基于FTA的煤礦水災(zāi)事故評(píng)價(jià)分析

李國龍

(同煤集團(tuán)永定莊煤業(yè)公司安監(jiān)站，山西 大同 037003)

0 引言

在煤炭生產(chǎn)中，水災(zāi)事故是主要災(zāi)害之一，會(huì)給礦井的安全生產(chǎn)帶來較大的不利影響，既影響生產(chǎn)造成經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)導(dǎo)致人員傷亡。由于井下開采深度的不斷加大，水災(zāi)問題也日益嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在煤礦安全事故中，水災(zāi)的發(fā)生次數(shù)所占比例大約為18%。近些年，煤礦水災(zāi)事故得到了較好的控制，但是仍然存在一定的威脅。因此，水災(zāi)事故的分析與預(yù)防，是煤礦安全生產(chǎn)中需要解決的重要問題之一。

1 煤礦水災(zāi)事故原因分析

1.1 環(huán)境因素分析

煤礦水災(zāi)事故發(fā)生的環(huán)境因素主要可以歸結(jié)為4個(gè)方面，見表1。導(dǎo)致煤礦水災(zāi)事故的環(huán)境因素中水源是非常重要的一個(gè)方面，從近年來事故統(tǒng)計(jì)看，水源控制不當(dāng)(B1)誘發(fā)的事故所占比例非常高。從危險(xiǎn)源分析的角度來看，雖然井下水源不能完全消除，但是應(yīng)該是可以有效控制的。如針對(duì)地表水(x1)，可以在井巷設(shè)計(jì)與施工時(shí)盡可能地避開或遠(yuǎn)離水源；針對(duì)地下水(x2)，則應(yīng)充分了解礦井水文地質(zhì)條件，提前做好水災(zāi)的防治和應(yīng)急工作；針對(duì)老窯水(x3)，則應(yīng)按要求進(jìn)行探放水，還要在采掘過程中定期進(jìn)行探測；針對(duì)大氣降水(x4)，則應(yīng)在雨季關(guān)注天氣情況并加強(qiáng)巡檢工作，制定應(yīng)急預(yù)案。此外，含水層構(gòu)造(x5)和地質(zhì)條件(x6)都屬于煤礦固有條件的一部分，會(huì)對(duì)井下涌水通道產(chǎn)生一定的影響，所以也需要多加注意。

表1 煤礦水災(zāi)事故的環(huán)境因素分析

1.2 人的因素分析

在煤礦水災(zāi)事故中，人的因素也是導(dǎo)致事故發(fā)生的重要因素之一。通過分析發(fā)現(xiàn)，人的因素也可以分為4個(gè)方面，見表2。這些具體的因素通常是由于安全意識(shí)淡薄，沒有正確認(rèn)識(shí)煤礦水災(zāi)的危害，違章作業(yè)等導(dǎo)致的。一般通過控制和規(guī)范人的行為可以起到有效的預(yù)防作用。所以，必須加大對(duì)礦工的培訓(xùn)力度，讓礦工在培訓(xùn)中提高安全意識(shí)，同時(shí)增強(qiáng)關(guān)于井下水災(zāi)防治的理論知識(shí)和基本的逃生與救護(hù)水平。

表2 煤礦水災(zāi)事故的人因素分析

1.3 物的因素分析

在煤礦水災(zāi)事故中，物的因素主要是排水設(shè)備、井筒位置以及探放水設(shè)備等情況，具體見表3。想要減少物的因素導(dǎo)致的煤礦水災(zāi)事故，就必須在充分了解煤礦水文地質(zhì)以及涌水情況等基礎(chǔ)上，合理地選擇排水設(shè)備，合理設(shè)計(jì)井筒位置，同時(shí)要根據(jù)規(guī)程要求配備探訪水設(shè)備并定期進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)檢查，確保其可靠性。

表3 煤礦水災(zāi)事故的物因素分析

1.4 管理因素分析

在煤礦水災(zāi)事故中，管理因素是重要的調(diào)節(jié)因素。因?yàn)闊o論是人的因素還是物的因素導(dǎo)致的事故的發(fā)生，其實(shí)通過有效、科學(xué)的管理都可以得到一定的控制甚至避免。有效、科學(xué)的管理應(yīng)該包括完善的制度和良好的執(zhí)行，見表4。制度的制定一定要做到預(yù)案與制度健全、地質(zhì)報(bào)告與臺(tái)賬等完備；制度的落實(shí)就是要按照制度和規(guī)程，做到“預(yù)測預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采”，同時(shí)還要加強(qiáng)對(duì)制度落實(shí)的監(jiān)督，確保制度得到嚴(yán)格執(zhí)行。

表4 煤礦水災(zāi)事故的管理因素分析結(jié)構(gòu)

2 煤礦水災(zāi)事故的事故樹評(píng)價(jià)分析

2.1 事故樹的建立

根據(jù)前面從環(huán)境因素、人的因素、物的因素以及管理因素等方面對(duì)煤礦水災(zāi)事故的分析，可以建立事故樹，以更加方便地進(jìn)行事故相關(guān)的定性分析與定量計(jì)算。建立的事故樹如圖1所示，該事故樹由4個(gè)中間層，16個(gè)底事件，7個(gè)邏輯或門所構(gòu)成。

2.2 煤礦水災(zāi)事故定性分析

從圖1所示煤礦水災(zāi)事故的事故樹進(jìn)行定性分析，求其最小割集，以此判斷相關(guān)底事件對(duì)于頂事件的影響程度。在布爾運(yùn)算中，邏輯或的關(guān)系是“+”的關(guān)系，因此可得

T=A1+A2+A3+A4=B1+x5+x6+x7+x8+x9+x10+B2+x11+x12+x15+x16=x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8+x9+x10+x11+x12+x13+x14+x15+x16

(1)

從式(1)可以看出，煤礦水災(zāi)事故的事故樹的最小割集為K1={x1}，K2={x2}，K3={x3}…K15={x15}，K16={x16}，也就說任意一個(gè)底事件的發(fā)生都有可能導(dǎo)致頂事件(煤礦水災(zāi)事故)的發(fā)生，因此煤礦水災(zāi)事故發(fā)生可能性較大，需要在生產(chǎn)實(shí)踐中加強(qiáng)注意。

2.3 煤礦水災(zāi)事故樹定量計(jì)算

事故發(fā)生概率計(jì)算(或門)：在事故樹分析中，邏輯或門的計(jì)算如式(2)所示，假設(shè)pi是每個(gè)獨(dú)立底事件的發(fā)生概率，頂事件P發(fā)生概率為

(2)

根據(jù)本文所建立事故樹可以看出，頂事件發(fā)生概率為

P=1-(1-x1)(1-x2)(1-x3)(1-x4)…(1-x16)

(3)

當(dāng)已知每一因素的發(fā)生概率時(shí)，即可求得頂事件的發(fā)生概率。

重要度計(jì)算：重要度是指各底事件的發(fā)生對(duì)頂事件發(fā)生概率的影響程度。計(jì)算公式如式(4)所示

(4)

根據(jù)本文所建立事故樹可以看出，各底事件結(jié)構(gòu)重要度相同，每一個(gè)因素的發(fā)生都可能導(dǎo)致頂事件的發(fā)生。

3 煤礦水災(zāi)事故的防治對(duì)策

根據(jù)前面的分析可以看出，對(duì)于煤礦井下安全生產(chǎn)來講，針對(duì)性地進(jìn)行水災(zāi)事故防治具有非常重要的意義。在實(shí)踐中，應(yīng)該做到多措并舉，確實(shí)有效地改善防治水工作效率。結(jié)合事故樹分析可以看出，應(yīng)該提高技術(shù)水平來解決環(huán)境和物的因素帶來的潛在隱患、提高管理水平來解決人的因素和管理因素帶來的潛在隱患。

3.1 提高技術(shù)水平

提高技術(shù)水平主要可以從提高探放水技術(shù)、提高截水技術(shù)以及提高堵水技術(shù)3個(gè)方面入手。其中，提高探放水技術(shù)可以通過采用新型技術(shù)增加準(zhǔn)確性，比如瞬變電磁探測技術(shù)的全面應(yīng)用等；提高截水技術(shù)是通過設(shè)置臨時(shí)或永久性的攔水設(shè)置實(shí)現(xiàn)防水，比如防水煤柱、水閘墻；提高堵水技術(shù)是結(jié)合地質(zhì)探測資料，把配置好的注漿液注入巖層裂隙，提高巖層強(qiáng)度。

3.2 提高管理水平

通過提高管理水平也可以有效對(duì)井下水災(zāi)事故進(jìn)行控制。一方面要建立健全制度，加強(qiáng)督查力度，確保制度的有力執(zhí)行和切實(shí)到位；另一方面就是要加強(qiáng)對(duì)一線礦工的培訓(xùn)，從理論知識(shí)、技能水平、思想意識(shí)等多個(gè)方面進(jìn)行安全培訓(xùn)，是解決人因事故的最佳方法。

4 結(jié)論

(1)本文對(duì)煤礦水災(zāi)事故的發(fā)生原因從環(huán)境因素、人為因素、物的因素以及管理因素4個(gè)方面進(jìn)行了分析，并總結(jié)了16個(gè)具體的影響因素。在此基礎(chǔ)上，建立了煤礦水災(zāi)事故的事故樹，并進(jìn)行了定性分析(布爾運(yùn)算)與定量計(jì)算(概率與重要度)。

(2)針對(duì)事故樹的分析結(jié)果，提出了預(yù)防煤礦水災(zāi)事故的對(duì)策：提高技術(shù)水平來解決環(huán)境和物的因素帶來的潛在隱患；提高管理水平來解決人的因素和管理因素帶來的潛在隱患。