矿山事故隐患识别与防控
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十、危险源的分类

(一)按时间分类

包括过去、现在、将来三种时态,即过去遗留的风险因素,现有的活动存在的风险因素以及计划中的活动或服务中可能产生的风险因素。

(二)按严重程度分类

包括正常、异常、紧急情况,正常情况是指正常生产或工作状态;异常情况是指在生产活动试运行、停开工、检修以及发生故障时的情况;紧急情况是指火灾、爆炸等不可预见何时发生,可能带来重大风险的情况。

(三)按危害类型分类

(1)机械危害 指造成人体挫伤、扎伤、压伤、倒塌压埋伤、割伤擦伤、刺伤、骨折、撕脱伤、扭伤、切割伤、冲击伤等危害。

(2)物理危害 指造成人体辐射操作、冻伤、烧伤、烫伤、中暑等危害。

(3)生物性危害 指病毒、有害细菌、真菌等生物对人体造成的发病、感染等危害。

(4)人机工程危害 指不适宜的作业方式、作息时间、作业环境等引起的人体过度疲劳危害。

(5)化学危害 指各种有毒有害化学品的挥发、泄漏所造成的人员伤害及设备损坏等危害。

(6)行为性危害 指不遵守安全法律法规,违章指挥、违章作业、违反劳动纪律所造成的人员伤害、设备损坏等危害。

(四)按危险源在事故中的作用分类

根据危险源在事故发生、发展中的作用,把危险源划分为两大类,即第一类危险源和第二类危险源。

1.第一类危险源

把系统中存在的、可能发生意外释放而伤害人员和破坏财产的能量源、能量载体或有毒、有害、危险物质称作第一类危险源。

现实世界中充满了能量,既充满了危险源,也充满了发生事故的危险。根据能量意外释放论,事故是能量或危险物质的意外释放,作用于人体的过量的能量或干扰人体与外界能量交换的危险物质是造成人员伤害的直接原因。一般地,能量被解释为物体做功的本领。做功的本领是无形的,只有在做功时才显现出来。因此,实际工作中往往把产生能量的能量源或拥有能量的能量载体以及产生、储存危险物质的设备、容器或场所看作第一类危险源来处理。例如,高处作业的势能;带电导体上的电能;行驶车辆的动能;噪声的声能;激光的光能;高温作业及剧烈反应工艺装置的热能。

在工业企业生产过程中,比较常见的第一类危险源主要有:

(1)产生、供给能量的装置、设备。产生、供给人们生产、生活活动能量的装置、设备是典型的能量源。例如变电所、供热锅炉等,它们运转时供给或产生很高的能量。

(2)使人体或物体具有较高势能的装置、设备、场所。使人体或物体具有较高势能的装置、设备、场所相当于能量源。例如起重、提升机械、高差较大的场所等,使人体或物体具有较高的势能。

(3)能量载体 拥有能量的人或物。例如运动中的车辆、机械的运动部件、带电的导体等,本身具有较大能量。

(4)一旦失控可能产生巨大能量的装置、设备、场所。一些正常情况下按人们的意图进行能量的转换和做功,在意外情况下可能产生巨大能量的装置、设备、场所。例如强烈放热反应的化工装置,充满爆炸性气体的空间,矿山井下炸药库等。

(5)一旦失控可能发生能量蓄积或突然释放的装置、设备、场所。正常情况下多余的能量被泄放而处于安全状态,一旦失控时发生能量的大量蓄积,其结果可能导致大量能量的意外释放的装置、设备、场所。例如各种压力容器、受压设备,容易发生静电蓄积的装置、场所等。

(6)危险物质 除了干扰人体与外界能量交换的有害物质外,也包括具有化学能的危险物质。具有化学能的危险物质分为可燃烧爆炸危险物质和有毒、有害危险物质两类。前者指能够引起火灾、爆炸的物质,按其物理化学性质分为可燃气体、可燃液体、易燃固体、可燃粉尘、易爆化合物、自燃性物质、忌水性物质和混合危险物质8类;后者指直接加害于人体,造成人员中毒、致病、致畸、致癌等的化学物质。

(7)生产、加工、储存危险物质的装置、设备、场所。这些装置、设备、场所在意外情况下可能引起其中的危险物质起火、爆炸或泄漏。例如炸药的生产、加工、储存设施,化工、石油化工生产装置等。

(8)人体一旦与之接触将导致人体能量意外释放的物体。物体的棱角、工件的毛刺、锋利的刃等,一旦运动的人体与之接触,人体的动能意外释放而遭受伤害。

2.矿山主要的第一类危险源

矿山生产过程中存在着许多可能导致矿山伤亡事故的潜在的不安全因素,即矿山危险源。矿山危险源的主要特征是,具有较高的能量,一旦导致事故,往往造成严重伤害,并且在同一作业场所有多种危险源存在,而对这些危险源的识别和控制都比较困难。表2-6列出了我国矿山伤亡事故按类别的大致分布。由表2-6可以看出,在各类矿山事故中,冒顶片帮及车辆伤害所占比重最大,其次是瓦斯煤尘爆炸、中毒和窒息、机械伤害、高处坠落及触电等。进一步的统计表明,冒顶片帮是地下矿山的主要伤害事故类型;车辆伤害是露天矿山的主要伤害事故类型。在金属非金属矿山中,除了一般不存在瓦斯爆炸危险之外,其他类别事故危险都不同程度地存在。

表2-6 各类矿山事故伤亡人数比例

针对矿山伤亡事故发生情况,可以列举矿山主要的第一类危险源如下:

(1)危险岩体和构筑物 可能发生岩体(或矿体)局部冒落、大面积岩体移动或边坡垮落等现象发生的岩体统称为危险岩体。危险岩体的存在主要取决于岩石的物理力学性质、地质赋存条件及采掘技术条件等。一旦发生坍塌、损毁可能带来严重后果的构筑物称为危险构筑物。矿山危险岩体和构筑物有如下几种情况:

①危险顶板 矿井巷道或采矿场的顶板及侧帮,受采掘影响而岩体应力重新分布后,个别地段可能冒顶片帮。通常冒顶片帮和坍塌事故死亡人数占矿山事故死亡人数的40%。

②大面积空区 采矿后空场不做处理的矿山或空场处理不好的矿山,当空区面积过大时可能引起大规模岩体移动,破坏矿井运输、通风系统,造成地表陷落,并可能造成人员伤亡。

③危险边坡 露天矿边坡角不当、岩石松散、涌水量大及开拓开采工艺不合理等,可能导致边坡塌落、滑倒和倾倒,掩埋人员和设备。

④危险构筑物 矿区内一些构筑物,如尾矿库等,一旦塌垮将直接威胁人员生命安全。

(2)爆破材料 矿山生产中广泛利用炸药爆炸释放出的能量破碎矿岩。炸药是一种危险物质,在使用、储存、运输及制造过程中稍有不慎,就很容易发生意外爆炸事故。矿用炸药还是一种可燃性物质,遇火源燃烧时产生大量有毒有害气体,使人员中毒。矿山生产中可能引起炸药意外爆炸、燃烧的能量有以下几种:

①机械能 冲击、摩擦或挤压等机械能,如凿岩时打残眼使残留的雷管、炸药爆炸,运输雷管、炸药过程中的冲击、震动或摩擦等,可能引起意外爆炸。

②热能 明火、吸烟或过热物体等热源可能引爆雷管、炸药或引燃炸药。

③电能 电能会引爆电雷管。矿山井下存在的杂散电流、输送炸药过程中产生的静电,以及雷电是可能引起意外爆炸的电能的主要形式。

④爆炸能 雷管、炸药爆炸的爆轰波可能引爆一定距离范围内的雷管、炸药。

为保证爆破安全,必须采取措施消除或控制上述能量。

(3)矿井水与地表水 矿井水与地表水可能导致矿井透水、淹井事故;地表水可能淹没露天矿坑;一些泥石流多发的山区,泥石流可能毁坏矿区设施,伤害人员及影响生产。

(4)可燃物集中的场所 可燃物是矿山火灾发生的必要因素之一。可燃物集中的场所,往往存在着发生矿山火灾的危险性。

(5)高差较大的场所 矿井中的竖直井巷或倾斜井巷,露天矿中的台阶等高差较大的场所,人员或物体都具有较大的势能。当人员具有的势能释放时,可能发生坠落或跌落事故;当物体具有的势能转变为动能时,可能击中人体发生物体打击事故。

(6)机械与车辆 矿山生产中利用各种机械和车辆。机械的运动部分、运行的车辆都具有较大的动能,人员不慎与之接触可能受到伤害。竖井和斜井提升系统可能失控发生蹾罐、跑车等严重事故。

(7)压力容器 作为矿山主要动力源之一的空气压缩机的附属设备等压力容器,由于某种原因可能在内部介质压力下破裂,发生物理爆炸而造成人员伤亡及财产损失。

(8)电气系统及电气设施 由于矿山生产作业环境较差、工作面经常移动、设备频繁启动等原因,容易发生供电系统和电气设备绝缘破坏、接地不良等故障,使人员触电而受到伤害。

3.影响第一类危险源危害后果的因素

第一类危险源的危险’性主要表现为导致事故而造成后果的严重程度方面。第一类危险源危险性的大小主要取决于以下几方面情况。

(1)能量或危险物质的量 第一类危险源导致事故的后果严重程度主要取决于发生事故时意外释放的能量或危险物质的多少。一般地,第一类危险源拥有的能量或危险物质越多,则发生事故时可能意外释放的量也越多。当然,有时也会有例外的情况,有些第一类危险源拥有的能量或危险物质只能部分地意外释放。

(2)能量或危险物质意外释放的强度 能量或危险物质意外释放的强度是指事故发生时单位时间内释放的量。在意外释放的能量或危险物质的总量相同的情况下,释放强度越大,能量或危险物质对人员或物体的作用越强烈,造成的后果越严重。

(3)能量的种类和危险物质的危险性质 不同种类的能量造成人员伤害、财物破坏的机理不同,其后果也很不相同。危险物质的危险性主要取决于自身的物理、化学性质。燃烧爆炸性物质的物理、化学性质决定其导致火灾、爆炸事故的难易程度及事故后果的严重程度。工业毒物的危险性主要取决于其自身的毒性大小。

(4)意外释放的能量或危险物质的影响范围 事故发生时意外释放的能量或危险物质的影响范围越大,可能遭受其作用的人或物越多,事故造成的损失越大。例如,有毒有害气体泄漏时可能影响到下风侧的很大范围。

4.第二类危险源分析

导致约束、限制能量屏蔽措施失效或破坏的各种不安全因素称作第二类危险源,它包括人、物、环境三个方面的问题。

在企业生产过程中,为了利用能量,让能量按照人们的意图在生产过程中流动、转换和做功,就必须采取屏蔽措施约束、限制能量。即必须控制危险源。约束、限制能量的屏蔽应该能够可靠地控制能量,防止能量意外地释放。然而,实际生产过程中绝对可靠的屏蔽措施并不存在。在许多因素的复杂作用下,约束、限制能量的屏蔽措施可能失效,甚至可能被破坏而发生事故。

(1)人的因素 人的因素问题主要是人的不安全行为和人的失误。不安全行为一般指明显违反安全操作规程的行为,这种行为往往直接导致事故发生。例如,不断开电源就带电修理电气线路而发生触电等。人的失误是指人的行为的结果偏离了预定的标准。例如,错误地开启了开关使检修中的线路带电;误开阀门使有害气体泄漏等。人的不安全行为、人的失误可能直接破坏对第一类危险源的控制,造成能量或危险物质的意外释放;也可能造成物的因素问题,使物的因素问题进而导致事故的发生。

(2)物的因素 物的因素问题可以概括为物的不安全状态和物的故障(或失效)。

物的不安全状态是指机械设备、物质等明显地不符合安全要求的状态。例如没有防护装置的传动齿轮、裸露的带电体等。在我国的安全管理实践中,往往把物的不安全状态称做“隐患”。物的故障(或失效)是指机械设备、零部件等由于性能低下而不能实现预定功能的现象。物的不安全状态和物的故障(或失效)可能直接使约束、限制能量或危险物质的措施失效而发生事故。例如,电线绝缘损坏发生漏电,管路破裂使其中的有毒有害介质泄漏等。有时一种物的故障可能导致另一种物的故障,最终造成能量或危险物质的意外释放。例如,压力容器的泄压装置故障,使容器内部介质压力上升,最终导致容器破裂。物的因素问题有时会诱发人的因素问题,人的因素问题有时也会造成物的因素问题,实际情况比较复杂。

(3)环境因素 环境因素主要指系统运行的环境,包括温度、湿度、照明、粉尘、通风换气、噪声、振动和放射等物理环境,以及企业和社会的软环境。不良的物理环境会引起物的因素问题或人的因素问题。例如,潮湿的环境会加速金属腐蚀而降低结构或容器的强度;工作场所强烈的噪声影响人的情绪,分散人的注意力而发生人的失误;企业的管理制度、人际关系或社会环境影响人的心理,可能造成人的不安全行为或人的失误。

第二类危险源往往是一些围绕第一类危险源随机发生的现象,它们出现的情况决定事故发生的可能性。第二类危险源出现得越频繁,发生事故的可能性越大。

5.第一类与第二类危险源的关系

一起事故的发生是两类危险源共同起作用的结果。第一类危险源的存在是事故发生的前提,没有第一类危险源就谈不上能量或危险物质的意外释放,也就无所谓事故。另一方面,如果没有第二类危险源破坏对第一类危险源的控制,也不会发生能量或危险物质的意外释放。第二类危险源的出现是第一类危险源导致事故的必要条件。

在事故的发生、发展过程中,两类危险源相互依存、相辅相成。第一类危险源在事故发生时释放出的能量是导致人员伤害或财物损坏的能量主体,决定事故后果的严重程度;第二类危险源出现的难易程度决定事故发生的可能性的大小。两类危险源共同决定危险源的危险性。第二类危险源的控制应该在第一类危险源控制的基础上进行。与第一类危险源的控制相比,第二类危险源是一些围绕第一类危险源随机发生的现象,它们的控制更困难。见图2-2。

图2-2 第一、第二类危险源与事故的关系