五、企业的自行管理
英国的相关法律规定,矿山企业安全生产主要由矿主负责,根据矿井安全状况必须设立相应的安全管理机构,配备安全检查与管理人员,切实加强安全管理和检查。矿山安全管理机构和人员配置要报英国健康与安全局批准,并由矿山安全监察员进行监督。因此,通常情况下英国的每个矿山企业都设有安全工程师, 负责本矿的安全工作。以英国煤矿为例,其安全检查人员配置如下:全矿井分采煤、掘进、机械、电气等专业,各设1名高级安全检查员负责本专业的安全检查与管理工作。采煤工作面与掘进工作面,每面每班设一名中级安全检查员和一名安全检查员。英国煤矿近年来事故减少,但为了提高安全意识和事故抢救能力,煤矿每年要进行一次矿井灾害预防演练,模拟事故发生时的抢救工作如何展开,以检验在发生事故时的各项应急措施是否落实。煤矿在进行此项工作时,要请英国健康与安全局的安全监察员现场观察,提出改进意见。
依据《职业健康与安全法》等相关法规,各煤矿企业还建立职工代表参与安全管理,职工代表对井下工作场所要认真检查安全状况,做好书面记录(定期归档以作为事故分析时的参考)将问题及时向经理反映并督促解决。职工代表应当参与事故的调查和处理全过程工作。按要求,每个英国煤矿工人必须携带自救器。配带哪种自救器,根据火灾、爆炸或有害气体产生的风险评估情况来定。携带过滤式或氧气式自救器也要由风险评估结论而定。英国95%的煤矿工人只携带过滤式自救器。另外,为应对矿山事故,使矿工得到及时救护,英国的许多矿山企业还建立有矿山救护队。英国有关矿山业救护的所有法律是在1995年制定的,称为“1995矿山撤离和救护规定”,共包括32条法规及60页的实施规范(ACOP)。此法规没有要求矿山强制执行,但若任何人因为没有遵守该规定而造成伤亡事故,矿主将可能受到法庭的起诉。在英国很少有因此而违反相关法律被起诉的。
英国所有煤矿都是国家批准的矿山救护总会的会员,并且每个煤矿在地面都要拥有2支装备精良的能在30分钟内到达事故现场的救护队(每队6人)。他们的救援设备通常存放在附近的救援中心,只有1个煤矿因为地理位置较远,而在自己的矿山内拥有救援设备库。英国有1个非常偏僻的盐矿,也建立有自己的救护队。尽管其矿工不超过50人,但仍拥有2组救护人员。但也有一些小石灰岩矿,尽管使用大量的有可能引起火灾的柴油车辆,而没有自己的救护队。所有救护队队员必须体检合格(每年1次严格的检和体能测试),而且必须拥有2年以上的井下工作经历及急救证书。队员最初要接受为期15天的救护训练课程,然后每年进行6 天的年度培训,并且必须保证每季度培训1次,其中要包括2次高温潮湿环境的训练;所有的培训课程都必须在合格的救护官员的指导和监督下完成。
培训课程必须包括以下内容:用绳子和滑轮将25公斤重物重复提升到2米高;30分钟快速持续行走训练;模拟事故现场井下通道中穿越狭小空间和巷道(包括管道)的训练;抬运担架训练;使用救援仪器,寻找救出死伤人员的训练;通讯工具使用训练;搭建顶板支护训练;环境测试仪器的使用训练;灭火器的使用训练;在有限空间内清除与顶板冒落有关的阻碍物的训练;治疗队友伤痛的训练;建立新鲜空气基地训练;如何救助被夹住的伤员的训练等。救护队所有的训练课程和实际行动都必须保存记录以便矿山监察人员查阅。
目前在英国还有一家曼斯兹尔特矿山救护中心, 该中心于1911 年由政府负责组建,1947年英国煤矿实行国有化,“中心”改为国有。1996 年, 煤矿改为私有, 该中心也改为私有, 现为英国矿山救护责任有限公司, 下设6个训练有素、装备先进、行动快捷的救护队, 合理地分布在全英不同地区。许多矿山都与该中心签订有协议,一旦发生事故, 救护人员最快两分钟即可赶到事故现场, 最慢也不超过一个小时赶到。必要时“中心”还可派直升飞机运送救护人员, 使其迅速参加抢救。
六、高水平的矿山技术和现代化的基础设施是矿山安全的重要保证
英国矿山事故率的不断降低和矿工健康与安全水平的提高,除比较健全的监管体系外,还得益于高水平和矿山技术和现代化的基础设施。以煤矿为例,为降低矿山事故率,保障矿工的健康与安全,英国煤矿普遍采用一系列极为有效的防尘、降尘、防治煤尘、防火、预防瓦斯爆炸的技术措施。使得目前全英煤矿的因工死亡率保持在很低水平。19世纪60年代,英国每年每200名煤矿矿工中就有1人死亡;20世纪初,每600人中有1人死亡;20世纪50年代,每1000人中有1人死亡。近些年来,英国煤矿每年死亡的矿工人数几乎为零,英国煤矿煤肺病的发病率也几乎为零。目前主要采取安全技术措施包括:
1.粉尘的监测与控制
在矿山生产特别是煤矿生产过程中,如机采、综采、炮采、回采、锚喷、装运、选煤等工序,均可产生大量的粉尘,工人长期在高煤尘浓度的环境中作业,吸入呼吸性粉尘可引起尘肺,严重危害着煤矿工人的身体健康。因而,必须采取有效措施加以监测和控制。
目前, 在英国各类矿山均采用呼吸性粉尘来监测粉尘危害和作为治理、控制粉尘危害的依据。所采用测尘方法分为两类: ①在流动作业场所, 采用整班连续的个体呼吸性粉尘采样; ②在固定的作业场所如选矿、破碎等, 则采用整班连续的定点呼吸性粉尘采样。他们认为, 采用个体或定点的整班连续采集尘样, 最具科学性和代表性, 可以真实地代表全工时内呼尘浓度和矿工的接尘状况, 是测尘技术的创新方法。全英矿山的粉尘检验分析机构, 经政府主管部门授权, 设在爱丁堡市的职业医学研究所, 由该所承担矿山呼尘样品的检测分析工作。
在呼吸性粉尘采样器方面, 有两种(个体、定点) 采样方式, 故有两种不同的采样仪器, 但不论哪一种仪器, 均采用隔膜(往复) 泵吸尘, 以装配缓冲盒克服仪器的脉动气流; 两类仪器均采用旋风式采样头采集样品。但需要说明的是, 英国定点呼尘采样器配有激光装置, 含尘气流经激光照射, 仪器可自动显示呼尘浓度, 并同时绘制呼尘曲线变化图, 非常直观, 一目了然。但由于增加了上述功能,仪器体大, 不便于人工携带, 只可用于定点采样。
对于粉尘的控制,英国各矿区都有一套强有力的通风安全和粉尘控制管理系统,有专职的政府官员和粉尘控制工程师;有严格的检查和监测制度,对出厂的采掘机械从防尘角度要求很严格,没有除尘系统和防尘措施的采掘机械不准下井使用;井下广泛采用以高压喷雾和除尘器为主的防尘技术措施。多年来,英国非常重视粉尘形成机制及控制方法的研究,开发出一系列控制粉尘的方法,包括水雾、气幕、粉尘过滤器及泡沫除尘。吸尘滚筒获1991年第六届女王技术进步奖。这些先进的技术和方法已经广泛用于英国的矿山生产。以煤矿为例,英国煤矿采取的降尘措施主要有:煤层注水预防可燃煤尘的产生;通过采煤系统和集尘系统控制煤尘;清除沉积的煤尘;对沉积的煤尘采用无害的抑制方法,如洒水、惰性处理或固结,这些措施取得明显效果。目前英国所有的长壁采煤工作面的煤尘浓度均已下降到8mg/m3以下,其中50%以上的采煤工作面煤尘浓度在4mg/m3以下,大大地减少了煤尘对工人健康的损害。
2.瓦斯监测与控制
瓦斯事故历来是煤矿的主要安全事故。因此瓦斯的监测与控制是煤矿安全的主要任务。英国在此方面主要采取以下措施:
1)瓦斯监测
MINOS监测系统是英国有代表性的先进监测系统,它能对井下环境进行多参数连续监测,包括:用BMI瓦斯检测器测量低浓度瓦斯,范围0~3%CH4;用BMZH瓦斯检测器测量高浓度瓦斯,范围0~100%CH4;瓦斯抽放系统负压;用BA2、BA4、BA5风速检测器测量风速,范围0~2m/s(米/秒)、0~5m/s、0~10m/s;风压;烟雾及粉尘。此外,有一系列定点式或手持式监测仪器,用来测定甲烷、一氧化碳、燃烧产物、温度、压力和风速、瓦斯监测。
2)矿井通风
英国矿井主要通风机能力达400m3/s,井下设有许多局部通风机。采煤工作面通风除采用风障外,为解决采煤机截割区的通风除尘,研制出新型抽吸式采煤机截割滚筒,它可使截割区的60%~70%的风流循环,一个装有9根集尘管的滚筒,每秒可提供0.5m3的新鲜空气,可防止点燃15l/s涌量的瓦斯。掘进工作面通风采用三种方式,一是压入式,通风管道出口保持在掘进工作面5m之内;二是抽出式,抽风管接近掘进工作面,以0.5m/s风速通过掘进机;三是混合式压入系统沿巷道直接向掘进工作面供风,稀释瓦斯,抽出系统抽出粉尘,从而有效控制掘进工作面的粉尘和瓦斯。为了防止瓦斯积聚,在掘进工作面采用液力风机驱动的风障。截割区的通风多采用喷水方式(水压为1.7~3.4MPa)。在悬臂式掘进机上安装2个压风喷管向掘进头上部供风。
3)瓦斯抽放
为预防瓦斯爆炸对煤矿中的瓦斯抽放有严格的要求。英国煤矿的平均瓦斯排放量为吨煤14平方米,因此大多数英国煤矿需要进行瓦斯抽放。通常采用的方法是,在回采巷道内打穿层瓦斯抽放钻孔。严格控制钻孔间距、长度和角度,有良好的密封,抽放范围适当,并配装脱水器。目前英国瓦斯抽放设备的抽放量约占瓦斯总排放量的三分之一,再加上良好的通风条件,英国煤矿的通风参数能够满足煤矿法规的要求。按照英国煤矿法规,当井下瓦斯含量达到1.25%时,电气设备应被隔离,当瓦斯含量达到2%时,井下的所有人员应立即撤离。英国煤矿法规禁止燃烧甲烷含量低于40%的煤气层,但当安装适当的监测系统后,可以燃烧甲烷含量30%以上(含30%)的煤气层。
4)预测煤与瓦斯突出
英国预测煤与瓦斯突出的计算机微震监测系统已用于煤矿。英国从1984年开始研制微震监测系统,其基本原理是利用设置在煤层中的探测仪监测岩层的震动,根据探测器地震波到达时间、颗粒运动或极化方向,做出开采引起的振动波形图,并检测出支撑柱的超载征兆。微震监测系统主要包括至少3台地震检波仪,每台配备3个震动传感器,震动传感器配有自动记录仪,以及数据处理转换(?)系统。目前已经取得的包括:研制出24位便携式微震记录仪,能够探测记录长壁开采引起的微震;在地面与煤层每10米间隔布置一台三维钻孔地震检波仪,可以探测1000米以上深度的微震;通过监测一个新矿的第一个工作面的开采过程,可以更深入了解在复杂地质条件下的未扰动应力区内长壁工作面煤壁附近发生裂隙的过程;利用高级数字型三维数据库分析裂隙发生机理,描述每次微震产生裂隙的方位。此外,微震监测还可以了解工作面上方岩层的地质特征,也能够确定和描述工作面周围裂隙范围,从而加深了解裂隙产生机理,预测预报顶底板裂隙扩展范围。
3.降火与防爆
1)采用先进的采煤机
上世纪80年代以来,英国井工煤矿共发生了140多起瓦斯或煤尘着火事故,其中大部分事故是由于采煤工作面切割设备和掘进头掘进机械产生的火花引燃的。为了防止功率强大的切割机械产生摩擦火花,英国的科研单位,特别是以前的英国煤炭公司进行了艰难的技术攻关。英国目前普遍采用刀具上带有喷水装置的滚筒采煤机采煤。这种采煤机有三大优点: (1)可以消灭采煤机在开采过程中在刀具与煤体接触面产生的火花; (2)可以稀释开采工作面的局部瓦斯浓度。(3)可以降低呼吸性粉尘(92~ 98) %;所以, 采用这种设备对控制和减少瓦斯事故的发生和减轻粉尘危害具有十分重要的作用。
2)巷道中的防火和防爆设施
英国的一些煤矿在在巷道顶部架设链条,间隔放置石灰石粉袋、水袋并使之同前置(45~ 50) 米处探头(传感器) 连接。当某处发生煤尘、瓦斯爆炸时, 其信号可以迅速被前置探头接收, 探头可立即起动操作装置使粉袋、水袋破裂, 在巷道内形成多层尘帘、水幕, 阻断火源蔓延, 最终将火源捕灭, 这就避免煤尘、瓦斯连续爆炸事故的发生, 也将损失减少到最低限度。
3)火灾预测
及早对火灾做出可靠的预报是十分重要的。火灾的早期探测取决于探测装置及其安放位置。英国研制出多种井下可燃气体探测器,并广泛用于英国井下火灾预测。以英国主要的煤矿公司---RJB为例,该公司在其所属的煤矿中安装了集中监控系统,包括烟雾探测器、一氧化碳检测器、物质燃烧监督器、气味传感器、氧气传感器、光纤维分布式温度计等。这套系统在安全防护方面的主要任务是:通过对井下作业面和管道内的可燃气体、毒性气体风速、温度等井下环境参数进行集中不间断的监测,尽早发现异常情况,及时对灾害事故,特别是火灾事故进行统合处理。如果发生火灾,可以全面地掌握井下总体情况,防止火灾进一步蔓延扩大,并疏导作业面工作人员安全撤离。该套系统的最终目的是通过对矿井进行统合监控管理,确保矿山的安全高效生产。
我国是一个矿山事故多发的国家,除矿山技术设备相对落后外,矿山监管不利是重要原因之一。英国的矿山安全监管体系健全,并取得了较多的成功经验,我们可根据自己的具体情况学习和借鉴。