基于FTA的煤礦水災事故評價分析

李國龍

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

0 引言

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

1 煤礦水災事故原因分析

1.1 環(huán)境因素分析

煤礦水災事故發(fā)生的環(huán)境因素主要可以歸結(jié)為4個方面，見表1。導致煤礦水災事故的環(huán)境因素中水源是非常重要的一個方面，從近年來事故統(tǒng)計看，水源控制不當(B1)誘發(fā)的事故所占比例非常高。從危險源分析的角度來看，雖然井下水源不能完全消除，但是應該是可以有效控制的。如針對地表水(x1)，可以在井巷設計與施工時盡可能地避開或遠離水源；針對地下水(x2)，則應充分了解礦井水文地質(zhì)條件，提前做好水災的防治和應急工作；針對老窯水(x3)，則應按要求進行探放水，還要在采掘過程中定期進行探測；針對大氣降水(x4)，則應在雨季關(guān)注天氣情況并加強巡檢工作，制定應急預案。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，會對井下涌水通道產(chǎn)生一定的影響，所以也需要多加注意。

表1 煤礦水災事故的環(huán)境因素分析

1.2 人的因素分析

在煤礦水災事故中，人的因素也是導致事故發(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個方面，見表2。這些具體的因素通常是由于安全意識淡薄，沒有正確認識煤礦水災的危害，違章作業(yè)等導致的。一般通過控制和規(guī)范人的行為可以起到有效的預防作用。所以，必須加大對礦工的培訓力度，讓礦工在培訓中提高安全意識，同時增強關(guān)于井下水災防治的理論知識和基本的逃生與救護水平。

表2 煤礦水災事故的人因素分析

1.3 物的因素分析

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

表3 煤礦水災事故的物因素分析

1.4 管理因素分析

在煤礦水災事故中，管理因素是重要的調(diào)節(jié)因素。因為無論是人的因素還是物的因素導致的事故的發(fā)生，其實通過有效、科學的管理都可以得到一定的控制甚至避免。有效、科學的管理應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案與制度健全、地質(zhì)報告與臺賬等完備；制度的落實就是要按照制度和規(guī)程，做到“預測預報，有疑必探，先探后掘，先治后采”，同時還要加強對制度落實的監(jiān)督，確保制度得到嚴格執(zhí)行。

表4 煤礦水災事故的管理因素分析結(jié)構(gòu)

2 煤礦水災事故的事故樹評價分析

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煤礦水災事故的分析，可以建立事故樹，以更加方便地進行事故相關(guān)的定性分析與定量計算。建立的事故樹如圖1所示，該事故樹由4個中間層，16個底事件，7個邏輯或門所構(gòu)成。

2.2 煤礦水災事故定性分析

從圖1所示煤礦水災事故的事故樹進行定性分析，求其最小割集，以此判斷相關(guān)底事件對于頂事件的影響程度。在布爾運算中，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}，也就說任意一個底事件的發(fā)生都有可能導致頂事件(煤礦水災事故)的發(fā)生，因此煤礦水災事故發(fā)生可能性較大，需要在生產(chǎn)實踐中加強注意。

2.3 煤礦水災事故樹定量計算

事故發(fā)生概率計算(或門)：在事故樹分析中，邏輯或門的計算如式(2)所示，假設pi是每個獨立底事件的發(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)

當已知每一因素的發(fā)生概率時，即可求得頂事件的發(fā)生概率。

重要度計算：重要度是指各底事件的發(fā)生對頂事件發(fā)生概率的影響程度。計算公式如式(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，每一個因素的發(fā)生都可能導致頂事件的發(fā)生。

3 煤礦水災事故的防治對策

根據(jù)前面的分析可以看出，對于煤礦井下安全生產(chǎn)來講，針對性地進行水災事故防治具有非常重要的意義。在實踐中，應該做到多措并舉，確實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)增加準確性，比如瞬變電磁探測技術(shù)的全面應用等；提高截水技術(shù)是通過設置臨時或永久性的攔水設置實現(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，提高巖層強度。

3.2 提高管理水平

通過提高管理水平也可以有效對井下水災事故進行控制。一方面要建立健全制度，加強督查力度，確保制度的有力執(zhí)行和切實到位；另一方面就是要加強對一線礦工的培訓，從理論知識、技能水平、思想意識等多個方面進行安全培訓，是解決人因事故的最佳方法。

4 結(jié)論

(1)本文對煤礦水災事故的發(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個方面進行了分析，并總結(jié)了16個具體的影響因素。在此基礎上，建立了煤礦水災事故的事故樹，并進行了定性分析(布爾運算)與定量計算(概率與重要度)。

(2)針對事故樹的分析結(jié)果，提出了預防煤礦水災事故的對策：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。