非煤矿山常见事故与预防（下）——透视中毒窒息和露天矿边坡事故

非煤矿山常见事故与预防（下）
——透视中毒窒息和露天矿边坡事故

在第十个全国“安全生产月”活动期间，湖南省安全监管局针对重点行业企业常见的事故隐患，组织开展“专家一堂课”活动，让非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹、冶金等行业企业从业人员普遍接受一次安全教育。本期专家大讲堂由湖南第一工业设计研究院矿山专家文际坤继续为我们讲授《非煤矿山常见事故与预防》，介绍的是中毒窒息和露天矿边坡事故及预防。

三、中毒窒息事故

地面空气从井筒进入井下就成了矿井空气。相对地面空气，矿井空气具有氧气含量减少，有毒有害气体含量增加，粉尘浓度增加，空气的温度、湿度、压力等物理状态变化等特点。这一特点表明，如果对矿井空气管理不善，就会发生中毒窒息事故。

2010年全国非煤矿山共发生生产安全事故1009起、死亡1271人，其中中毒窒息事故死亡107人，死亡人数占事故死亡总人数的8.4%，见图3-1。

图3-1 2010年全国非煤矿山主要事故类型统计图

(一) 矿井空气中的有害气体

1、一氧化碳（CO）

一氧化碳是一种无色、无味、无嗅的气体，相对密度为0.97，微溶于水，能均匀散布在巷道中。一氧化碳能燃烧，空气中浓度在13～75%范围内时有爆炸的危险。

主要危害：一旦一氧化碳进入人体后，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息”，在井下各种中毒事故中它所占的比例较大。

主要来源：爆破产生、内燃设备释放、井下火灾产生。

最高允许浓度： 0.0024 % 。

空气中一氧化碳（CO）浓度吸入时间与中毒症状相关如下

0.08% 40分钟引起头痛眩晕和恶心。

0.32% 5～10分钟引起头痛、眩晕；30分钟引起昏迷，死亡。

2、二氧化氮（NO2）

二氧化氮是一种褐红色的气体，相对密度1.59；有强烈的刺激味；极易溶于水。

主要危害：二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸，对人的眼、鼻、呼吸道、和肺部有强烈的腐蚀作用。二氧化氮中毒起初无感觉，6～24小时后才出现中毒征兆，以致很快死亡。

主要来源：爆破产生；内燃设备释放。

最高允许浓度: 0.00025 % 。

3、硫化氢（H2S）

硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味。当空气中浓度达到0.0001%即可明显地感到它的臭味，但当浓度较高时，因嗅觉神经中毒麻醉，反而嗅不到。相对密度为1.19，易溶于水，容易积存于老隆、旧巷的积水中。能燃烧，空气中硫化氢浓度为4.3～45.5%时有爆炸危险。

主要危害：硫化氢剧毒，有强烈的刺激作用；使人缺氧。当空气中浓度较低时主要以腐蚀作用为主，浓度较高时（0.10%）能引起人体迅速昏迷或死亡。

主要来源：有机物腐烂；含硫矿物的水解；矿物氧化和燃烧；从老隆和旧巷道积水中放出。

最高允许浓度： 0.00066 % 。

4、二氧化硫（SO2）

二氧化硫是无色的气体，具有强烈的烧硫磺味及酸味，相对密度2.22，易溶于水。

主要危害：遇水后生成硫酸，对眼及呼吸器官有腐蚀作用，浓度达0.05%时，引起急性支气管炎，肺水肿，短期内中毒死亡。

主要来源：含硫矿物的氧化与自燃；在硫化矿床中爆破；从硫化矿层中涌出。

最高允许浓度: 0.0005 % 。

5、氨气（NH3）

氨气是一种无色，有浓烈臭味的气体，相对密度0.596，易溶于水。空气浓度达30%时有爆炸危险。

主要危害：氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿。

主要来源：爆破产生；注凝胶、水灭火释出；部分岩层总也有氨气涌出。

最高允许浓度：0.004 % 。

6、氢气（H2）

氢气无色、无味、无毒，相对密度为0.07，氢气能自燃。

主要危害：当空气中氢气浓度为4～74%时有爆炸危险。

主要来源：内燃设备释放，井下蓄电池充电时可放出氢气；有些炭质岩层中涌出。

最高允许浓度： 0.5 % 。

7、 氡（Rn）

氡是铀衰变来的一种无色、无嗅，具有放射性的惰性气体。微溶于水，易溶于脂肪；具有强烈的扩散性，能被固体所吸附。

主要危害：放射性危害，对人体的呼吸系统、神经系统、血液系统危害大。

主要来源：铀矿；矿岩外露表明析氡；破碎矿岩堆析氡；地下水析氡；风源析氡。

最高允许浓度：1×10-10Ci/L（Ci-居里）。

（二）中毒窒息事故的主要原因

矿井通风系统不完善、通风管理混乱是中毒窒息事故的主要原因。“前车之覆，后车之鉴”。矿山企业要从中总结经验和教训，防止同类事故重复发生。

1、没有实施机械通风。2004年11月20日上午某省李生文铁矿在盲井中实施电焊，溅落的高温残留物金属碎屑在护帮的荆笆上使其阴燃，尔后引燃木支护而着火。由于该矿与周围 4个铁矿：岭南铁矿、李生文联办铁矿、白塔镇二铁矿、西郝庄铁矿井下巷道相通，均是无风机的自然通风，烟气迅速扩散、蔓延，致使70名人员遇难。

2、通风系统不完善，通风管理混乱。2007年9月13日，湖南某矿业公司九工区15中段班长刘伟擅自组织人员在该中段探矿平巷违规拷砂（精选矿）作业。由于该工区多年的残采和乱采滥挖，破坏了原来的通风系统,风流短路，通风不畅；通风管理不善，部分盲巷没有按规定要求及时封闭；风机安放位置错误，风管脱落，形成污风循环，造成事故地点无新鲜风流，拷砂使用的化学药剂发生反应产生的大量硫化氢气体无法排走，引发急性中毒事故，致5人死亡、9人中毒。

3、通风不畅，违规作业。2010年3月10日，湖南瑶岗仙矿业有限责任公司二工区20中段508采场发生炮烟中毒窒息事故，造成8人死亡。据调查，该起事故是由于采场早班放炮时爆堆堵死工作面，导致风流中断，爆堆以北无风，放炮后大量有毒有害气体聚积，作业人员违章进入无风、有毒有害气体（CO、NO2等）浓度超标的北人行天井，导致8人中毒窒息死亡。

4、局部通风不到位。2010年10月8日，怀化市沅陵县长青公司原生岩坳铅锌矿发生中毒窒息事故，死亡 9人。事故矿井为当地政府明令关闭的矿井，其主井已于2004年6月封闭，但风井一直未关闭到位。2010年9月19日，怀化市有关部门责令其立即彻底关闭。10月8日，该矿在组织对矿井排水、拆除设备过程中，由于局部通风不到位，通风效果不良，造成进入矿井铺设排水管的 2名工人窒息死亡。事故发生后盲目施救，又造成7人窒息死亡。

正确应对中毒窒息事故

中毒窒息事故发生后，迅速报告矿井调度或矿长；撤离险区应有组织有秩序，最忌惊惶失措、大喊大叫、四处乱窜。撤退路线根据灾害类型和所处位置而定。当发生火灾或爆炸时，位于事故地点的上风侧人员，应迎着风流撤退；位于下风侧时，可佩戴自救器或用湿毛巾捂住口鼻，尽快由捷径绕到新鲜风流中去；如在撤退中遇有爆炸冲击波与火焰袭来时，应背向冲击方向，俯卧在底板或水沟内，以免灼伤；撤退路线阻塞无法通过时，应迅速奔向矿井预置的避难硐室待救。

（三）中毒窒息事故的预防措施

矿井空气中的有害气体对人体“有害”，必须同时具备三个必要的条件，即：空气中存在有毒有害气体，并超过一定的浓度；被吸入人体；对人体作用超过一定时间。只有同时满足这三个条件，才对人体产生危害。因此只要采取措施，避免这三个条件的同时存在，就能达到“无害”的目的。

1、建立完善的机械通风系统

矿井通风的有效进行，可以保证井下工作地点有足够氧气；把井下产生的各种有毒有害气体稀释到无害的程度并排出矿外；给井下工作地点创造良好的气候条件。

完善的通风系统包括：适宜的通风动力设备（扇风机、通风机）；可靠的通风网络；合理的通风构筑物。

目前大多数小型非煤矿山没有实行机械通风；有的虽然安装了风机，也很少开动；有的安装了风机，风井口却没有安装风门或只安装了一扇（应装2扇）风门，还不密封，风流短路；个别的风门还装反向了（应逆风开启）。所有这些，都是需要改进的。

2、正确布置局部通风机及风筒

（1） 掘进工作面和通风不良的采场，应安装局部通风设备。局扇应有完善的保护装置。

（2） 对距离的要求：

① 压入式局部通风：风筒口与工作面的距离应不超过10米；局扇吸入口在贯穿风巷道上风侧，且距独头巷道口应大于10米。

图3-2 压入式局部通风布置示意图

② 抽出式局部通风：风筒口与工作面的距离应不超过5米； 局扇吸入口在贯穿风巷道下风侧，且距独头巷道口应大于10米。

图3-3 抽出式局部通风布置示意图

③ 混合式局部通风：压入风筒口与工作面的距离应不超过10米； 抽出式局扇出风口在贯穿风巷道下风侧，且距独头巷道口大于10m；抽出风筒入风口与压入进风口距离应大于10m，且滞后压入风筒出风口5米以上。

图3-4 混合式局部通风布置示意图

（3）对风筒的要求：风筒应是阻燃材料的风筒；风筒应吊挂平直、牢固，接头严密，避免车碰和炮崩，并应经常维护，以减少漏风，降低阻力。

（4）独头巷道（最少）通风时间：20～30分钟。

3、加强通风管理

（1）主扇应有使矿井风流在l0分钟内反向的措施；通风构筑物（风门、风桥、风窗、挡风墙等）应由专人负责检查、维修，保持完好严密状态。

（2）无贯穿风流通风的采场、独头上山或较长的独头巷道，应设栅栏和警示标志，防止人员进入。

（3）废弃井巷等实施闭坑、封堵；采空区应及时密闭。采场开采结束后，应封闭所有与采空区相通的影响正常通风的巷道；进风风流必须通过采空区，应砌筑严密的通风假巷引流。

（4）加强工作面等主要工作地点有毒气体的检测。

（5）井下炸药库，应有独立的回风道；井下破碎硐室、主溜井等处的污风，应引入回风道。井下机电、维修硐室都应供给新鲜风流。 放射性矿山出风井与人风井的间距，应大于300米。

4、提高职工的安全意识

（1）应熟悉井下通道，了解逃生路线；佩戴劳保用品；不使用明火；进、出井自觉登记。

（2）放炮前应按要求撤离到不会发生炮烟中毒的巷道；放炮以后，应等炮烟排尽后，才进入工作面。

（3）不进入通风不畅、长期停用的盲井，盲巷、采空区、硐室等；工作需要必须通风空气达标以才准进入。

（4）发现人员中毒窒息后，在没有采取有效安全措施的情况下，冒险施救，非常危险，往往造成事故扩大。要设法往事故地点供风，或在新鲜风流处戴上自救器以后，可2人一组进入救人。

（5）正确应对中毒窒息事故。中毒窒息事故发生后，迅速报告矿井调度或矿长；撤离险区应有组织有秩序，最忌惊惶失措、大喊大叫、四处乱窜。撤退路线根据灾害类型和所处位置而定。当发生火灾或爆炸时，位于事故地点的上风侧人员，应迎着风流撤退；位于下风侧时，可佩戴自救器或用湿毛巾捂住口鼻，尽快由捷径绕到新鲜风流中去；如在撤退中遇有爆炸冲击波与火焰袭来时，应背向冲击方向，俯卧在底板或水沟内，以免灼伤；撤退路线阻塞无法通过时，应迅速奔向矿井预置的避难硐室待救。

四、露天矿边坡事故

露天矿山采场边坡管理的好与否，与露天开采的安全有着直接的关系。近些年来，各地中小型露天矿山发展较快，但开采工艺普遍较为落后，人工开采偏多，安全投入不足，边坡管理不善，边坡事故时有发生。

（一）边坡的结构及特点

1、边坡的组成要素

露天矿边坡按其在采场所处的位置不同可分为：底帮边坡（位于矿体底盘一侧的边坡）；顶帮边坡（位于矿体顶盘一侧的边坡）；端帮边坡（位于矿体两端部的边坡）。

台阶是露天矿边坡的基本组成部分，其结构要素见图4-1。

图4-1 露天矿边坡台阶结构要素示意图

台阶的命名一般以平盘的标高来表示，如80m水平。

台阶根据其用途可分为工作平台、安全平台、清扫平台、运输平台等。

最终边坡：指已开采结束到达最终界面而留下的台阶所组成的边坡，其位置一般是固定的。其深度是随着开采深度的增加而不断延伸。

最终边坡角：最终边坡坡面与水平面之间的夹角。

2、边坡的结构

一般来说边坡结构中的基本单元是台阶。最终边坡的一般结构是：在非运输一帮的边坡由几个安全平台加上一个清扫平台组成；在运输帮的边坡由安全平台、清扫平台、运输平台组成，运输平台是根据线路而布入的。由于运输平台往往较安全平台或清扫平台宽，所以在有运输线一帮的边坡角比无运输线一帮的边坡角要缓些。参见图4-3。

图4-3 露天分台阶开采图

（二）我省小型露天采石场开采方法现状

我省小型露天采石场（即年采剥总量50万吨以下，最大开采高度不超过50米的采场） 大部分采用“一面墙”开采、掏底崩落开采和扩壶爆炸开采等开采方式；极少数采石场实现了台阶开采。

“一面墙”开采由于边坡上没有安全凿岩作业平台，作业人员长时间在边坡上使用安全绳、安全带“猴子式”作业，行走不方便，处理边坡危石不方便、不安全。“掏采”会在台阶底部形成伞檐体、空洞，作业人员难以注意上方松散矿岩的滑移与滚落。因此边坡高空坠落事故、物体打击事故、坍塌事故仍然多发。

2006年8月7日11点，湖南省宁乡县道林镇金星矽砂矿放完炮，天降大雨， 6人到采场的“伞檐”下避雨。雨越下越大，雨水、泥巴和石头接连往下掉，其中3人见情况较危险，冒雨离开；另3人继续躲雨。在雨水的作用下，“伞檐”坍塌，3人被埋遇难。

2010年10月29日8时，凤凰县禾库镇新湾村骑马寨张老生采石场由于挖掘底部造成悬空，加上爆破震动，引起上方悬空岩石脱体坍塌事故，共造成4人死亡，1人受伤。

（三）边坡事故预防的措施

一般来说，边坡事故的预防措施有如下几个方面：

1、“采剥并举，剥离先行”；从上到下，分台阶开采。严禁 “一面墙”的开采方式，严禁“扩壶”、“掏采”的作业行为。

2、确定合理的台阶高度和平台宽度；正确选择台阶坡面角和最终边坡角；选用合理的开采顺序和推进方向。这些参数是由设计确定的。

3、小型露天采石场首先应当采用台阶式开采。不能采用台阶式开采的，应当自上而下分层顺序开采。详见图4-4。

图4-4 露天矿山分层开采结构示意图

自上而下分层顺序开采是目前在不分台阶开采的情况下能够保证开采安全的唯一可行的开采方式。由于该开采方式不分台阶，可以省去上山公路的修筑，节省大量的投资，适合小型露天采石场规模小、采掘设备简单、赢利能力弱的特点。同时由于该开采方式设有分层凿岩平台，与在坡面上凿岩相比，可保证凿岩作业安全。

4、合理进行爆破作业，减少爆破震动对边坡的影响。坚持打下向孔或倾斜炮孔，避免边坡形成伞檐状和空洞。在接近边坡地段尽量不采用大规模的齐发爆破，可以采用微差爆破、预裂爆破、减震爆破等控制爆破技术，减少对边坡的破坏。禁止抛掷爆破。

5、建立健全边坡管理和检查制度。注重边坡的检查和问题的处理工作；做好疏干排水、雨季边帮、采场的安全工作；创造条件，实行边坡监测与预报。

6、规范矿工的行为：新矿工应接受不少于40小时的安全教育，并经考试合格；矿工应遵守本岗位（工种）的安全技术操作规程。

进入采石场的必须佩带安全帽。在距地面超过2米或者坡度超过30度的坡面上作业时，应当系安全绳或者安全带。安全绳应当拴在牢固地点，不与他人同时使用一条安全绳。

作业前和作业中以及每次爆破后，应进行安全检查，发现工作面有裂痕、浮石、危岩和伞檐体可能塌落时，必须迅速进行处理。处理时要有可靠的安全措施，受到威胁的作业人员和设备要撤到安全地点。

不站在危石、浮石上及悬空作业；不在同一坡面上下垂直方向双层作业；不在边帮底部休息及停留；不站在铲车车斗内作业；遇有六级以上强风时，不在高处作业。

结 语

本堂课介绍了非煤矿山常见的几种安全事故，初步分析了发生事故的原因，阐明了防范事故的措施，对矿山从业人员的个人行为提出了安全要求。我们认为，重视安全，增强安全意识，提高广大矿工的安全素质是预防矿山事故的根本；可靠的安全设施，完善的安全管理，健全的安全措施是遏制矿山事故的保证；非煤矿山安全事故是可以预防的，发生灾害的环境条件是能够控制的。

本期专家 / 文际坤

国家注册咨询工程师、 国家注册采矿工程师、高级地质工程师、高级职业经理人、湖南省安全生产专家委员会专家、湖南省国土资源厅矿山环评专家。现任职于湖南第一工业设计研究院(原煤炭工业部长沙设计研究院)，长期从事矿山水文地质、“三下一上”开采、开采沉陷与损害的科研和设计工作。曾荣获全国煤炭协会（部级）工程咨询成果二等奖一次，湖南省工程咨询成果一等奖两次。

■责任编辑 林 洁