6人到采場的“傘檐”下避雨。雨越下越大，雨水、泥巴和石頭接連往下掉，其中3人見情況較危險，冒雨離開；另3人繼續(xù)躲雨。在雨水的作用下，“傘檐”坍塌，3人被埋遇難。

2010年10月29日8時，鳳凰縣禾庫鎮(zhèn)新灣村騎馬寨張老生采石場由于挖掘底部造成懸空，加上爆破震動，引起上方懸空巖石脫體坍塌事故，共造成4人死亡，1人受傷。

（三）邊坡事故預防的措施

一般來說，邊坡事故的預防措施有如下幾個方面：

1、“采剝并舉，剝離先行”；從上到下，分臺階開采。嚴禁 “一面墻”的開采方式，嚴禁“擴壺”、“掏采”的作業(yè)行為。

2、確定合理的臺階高度和平臺寬度；正確選擇臺階坡面角和最終邊坡角；選用合理的開采順序和推進方向。這些參數(shù)是由設計確定的。

3、小型露天采石場首先應當采用臺階式開采。不能采用臺階式開采的，應當自上而下分層順序開采。詳見圖4-4。

圖4-4 露天礦山分層開采結構示意圖

自上而下分層順序開采是目前在不分臺階開采的情況下能夠保證開采安全的唯一可行的開采方式。由于該開采方式不分臺階，可以省去上山公路的修筑，節(jié)省大量的投資，適合小型露天采石場規(guī)模小、采掘設備簡單、贏利能力弱的特點。同時由于該開采方式設有分層鑿巖平臺，與在坡面上鑿巖相比，可保證鑿巖作業(yè)安全。

4、合理進行爆破作業(yè)，減少爆破震動對邊坡的影響。堅持打下向孔或傾斜炮孔，避免邊坡形成傘檐狀和空洞。在接近邊坡地段盡量不采用大規(guī)模的齊發(fā)爆破，可以采用微差爆破、預裂爆破、減震爆破等控制爆破技術，減少對邊坡的破壞。禁止拋擲爆破。

5、建立健全邊坡管理和檢查制度。注重邊坡的檢查和問題的處理工作；做好疏干排水、雨季邊幫、采場的安全工作；創(chuàng)造條件，實行邊坡監(jiān)測與預報。

6、規(guī)范礦工的行為：新礦工應接受不少于40小時的安全教育，并經(jīng)考試合格；礦工應遵守本崗位（工種）的安全技術操作規(guī)程。

進入采石場的必須佩帶安全帽。在距地面超過2米或者坡度超過30度的坡面上作業(yè)時，應當系安全繩或者安全帶。安全繩應當拴在牢固地點，不與他人同時使用一條安全繩。

作業(yè)前和作業(yè)中以及每次爆破后，應進行安全檢查，發(fā)現(xiàn)工作面有裂痕、浮石、危巖和傘檐體可能塌落時，必須迅速進行處理。處理時要有可靠的安全措施，受到威脅的作業(yè)人員和設備要撤到安全地點。

不站在危石、浮石上及懸空作業(yè)；不在同一坡面上下垂直方向雙層作業(yè)；不在邊幫底部休息及停留；不站在鏟車車斗內(nèi)作業(yè)；遇有六級以上強風時，不在高處作業(yè)。

結 語

本堂課介紹了非煤礦山常見的幾種安全事故，初步分析了發(fā)生事故的原因，闡明了防范事故的措施，對礦山從業(yè)人員的個人行為提出了安全要求。我們認為，重視安全，增強安全意識，提高廣大礦工的安全素質(zhì)是預防礦山事故的根本；可靠的安全設施，完善的安全管理，健全的安全措施是遏制礦山事故的保證；非煤礦山安全事故是可以預防的，發(fā)生災害的環(huán)境條件是能夠控制的。

本期專家 / 文際坤

國家注冊咨詢工程師、 國家注冊采礦工程師、高級地質(zhì)工程師、高級職業(yè)經(jīng)理人、湖南省安全生產(chǎn)專家委員會專家、湖南省國土資源廳礦山環(huán)評專家?，F(xiàn)任職于湖南第一工業(yè)設計研究院(原煤炭工業(yè)部長沙設計研究院)，長期從事礦山水文地質(zhì)、“三下一上”開采、開采沉陷與損害的科研和設計工作。曾榮獲全國煤炭協(xié)會（部級）工程咨詢成果二等獎一次，湖南省工程咨詢成果一等獎兩次。

■責任編輯 林 潔