论矿山地质危害特征及安全对策——以武定县李家湾子红砂岩矿为例 毕业论文.doc

论矿山地质危害特征及安全对策以武定县李家湾子红砂岩矿为例摘要：本文主要论述了矿山地质危害的特征和相应的安全对策，首先对该矿山的背景作了简要的概述，然后对矿山出现的危险、有害因素进行辨识和分析，并对该矿山的危害程度进行了评价，根据以上情况提出了相应的安全对策。关键词：地质危害 有害因素 安全对策目录1前言32建设项目概述42.1地理位置、交通错误！未定义书签。2.2地形地貌错误！未定义书签。2.3地质概况42.3.1矿区地质概况42.3.2矿床地质特征42.3.3水文地质概况52.3.4工程地质概况53 危险、有害因素辨识与分析73.1项目涉及的危险、有害因素辨识与分析73.1.1 地质方面的危险、有害因素73.1.2 矿山生产过程中危险、有害因素73.1.3 有害因素103.2 重大危险源辨识分析114 安全对策措施建议124.1 安全对策措施建议的主要原则124.1.1 安全对策措施建议的基本要求124.1.2 制定安全对策措施建议的原则124.2 安全对策措施124.2.1安全技术对策措施125 结论16致谢17参考文献181 前言一定的人类工程技术经济活动作用在一定的地质环境中，会产生一定的地质环境问题。矿山地质环境问题是资源与环境的同一体，矿山资源是人类生存与发展的物质基础，而环境则是人类生存与发展的必要条件，资源与环境有时相互影响、相互转化，矿产资源的不合理开发必然破坏矿山地质环境，而地质环境的恶化又反过来破坏矿山资源，唯有资源合理开发与环境保护协调的发展才是科学的发展。人类在开发利用矿产资源促进自身的生存与发展、社会进步与物质繁荣的同时，对矿山地质环境产生了巨大的影响，严重者导致资源毁损、诱发地质灾害、污染矿区环境。资源与环境已经成为制约中国矿业经济健康发展的瓶颈之一。目前，中国不断加大、加强国内外矿产资源的勘探开发力度，资源压力有望缓解。但是，矿山地质环境防治工作通常会降低采矿权人的收益，加之法规不完善、监管的缺位及矿山环境地质研究的不到位等，导致中矿山普遍存在较严重的环境地址问题，闭坑及破产矿山遗留的环境地址问题无人买单。新一轮矿业开发热潮当中，部分地区仍在重蹈“先破坏、先污染”的老路。矿产资源开发影响和破坏了矿山地质环境，不但直接危害矿山生产，而且直接或间接危害社会公众利益。严重的矿山环境地质问题已经成为政府、公众关注的重要环境问题。与此同时，中国经济社会的可持续发展为地质工作者带来了新的发展机遇，服务和促进经济社会可持续发展是地质工作者的任务之一。矿山地质环境具有资源属性和社会属性，社会属性决定了它不属于社会的某个人或某个群体，而属于整个社会。因而，矿山地质环境调查研究是一项基础性、公益性的地质调查工作。本文以武定县李家湾子红砂岩矿为例对矿山地质危害进行评价分析并提出安全对策。2 建设项目概述2.1地理位置、交通武定县李家弯子石英砂岩矿位于盐津武定县城中心346方向，直平距约26.7km，行政区划隶属武定县插甸乡康照村委会海江德村民小组管辖，地理坐标：东经10220071022016，北纬：254600254608，面积0.0427 km2。矿区有约27km的简易公路向南至长冲丫口附近与108国道相连，沿108国道往南东行约22km到武定县城，由武定县城再沿108国道经禄劝县到昆明城约81km。2.2地形地貌矿区属云贵高原低中山地貌，地形切割深度不大，最高点为工作区南东侧微地貌山顶，海拔标高约2455.8m，最低点为工作区西侧小溪沟谷底部，海拔标高约2312m，相对高差约143.8m，地形坡度一般为1025，局部可达35左右。矿床开采标高24002335m，最低开采标高位于当地最低侵蚀基准面以上。2.3地质概况2.3.1矿区地质概况矿区内地质构造简单，矿体为细粒石英砂岩，呈层状产出，层位稳定，质地均匀、致密，除近地表呈半风化状节理、裂隙发育外，深部矿石均较完整。抗压强度值为57.560.8mpa，平均为59.15mpa，属较坚硬中厚层状至块状石英砂岩夹软弱薄层状泥质粉砂岩岩组。矿体夹石为薄层状泥质粉砂岩，夹石厚度一般不大，对矿体完整性无影响。该矿体已出露地表，产状平缓，构造简单，根据实际地形及矿体出露情况，采用露天台阶式剥离开采方案最佳。但在开采过程中，如果台阶过高，边坡角过大，则易诱发局部崩塌、滑坡、垮塌，这将会对矿山的开采造成危害。总而言之，该区工程地质条件中等。2.3.2矿床地质特征矿体为白垩系上统赵家店组上段地层中的紫红色细粒石英砂岩。该矿床矿体呈层状产出，与上下围岩为整合接触，层位稳定，岩性变化不大为黄白色含长石石英砂岩，总体走向n2540e，倾向nw,倾角48度，局部有所变化，矿体产状总体稳定。矿区范围内矿体出露长度大于600m、宽度大于450m，矿体为厚层块状，厚度大于35m，矿石出露地表，基本无剥离层。2.3.3水文地质概况根据地下水含水层及储水介质，矿区地下水或划分为风化孔隙水和基岩（碎屑岩）裂隙水两种类型。1、风化孔隙水主要为分布在矿区北西侧边缘部位的第四系松散层中的潜水，主要是接受大气降水补给，仅在矿区北西侧有小面积分布，松散堆积层厚度不大，地下水贫泛，无统一地下水位，受季节影响明显，未见地下水露头。并且离采矿登记范围较远，对矿区采矿影响不大。2、基岩（碎屑岩）裂隙水主要广泛分布在矿区内的白垩系上统赵家店组地层中，岩石类型为沉积岩，岩性主要为细粒石英砂岩，部份为钙、泥质粉砂岩，且一般钙、泥质粉砂岩少而薄。据区域水文地质调查报告资料，该地层地表出露泉水少，流量常见值一般为0.010.5l/s，地下径流模数仅为0.5 1.0l/skm2。富水性微弱。矿区属低中山地貌，地形切割深度不大，最高点为工作区南东侧微地貌山顶，海拔标高约2455.8m，最低点为工作区西侧小溪沟谷底部，海拔标高约2312m，相对高差约143.8m。矿区南侧有一条小溪流，经实测，6 月份流量约1200m3/d，由东向西转向北再转向西流出工作区外。矿体开采最低标高为2335m，比区内最低标高2312m高23m，小溪虽从登记范围西侧边流过。但区内渗水条件良好，地下水及大气降水均可自然排泄，属水文地质条件简单地区。2.3.4工程地质概况矿区内地质构造简单，矿体为细粒石英砂岩，呈层状产出，层位稳定，质地均匀、致密，除近地表呈半风化状节理、裂隙发育外，深部矿石均较完整。抗压强度值为57.560.8mpa，平均为59.15mpa，属较坚硬中厚层状至块状石英砂岩夹软弱薄层状泥质粉砂岩岩组。矿体夹石为薄层状泥质粉砂岩，夹石厚度一般不大，对矿体完整性无影响。该矿体已出露地表，产状平缓，构造简单，根据实际地形及矿体出露情况，采用露天台阶式剥离开采方案最佳。但在开采过程中，如果台阶过高，边坡角过大，则易诱发局部崩塌、滑坡、垮塌，这将会对矿山的开采造成危害。3 危险、有害因素辨识与分析3.1项目涉及的危险、有害因素辨识与分析3.1.1 地质方面的危险、有害因素1工程地质方面的危险、有害因素矿区范围出露的地层为白垩系上统赵家店组（k2z2k2z1）紫红色中厚层至块状细粒石英砂岩夹少量钙质石英粉砂岩；紫红色中厚层状粉砂质泥岩夹薄层砂岩组成，属较坚硬岩组。岩土工程地质条件较好。开采边坡角应控制在60，防止诱发人为的滑坡和泥石流灾害。因此，矿山露天开采中边坡角应符合安全规范要求，应严格遵循“采剥并举，剥离先行”的原则，自上而下台阶式开采。开采应采用静态爆破和机械切割方式采掘荒料，避免大规模爆破作业。工业场地、办公区、仓库、生活区应建在平缓的安全处。2 水文地质的主要危险有害因素辨识与分析矿区位于金沙江水系支流勐果河上游以东分水岭地区，风化孔隙水主要为分布在矿区北西侧边缘部位的第四系松散层中的潜水，主要是接受大气降水补给，仅在矿区北西侧有小面积分布，松散堆积层厚度不大，地下水贫泛，无统一地下水位，受季节影响明显，未见地下水露头。并且离采矿登记范围较远，对矿区采矿影响不大。但矿山应在采场及排土场周边修筑截洪排水沟，防止大规模降雨或下暴雨时诱发泥石流。在采区及周边荒坡地带边开采边植树种草，封采后对采场边坡及时进行加固处理。3 地质方面的危险、有害因素小结各种不良地质现象对建设项目的影响是多方面的和错综复杂的，其作为项目设计、建设和生产中各种事故的诱因，显得十分重要和突出，需要在建设项目的各个时期分别采取科学的方法和手段加以预防和消除，或减弱其影响。3.1.2 矿山生产过程中危险、有害因素1边坡失稳、坍塌(滑坡)、泥石流坍塌(滑坡)是指物体在外力或重力作用下，超过自身的强度极限或因结构稳定性破坏而造成的事故。露天矿坍塌(滑坡)事故发生的主要原因有：由于生产过程中露天采场边坡参数不合理，如台阶设置过高、无安全平台或清扫平台、坡面角较陡、超挖或掏采；采场周围没有设置截排洪沟设施或设施损坏、边坡管理不当等，都易造成边坡失稳、坍塌(滑坡)的危险，雨季可能产生泥石流，作业前未对坡面危岩、孤石进行清理，可能危及作业人员和设备、生产安全。可能存在的部位：采场边坡和地表山坡地段。破碎系统周边边坡未进行支护或护坡不稳定，发生边坡失稳(滚石、滑坡、泥石流)等。2高处坠落高处坠落是指在高处作业中发生坠落造成的伤亡事故。露天开采过程中，由于要在台阶上进行穿孔、装药、填塞、清理浮石等；在陡壁悬崖边作业时，人员、设备防护不好等均可能发生高处坠落伤亡事故。在进行设备检修、维护、设备故障排除，高于地面2m(含2m)以上作业平台无安全护栏、通往平台的通道无踏步和安全护栏等，均可能发生高处坠落伤亡事故。为此，必须对诱发高处坠落事故的原因加以防范。3车辆伤害车辆伤害是指企业机动车辆在行驶中引起的人体坠落和物体倒塌、下落、挤压伤亡事故。场内运输、装载设备有故障、操作失误或指挥不当，有造成车辆伤害的危险；矿山使用汽车进行运输，由于驾驶员违章驾驶等造成车辆伤害。车辆伤害在本项目中包括汽车、装载机等车辆的伤害。4物体打击物体打击是指物体在重力或其它外力的作用下产生运动，打击人体造成人身伤亡事故。造成物体打击伤害的原因多种多样，主要有：(1)边坡浮石清理不及时、排浮不净或排浮不按规程操作；单人作业等；(2)铲装作业过程中，司机操作失误或违章作业；铲装作业时铲斗经过自卸汽车驾驶室，矿岩掉落；在边坡、铲装半径内坐卧、停留；挖掘机检修操作失误，滚石伤人；采场多台阶作业时，上部台阶滚石引发的物体打击；(3)采场未圈定危险范围，未设立安全警示标志或标志不明显，人员进入危险区；(4)荒料整形和清渣，碎石飞溅造成伤害；(5)安全帽等劳保用品穿戴不齐或未按照规范佩戴等；(6)台阶上下同时作业时，上部台阶坠物及滚石可能对下部台阶的作业人员造成伤害；(7)料堆过高，与铲装设备不匹配，形成滚石伤害。5机械伤害机械伤害是指机械设备运动(静止)部件、工具、加工件直接与人体接触引起的夹击、碰撞、剪切、卷入、绞、碾、割、刺等伤害，不包括车辆、起重机械引起的机械伤害。采场在建设和生产期间使用多种机械设备如：挖掘机、装载机、凿岩机、钻机、空压机、清整机具、打石材机等，所有这些机械设备在使用过程中，由于各种原因，经常导致机械伤害事故的发生。6容器爆炸采场穿孔作业时利用空压机供气。空压机、储气罐属压力容器，如果管理不善、设备存在缺陷、安全附件(压力表、安全阀等)故障等存在压力容器爆炸的危险。一旦发生爆炸事故，其爆炸能量在向外释放时以冲击波能量、碎片能量和容器残余变形能量三种形式表现出来。后两者消耗的能量只占爆炸能量的3%15%，即大部分能量是产生的冲击波。冲击波会对周边设施等造成不同程度地破坏，造成作业人员的伤亡，严重影响生产的正常进行。7火灾火灾按其产生的原因分为电气火灾及明火引起的火灾。矿山矿物及围岩中不含硫等自燃发火物质，故产生内因火灾的可能性不大；可能产生火灾的条件体现在：施工机械使用的油品具有发生火灾的危险，挖掘机、装载机、汽车等移动设备因违规操作、缺乏消防灭火设施等有发生火灾的可能；当电动机及其控制装置或其它电气设备内部线路的绝缘破坏时将导致短路、检修过程中使用临时照明电源或其他临时用电时发生短路以及线路过电流有可能引发电气火灾。8触电、雷电危害(1)触电(含电击、电伤)矿山引入电源经变配电系统降压后供各种电气设备、移动电气设备、供电线路、照明线路及照明器具等环节和场所均存在直接和间接触电的危险。引起触电事故的主要原因，除了设备缺陷、设计不周等技术因素外，大部分是由于违章指挥、违章操作引起的。(2)雷电危害矿区建（构）筑物、变配电设施、采场等危险环境，均应避免雷电伤害。1)雷电伤害方式和途径分析：伤害方式：爆炸、火灾、电击、毁坏设备、设施、事故停电等。伤害途径：直接雷击、雷电感应、雷电波的电性质、热性质、机械性质的破坏作用引起。2)雷电伤害产生的原因分析：防雷接地装置设计不合理；防雷接地装置使用不当，存在缺陷；防雷接地装置失效，接地电阻不符合要求；缺乏必要的人身防雷安全知识；雷雨天露天采场进行爆破作业。可能存在的部位：各种电器设备及其线路，矿区高大建筑物、采场、配电室等。3.1.3 有害因素1噪声及振动凡是人们不需要的，使人感到讨厌和烦躁的声音通称为噪声。本项目生产过程中的噪声主要来源于各种机械设备在运转过程中由振动、摩擦、碰撞产生的机械动力噪声。噪声对人的危害是多方面的。噪声可以使人耳聋，还可能引起高血压、心脏病、神经官能症等疾病。噪声还污染环境，影响人们的正常生活和生产活动。矿山噪音主要分布在采场凿岩作业及铲装作业中。振动伤害可能导致手臂振动病，多发生于钻孔、凿岩、装运工序过程中。2粉尘粉尘是在石料开采、破碎、运输等过程中产生的细粒状矿物或岩石粉尘。直径大于50m的尘粒，在重力作用下会很快从气流中分离出来，沉落于地面，此类矿尘称为落尘。直径在0.01-50m范围内的尘粒，能长时间悬浮于空气中，此类矿尘叫做浮尘。浮尘对矿山空气的污染和人体健康的危害最大，是采石场防尘的重点对象。3有毒有害气体矿山有毒有害气体主要为运输设备、空压机排放的尾气，对作业环境造成污染，影响作业人员的健康。4 低温危害低温危害主要是指在寒冷的冬季进行露天开采时，作业人员在低温环境下作业，操作功能随温度的下降而明显下降，低温环境会造成冻伤、体温降低、甚至造成死亡。矿区最低气温-7（2月），有降雪及霜冻、凌冻，由于防护设施不健全，冬季低温期可能造成管线冻裂；低温凌冻导致道路湿滑，地面运输困难，严重时造成供电、供水设施破坏等，人员机体一定程度的冻伤。 主要危险源有：采场边坡失稳(坍塌、崩落、滑坡、滚石或泥石流)，车辆伤害，高处坠落，物体打击；切割系统的机械伤害、触电等。3.2 重大危险源辨识分析在安全评价中，对拟建项目进行重大危险源辨识，是安全评价的重要内容之一。本项目为露天开采，矿山建设剥离过程中使用膨胀破碎剂对矿岩进行静态爆破，矿山生产中不再使用其它危险化学品和危险物质。经查证，静态爆破使用的膨胀破碎剂未列入危险化学品范畴。该拟建项目也没有使用达到重大危险源申报范围所规定的压力容器、压力管道、尾矿库等。经辨识：该拟建项目不存在危险化学品重大危险源，也没有属于重大危险申报范围的重大危险源申报项目。4 安全对策措施建议4.1 安全对策措施建议的主要原则4.1.1 安全对策措施建议的基本要求1.能消除或减弱生产过程中产生的危险、有害因素； 2.处置危险和有害物，使其降低到国家规定的限值内；3.预防生产装置失灵和操作失误产生的危险、危害；4.能有效地预防重大事故和职业危害的发生；5.发生意外事故时，能为遇险人员提供自救和互救条件。4.1.2 制定安全对策措施建议的原则1.当安全对策措施建议与经济效益发生矛盾时，应优先考虑安全对策措施建议的要求；2.确定安全对策措施建议等级顺序要求的具体原则为：消除、预防、减弱、隔离、联锁、警告；3.安全对策措施建议应具有针对性、可操作性和经济合理性；4.安全对策措施建议应符合国家有关法律、法规、标准、规范和行业标准的要求。4.2 安全对策措施4.2.1安全技术对策措施1 厂址选址及总平面布置（1）矿山应在采场上部、进场道路、边坡等及其它危险区域补充完善安全警示标志；（2）按设计修筑生活用蓄水池。为确保生产过程中湿式作业和洒水降尘需要，考虑修建矿山生产用高位蓄水池；（3）矿山应注意最终边坡角是否满足规范及安全生产要求，确保边坡稳定；（4）开采设计明确最小工作平台宽度，开采中应明确确定最小工作平台宽度；2 露天开采系统（1）采剥1)严格按设计并坚持“自上而下、先剥后采、剥离超前”的开采原则。2)对开采境界上方汇水影响安全的应当设置截水沟；有可能滑坡的应当采取防洪排水措施。3) 分台阶作业人员，应加强个体防护，作业高度超过2m(含2m)，应系安全带，并固定好安全带，通过采场各平台上山便道，应修建人行踏步，安装安全扶手或安全绳。4 ) 挖掘最后一个采掘带时，应避免超挖，以防台阶坍塌，避免欠挖，防止对运输造成不必要的影响；5 )生产实际中应完善防止飞石掉落、飞出、防止机械伤害、高处坠落等的安全防护措施；6 )爆破后及时对边坡进行清理，排除浮石、危石；严禁冒险进行作业。7 )对采区进行定时、定点的长期观测，及时发现并排除隐患。根据金属非金属矿山安全规程的要求，核对采场最终开采水平的底盘宽度应不小于20m。根据金属非金属矿山安全规程（gb16423-2006）5.5.2以及jc/t1081-20084/4.2.20规定，最小工作平台宽度，应满足荒料分离、分切、整形、吊装运输、清碴等工艺设备和安全的要求，机械化开采时最小工作平台宽度由设计确定，但应不小于30m；分台阶工作平台宽度，应大于分台阶高度；安全和清扫平台宽度，由设计确定。矿山应论证并确定在开采过程中工作水平最小工作平台宽度及分台阶工作平台宽度。根据金属非金属矿山安全规程（gb16423-2006）5.1.19的规定，露天开采应优先采用湿式作业。产尘点和产尘设备，应采取综合防尘技术措施。按设计布置修筑生活用蓄水池，若有可能，应选址修筑供矿山生产用水的高位蓄水池；根据金属非金属矿山安全规程（gb16423-2006）的规定，露天开采应坚持“采剥并举，剥离先行”的原则。采场顶部浮土、植被的剥离，应超前作业面4m以上距离；（2）铲装运输1 )矿山平台部分边缘岩土松散，铲装作业应避免靠近平台边缘；生产过程中应对平台上堆积的矿岩及时进行清理，并注意保持边坡的稳定性，作业之前应对不稳定边坡进行及时处理。2 )车辆伤害是施工中较常见的危险、有害因素，企业应引起必要的重视和采取措施加以防范，铲装、运输过程中的物体打击、机械伤害、高处坠落、粉尘及噪声等危害也应采取相应的防范措施：按照设计进行道路施工，经常维护，弯道处会车视距不能满足要求时，应设分车道；具体规定矿区道路上各地段的车速，并设置路标；在高路堤或山坡填方的弯道处，坡度较大的填方地段，道路外侧应设置护栏、挡车土堆等，挡车土堆的高度根据实际情况具体规定；加强司机安全教育，严格执行操作规程，禁止疲劳驾驶、违章驾驶，雨雪天车辆行驶应采取防滑措施(如采用防滑链等)；铲装作业时铲斗禁止经过矿车驾驶室上方，严格控制满斗率；禁止在边坡下坐卧、停留；除采取洒水降尘措施外，设置消声、隔音设施，加强个体防护，如佩戴防尘口罩、耳塞；(3 ) 吊装1 )定期和不定期对设备进行维护保养和维护，并定期委托有资质的部门进行检测；2 )定期和不定期对吊车钢丝绳及吊钩、插销等易磨损件进行检测，严格按国家规定的报废标准更新和报废。(4 ) 膨胀爆破1)设配、堵塞膨胀破碎剂时佩戴相应的防护器具2)接触膨胀破碎剂时严防进入眼睛和与皮肤接触3)静态爆破区的炮孔填充膨胀剂后的养护期间，应对炮孔采取覆盖措施(如浸湿后的草席、杂草等)；4)不应用眼睛直接对着正在填充及已填充完毕的炮孔进行观察；5)采用有资质厂家生产的合格膨胀剂，并按厂商提供的使用说明书进行操作；4.2.2安全管理对策措施1.企业安全生产管理制度、操作规程、安全管理记录台帐需进一步补充完善；2.根据企业所需员工数量，配备相应数量的安全管理人员。建立完善安全管理网络。根据消防条例规定，建立防火安全保障体系；3.进一步健全和完善安全生产责任制、安全管理制度、安全操作规程和安全管理台帐，并把执行和落实贯穿于生产全过程；4.加强企业危险源点及重大隐患的管理与监控，及时化解生产风险；加强安全检查工作的力度，做好督促工作；5.完善各生产岗位的安全教育培训制度。凡在生产第一线的操作人员，均要进行岗前培训，特殊工种(如爆破工，挖掘机、装载机驾驶员，电工等)持有效证件上岗。定期进行安全生产教育，增强安全意识；6.加强安全生产教育，严禁违章作业、违章调度、无证上岗、酒后行车；7.对员工进行操作技术培训和安全教育(安全教育中除包括思想、纪律、安全知识、消防器材使用、个体防护用品使用等内容外，还应包括事故紧急处理、抢救、报告方法的教育)，既保证员工安全健康，又保证在紧急事故中能采取正确的处理方法，使事故损失降到最低；8.企业应划拨一定的安全管理资金，用于开展安全宣传教育活动，对从业人员进行安全教育和培训，特殊工种的培训考核和取证，为从业人员配备劳保用品，以及完善安全设施和设备，治理隐患等的费用；9.完善企业生产的各种图件和资料，并妥善保管。5 结论该项目主要的安全设施和措施符合“三同时”要求(同时设计、同时施工、同时投入生产和使用)，消除或减弱所存在危险、有害因素的安全设施和防护措施符合安全生产的基本要求；设置有安全管理机构，编制了安全生产责任制、管理制度、操作规程等；主要负责人、安全员取证上岗。该项目的安全生产管理体系基本能够满足现阶段生产的要求。通过试运行期的检验，该项目的危险、有害因素基本得到消除或控制，证明安全生产过程中安全设备设施、对策措施及管理控制是有效的，基本满足国家安全生产法规、标准和规范的要求。项目中虽然可能存在：边坡失稳、滚石、坍塌(滑坡)、泥石流，火药爆炸，放炮伤害，高处坠落，物体打击，车辆伤害，机械伤害，