事故樹分析法在盲炮事故原因中的應(yīng)用研究★

楊成和 方 寧 左宇軍 孫俊鵬 繆玉松

(1.大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)金源爆破工程有限公司,遼寧 大連 116600； 2.貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550003)

·建筑業(yè)管理與政策研究·

事故樹分析法在盲炮事故原因中的應(yīng)用研究★

楊成和1方 寧1左宇軍2孫俊鵬1繆玉松1*

(1.大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)金源爆破工程有限公司,遼寧 大連 116600； 2.貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550003)

在全面分析影響爆破盲炮事故因素的基礎(chǔ)上，采用事故樹分析法求解得到影響盲炮的各基本事件的最小割集，通過計(jì)算基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，確定了盲炮事故的主要因素，并針對(duì)各因素提出了相應(yīng)的安全預(yù)防措施，對(duì)降低盲炮事故發(fā)生具有指導(dǎo)意義。

事故樹分析法，爆破盲炮，最小割集，安全措施

盲炮是指在爆破過程中，雷管或炸藥經(jīng)起爆元件激發(fā)后未能起爆的現(xiàn)象，是爆破作業(yè)中比較棘手的問題，如果爆破過程中出現(xiàn)盲炮，不但會(huì)增加爆破器材的消耗，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)爆破效果的失敗。同時(shí)，若盲炮不能及時(shí)處理或在處理過程中方法不正確，很可能造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。統(tǒng)計(jì)資料表明，在我國(guó)爆破事故中，由于盲炮事故造成的人員傷亡占整個(gè)爆破事故的16%。因此，合理的分析盲炮產(chǎn)生的原因是十分必要的。由于產(chǎn)生盲炮的原因很多，采用圖像分析法和統(tǒng)計(jì)分類法都不能直觀的反映[1]。本研究通過事故樹分析法，層層剖析，分析各事故原因間的邏輯關(guān)系，對(duì)防止盲炮的發(fā)生具有指導(dǎo)意義。

1 事故樹分析法及編制步驟

事故樹分析法起源于故障樹分析法，最早由美國(guó)貝爾電話研究所于20世紀(jì)60年代提出，隨即在社會(huì)各界引起了極大的反響，并迅速在許多國(guó)家和行業(yè)應(yīng)用推廣。我國(guó)于1978年開展對(duì)該方法的研究，目前已在很多部門普及，促使了企業(yè)的安全生產(chǎn)[2]。

事故樹是從上到下逐級(jí)建樹并且根據(jù)事件間的聯(lián)系，從主事件到中間事件最終到基本事件，以復(fù)雜系統(tǒng)中的某一目標(biāo)作為主事件，運(yùn)用系統(tǒng)觀點(diǎn)全面分析可能造成這個(gè)事故的各種因素、原因。層層剖析其發(fā)生的原因，直到找出事故的基本原因?yàn)橹埂Ｊ鹿蕵浞治霾粌H能分析事故的直接原因，而且還能深入地揭示出事故的潛在原因。直觀、明了地描述事故的因果關(guān)系、邏輯關(guān)系。再運(yùn)用定性分析和定量分析的方法，科學(xué)的分析可能導(dǎo)致事故的各項(xiàng)因素的重要度，從而有針對(duì)性的提出安全防范措施。

事故樹的編制由于分析的目的不同而存在差異，但大多基于以下幾個(gè)流程編制[3]：1)全面掌握系統(tǒng)概況，確定最終頂事件，頂事件即不想發(fā)生的事件，本研究以“爆破盲炮事故”作為頂事件。2)調(diào)查取證可能導(dǎo)致事故產(chǎn)生的因素，從器材、設(shè)計(jì)和施工等方面確定事故原因并進(jìn)行分析。3)編制并優(yōu)化事故樹。從頂事件到中間事件再到基本事件，按照不同事件的邏輯關(guān)系和演繹分析的原則，建立反映成果關(guān)系的樹形圖。4)收集資料和調(diào)查事故原因。在初步事件的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步整理和完善，確認(rèn)各項(xiàng)指標(biāo)是否超出邊界范圍、各因素邏輯關(guān)系是否合理等。5)定性和定量分析。按照事故樹結(jié)構(gòu)，求解最小割集或最小徑集并計(jì)算基本事件的重要度，根據(jù)各基本事件發(fā)生的概率，計(jì)算事故樹頂事件發(fā)生的概率。6)擬定事故防范措施。根據(jù)事故樹分析結(jié)果，制定相應(yīng)的防范措施。

2 盲炮事故的事故樹分析

2.1 爆破盲炮事故發(fā)生的主要原因

通過查閱大量爆破盲炮事故的資料以及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的情況，對(duì)爆破盲炮事故原因進(jìn)行了詳細(xì)的分析總結(jié)，得出爆破盲炮事故原因主要有以下幾個(gè)[4-6]：

1)爆破器材問題。主要包括：雷管問題、聯(lián)接問題以及炸藥本身都可能導(dǎo)致盲炮。如雷管猛度達(dá)不到要求，可能導(dǎo)致盲炮；炸藥密度過大，可能導(dǎo)致“壓死”的現(xiàn)象而產(chǎn)生盲炮。

2)設(shè)計(jì)問題。主要包括：設(shè)計(jì)起爆網(wǎng)路不當(dāng)、起爆方式選擇不當(dāng)以及起爆器材的選擇等因素。如選擇非同廠生產(chǎn)的雷管，可能由于雷管傳輸問題導(dǎo)致盲炮。

3)施工問題。主要包括：聯(lián)接錯(cuò)聯(lián)、漏聯(lián)以及聯(lián)接不緊等。

2.2 爆破盲炮事故樹的建立

通過以上對(duì)爆破盲炮事故可能產(chǎn)生的原因的分析，建立事故樹如圖1所示。

2.3 爆破盲炮事故分析

2.3.1 求最小割集

最小割集即引起頂上事件發(fā)生的基本事件的最低限度的集合。一般采用布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法求得：

T=A1+A2+A3=B1+B2+B3+X8+X9+X4+
X13(X14+X15+X16)=X1+X2+X3+X4+X5+X6+
X7+X8+X9+X10(X11+X12)+X13X14+X13X15+
X13X16=X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8+X9+
X10X11+X10X12+X13X14+X13X15+X13X16

(1)

由以上計(jì)算結(jié)果可知，該事故樹共有14個(gè)割集：{X1}，{X2}，{X3}，{X4}，{X5}，{X6}，{X7}，{X8}，{X9}共9個(gè)一階最小割集，{X10X11}，{X10X12}，{X13X14}，{X13X15}，{X13X16}共5個(gè)二階最小割集。

2.3.2 結(jié)構(gòu)重要度分析

結(jié)構(gòu)重要度分析是從事故樹的結(jié)構(gòu)上研究各項(xiàng)基本事件對(duì)頂事件的影響程度。由割集理論知：割集的階數(shù)越小，其發(fā)生的可能性越大，在該事故樹中，X1～X9為一階割集，其結(jié)構(gòu)度最大，其他基本事件可采用下面公式判斷[7]：

(2)

其中，Iφ(j)為基本事件Xj結(jié)構(gòu)重要度的近似值；Xj∈Pr為基本事件Xj屬于最小割集Pr；nj為基本事件Xj所在的最小割集中包含的基本事件的數(shù)目。

計(jì)算可得各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度排序：

Iφ(1)=Iφ(2)=Iφ(3)=Iφ(4)=Iφ(5)=
Iφ(6)=Iφ(7)=Iφ(8)=Iφ(9)>Iφ(10)>
Iφ(13)>Iφ(11)=Iφ(12)=Iφ(14)=Iφ(15)=Iφ(16)。

2.3.3 結(jié)果分析

由爆破盲炮事故樹圖可以看出，組成該事故的邏輯門共有7個(gè)，并且全是邏輯或門，通過最小割集的計(jì)算，共得到14個(gè)割集，其中一階割集9個(gè)，約占全部割集數(shù)的2/3，這表明引起爆破盲炮事故的原因較多，而控制途徑較少，但具有針對(duì)性。由結(jié)構(gòu)重要度分析可知，應(yīng)優(yōu)先控制基本事件X1～X9，再根據(jù)重要度依次控制其他基本事件。表面上來看，似乎每個(gè)基本事件都很難控制，但仔細(xì)分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些事件都是我們施工和設(shè)計(jì)過程中需要注意的問題。

3 預(yù)防爆破盲炮事故的安全措施

通過爆破盲炮事故樹的分析，得知導(dǎo)致爆破盲炮事故的因素主要有雷管、聯(lián)接、炸藥、設(shè)計(jì)、施工以及工程監(jiān)理等幾個(gè)方面。

1)雷管方面。嚴(yán)格爆破器材生產(chǎn)和儲(chǔ)存管理制度，不發(fā)放不達(dá)標(biāo)的雷管，杜絕同時(shí)使用不同廠家、不同型號(hào)的雷管，在裝藥過程中，若導(dǎo)爆管有雜物混入或有斷藥、受潮現(xiàn)象，應(yīng)立即停止使用，并妥善處置。

2)聯(lián)接方面。在線路聯(lián)接過程中，爆破工應(yīng)嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)方案聯(lián)接網(wǎng)路，不得隨意改變網(wǎng)路聯(lián)接方式，并保證網(wǎng)路接頭不出現(xiàn)打結(jié)、溜須的現(xiàn)象。若聯(lián)接膠帶出現(xiàn)不粘或過少時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換，不得敷衍了事。

3)炸藥方面。嚴(yán)格炸藥存儲(chǔ)管理制度，定期檢查庫(kù)房，保證炸藥存儲(chǔ)環(huán)境，不得發(fā)放和使用過期或變質(zhì)炸藥。如遇水孔或泥巴孔，應(yīng)使用防水炸藥，在裝藥過程中應(yīng)勻力緩慢將炸藥送入，不得亂捅硬捅，避免在裝藥過程中出現(xiàn)“壓死”現(xiàn)象導(dǎo)致盲炮事故的發(fā)生[8]。

4)設(shè)計(jì)方面。設(shè)計(jì)員在爆破施工設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)全面了解爆破區(qū)域地質(zhì)地形條件，所使用炸藥和起爆器材的性能，在起爆網(wǎng)路選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況實(shí)施改變，不得設(shè)計(jì)之后一成不變的使用。在選用起爆器材時(shí)，不得選用不同廠甚至是不同批次的器材。

5)施工方面。施工不當(dāng)是導(dǎo)致盲炮事故的最主要因素。施工人員必須穩(wěn)步細(xì)心操作，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止作業(yè)，并即時(shí)上報(bào)。裝藥時(shí)應(yīng)一手拉直雷管腳線，一手用炮桿緩慢將藥包送入，防止腳線搗斷或搗破絕緣層，同時(shí)要保證所裝炮眼內(nèi)的藥包緊密接觸，以保證良好的傳爆性能。在炮孔穿過溶洞或裂縫時(shí)，應(yīng)使用特制的塑料袋裝藥，以免炸藥流失[9]。

6)工程監(jiān)理。工程監(jiān)理人員要全程跟蹤爆破作業(yè)過程，爆破作業(yè)沒有開始前，應(yīng)將爆破器材儲(chǔ)存在鐵質(zhì)皮柜里，不得隨意打開，在作業(yè)過程中，如遇起爆器材不合格或作業(yè)人員未按規(guī)程操作，應(yīng)即時(shí)制止。同時(shí)還要不斷加強(qiáng)操作人員的安全教育和崗位操作培訓(xùn)，提高操作人員的作業(yè)水平和業(yè)務(wù)素質(zhì)，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程和產(chǎn)品使用說明及操作指南作業(yè)。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)事故樹分析法的基本原理，在分析爆破盲炮事故發(fā)生的原因及特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出盲炮事故樹繪制的一般思路和需要考慮的因素，并創(chuàng)建了導(dǎo)致爆破盲炮的事故樹。根據(jù)事故樹，求解了基本事件的最小割集和結(jié)構(gòu)重要度，得到了爆破盲炮事故發(fā)生的主要基本事件及事故發(fā)生的主要原因，并且提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

[1] 趙偉霞,張明德,蔡云龍,等.基于事故樹分析法的城市供水管網(wǎng)爆管事故分析[J].給水排水，2011，11(37):454-458.

[2] 王清華,江小波.某工程盲炮原因分析及預(yù)防措施[J].金屬礦山，2009(1):178-181.

[3] 張義平,曾照凱,吳 剛,等.事故樹分析法在爆破飛石事故分析中的應(yīng)用[J].金屬礦山，2010(3):122-125.

[4] 汪旭光.爆破手冊(cè)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2010:978-990.

[5] 于亞倫.工程爆破理論與技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2004:56-64.

[6] 潘玉忠,池恩安,陳 斌,等.復(fù)雜地層中深孔爆破盲炮產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施[J].金屬礦山，2012(2):27-29.

[7] 聶志龍,劉永強(qiáng),方國(guó)華.事故樹分析法在爆破飛石方面的應(yīng)用研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2008(9):120-122.

[8] 張義平.對(duì)長(zhǎng)沙湘江南大橋拆除爆破中盲炮的分析[J].礦業(yè)研究與開發(fā),1998,18(8):41-43.

[9] 章海象.德興銅礦盲炮事故原因及其預(yù)防[J].世界采礦快報(bào)，2000，16(7):234-235.

Application of the fault tree analysis to the research on blind shots★

YANG Cheng-he1FANG Ning1ZUO Yu-jun2SUN Jun-peng1MIAO Yu-song1*

(1.Dalian Development Area Jinyuan Blasting Co.， Ltd, Dalian 116600， China;2.College of Mining, Guizhou University, Guiyang 550003, China)

On the basis of comprehensive analysis of blasting blind shots factors, find out the minimum cut sets of influencing top events by the fault tree analysis methods. Calculating the structure importance of essential events. Determined the main factors, and then the safety measures also put forward. It has a vital significance for reducing the accident of blind shots.

fault tree analysis， blasting blind shots， minimum cuts， safety measures

1009-6825(2014)31-0256-02

2014-08-22★：國(guó)家科技支撐計(jì)劃(項(xiàng)目編號(hào):2012BAB08B06)

楊成和(1963- ),男，工程師； 方 寧(1966- )，女，工程師； 左宇軍(1964- )，男，教授； 孫俊鵬(1962- )，男，高級(jí)工程師

繆玉松(1986- )，男，碩士，工程師

TU751.9

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