爆破作业安全评价在煤矿炮采工作面的应用.pdf

第2 1 卷第2 期 2 0 0 4 年6 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 lN o ．2 J u n ．2 0 0 4 文章编号1 0 0 1 4 8 7 x 2 0 0 4 0 2 一0 0 8 9 一0 4 爆破作业安全评价在煤矿炮采工作面的应用 王新生L 2 ，梁开水1 1 ．武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉4 3 0 0 7 0 ； 2 ．焦作工学院士木建筑工程系，河南焦作4 5 4 1 0 0 摘要煤矿井下炮采工作面是一个非常复杂的灾害环境系统．又由于时间、空间的限制，使得炮采工作面 爆破作业引发事故的可能性增加。利用安全工程学的安全评价方法，时其爆破作业过程中的严重伤害潜势 和控制水平进行量化打分，分析谊项作业的严重伤害可能性，并提出了改进生产的安全技术措施和管理措 施。 关键词炮采工作面；爆破作业；安全评价 中图分类号 X 9 1 3 ．4 文献标识码 A A p p I i c a t i o no fS a f e t yA p p r a i s e m e n to fB l a s t i n gO p e r a t i o ni nC o a l F a c e0 fB l a s t i n gM i n i n g W 4 卜，GX i ，z ．小朋9 1 ”，L M N GK 口i ．奶M i 1 1 ．S c h o o lo fR e S o u r c ea n dE n v i r o n m e n tE n g i n e e r i n gW u h a nU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ，W u h a n4 3 0 0 7 0 ，C h i n a ； 2 ．D e p to fC i v i lC o n s t r u c t i o nE n g i n e e r i n g ，J i a o z u oI n s t i t u t eo fT e c h n o l o g y ，J i a o z u o4 5 4 1 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h ec o a tf a c eo fb l a s t i r l gm i n ei nu n d e r g m u n dc o a Im i n ei sav e r yc o m p l i c a t e ds y S t e mo fd i s a s t e re n v i r o n n l e n t ，t h es p a t i 伊t e m p o r a ll i m i ti n c r e a s ∞t h ea c c i d e n tp r 0 1 a b i l i t yo fb l a s t i n go p e r a t i o n s ．S ot h es a f e t ya p p r a i s e m e n tm e t h o do f 鼬f e t ye n g i n e e r i n gw a sa p p l i e d ．T h r o u g hm a r k i n gt h ep o t e n t i a It e n d e n c yo ft h es e r i o u si n j u r ya n d t h e ∞n t r o lI e v e l ，t h e ∞r i o u si n j u r yp 0 鹞i b i l i t yo ft h i so p e r a t i o ni sa n a I y z e d ，a n dt h eS a f e t yt e c h n i c a lm e a s u r e sa n d m a n a g e m e n tm e a s u r 鹤t oi m p r o v et h e 鞠f e t yi nt h ei m p l e m e n t i o na r ep u tf o r w a r d ． K e yw O r d s ∞a lf a c eo fb l a s t i n gm i n j n g ；b l a s t i n go p e r a t i o n ；鼢f e t ya p p r a i 鼹m e n t 1概述 煤矿井下生产系统是一个由人．机．环境构成 的，空间极其复杂的灾害系统。由于井下空间狭小、 生产繁忙，各种引发事故的因素相互关联，在时间、 空间上各种灾害可随时随地发生，且相互影响⋯。 更由于炮采工作面爆破作业工序的复杂性 见 图1 ，使得与其它爆破作业相比，炮采工作面爆破 作业更容易发生伤害事故。 收稿日期2 0 0 4 一0 3 一l O ． 作者简介王新生 1 9 7 7 一 ，男；焦作焦作工学院土木建筑工程系讲 师，武汉武汉理工大学资源与环境工程学院研究生． 同时人为因素和地质条件的变化也使得爆破作 业安全的不确定性因素增加，而炮采工作又要求爆 破作业必须频繁进行，因此，对煤矿炮采工作面爆破 作业的严重伤害可能性进行预测和评价是非常必要 的，同时也是改进安全生产的技术措施和管理措施 的重要依据。 陈四楼煤矿2 1 0 6 、2 1 0 7 和2 1 0 8 三个炮采工作 面开采二2 煤层，煤层厚度最大为2 ．9m 、最小为1 ．7 m 、平均为2 ．3m ，倾角为6 ～1 0 。。煤层的普氏系数，’ 0 ．9 2 ，密度为1 ．4 6 1 0 3 k g ／m 3 ，属低瓦斯、煤尘无 爆炸危险性、无自燃发火倾向煤层。煤层伪顶为厚约 1m 的泥岩，直接顶为厚约4m 的砂质泥岩，基本顶 万方数据 爆破 2 0 0 4 年6 月 为厚约1 1m 的细粒砂岩，底板为厚约2 5m 的砂质 泥岩。顶底板稳定性较差，节理裂隙发育。根据对现 场的调查和分析结果认为，该矿原来存在的主要问 题是爆破参数需要优化、炸药单耗偏高、顶板条件 差、管理困难、工人劳动强度较大、块碳率低。因此陈 四楼煤矿决定改进生产技术和加强管理来解决上述 问题。以实现安全生产、降低成本和提高经济效益。 2 安全评价的方法 安全评价也叫危险评价，或称“风险评价”，是对 系统或作业中固有的或潜在的危险及其严重程度所 进行的分析和评估，并以既定指数、等级或概率值做 出定量的表示【2 J 。定量安全评价主要是指以各种 危险指数进行评价。 安全评价的方法有很多，针对不同的系统分别 有相对应的方法。根据罗斯 R o S SCW 的观点，对 于诸如井下采煤工作面爆破这类特殊的生产作业， 由于使用高能量，当操作因素方面出现问题时，就很 有可能发生严重伤害事故。因此，对于此类生产作 业的严重伤害预测和评价可借助严重伤害潜势和操 作控制因素状况来进行【3J 。一般采用打分法评价 某种生产的严重伤害潜势和操作因素控制状况。打 分参考项目如表1 所示，被评价的参数属于其中一 类的打1 分，最后分数累计。 图1 炮采工作面爆破作业工序流程图 表1 严重伤害可能性评价 1 作业内容概述 2 作业性质很少做的非日常作业非生产性作业特别危险的作业 建筑施工其它 作业性质分数A 3 能量 1 能量状况 该作业是否要求把部件、零件、机械材科或 和 人员 提高降低在同水平上移动进入有限空间 里、沟里干活 2 能量种类 机械的 化学的电的辐射的 联接或结合改变形状或尺寸在坑 能量状况分数E I 能量种类分数E 2 4 严重伤害潜势L 作业性质分数 能量状况分数 能量种类分数一 5 操作因素控制 规程有该项作业的规定 规程是通用的工人有规程文本 审批需要焊接作业审批 需要分离作业审批需要限制进入 检查表有该项作业的操作 工人有检查表文本检查表 知识工人受过充分训练 工人有足够的关于该作业的知识 监督该作业每次开始前 每次作业有班组长跟班班组长检查 安全措施操作中有连锁或故障．安全措施 操作因素控制分数0 6 控制水平 L e 严重伤害潜势／操作因素控制 L 。 1 ．O 转下栏 7 增加控制操作措施 当上面计算的L 。 1 ．O 时。参照5 栏里的内容增补控制操作因素的措施，然后重新计算生产控制水平 _ _ - _ _ ●一 L A E l E 2 式中，L 为严重伤害潜势；A 为作业性质分数；E l 为 万方数据 第2 1 卷第2 期 王新生等爆破作业安全评价在煤矿炮采工作面的应用 9 l 能量状况分数；E 2 为能量种类分数。 最后以控制水平来评价作业的严重伤害可能 性 L 。 告 式中，L 。为控制水平；O 为操作因素控制分数。 当计算的L 。 1 ．0 时， 发生严重伤害的可能性很大，必须采取进一步的措 施，直到L 。 1 ．0 为止。 3炮采工作面爆破作业严重伤害可能 性评价 利用上述方法，可以对永城煤电 集团 公司陈 四楼煤矿炮采工作面爆破作业的安全性进行的评 价。 3 ．1 炮采工作面爆破作业严重伤害潜势 1 作业性质分数井下炮采工作面爆破作业属 于危险性较高的作业；煤层含有瓦斯、煤尘等爆炸危 险的气体；放炮后，炮烟内含有C O 、N O 、N 0 2 、H 2 S 、 S Q 等具有毒性的气体L 4 j ，人员误入含有炮烟的空 间后，将会有很大的危险性；同时工作面还会受到地 下水的威胁。因此，作业性质分数A 4 。 2 能量状况分数煤矿井下作业环境是人工开 拓出来的半封闭空间，不同于地面作业，其工作场所 不断变化，作业空间受地质条件限制，因此，巷道断 面一般较小，人员是在受限空间内进行生产作业；打 眼时钻具要上下、左右移动，刮板运输机要不断的运 转和向前推进，而施工人员也要在工作面运动；液压 支架也需要不断的移动、升高和降低；绞接粱之间还 要进行联接；另外工作面还存在冒顶伤人的危险，因 此，此类作业还具有在坑里、沟里作业的性质。故能 量状况分数E ， 6 。 3 能量种类分数在炮采工作面，用煤电钻钻孔 和刮板运输机运煤都需要电能；爆破时用炸药一利 用化学能；同时，炸药爆炸时产生的热能和声能，也 会对人体产生伤害；由于煤层承受来自顶板的压力， 因此，煤层内还存在较大的弹性势能；高处的浮矸或 煤有可能发生坠落造成伤害，因此具有势能；刮板运 输机的运动部分具有较大的动能。故能量种类分 数E 1 7 。 4 根据以上分析，炮采工作面爆破作业的严重 伤害潜势为L 1 7 。 3 ．2 炮采工作面爆破作业操作因素控制 陈四楼煤矿是永城煤电 集团 公司第一对现代 化矿井，矿井于1 9 9 7 年年底投产以来，在管理上已 建立了一套较为完善的安全管理制度矿上有专门 负责检查、监督生产的安全检查科，有安全检查员在 各作业地点巡回检查；井下每项工程施工都必须有 经过有关业务部门审批的作业规程；并在开工前向 每个施工人员贯彻到位；建立了矿、区、队三级安全 教育体系，对打眼工、采煤工、爆破员等诸工种人员 进行了专门的安全知识及技能培训，只有取得合格 证者才能上岗作业，其中爆破员由集团公司培训中 心培训，合格者发给特种作业人员上岗证，保证了工 人受过专门的训练并具有足够的专业知识；建立了 群众性安全网，实行群防群治；为保证安全，每次爆 破作业时都实行“一炮三检” 装药前、爆破前、爆破 后检查瓦斯含量 和“三人连锁”制，放炮时，班组长、 爆破员和瓦斯检查员必须自始至终的参加爆破工作 的全过程，并实行换牌制；处理瞎炮时，严格按煤矿 安全规程规定执行。故操作控制因素O 9 。 3 ．3 炮采工作面爆破作业的控制水平 根据以上分析，炮采工作面爆破作业的控制水 平 L 。 告 导乩8 9 炮采工作面爆破作业的控制水平大于1 ．0 ，表 明此项作业具有较高的发生严重伤害事故的可能 性，应该增加控制操作因素的措施。 3 ．4 建议增加的安全措施L 5 ～‘． 井下安全事故，多是由职工“三违”造成的，根据 安全心理学研究中对“三违”人员的心理分析，可以 从教育、管理、技术等方面来控制事故的发生，建议 增补如下具体措施 1 采用微差爆破技术，改善爆破效果。采用煤 矿许用的1 ～5 段毫秒延期雷管，使炮孔按照一定的 时间间隔顺序起爆 总延期时间不超过1 3 0m s 。 由于先爆孔为后爆孔创造新的自由面、应力波的相 互叠加、剩余应力的相互作用以及震动波强度的相 互消弱，使得单段起爆炸药量减少，落煤块度均匀， 炸药消耗降低，爆破震动减弱等，从而能够很好的改 善爆破效果，提高工效，降低成本，保证安全生产。 2 合理确定一次起爆长度。由于陈四楼煤矿的 炮采工作面顶板较破碎，因此，确定一次起爆的最大 长度为1 0 ～1 5m 。同时为了减少空顶面积，保证顶 板的稳定性，可采用预留煤垛的方法放炮，即每隔5 ～1 0m 留5m 煤垛，煤垛待先爆破点支护好后，再 实施二次爆破。 3 矿、区、队的三级安全教育体系，均要加大安 全教育力度，以提高职工的安全意识和安全技术水 平。 万方数据 9 2 爆破 2 0 0 4 年6 月 ‘ 4 针对炮采工作面采煤工作的特殊性，在作业 规程中要充分考虑影响爆破施工安全的各种因素， 并采取有针对性的措施。特别是在工作面狭小的空 间内进行爆破时，一定要做好警戒和安全检查，确保 安全后再实施生产。 5 作业规程除了向每个工作人员贯彻外，还要 进行考试。合格者方能上岗作业。 6 采煤队必须做好日常的自检，生产科、安检科 也要加大检查力度，除了组织定期的安全大检查外， 还要组织不定期的突击检查。 7 班前会不能只布置生产任务而不说安全或少 说安全，要充分利用班前会对职工进行安全教育，使 职工在思想上警钟长鸣。 8 每个班布置任务要适量，不能为赶进度而增 加工作量，以防因时间紧而使工人违章作业。 9 完善群众性安全网，充分发挥群众安全监督 员 群监员 的作用，实行群防群治。 1 0 对违章作业人员不仅要对其进行脱产教育， 还要加大对其的惩罚力度，从经济利益方面来制止 违章现象的发生。 采取以上1 0 项增补措施后，操作因素控制分数 由9 增加到1 9 。改进后的控制水平L ． L ／o 0 ．8 9 1 ．0 ，可以减少伤害事故发生的可能性。 4 结论 经过以上增补措施的实施，使得陈四楼煤矿炮 采工作面提高了产量和工效，降低了成本；减少了顶 板震动的次数，减轻了顶板震动的强度，缩短了空顶 时间，减少了冒顶事故发生的可能性，提高了生产的 安全性；采用微差．爆破技术，使得放炮次数减少，采 煤工的攉煤量和放炮员在充满烟尘的环境中工作的 时间减少，减轻了工人的劳动强度，改善了工人的作 业环境。 对于诸如煤矿炮采工作面等具有严重伤害可能 性的各种施工作业环境，均可以采用安全工程学的 安全评价方法作出评价，从而及时发现安全管理与 技术方面存在的不足，以便采取有效的措施保证作 业安全。尤其是要加强对人的管理，尽量避免或减 少人为因素所造成的伤害事故和损失。 参考文献 施式亮，王海桥．矿井安全非线性动力学评价[ M ] ． 北京煤炭工业出版社。2 0 0 1 3 3 ～3 7 ． 何学秋等．安全工程学[ M ] ．徐州中国矿业大学出版 社，2 0 0 0 1 1 6 二1 2 7 ． 陈宝智，王金波．安全管理[ M ] ．天津天津大学出版 社，1 9 9 9 3 1 ～3 6 ． 王秉权，左树勋，栾冒才．采矿工业卫生学[ M ] ．徐 州中国矿业大学出版社．1 9 9 l 9 6 ～1 0 1 ． 昌荣旗．谷金伦．浅析“三违”人员行为的心态、规律及 对策[ J ] ．矿业安全与环保，2 0 0 2 ，2 9 6 1 5 ～1 8 ． 陈士俊．安全心理学[ M ] ．天津天津大学出版社， 1 9 9 9 1 8 3 ～1 9 0 ． 王玉杰，张惠聚．煤矿岩巷掘进爆破作业安全性评价 [ J ] ．爆破，2 0 0 3 ，2 0 3 8 2 ～8 4 ． 上接第8 8 页 责令停工，被查单位必须立即整改。整改时，要做到 “三定” 即定人、定期限、定措施。 4 进行责任处理。对造成隐患的责任人要进行 处理，特别是对负有领导责任的经理等要严肃查处。 对于违章操作、违章作业行为，必须进行批评指正。 5 整改复查。各项目工程施工安全隐患整改完 成后要及时通知有关部门，有关部门应立即派人进 行复查，经复查整改合格后，进行销案。 5 总结 爆破工程的危险性决定了它对安全的高要求。 同时对爆破工程的监理也挖掘了监理的新内涵 安全监理。爆破工程安全事故的频发决定了在爆破 工程中安全监理势在必行。重大爆破工程中获得的 成功经验，将给当前推行爆破工程安全监理工作提 供重要的借鉴意义，对爆破工程安全监理制度的出 台极具参考价值。 参考文献 [ 1 ]吴剑锋．浅论抓紧实施工程爆破安全监理制[ J ] ．爆破。 2 0 0 1 ，1 8 增刊 1 0 7 ～1 0 8 ． [ 2 ] 刘先魁．爆破工程安全监理的探讨【J ] ．工程爆破， 2 0 0 1 ，7 2 6 4 ～6 5 ． 3 ] 张其中．爆破安全法规标准选编[ M ] ．北京中国标准 出版社．1 9 9 3 ． [ 4 ] 李三民．建筑工程施工项目质量与安全管理【M ] ．北 京机械工业出版社．2 0 0 3 ． [ 5 ] 吴剑锋．武汉饭店爆破拆除工程安全监理[ J ] ．工程爆 破，2 0 0 2 ，8 1 7 1 ～7 2 ． 1j 1 J 1 J 1 J 1 J l 眨 b l - b № ∽ 万方数据