某矿山地下开采工程职业病防护设施设计论文

 

　　关键词：矿山,地下开采,职业病危害因素,防护设施设计

 

　　地下矿山是指在地下深处进行开采的矿山，这类矿山通常由一系列巷道、坑道组成，在其开采过程中可产生粉尘、化学毒物、噪声、振动、高温、低温等职业病危害因素，矿工长期处于地下的恶劣环境中导致职业病风险大大增加，本文以某矿山地下开采工程为例，遵循源头治理思路，分析其存在的职业病危害因素，提出职业病防护设施的具体设计方案,为行业相似工程职业病防护设施设计提供参考,保护劳动者的职业健康与安全。

 

　　1对象与方法

       1.1对象

 

　　某矿山地下开采工程设计生产规模为铅锌矿5万吨/年，服务年限为3.2年，项目铅锌矿为富含铅、锌的白云岩，并混有大量二氧化硅，白云石化学成分为CaMg（CO3）2，其主要工程内容包括主体工程和辅助工程，主体工程为：+930m主平峒、+975m材料运输平硐、+1010m回风平硐，辅助工程为空压房、维修房、库房、矿石中转站、渣场、油库房、炸药库和办公设施。

 

　　1.2方法

 

　　采用工程分析法对某矿山地下开采工程存在的职业病危害因素和职业病防护设施进行调查与分析。依据《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2010、《工作场所防止职业中毒卫生工程防护措施规范》GBZ/T 194-2007、《金属非金属矿山安全规程》GB 16423-2020等有关标准和规范进行设计。

 

 

　　2.1原辅材料及生产工艺流程

 

　　该工程爆破作业需使用炸药和雷管，矿山机械用油包括柴油和润滑油。该工程采用地下开采，平硐开拓，采用浅眼留矿法采矿方法。在整个矿床开拓运输系统内按自上而下开采，在开采顺序采用由远及近的后退回采的方式。回采工艺包括凿岩、爆破、通风、洒水、安全检查、扒渣车装车、矿用胶轮车运输。采准是为采矿做的准备工程，包括运输巷、穿脉、联络道、回风井等，而切割是为爆破提前预留出的自由补偿空间，这均是前期完成的工作。生产工艺包括如下。

 

　　（1）打眼。作业人员手持启动式凿岩机在各作业面湿式打眼。

 

　　（2）爆破。作业人员人工安装硝铵炸药与工业雷管，远程爆破。

 

　　（3）运输。①耙装运输。采掘的矿石由扒渣机装入矿用胶轮车运输至井口矿石堆场，由装载机转运至汽车运输至选矿厂。②人工运输。掘进作业面采掘的矿石由人工装入手推车、推入溜井内。

 

　　2.2职业病危害因素分析

 

　　生产环境中着重考虑通风、采光照明、高湿及低温、夏季高温（露天作业）、矽尘、铅尘、氧化锌、一氧化碳、氮氧化物、硫化氢对人体健康的危害。劳动过程中主要考虑井下不良作业条件和劳动强度对凿岩工、扒渣工的影响。生产工艺过程中的职业病危害因素包括凿岩工、爆破工、安全员、监测人员、扒渣工、运输工和维修工等岗位在掘进、采矿、运输和支护作业面等作业场所接触矽尘、铅尘、氧化锌、手传振动、噪声、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、硫化氢、高湿和低温等职业病危害因素；维修工岗位在主扇风机、空压机巡检时接触噪声职业病危害因素，在柴油发电机运行时接触一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物和噪声等职业病危害因素，在维修房进行电焊切割打磨作业时接触锰及其无机化合物、电焊烟尘、氮氧化物、臭氧、一氧化碳、电焊弧光、砂轮磨尘、手传振动和噪声等职业病危害因素。

 

　　2.3总体布局设计

 

　　该矿山总平面布置内容主要为矿区、矿部、工业广场、地表建构筑物、运矿道路等。矿区开采范围标高为+930m~+975m，中段高度45m，设置+930m一个开采运输中段、+975m平硐、+1010m回风平硐，+930m～+975m之间的资源通过放矿漏斗、行人通风天井等与+975m中段联系。采掘平台矿井上下相邻两个采掘平台的垂直距离8m，连接梯子的倾角，不大于80°,地面各建筑均为单层建筑。矿井主要生产设备如凿岩机、扒渣机、矿用胶轮车、局部通风机等均随开采进度在矿井内移动使用。产生高噪声的主扇风机布置在井口、空压机布置在空压房、柴油发电机布置在矿部单独的柴油发电机房。

 

　　2.4通风设计

 

　　（1）地上建构筑物采用门窗进行自然通风。变配电室为撬装一体式，侧墙自带轴流排风机排风。空压房、维修房、油库房等产生热量及有害气体的房间按全室机械通风换气计算公式进行设计，全室通风换气量计算公式：L=nv（L：换气量，m3/h；n：换气次数，次/h；v：体积，m3）。空压房所需风量为198m3/h，设计1台风量超过198m3/h的轴流排风机。维修房所需风量为1080m3/h，设计2台风量超过540m3/h的轴流排风机。油库房所需风量为396m3/h，设计1台风量超过396m3/h的轴流排风机。

 

　　（2）采掘工作面及硐室通风各采、掘进工作面执行独立通风，采矿工作面风流成“Z”型流动，掘进工作面采用局部通风机作压入式通风。矿山开采过程中布置有爆破躲身硐，采用全负压并联通风，不需要进行独立配风。主要通风路线为新鲜风流由平硐→切割上山采场（7#矿块），清洗工作面后，污风→通风行人上山→975m中段脉内运输巷→通风行人上山→1010m回风平硐引风巷道→地面。矿井风量计算方法根据《金属非金属矿山安全规程》GB 16423-2020，“按照矿山生产特点，全矿山所需风量为各采掘工作面需要的最大风量与需要独立通风硐室及其它用风巷道的风量之总和，同时考虑矿井漏风、生产不均衡及风量调节不及时等因素，给予一定的备用风量”进行设计，矿山选用FBCNO.11/22型矿用地面抽出式轴流通风机一台，并设置一台电机备用，其风机参数：风量10m3/s～24m3/s（36000m3/h～86400m3/h），风压680Pa～120Pa，配用电动机功率为22kW。

 

　　（3）局部通风。为改善独头巷道掘进和采区回采工作面的通风条件，在适当位置和矿石溜井下方的运输平巷端头增设局扇，以保证工作面风流中氧气含量不低于19.5%、CO2含量不高于0.5%的要求。局部通风采用局部通风机压入式供风，风机选用YBT42-2型局部通风机，配套电机功率为2×5.5kW。

 

　　（4）井下通风设施布置。①在回风井设置两组联锁的正、反向风门，以免正常通风或反风时风流短路。②在中段运输巷、切割上山及联络行需要设置两道调节风门。③在废弃的人行通风巷必须及时进行永久密闭。④在主要进、回风巷中均建立测风站，以便准确测定和掌握通风量。

 

　　（5）矿井通风设计参数设计。专用风井，专用总进、回风道最高风速为15m/s；专用物料提升井最高风速为12m/s；风桥最高风速为10m/s；提升物料和人员的井筒，中段主要进、回风道，修理中的井筒，主要斜坡道最高风速为8m/s；运输巷道，采区进、回风道最高风速为6m/s；采场最高风速为4m/s。

 

　　2.5防护设施设计

 

　　（1）粉尘防护设计。①采取以湿式凿岩为主，并配合喷雾洒水、喷雾捕捉浮尘、“水泡泥”和水封爆破等防尘措施减少粉尘（包括铅尘、氧化锌）的产生。②矿井通风除尘，通风除尘是稀释和排出工作地点悬浮粉尘，防止过量积累的有效措施。③矿石中转站四周设围墙，上设顶棚，避免因大风天气产生扬尘。

 

　　（2）炮烟防护设施设计。炮烟中产生的主要危害因素有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物，同时由于矿石中含有大量的硫化物，在爆破时会产生大量的硫化氢和二氧化硫，加重了炮烟的毒性。①优化爆破工艺。优选炸药品种和严格控制起爆药量；采用水泡泥替代泥土及在水泡泥中添加抑制剂等物理化学方法净化消除炮烟中有毒气体。②地下矿山进行通风系统优化改造。根据通风阻力测定结果，结合每个采掘工作面的需风量情况，优化通风系统。矿井采用机械抽出式通风。采场通风主要依靠主风流所形成的风压。新鲜风流从各主井进入，经主运输大巷、通风行人天井和采场。工作面污风经回风上山排至工作面回风平巷，经中段回风巷抽排出地面。采场爆破之后，为使炮烟得以尽快排出，不对地下巷道造成大面积的污染，可采用综合通风系统进行爆破面的空气净化，采取局部送风到爆破工作面，同时设置局部抽风装置，使送风量小于抽风量，保证炮烟的有效收集排出。局部扇风机对其进行辅助通风。个别采场通风不畅时，也可采用局部扇风机进行临时通风。③爆破工及其他作业人员。在放炮开启全面通风后至少2h后进入井下排除安全隐患和其他隐患因素后，方能进入作业面作业。④配备便携式气体检测报警仪。为每个班组配置便携式气体检测报警仪，并设置炮烟主要毒物在线监测系统。

 

　　（3）金属及其化合物（铅尘、氧化锌）防护设施设计。生产工艺采用湿法作业，减少铅尘、氧化锌的产生。由于铅具有脂溶性，可透过皮肤进入人体，应加强员工的皮肤防护，避免皮肤沾染含铅粉尘，工人下班时养成洗澡的好习惯以及时消除皮肤表面的铅尘。同时工人应严格将工作服与日常生活服装分开，严禁将含铅尘工作服携带回家，以免家人接触。同时，作业现场严格按要求佩戴防护口罩。

 

　　（4）矿井燃油机械废气防护设施设计。UK-5型矿用胶轮车加装尾净化装置。在进行矿井通风设计时，已考虑尾气抽排净化所需风量。

 

　　（5）其他化学因素防护设施设计。柴油发电机房上部敞开布置，柴油发电机设置烟囱将废气排至室外。维修房侧墙设置1台风量大于540m3/h的轴流排风机排风，减少焊接烟尘的集聚。在矿部设置应急物质库，配备便携式有毒有害气体检测报警器、自救器等，矿井按要求设置应急救援系统。

 

　　（6）噪声、振动、高温防护设施设计。①生产工艺上优先选用低噪声的设备，如采用螺杆式空压机代替离心式空压机。②主扇风机布置在井口，设置独立减振基础和喇叭形消声器。固定空压机布置在隔声空压房，并设置独立减振基础和隔声罩，罩内填充岩棉类吸声材料。柴油发电机设置独立减振基础、减振弹簧和消声器。凿岩机自带设置减振弹簧和减振手柄。③炎热季节提供清凉饮料及解暑药品。设置电风扇和空调调节室内温度。进行健康检查，调整不适合高温作业环境的劳动者的作业岗位。根据气温安排室外露天作业时间。

 

　　（7）其他防护设施设计。①针对井下不良作业条件，制定井下工人预防滑囊炎的措施。提高矿山开采的机械化程度，减少肩拖、跪爬等不良姿势的劳动操作；加强对井下工人的防护知识宣传，做好劳动保护，易受挤压的、摩擦的部位应佩戴护膝、护肘、护肩等。②在工业广场设置单独的机修房间，减少电焊弧光对周边工作场所人员的影响。

 

　　2.6个人防护用品设计

 

　　根据作业类别及接触的职业病危害因素为各岗位人员配备了防尘毒面罩（KN95滤棉、防一氧化碳、酸性气体滤毒盒）、防噪耳塞（SNR为17dB～34dB）、防水减振手套、头套式矿灯、防寒服、胶围裙、安全鞋（长筒、短筒）和安全帽等。

 

　　2.7应急救援设计

 

　　该工程编制高温中暑现场处置方案和一氧化碳中毒、氮氧化物中毒、硫化氢中毒、氧气窒息事故应急预案及现场处置方案等，建立应急演练制度，制定年度应急预案演练计划。内部应急救援力量包括矿山设专门的应急指挥部，各部门职责明确、联络紧密。其次，配备专业的救援人员以确保救援指挥和通讯的顺利实施，保障应急救护、人员疏散线路畅通，维护矿区内治安秩序、防止人为破坏，便于恢复生产。矿山设立由兼职人员组成的救护队，救护队员不得少于9人，均需到有资质的单位进行培训，其中救护队长和保管员为专人，并经培训合格后上岗。矿山另配备医疗急救组织，配备通讯设施、急救药品和担架等应急设施，负责矿山的临时救护工作，加强对职工进行自救互救训练。临时救护工作归属公司的安全管理机构统一管理、培训。临时救护以外的其他救护工作，委托市矿山救护队进行。外部急救力量包括与就近的矿山救护队签订救护协议，救护队到矿行车时间不超过30min。主要应急救援设施包括急救箱、四合一（CO、H2S、O2、可燃气体）便携式有毒有害气体报警仪、固定式一氧化碳报警仪、固定式二氧化硫报警仪、固定式硫化氢报警仪、风速传感器、ZY-45型自救器、皮卡车、氧气瓶、ZS1型自动苏生器、柴油发电机、担架、视频监控系统、人员定位系统、移动式通风设施、紧急避险系统（躲避硐室，每隔40m设置躲避硐室）、压风自救系统（空压机）、供水施救系统和通信联络系统等。

 

　　2.8职业病危害警示标识设计

 

　　按照相关要求设计了“当心中毒、注意通风、注意防尘、戴防尘毒面具、噪声有害、手传振动有害”等警示标识和“矽尘、铅尘、一氧化碳、硫化氢、手传振动”等告知卡。

       2.9其他设计

 

　　①按车间卫生特征2级进行了浴室/更存衣室、盥洗设施和厕所、食堂、休息室等辅助用室设计。②设置有管理部门及专职管理人员，制定有职业病防治计划与实施方案，建立了职业卫生相关管理制度，专项投资情况满足职业病防治的需要。

 

 

　　按照国卫办职健发[2021]5号《国家卫生健康委办公厅关于公布建设项目职业病危害风险分类管理目录的通知》，某矿山地下开采工程归属于“有色金属矿采选业”，其职业病危害风险类别判定为严重。

 

　　本文识别分析了该工程可能存在的主要职业病危害因素，并根据危害因素的强度（浓度）结合生产工艺、人员接触情况设计了总体布局、通风情况、职业病危害防护设施以及配套的个人防护用品、应急救援和职业病危害警示标识、职业卫生管理等。该工程建成投产后，严格落实职业病防护设施设计，在正确佩戴合适的个人防护用品情况下，各岗位作业人员接触各职业病危害因素的接触水平预估值应能小于职业接触限值，能够满足建设项目职业病危害防治要求，有效控制职业病危害。

 

　　本文提出的职业病防护设施设计为改善该类工程作业环境、防止职业病发生及相似工程的职业病防护设施设计提供参考，可进一步加强该行业的职业卫生防治工作。