煤礦安全隱患分析與防范措施研究

煤礦安全隱患分析與防范措施研究

1煤礦安全評價的必要性自2002年11月1日頒布以來，各級政府和煤炭主管部門的經(jīng)營者更加重視煤炭安全生產(chǎn)，投入大量人力、物力和財力進(jìn)行安全管理。然而,由于煤礦開采地質(zhì)條件錯綜復(fù)雜,導(dǎo)致井下事故發(fā)生的途徑非常多,如果靠經(jīng)驗去治理、阻斷事故發(fā)生的全部通道很難不出現(xiàn)疏漏。礦井瓦斯、粉塵、水害、火災(zāi)和冒頂事故時有發(fā)生,一個很重要的因素是過去僅僅靠經(jīng)驗,著重礦井事故直接原因分析與防治,而沒有廣泛使用煤礦安全評價方法對煤礦系統(tǒng)中存在的危險源、有害因素進(jìn)行辨識與分析,從而難以深入查找事故的潛在誘因,更難準(zhǔn)確判斷礦井系統(tǒng)發(fā)生事故和職業(yè)危害的嚴(yán)重程度。對煤礦企業(yè)進(jìn)行安全評價,可以計算出導(dǎo)致事故發(fā)生的各種可能途徑以及各個因素對頂上事件(事故)發(fā)生概率的影響程度,從而做出科學(xué)的防范措施,使事故發(fā)生的可能性降為最小;可以用最少的投資達(dá)到最佳安全效果;可以促進(jìn)各項安全標(biāo)準(zhǔn)制定和可靠性數(shù)據(jù)積累;可以迅速提高安全技術(shù)人員業(yè)務(wù)水平,有助于政府安全監(jiān)督管理部門對煤礦企業(yè)實行宏觀控制,實現(xiàn)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。目前國內(nèi)外常用的安全評價方法有數(shù)10種,這里主要介紹適合煤炭行業(yè)使用的幾種安全評價方法。2安全評估方法2.1煤炭系統(tǒng)的檢查法安全檢查法(ProcessSafetyReview)是通過對礦井開采設(shè)計,采礦地質(zhì)條件,開采工藝,通、排、提、壓等設(shè)備裝置、操作、維修等進(jìn)行詳細(xì)檢查,以識別所存在的危險性。安全檢查法是煤炭系統(tǒng)常用的一種方法,它直觀、現(xiàn)實,能發(fā)現(xiàn)隱患,督促人們采取有效措施,防止事故的發(fā)生;特別是將所邀請專家的意見運用邏輯推理的方法進(jìn)行綜合、歸納,得出的結(jié)論一般比較正確、全面。但是安全檢查的效果常與安全檢查組的成員及他們的知識、經(jīng)驗、責(zé)任心和生理、心理素質(zhì)以及檢查的方法、手段等有著密切的關(guān)系。2.2企業(yè)信息安全表的內(nèi)容安全檢查表分析法(SafetyChecklistAnalysis)是將一系列分析項目列出檢查表進(jìn)行分析以確定系統(tǒng)的狀態(tài),從中找出各種不安全因素,要求企業(yè)進(jìn)行安全措施整改。安全檢查表的內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定,列出所有可能導(dǎo)致事故發(fā)生的不安全因素和崗位的全部職責(zé)。應(yīng)注意防止漏項,表格內(nèi)容至少應(yīng)有:序號、檢查項目及內(nèi)容、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、檢查時間、地點、結(jié)果和備注。其優(yōu)點在于可以事先編制,集思廣益,有利“群防”和周密分析,整改責(zé)任明確。2.3事故樹的主要特點事故樹(FaultTreeAnalysis)是一種描述事故因果關(guān)系有方向的“樹”,是安全系統(tǒng)工程中最重要的分析方法之一。通常一個事故樹分析的工作流程如圖1所示。事故樹分析遵守邏輯分析原則,即從結(jié)果分析原因,相關(guān)事故(節(jié)點)之間用邏輯門連接。用事故樹分析法進(jìn)行煤礦安全評價,應(yīng)按以下步驟進(jìn)行:(1)分析礦井系統(tǒng),進(jìn)行事故統(tǒng)計,設(shè)想給定系統(tǒng)可能要發(fā)生的事故,確定頂上事件;(2)逐步進(jìn)行分解,將系統(tǒng)劃分為若干個分系統(tǒng)、子系統(tǒng),直至到不可再分解的基本元素,確定基本事件,調(diào)查與事故有關(guān)的所有原因事件和各種因素;(3)按照下層事件與上層事件發(fā)生的與或門關(guān)系,自上而下逐步繪制事故樹圖;(4)對事故樹進(jìn)行化簡;(5)通過對最小割集(最小徑集)的求解,確定出基本事件的結(jié)構(gòu)重要度,進(jìn)行定性分析,從事故樹的結(jié)構(gòu)上了解系統(tǒng)中導(dǎo)致事故發(fā)生的各基本事件的組合關(guān)系及其重要程度;(6)根據(jù)資料確定各基本事件發(fā)生的概率,進(jìn)行定量分析,求解頂上事件發(fā)生的概率、各基本事件概率的重要度和臨界重要度;(7)根據(jù)定性分析和定量分析的結(jié)果,尋找控制頂上事件發(fā)生的有效途徑。編制安全技術(shù)措施,制定應(yīng)急預(yù)案。事故樹評價法具有以下特點:①能詳細(xì)地描述事故原因及其相互之間的邏輯關(guān)系;②便于發(fā)現(xiàn)礦井系統(tǒng)中存在的潛在危險因素和狀態(tài);③通過分析,能尋找出控制事故的要素和不安全狀態(tài)的關(guān)鍵環(huán)節(jié);④易于進(jìn)行數(shù)理邏輯運算和定量計算,并實現(xiàn)分析計算機(jī)化。事故樹是由眾多基本事件構(gòu)成的,這些基本事件對頂上事件均產(chǎn)生影響,但影響程度是不同的。在制定安全防范措施時必須有先后次序,輕重緩急,以便使系統(tǒng)達(dá)到經(jīng)濟(jì)、有效、安全的目的。2.4模糊事故樹理論在煤礦安全評價中,由于安全數(shù)據(jù)的不充分性和導(dǎo)致事故頂上事件發(fā)生的基本事件的模糊性等原因,使上述事故樹分析法受限制。解決辦法是引入模糊數(shù)學(xué)理論,最終形成了模糊事故樹分析法(FuzzyFaultTreeAnalysis)。其主要步驟為:(1)對所分析的系統(tǒng)構(gòu)造事故樹,并將不是與或門的邏輯門轉(zhuǎn)化為與或門;(2)通過各種途徑獲得各底事件的發(fā)生概率或語言值,并轉(zhuǎn)化為模糊數(shù);(3)求得事故樹的最小割集(MCS);(4)利用與或模糊算子求得頂事件發(fā)生的模糊概率;(5)分析結(jié)果,給出系統(tǒng)安全分析意見。2.5事故概率分析事件樹分析(EventTreeAnalysis)是一種從原因到結(jié)果的自上而下的分析方法,其分析步驟如下:(1)確定初始事件(預(yù)測事故、設(shè)定安全措施等);(2)編制ETA圖;(3)闡明事故結(jié)果;(4)定量計算、分級。如已知各事件的發(fā)生概率,即可進(jìn)行定量計算(設(shè)各歧點的失敗概率為Pi,則成功概率為1-Pi)。根據(jù)定量計算的結(jié)果,作出事故分級。煤礦事故的產(chǎn)生是一個動態(tài)過程,是若干因素(事件)按時間順序出現(xiàn)的結(jié)果,每一個發(fā)生事件都可能導(dǎo)致災(zāi)難性事故的后果,但并不一定是必然的后果。因為事件向前發(fā)展的每一步都會受到安全防護(hù)措施、操作人員的工作方式、安全管理及其他條件的制約。事件樹分析從事故的起因(或誘發(fā)事件)開始,途經(jīng)原因事件到結(jié)果事件為止,每一事件都按“成功”和“失敗”2種狀態(tài)進(jìn)行分析。成功和失敗的分叉稱為歧點,用樹枝的上分支作為成功事件,把下分支作為失敗事件,按事件發(fā)展順序不斷延續(xù)分析,直至最后結(jié)果。顯然,有n個階段,就有(n-1)個歧點。根據(jù)事件發(fā)展的不同情況,如已知每個歧點處成功或失敗的概率,就可以計算出各種不同結(jié)果的概率。事件樹分析法可以定性、定量地辨識初始事件發(fā)展為事故的各種過程及后果,并分析其嚴(yán)重程度。根據(jù)樹圖可在各發(fā)展階段的每一步采取有效措施,使之向成功方向發(fā)展。ETA是一種圖解形式,層次清楚,階段明顯,可以進(jìn)行多階段、多因素復(fù)雜事件動態(tài)發(fā)展過程的分析,預(yù)測系統(tǒng)中事故發(fā)展的趨勢。ETA實際上是事故樹分析法(FTA)的補充。2.6assmstnt安全評價概率安全評價(ProbabilitySafetyAssessment)是一種系統(tǒng)的安全評價技術(shù)。PSA分析整個事故譜,它既能確定各種始發(fā)事件的事故序列,還可系統(tǒng)地、現(xiàn)實地確定事故發(fā)生的頻率和后果。3不可行的情況評價方法煤礦是一個人工、機(jī)械、采礦工程、地質(zhì)條件和自然環(huán)境共存的復(fù)雜系統(tǒng)。其災(zāi)變既具有人工系統(tǒng)災(zāi)變的性質(zhì),同時也具有自然系統(tǒng)災(zāi)變的特點,單純地借用目前只適用于人工系統(tǒng)或自然系統(tǒng)的方法評價煤礦災(zāi)害系統(tǒng)的危險性程度是不可行的。從上述評價方法中可以看出,每個評價方法都各有自己的使用范圍,各有自己的優(yōu)、缺點。在進(jìn)行煤礦安全評價方法選擇時,必須考慮以下因素綜合使用:①開展安全評價