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露天矿山爆破过程中的安全风险管理与控制

廖雪葵 何 松 范国强
  
工程技术探索
2025年21期
新疆中岩恒泰爆破工程有限公司 新疆阿克苏 843000

关键词:露天矿山爆破过程;安全风险管理;控制

摘 要:本文聚焦于露天矿山爆破作业这一高风险领域,深入剖析其安全风险管理与控制的关键环节。鉴于特定区域复杂的地质地貌及恶劣气候条件,详细阐述了从风险识别到应对措施制定的全流程管理策略。通过对高陡边坡稳定性、地质灾害频发等因素的综合考量,探讨了预裂爆破等先进技术在保障作业安全方面的应用原理与实践要点。旨在为露天矿山爆破工程提供一套科学、系统且具针对性的安全风险管控方案,以降低事故发生概率,确保人员与设备安全,推动矿山生产的可持续发展。

露天矿山开采作为矿产资源获取的重要方式,其中爆破作业是核心环节,然而该过程伴随着诸多安全风险。尤其在具备特殊地理与地质条件的区域,如某些矿区呈现出独特的地形走势、复杂的岩层结构以及频繁的自然现象干扰,使得爆破作业的安全风险管理面临更为严峻的挑战。此类环境下,传统的安全管理手段难以满足实际需求,迫切需要建立精细化、专业化的风险管理体系,全面识别潜在风险因素,并采取有效的控制措施,从而保障爆破作业的顺利进行,维护矿山生产的稳定与高效。

一、露天矿山爆破作业风险特征分析

1.复杂地形地貌引发的风险

在特定的露天矿山区域内,地形呈现多样化特点,总体表现为南、北高而中部低,西高东低的槽状形态,沟谷发育程度有限,仅有少数较大冲沟沿煤层走向分布,且水流仅存在于特定季节。这种地形条件下,海拔高度跨度较大,相对高差显著,导致爆破作业面的布置难度增加。高低起伏的地势影响了爆炸能量的传播路径,可能造成局部区域的过度振动或冲击,进而威胁周边设施与边坡的稳定性。同时,不规则的地形使得安全警戒范围的划定变得复杂,增加了无关人员误入危险区域的可能性。

图1 露天矿山地形地貌

2.不良地质条件带来的挑战

该区域的工程地质状况较为复杂,普遍存在非均质软硬岩层相互交错的现象。这种岩层的物理力学性质差异较大,在爆破荷载作用下,不同岩层的变形与破坏规律各异,容易导致应力集中区域的形成,诱发滑坡、崩塌等地质灾害。特别是在高陡边坡地段,岩石的节理裂隙发育,加之长期的风化作用,降低了岩体的整体强度,进一步加剧了边坡失稳的风险[1]。

3.极端气候因素的影响

所在区域地震活动频繁,强降雨天气多发。地震产生的地面震动会叠加爆破振动效应,放大对边坡和地下结构的扰动,可能导致原本稳定的岩体突然发生位移或坍塌。强降雨则会软化岩土体,降低其抗剪强度,同时也会增加孔隙水压力,削弱边坡的稳定性。而且,雨水渗透进入炮孔后,会影响炸药的性能,改变爆炸反应的过程,造成爆破效果不佳甚至拒爆等情况,这些都极大地提高了爆破作业的安全风险。

二、露天矿山爆破安全风险识别体系构建

1.基于现场勘查的风险源排查

针对上述复杂的环境条件,需开展全面细致的现场勘查工作。利用先进的测绘技术和地质勘探设备,精确描绘出作业区域的地形三维模型,标注出高陡边坡的位置、坡度以及可能存在的潜在滑动面。对岩层进行详细的编录,分析各岩层的岩性、厚度、产状及其组合关系,确定软弱夹层和破碎带的分布范围。同时,收集历史气象资料,统计地震发生的频次、震级以及强降雨的时间、强度等信息,将这些因素纳入风险源数据库,为后续的风险评估提供基础数据支持[2]。

2.多维度风险评估指标选取

为了准确量化各类风险的程度,应建立一套涵盖地质、地形、气候等多个维度的风险评估指标体系。对于地质方面,考虑岩体的完整性系数、弹性模量、泊松比等参数来衡量岩体的质量和稳定性;地形维度则关注边坡的高度、坡度、平面曲率等指标;气候因素引入地震烈度、降雨量等级等指标。通过对各项指标赋予合理的权重,采用综合评价方法,如层次分析法或模糊综合评判法,计算出每个风险源的风险等级,以便优先处理高风险区域和关键风险点。

3.动态风险监测机制设立

由于露天矿山爆破作业是一个动态过程,风险状态会随着时间和空间的变化而改变。因此,必须建立实时的风险监测机制。安装高精度的传感器网络,包括测斜仪用于监测边坡的位移变化,应变计监测岩体的受力状态,以及振动传感器监测爆破振动速度和频率。通过数据采集与传输系统,将监测数据及时反馈至监控中心,一旦发现异常数据,立即启动预警程序,通知相关人员采取措施进行调整,实现风险的动态跟踪与管控。

三、露天矿山爆破安全风险控制策略实施

1.优化爆破设计方案

根据风险识别与评估的结果,对爆破方案进行针对性优化。在高陡边坡附近,严格按照减振工艺要求设计炮孔参数,采用预裂爆破技术。依据测量放样确定的开挖轮廓线,合理布置预裂孔,使其间距适中,装药量精准控制。预裂孔应在主爆孔之前起爆,利用先行形成的裂缝阻断主爆孔产生的振动波和应力波向保留岩体传播,有效保护边坡的稳定性。

2.强化施工过程安全管理

在爆破施工过程中,严格执行各项安全规章制度。加强对民爆物品的管理,从审批、采购、运输、押运直至装药环节,实行全程监控,确保炸药的质量可靠,数量准确无误。装药前,再次核对炮孔位置和深度,保证装药结构和堵塞质量符合设计要求。起爆网络采用可靠的起爆器材,并进行严格的导通测试。爆破后,及时进行盲炮处理,按照操作规程排除哑炮,防止迟发性爆炸事故的发生。此外,设置完善的安全警戒标识,安排专人负责警戒,严禁无关人员进入爆破危险区域。

3.加强人员培训与应急演练

提高作业人员的专业技能和安全意识是降低风险的关键。定期组织员工参加安全培训,内容包括爆破理论知识、操作规程、应急处置方法等。邀请专家进行现场授课和技术指导,让员工熟悉各种设备的正确使用方法和维护保养要点。同时,制定详细的应急预案,针对不同类型的事故场景,如边坡坍塌、爆炸物品丢失、火灾等,明确应急响应流程和各部门的职责分工。

结语

露天矿山爆破作业的安全风险管理与控制是一项系统工程,需要综合考虑多种因素,采取一系列科学合理的措施。通过对复杂地形地貌、不良地质条件和极端气候因素的分析,构建完善的风险识别体系,准确找出潜在的风险源。在此基础上,优化爆破设计方案,强化施工过程管理,加强人员培训与应急演练,才能有效地降低安全风险,保障爆破作业的安全进行。

参考文献

[1]曲光泽.露天矿山爆破技术对矿山安全的影响[J].冶金管理,2023,(11):52-54.

[2]曾晟,何旺,刘其兵.露天矿爆破安全评价影响因素与预防研究[J].西部探矿工程,2021,33(12):169-172.

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