改進LEC法在礦山水害事故安全評價中的應用研究

沈中芹 張坤巖 陳光銀 吳田勇

摘 要：礦山透水是威脅礦山安全生產的主要事故類型之一。礦山生產中透水事故不僅頻次較高，而且其造成的后果比較嚴重，是影響礦山開采的關鍵因素。利用常規LEC法對礦山水害事故進行風險分析的基礎上，結合礦山開采活動的特點和實際情況，對實際生產中水害事故發生的危險性進行修正，增加了監控補償措施和管理抵消因子，最后就評價結果對礦山生產中的防治水工作提出了對應的建議和防治措施。

關鍵詞：礦山透水;LEC法;風險分析;防治對策

中圖分類號：TB 文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.29.108

0 引言

水害作為礦井五大災害之一，據統計，近年來已成為僅次于頂板、瓦斯和運輸事故之外最為常見的礦山事故。近年來，雖然煤礦防治水取得了積極進展，但其仍然是影響礦山安全生產的關鍵因素之一。如2014年6月15日15時35分，湖南辰溪縣雙木灣煤礦發生較大透水事故，突水泥量57350m3，造成9人死亡，直接經濟損失2050萬元;2016年4月25日8時許，陜西銅川煤礦發生重大透水事故，造成11人死亡，經濟損失1838.17萬元;2018年7月6日早班，淮北礦業公司朱莊煤礦發生透水事故，造成2人死亡，7人受傷，直接經濟損失397.88萬元。這些突水事故造成了極壞的社會影響，也使人們意識到礦井水害的防治是礦山安全生產亟待解決的問題。

近幾年，我國利用改進的LEC法對不同領域及事故進行了應用，發現效果較好。其中，朱淵岳等針對LEC法分數取值主觀性的缺陷進行了改進，提出了用于水利水電工程建設期危險源評價的改進LEC方法。曲莎等利用改進的LEC法結合輸氣站場的作業特點，對輸氣站場的危險源進行了安全評價。袁春燕等就礦山建設過程中危險源進行定性和定量的辨識評價，利用LEC法確定礦建工程施工過程中存在的重大危險因素。本文參考前人研究基礎，利用改進的LEC法對礦山生產過程中的突水水害事故的危險性進行安全評價并根據危險性等級提出相應的防止礦山水害的建議和措施。

1 作業條件分析法簡介及改進

1.1 作業條件分析法簡介

煤礦安全評價方法較多，包括安全檢查表法（SCA）、工程類比法（PET）、專家評議法、事故樹分析法（FTA）、作業條件危險性評價法（LEC）等。作業條件危險性評價法是一種簡單易行的半定量風險評價方法，由美國安全專家格雷厄姆和金尼提出，LEC法較其他的評價方法更為系統全面。在對礦山水害事故風險評價中，該方法主要針對礦山系統中各種水害威脅因素進行分析，分析其發生的可能性及其后果嚴重性，以對系統發生水害事故的危險性進行預測。LEC法的風險值D由三個主要因素指標的乘積來確定，即D=L×E×C。

其中，L指事故發生的可能性。取值與事故或危險事件實際發生的概率有關，取值標準見表1。E指人員暴露于危險環境中的頻繁程度，作業人員暴露次數越多，時間越長，則E取值越大，取值標準見表2。C指事故可能造成的后果，C取值范圍較大，可從極小的輕傷直到多人死亡的嚴重結果，取值標準見表3。

確定了各因素分值后，計算出危險性分值，并對危險性取值分級，一般分為5個等級，按表4進行評定。

1.2 作業條件分析法的改進

但LEC法在應用于礦山突水水害危險性評價中有兩點缺陷，即未考慮監控補償措施和管理因素對水害風險的補償因素。本文在分析礦山水害危險性的基礎上，結合實際情況，增加了監控補償系數（N1）和管理抵消因子（N2），修正后的危險性的表達公式為D=NLEC=N1N2LEC，如表5和表6所示。

2 改進LEC法在礦山水害風險評價中的應用

礦山水是伴隨著礦山生產活動而產生的。本文通過大量事故統計分析和查閱相關資料，將導致礦山突水的影響因素分為4類：人的因素、物的因素、環境因素及管理因素。人的因素主要包括非法生產、越界開采、違章開采以及違反探放水原則;物的因素主要包括防排水能力不足、井筒位置不合理、無專用探放水設備、防水設備不符合要求;環境因素主要包括水源威脅、含水層條件、構造條件和巖性組合條件，管理因素包括安全制度規程不健全或實施不到位、沒有進行安全教育培訓或培訓不到位、安全監督檢查不到位以及沒有根據實際生產情況制定水害應急救援預案，這些均是往年水害事故中的主要影響因素。在辨識出礦山水害事故的威脅因素后，利用改進LEC法對透水危險性進行評估。

現代化礦山生產過程中，大部分的正規礦山開采基本采用了地下水位水量以及地應力等一系列地質信息監測系統，實時監測礦山開采過程中水文地質的動態信息，同時相關管理人員會根據水文地質信息對礦山生產中的透水征兆進行識別并采取相應管理防治措施。如水害預防措施和應急管理措施等，如表5和表6所示。由表5可知，若監控設備較為有效，并采取了完備的預防措施，則事故發生的可能性補償系數N1取0.2。因此在采取了監控預防措施后，事故發生的概率將變成可能性小，完全意外。

對于E的取值，由于E是指暴露于危險環境中的頻繁程度。在礦山開采過程中一般都是倒班制，因此礦井人員都是每天工作時間內暴露，參照表2，E可取值6。

對于C值，C是指事故發生后造成的后果及嚴重程度。礦山開采活動中，包括掘進過程、割煤采煤、運輸和回采過程中幾乎所有工作都是在井下完成的，因此礦井人員一旦工作就一定會暴露在井下危險環境中，而突水事故通常會造成大范圍的淹井，工人來不及撤退，便會被淹溺。因此，突水事故通常都會造成群死群傷的后果，此外，井下生產設備也會被水或者泥淹沒，也給礦井后期恢復生產工作帶來極大的困難。這表明在不考慮事故控制措施的情況下，事故的發生是災難性的，事故所造成的死亡人數通常在10人以上，對照表3，C取值100。

管理抵消因子因不同煤礦的管理情況而定，若采取了行之有效的管理措施和制度，并根據事故發生的后果的嚴重性制定了相應的額應急管理措施并定期演練，此時管理抵消因子的值便可取0.15，此時，C值取15。