基于軌跡交叉理論的礦井提升運輸安全管理系統(tǒng)研究

趙 強王 濤李明峰

(1.棗莊礦業(yè)集團公司蔣莊煤礦,山東省滕州市,277519; 2.棗莊礦業(yè)集團公司供電工程處,山東省薛城市,277000; 3.山東煤礦安全監(jiān)察局魯南分局,山東省棗莊市,277800)

基于軌跡交叉理論的礦井提升運輸安全管理系統(tǒng)研究

趙 強1王 濤2李明峰3

(1.棗莊礦業(yè)集團公司蔣莊煤礦,山東省滕州市,277519; 2.棗莊礦業(yè)集團公司供電工程處,山東省薛城市,277000; 3.山東煤礦安全監(jiān)察局魯南分局,山東省棗莊市,277800)

針對煤礦斜巷提升運輸特點,運用系統(tǒng)安全工程軌跡交叉理論,分析了物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為.從物的不安全狀態(tài)方面研究了斜巷提升運輸避免跑車、跑車后有效進行防護、斷繩防護及提升運輸運行狀態(tài)警示等技術措施;從人的不安全狀態(tài)方面研究了加強安全意識教育、規(guī)范流程操作及安全監(jiān)控等管理措施,總結了基于軌跡交叉理論的提升運輸管理模式.

斜巷 提升運輸 物的不安全狀態(tài) 人的不安全行為 軌跡交叉理論

煤礦輔助運輸環(huán)節(jié)復雜,水平大巷和采區(qū)之間、采區(qū)與采掘工作面之間多為斜巷運輸.近幾年,礦井提升運輸事故不僅在煤礦事故中占有一定比例,而且是礦井零打碎敲事故的多發(fā)環(huán)節(jié),也是礦井安全管理的重點和難點.對煤礦所發(fā)生的斜巷提升運輸事故進行分析,主要有兩個原因,一是物的不安全狀態(tài),發(fā)生跑車或機械狀態(tài)不完好事件;二是人的不安全行為,人處于危險區(qū)域或違章作業(yè)事件.在同一時刻,物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為同時發(fā)生,軌跡交叉在一點,發(fā)生了提升運輸事故.因此,消除物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為,進一步避免物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為軌跡交叉是保障斜巷提升運輸安全的關鍵所在.

1 軌跡交叉理論概述

1.1 軌跡交叉理論的提出

根據(jù)日本研究資料表明,大多數(shù)工業(yè)傷害事故的發(fā)生,既有人的不安全行為造成的,也有物的不安全狀態(tài)造成的.現(xiàn)在,越來越多的人認識到,一起工業(yè)事故之所以能夠發(fā)生,除了人的不安全行為之外,一定存在著某種不安全條件.斯奇巴(Skiba)指出,生產操作人員與機械設備兩種因素都對事故的發(fā)生有影響,并且機械設備的危險狀態(tài)對事故的發(fā)生作用更大些,根據(jù)事故頻發(fā)傾向理論,防止事故的重要措施是人員選擇.研究表明,把經常發(fā)生事故的工人調離后,企業(yè)的事故發(fā)生率并沒有降低.因此,根據(jù)事故致因理論,提出現(xiàn)代安全管理工程的軌跡交叉理論,如圖1所示.

圖1 軌跡交叉理論模型圖

1.2 軌跡交叉理論作用原理

軌跡交叉理論認為,在事故發(fā)展進程中,人的因素運動軌跡與物的因素運動軌跡的交點就是事故發(fā)生的時間和空間,即人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)發(fā)生于同一時間和空間,或者說人的不安全行為與物的不安全狀態(tài)相遇,則將在此時間、空間發(fā)生事故.通過避免人與物這兩種因素運動軌跡交叉,即避免人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)同時、同地出現(xiàn),來預防事故的發(fā)生,消除人的不安全行為可以避免事故,消除物的不安全狀態(tài)也可以避免事故.為了有效防止事故發(fā)生,必須同時采取措施消除人的不安全行為和物的不安全狀態(tài).

2 提升運輸管理軌跡交叉理論

2.1 控制物的不安全狀態(tài)

控制物的不安全狀態(tài),目的是切斷軌跡交叉中物的致害因素形成.最根本的解決辦法是創(chuàng)造本質安全條件,使系統(tǒng)在人發(fā)生失誤的情況下,也不會發(fā)生事故,關鍵是確保斜巷提升運輸設備處于安全狀態(tài)、危險狀況下采取防護措施、運行狀態(tài)警示.

(1)加強斜巷提升運輸設計與設施管理.為防止斜巷跑車,應首先在提升運輸設計上滿足標準規(guī)范要求.斜巷軌道軌型要滿足提升最大重量要求,軌道道床盡可能采用石碴道床,路基要有一定抗壓強度,每隔一定距離要設軌道防滑設施,保證軌縫一致,斜巷上下變坡點垂直方向曲率要滿足軸距要求,應圓弧過渡,避免出現(xiàn)點過渡.斜巷上下車場要有足夠的過卷、過放距離,要分別校驗絞車最外層、最里層鋼絲繩牽引力和速度,鋼絲繩選擇上要與斜巷運輸條件相適應,鋼絲繩在纏繞卷筒上要采取下出繩方式,避免采用上出繩方式,防止拉翻絞車事故發(fā)生.在提升運輸設施管理上,鋼絲繩要每班使用前檢查、定期更換,礦用車輛必須定期檢查完好狀況,及時添加潤滑脂,各種連接器件和設施要定期進行拉力試驗,絞車制動性能要進行定期測試,軌道、托繩裝置要定期維護保養(yǎng),安全防護裝置要定期試驗,驗證其動作可靠性,確保斜巷提升運輸安全設施處于完好狀態(tài).

(2)斜巷安全防護裝置自動化與智能化.安全防護裝置是斜巷防止跑車的重要設施,2016版《煤礦安全規(guī)程》387條雖然對斜巷安全防護裝置提出了設置要求,但并不具體、完善,國家煤礦安全監(jiān)察局煤安監(jiān)技裝字〔2001〕109號文件對斜井防跑車裝置提出了煤安認證要求,但由于煤礦斜巷的復雜性和多樣性,全國煤礦斜巷安全防護裝置既沒有做到統(tǒng)一標準,也沒有規(guī)范適用性強的產品,斜巷安全防護裝置具有很大的差異性.因此,礦井應根據(jù)自身條件,采取安全可靠的有效措施來防止跑車事故的發(fā)生,實現(xiàn)安全防護裝置自動化與智能化,是斜巷提升運輸本質安全的關鍵舉措.阻車器在確保足夠強度的條件下,采取抱軌或軌中直擋方式,實現(xiàn)遠距離氣動或液動,對阻車器位置進行檢測,并對其動作進行控制;在絞車鋼絲繩與串車之間的連接裝置上設置拉力傳感器,對斜巷提升運輸前的張力進行無線傳輸,超載時閉鎖電控系統(tǒng),禁止提升;跑車防護裝置要全斷面擋車,確保足夠強度的條件下,電動、液動或氣動,其動作控制和前方來車距離進行關聯(lián),做到不停車、車輛和跑車防護裝置距離最小化時動作,跑車防護裝置全部關閉和打開位置要和電控系統(tǒng)連鎖;對提升行程和車輛提升速度進行檢測,通過在絞車卷筒上安裝軸編碼器或一定距離的軌道上安裝霍爾傳感器來實現(xiàn),絞車提升速度和相關安全防護裝置實現(xiàn)聯(lián)動,同時判斷是否跑車,提升行程要通過斜巷傳感器進行定距校正;斷繩掉道車輛檢測可在斜巷軌道上下變坡點處設置絕緣,利用直流電阻測量儀檢測斜巷軌道之間電阻,判斷車輛是否掉道,判斷結果要和所有斜巷部分跑車防護裝置進行互鎖控制;對斜巷關鍵地點安裝攝像機,在線實時監(jiān)視斜巷車輛運行情況,異常時采取相應防護措施.同時,斜巷提升運輸在牽引鋼絲繩斷繩有可能回彈波及的區(qū)域,要設置斷繩防護裝置.

(3)斜巷提升運輸狀態(tài)警示與預警.避免物與人的軌跡交叉,物的狀態(tài)要進行警示.在斜巷上車場入口處,要懸掛“行車不行人”警示標志,同時設置語音報警裝置,播報斜巷提升運輸狀態(tài),輔助以紅綠燈光顯示;在斜巷下車場以斜巷跑車最大速度計算出來的停止距離處,設置懸掛“行車不行人”警示標志,同時設置語音報警裝置,播報斜巷提升運輸狀態(tài),輔助以紅綠燈光顯示;對有人操作的上下車場硐室醒目位置,同樣設置語音報警裝置,播報斜巷提升運輸狀態(tài),輔助以紅綠燈光顯示;語音報警裝置和紅綠燈光指示既能人為預制信號,也要對絞車運行狀態(tài)信息強制預警.

2.2 控制人的不安全狀態(tài)

控制人的不安全行為,目的是切斷軌跡交叉中人的被害因素形成.最根本的解決辦法是在具備物的不安全狀態(tài)下,人自身不發(fā)生失誤,不想、不敢、不能處于危險區(qū)域內,關鍵是人自身安全素質的提高和安全監(jiān)督管理.

(1)加強職工安全意識教育與管理.避免人的不安全狀態(tài),首先煤礦應當建立尊重職工、敬畏生命、保護健康、防災避難為核心價值觀的企業(yè)安全文化,形成廣大職工認同的安全思想意識、安全作風態(tài)度、安全管理機制及行為規(guī)范.在這種企業(yè)安全文化背景和氛圍下,通過安全科技和現(xiàn)代安全防災風險控制方法進行安全知識和技能培訓,通過安全文化和安全價值觀進行安全意識和思想教育,減少職工違章作業(yè)事件的發(fā)生.

(2)崗位操作流程描述與安全確認.物的不安全狀態(tài)不僅僅由物自身引起,人操作失誤也會產生物的不安全狀態(tài).人受心理、生理、環(huán)境等多種因素影響,容易產生失誤,因此,針對斜巷提升運輸操作的每一個環(huán)節(jié)、圍繞每一個環(huán)節(jié)應該把握的安全技術措施,按照一個操作循環(huán)前后的順序編寫流程表,固化職工的工作程序,進行崗位操作流程描述和安全確認,能夠大大降低失誤事件的發(fā)生.

(3)斜巷提升區(qū)域人員定位與監(jiān)視.人受個體差異性影響,總有失誤事件的出現(xiàn),必要的安全監(jiān)督管理措施是消除人的不安全行為的關鍵措施.目前煤礦井下均裝備了人員定位系統(tǒng),以斜巷上車場入口端和斜巷下車場以斜巷跑車最大速度計算出來的停止距離處為界限,設為禁區(qū),分別安裝人員定位讀卡器和定向天線、人員定位分站、防爆以太網交換機、語音廣播系統(tǒng)、禁區(qū)顯示屏、絞車開停傳感器以及輔助按鈕等設施,在地面調度室設置斜巷提升運輸上位機,形成斜巷提升區(qū)域人員定位與監(jiān)視系統(tǒng).斜巷準備提升運輸前,按下啟動按鈕啟動人員定位系統(tǒng),檢查上下車場定位天線檢測禁區(qū)內有無人員,如果存在人員,語音廣播系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)播報進入禁區(qū)人員名字,絞車提升運輸系統(tǒng)不能運行,同時進入禁區(qū)人員名字在地面顯示實時信息,禁區(qū)內人員撤出禁區(qū)后,提升運輸系統(tǒng)方可運行,否則,對進入禁區(qū)人員進行違章處理,強制人員退出斜巷提升運輸禁區(qū).斜巷絞車啟動后,斜巷人員定位系統(tǒng)強制運行.對于井下主要提升運輸斜巷還可將視頻連同人員信息同時傳送到地面.

3 結語

煤礦斜巷提升運輸安全受多方面因素影響,但從避免斜巷跑車、跑車后進行防護、斷繩防護以及一旦跑車和跑車防護失效后提升運輸區(qū)域無人這兩條軌跡分析,只要物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為兩條軌跡在同一時間、空間上沒有交叉點,斜巷提升運輸事故就能夠完全避免,軌跡交叉事故致因理論在煤礦斜巷提升運輸管理系統(tǒng)中具有很強的適用性、實用性.

[1] 趙強.主井摩擦式提升機防重載下放關鍵技術研究[J].煤礦機械,2012(9)

[2] 國家安全生產監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2016

[3] 張鶴霄.煤礦井下傾斜井巷運輸事故的原因及預防[J].煤炭技術,2011(4)

[4] 劉玉朋.煤礦安全管理系統(tǒng)動力學分析[J].中國煤炭,2012(8)

(責任編輯 張艷華)

Research of coal mine lifting transportation management system based on the theory of the trajectory cross

Zhao Qiang1,Wang Tao2,Li Mingfeng3
(1.Zaozhuang Mining Industry Group Limited Company Jiangzhuang Coal Mine, Tengzhou,Shandong 277519,China; 2.Zaozhuang Mining Industry Group Limited Company Power Supply Engineering Department,Xuecheng,Shandong 277000,China; 3.Bureau of Shandong Coal Mine Safety Supervision the South of Shandong Branch Bureau,Zaozhuang,Shandong 277800,China)

Slant roadway lifting transportation in coal mine is an important auxiliary production,also is the focus of safety management,according to the characteristics of slant roadway lifting transportation in coal mine,using the trajectory cross theory of system safety engineering,analyzes the unsafe condition of things and unsafe behaviors of human beings.Research on the technical measures of avoid runaway miner careffective,protection runaway miner car,steel rope-breaking protection,lifting transportation running state warning from the unsafe condition of things.Research on the management measures of strengthening the safety consciousness education,standardizing the process operation and safety monitoring from the unsafe behaviors of human beings,summarizes the lifting transportation management mode based on the theory of trajectory cross.

slant roadway,lifting transportation,unsafe condition of things,unsafe behaviors of human beings,theory of trajectory cross

TD79

A

趙強(1972-),男,山東汶上人,工學碩士,注冊安全工程師,從事煤礦機電工程管理與技術研究工作。