[摘要]：運用安全經濟學中的相關原理，對露天礦開采面和最終邊坡角進行經濟性與安全性定量分析評價，以減少生產過程的無益消耗和事故損失，保障和維護生產或價值的全面形成，達到企業安全生產總效益提升的目的。

    [關鍵詞]：經濟性與安全性   定量分析   評價

    [Abstract]: Use the relation priciples of safety economics, make quantitative analysis assessment of economy and safety in the strip mined face and the final slope angle, in order to reduce useless cost and accident in production process, protect and preserve the overall formation of production or value, achieve the purpose that enterprise safety production get a high promoted of the overall benefit.

    [Keywords]: economy and safety  quantitative analysis  assessment

    1安全經濟學的基本原理

    1.1安全經濟學對宏觀理論研究

    安全經濟學在宏觀方面主要研究社會經濟制度、經濟機構、經濟發展等宏觀經濟因素對安全的影響，以及與人類安全活動的關系，確定安全目標在社會生產、社會經濟發展中的地位和作用，從理論上探討安全投資增長率與社會經濟發展速度的相互關系，調整和控制安全經濟投入與經濟發展規模的平衡性。

    1.2安全經濟學對事故和災害的影響研究

    研究安全生產中發生的事故和災害對社會經濟的影響規律。針對不同時期、不同地區、不同行業、不同科學技術水平和生產條件下，事故、災害發生的規律和造成的損失對社會經濟的影響，探求分析和評價事故與災害損失的理論及方法，為掌握安全生產事故和災害對社會經濟的影響規律提供理論依據。

    1.3安全經濟學對安全投入和效果優化的研究

    安全經濟學遵循安全生產投入與社會經濟狀況相統一的原則，發展安全與發展經濟比例協調性原則，宏觀與微觀協調的原則。運用社會有限的投入去實現對人類盡可能高的安全水準，在獲得人類可接受的安全水平下，盡力去節約社會的安全投入，這是上述現代社會背景和現狀對安全科學技術提出的挑戰和要求，顯然應成為每一個安全科學技術工作者思考的安全經濟命題。利用社會主義市場經濟條件下的價值規律，制定安全生產投資政策和生產工藝符合“效益優先的利益原則”。應做到社會的經濟效益和企業的經濟效益兼顧的原則，直接效益和間接效益并存的原則，短期效益和長期效益關聯的原則，安全投入在企業安全生產的總效益中，以減少生產過程的無益消耗和事故損失，保障和維護生產或價值的全面形成為目標。

    1.4 安全經濟學對安全成本與收益的研究

    從安全利益規律出發，以企業為代表的經營者的利益，安全與否影響其生產資料投入的作用發揮，追求利益最大化，以個人為代表的勞動者的利益，安全與否影響本人的身體健康、心智平和、家庭幸福、生命及財產安全。

    從安全效益規律講，人們首先追求的是減少事故造成的人員傷亡與病殘，減少財產損失以及環境危害。無論采取哪一方案或措施，都是為實現最省時、省事，且投入最小，綜合效益最佳，實現系統的最佳安全性。

安全的效益不僅包括經濟的效益，還有更為重要的非價值因素，包括社會和諧、生活安定、員工健康、家庭幸福等方面的因素。

    從安全成本分析，提高或改變安全性，需要投入（或輸出），即付出一定的代價或成本。人們在社會經濟活動中要求安全保障性越大，風險性越小，需要支出的成本越高。從理論上講，要達到100%的安全（絕對安全）所需投入趨于無窮大。安全經濟學對于安全成本投入趨于科學合理的評價�？筛鶕�價值工程原理，安全投資項目的合理性和有效性可用投資方案的“功能—成本”比或“效益—成本”比來評價。由此，可建立如下評價模型。

　　SIRDj=PiLiRi/Cj=安全效果/安全投入

　　SIRDj ————  第j種方案安全投資合理度；

　　Pi ————    投資系統中第I種危險的發生概率；

　　Li  ————   投資系統中第I種危險的最大損失后果‘

　　Ri  ————   投資后對第I種危險的消除程度

　　Cj  ————   第J中方案的安全工程總投資

　　式中，PiLiRi表達了安全投資后的總效果，其中pili是系統危險度

　　不同的投資方案具有不同的安全效果和投資量，因而具有不同的投資合理度。因此，根據SIRD值的大小，可對方案進行優選。

　　2礦山開采面和邊坡角方案優化

　　礦山建設中投資者的目的是獲取最大利益，管理者往往將利益最大化作為企業的核心。當監管部門提出“安全第一”時，投資者與管理者是否就已經改變初衷，答案是非常明確的。無數的事例已經證明，過分強調經濟性、盲目追求經濟利益，忽視礦山的安全性，將會付出血與生命的慘烈代價。因此，如何將投資者的利益最大化和安全保障系數最大化有效地結合起來，選用科學合理的評價方法對礦山開采面和最終邊坡角的設計與施工進行經濟性與安全性評價，使投資者在確保安全生產的前提下獲得最大利益，是安全評價工作的核心目標。任何經濟活動的安全措施或對策都有多個方案可以選擇，不同的方案往往有不同的約束條件，不同的方案都有其不同的特點和適應對象。因此，安全經濟的決策活動應建立在優選的基礎上。安全經濟應提供安全經濟優化技術和方法。

　　礦山邊坡安全是一項綜合性工作，包括確定合理的邊坡參數，選擇適當的開采技術和制定嚴格的邊坡安全管理制度，其中，合理的臺階高度、寬度、工作臺階坡面角對露天開采的技術經濟指標和作業安全都具有重要意義，因此，本文將針對影響露天礦安全性的開采面和最終邊坡角兩大重要因素，根據《金屬非金屬礦礦山安全規程》（GB16423-2006）中規定的臺階高度、寬度、坡面角和開采方式，采用圖表的方式研究如何選擇礦山設計、開采中經濟性與安全性最佳的方案。

　　2.1開采面和邊坡角的經濟性和安全性評價

　　一般情況下，提高邊坡穩定性的重要手段之一是減緩露天邊坡角。但是，減緩邊坡角必然影響露天開采的經濟效果，將大大增加剝離費用。礦山建設在設計時對開采面的坡面角和最終邊坡角的設計，只單純地考慮邊坡的穩定性，忽略經濟效益，把邊坡角設計過緩，這將會增大開采時的運輸成本，增加無效投入。坡面角延緩過度會導致礦產資源的浪費和礦場布局不合理，安全性與經濟性未能達到最優方案，顯然不科學合理。

　　只追求眼前的產量和經濟利益，將開采面和最終邊坡角設計過大，邊坡角過陡時，穩定性差，易滑坡，很可能還會帶來人身和設備的不安全，導致停產。經濟上也會造成巨大的損失，加上不按合理順序采礦或邊剝離邊掏底，勢必造成邊坡整體滑動，導致礦災。

　　針對眾多的巖層，我們選用了松軟、堅硬、沙狀等三種具有代表性的巖層進行經濟性和安全性評價。

　　2.1.1 松軟巖體經濟性和安全性評價

　　圖1

　　對松軟礦體的開采，開采面的高度不應大于3米，開采斜面不應大于50度，其經濟性安全性最優。

　　2.1.2 堅硬巖體經濟性和安全性評價

　　圖2

　　對堅硬礦體的開采，開采面的高度不應大于6米，開采斜面不大于80度，其經濟性安全性最優。

　　2.1.3 沙狀巖體經濟性和安全性評價運用安全經濟學原理對礦山開采面和最終邊坡角進行定量分析評價

　　圖3

　　對沙狀礦體的開采，開采面的高度不應大于1.8米，自然安息角不應大于30度，其經濟性安全性最優。

　　2.1.4 不同巖層工作坡面角的優化設定

不同巖層開采坡面角度表

礦巖性質	工作階段坡面角
松軟的礦巖	不大于所采礦巖的自然安息角
較穩固的礦巖	不大于50度
堅硬穩固的礦巖	不大于80度

　　針對不同的巖層礦種，考慮到安全與經濟性的優化組合，一般按照上述角度進行開采作業，可有效降低開采成本和保障安全生產。
 
　　2.1.5 開采臺階高度的合理確定

礦巖性質	采掘作業方式		階段高度
松軟的巖土	機械 鏟裝	不爆破	不大于機械的最大挖掘高度
堅硬穩固的礦巖		爆破	不大于機械的最大挖掘高度的1.5倍
砂狀的礦巖	人工開采		不大于1.8m
松軟的礦巖			不大于3.0m
堅硬穩固的礦巖			不大于6.0m

　　2.2最終邊坡角經濟性和安全性評價

　　按照安全經濟學的安全效益規律原則，在礦山建設的經濟活動中對安全的投入，必須講求其經濟效益和效率。

　　安全的目的首先是減少事故造成的人員傷亡與病殘，減少財產損失以及環境危害。為此，人們不僅關心哪一方案或措施能獲得最大程度的安全保障，而且關心哪一方案或措施的投入最小，以求綜合的最佳效益，實現系統安全程度的提高。

　　礦山開采活動中對最終邊坡角的確定，應考慮該礦山的巖石性質、地質構造、水文地質條件、開采高度、邊坡存在期限等因素。由于這些因素十分復雜，因此通常參照類似礦山的實際數據來選擇礦山最終邊坡角。

　　合理的最終邊坡角還應考慮礦山開拓剝離、運輸方式、邊坡的綜合利用和設備選型及安全管理水平等相關因素而確定。

　　目前邊坡設計多采用類比法和經驗數據。

　　按照《金屬非金屬礦礦山安全規程》（GB16423-2006）的規定，根據不同的開采方式、不同巖層、礦種，確定不同的開采面，開采高度，平臺和最終邊坡角，可有效地降低開采費用提高經濟效益，在安全評價工作中運用安全經濟學原理，對礦山開采的安全性與經濟性有機結合，使礦山開采過程在保障安全作業的前提下，盡量達到投資成本最省，投資收益最大。

　　3開采面和最終邊坡角的安全性與經濟性選擇

　　金屬非金屬露天礦開采面和最終邊坡角的安全性與經濟性選擇應重點考慮如下因素：

　　3.1 確定合理的臺階高度和平臺寬度

　　合理的臺階高度對露天開采的技術經濟指標和作業安全都具有重要的意義。確定臺階高度要考慮礦巖的埋藏條件和力學性質、穿爆作業的要求、采掘工作的要求，一般不超過15米。

　　平臺寬度不但影響邊坡角的大小，也影響邊坡的穩定。工作平臺寬度取決于所彩的采掘運輸設備的要求和爆堆的寬度。

　　3.2正確選擇臺階坡面角和最終邊坡角

　　臺階坡面角的大小與礦巖性質、穿爆方式、推進方向、礦巖層理方向和節理發育情況等因素有關。工作臺階坡面角的大小在種類礦山安全規程都作了詳細的規定。在一般情況下，其大小取決于礦巖的性質：松軟礦巖，工作臺階坡不大于所開采礦巖的自然安息角；較穩定的礦巖，工作臺階坡面角不大于50°；堅硬穩固的礦巖，工作臺階坡面角不大于80°。

　　最終邊坡角與巖石的性質、地質構造、水文地質條件、開采深度、邊坡存在期限等因素有關。由于這些因素十分復雜，因此通常參照類似礦山的實際數據來選擇礦山最終邊坡角。

　　3.3 選用合理的開采順序和推進方向

　　在生產過程中要堅持從上到下的開采順序，堅持打下向孔或傾斜炮孔，杜絕在作業臺階底部進行掏底開采，避免邊坡形成傘檐狀和空洞。一般情況下應選用從上盤向下盤的采剝推進方向，做到有計劃、有條件的開采。

　　在垂直露天礦邊坡走向斷面上，自最上一個臺階的坡頂至最下一個臺階的坡底的邊線與水平線之間的夾角稱為邊坡角。當露天礦延伸到達最終境界位置的邊坡，稱為露天礦最終邊坡，其相應的邊坡角為露天礦最終邊坡或稱露天礦廢止角。

　　在眾多的安全評價方法中，往往僅針對礦山的安全性進行評價，而忽略了經濟性。本文對金屬非金屬礦開采面和最終邊坡角的經濟性與安全性評價，重點采用了《金屬非金屬礦礦山安全規程》（GB16423-2006）中規定的臺階高度、寬度、坡面角和開采方式用圖表的方式，直觀地告訴建設單位，如何選擇礦山設計、開采中經濟性與安全性最佳的方案，確定科學合理的開采面和最終邊坡角，所以在安全生產、安全評價和安全監督管理工作中，都應該將安全性與經濟性有機結合，以最小的經濟投入達到安全生產的目的，把礦山開采的安全性與經濟性有效結合起來，采用最優化的可比方案，進行礦山開采設計、施工建設。

　　4 結論

　　在對露天礦安全評價中，運用經濟學原理對開采面和最終邊坡角進行經濟性與安全性分析評價，有利于設計單位優化設計方案、建設單位采用最佳開采方案，使礦山建設工程在保障安全生產的前提下，投資收益最大化，有利于提高安全評價報告的質量和礦山開采企業科學決策。

　　5參考文獻

　　[1]《金屬非金屬礦安全規程》，（GB16423-1996）

　　[2]《金屬非金屬礦安全規程》，（GB16423-2006）

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