基于魚(yú)刺圖的褶曲構(gòu)造控制大斷面平硐揭煤突出分析

張淑同 劉愛(ài)華 傅道春

(1.山東交通學(xué)院交通土建工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250357；2.山東交通學(xué)院基建處，山東 濟(jì)南 250357）

在煤與瓦斯突出事故調(diào)查過(guò)程中，事故調(diào)查專家主要采用事故現(xiàn)場(chǎng)勘查、物證收集、事故事實(shí)材料收集、事故人證材料收集記錄、事故現(xiàn)場(chǎng)攝影與繪圖等方式綜合分析進(jìn)行事故原因確定，該種方法盡管能夠查明事故發(fā)生原因，但無(wú)法深入揭示事故影響因素間的內(nèi)在聯(lián)系。魚(yú)刺圖分析法是一種探究事故根本原因的方法，目前已有學(xué)者將其應(yīng)用到煤礦底板透水事故[1]、突水潰砂事故[2]、瓦斯爆炸事故[3-4]的原因分析中，取得了較好的效果。本文采用魚(yú)刺圖分析法，對(duì)某礦褶曲構(gòu)造控制條件下平硐揭煤期間發(fā)生的一起煤與瓦斯突出事故進(jìn)行分析，以期查明本次復(fù)雜條件下事故發(fā)生的根本原因，為類似地質(zhì)條件下的事故預(yù)防提供理論依據(jù)。

1 概況

事故礦井煤系為上二迭統(tǒng)龍?zhí)睹航M，礦區(qū)內(nèi)含煤9～13層，全區(qū)可采煤層為C5、C7、C12三層，均為無(wú)煙煤，可采煤層間距約20m。

主平硐揭穿C5煤層事故地點(diǎn)埋深約226m，煤層厚度1.6～2.0m，煤體較松軟，煤層傾角25°～26°，該點(diǎn)煤層起伏，遇褶曲構(gòu)造；煤層頂板為細(xì)砂巖、粉砂巖，底板為炭質(zhì)泥巖，事故地點(diǎn)上下鄰近層均未開(kāi)采。事故發(fā)生后共拋出煤巖量約203t，拋出距離最遠(yuǎn)約70m，瓦斯涌出量57000m3，形成了一個(gè)深約為6.5m、最寬處約為4.5m的呈口小腔大的倒瓶形孔洞，造成2人窒息死亡。

2 基于魚(yú)刺圖法的突出事故分析

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于突出機(jī)理的認(rèn)識(shí)已經(jīng)統(tǒng)一到綜合假說(shuō)上，認(rèn)為突出是由地應(yīng)力、瓦斯壓力和煤的力學(xué)性質(zhì)綜合作用的結(jié)果，煤與瓦斯突出必須具備瓦斯條件。現(xiàn)有煤與瓦斯突出災(zāi)害防治的技術(shù)措施主要是針對(duì)瓦斯因素，煤與瓦斯突出事故當(dāng)中地應(yīng)力、瓦斯、煤體物理力學(xué)性質(zhì)是根本，人的不安全行為與機(jī)的不安全狀態(tài)是導(dǎo)致災(zāi)害防治技術(shù)方法失效引發(fā)事故的必要條件，因而，對(duì)于本次褶曲構(gòu)造控制大斷面平硐揭煤突出主要從人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)方面采用魚(yú)刺圖法進(jìn)行分析。

2.1 人因失誤分析

人因失誤是指人在行為發(fā)生前做出了不正確的決策，或者在執(zhí)行過(guò)程中行為不恰當(dāng)或者所要求和期望的行為并沒(méi)有發(fā)生或者完成[5]。人因失誤包括操作工人失誤和管理者失誤，前者是在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的、直接導(dǎo)致事故的不安全行為，而后者則被認(rèn)為是更加危險(xiǎn)的人因失誤。綜合分析本次突出事故人因失誤主要包括以下5個(gè)方面。

（1）工人失誤。未嚴(yán)格落實(shí)石門(mén)揭煤防突技術(shù)措施；防突專業(yè)知識(shí)不足；未配戴便攜式氧氣呼吸器；發(fā)現(xiàn)異常未及時(shí)匯報(bào)。

（2）管理人員失誤。落實(shí)防治石門(mén)揭煤突出的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)不到位；未制定有針對(duì)性的防突專項(xiàng)方案；防突管理制度執(zhí)行不嚴(yán)格；未配備專門(mén)防突人員。

（3）防突技術(shù)措施失誤。石門(mén)揭煤時(shí)未采取有效的防突技術(shù)及安全防護(hù)措施；對(duì)大斷面平硐揭煤防突管理不到位；未執(zhí)行硐外爆破規(guī)定。

（4）安全資金不落實(shí)。安全資金不落實(shí)；安全投入不足。

（5）教育培訓(xùn)不到位。防突安全知識(shí)培訓(xùn)計(jì)劃執(zhí)行不充分；工人及安全管理人員安全意識(shí)差。

2.2 機(jī)的缺陷分析

從發(fā)生事故的角度，機(jī)的不安全狀態(tài)為曾引起或可能引起事故的狀態(tài)，常見(jiàn)的不安全狀態(tài)表現(xiàn)形式有：設(shè)備和裝置結(jié)構(gòu)不良、材料強(qiáng)度不夠、部件損壞，存在危險(xiǎn)有害物質(zhì)，安全防護(hù)裝置失靈，以及工藝過(guò)程不合理。本次突出事故，機(jī)的不安全狀態(tài)主要包括以下2個(gè)方面。

（1）安全設(shè)備設(shè)施不完善。未按照防突設(shè)計(jì)配備防突儀器、儀表；未設(shè)置避災(zāi)硐室。

（2）更換、維修或回收支架時(shí)未采取預(yù)防煤體冒落引起突出的措施。

2.3 環(huán)境缺陷分析

工作環(huán)境是工作賴以完成的條件，不僅制約著勞動(dòng)者的工作質(zhì)量，還波及勞動(dòng)者在工作中的精神狀態(tài)。工作環(huán)境分為自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境，對(duì)于煤與瓦斯突出事故來(lái)說(shuō)，影響安全的環(huán)境因素主要是主控災(zāi)害發(fā)生的自然環(huán)境以及社會(huì)環(huán)境。本次煤與瓦斯突出事故的環(huán)境因素主要包括以下2個(gè)方面。

（1）自然環(huán)境缺陷。瓦斯壓力（含量）大；受褶曲控制地質(zhì)條件復(fù)雜；大斷面石門(mén)揭煤突出危險(xiǎn)性高；煤體厚度變化大；構(gòu)造應(yīng)力大。

（2）社會(huì)環(huán)境缺陷。突出防治安全監(jiān)管力度不夠；安全行為倫理意識(shí)不強(qiáng)；地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平底；科技發(fā)展水平不高。

2.4 事故原因綜合分析

根據(jù)上述本次煤與瓦斯突出事故人-機(jī)-環(huán)三個(gè)方面的分析，繪制出本次事故分析的魚(yú)刺圖，如圖1所示。

由圖1可以看出，本次煤與瓦斯突出事故的礦井位于突出礦區(qū)，礦井范圍內(nèi)瓦斯壓力（含量）大，次級(jí)褶曲多，由褶曲控制造成地質(zhì)條件復(fù)雜、瓦斯聚集、構(gòu)造應(yīng)力大、C5煤層松軟，為煤與瓦斯突出創(chuàng)造了良好的瓦斯、物理及力學(xué)條件，客觀上是造成煤與瓦斯突出的根本原因。大斷面平硐揭煤易于發(fā)生危險(xiǎn)性大的突出事故，本礦井在平硐揭煤過(guò)程中，管理人員未嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)石門(mén)揭煤規(guī)定，儀器儀表未配備到位，在管理上不到位，思想上重視程度不夠，安全行為落實(shí)不嚴(yán)格，是本次煤與瓦斯突出事故發(fā)生的直接原因。工人受教育程度不高，在操作過(guò)程中應(yīng)對(duì)突出災(zāi)害發(fā)生專業(yè)不夠，致使在清理和更換巷道支架時(shí)未采取有效措施導(dǎo)致煤與瓦斯突出的發(fā)生，是本次事故的直接原因。

圖1 煤與瓦斯突出事故魚(yú)刺圖

3 事故預(yù)防對(duì)策

根據(jù)本次煤與瓦斯突出事故刺圖分析，針對(duì)各細(xì)刺內(nèi)容提出防范災(zāi)害發(fā)生的預(yù)防措施，主要有以下方面：

（1）在揭穿突出煤層前必須按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》、《石門(mén)揭穿煤與瓦斯突出煤層程序技術(shù)條件》等相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)編制專門(mén)設(shè)計(jì)，采取有效的防治突出的措施。

（2）實(shí)測(cè)開(kāi)采煤層瓦斯基本參數(shù)，請(qǐng)有資質(zhì)的單位編制《礦井防突專項(xiàng)設(shè)計(jì)》，并經(jīng)審查、審批后認(rèn)真落實(shí)綜合防突措施。

（3）加強(qiáng)對(duì)礦井開(kāi)采區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造的探測(cè)，遇有地質(zhì)構(gòu)造時(shí)采取相關(guān)防治突出措施；與條件單位合作開(kāi)展次級(jí)褶曲控制條件下煤與瓦斯突出發(fā)生機(jī)理的研究，為災(zāi)害防治提供理論依據(jù)。

（4）煤礦要加大安全投入，建立安全資金使用臺(tái)帳，按要求配備完善防突儀器、儀表、安全設(shè)備設(shè)施。

（5）加強(qiáng)對(duì)從業(yè)人員安全教育培訓(xùn)，提高管理人員、工人在防治煤與瓦斯突出方面的安全意識(shí)、安全專業(yè)知識(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)褶曲控制條件下大斷面平硐揭煤突出事故，采用魚(yú)刺圖進(jìn)行了事故分析，可以直觀清晰地查清造成本次煤與瓦斯突出事故的主要因素及各細(xì)項(xiàng)原因，可為類似事故原因分析提供技術(shù)途徑。本文通過(guò)分析，提出環(huán)境因素是造成事故發(fā)生的根本原因，人因失誤與機(jī)的缺陷是造成事故發(fā)生的直接與間接原因，并從技術(shù)措施、安全教育培訓(xùn)、安全投入、地質(zhì)條件4個(gè)方面采取防范突出事故發(fā)生的措施，進(jìn)而提高類似條件下的災(zāi)害防治能力。