基于事故致因理論的某礦井下突泥事故原因及防控研究

鄧俊平

(1.長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南 長沙 410012；2.金屬礦山安全技術國家重點實驗室， 湖南 長沙 410012)

某螢石礦山位于湖南，礦區屬丘陵-低山區，降雨多集中在4～7月份；礦區存在區域性斷裂構造，擠壓破碎帶寬40～200 m，斷裂帶結構較為松散，易坍塌，工程地質條件屬中等類型。礦區含水層，根據地下水賦存狀態可分為第四系松散層孔隙水，基巖風化裂隙弱含水層和構造、層間破碎帶裂隙弱含水層。礦體賦存于構造斷裂帶之硅化角礫巖中。2015年8月初，礦山在+120中段一分層（132.5 m分層）九線穿脈石門處進行掘進作業時，發生井下突泥事故，圍困人員70 h以上。當時沿脈巷道掘進經過九線穿脈石門約20 m，爆發的泥石流將3名作業人員困在沿脈掘進工作面約 120 m3的封閉空間中，粘性土和巖石碎屑形成的泥漿混合物堵塞巷道長度約20 m（見圖1）。本文通過對該事故回顧與分析，運用事故致因理論深入剖析事故形成原因，提出針對性預防與控制措施，為避免地下礦山出現類似事故提供借鑒。

圖1 事故發生地點位置平面

1 井下突泥事故致因因素分析

根據事故致因理論，上述礦山井下突泥事故發生是存在于巖層裂隙及溶洞中的泥水混合物意外釋放，誘發井下泥水混合物意外釋放的直接因素是物的不安全狀態和人的不安全行為兩方面，間接因素包括不良環境和管理缺陷。導致物的不安全狀態的因素包括設計、工藝、支護、排水等, 導致人的不安全行為的因素有安全教育培訓、生理、違章作業等?？山D2所示的井下突泥事故致因因素模型[1]。

圖2 井下突泥事故致因模型

1.1 人的行為因素分析[2]

人的行為因素對此次礦山井下突泥事故產生重大影響。該礦山作業人員安全意識不高，心理、生理、應急意識不強等都極大影響了井下突泥事故的發生。安全素質不高具體體現在該礦山管理人員和作業人員的行為上，是人的因素中的關鍵內容，導致了人員冒險進入潛在突泥事故區域作業，缺乏預防、控制事故的心理、生理積極反應，對井下突泥事故特征不熟悉以及應急反應遲滯等。據了解，該礦山近年發生多次類似突泥事件（未造成人員傷害），相關人員未進行研究與分析，對井下突泥事故特性依然不熟悉。對突泥事故特征的不熟悉，又導致礦山作業過程中三違行為時有發生，作業技能不高，前期應急反應和處置遲滯等。該礦山井下突泥事故發生的人的行為因素關系如圖3所示。

圖3 人的行為因素內部關聯圖

1.2 物的因素分析

該礦山井下突泥事故發生的物的因素主要包括：采礦設計、施工工藝、井巷支護、防排水設施設備、井下爆破震動和運輸設備振動[3]等。

根據對礦山事故的調查，突泥事故巷道布置存在一定不合理性，未采用有效措施繞行和規避潛在事故區域；采用的比較普通的爆破-掘進工藝，未根據特殊地質構造條件調整工藝和施工技術參數；事故區域巷道基本為裸巷，未進行有效支護和封閉揭露的突泥通道口；礦山基本未采取防治水措施，井下排水設施不完善，為井下突泥事故發生提供了水源，采礦活動導致的地表塌陷區未及時處理，為地表降雨和井下涌水保持了良好的水力聯系；井下巷道排水溝設置不到位，事故后現場調查時，部分中段運輸平巷局部存在超過30 cm積水。

頻繁的掘進爆破作業和無軌運輸、裝載設備的振動擾動，成為該礦山突泥事故的誘發因素。根據礦山提供的資料，7月31日在事故發生地驗收時即已發現隱患，突泥事故當時并未直接爆發，而是至8月14日突然發生。爆破、運輸、裝載等作業活動擾動使得構造帶內水、粘性土、巖石碎屑等充分混合，形成可流動的粘性流體，在重力作用下觸發+120 m中段二分層(+145 m分層)與+120 m中段一分層（+132.5 m分層）之間破碎帶，泥水混合物從+136 m標高處的9號穿脈石門涌出。該礦山井下突泥事故發生的物的因素內部關系如圖4 所示。

1.3 環境因素分析

圖4 物的因素內部關聯圖

環境因素是客觀導致該礦山突泥事故發生的重要原因，主要包括：地質構造、井巷圍巖狀況、地表與井下水力聯系、季節性超量雨水和泥水混合物活動的流通通道[4]等。

根據地質報告，該礦山礦體賦存于構造斷裂帶之硅化角礫巖中，斷裂帶結構較為松散，易坍塌，斷裂帶和事故發生的礦體相交，石門施工過程已基本打穿了構造斷裂帶，形成了井下泥水混合物流動的通道。礦山不良地質構造中充填物為粘性土、塊度不一的巖石碎屑，為井下泥石流形成提供了粘性土和巖石碎屑等固體物質。水既是井下泥石流的重要組成成分，又是泥石流激發的重要條件和搬運介質。大氣降水通過地表塌陷區或張裂縫、斷層以及松散覆蓋層逐漸滲入擴散；礦山掘進作業過程中礦坑涌水或生產廢水匯集形成井巷局部積水，積水通過構造帶逐漸滲透，均有可能是本次泥石流中水的來源。該礦山井下突泥事故發生的環境因素內部關系如圖5所示。

圖5 環境因素內部關聯圖

1.4 管理因素分析

該礦山井下突泥事故發生的管理因素主要包括：規章制度不完善、安全教育培訓不到位、違章指揮、違章作業、日常監督不到位、隱患排查治理未落實、無規程作業等。

在企業近年井下突泥事件時有發生的情況下，未制定針對性的規章制度加強管理，導致事故發生前未采取相應的防治水、支護等措施，事故隱患發現后未落實相應的治理，作業人員及管理人員面對事故發生處置不當，事故應急處置遲滯等。未進行針對性井下突泥事故預防、控制、應急等方面的安全教育培訓；事故發生地點隱患治理未落實情況下，管理人員違章指揮、作業人員冒險作業等均是事故發生的管理因素。礦山井下突泥事故發生的管理因素內部關系如圖6所示。

圖6 管理因素內部關聯圖

2 事故預防與控制措施

根據對該礦山井下突泥事故致因因素的分析，針對性提出預防和控制井下突泥事故發生的措施。

2.1 人的行為糾正措施

將提高礦山管理人員和作業人員安全素質作為管理的首要任務，通過提高企業人員準入門檻，將不能滿足安全素質要求的人員排除在企業招工范圍外。通過行為安全管理培訓[5]，提高管理人員和作業人員關注井下突泥事故的心理、生理反應；促使企業員工掌握井下突泥事故發生特征，分析、判斷類似突泥事故發生的可能性，及早采取措施規避人員進入或長時間在潛在事故區域作業。

2.2 物的狀態改變措施

井巷掘進施工，要做到“有疑必探、先探后掘”。根據礦區地質資料及上層地質情況，分析本層斷層位置，將巖脈巷道控制在下盤，利用鉆孔進行探鉆，然后再進行掘進。

作業過程中遇到巷道或鉆孔冒渾水、黃泥頻發、巷道掉渣等泥石流前兆時，應立即停止作業活動，向企業負責人匯報，安排專門技術人員進行技術分析，確認安全后方可繼續作業；不能確認該區域安全的，撤退附近作業人員，進行臨時封閉處理、設置安全警示標志，通過調整設計、采取支護或施工繞道避開危險區域。加強支護管理，對揭露的裂隙、破碎帶等潛在突泥通道采取穩固、有效支護和封閉方式進行處理。

調整爆破設計參數和更換運輸設備等措施降低爆破震動、無軌運輸和裝載設備振動等擾動，降低粘性土、巖屑和水的混合程度和速度。

重視防排水工作，對地表塌陷區進行綜合治理，通過回填、修筑截排水溝等措施減少地表與井下的水力聯系；完善井下水溝和排水設施，疏排井巷積水，防止井下巷道積水通過不良地質構造（擠壓破碎帶、裂隙等）滲入溶洞、裂隙等泥、石充填區域。

2.3 改善環境因素的措施

井下突泥事故發生的環境因素主要通過工程技術和加強管理來實現。具體來說，通過加強井巷支護和及時調整井巷布置降低不良地質條件造成的影響；完善地表防治水和井下防排水設施設備，降低長時間或超強降雨的影響，盡量通過防治水手段阻斷地表與井下的水力聯系；通過提前封閉、支護、注漿等方式切斷井下泥水混合物的流動通道。

2.4 加強管理措施

結合本單位井下突泥事故事件，參考相關事故案例進行分析與研究，組織員工進行安全教育培訓，促使作業人員、管理人員、技術人員熟悉掌握事故征兆、事故預防和控制、事故處置等。

編制相適應的管理制度、崗位安全操作規程和應急處置措施，確保井下突泥事故的預防、控制、應急等相關事項均有制度規定，井下一線作業人員熟練掌握采礦作業操作方法和緊急突發情況下的應對措施。

對生產過程、安全檢查、地質構造調查中發現存在的井下泥石流安全隱患的區域進行登記，形成專門臺帳，安排技術人員進行分析，必要時采用鉆探等方式予以確認。

落實隱患排查治理要求，發現類似安全隱患及時制定隱患整改計劃，落實責任追究，確保隱患排查與整改制度得到有效執行，實現隱患整改閉環管理。

編制針對性應急預案，組織員工進行學習，加強應急救援隊伍建設，定期進行專項演練，提升應對井下突發泥石流事故的應急處置能力。

3 結 語

簡要介紹了某礦山井下突泥事故的發生條件，運用事故致因理論詳細分析了事故發生的原因。礦山井下突泥事故發生是諸多因素共同作用的結果，根據分析與研究結果提出預防和控制井下突泥事故的方法，為類似地下礦山企業預防和控制井下突泥事故事件提供參考。