龙发煤矿一采区41层左面回采巷道安全控制设计

龙发煤矿一采区41层左面回采巷道安全控制设计前言研究背景及意义安全预控制对象为西山松江监测。松江监测的安全预控制范围是：监测库址选择、尾矿坝稳定性、监测排洪、监测监测、监测安全管理矿井。首先对现有监测的安全现状进行分析，论证是否满足改扩建的条件。然后根据《监测设施施工规范》等技术资料，通过安全预控制的相关方法，将危险有害因素进行安全控制并判断它的危险程度，在安全预控制过程中，预测发生事故的可能性及严重程度，提出消除危险和危害的安全对策措施及建议。研究现状张家荣，刘建林对尾矿库的危害、安全评价方法以及预防措施进行了系统研究。采用事故树分析方法对某尾矿库进行安全评价，结果表明：引起尾矿库溃坝及尾矿泄漏的途径及原因均是多方面的，二者的途径分别为17种和12种，应在实际生产过程中密切关注这些途径，努力排查，加强预控；针对尾矿库可能出现的不同情况制定出科学合理的应对措施，加强事前预控，可减少尾矿库溃坝及尾矿泄漏事故[1]。刘大智认为危害辨识、风险评价和风险控制的策划是职业安全健康管理体系审核规范中的重要要素之一，危害辩识、风险评价又是建立职业安全健康管理体系的基础工作.危害辨识、风险评价的结果对职业安全健康管理体系的方针、目标、管理方案、运行控制、绩效监测等核心要素有重大影响。研究建筑施工企业危害辨识、风险评价的特点和控制，可为建筑施工企业建立、实施和保持职业安全健康管理体系，为咨询和认证机构的相应工作提供参考.王晓东，李小萌，黄海云认为渗流破坏是影响尾矿库稳定性的重要因素之一，对尾矿库工程的渗流进行研究十分必要。以某尾矿库工程为研究对象，通过现场勘察得到了该工程的基本状况，应用ANSYS软件对其副坝的渗流场、超孔隙水压力和渗透破坏情况进行模拟和分析.认为该尾矿库工程存在滑塌、尾矿砂液化及流土渗流破坏的可能，应该对其进行综合治理.并针对该尾矿库工程的治理提出了一些可行性建议[2]。刘银坤，李全明认为因渗流而导致的尾矿库溃坝事故频发，使得对尾矿库的渗流稳定性的研究尤为重要。应用geo-studio软件以渗流理论为基础，建立了某尾矿库扩容并库后的坝体剖面计算模型，对其进行渗流稳定性计算分析。得出坝体在不同工况下的浸润线及流速矢量图，经分析可知该尾矿库不会产生流土、管涌等渗透破坏，为类似尾矿库工程的研究提供借鉴意义[3]。控制程序监测安全控制程序一般包括：前期准备：危险、有害因素识别与分析；划分控制矿井；选择控制方法，进行定性、定量控制；提出安全对策措施及建议；做出安全控制结论；编制安全控制报告；安全控制报告评审等。（1）前期准备明确控制对象和范围，进监测建设项目或监测行现场调查，初步了解监测建设项目或监测状况，收集国内外相关法律法规、技术标准及与控制对象相关的监测数据资料[4]。（2）危险、有害因素识别与分析根据松江监测的库容等别、周边环境及水文地质条件的特点，识别和分析生产过程中危险、有害因素[5]。（3）划分控制矿井根据控制工作需要，按生产工艺功能、生产设备、设备相对空间位置和危险、有害因素类别及事故范围划分矿井。控制矿井应相对独立，具有明显的特征界限，便于进行危险、有害因素识别分析和危险度控制[6]。（4）现场安全调查①针对监测的特点，对照安全生产法律法规和技术标准的要求，采用安全检查表或其他系统安全控制方法，对监测（或选择的类比工程）的各系统及其工艺、场所和设施、设备等进行安全调查。②安全管理机制、安全管理制度等是否适合安全生产，形成了适应于监测生产特点的安全管理模式：③安全管理制度、安全投入、安全管理机构及其人员配置是否满足安全生产法律法规的要求；④不满足安全生产法律法规或不适应监测安全生产的危险隐患有哪些[7]。（5）定性、定量控制选择科学、合理、适用的定性、定量控制方法，对可能导致监测重大事故的危险、有害因素进行定性、定量控制，给出引起监测重大事故发生的致因因素、影响因素和事故严重程度，为制定安全对策措施提供科学依据[8]。（6）提出安全对策措施及建议①安全技术对策措施；②安全管理对策措施。（7）安全控制结论在对控制结果分析归纳和整合的基础上，做出安全控制结论。①监测安全状况综合评述；②归纳、整合各部分控制结果；③监测安全总体控制结论。（8）编制安全控制报告监测安全控制报告是监测安全控制过程的记录，应将安全控制的过程、采用的安全控制方法、获得的安全控制结果等写入安全控制报告。

建设项目概述建设单位概况建设单位简介西山矿业有限公司始建于1997年，选矿厂生产设有粗碎、细碎、筛分和两段磨矿、三段选别的磁选厂。选矿由年产20万t铁精矿生产规模，于2003年改造为年产铁精矿40万t，松江监测按年产铁精矿70万t施工，以选比1：3计算，年处理原矿210万t，年排出尾矿140万t[24]，合尾矿体积量87.5万m3/a。西山矿业选矿厂原有监测位于选矿厂以东约1km的大地沟监测，于2007年5月18日10时溃坝。该监测一时难以恢复生产，西山矿业有限公司提出新建监测接续生产。环绕选厂周边很难找到适于储存尾矿的较大山沟，经现场踏勘，选矿厂以东的松江作为储存尾矿的监测较适宜。经测算，尾矿堆积高度110m仅能储存选矿5年的尾矿排出量。如果尾矿堆积高度186m可以满足贮存选矿10年的尾矿排出量。地理交通位置西山矿业有限公司位于陕西省吴起县岩头乡官地村青河北岸，是一座年产铁精矿70万t的选矿厂。自然环境概况松江监测主沟纵向长度约为600m，沟口较为窄小，是一座窄长的山谷型监测。在松江监测主沟的上游端伸出两条较大的岔沟，岔沟长在600～800m。沟底标高1210m～1260m，两岸山顶标高约1500m，山体高差240m～300m，主沟纵坡平均8%较为平缓。监测区两岸山体岩石裸露，杂树荒草丛生，植被一般，岩石表面呈大块体中风化，库区两岸山体稳定，无不良地质现象。库区两岸山坡坡积层较薄，监测汇水面积为2.91km2，流域长度2.5km，流域的平均坡度为0.156。每年平均降雨量可以达到35cm，多年冻土深度1.20m。场地的标准冻结深度为1.00m。松江监测尾矿处于7º地震区。地质概况工程地质条件（1）地层岩性松江监测区和坝址区现场地层在沟壁、沟底的天然露头的地质调查，探井、探槽开挖，并收集了部分区域地质资料，在勘探范围内，按不同的岩土类型、成因以及岩土特征，可将坝址区地层分为3类，各类岩土的岩性特征分述如下：①碎石土：主要分布在沟谷的底部或两侧，位于现代河床上，为冲洪积的产物，花岗岩为主，一般中密~密实。一般粒径2~5cm，大的直径50.0cm以上，分选性极差，棱角状，充填粗砂砾石等。②碎石土：主要分布在①碎石土的下部，为冲洪积的产物，与①碎石土不同的是层中夹杂有厚度不等的粉土薄层，厚度一般10~20cm，稍密。碎石一般粒径5~8cm，大的直径100.0cm以上，分选性极差，棱角状，充填粗砂砾石。③片麻状花岗岩：主要分布在沟谷的底部，构成沟谷的基底以及监测区和坝肩区的巨大山体，厚度巨大，表层的裂隙非常发育，是区内十分稳定的持力层。饱和抗压强度为41.6Mpa，属于较硬岩。结构面发育2~3组，平均间距0.4~1.0m，结合面结合一般，属于表层裂隙，块状结构，岩体完整程度属于较完整。风化裂隙发育，岩体被切割成岩块，风化程度属于中等。按照以上几个方面的标准划分，岩体基本质量等级划分分类属于Ⅲ类。（2）土体湿陷性控制根据探井在坝区揭穿的场地土分析，场地土不属于湿陷性土，可以不考虑土体湿陷性问题。（3）场地土的渗透性分析根据场地土的实际工程特性和探井开挖的断面进行观察，场地沟谷底表层的碎石土是强透水层，渗透系数K值较大，透水性良好。沟谷底开挖最大深度7.5m，未见到地下水位。水文地质条件所选择的沟谷长约1500m，汇水面积约3.00km，在施工阶段沟内无流水。根据实地调查，除大暴雨后有短暂水流外，其它每年的大部分时间处于干枯状态。依据地形条件并观察汛期洪水在沟壁的冲刷。地下水分布于沟谷内基岩表层的裂隙中，富水性差异较大，受降雨的补给。雨季时在沟谷的底部时有出露，因水量比较小，分布在沟谷底部的松散层中，向下游流动。不良地质现象及场地稳定性根据在监测区和坝址区的地形测量和地面地质调查，监测区和坝址区大部分地段坡角在35～45º，局部有直立和突出的断面，上游地段的地形坡度明显比中下游陡峻的多，个别地段已有明显的不稳定表现。在暴雨季节，在地形坡度大于80º的地段，极易发生如：危岩、崩落、崩塌等。改扩建项目概述西山矿业有限公司选矿厂监测库容计算按年产铁精矿70万t，选矿比1：3，经计算得到年排出尾矿量93.33万m3，需要库容109.80万m3/a。以服务年限20年计，选矿排出尾矿总量1312.5万m3，所需库容2153.43万m3，最终坝高1420m。防洪系统防洪系统采用溢水塔+排水隧洞排水系统施工方案，在尾矿荷重超百米的库区排洪，利用山体的岩体承重。排水主洞总长1021.275m，支洞总长271.670m，排水塔竖井总长度，40m。库区内布置2座直径2m、高度5m的窗口式溢水塔，2座直径3m、高度10m的框架式溢水塔。排水隧洞采用6m2半圆拱断面，100mm厚钢筋混凝土衬砌。安全监测设施西山矿业监测等别为三等库应设置坝体浸润线观测和坝体变形观测设施。[25]

主要危险、有害因素辨识与分析危险源辨识也称为危险有害因素辨识。危险因素是指能对人造成伤亡或对物造成突发性损害的因素，如洪水漫顶等；有害因素是指能影响人的身体健康，导致疾病，或对物造成慢性损害的因素，如洪水、粉尘等[9]。危险、有害因素辨识方法（1）直观经验分析法在其他监测发生过安全事故的前提下，直观经验分析法才可以在控制的监测上，进行使用。①对照、经验法根据相关的法律法规，或者，通过有经验、具有相应资质的安全控制人员，将之前发生过的监测事故与被控制的监测进行对比对照，将控制的具体对象，进行危险、有害因素进行详细识别的方法。②类比法通过与相似性质的工厂或相接近的工作生产条件的相关真实资料进行类推、判断控制企业的或工厂的危险、有害因素。在安全预控制时，针对没有具体的信息内容和其详细的工程资料的情况下，可以通过类比的手段，将相似的企业或工厂资料进行类比[10]。（2）系统安全分析法事故原因分析（1）人的因素表3-1人的因素序号原因内容1负荷超限由于劳累作业，导致体力负荷超限，听力负荷超限，视力负荷超限，无法正常生产操作，导致发生事故2健康状况异常从事禁忌作业，心理异常，情绪异常，过度紧张3冒险心理知道是错误操作，但是认为不会发生事故，所以冒险进行生产作业4辨识功能缺陷感知延迟，辨识错误，其他辨识功能缺陷5行为性危险和有害因素由于指挥人员指挥错误，指挥失误，违章指挥，其他指挥错误，导致配合的人员做出了有伤害性的错误操作，导致事故发生6操作错误由于误操作，违章作业，导致生产过程中发生事故7监护失误在监护过程中，出现失误物的因素表3-2物的因素序号原因内容1淹溺危害该监测存在淹溺危害的场所为尾矿水沉降区等处，虽然监测库内积水虽然不深，但是水面以下均为尾矿砂砾，比较松软，若人或牲畜坠入库内，自救不便，从而导致生命危险2机械伤害排水所用水泵及其它机械设备的外露传动部分（如齿轮、轴、履带等）和旋转运动部分都有可能对人体造成机械伤害3噪声危害噪声与振动主要来源于水泵的噪声，设备在运转中的振动、摩擦、碰撞而产生的机械噪声和电动机等电气设备所产生的电磁噪声4粉尘危害风将尾砂吹起，监测的值班人员吸入大量的矽尘后，可导致矽肺病，严重的可使人的肺部失去功能而窒息死亡。因为这种职业病是不可逆转的，其危害后果更为严重，必须加强预防工环境因素表3-3环境因素序号内容1矿库周围没有进行封闭，如果有人或者家畜调取监测中，无法自救，从而导致生命危险2监测干库区在风季刮风时，尾矿砂被风吹起，是监测周边环境受到影响，容易污染环境3监测未进行防渗处理，如果尾矿砂含有有毒有害物质透过地层，污染库区范围内地下水4洪、暴雨危害：库区修建有防排洪设施，排洪能力完全满足最大洪水要求。因此，该监测出现洪水、暴雨危害的可能性较小。严寒、冰冻、雪灾危害。虽然发生此类危害的可能性不大，但应引起注意管理因素在管理过程中，出现上下级矛盾，不服从命令，不按照规章制度进行生产作业等方面因素。从而导致生产事故。主要危险、有害因素辨识与分析松江监测可能发生的事故主要有以下几种类型：表3-4事故类型序号类型1监测垮坝2洪水漫顶3水位超警戒线4排洪设施损毁5尾矿坝深层滑坡（1）尾矿坝垮坝表3-5垮坝的原因序号原因1子坝堆积坡比不符合施工要求，堆积坡过陡2矿浆沿子坝内坡趾横向流动冲刷子坝内坡；管理不善，不进行交替放矿形成局部集中放矿，矿浆冲刷坝外坡造成坝体坍塌、溃坝3松江监测长期超量蓄水，干滩长度不够4大气降水量短时间内骤增、库周山体发生大面积滑坡、塌方，特大暴雨、库周山体滑坡、塌方导致库水位猛涨出现漫坝事故5矿区发生高于设防烈度的地震，地震造成持力区尾矿液化（2）洪水漫顶发生洪水漫顶的原因主见表3-6。表3-6水漫顶的原因序号1松江监测排水系统施工排水能力低、排水系统淤堵、无排水系统2排水系统施工有缺陷，施工质量达不到规范要求，排水系统损毁；排水管、泄洪塔等发生变形、破损、断裂、倾倒、磨蚀，最大裂缝开展宽度超出允许值，伸缩缝、止水及填充物作用失效，管内淤堵3放矿位置不当，或不均匀放矿，造成水位过高、扇形坡等，最小安全超高和监测的最小干滩长度长期达不到施工和规范要求；用常规子坝拦洪4库区洪水超过施工的设防要求5坝端截水沟损毁，致使山坡雨水冲刷坝肩（3）水位超警戒线水位超警戒线的原因见表3-7。表3-7水位超警戒线的原因序号原因1突降暴雨2破坏或损坏3导致排水能力不足，引发库内水位上涨（4）排洪设施损毁，排洪系统堵塞表3-8排洪事故原因序号原因1导致这样监测内的沉淀水无法正常排出坝外，库内水位增高，超过警戒水位2沉淀水及矿浆通过已损毁、破坏的排洪系统排除坝外，引发监测内滩面、坝体坍塌等，进而引发大的灾难性的事故（5）坝体深层滑坡坝体内部出现变形。主要原因在于尾矿坝在铸造时质量不达标、尾矿坝坝坡太抖，尾矿坝渗润线长期处于超过标准高度的位置。尾矿坝坝体危险、有害因素分析表3-9尾矿坝危险有害因素序号重大危险源判断依据依据内容1库区和尾矿坝上存在未按批准的施工方案进行开采、挖掘、爆破等活动《技术规程》第6.7.2条严禁在库区和尾矿坝上进行乱采、滥挖、非法爆破等2坝体出现贯穿性横向裂缝，且出现较大范围管涌、流土变形，坝体出现深层滑动迹象《技术规程》第8.2条坝体出现贯穿性横向裂缝，且出现较大范围管涌、流土变形，坝体出现深层滑动迹象3坝外坡坡比一旦变小，坝体渗流和抗滑稳定就会降低，可能导致渗流破坏而溃坝《技术规程》第6.3.2条尾矿坝堆积坡比不得陡于施工规定4坝体超过施工坝高的，或者超施工库容储存尾矿《监督管理规定》第二十七条和第二十八条（1）监测运行到施工最终标高或者不再进行排尾作业的，应当在一年内完成闭库。特殊情况不能按期完成闭库的，应当报经相应的安全生产监督管理部门同意后方可延期，但延长期限不得超过6个月。（2）监测运行到施工最终标高的前12个月内，生产经营单位应当进行闭库前的安全现状控制和闭库施工，闭库施工应当包括安全设施施工，并编制安全专篇5未按法规、国家标准或者行业标准对坝体稳定性进行评估《监督管理规定》第十九条（1）监测应当每三年至少进行一次安全现状控制。安全现状控制应当符合国家标准或者行业标准的要求。监测安全现状控制工作应当有能够进行尾矿坝稳定性验算、监测水文计算、构筑物计算的专业技术人员参加。（2）上游式尾矿坝堆积至二分之一至三分之二最终施工坝高时，应当对坝体进行一次全面勘察，并进行稳定性专项控制6未按照规定，对坝体稳定性进行评估《施工规范》第4.4.1条三等及三等以下的监测在尾矿坝堆置1/2~2/3最终施工总坝高，一等及二等监测在尾矿坝堆至1/3~1/2最终施工总坝高时，应对坝体进行全面的工程地质和水文地质勘察；根据勘察结果，由施工单位对尾矿坝做全面论证，以验证最终坝体的稳定性和确定后期的处理措施”7浸润线埋深小于控制浸润线埋深《施工规范》第4.3.5条尾矿坝的渗流控制措施必须确保浸润线低于控制浸润线8安全超高和干滩长度小于施工规定《技术规程》第8.2条监测调洪库容严重不足在施工洪水位时，安全超高和最小干滩长度都不满足施工要求，将可能出现洪水漫顶防洪排水设施危险、有害因素分析表3-10防洪排水设施危险、有害因素分析序号重大危险源判断依据依据内容1排水井、排水斜槽等进水口严重堵塞《监测安全技术规程》“排洪系统严重堵塞或坍塌，不能排水或排水能力急剧降低”、“排水井显著倾斜，有倒塌的迹象”是判断监测属于危库的工况2排水井显著倾斜，有倒塌的迹象3排水斜槽、排水管出现塌陷导致严重堵塞，或者基础沉陷错位致使漏沙严重4隧洞出现塌方导致严重堵塞，或者断裂致使漏沙严重安全监测设施危险、有害因素分析表3-11安全监测危险有害因素序号内容1安全监测设施在损坏，或者磨损到一定程度，导致无法观测坝体的稳定性和渗透性，导致危险不能够被及时发现，从而无法排除隐患2没有按照规定的时间，规定的频率，对尾矿坝进行观测，从而导致不知道尾矿坝是否位移3监测的内浸润线高度由于多种原因无法清晰地判断内浸润线高度的高度，导致库区的存水对坝体造成冲击4对排入库内的尾矿中化学品含量管理不严，致使矿浆内有毒有害物质含量超标，影响尾矿水回收利用率，并且造成严重环境污染5未按“规程”要求，进行观测、巡视，发现异常未及时处理，致使隐患不断扩大；对历史遗留的工程隐患也无处理措施，运行中造成严重事故6监测管理疏松大意，存在库区内生产设施被盗、被毁坏的危险。安全设施缺少维护和检查，安全设施损坏不能够及时进行修复7安全监测工作落实不到位无位移、浸润线、水位监测记录8安全监测设施破坏，造成安全监测数据错误，不能够反映安全状况危险、有害因素汇总表3-12监测危险及有害因汇总序号危险、有害因素存在场所或部位1溃坝尾矿坝坝体2山体滑坡、泥石流监测两侧山体；尾矿输送系统经过地段3高处坠落尾矿坝、尾矿处理设施；人行道路、台阶、平台、斜梯；高处，高空作业。4机械伤害各类筑坝机械、砂泵、水泵及其他机械设备启动，运转环节和部位5触电尾矿输送和筑坝所有供、配、输、用电设备及线路6车辆伤害运输车辆、装载机、挖掘机、筑坝'机械等；筑坝材料卸料点、运输道路及转弯、交叉点等7物体打击人工搬运作业；运输车辆、装载机械等物料坠落与飞溅；同一垂直面内，上、下交叉作业，起重作业现场8粉尘危害尾矿堆积坝体、沉积干滩等9噪音危害砂泵、回水水泵等运转的机械设备重大危险源辨识重大危险源识别依据根据《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见（安监管协调字[2004]56号）》中监测全库容≥100万m3或者坝高≥30m的监测为重大危险源。重大危险源辨识结果松江监测为重大危险源。

控制矿井划分与控制方法选择控制矿井划分的原则和方法控制矿井划分的依据和原则控制矿井就是在危险、有害因素分析的基础上，根据控制目标和控制方法的需要，将系统分成的有限、确定范围进行控制的矿井，将系统划分为不同类型的控制矿井进行控制，不仅可以简化控制工作、减少控制工作量、避免遗漏，而且由于能够得出各控制矿井危险性（危害性）的比较概念，避免了以最危险矿井的危险性（危害性）来表征整个系统的危险性（危害性）、夸大整个系统的危险性（危害性）的可能性，从而提高了控制的准确性、降低了采取对策措施的安全投资费用[11]。常用的矿井划分原则和方法：（1）以危险、有害因素的类别为主划分控制矿井（2）以装置和物质特征划分控制矿井控制矿井划分在便于安全预控制工作的进行情况下，为提高安全预控制的准确性[27]，将西山松江监测根据控制工作需要，按生产工艺功能、生产设备、设备相对空间位置和危险、有害因素类别及事故范围划分矿井，将监测划分为5个控制矿井：库址选择矿井、尾矿坝矿井、防洪系统矿井、安全监测矿井、环境矿井。（1）库址选择矿井根据西山松江监测的改扩建方案，对库区的工程地质条件，水文气象条件，尾矿量等重要因素进行安全分析。（2）尾矿坝矿井（3）防洪矿井监测防洪设施施工的说明与控制，包括监测的等别、防洪标准复核尾松江监测防洪能力及排洪设施的可靠性能否满足施工要求。（4）安全监测矿井松江监测系统的完整性及可靠性[12]。控制方法选择控制方法的选择原则（1）充分性对松江监测进项彻底的分析，针对具体的控制矿井应该充分的学习控制方法，将不同的控制方法详细的了解之后，知道不同的控制方法各有什么好处，坏处和使用的前提交件适用的安全控制范围，并且要在安全控制开展之前准备充分的数据信息，在选择控制方法时，可以将其比较后，为选择控制方法提供便利的条件[13]。（2）适应性选择适合松江监测各个矿井的安全控制方法。在总体上，松江监测可能为一个十分复杂的项目工程，其中一个具体的子系统又会与其他的子系统不相同，从而导致每个不同的子系统，组成一个总体的控制对象。所以在选择控制方法时，要针对每个不同的子系统，选择适应他的安全控制方法。例如：库址矿井选择安全检查表，尾矿坝选择定量分析法[14]。（3）系统性安全控制方法获得的可信的安全控制结果，是必须建立真实、合理和系统的基础数据之上的，被控制的系统应该能够提供所需的系统化松江监测的数据和资料[15]。（4）针对性在控制松江监测时，不同的控制方法，会带来不同的结果，所以导致如果选择了错误控制方法，会得到无关的控制结果，所以，在选择控制方法的时候，要针对松江监测的各个矿井选择正确的控制方法，进一步得到正确的控制结论。例如：如果库址矿井在控制时，选择定性分析法，那么是一个错误的选择，没有针对性，不能给出有关结果[16]。（5）合理性在满足安全控制目的、能够提供所需的安全控制结果的前提下，应该选择计算过程最简单、所需基础数据最少和最容易获取的安全控制方法对松江监测进行控制，使安全控制工作量和要获得的控制结果都是合理的。安全控制方法选择过程在安全控制方法选择时，应根据具体问题分体具体分析，根据松江监测各个矿井相应的特点，相应的选择不同的控制方法，从而使安全预控制的准确性提高，达到安全生产的目的。控制方法简介预先性危险分析法（1）预先危险性分析法优缺点预先危险性分析法优点：它能识别可能的危险、用较少的费用或时间就能进行改正[17]；预先危险性分析的缺点是：定性分析，评估危险等级的分析结果受人的主观性影响比较大[18]。（2）预先危险性分析法常用的表格格式通过列表分析是目前预先危险性分析最常用的分析格式，也是最经济有效的分析格式[19]。表4-1为危险性等级的计划分。

表4-1危险性等级划分级别危险程度可能导致后果Ⅰ安全的不会造成人员伤亡及系统损坏Ⅱ临界的处于事故的边缘，暂时还不至于造成人员伤亡，系统损坏Ⅲ危险的会造成人员伤亡和系统损坏，要立即采取防范对策措施Ⅳ灾难性的造成人员重大伤亡及系统严重破坏灾难性事故，必须予以果断排除安全检查表（1）安全检查表的优缺点安全检查表的优点：安全检查表控制结果客观、准确。简明易懂、易于掌握安全检查表的缺点：①安全检查表只能进行定性控制，不能进行定量控制。②安全检查表的质量受编制人员的知识水平和经验影响[20]。（3）安全检查表应用范围安全检查表常用于安全验收控制、安全现状控制、专项安全控制，而很少推荐用于安全预控制。（4）常用的安全检查表格式表4-2安全检查表序号检查内容检查依据可研报告或实际情况检查结果定量控制方法该控制方法中的计算公式和以往的经验，对该监测《可研报告》中给出的数值进行定量计算或定性分析，从而检查是否满足安全生产的要求。

矿井定性、定量控制库址选择矿井库址选择矿井简介西山矿业有限公司位于陕西省吴起县岩头乡官地村青河北岸，是一座年产铁精矿70万t的选矿厂。经现场踏勘，就近较适于作监测的松江优于其他山沟，其特点容量较大，沟纵深较长，沟内无耕地，沟外无居民居住。库址选择矿井控制安全检查表法表5-1松江监测库址及周边环境矿井安全检查表序号检查项目检查依据实际情况是否符合1监测不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区上游；不宜位于全国和省级重点保护名胜古迹的上游《技术规程》第5.2.1条监测下游无工厂，水源地，居民区，名胜古迹等是2监测下游不宜建设居民、生产等设施《技术规程》第6.7.1条无生产设施是3监测应避开地质构造复杂、不良地质现象严重的区域《技术规程》第5.2.1条地质构造较为简单是4监测内陡峭的山坡、坝体、深水区等危险地段，应设置明显的安全警示标志《指南》第条改扩建项目，尚无警示标志否5监测汇水面积小《技术规程》第5.2.1条监测所在沟谷长约1500m，汇水面积约3.00km2是6监测库址宜布置在周围山体没有泥石流风险的沟谷中，如有山体泥石流风险，应制定风险控制计划《指南》第2.2条在暴雨季节，在地形坡度大于80º的地段，极易发生如：危岩、崩落、崩塌等否7严禁在监测内和监测坝体上进行乱采、滥挖、爆破等非法作业《技术规程》第6.7.2条无非法作业是8无外来尾矿、废石、废水和废弃物排入《技术规程》第7.3.3条无外来尾矿、废石、废水和废弃物排入是9监测内无放牧和开垦活动《技术规程》第7.3.3条无放牧，开垦活动是10无违章建筑、违章施工《技术规程》第7.3.1条无违章建筑、违章施工是定量分析基底土的承载力特征值根据建设部批准颁发实施的国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001），按基底土的物理力学特征和地区性经验值进行确定。岩石（花岗岩）强度指标统计：饱和抗压强度最大值62.3（MPa），饱和抗压强度最小值18.6（MPa），饱和抗压强度平均值41.6（MPa）。碎石：中密、夹杂有薄层粉土，承载力特征值180（KPa）；库址选择矿井控制小结（1）安全检查表控制通过安全检查表控制，本矿井共设检查内容10项，检查结果8项符合，2项需在下一步施工中补充完善。（2）定性分析对工程地质条件及监测改扩建后与周边环境的相互影响进行了分析，分析结果如下：综上所述，该监测运行工况正常，库区以上有较大的库容，地形地貌条件较好，其库址具备改扩建的良好的地质条件；但由于库区上游局部地段岩体不稳定，在暴雨季节，极易发生如：危岩、崩落、崩塌等地质灾害。在下一步初步施工及施工时要分析库区高水位对周围边坡的影响。尾矿坝矿井尾矿坝矿井简介（1）监测等别松江监测初期为四等库，后期为三等库。（2）初期坝坝型选择初期坝坝型选择为滤水堆石坝，利用库区就近山体岩石露头处开采取石筑坝或利用废石（其中包括甩尾废石）筑坝。初期坝外坡坡比采用1：1.75，1：2.00及1：2.25，内坡坡比1：1.75，在坝高16m留一平台，平台宽1.5m，坝顶宽5m，坝长180m，坝顶标高1252m，坝底标高1214m，坝高38m，坝底宽度160.75m。在两侧坝肩与两岸山坡交接处作截洪沟，坝址前设排水明沟。（3）尾矿堆积坝尾矿筑坝采用“上游式”筑坝，坝上小流量多管分散放矿充填。尾矿水澄清距离不小于95m。堆积坝外坡平均坡比采用1：4.2。尾矿堆积每上升10m留一平台，平台宽1.5m，平台上做纵横排水明沟，把坡面径流水有序排出。在尾矿堆坝过程中，每筑坝升高10～15m铺一层RCP排渗片材和渗水排水管进行尾矿排水固结。坝外坡面铺0.3m厚山坡土防尘、防雨水冲刷。尾矿堆筑分为两期堆筑，初期堆积标高到1324m，尾矿堆高172m，监测服务年限为5年。后期，由尾矿堆积标高1324m堆到1400m，尾矿堆高76m。尾矿坝矿井控制（1）安全检查表法表5-2松江监测坝体矿井安全检查表序号检查项目检查依据实际情况是否符合1初期坝宜采用当地材料构筑《施工规范》第4.1.2条利用库区就近山体岩石露头处开采取石筑坝或利用废石（其中包括甩尾废石）筑坝是2上游式监测的初期坝宜采用透水坝型；中线式、下游式监测的初期坝坝型可根据需要确定《施工规范》第4.1.2条上游式监测是3一次建坝的尾矿坝可分期建设，第一期坝应符合初期坝的有关规定，后期筑坝高度应始终大于尾矿堆积高度的要求《施工规范》第4.1.2条尾矿堆筑分为两期堆筑，初期堆积标高到1324m，尾矿堆高172m是4对于有特殊要求的监测可采用不透水坝型《施工规范》第4.1.2条无特殊要求是5可至少贮存选矿厂投产后半年以上的尾矿《施工规范》第4.1.2条监测服务年限为5年是6应使尾矿水得以澄清《施工规范》第4.1.3条监测的尾矿澄清距离不小于95m，满足生产回水水质指标是7当尾矿堆积坝沉积滩顶与初期坝顶齐平时，应满足相应等别监测防洪标准要求《施工规范》第4.1.3条满足防洪标准是8尾矿坝必须满足渗流控制和静、动力稳定的要求《施工规范》第4.1.4条坝体稳定性分析结果见图5-2~图5-4，表5-7。满足渗流控制和静、动力稳定的要求是（二）预先危险性分析法表5-3松江尾矿坝预先危险性分析表危险有害因素触发条件形成事故原因危险等级控制措施溃坝洪水漫顶1调洪高度不能满足需要安全超高不够，排洪能力偏低；2排洪系统遭破坏、堵塞，未及时修复；3库区内发生大的泥石流，岸坡发生滑坡、坍塌Ⅳ采用上游式筑坝法时，采取坝前均匀分散放矿，确保粗颖粒尾矿沉积于坝前，细颗粒尾矿排至库内，以确保坝体有良好的渗透性和稳定性，并确保沉积滩坡度及长度符合施工要求，同时防止矿浆横向流动冲刷子坝内趾或坝体基础坝坝体失稳1坝体有局部坍塌或隆起；2坝面有冲裂缝不良现象；3坝基下有软弱底层严格按施工要求堆筑后期坝内外坡，保证每级子坝的堆筑质量，加强放矿管理，确保后期堆积坝均匀上升，避免坝轴线两端高差过大，并做到干滩与库内水边线尽可能平行于坝轴线，使得最小干滩长度满足安全要求堆积坝决口1未按要求放矿充填监测，沉积滩上出现倒坡、扇形坡或细拉尾矿大量的沉积于坝的某一端；2单面放矿，矿浆沿子坝内坡趾流动冲刷坝体做好后期坝防渗排水工作。按施工要求在堆积坝内埋设排渗管网，在坝肩修建截洪沟，降低坝体浸润线，防止山洪冲刷坝体，并定期开展浸润线观测，发现异常，认真分析，必要时采取相应措施坝体遭渗流破坏1沉积滩长度不足，浸润线过高；2排渗设施失效或破坏在监测周边的山坡通过植树种草等方式进行植被恢复坝体稳定性分析（1）计算土力学参数按照上游法筑坝的经验，本次控制按照特征粒径进行分类，各分类尾矿力学指标统计值详见表5-4。表5-4各材料计算力学指标取值序号材料类别天然重度kN/m3浮重度kN/m3摩擦角（º）内聚力（KPa）渗透系数cm/s1初期坝块石20.016.0水上300Kx；5E-2水下300Ky；5E-22尾细砂16.310.1水上3315Kx；3.11E-4水下3012Ky；4.97E-43尾粉砂16.410.2水上3016Kx；4.51E-4水下2815Ky；3.79E-44尾粉土16.39.8水上2820Kx；4.67E-5水下2718Ky；5.28E-55尾粘土19.79.1水上1725Kx；1E-6水下1620Ky；1E-66第四系洪积层20.012.5水上3020Kx；1E-8水下2415Ky；1E-87花岗岩26.024.0水上3530不透水层水下3530不透水层（2）坝体结构预测据方案知道，尾矿输送采用低浓度（<20%）自流至库内，按照上游法筑坝的经验坝体结构可采用如下公式推测：①沉积滩坡比确定（5-1）式中：IL——任意排矿长度L的平均坡度；I100——百米滩面的平均坡度，L——任意滩长，m；α——衰减指数；②任意滩长处的粒径（5-2）式中：DL——任意滩长L处的平均粒径；dp——原尾矿加权平均粒径；L——滩长。按照以上构造方法，监测预期构造见表5-5，偏安全角度按理论计算的60%计算，确定的坝体构造见表5-6。表5-5预期坝体结构参数表滩长（m）0-9680~321>321尾矿分类尾细砂尾粉砂尾粉土、尾粘土平均坡比（%）1.301.000.70表5-6偏安全角度预测坝体结构参数表滩长（m）0-5757~192192~303>303尾矿分类尾细砂尾粉砂尾粉土尾粘土平均坡比（%）1.30图5-1二维有限元渗流计算浸润线位置图（3）浸润线库内入渗点考虑放矿水及降雨影响，按化引滩长获取，按库区的地貌特点（狭长）计算原则如下：沉积滩面积S>60%：（5-3）沉积滩面积S<40%）：（5-4）边界条件及各工况浸润线位置见图5-1。（4）坝体稳定性瑞典圆弧法计算稳定系数的表达式为：（5-5）式中：——土体总应力抗剪强度指标粘聚力，单位kPa；——土体总应力抗剪强度指标内摩擦角，单位度；——条块重心点到滑弧圆心的力臂，单位m；——滑弧的半径，单位m；——地震系数，一般为0.03~0.27；——条块的土重量，单位为KN；——条块滑面的倾角，单位度。（5）计算工况计算以最终标高作为校核标高，为与规范相对应，控制采用瑞典法进行计算，并考虑以下工况：①正常运行荷载组合以终高1330m时，按1226.0m标高运行水位。②最高洪水位时荷载组合以终高1330m时，按1229.0m标高运行水位形成稳定渗流。③地震作用下荷载工况组合按正常和洪水两种工况与当地烈度7度的地震组合为基础。确定坝体风险。（6）荷载组合与安全标准按施工规范其安全标准如下：正常荷载；洪水荷载；特殊荷载。（7）计算结果分析各计算结果见图5-2~图5-4，主要结果见表5-7。表5-7松江监测各工况稳定计算结果工况规范标准计算结果最小滑弧圆心坐标滑弧深mXY正常运行1.251.2995225.29681529.248458.65最高洪水位1.151.1716222.24961529.434450.49地震动力1.051.0775213.0031606.043258.63图5-2松江尾矿坝最终标高正常工况稳定性计算结果图5-3松江尾矿坝终高最高洪水位稳定性计算结果图5-4松江尾矿坝终高地震动力稳定性计算结果5.2.4矿井控制小结（1）安全检查表法控制该矿井共设检查内容14项，全部合格。（2）预先危险性分析分析结果表明：溃坝--Ⅳ级，事故后果是灾难性的，危险性等级最高，溃坝事故一旦发生，会引起人员伤亡、财产损失和环境污染，因此对溃坝事故隐患必须予以果断排除，并进行重点防范。（3）渗流分析通过计算知道，后期运行时，浸润线须保证在埋深15m以下，坝体是安全的，安全系数基本满足规范要求。实际运行中要加强坝体浸润线观测，如若后期浸润线在坝体内埋深在15m以内时，应考虑增强局部排渗系统设置。（4）坝体稳定性分析计算看出，本坝的最小滑弧均为深大滑弧，滑弧深度均超过50m，可能与库区地形条件有关，如此结果则严格要求浸润线严格控制，特别是要有规律放矿，加强放矿管理，杜绝软弱夹层频繁出现，是保证坝体安全的重要条件。防洪系统矿井防洪系统矿井控制表5-8监测排洪系统矿井安全检查表序号检查项目检查依据实际情况是否符合1上游式监测宜采用排水井（或斜槽）—排水管（或隧洞）排洪系统《施工规范》第6.1.3条防洪系统采用溢水塔+排水隧洞排水系统施工方案是2一次建坝的监测在地形条件许可时，可采用溢洪道排洪，同时宜以排水井（或斜槽）控制库内运行水位《施工规范》第6.1.3条库区内布置2座直径2m、高度5m的窗口式溢水塔是3当上游汇水面积较大，库内调洪难以满足要求时，可采用上游设拦洪坝截洪和库内另设排洪系统的联合排洪系统《施工规范》第6.1.3条缺项4除库尾排矿的干式监测外，三等及三等以上监测不得采用截洪沟排洪《施工规范》第6.1.3条库内未采用截洪沟排洪是5当监测周边地形、地质条件适合时，四等及五等监测经论证可设截洪沟截洪分流《施工规范》第6.1.3条有截洪沟分流是6排洪构筑物的基础应避免设置在工程地质条件不良或需要填方的地段《施工规范》第6.1.3条无工程地质不良条件是7地下排洪构筑物应采用钢筋混凝土结构，其基础应置千有足够承载力的基岩上。《施工规范》第6.1.3条地下排洪构筑物应采用钢筋混凝土结构是洪水计算和调洪演算（1）监测防洪标准表5-9监测防洪标准标高（m）施工等别防洪标准施工取值1252四100～2001001270四100～2001001310三200～5002001324三200～5002001360二500~10005001400二500~10005001420二500~10001000（2）洪水计算参数①洪水计算按《陕西省忻州地区水文水利计算手册》（1975年3月）②松江监测汇水面积F=2.91km③监测流域长度：L=2.5km④流域平均坡度：J=0.156（3）施工洪峰流量计算①根据计算手册的适用范围，在无资料的地区由经验公式或推理公式法计算施工洪水。控制面积在100km以上时，最好用两种方法互相印证。为此施工洪峰流量计算采用地区经验公式法，公式如下：QP=C1p.f.ƞ.H24p.F（5-6）式中：C1P——施工洪峰模系数，随地貌分区，植被情况及施工频率而变；f——流域形状系数；f——（L—流域长度）；ƞ——暴雨点面拆减系数；H24p—施工最大24小时暴雨（点）雨量（mm）；F—集水面积（km）；C1p值：属土石山区，植被一般；C12%=0.20C11%=0.22C10.5%=0.23ƞ值：当F=3k㎡时，ƞ=0.994H24p值：H242%=145mmCv=1.30（洪峰流量Cv）H241%=160mmCs=2.5CvH240.5%=191.6mmH240.2%=234.99mmH240.1%=260.06mmf0.35=0.765（4）施工洪水总量计算洪水总量计算按地区经验公式法，公式如下：W24p=0.1hpF（5-7）式中：hp——施工洪水径流深度（mm）；根据代表站：王家会站，土石山区，暴雨量（24小时）：H242%=145mmhp=50mmH241%=160mmhp=60mmH240.5%=191.6mmhp=86.4mmH240.2%=234.99mmhp=115.6mmH240.1%=260.06mmhp=137.2mm（5）施工洪峰流量计算结果表表5-10洪峰流量计算结果表P（%）C1Pf0.35ηH24p（mm）F2/3（km2）Qp（m3/s）20.200.7650.9941452.03944.9610.220.7650.9941602.03954.5650.994191.62.03968.3650.994234.992.03991.090.10.260.7650.994260.062.039104.84（6）施工洪水总量计算结果表表5-11洪水总量计算结果表施工频率（%）施工洪水总量（万/m3）214.55117.460.540.139.93（7）洪水过程线①小面积施工洪水过程线的推求，集水面积小于300km的一般施工流域，可按小面积推求施工洪水过程线。其方法是以施工洪峰流量和施工最大24小时的洪量作控制，应用全省综合概化线放大计算，其施工洪水历时T（小时）计算如下：（5-8）式中：Wp——施工一次洪量（万m）（以W24p代替）；Q——施工洪峰流量（m/s）；②计算结果：P2%时T=3.884小时P1%时T=3.839小时P0.5%时T=4.415小时③计算200年一遇施工综合概化洪水过程线表5-12洪水过程线概化施工ti/T（％）Qi/Qp（％）ti（小时）Qi（m3/s）510.220.681080.445.4715270.6618.4520680.8846.46251001.1068.3330781.3353.2940371.7725.2850182.2112.36092.656.157043.092.738023.531.3710004.420（8）库区调洪演算①标高1270m调洪演算结果表5-13标高1270m调洪演算结果段tQZ泄流量00.001270.000.000.1920.551270.010.060.3844.371270.060.630.57614.741270.282.740.9654.581271.5018.961.53620.191272.2020.971.929.821272.1020.92.3044.911271.7020.862.6882.181271.1813.223.0721.091270.787.723.840.001270.000.00洪水升高2.20m，调洪库容：9.11万m，最大泄流量20.97m/s。②标高1320m调洪演算结果表5-14标高1320m调洪演算结果Δt时段tQm3/sZm对应库容万m3泄流量m3/s000.001320.000.000.000.2210.2210.681320.000.030.020.2210.4425.471320.020.260.160.2210.66318.451320.071.180.710.2210.88446.461320.223.652.200.2211.10568.331320.487.944.780.2211.32653.301320.7412.297.410.4421.76825.281321.0317.1110.550.4422.2112.301321.1018.3311.80.4422.6526.151321.0817.9511.380.4423.0942.731321.0216.9310.370.4423.5361.371320.9515.689.450.8844.420.001320.0014.390.00洪水升高1.10m，调洪库容：18.33万m，最大泄流量11.80m/s。③标高1420m调洪演算结果，尾矿堆积坝冲击坡测算公式：（5-9）式中：ip——平均冲积坡；C——矿浆稠度，矿浆重量浓度P=30%，重量稠度43%；d50——中值粒径（mm），d50=0.070mm；Vb——尾矿不冲流速，一般0.15~0.30m/s；B——冲积宽度，B=6×8=48m；Qk=0.1323m/s（9）安全高度调洪标高1270m监测为四等库安全超高0.5m，地震涌浪高取0.5m。（5-10）安全监测矿井安全监测矿井控制（1）安全检查表法表5-15松江监测安全监测矿井安全检查表序号检查项目检查依据实际情况是否符合1湿排监测应监测库水位、滩顶标高、干滩长度、浸润线深度、坝体坡度和位移《施工规范》第3.4.3条在松江尾矿堆积坝体上纵向布置三条坝体浸润线和坝体变形观测点，横向观测点间距离40m是2四等及四等以上湿排监测还应监测降雨量；三等及三等以上湿排监测必要时还应监测孔隙水压力、渗透水量及其水质《施工规范》第3.4.3条对降雨量进行观测是3应全面反映监测的运行状态《施工规范》第3.4.4条已经反映运行状态是4尾矿坝位移监测点的布置应延伸到坝脚以外的一定范围《施工规范》第3.4.4条观测点均设置在坝外坡和尾矿沉积滩面上是5坝肩及基岩断层带、坝内埋管处宜加设监测设施《施工规范》第3.4.4条坝肩和坝内管理处未设置监测设施否图5-5（a）观测口结构图图5-5（b）滤水管放大图安全监测矿井控制小结（1）安全检查表法该矿井共设5项检查内容，其中1项在《可研报告》中没有提及，建议在下一步初步施工中补充完善。为了对改扩建后的坝体进行有效监测，建议企业严格按照《监测安全监测技术规范》（AQ2030-2010）的要求，设置安全观测设施，以保证监测的安全运行。（2）建议在整体的检测矿井检测设施较为完善，但并未在坝肩及基岩断层带、坝内埋管处宜加设监测设施。

安全对策措施库址选择矿井安全对策措施（1）在生产管理中，应遵循《监测安全管理规定》和《冶金矿山监测管理规程》进行管理。每班需要固定专人，对尾矿坝进行巡巧检查，当出现安全隐患以及异常的情况要及时的采取措施整改。（2）汛期来临之前，要对排水沟进行检查以及维护，防止发生意外。（3）在地震、洪讯、冻融期间，应增加检查测量次数。（4）监测应严格按照施工的要求控制水位，留有充足的调洪库容和安全超高，并且确保监测干滩长度，保证洪水不能浸泡坝体，同时能够减少尾矿坝外坡面的渗流破坏。尾矿坝矿井安全对策措施初期坝（1）初期坝坝外坡每堆高10m留一平台，平台宽度1.5m。（2）在初期坝的两岸山坡交接处作截洪沟，坝址前设排水明沟。堆积坝（1）采用尾矿自身材料堆积贮存。（2）尾矿子坝堆筑采