基于R-SHEL-IAHP法的礦山爆破事故致因分析*

余 洋 周洪文 李澤安

(武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院)

基于R-SHEL-IAHP法的礦山爆破事故致因分析*

余 洋 周洪文 李澤安

(武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院)

針對(duì)目前礦山爆破事故分析方法未著重考慮人為因素的問(wèn)題，采用Reason-SHEL模型建立了以人為中心的事故分析模型，結(jié)合改進(jìn)層次法(Improved analytic hierarchy process,IAHP)對(duì)黃麥嶺礦山爆破事故致因進(jìn)行分析。首先，根據(jù)該礦近10 a爆破事故統(tǒng)計(jì)資料，從防御失敗、不安全行為自身、不安全行為前提、組織預(yù)防與監(jiān)督和組織因素等5個(gè)環(huán)節(jié)確定以人為中心的事故致因因子，得到警戒范圍過(guò)小、未編制事故應(yīng)急預(yù)案、工作人員身體不適、疲勞等15個(gè)致因因子；然后，采用IAHP法計(jì)算各事故致因因子的影響程度，并進(jìn)行排序。結(jié)果表明：①在觸發(fā)事故發(fā)生的5個(gè)環(huán)節(jié)中，不安全行為前提所占權(quán)重最大，為0.408，其次為不安全行為自身及組織預(yù)防與監(jiān)督，權(quán)重均為0.209；②致因因子影響程度前5名依次為爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和孔網(wǎng)參數(shù)選取不合理、工作人員操作失誤、起爆前未清點(diǎn)人數(shù)、無(wú)警戒信號(hào)或警戒信號(hào)不明顯及裝藥量過(guò)大。

礦山爆破事故 致因 Reason-SHEL模型 改進(jìn)層次法 人為因素

礦山爆破具有危險(xiǎn)性大、潛在危險(xiǎn)源多、事故后果嚴(yán)重等特點(diǎn)，給工作人員的人身安全帶來(lái)了嚴(yán)重威脅，有必要采取適當(dāng)?shù)拇胧┨岣叩V山爆破的安全性[1]。目前，學(xué)者們分析爆破事故時(shí)多采用事故樹(shù)、層次分析法、事故致因理論等方法，如王文才等[2]運(yùn)用事故樹(shù)方法分析了某大型露天金屬礦爆破事故，確定了發(fā)生事故的原因，并提出了改進(jìn)措施；郭建國(guó)等[3]運(yùn)用事故樹(shù)方法定性分析了某大理石礦山爆破事故原因，并提出了相應(yīng)對(duì)策；任玉輝等[4]結(jié)合FTA和AHP法分析了爆破飛石傷人事故，定量分析了各基本事件的影響程度；李子文等[5]基于軌跡交叉理論分析了某煤礦事故致因?？傮w來(lái)說(shuō)，上述方法在分析爆破事故原因時(shí)忽略了或未著重考慮事故中人為因素的影響。為此，本研究通過(guò)采用Reason-SHEL模型構(gòu)建以人為中心的爆破事故分析模型，并結(jié)合改進(jìn)層次分析法(IAHP)進(jìn)行定量分析，確定各事故致因因子的影響程度。

1 分析模型

1.1 Reason-SHEL模型

1.1.1 Reason模型

Reason模型由James Reason于1990年提出，其內(nèi)在邏輯為，由于組織缺陷和事故致因因子的長(zhǎng)期自行演化，當(dāng)多個(gè)組織缺陷在同一事故致因因子上出現(xiàn)缺陷時(shí)，導(dǎo)致組織缺陷集被穿透，致使事故發(fā)生的安全屏障失去效果，從而引發(fā)事故[6]。該模型可分防御的失敗(A)、不安全行為本身(B)、不安全行為條件(C)、組織預(yù)防與監(jiān)督(D)、組織因素(E)等5個(gè)層次。

1.1.2 SHEL模型

SHEL模型是研究事故人為因素的基本框架，由Edwards于1972年提出，后經(jīng)Frank Hawkins修改[7]。SHEL模型的名稱是由軟件(Software)、硬件(Hardware)、環(huán)境(Environment )、生命件(Liveware)等元素的英文首字母組成，其中，人是該模型的核心元素，人-軟件(L-S)、人-硬件(L-H)、人-環(huán)境(L-E)、人-人(L-L)為其4個(gè)工作界面[8]。針對(duì)礦山爆破事故，SHEL模型各類模塊和界面代表的意義見(jiàn)表1。

1.1.3 Reason-SHEL模型的研究范圍

Reason-SHEL模型是以人為中心的分析模型，因而僅研究與人有關(guān)的各類因素，即生命件(L)以及L-S、L-H、L-E、L-L等界面)，該類因素約占全部因素的80%。

1.2 改進(jìn)層次分析模型

將Reason-SHEL模型分析得出的事故致因因子自上而下分層，構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)模型。層次結(jié)構(gòu)模型可分為3層：①A層，需分析的礦山爆破事故；②C層，Reason模型事故發(fā)生的5個(gè)環(huán)節(jié)；③P層，各環(huán)節(jié)確定的事故致因因子。

表1 SHEL模型各模塊在礦山爆破事故中的代表意義

2 應(yīng)用實(shí)例

以黃麥嶺礦山為例，總結(jié)分析該礦近10 a爆破事故致因，根據(jù)Reason-SHEL模型原理，從防御失敗、不安全行為自身、不安全行為前提、組織預(yù)防與監(jiān)督和組織因素等5個(gè)環(huán)節(jié)確定與人有關(guān)的事故致因因子，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 基于Reason-SHEL模型的事故致因因子

根據(jù)黃麥嶺礦山爆破事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并參考專家意見(jiàn)給出各環(huán)節(jié)的判斷矩陣，應(yīng)用MATLAB軟件計(jì)算事故致因因子權(quán)重，結(jié)果見(jiàn)表3～表10。

由表9、表10可知：在Reason-SHEL模型的5個(gè)環(huán)節(jié)中，不安全行為前提(C)所占權(quán)重最大，為0.408，為需要重點(diǎn)解決的環(huán)節(jié)；其次為不安全行為自身(B)和組織預(yù)防與監(jiān)督(D)，權(quán)重均為0.209；在15個(gè)事故致因因子中，前5名依次為：爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和孔網(wǎng)參數(shù)選取不合理(C4)、工作人員操作失誤(B2)、起爆前未清點(diǎn)人數(shù)(D1)、無(wú)警戒信號(hào)或警戒信號(hào)不明顯(D2)以及裝藥量過(guò)大(C6)。因此該礦山在進(jìn)行爆破時(shí)應(yīng)著重解決該5個(gè)方面的問(wèn)題，確保安全爆破。

表3 判斷矩陣權(quán)重

表4 判斷矩陣A

表5 判斷矩陣B

表6 判斷矩陣C

表7 判斷矩陣D

表8 判斷矩陣E

表9 各環(huán)節(jié)權(quán)重

表10 事故致因因子權(quán)重及排序

3 結(jié) 語(yǔ)

為有效對(duì)礦山爆破致因進(jìn)行分析，以黃麥嶺礦山為例，構(gòu)建了以人中心的Reason-SHEL分析模型，運(yùn)用IAHP法確定了各致因因子的影響程度，對(duì)于確保礦山安全生產(chǎn)有一定的參考價(jià)值。

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[2] 王文才，張世明，周連春，等.大型露天金屬礦爆破的事故樹(shù)分析[J].金屬礦山，2010(4)：163-166.

[3] 郭建國(guó)，宋世杰，崔益嘉.基于事故樹(shù)理論的非金屬礦山爆破事故致因分析[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2009，35(2)：22-23.

[4] 任玉輝，秦躍平，劉業(yè)嬌.基于FTA-AHP的礦山爆破飛石傷人事故風(fēng)險(xiǎn)分析[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014(3)：59-61.

[5] 李子文，盧守青，施龍.從“軌跡交叉論”看煤礦安全事故致因及預(yù)防措施[J].山西焦煤科技，2009(1)：22-27．

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[7] 唐群艷.基于人為因素的基坑工程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制方法研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2009.

[8] 陽(yáng) 康.貴州空管服務(wù)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)[D].成都：電子科技大學(xué)，2010.

*武漢理工大學(xué)研究生自由探索創(chuàng)新項(xiàng)目(編號(hào)：145208010)。

2015-09-13)

余 洋(1991—)，男，碩士研究生，430070 湖北省武漢市洪山區(qū)珞獅路122號(hào)。