***露天煤矿
边坡专项安全风险辨识评估报告
2021年1月15日
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露天煤矿边坡专项安全风险辨识评估报告
目录
第一章 边坡安全专项辨识评估工作方案 ........................................................................... 3 第二章 边坡危险因素分析 ................................................................................................... 3 第三章 边坡安全风险辨识评估 ........................................................................................... 4 一、事故树分析法 ............................................................................................................... 5 二、作业条件危险性评价法 ............................................................................................. 10 第四章 边坡安全风险管控 ................................................................................................. 12
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第一章 边坡安全专项辨识评估工作方案
根据《煤矿安全生产标准化管理体系基本要求》，按照“变化-失误”理论，变化被看作是一种潜在的事故致因，应该被尽早地发现并采取相应的措施。边坡安全专项辨识评估是在年度安全辨识评估的基础上开展的，是对年度安全风险辨识评估的补充和完善，要更具体、更深入。
根据《标准化基本要求》工作要求，制定如下工作方案：进行风险辨识评估准备工作，收集相关资料；边坡重点影响因素采用事故树方法、其它影响因素采用检查表法和LEC法开展危险源辨识、风险分析，开展风险评价；制定风险管控措施，严格风险管控措施监测。 第二章 边坡危险因素分析
由于露天采矿作业，形成了边坡的临空面，从而改变了原岩的应力状态及地下水流的条件。在新应力的作用下，岩体朝着临空面方向产生变形和位移。表层岩石的风化和地下水的作用等因素往往会加速边坡的变形过程。随着时间的推移，边坡变形增大及加速，最终导致破坏。边坡滑坡可使生产受到影响，从而带来不同程度的损害，甚至伤及人员。因此，开展边坡危险因素分析，进行危险性辨识，采取针对性措施来治理边坡是安全生产的重要保证措施。
（1）边坡岩体的影响
边坡的滑动经常沿着岩体内部的节理裂隙及结构面发生的，对边坡稳定性具有控制作用的，往往是结构面的产状、性质及其空间组合状态。采掘场边坡地层的构成，其上部主要由第四系黄土层组成，下部主要由泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层等组成；岩体结构为褶皱，
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形成向斜和背斜小构造，在向斜和背斜区域，岩体节理裂隙发育，岩体破碎，岩体完整性较差。因此，必须探明边坡岩体的赋存状态。
（2）边坡参数影响
采场和排土场边坡可能出现的滑坡是露天矿不可忽视的灾害。采场边坡角、排土场边坡角，台阶平盘规格，这些边坡参数必须遵守《露天煤矿设计规范》，按照《初步设计》设计参数来指导安全生产。保障露天煤矿边坡稳定。
（3）爆破震动破坏
岩石爆破所产生的冲击波，将使边坡受震动影响而变形增大。特别是到界边坡，由于到界边坡服务年限较长，应采取减震爆破措施。
（4）大气降雨影响
水对边坡岩体的影响是多方面的，而且是非常显著的。大量事实证明，大多数边坡的破坏和滑动都与水的活动有关。在冰雪解冻期和降雨季节，尤其是大暴雨，滑坡事故较多。本矿水源主要来源于大气降水及地表水。 全年降水量集中在7～9月，年降水量平均545mm。因此，在暴雨季节，应加强边坡监测和巡视，做好预防措施。 第三章 边坡安全风险辨识评估
根据边坡岩体赋存条件和所在区域，对边坡影响较大的因素如岩层赋存条件、边坡参数变化、爆破震动、暴雨影响、边坡管理缺陷等影响因素。以上影响因素采用事故树分析方法开展边坡安全风险辨识和评估；其它因素采用检查表法和LEC法进行安全风险辨识和评估。
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一、事故树分析法
1、边坡事故树分析图一
边坡滑坡事故T ╋ 边坡失稳 爆破震动 边坡参数设计 边坡管理 M1 破坏M2 布置不合理M3 缺陷M4 ● ● ╋ ╋ 岩体赋存 暴雨洪水 条件差M5 冲刷M6 ● ╋ 发生强降防洪排水边坡角超未设置安 措施失效初设安全全,运输,清雨X11 X12 角X3 扫平台X5 台阶超高岩体风化 岩体节理宽度不足裂隙发育、严重X10 X4 破碎X8 有粘土岩爆破参数到界台阶 设计不合未采取减软弱层X9 理X1 震措施X2 未采取边对边坡隐 坡监测管患区未采理X6 取措施X7 5
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2、事故树的构造
我矿在露天开采过程中，由于岩体赋存条件存在第四系黄土层，属于黄土高原地形地貌，黄土层沟谷发育，形成高陡边坡，在开采过程中也随地形形成高边坡；岩层为褶皱构造，分布有向斜和背斜小构造，造成岩体节理裂隙发育，部分地段岩层破碎；岩石坚硬，需要爆破破碎；尤其是排土场边坡和黄土层边坡，在暴雨的冲刷下，易产生局部边坡片帮和坍塌，如果管理措施不到位，严重会造成滑坡灾害。采用事故树分析法对露天滑坡事故进行分析，以便找出有针对性的安全措施。具体分析见图一边坡事故树分析图所示。
3、事故树最小割集和结构重要度
用布尔代数化简法，得出 9 个最小割集为：K 1 = {X 8 ，X 11 ，X 12 }；K 2 = {X 9 ，X 11 ，X 12 }； K 3= {X 10 ，X 11 ，X 12 }；K 4 = { X 1 }；K 5 = { X 2 }；K 6 = {X 3 }； K 7 = {X 4 }；K 8 = {X 5 }；K 9 = {X 6 ，X 7 }。
根据事故树公式求得各基本事件的重要程度，结果如下： I φ(1) = I φ (3) = I φ (4) ＞ I φ (11) = I φ(12) = I φ (6) = I φ (7) ＞ I φ (8) = I φ (9) = I φ (10) = I φ (2) = I φ (5)
结合计算结果及该项目的具体情况，对可能导致滑坡的基本事件进行分析，以便采取相应的安全对策措施，来预防滑坡事故的发生。通过分析结构重要度比较结果可知，
在基本事件中，X 1 、X 3、X 4的危险度最高。
X 1：爆破参数设计不合理。该基本事件属可控制的范畴。
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X3：边坡角超初设安全边坡角。需要设计单位进一步评估，否则，采取措施降低边坡角，保证边坡的稳定性。
X 4：台阶高度大，平盘宽度不足。
在基本事件中， X 6 、X 7、 X 11、 X 12的危险度较高。 X6：未对边坡监测管理。采场、排土场边坡必须保证边坡变形的有效监测，并定期巡视。
X 7：对边坡不良和危险地段未采取措施。 X 11：发生强降雨。立即启动相关应急预案。
X 12：防排水措施失效。若在矿山日常生产过程中，这些防排水设施维护不利，则有失效的可能。同时，应根据地质条件，确定边坡水的疏干措施。
基本事件X 8 、 X 9 、X 10、 X 5、 X 2 的危险度相对较低。 X 8：岩体节理发育，有破碎带。 X 9：有粘土岩软弱层。 X 10：岩层风化严重。
X 2：最终边坡附近未采取爆破减震措施。该基本事件系操作失误所导致，同时包含技术失误因素，在本矿中长期规划中，尚未开采到界。
X 5：未按规定设置安全、清扫、运输平台。 4、预防措施
由上面事故树分析求得，爆破震动(爆破设计不合理)、边坡参数(台阶坡面角大、台阶过高、平盘宽度不够)和边坡管理(未及时检查监
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控、对危险地段未进行加固处理)，是直接影响边坡稳定的主要因素。
通过以上分析，X 1 、X 3、X 4、X 6 、X 7、 X 11、 X 12为重大安全风险；X 8 、 X 9 、X 10、 X 5、 X 2为一般安全风险。
结合该项目的特点，应重点从以下几个方面采取措施，来预防滑坡事故的发生：合理设计爆破参数；按照设计严格控制边坡角，台阶高度，平盘宽度；加强边坡的监测措施，并对地质不良和危险地段采取相应措施；保证防洪排水设施完好等。所得成果列表一边坡事故树安全风险评估表。
通过露天边坡的构成方式、滑坡事故的发生机理，采用事故树分析方法，建立了滑坡事故的事故树模型。在建立此模型的基础上，通过对最小割集的求解以及分析基本事件的结构重要度，分析发生滑坡的主要原因及特点，有针对性地提出安全对策，为治理措施提供了依据。
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表一：边坡事故树安全风险评估表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 基本事件 X 1 危险源 可能导致的后果 评估级别 管控措施 严格执行设计爆破参数、选择合理的孔网参数。 由设计单位重新评估。否则应立即采取措施降低边坡角 1.严格按设计要求采掘和排弃。 2.作业设备距台阶坡顶线距离应符合规程要求。 1.制定边坡管理措施，定期对边坡进行监测和巡视 2.对采场工作帮、非工作帮、端帮及排土场边坡进行监测 1.每年度对边坡进行稳定性验算、分析和评价 2.定期监测和巡视，制定切实可行的边坡治理措施并严格实施。 加强露天矿防排水措施、启动应急预案 做好排水设施的日常维护、每年雨季前进行检查、增加备用设施 加强地质工作管理、采用减震爆破减轻爆破震动对边坡的影响 加强地下水疏通，减少粘土岩软弱层边坡暴露时间 定期清扫，减少边坡暴露时间 到界台阶采取减震爆破措施 定期清扫平盘 危险度最高 （重大安全风险） 边坡稳定系数减小，引起滑坡危险度最高 X 3 边坡角超出设计 灾害 （重大安全风险） 采剥和排土台阶高度采场、排土场边坡滑动、造成危险度最高 X 4 超高，平盘宽度不足 设备掩埋、人员伤亡 （重大安全风险） 未能对滑坡进行预警，发生滑危险度较高 X 6 未对边坡监测管理 坡后造成人员伤亡 （重大安全风险） 对边坡不良和危险地未采取有效措施，滑坡造成人危险度较高 X 7 段未采取措施 员伤亡 （重大安全风险） 强降雨易造成黄土层、软弱面危险度较高 X 11 强降雨 边坡、排土场滑坡事故发生 （重大安全风险） 洪水冲刷边坡、坑内水漫内排危险度较高 X 12 防排水措施失效 土场基底造成滑坡灾害 （重大安全风险） 岩体节理发育，有破碎危险度较低 X 8 局部台阶片帮、坍塌 带 （一般安全风险） 危险度较低 X 9 有粘土岩软弱层 引起边坡蠕动变形 （一般安全风险） 危险度较低 X 10 岩层风化严重 引起局部台阶垮落 （一般安全风险） 边坡附近未采取爆破岩体裂隙增大，有大块滑落，危险度较低 X 2 减震措施 边坡滑动 （一般安全风险） 未按规定设置安全、清大块滚落，砸伤人和设备，造危险度较低 X 5 扫、运输平台 成台阶排水不畅 （一般安全风险） 爆破参数设计不合理。 边坡滑动,台阶伞檐掉落 9
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二、作业条件危险性评价法
本节采用作业条件危险性评价法（LEC法）对上一节事故树分析法未涉及到的边坡其它危险源进行辨识评估，对辨识出的安全风险进行逐项评估。该方法采用与风险有关的三种因素指标值的乘积来评估操作人员伤亡风险大小，计算公式为D=L×E×C。其中：L表示事件发生的可能性、E表示人员暴露于危险环境中的频繁程度、C表示可能造成的后果、D表示危险性。安全风险评估按危害程度、控制能力和管理层次将安全风险划分为重大安全风险和一般安全风险两个等级。D值大于270，确定为重大风险，小于270确定为一般风险，评估参数详见表二LEC评估参数表。
表二 LEC评估参数表
发生事件的 可能性（L） 可能 分数 程度 完全可 10 能预料 6 3 1 相当可能 可能、但 不经常 可能性小 完全意外 暴露于危险环境 的频繁程度（E） 频繁 分数 程度 10 6 3 2 连续暴露 每天工作 时间暴露 每周一次 每月一次 产生的后果（C） 分数 100 40 15 7 后果严重程度 大灾难，许多人死亡 灾难，数人死亡 非常严重，一人死亡 严重，重伤 风险等 级划分（D） 分数危险 值 程度 重大 ≥270 风险 <270 70-140 20-70 一般 风险 通过风险评估，8项主要安全风险中D值介于70-270之间，为一般安全风险，详见表三边坡LEC安全风险评估表。
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表三 边坡LEC安全风险评估表 序号 风险类型 1 2 3 4 5 6 7 8 黄土台阶 煤层采空区上部台阶 岩层向斜背斜轴附近台阶 剥离台阶 排土台阶 排土平盘 排土边坡 坑下储水池上部排土台阶 危险源 可能导致的后果 评估分数（D=LEC) L E C D 风险程度 10 6 3 3 6 3 3 6 3 3 7 7 7 15 15 15 7 7 管控措施 黄土的湿陷性在水作用下黄土台阶排水不畅 发生局部台阶坍塌 采空区高度大于2米的 岩石赋存不稳定，在地表水、地下水影响下 坡顶未设置安全挡土墙 坡顶未设置安全挡土墙 排土场未设置反坡或反坡不连续 基底未排弃大块岩石有地下水浸入 未及时排水造成水漫过排土台阶 煤层上部台阶垮落，造成设备掉落，人员伤亡 1.黄土平盘纵向保持中间高、两头低的210 一般风险 3-5%坡度，将雨水向两侧排出平盘 2.加强雨季巡视 利用爆破钻孔查明空巷位置，设置安全警126 一般风险 示，防止设备和人员误入 252 一般风险 1. 修筑排水沟，将地下水及时引出 2、加强边坡巡视 台阶片帮、造成设备损坏。 6 设备操作不当翻下台阶造成设备损毁人员伤亡 卡车排土操作不当滚下台阶造成设备损毁人员伤亡 排土台阶沉陷引起台阶坍塌造成排土设备翻滚下台阶、车毁人亡。 排土基底有弱层存在，造成排土台阶坍塌 排土基底有弱层在水的浸泡下台阶局部坍塌 3 3 1 3 3 135 一般风险 按规程要求作业，严禁违章作业。 135 一般风险 按规程要求作业，严禁违章作业。 90 63 63 一般风险 一般风险 1.按设计要求排弃 2.禁止违章作业。 按规程要求作业，排土场底部排弃大块岩石 1.按规程要求作业，严禁违章作业。 一般风险 2.保持排水设置和汽车移动排水泵的设备完好 11
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第四章 边坡安全风险管控
一、安全风险管控措施
根据风险评估的结果，针对安全风险特点，从组织、制度、技术、应急等方面对安全风险进行有效管控。对安全风险分级管理，逐一落实管控责任。重大安全风险管控措施由矿长组织实施，有具体的工作方案，人员、资金有保障。采取设计、替代、隔离等技术、工程手段，制定重大安全风险管控措施，并符合相关规定。要高度关注生产状况和危险源变化后的风险状况，动态评估、调整风险等级和管控措施，确保安全风险始终处于受控范围内。在划定的重大安全风险区域设定作业人数上限。重大安全风险及管控措施详见表四边坡专项安全风险清单及管控措施。
二、成果应用
依据辨识评估成果，我矿将安全风险辨识评估结果应用于指导下列技术文件的编制和完善：生产计划、作业规程、操作规程、灾害预防与处理计划、应急救援预案以及安全技术措施。
（一）根据专项辨识结果， 安全生产工作重点确定如下： 1、适当的控制生产计划，绝不可以超产能，相应减少现场的机械数量，降低车辆伤害及人员伤亡的风险。
2、结合现场实际，调整作业规程内容，将所有作业人员伤害的风险降到最低。
3、结合现场实际开拓运输道路情况，合理高效规划人员紧急撤离通道。
4、进一步的结合辨识结果，细化灾害预防与处理计划，通过预防的提升，降低安全风险。
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5、应用于应急救援预案以及安全技术措施，提前进行演练，提高作业人员的认识，采取安全技术措施，来降低安全风险。
（二）根据辨识结果，生产计划确定如下：
1、严格按设计参数要求进行作业，禁止采用大规模爆破作业，减少爆破震动对边坡的影响；
2.布设专门的边坡观测点，定期进行观测，记录变化情况，发现滑坡征兆时，及时采取防范措施；
3.加强边坡巡视工作，安监人员对上岗人员和车况进行抽检，对发现的问题严肃处理；
（三）根据辨识结果，应急救援预案增加如下措施： 1.合理安排排弃顺序
①排土场基底尽可能排弃大块的、坚硬的、遇水不易泥化的物料；
②根据不同的物料特点，选择不同的排土场位置，以利于边坡稳定；
2.对釆场台阶边缘设立警示标志，禁止人员、设备进入； 3.应定期巡视排土场边坡，发现有滑坡征兆时，必须设明显标志牌。对设有运输管路、运输机械和重要设施的排土边坡，必须及时釆取安全措施。
三、定期检查、现场检查和公告警示
1、矿长每月组织对重大安全风险管控措施落实情况和管控效果进行一次检查分析，针对管控过程中出现的问题调整完善管控措施，并结合年度和专项安全风险辨识评估结果，布置月度安全风险管控重点，明确责任分工。
2、分管负责人每旬组织对分管范围内月度安全风险管控重点实
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施情况进行一次检查分析，检查管控措施落实情况，改进完善管控措施。
3、按照《煤矿领导带班下井及安全监督检查规定》，执行煤矿领导带班制度，跟踪重大安全风险管控措施落实情况，发现问题及时整改。
4、在煤矿采坑入口或存在重大安全风险区域的显著位置，公告存在的重大安全风险、管控责任人和主要管控措施。
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表四 边坡专项安全风险清单及管控措施
序号 1 2 3 项目 评估级别 管控措施
责任部门 爆破公司 生产技术科 主要监管人 时限 矿长 矿长 矿长 全年 全年 全年 爆破参数设计不合理。 重大风险 边坡角超出设计 采剥和排土台阶高度超高，平盘宽度不足 未对边坡监测管理 重大风险 重大风险 严格执行设计爆破参数、选择合理的孔网参数。 由设计单位重新评估。否则应立即采取措施降低边坡角 1.严格按设计要求采掘和排弃。 采剥队 2.作业设备距台阶坡顶线距离应符合规程要求。 1.制定边坡管理措施，定期对边坡进行监测和巡视 2.对采场工作帮、非工作帮、端帮及排土场边坡进行监测 1.每年度对边坡进行稳定性验算、分析和评价 2.定期监测和巡视，制定切实可行的边坡治理措施并严格实施。 加强露天矿防排水措施、启动应急预案 做好排水设施的日常维护、每年雨季前进行检查、增加备用设施 加强地质工作管理、采用减震爆破减轻爆破震动对边坡的影响 加强地下水疏通，减少粘土岩软弱层边坡暴露时间 定期清扫，减少边坡暴露时间 到界台阶采取减震爆破措施 矿长 边坡监测科 矿长 边坡监测科 地测防治水科 机电科 地测防治水科 地测防治水科 地测防治水科 爆破队 矿长 矿长 总工 总工 全年 4 重大风险 5 6 7 8 9 10 11 对边坡不良和危险地段未采取措施 强降雨 防排水措施失效 岩体节理发育，有破碎带 有粘土岩软弱层 岩层风化严重 边坡附近未采取爆破减震措施 全年 重大风险 重大风险 重大风险 一般风险 一般风险 一般风险 一般风险 雨季7-9月份 雨季7-9月份 全年 全年 地测副总工 全年 生产副矿长 全年 15
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序号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 项目 未按规定设置安全、清扫、运输平台 黄土台阶排水不畅 高度大于2米的采空区塌陷 岩石性质不稳定，在地表水、地下水影响下 采煤剥离台阶坡顶未设置安全挡土墙 排土台阶坡顶未设置安全挡土墙 排土平盘未设置反坡或反坡不连续 排土台阶基底未排弃大块岩石有地下水浸入 坑底未及时排水造成水漫过排土台阶 评估级别 一般风险 一般风险 一般风险 一般风险 一般风险 一般风险 一般风险 一般风险 一般风险 管控措施 定期清扫平盘 责任部门 剥离队 主要监管人 时限 生产副矿长 全年 生产副矿长 雨季和融雪季节 生产副矿长 全年 生产副矿长 雨季7-9月份 生产副矿长 全年 生产副矿长 全年 生产副矿长 全年 生产副矿长 全年 1.黄土平盘纵向保持中间高、两头低的3-5%坡度，利用黄土高坡的特点将雨水向两侧排出平盘 剥离队 2.加强雨季巡视 利用爆破钻孔查明空巷位置，设置安全警示，防采煤队 止设备和人员误入 用挖机在台阶修筑排水沟，将地下水排出 按规程要求作业，严禁违章作业。 按规程要求作业，严禁违章作业。 1.按设计要求排弃。 2.禁止违章作业。 按规程要求作业，排土场底部排弃大块岩石 1.按规程要求作业，严禁违章作业。 2.保持排水设置和汽车移动排水泵的设备完好 采剥队 采剥队 排土队 排土队 排土队 采剥队 机电副矿长 雨季7-9月份
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