云南巨星安全技术有限公司（云南巨星注安师事务所有限公司） 云南昆明 650106
摘要：通过对近年陆续出台的国家相关文件、行业标准及近年非煤矿山事故类型进行分析，推断非煤地下矿山关键系统及安全风险，通过强化关键系统的安全管理及实施技术对策措施，降低或消除井下作业风险，提升非煤地下矿山安全生产条件，最大限度遏制重特大事故发生。
关键词：非煤矿山；地下矿山；关键系统；事故风险；防范措施；安全管理
前言：在非煤矿开采中，地下矿山事故频发，各生产系统的安全管理及有效运行是其中的重点工作，只有保证各生产系统的安全运行，确保井下正常生产与作业人员安全，才能为我国非煤矿山行业发展提供保障，保证非煤矿产资源产量与安全运行。对非煤地下矿山近年发生事故及各系统对照判定标准进行分析得提出关键系统及风险、控制措施，为非煤地下矿山安全管理、最大限度的遏制重特大事故发生提供借鉴。
1 非煤地下矿山生产工艺简介
非煤地下矿山主要生产工艺包括掘进、开拓、采准；其中掘进工艺包括探放水、凿岩爆破、锚喷支护；开拓工艺包括探放水、凿岩爆破、支护；采准工艺主要为锚网支护、凿岩爆破、铲装运输、有轨（无轨）运输、破碎、皮带运输、提升系统、通风排水等。
2 非煤地下矿山生产系统组成及可能出现的事故风险分析
非煤地下矿山生产系统主要包括：总平面布置、采掘系统、提升运输系统、防排水系统、防灭火系统、通风系统、民爆物品管理系统、安全避险“六大”系统、排土场、供配电系统、辅助生产设施等。生产系统主要危险源分析如下：
1）矿山总平面布置在设计、建设及生产过程中，存在如下问题，构成重大危险源。
（1）矿山安全出口不符合国家标准、行业标准或者设计要求，构成重大危险源。
（2）相邻矿山的井巷相互贯通，火灾时导致火灾烟气蔓延至其他矿山，水灾时可能造成水淹没其他矿山。
（3）井口标高在当地历史最高洪水位1米以下，未采取相应防护措施，可能造成淹井事故。
（4）相邻矿山开采错动线重叠是指在两个矿山的开采错动线有交集，形成一个互相影响的区域，相互作业可能造成矿山中段塌陷、爆破伤害事故。
（5）矿山开采错动线内的地表区域随着开采活动的进行会出现不同程度的下沉和塌陷，相应区域的居民村庄、设备设施未搬迁，巨大的安全风险，
2）采掘系统在掘进、开拓运输及采场存在如下问题，构成重大危险源。
（1）巷道或采场顶板未按设计采取支护措施易导致巷道或采场顶板因支护形式不当或强度不够而引发冒顶片帮事故
（2）采场安全出口不符合国家标准、行业标准或者设计要求，对发生紧急情况的逃生、疏散、救援产生严重影响，构成重大危险源。
（3）主运输巷道采用木支护、矿山存在集中铲装作业时人工装卸矿岩、主要无轨运输巷道采用人力或畜力运输矿岩、空场法采矿（无底柱采矿法）采场内人工装运作业、横撑支柱采矿法等国家明令禁止使用的材料、工艺。
（4）擅自开采各种保安矿柱或者其形式及参数劣于设计值；自燃发火矿床用于隔离火区的防火矿柱、为防止水、流沙突然涌入的防水隔离矿柱、以及相邻两矿山之间留设的隔离矿柱。
（5）未按照设计要求对生产形成的采空区进行处理，导致严重的人员伤亡和重大财产损失。
3）提升运输系统存在如下问题，构成重大危险源。
（1）竖井和斜井提升系统的提升装置、各种安全保护装置、闭锁联锁系统及装置等应按照要求由有资质的检测检验机构按规定的周期进行定期试验或者检测检验，未按要求检验可能造成提升系统各装置失效无法确定而运行，造成造成坠罐、矿车坠井、跑车等事故。
（2）矿山专门用于运输人员、炸药、油料的无轨胶轮车使用的干式制动器等国家明令禁止使用的设备。
（3）矿山提升系统存在使用国家明令禁止使用的设备、材料。
4）防排水系统可能出现下列情况，构成重大危险源：
（1）排水系统存在排水泵数量少于3台、工作水泵排水能力低于设计要求、除检修泵之外的水泵排水能力低于设计要求、井筒排水管路少于2条、井筒排水管路排水能力低于设计要求，导致排水能力降低，即为重大生产安全事故隐患，可能造成淹井事故。
（2）水文地质类型为中等及复杂的矿井没有设立专门防治水机构、配备探放水作业队伍或配齐专用探放水设备。
（3）在突水威胁区域或可疑区域进行采掘作业，未进行探放水。
（4）水文地质类型复杂的矿山，防水门设置有下列情形之一的，即为重大生产安全事故隐患：防水门设置所在的位置与设计不一致；防水门设防水头高度低于设计。
5）防灭火系统
矿山有自燃发火危险的矿山，未按照国家标准、行业标准或设计采取防火措施，构成重大危险源。
6）通风系统
（1）矿井未按照设计设置主通风机、主通风机未按规定配备具有相同型号和规格的备用电动机，或配备了但没有能迅速调换电动机的设施、主通风机风量低于设计要求、主通风机正常情况下未连续运转，或者发生故障、需要停机检查时，未立即向调度室和主管矿长报告、未通知所有井下作业人员和多级机站通风的未按设计设置各级风机站及主要通风机为离心式风机，未设置专用的反风巷道。紧急情况不能满足通风安全要求，引发中毒窒息事故，故判定为重大事故隐患。
（2）矿山局部通风使用非矿用局部通风机和非阻燃风筒等国家明令禁止使用的设备、材料。
7）民爆物品管理系统
民爆物品储存、领取、发放、运输、使用过程中未严格执行《爆破安全规程》（GB6722-2014）的规定，可能造成火药爆炸事故。
8）安全避险“六大”系统
（1）未配齐具有矿用产品安全标志的便携式气体检测报警仪和自救器，判定为重大生产安全事故隐患。
（2）矿山使用ZH15隔绝式化学氧自救器、一氧化碳过滤式自救器等国家明令禁止使用的设备。
9）供配电系统存在如下情况可能构成重大危险源。
（1）一级负荷没有采用双回路或双电源供电的，或者单一电源不能满足全部一级负荷需要的，一旦出现电力中断对井下作业人员可能造成混乱、中毒窒息等事故，即为重大生产安全事故隐患。
（2）矿山使用非阻燃电缆（含强、弱电）国家明令禁止使用的设备、材料和工艺。
（3）地面向井下供电的变压器或井下使用的普通变压器采用中性接地，可能引发触电事故，即判定为重大生产安全事故隐患。
10）生产辅助设施
供气设备及安全阀、压力表等安全设施未定期检测使用，可能引发容器爆炸事故。
检修中特种作业、空压机等特种设备操作无证上岗，可能引发触电、压力容器爆炸等事故。
矿山破碎料仓、消防水池、化粪池等有限空间作业未采取有效管控措施及实施、应急救援中未严格执行监护、抢险方案可能造成中毒窒息、物体打击和机械伤害事故。
11）安全管理系统
（1）新、改、扩建安全设施、职业卫生设施“三同时”管理不符合国家法律法规要求，即投入使用的。
（2）未建立矿山顶板管理制度；凿岩过程中顶板检查、问题消缺不够；未定期开展主巷道、掘进、采准作业面的顶板巡查及消缺；及时跟踪落实情况及记录，可能造成冒顶坍塌事故。
（3）采空区封闭、检查未验收及台账建立；未定期开展采空区排水、安全状况排查及记录。
（4）未按设计设置地压观测设施并定期观测分析及提出对策措施；未编制采掘计划，掘进施工及安全方案编制及监督执行；未编制爆破设计及凿岩作业计划，凿岩检查、验收和爆破作业实施及验收执行不严；未及时=填绘图，现状图与实际严重不符，具有严重地压条件，未采取预防地压灾害措施等构成重大危险源。
（5）新员工入厂、离矿、相关方员工及出入井管理不完善；作业人员未进行安全交底。
（6）井下排水、通风、供风、‘六大’救援系统设备、防雷设施未定期检验及日常维护；井下设备检修未制定计划、检修方案和落实安全措施。
（7）爆破、动火、临时用电、有限空间等许可作业未执行制度、安全措施制定及审批、现场监控、应急救援，完成后审批手续未归档。
（8）未制定隐患排查及治理制度、未按制度实施隐患排查及消缺；未按风险管控及隐患排查治理要求网上上传排查及治理情况。
（9）未建立相关方台账及实施资质初始审核、定期安全绩效评审；未签订安全管理协议及定期监督检查、考核、兑现奖惩；未开展对相关方安全管理、现场作业、工作进度不定期检查及开具整改建议。
（10）应急预案未编制、评审、备案、发布；应急预案演练及频率不符合法规要求；应急物资未定期维护及管理；未开展应急救援人员及现场作业人员培训。
（11）未对新员工（含相关方）“三级”安全教育培训；从业人员复岗、离岗培训、从业人员复训未实施；主要负责人、安全管理人员未开展取证培训及复训；特种作业及特种设备操作人员取证未开展培训及复训；“四新”（新设备、新工艺、新材料、新技术）人员未开展培训合格上岗。
3 非煤地下矿山关键系统事故分析及控制措施
根据《企业伤亡事故分类》（GB6441—1986）进行事故分类，综合考虑起因物、引起事故的诱导性原因、致害物、伤害方式等，将事故分为20 类，其中物体打击、车辆伤害、机械伤害、触电、淹溺、火灾、高处坠落、坍塌、冒顶片帮、透水、放炮、火药爆炸、中毒和窒息、其他伤害等为非煤地下矿山常见事故类型。根据原国家安全生产监督管理总局《2017年全国非煤矿山生产安全事故统计分析报告》显示：全国共发生非煤矿山事故407起，死亡484人，其中发生冒顶坍塌事故125起、死亡140人，事故起数、死亡人数均居第一位，分别占总数的30.7%和28.9%；中毒窒息事故20起、死亡48人，分别占总数的4.9%和9.9%；边坡垮塌事故28起、死亡38人，分别占总数的6.9%和7.9%；爆炸事故12起、死亡16人，分别占总数的2.9%和3.3%；透水事故3起、死亡10人，分别占总数的0.7%和2.1%；坠罐跑车事故2起、死亡3人，分别占总数的0.5%和0.6%；尾矿溃坝事故1起、死亡3人，分别占总数的0.2%和0.6%；火灾事故2起、死亡2人，分别占总数的0.5%和0.4%，具体见图1、图2；而在2017年较大事故统计分析中中毒和窒息事故发生6起、死亡31人，分别占较大事故总数的40.0%和49.2%；透水事故3起、死亡12人，分别占较大事故总数的20.0%和19.0%，冒顶垮塌事故2起、死亡6人，分别占较大事故总数的13.3%和9.5%。具体见图3：
图3 2017年非煤矿山较大事故十类事故分析图
根据分析报告推断中毒窒息、冒顶片帮、坍塌、爆炸、透水、坠罐跑车、火灾为非煤地下矿山主要事故类型，而这些事故集中发生在采掘、提升运输、通风、排水及井下辅助生产等关键系统；因此根据《标本兼治遏制重特大事故工作指南》（国务院安委 办〔2016〕3号）对安全风险管控分级要求，强化关键系统的安全管理，降低或减少事故风险，冒顶片帮、坍塌、中毒窒息、爆炸、透水等事故发生在采掘、通风、排水系统，坠罐跑车事故主要发生在提升运输系统，火灾事故主要发生在供电、检修等辅助生产系统。因此分别对采掘系统、通风系统、提升运输系统、排水系统、辅助设施系统发生的事故建议采取防范措施如下：
一、中毒窒息事故的防范措施
一是健全通风管理机构或配备专职通风技术人员和测风、测尘人员，通风作业人员须经专门的安全技术培训并考核合格，持证上岗。
二是按设计安装主要通风机，并设置风门、风桥等通风构筑物，形成完善的机械通风系统；独头采掘工作面和通风不良的采场应安装局部通风机，严禁使用非矿用局部通风机和禁用的阻燃风筒，严禁无风、微风、循环风冒险作业。
三是通风机应安装开停传感器，主要通风机应安装风压传感器，回风巷应设置风速传感器；为从事井下作业的每一个班组配备便携式气体检测报警仪，人员进入采掘工作面之前，检测有毒有害气体浓度，出现报警严禁进入。
四是废弃矿井、采空区和井下废弃巷道要及时封闭，并设置明显的警示标志。
五是各采掘工作面（用风地点）之间不应采用不符规定的串联通风，污风不得进入有人作业的地点。
六是提升应急能力。每一位入井人员应配备自救器，并确保随身携带；井下主要通道明确标示避灾路线，确保安全出口畅通；制定中毒窒息事故现场处置方案，定期对入井人员进行通风安全管理和防中毒窒息事故专题教育培训，开展防中毒窒息事故应急演练；发生中毒窒息事故后，采取有效的通风措施，并立即启动应急预案，严禁擅自或盲目施救。
二、冒顶坍塌事故的防范措施
一是建立、落实顶板分级管理制度，确保井下检查井巷和采场顶帮稳定性、撬浮石、进行支护作业的人员经专门的安全技术培训并考核合格，持证上岗；回采作业前，应实施“敲帮问顶”，处理顶板和两帮的浮石，确认安全方准进行作业；处理浮石时，应停止其他妨碍处理浮石的作业，严禁在同一采场同时凿岩和处理浮石；发现冒顶预兆，应停止作业进行处理，发现大面积冒顶危险征兆，应立即通知井下人员撤离现场，并及时上报。
二是工程地质复杂、有严重地压活动，以及开采深度超过800米的地下矿山要建立并严格执行采空区监测预报制度和定期巡查制度；设专人负责地压管理，应建立地压监测系统，实时在线监测，发现大面积地压活动预兆，应立即停止作业，将人员撤至安全地点；地表塌陷区应设明显标志和栅栏，通往塌陷区的井巷应封闭，严禁人员进人塌陷区和采空区。
三是新建地下矿山首先要选用充填采矿法，不能采用的要经过设计单位或专家论证，并出具论证材料。
四是严格按安全设施设计或《安全规程》的相关要求进行支护，主要井巷（即开拓、采准巷道）严禁使用木支护。
五是严格按设计断面施工，严禁擅自扩大断面，造成空顶面积过大的问题。
六是严格按设计留设矿柱，禁止回采前开采矿柱。
三、透水事故的防范措施
一是调查核实矿区范围内的其他矿山、废弃矿井（露天开采废弃采场）、老采空区、积水区、含水层、岩溶带、地质构造等详细情况，填绘矿区水文地质图；摸清矿井水与地下水、地表水和大气降水的水力关系，预判透水的可能性；对积水的不安全地带，留设防水矿柱，尺寸由设计确定。水害严重的矿井，在中央变电所或泵房还应设置防水门。在掘进工作面发现透水预兆，及时采取应急措施及撤出受水威胁人员。
二是查清矿区及附近地表水流系统和汇水面积、积水区和疏水能力、当地历年最高洪水位（1米）。
三是地面塌陷、裂缝区的周围应设截水沟或栏水围堤。
四是按照设计和《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）建立排水系统，加强对排水设备的检修、维护，确保排水系统完好可靠。
五是健全防治水组织机构和工作制度，严格按照“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的水害防治原则，编制探放水设计，落实“防、堵、疏、排、截”综合治理措施；水害隐患严重的矿山成立防治水专门机构，配备专用探放水设备，建立专业探放水队伍，排水作业人员必须经专门的安全技术培训并考核合格，持证上岗。
六是完善透水事故应急救援预案，水文地质情况复杂的矿井按照要求建设紧急避险设施，并配备大功率水泵等排水设备；加强对作业人员的安全培训和透水事故应急救援预案的演练，提高应对透水事故的能力；严禁相邻矿井井下贯通，严禁开采隔水矿柱等各类保安矿柱。
四、爆炸事故的防范措施
一是从事爆破作业的人员经专门的安全技术培训考核合格上岗。
二是井下炸药库的建设、通风、贮存量、消防设施等符合设计要求，严格执行爆破器材入库、保管、发放、值班值守和交接班等管理制度，严禁非工作人员进入炸药库；严禁在井下炸药库30米以内的区域进行爆破作业，在距离炸药库30～100米区域内进行爆破时，禁止任何人在炸药库内停留。
三是爆破材料专车运送，严禁用电机车或铲运机运送爆破材料，严禁炸药、雷管同车运送，严禁在井口或井底停车场停放、分发爆破材料；严禁使用干式摩擦制动的运输车辆运输爆破器材；井下工作面所用炸药、雷管应分别存放在加锁的专用爆破器材箱内，严禁乱扔乱放；爆破器材箱应放在顶板稳定、支护完整、无机械电器设备的地点，起爆时应将爆破器材箱放置于警戒线以外的安全地点；当班未使用完的爆破材料，应在当班及时交回炸药库，不得丢弃或自行处理。
四是矿山爆破工程应编制爆破设计书或爆破说明书，制定爆破作业安全操作规程；严格按照作业规程进行打眼装药，严禁边打眼、边装药，边卸药、边装药，边联线、边装药；严禁用爆破方式破碎石块；要积极采用非电起爆技术。爆破作业外委的应聘用专业爆破队伍实施，保证作业单位、资质等级符合国家法律法规要求。
五、坠罐跑车事故的防范措施
一是建立健全提升运输设备设施安全管理制度，提升机司机、信号工等特种作业人员经专门的安全技术培训并考核合格，持证上岗。
二是新、改或者扩建地下矿山使用已取得矿用产品安全标志的提升运输设备，用于提升人员的竖井应优先选用多绳摩擦式提升机；淘汰非定型罐笼、φ1.2米以下（不含φ1.2米）用于升降人员的提升绞车、KJ、JKA、XKT型矿井提升机、JTK型矿用提升绞车，严禁使用带式制动器的提升绞车作为主提升设备。
三是罐笼、安全门、摇台（托台）、阻车器应与提升机信号实现连锁，提升信号应与提升机控制实现闭锁；提升矿车的斜井要设置常闭式防跑车装置；斜井上部和中间车场要设阻车器或挡车栏，斜井下部车场要设躲避硐室，倾角大于10°的斜井要设置轨道防滑装置，斜井人车要装设可靠的断绳保险器，每节车厢的断绳保险器应相互连结，各节车厢之间除连接装置外还应附挂保险链。
四是提升机、提升绞车、罐笼、防坠器、斜井人车、斜井跑车防护装置、提升钢丝绳等主要提升装置，要由具有安全生产检测检验资质的机构定期进行检测检验；严格按照《金属非金属矿山安全规程》，加强提升运输系统维护保养和日常安全检查，发现隐患要立即停用，及时整改，严防提升设备带病运转；健全档案管理制度，将检查结果和处理情况记录存档；严禁超员、超载、超速提升人员和物料。
六、火灾事故的防范措施
一是新建和改扩建矿井要使用具备阻燃特性的动力线、照明线、输送带、风筒等设备设施，生产矿井要严格落实《国家安全监管总局关于发布金属非金属矿山禁止使用的设备及工艺目录（第一批）的通知》（安监总管一〔2013〕101号）要求。
二是井下切割、焊接等动火作业应制定安全措施，并经矿长签字批准后实施；严禁在井下吸烟，严禁违规使用电器，严禁使用电炉、灯泡等进行防潮、烘烤、做饭和取暖。
三是井下各种油品应单独存放在安全地点，并严密封盖，柴油设备或油压设备一旦出现漏油，要及时处理。四是完善井下消防系统。要按照有关规定设置地面和井下消防设施，并要有足够可用的消防用水；要制定火灾事故现场处置方案，并定期进行演练。
4 结束语
在非煤矿山井下采矿工作中对于采掘、通风、提升运输、排水、辅助设施等关键系统安全工作应高度关注与重视，强化管理和各项防范措施的落实。作业及管理人员对于关键系统的安全管理应采取不同监管和技术措施，最大限度的降低重大事故风险。除此之外，政府以及矿山企业等相关部门认识及管控关键系统事故风险，将事故风险控制可控范围，为我国矿山企业的发展以及开采行业的进步打下良好基础，为我国社会的发展创造更多经济效益。
参考文献：
[1]原国家安全生产监督管理总局.《2017年全国非煤矿山生产安全事故统计分析报告》.2017年12月.
[2]《关于严防非煤矿山十类生产安全事故的通知》（安监总管一〔2014〕48号）