應(yīng)用事故樹分析礦井通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定問題

李立峰夏　輝

（1.山東工商學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005；2.煙臺(tái)市環(huán)保工程咨詢設(shè)計(jì)院，山東 煙臺(tái) 264000）

應(yīng)用事故樹分析礦井通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定問題

李立峰1夏輝2

（1.山東工商學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005；2.煙臺(tái)市環(huán)保工程咨詢設(shè)計(jì)院，山東 煙臺(tái) 264000）

礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定受眾多因素影響，為保障礦井安全生產(chǎn)，把礦井通風(fēng)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定作為頂上事件，采用事故樹分析法對“礦井通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定”問題進(jìn)行專項(xiàng)分析，全面查清引起系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因，并找出其中關(guān)鍵因素，便于采取相應(yīng)措施加強(qiáng)防范和控制。

事故樹；礦井；通風(fēng)系統(tǒng)；穩(wěn)定性

礦井通風(fēng)系統(tǒng)主要是為了解決礦井內(nèi)空氣的流通問題，使在井下作業(yè)的礦工能夠正常工作并使有害氣體能夠及時(shí)地疏散到礦外大氣中。通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是對礦井安全生產(chǎn)的有力保障。

1.礦井通風(fēng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性

礦井通風(fēng)系統(tǒng)屬于開放系統(tǒng)，當(dāng)受到內(nèi)外條件影響時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)隨之不穩(wěn)定。如發(fā)生外部電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)，礦井的主風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)會(huì)隨之變化，導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)發(fā)生變化；運(yùn)輸系統(tǒng)、提升系統(tǒng)中的活塞風(fēng)等對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響；通風(fēng)構(gòu)筑物工作不可靠導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定；巷道變形導(dǎo)致風(fēng)阻變化對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性差生影響等。

2.“礦井通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定”事故樹的建造

采用事故樹分析法對礦井通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題進(jìn)行層層分解，分析影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的各種因素及其發(fā)生規(guī)律和特點(diǎn)，具體事故樹如圖1～圖3所示。

2.1事故樹編制說明

（1）事故樹代碼

本事故樹按照一般編制規(guī)則，將事故樹頂上事件以T表示，同時(shí)表示以該事件為頂上事件的事故樹和頂上事件本身。以xx作為系統(tǒng)編號(hào)，例如T01表示的是“礦井通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定”事故樹的頂上事件，屬于第一個(gè)系統(tǒng)（因?yàn)楸疚闹环治龃耸鹿蕵?，即是唯一的系統(tǒng)，所以下午分析直接以T來表示）。

中間事件按字母順序A、B、C等表示第一、二、三層中間事件，以此類推。同時(shí)以yy作為中間事件的編號(hào)，此編號(hào)即表示該中間事件在上層事故樹中所處的對應(yīng)位置，又表示以此中間事件為頂上事件的子事故樹的編號(hào)。如B03表示事故樹第二層中間事件中處于第3個(gè)位置的事件，即“通風(fēng)巷道風(fēng)阻變化”事件本身，T01-B03又可表示由T01“礦井通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定”事故樹第二層中間事件B03“通風(fēng)巷道風(fēng)阻變化”事件轉(zhuǎn)出的子事故樹。當(dāng)事故樹處于某一系統(tǒng)的最上層時(shí)，無需此類編號(hào)。

基本事件以xkk作為編號(hào)。其中x代表基本事件，kk表示基本事件在事故樹底層中對應(yīng)位置，即基本事件的序號(hào)，如x14表示底層事故樹第14個(gè)基本事件“排水不合理”。

2.2事故樹的建造

本事故樹重點(diǎn)分析正常生產(chǎn)作業(yè)過程中礦井內(nèi)外部各個(gè)因素對礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，將自然風(fēng)壓發(fā)生變化的原因作為省略事件處理，不進(jìn)行具體分析?；馂?zāi)、突水等井下災(zāi)變事故的發(fā)生對通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞作用是巨大的，甚至可能直接摧毀礦井通風(fēng)風(fēng)路。在此也不進(jìn)行深入分析，作為省略事件進(jìn)行處理。

3.事故樹的應(yīng)用和分析

（1）通過分析事故樹中基本事件的性質(zhì)和共同特征，對其進(jìn)行分類處理，可以發(fā)現(xiàn)：盡管影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定工作的因素很多，但大體可以分為9個(gè)大類：導(dǎo)致活塞風(fēng)出現(xiàn)的運(yùn)輸提升設(shè)備狀態(tài)的變化、主溜井放礦、通風(fēng)巷道風(fēng)阻變化、通風(fēng)構(gòu)筑物的工作狀態(tài)、爆破作業(yè)、導(dǎo)致動(dòng)力不穩(wěn)定的風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)變化、自然風(fēng)壓的變化情況、礦井災(zāi)變事故和其他原因，見表1?？梢钥闯?，礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題牽涉到礦山地下開采的各個(gè)環(huán)節(jié)。

（2）從邏輯門構(gòu)成比來看，事故樹全部由或門連接，直觀判斷割集很多，即每個(gè)底層事件都能作為導(dǎo)致礦井通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象的一條途徑，事故發(fā)生的可能性比較大，危險(xiǎn)性較大。徑集只有1個(gè)，即保證系統(tǒng)可靠性和提高穩(wěn)定性的預(yù)防措施只有一個(gè)，需要把與礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性相關(guān)的方方面面工作做細(xì)致，沒有捷徑可走。總體來說，礦井通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定屬于高風(fēng)險(xiǎn)事件，而且預(yù)防難度比較大。

（3）求各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)，該事故樹中基本事件的結(jié)構(gòu)重要度是相同的。但從礦井通風(fēng)實(shí)踐中可以得出，各個(gè)影響因素對礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響程度由于作用區(qū)域大小不同，也有大小、主次之分。礦井通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象的過程是復(fù)雜的，為了更好地預(yù)防“礦井通風(fēng)不穩(wěn)定”事件發(fā)生，應(yīng)該采用技術(shù)使風(fēng)機(jī)工況與風(fēng)網(wǎng)阻力更匹配，保證礦井通風(fēng)動(dòng)力和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理性、協(xié)調(diào)性，防止動(dòng)力不穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn)，采用合理的礦井通風(fēng)方式，減少巷道風(fēng)阻變化，減少放礦作業(yè)、運(yùn)輸作業(yè)引起的井巷中風(fēng)流的流向及風(fēng)量變化，減少擾動(dòng)。

表1　礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響因素分類表

結(jié)語

本文從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，對“礦井通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定”事件，采用事故樹法進(jìn)行了專項(xiàng)分析，對導(dǎo)致礦井通風(fēng)不穩(wěn)定的基本風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了分析歸納，有助于對其進(jìn)行防范和控制，從而提高礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全性和應(yīng)變能力，有效保障礦山安全生產(chǎn)。

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X913

A

2013年度山東工商學(xué)院青年基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2013QN002）。