矿山安全与环保基础知识

矿山安全与环保
举例：某矿两年内每月事故发生次数及频率分布情况
事故次数 0 l 2 频数 l 2 3 累计频数 1 3 6 频率 0.04167 0.08333 0.12500 累计频率 0.04167 0.12500 0.25000
3
4 5 6 7 8 9
4
4 3 2 2 l 1
10
14 17 19 21 22 23
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11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
冒顶片帮 透水 放炮 火药爆炸 瓦斯爆炸 锅炉爆炸 压力容器爆炸 其他爆炸 中毒和窒息 其他 指生产、运输和储藏过程中的意外爆炸 包括煤尘爆炸
受伤害者所受的伤害：轻伤、重伤、死亡 伤亡事故：轻伤事故、重伤事故、死亡事故
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（3）事故分类：伤亡事故和一般事故
• 1）伤亡事故：造成人身伤害或急性中毒的事故 （在 工作时间内、工作场所中发生的和工作有关的伤亡事 故称作工伤事故 ） 。 • 死亡
• 伤害（按严重程度分为）：暂时性失能伤害；永久性 部分失能伤害，永久性全失能伤害。 • 2）一般事故：未受伤害（未遂事故、无伤害事故）、 轻微受伤、未造成生理功能障碍等。 1.1.2. 伤亡事故分类 1、按致伤原因分类 分类依据：《企业职工伤亡事故分类》(GB6441—86)和 《企业职工伤亡事故调查分析规则》(GB6442—86)
（4）工伤事故频率-千人负伤率（原劳动部）
某时期内工伤事故人数 3 工伤事故频率 10 某时期内在册职工人数
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2、事故严重率 伤害严重率：某时期内平均每百万工时由于事故造成的损 失工作日数。 总损失工作日 6 伤害严重率 10 实际总工时 伤害平均严重率：受伤害的每人次平均损失工作日数。
危险性高：井下生产工作空间狭窄，井下有毒有害气体、矿尘、 火灾、水灾、顶板事故、井下爆破、机电设备等都直接威胁矿工的 生命安全和健康。
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2、矿山事故
安 全 检 测 技 术 安 全 控 制 技 术 矿山生产 危险物质、设备、作业环境等因素 不安全因素
控 制 事 故 导 致 的 损 失
矿 山 安 全 技 术
f(t)=λexp（-λ t）
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• 指数分布的数学期望为：
θ t f(t)dt
0

1

注：如λ=2，单位时间(一个月)内事故发生次数为2次；
θ=1/2，平均事故间隔时间为单位时间的1/2（0.5个 月），是事故发生率的倒数。 平均事故间隔时间也称为平均无事故时间。 • 指数分布的方差（波动情 况）
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1.2 矿山环境保护
1、矿山环境问题：
（1）早期的矿山环境问题，并不突出：矿石产量低，用量少，采矿 效率低、即使是对矿井空气的调节，也仅仅采用自然通风，矿山环 境问题同整个环境问题一样，是局部的、个别的。
（2）工业革命以后，采矿技术发展、对矿石的需求量增大，导致采 矿业对环境的污染和破坏愈来愈大。 •60年代中期，美国采矿业每年约产生33亿吨废石和尾矿，21世纪初， 每年约160亿吨废石和尾矿排放。
1.0
t1
t2
100
x
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2.2.2指数分布 •指数分布属于连续型随机变量的概率分布。 •作用：用来描述事故发生时间间隔的分布情况。 •定义：设单位时间内事故发生次数即事故发生率为λ，则 自某时刻起t时间内发生事故的概率为
F(t)=1-exp（- λ t）
•上式表明事故发生概率随时间的分布函数； •对应的其概率密度函数为
i 1 n
1 x xi n i 1
xi-观测值（实际值）
n
2
( x-x)i 1 ( x-x) Nhomakorabean
n
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•频数：某一随机现象在统计范围内出现的次数称为频数。 •累计频数：在某一规定值以下所有随机现象出现频数之 和为累计频数。 •频率：某种随机现象出现频数与被观测的所有随机现象 出现总次数之比称为频率 。频率反映了某种随机现象出 现的可能性。当观测次数少时则表现出强烈的随机波动 性。随着观测次数的增加频率逐渐稳定于某常数，此常 数称为概率（即随机现象发生可能性的度量）。 •累计频率：在某一规定值以下所有随机现象出现频率之 和为累计频率。
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（2）千人重伤率（GB6441-86） ：某时期内平均每千名职工 中因工伤事故造成重伤的人数 重伤人数 千人重伤率 103 平均职工数 （3）伤害频率-百万工时伤害率（GB6441-86） 某时期内平均每百万工时由于工伤事故造成的伤害人数。
百万工时伤亡率 伤害人数 106 实际总工时数
0.16667
0.16667 0.12500 0.08333 0.08333 0.04167 0.04167
0.41667
0.53333 0.70833 0.79167 0.87500 0.91666 0.95833
10以上
1
24
0.04167
1.00000
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2.2事故统计分布
•在矿山事故统计分析中，经常会遇到如下一些统计分布。
2、按一次事故中人员伤亡人数和经济损失情况分类： 颁 布的《生产安全事故报告和调查处理条例》 2007年国 务院第493号令 • (1)一般事故：3人以下死亡或10人以下重伤(包括急性 工业中毒)，或1000万元以下直接经济损失的事故；
• (2)较大事故：3人以上10人以下死亡，或10人以上50人 以下重伤，或1000万元以上5000万元以下直接损失；
•开采方式也加剧了矿山环境问题：露天开采剥离量大，对地表的破 坏严重，而且由于技术进步，露天开采比重越来越大（美国：138m 覆盖层铜矿、露天开采、四年的剥离量2亿吨；西雅里塔露天铜钼矿， 基建剥离10亿吨，比巴拿马运河开凿量还大。我国黑色金属矿山， 露天开采矿石量占矿石总量80%以上。）
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f(x) 0.01 0 x 100 x 100 f(x) 0
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f（x）
则，损失工时在t1≤t≤t2区 段内的事故发生概率为：
F(x) f(x)dx
t1 t2
0.01
t1
t2
100
x
0.01(t2 -t1 )
F（x）
若如果给定t1和t2，则 可计算出相应的概率
F(C)
x 0
C
n! p x( 1-p)n-x x!(n-x)!
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二项式分布数学期望值为：
λ n p σ 2 n p ( 1-p)
伤害平均严重率 总损失工作日 伤害人数
按产品产量计算的死亡率：
百万吨死亡率 死亡人数 106 实际产量（t）
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第二节 伤亡事故统计分析
2.1伤亡事故统计数学原理
2.1.1事故发生的随机性 •事故是一种随机现象：事故是意料之外的事件，即随机现 象是在一定条件下可能发生也可能不发生； •统计规律性：个别试验观测的不确定性，大量重复试验观 测的统计规律性。
• (3)重大事故，10人以上30人以下死亡，或50人以上100 人以下重伤，或5000万元以上1亿元以下直接经济损失 的事故； • (4)特别重大事故：30人以上死亡，或者100人以上重伤， 或者1亿元以上直接经济损失的事故。
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1.2伤亡事故统计指标
•目的：分析、评价伤亡事故发生的情况以及企业或行业的安全状况。
t f(t)dt
2 2 0

1
2
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2.2.3二项式分布
属于离散型随机变量的概率分布（与前两者的区别）
可用于描述一个企业或部门在一定时期内事故发生次 数的概率分布。 举例：设某矿有n名职工，且每人每月发生事故的概 率相同，均为p，则该矿每月发生x次事故的概率为： n! f(x) p x( 1-p)n-x x!(n-x)! 每月发生事故次数不超过C的概率（即发生C次及 C次以下事故的累计概率）分布为
2.2.1均匀分布
对于连续型随机变量，当其概率密度函数具有下述形式时，称为 均匀分布。
f(x) A f(x) 0
x1 x x 2
x x1或x x 2
例如，统计事故损失工时数为0～100h的区段内的事故时，假设此时间 区段内任一时间起单位时间间隔内对应的事故发生概率相等，均为0.01, 则事故发生的概率密度函数可写为
•统一以伤亡事故频率和伤害严重率为伤亡事故统计指标
•1、伤亡事故频率 •α:伤亡事故频率； •A:伤亡事故次数； •N:职工人数； •T:统计时间
A N T
（1）千人死亡率（企业职工伤亡事故分类-GB6441-86）： 某时期内平均每千名职工中因工伤事故造成死亡的人数.
千人死亡率
死亡人数 103 平均职工数
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第一部分 矿山安全与环境保护基础知识
第一章 概述 第二章 伤亡事故统计、事故致因分析及预防原理 第三章 系统安全分析
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第一章 概述
1.1矿山安全 1、金属非金属矿山生产特点
涉及专业多：金属非金属矿山开采是一个综合性的技术行业，涉 及到地质、采矿、通风、运输、安全、机械和电气、爆破、环境保 护及企业管理等多方面内容， 劳动条件差：与其他行业相比，采矿业劳动强度大，作业条件差， 不安全因素多．工作场所及工作本身都具有一定的危险性。
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• 按致伤原因把伤亡事故划分为20类 。
序号 l 2 3 4 5 6 7 8 9 10 事故类别名称 物体打击 车辆伤害 机械伤害 起重伤害 触电 淹溺 灼烫 火灾 高处坠落 坍塌 包括由高处落地和由平地落人地坑 包括雷击 备注 指落物、滚石、锤击、碎裂、崩块、砸伤，但不包括爆 炸引起的物体打击 包括挤、压、撞、颠覆等 包括铰、碾、割、戳
（3）矿山环境问题的类型
• 废石、尾矿、煤矸石； • 噪声污染； • 废水污染 • 粉尘污染； • 矿山地质环境问题（滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地表塌陷、 地裂缝等）
（4）措施
• 环境保护法律法规、标准规范；
• 矿山建设项目环境影响评价；
• 环境监测监督制度； • 矿山地质环境保护与恢复治理等。
•研究随机现象的数学工具：概率论和数理统计，随机现象 用随机变量来描述。
2.1.2随机变量的定义和描述
•1定义：当对某一量重复观测时，仅由于机会而产生变化 的量。与普通变量的区别，随机变量不能适当地用一个数 值来描述，必须用实际数字系统的分布来描述。
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2、分类：离散型变量和连续型随机变量。在研究矿山伤亡 事故统计规律时，要首先确定随机变量的类型 •离散变量举例：一定时期内矿山企业伤亡事故发生次数只 能是非负的整数，相应的数字分布系统是离散型的； •连续变量举例：两次矿山事故之间的时间间隔则应该属于 连续型随机变量（与时间对应的数字分布系统是连续型。 3、描述：用数学期望(平均值)来描述随机变量数值大小： 1 n x xi 用方差来描述随机变量随机波动情况： n
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第二章 伤亡事故统计、事故致因分析及预防 • 第一节 伤亡事故分类及统计指标 • 第二节 伤亡事故统计分析 • 第三节 伤亡事故发生与预防原理
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第一节 伤亡事故分类及统计指标
1.1伤亡事故基本概念及分类 1.1.1伤亡事故基本概念 （1）事故的定义：是人(个人或集体)在实现某种意图而进 行的活动过程中，突然发生的、违反人的意志的、迫使活动 暂时或永久停止的事件。 （2）事故的特征：a特殊事件：任何生产、生活活动过程中 都可能发生事故。因此应采取措施来防止事故。b意外事件： 事故的发生具有随机性质，是一种突然发生的、出乎人们意 料。原因复杂、偶然因素、很难准确预测，对其规律以及预 防比较困难。c违背人意志的事件（中断生产、人员伤亡、 财产损失、环境污染等后果）。
控制失效
矿山事故
影响生产、人员伤亡、财产损失、环境污染
总体来说，控制不安全因素、预防事故发生，应从人、机、 环、管理等方面综合考虑。
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• 3、矿山安全工程
• 矿山安全工程定义：以矿山生产过程中发生的人身伤害 事故为主要研究对象，在总结、分析已经发生的矿山事 故经验的基础上，综合运用自然科学、技术科学和管理 科学等方面的有关知识，识别和预测矿山生产过程中存 在的不安全因素，并采取有效的控制措施防止矿山伤害 事故发生的科学技术知识体系。