淺析事故樹分析法在豎井墜罐事故分析中的應(yīng)用

李曉峰， 陳亞杰， 賀富領(lǐng)

（河南省地質(zhì)局地質(zhì)災(zāi)害防治中心， 河南 鄭州 450012）

0 引言

對于采用豎井開拓的地下礦山企業(yè)， 豎井是聯(lián)系井上、井下的咽喉要道，豎井提升系統(tǒng)不僅擔(dān)負(fù)著礦石、廢石、人員、物料的提升任務(wù)，而其還是重要的安全出口之一。因此，豎井提升系統(tǒng)的安全運(yùn)行是保證礦山正常生產(chǎn)的重要前提， 一旦出現(xiàn)問題， 勢必對礦山帶來不利的影響。 尤其在豎井提升過程中，墜罐事故時有發(fā)生，不但會造成財產(chǎn)損失，嚴(yán)重時更會造成重大人員傷亡。為了分析判斷引起豎井墜罐事故的原因， 更加有針對性的解決問題，做到防患于未然。我們采用事故樹分析方法對豎井墜罐事故進(jìn)行層層分析，找出了導(dǎo)致墜罐事故發(fā)生的原因，并提出相應(yīng)的安全對策措施，以消除隱患，促進(jìn)安全。

1 事故樹分析法（FTA）、豎井墜罐事故的定義

1.1 事故樹分析法（FTA）的定義

事故樹分析（FTA）又稱故障樹分析，是一種通過演繹的方式開展的系統(tǒng)安全分析方法。 是從要分析的某種特定事故或故障開始，層層層分析特定事故發(fā)生的原因，一直分析到最基本原因為止。 將特定的事故或故障與各層原因（危險有害因素）之間用邏輯門符號按照邏輯關(guān)系連接起來，得到直觀、簡潔的邏輯圖形，即為事故樹[1]。 通過對事故樹進(jìn)行化簡、轉(zhuǎn)化、計算達(dá)到分析、評價特定事故或故障的目的，為事故預(yù)防，安全管理提供科學(xué)的依據(jù)。

1.2 豎井墜罐事故的定義

豎井墜罐事故是指罐籠、 箕斗或吊桶等豎井提升容器在提升運(yùn)輸過程中從高處墜落，引起設(shè)備損壞，人員傷亡，財產(chǎn)損失的安全事故。

2 豎井墜罐事故樹的確立

編制豎井墜罐事故樹的步驟是確定豎井提升系統(tǒng)、調(diào)查豎井提升系統(tǒng)可能發(fā)生的各類事故、 確定頂上事件（豎井墜罐）、調(diào)查與頂上事件有關(guān)的所有因素、編制事故樹、運(yùn)用布爾代數(shù)法對豎井墜罐事故樹進(jìn)行簡化、求出最小割集和最小徑集， 計算引起豎井墜罐事故各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，根據(jù)結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)得出分析、評價的結(jié)論，從而確定采取安全對策措施的重點和先后順序。

在這里我們以河南省某金屬礦山豎井提升系統(tǒng)為例，來確定該礦山豎井墜罐事故樹。

該礦山采用豎井開拓，罐籠提升，礦山開拓系統(tǒng)如圖1 所示。

圖1 某礦山開拓系統(tǒng)圖

該礦山主要靠豎井進(jìn)行開拓運(yùn)輸， 根據(jù)事故樹的編制步驟，把該礦山豎井墜罐事故作為頂上事件，通過層層判斷找出引起豎井墜罐事故的直接原因、間接原因；主要原因，次要原因；并運(yùn)用邏輯推理，逐級找出所有引起墜罐的最基本事件。 豎井墜罐事故樹如圖2 所示。

圖2 豎井墜罐事故樹

3 豎井墜罐事故樹定性分析

3.1 求最小割集

最小割集就是能夠引起頂上事件發(fā)生的事件的最小集合。依據(jù)豎井墜罐事故樹（FTA 圖），運(yùn)用布爾代數(shù)運(yùn)算法則，化簡得到豎井墜罐事故樹的30 個最小割集，其割集分別為：

3.2 結(jié)構(gòu)重要度分析

結(jié)構(gòu)重要度分析是從事故樹結(jié)構(gòu)上入手分析各基本事件的發(fā)生對頂上事件發(fā)生所產(chǎn)生的影響程度， 一般用I?（i）表示。 基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)越大，則它對頂上事件的影響程度越大；反之則對頂上事件的影響程度越小。

依據(jù)結(jié)構(gòu)重要度的近似計算公式：

式中：K—最小割集總數(shù)；nj（j∈Kj）—基本事件i 位于Kj的基本事件數(shù)。

求解可得各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度值為：

則各基本事件重要度序數(shù)排列如下：

3.3 結(jié)果分析

通過以上豎井墜罐事故樹結(jié)構(gòu)重要度排序結(jié)果可以看出，基本事件X6（保護(hù)裝置失靈）和X7（缺少保護(hù)裝置）對頂上事件（豎井墜罐事故）發(fā)生的影響最大，其次是X8（信號裝置失靈）、X9（操作技能欠缺）和X10（操作人員注意力不集中）的影響；而X1（鋼絲繩安全系數(shù)不符合規(guī)定要求）、X2（鋼絲繩未定期試驗、檢測）、X3（提升機(jī)定期檢修）、X4（提升機(jī)質(zhì)量差）和X5（制動裝置失靈）對頂上事件（豎井墜罐事故）發(fā)生的影響相對較小。 因此，豎井墜罐事故發(fā)生的主要原因是提升設(shè)備缺少安全保護(hù)裝置、 安全保護(hù)裝置失靈，次要原因是操作失誤等，然后才是管理方面的缺陷，比如未定期、及時進(jìn)行檢查等。

4 預(yù)防豎井墜罐事故的安全措施

通過采用事故樹分析法進(jìn)行定性、定量分析以后，針對各種事件對頂上事件（豎井墜罐事故）的影響程度，我們預(yù)防豎井墜罐事故發(fā)生的主要安全措施包括：

（1）首先應(yīng)考慮設(shè)備的本質(zhì)安全性，應(yīng)選擇性能優(yōu)良、安全可靠的正規(guī)廠家的礦用提升設(shè)備， 并且使用的設(shè)備應(yīng)取得礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志。

（2）豎井提升設(shè)備應(yīng)具備可靠的安全保護(hù)裝置，如過卷保護(hù)裝置、過速保護(hù)裝置、限速保護(hù)裝置、閘間隙保護(hù)裝置、減速功能保護(hù)裝置、深度指示器失效保護(hù)裝置、過負(fù)荷及無電壓保護(hù)裝置等[2]。 另外，單繩提升容器還應(yīng)設(shè)置防墜器。

（3）豎井提升系統(tǒng)要設(shè)置可靠的信號裝置，豎井罐籠提升系統(tǒng)的信號裝置應(yīng)能從井下各中段發(fā)送給井口總信號工、井口總信號工轉(zhuǎn)發(fā)給提升機(jī)司機(jī)，提升機(jī)的啟動與井口信號應(yīng)有閉鎖關(guān)系[2]。

（4）加強(qiáng)提升機(jī)操作工的技能培訓(xùn)，安全教育培訓(xùn)，做到持證上崗。

（5）對提升用鋼絲繩定期進(jìn)行安全檢測，不符合要求的應(yīng)淘汰。

（6）鋼絲繩使用過程中遭受到卡罐或突然停車等劇烈拉力時，要立即停止運(yùn)行進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩產(chǎn)生嚴(yán)重變形或扭曲、直徑減小量或斷絲數(shù)量超過規(guī)定值、受到劇烈拉力的一段的長度伸長率0.5%以上的，要切除受力段或更換全繩；在鋼絲繩使用期間，斷絲數(shù)突然增加或伸長突然加快，應(yīng)立即更換全繩；鋼絲繩銹蝕嚴(yán)重，或點蝕麻坑形成溝紋，或外層鋼絲松動時，不論斷絲數(shù)多少或繩徑是否變化，應(yīng)立即更換[2]。

（7）加強(qiáng)對豎井提升系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)，定期進(jìn)行安全檢測檢驗， 加強(qiáng)日常安全檢查， 發(fā)現(xiàn)隱患要及時上報處理，形成隱患排查治理閉合管理。

5 結(jié)論

礦山安全是一項系統(tǒng)工程， 通過采用事故樹分析（FTA）方法，我們?nèi)娣治隽艘饓嫻奘鹿实脑颍⑶腋鶕?jù)事故產(chǎn)生的原因從人的不安全行為、 物的不安全狀態(tài)、管理上的缺陷等方面有針對性的提出了防范措施。我們也可以運(yùn)用此方法對礦山易發(fā)生的其他事故類型進(jìn)行分析判斷， 提出切實有效的防范措施 （包括工程技術(shù)措施、管理措施、教育培訓(xùn)措施、個體防護(hù)措施，應(yīng)急處置措施等），從而有效杜絕生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，確保職工生命財產(chǎn)安全。