覃翔

摘要：为了控制及防止矿山爆破作业中的安全生产事故，采用了事故树分析方法和预先危险性分析方法，并结合相关矿山爆破施工经验，对矿山爆破施工作业中的安全问题进行了探讨，并结合某露天矿山，提出了对应的对策措施。

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.

关键词：矿山爆破；爆破安全；事故树分析；对策措施

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

中图分类号：F239 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）29-0044-03

0 引言

安全，是各类工程永恒的主题。近年来，随着我国经济社会的不断进步、发展，我国采矿业、土建行业、交通行业不断地创造着新的奇迹。经过数十年的工程实践，在我国的采矿行业中，工程技术人员通过不懈的努力提出了许多爆破新技术，带来了巨大的经济及社会效益，这对于加快我国采矿行业发展及服务其他行业具有积极意义[1]。但是，由于矿山爆破施工涉及岩石力学、爆炸力学、工程地质、工程爆破及爆破器材等多学科的内容，所面临的施工难度较大，加上缺乏相应的工程经验，矿山爆破施工过程中经常发生各类安全生产事故。为了使矿山爆破安全水平跟随着社会的进步而不断提高，采用预先危险性分析方法对矿山爆破作业中的危险及有害因素进行分析、研究，并采取行而有效的技术措施以保障爆破作业人员、建（构）筑物、机械设备的安全显得十分迫切[2]。本文以广西某矿山爆破工程为例，采用预先危险性分析方法（PHA）对矿山爆破施工过程中所涉及的危险有害因素进行了系统的分析，再通过自身矿山爆破实践经验及相应的标准规范，提出了相应的对策措施，进而控制及减少矿山爆破安全生产事故的发生。

1 工程概况

该矿山位于广西壮族自治区，距一条二级公路10km，且有基础道路与之相通，矿区交通运输条件较好。矿区南东侧经多年开采已形成一大采空区，东侧约50m有乡村道路经过，道路外为山地；南侧为矿区工业场地；西侧为开阔地，约29.4m有高压线经过；北侧为山地，约14.9m有高压线经过；爆破区域周边环境较为简单，需要保护的建构筑物为高压线。

矿区属于岩溶峰林地貌，礦区周边地形较为陡峭，矿区出露地层较为稳定，岩石较坚硬。矿山开采区域未发现有溶洞，未探测到有褶曲、较大断层等地质构造。采区全为石灰岩，厚度大，出露完好，矿层连续、稳定。该矿山开采出的矿石品质较优，其矿石碳酸钙含量平均达45%以上，是优质的水泥煅烧原料。

2 预先危险性分析方法

预先危险性分析方法（简称PHA）是在开展某具体工程或生产活动前，对该生产作业系统中存在的不同类型的危险及有害因素、发生的条件和事故的后果进行初步的预测及分析，进而以评价该生产作业系统的安全性的方法[3]。

2.1 矿山爆破作业预先危险性分析

通过分析研究爆破相关的法律法规及行业标准规范，针对矿山爆破作业的特殊性，将矿山爆破作业主要划分为钻孔施工、炸药运输、装药作业、堵塞作业、连线及起爆五个子系统。

2.2 危险、有害因素分析

①钻孔施工。依据矿山爆破作业中的相关标准规范和爆破设计说明书布置炮孔。一般情况下，采用潜孔钻机进行凿岩钻孔作业，该作业环节中主要存在的危险、有害因素包括：粉尘危害、坍塌、高处坠落、机械伤害等。

②炸药运输。炸药运输过程中，炸药为主要的危险源，且当炸药发生意外事故时造成的后果往往极其严重，在炸药运输中涉及的危险、有害因素包含：车辆伤害、火灾、爆炸等。

③装药作业。在矿山爆破施工中，装药作业一般都存在场地不平整、临边作业等情况，且装药作业的好坏不仅关系到矿山的经济效益，还关系到人员、机械设施设备及建构筑物的安全，装药作业环节涉及的危险、有害因素包含：爆炸、物体打击、高处坠落、坍塌等[4]。

④堵塞作业。堵塞作业一般采用钻孔所产生的钻屑或黏土对装药后的炮孔进行堵塞，有效的堵塞不仅可以增加炸药能量的利用率，还可以控制爆破作业所产生的飞散物、噪音、粉尘等有害效应，堵塞作业主要涉及的危险、有害因素有：物体打击、高处坠落、爆炸等。

⑤连线及起爆。该环节为爆破作业的关键阶段，合理的设置孔网参数，按照设计要求进行连线起爆是保证爆破作业安全的关键，该环节涉及的危险有害因素有：放炮、爆炸、坍塌、物体打击、中毒窒息等。

2.3 预先性危险分析

为了得到矿山爆破施工过程中的各类危险有害因素、各自的触发条件及发生后的后果，通过对各子系统中的危险有害因素分析，结合相关技术标准，采用预先危险性分析方法对矿山爆破作业的各环节进行了分析及评价，各环节的危险性分析如表1[4]。

3 事故树分析

事故树分析方法（Fault Tree Analysis）是安全系统工程中的一类常用的分析方法，采用事故树分析方法可以有效地将发生的各类事故及原因之间的关系，通过树形图的方式展现出来，通过事故树可以直观地观察到各类事故及其触发原因间的逻辑关系，通过求解事故树的最小割集、最小径集、结构重要度可以得出关键的预防措施。

在矿山爆破施工中，由于爆破飞石事故较为常见，且其造成的后果较为严重，故文章以安全系统工程中的轨迹交叉理论为基础，主要从人员、机、环、管、技术五个方面进行分析，系统的对爆破飞石事故的原因及其之间的逻辑关系进行相应的讨论、研究[5，6]。

3.1 爆破飞石事故树分析

矿山爆破作业中飞石伤人、损坏机械等事故的主要原因是设计不当使得单位炸药消耗量过大、最小抵抗线过小，有效堵塞长度不够或堵塞质量不佳，现场防护不当且安全管理不合理，从而导致爆破飞石伤人、损物，图1为爆破飞石事故树[6]。

3.2 最小割集分析

事故树的最小割集代表事故发生的各种原因组合，代表着该生产系统的危险性，如果最小割集的数目越多，导致事故发生的途径就越多，该生产系统就越危险[7]。通过布尔运算法则对爆破飞石事故树进行分解，得出其结构函数T为：

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]

通过化简后得爆破飞石事故树的最小割集有78个，通过此步骤的分析可以得出该事故类型发生的原因组合较多，故其危险性较大，因此需根据实际情况提出相应的对策措施以减少及避免该事故的发生。

3.3 最小径集分析

根据事故树分析的相关理论，所有的最小径集均为预防事故发生的一个技术措施，最小径集越多，代表该生产系统越安全，通过“成功树”分析结果得出该事故树的最小径集有6个[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}，对爆破飞石的控制可以采取以上6种措施。

3.4 结构重要度分析

为更准确的掌握各基本事件对事故发生的影响程度，通过计算得到了各基本事件的结构重要度顺序，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）

根据结构重要度可以得出爆破作业时的警戒范围、作业人员的安全教育水平、爆破员的按规程作业这三点最为重要，应特别重视。

4 结论

由于矿山爆破作业的特殊性，爆破作业过程中极其容易发生各类事故，通过上述的分析，得出爆破时发生飞石事故的危险性较大且发生的频率较高，应重点防护。通过分析可以得出，为了预防矿山爆破作业中安全生产事故的发生，应从人、机、环、管、技术五个方面积极采取应对措施。

①人的因素：应严格对爆破作业人员进行培训教育，经考核合格后持证上岗，严禁爆破作业人员无证上岗；加强爆破作业人员的安全教育，禁止冒险作业及酒后作业；增强作业人员的安全意识，主动佩戴劳动保护用品，不违章作业。

②机器设备：定期对施工设施设备进行检修、保养，确保其功能正常；对于危险性较大的施工设备，运行时设置警戒范围，无关人员禁止入内；严禁各类机械设备超负荷运行。

③环境因素：作业现场规范管理，临边及其他危险区域设置醒目的警戒带及警示标志；对于松动岩体及危岩应及时排险，排除潜在危险源；严禁在雷暴、大风、暴雨等极端天气下进行爆破施工作业；预留边坡坡角不宜过大，边坡应合理设置排水；探明区域地质条件，对于特殊地质下的爆破作业应采取相应防护措施或减弱装药。

④管理因素：合理配备现场安全管理人员，严格遵守爆破安全规程及其他相关法律规定；落实安全生产责任制，适当推行奖惩制度；合理增加劳动保护用品的投入，保证作业人员的安全；定期对爆破施工现场进行安全检查，及时发现及时处理隐患；建立台账并按实际记录，确保民用爆炸物品流向清楚。

⑤技术因素：合理进行爆破设计，设置合理的抵抗线及炸药单耗；合理设置孔网参数，严格控制最大同段药量；保证炮孔的有效堵塞长度及堵塞质量，必要情况下应采取压沙袋或铺盖防护地毯等措施[8]。

参考文献：

[1]张勤彬，程贵海，徐中慧.基于回归分析的露天矿山爆破振动传播规律研究[J].矿业研究与开发，2018，38（05）：37-40.

[2]汪旭光.爆破设计与施工[M].冶金工业出版社，2011：5-9.

[3]杨磊，王卫军，林大能.基于PHA的城市控制爆破安全评价研究[J].工程爆破，2005，11（3）：79-82.

[4]邹兴林.谈山区高速公路施工安全问题及控制措施[J].山西建筑，2017，（33）：142-144.

[5]于秋，張勤彬，李晓泉，等.用事故树分析法研究爆破作业中的安全问题[J].山西建筑，2016，42（32）：232-234.

[6]张勤彬，程贵海，徐中慧，等.爆破飞石事故定性定量分析及对策研究[J].化工矿物与加工，2018，47（04）：29-33.

[7]张景林.安全系统工程[M].二版.煤炭工业出版社，2014：15-45.

[8]王建国，蒋莉.非煤矿山爆破事故原因分析及预防措施[J].科技风，2010（5）：282.