基于魚刺圖分析煤礦瓦斯爆炸事故致因

摘要：煤礦瓦斯爆炸對于煤礦安全生產的威脅時刻存在，因此，必須對煤礦瓦斯爆炸所引起的原因進行分析。對已發生煤礦瓦斯爆炸事故分析，是為了更好地在以后的瓦斯煤礦開采過程中對瓦斯爆炸誘因進行有效地控制，使煤礦開采安全順利地進行。本文通過魚刺圖對某煤礦事故原因進行分析，為以后的煤礦開采提供經驗。

關鍵詞：瓦斯事故，魚刺圖，事故分析，安全生產

前言

近年來，煤礦瓦斯爆炸事故頻發，說明截止目前，瓦斯爆炸仍然是我國煤礦開采過程中具有巨大的威脅。我國煤礦瓦斯事故具有明顯的空間、時間特性，其與我國煤層賦存地質條件、井下復雜構造條件相關[1， 2]，煤層賦存環境復雜，瓦斯含量大，突出礦井和高瓦斯礦井較多，且煤層頂底板多屬泥質粉砂巖、砂質泥巖、泥巖等軟性巖類，煤層透氣性低，瓦斯抽采難度大、效果差，隨著開采深度的增加， 煤層的低透氣性、強吸附性、高瓦斯的特點更為明顯[3， 4]。因此，對于瓦斯爆炸事故機理的研究顯得更為重要。近代，許多學者對瓦斯爆炸事故原因進行了分析，其采用最多的方法有：模糊神經網絡法、事故樹分析法、熵權和模糊綜合法、層次分析法和聚類法。張景鋼，安美秀[5]等提出PII分析法，該方法完善了對事故致因因素研究方法和視角，提出預防煤礦事故措施將有助于煤炭企業提高自身安全管理水平。鄧 軍，何勇軍，翟小偉等[6]基于安全控制論的基本原理，從控制目標、控制動作、控制模型和狀態觀測等4個方面總結出系統安全控制失效的原因，并提出了辨別危險因素、找出安全約束條件、建立安全控制系統、識別失效安全控制以及分析失效原因、提出安全措施的事故分析新方法，祝楷首次嘗試使 用STAMP模型詳細分析煤礦事故[7]，張津嘉，許開立，李力等[8]運用社會技術系統理論，從風險源、作業情境、煤炭企業、行政部門、政府等5個層次闡述了各個層次因素的作用傳導關系，提出了行政干預、技術控制及多重防御措施;楊蒙召，曹治國，顧澤元等[9]運用于Rough Set理論對礦區REES系統中的瓦斯事故進行有效分析雷云山，袁梅，陳翔等運用事故致因理論中的人 - 環匹配論進行分析，發現事故由客體（ 煤層瓦斯） 的變動性突兀和主體（ 人） 對事件理解、響應錯誤所致，并提出相應的措施;肖素麗[10]運用分形理論對瓦斯事故進行分析。

本文運用魚刺圖對某煤礦發生的瓦斯事故進行分析。目的在于分析該煤礦此次發生事故的原因，為瓦斯煤礦開采提供指導方案。

1、魚刺圖法簡介

魚刺圖（ Fish Bone Fig） 由日本管理大師石川馨先生所發明，故又名石川圖。魚骨圖是一種發現問題“根本原因”的方法，它也可以稱之為“Ishikawa”、“因果圖”、“因果分析圖”、“特性要素圖”。其特點是簡捷實用，深入直觀。它看上去有些像魚骨，問題或缺陷（即后果）標在“魚頭”外。在魚骨上長出魚刺，上面按出現機會多寡列出產生問題的可能原因，有助于說明各個原因之間是如何相互影響的。

魚刺圖分析步驟如下[11]：

（1）確定問題。（2）調查問題。（3）分析原因。（4）綜合分類。（5）分類填圖。

2、基于魚刺圖對瓦斯事故原因分析

眾所周知，發生瓦斯爆炸必須同時具備的3個必要條件：空氣中瓦斯含量在爆炸范圍內;高溫熱源存在時間長度大于瓦斯的引火感應期長度;瓦斯-空氣混合氣體中的氧濃度大于12%[13-16]。其中供氧條件在通常情況下是自然滿足的，因而在大多數條件下只要一定濃度的瓦斯及引爆火源同時存在，瓦斯爆炸就必然發生。

根據事故致因理論和事故構成要素，認為煤礦瓦斯爆炸事故是人、系統和方案這3個因素在同一時空，發生的人的不安全行為，系統的不完善的不安全狀，在環境因素的影響下以及方案的缺陷，相互作用而發生的事故。人為因素是造成瓦斯事故的直接原因，系統的不完善、方案制定的缺陷也間接造成了事故的發生。

2.1對人員問題的分析

在采掘過程中，所有的機械都得人為地控制，瓦斯的檢測也需要人親自測試。在整個掘進過程中，有安全員、瓦檢員、防突隊在第一現場，三大員是否持證上崗、崗前是否培訓、發現問題是否及時上報;瓦斯檢測機構對瓦斯進行取樣解析，測定瓦斯濃度，鑒定是否為瓦斯突出煤層。同時在施工過程中，操作、防突隊員技術也是瓦斯事故的誘因，有人員帶明火入井。鑒于以上的分析，繪制出關于人員問題誘發瓦斯事故的魚刺圖，如圖1。

2.2對系統因素誘發瓦斯事故原因分析

瓦斯抽采過程中，有各種各樣的系統，分別有：瓦斯檢測系統、通風系統、采掘系統、抽采系統等。瓦斯檢測系統：瓦斯檢測點布置是否合理、線路是否存在安全隱患、瓦斯檢測設備是否存在安全隱患;通風系統：風量是否充足、通風設備是否存在安全隱患、通風巷道布置是否合理、通風線路是否存在安全隱患;采掘系統：掘進是否按設計施工、采掘過程中是否有擾動臨近煤層，采掘是否失衡;抽采系統：抽采管路布置是否合理，抽采系統是否完善、抽采設備是否存在安全隱患等。鑒于上述分析繪制關于系統問題的魚刺圖，如圖2。

2.3 對方案制定問題分析

在采掘過程中，方案是整個施工過程中的指導，若如方案出現問題，在工人在施工過程就找到正確的指導思想，不能有效的施工。在抽采過程中，需要遇到的方案有：抽采方案、瓦斯治理方案、應急預案、防突措施方案。抽采方案：抽采半徑是否合理、抽采周期是否合理、抽采鉆孔布置是否合理、是否符合相關法律法規;瓦斯治理：方案是否完善，是否存在安全隱患、是否生產標準化、是否符合相關法律法規;防突措施方案：方案是否完善、防護設備是否配備、防突路線是否存在安全隱患：應急預案：逃生路線是否明確、應急措施是否到位、應急預案是否完善、是否符合相關法律法規等。根據上文所述，繪制出方案問題魚刺圖，如圖3。

3.瓦斯事故爆炸綜合分析

根據瓦斯事故爆炸機理，瓦斯、火源、人員問題、系統因素以及方案制定因共同影響著事故的發生與否，5個因素看視獨立的，但又是相互相成的。在通常供氧充足情下，瓦斯積聚與火源同時作用致使煤礦瓦斯爆炸事故的發生， 而人的不安全行為和機的不安全狀態在環境條件的影響下又導致了瓦斯的積聚和火源的產生。方案的不合理、系統的不完善導致人員工作問題，人員工作存在問題能導致系統的不完善。

通過以上分析，繪制煤礦瓦斯爆炸事故分析圖，如圖4所示。

4.某煤礦事故的致因分析

某煤礦事故發生后，經專家組查閱圖紙、設計、報告、措施、記錄等技術資料，現場勘查和詢問礦有關人員，綜合分析認為：110102切眼掘進工作面所掘3號煤層為突出煤層，該切眼掘進范圍區域突出危險性預測結果失真，抽采瓦斯不達標，工作面突出危險性無效，掘進前方煤層未消除突出危險，在瓦斯壓力、煤柱應力作用下，工作面在進行錨桿支護作業時誘發煤與瓦斯突出事故。

礦井只有打鉆抽采隊、防突隊、通風隊，防突員未經過培訓、無證上崗，無專門防突機構，無專業防突技術員。

礦井對防突工作過程未進行監督控制，特別是區域突出危險性預測關鍵環節井下煤樣取芯由打鉆隊負責，礦井無人監督。綜合分析，110102切眼掘進工作面違規采用順層鉆孔預抽煤巷條帶瓦斯作為區域防突措施，瓦斯治理方案制訂存在缺陷、現場落實不到位，導致煤層突出危險性沒有消除，作業過程中擾動煤體，誘導煤與瓦斯突出。事故暴露出區域防突措施不符合煤礦安全規程有關規定、未按照礦井編制的工作面防突設計施工、未按要求安裝瓦斯抽采計量裝置、采掘接續嚴重失調、掘進工作面防突區域驗證測點布置不合理等問題。

5煤礦瓦斯事故的預防

各種方案制定要符合相關法律法規，要符合生產標準化相關內容，且要滿足現場施工要求。

各類系統相互相成，避免出現采掘失衡，通風系統要保證能滿足生產的需要，供電線路完好，抽采系統完好，瓦斯檢測系統要合理布置。

所有機構必須完整，所有人員必須持證上崗，作業前進行崗前培訓，發現問題需及時匯報相關部門，施工過程中如遇特殊情況，需停止作業的必須立即停止作業，禁止攜帶明火入井，嚴禁井下吸煙，必須按照設計施工，鑒定機構需實事求是地在井下進行取芯取樣，井下解析，嚴禁弄虛作假。

政府需加強對瓦斯礦井的監管力度，如遇任何安全隱患，都要不折不扣的監督整改，整改不合格，堅決不能生產;礦領導也需要加強管理。

參考文獻

[1]馮陽， 施龍青， 牛超等. 2001-2013年中國煤礦瓦斯事故分析[J]. 煤礦安全， 2015（06）：231-234.

[2]孫繼平， 錢曉紅. 2004—2015年全國煤礦事故分析[J]. 工礦自動化， 2016（11）：1-5.

[3]鐘德洋， 劉勇， 康向濤， 等. 2007—2015年貴州煤礦瓦斯事故分析與防治建議[J]. 煤炭工程， 2016（11）：69-72.

[4]郭美安，畢杰，張蕾. 2010年全國煤礦瓦斯事故分析及對策建議[N]. 中華合作時報.

[5]張景鋼， 安美秀. 基于PII分析法的煤礦瓦斯事故分析研究[J]. 煤礦安全， 2016（09）：237-239.

[6]鄧軍， 何勇軍， 翟小偉， 等. 基于控制論的八寶煤礦瓦斯爆炸事故分析[J]. 煤礦安全， 2015（11）：234-237.

[7]祝楷. 基于系統論的STAMP模型在煤礦事故分析中的應用[J]. 系統工程理論與實踐， 2018（04）：1069-1081.

[8]張津嘉， 許開立， 李力， 等.基于社會技術系統理論的瓦斯爆炸事故分析[J].東北大學學報（自然科學版）， 2018（05）：736-740.

[9]楊蒙召， 曹治國， 顧澤元. 基于Rough Set的礦區REES系統中的瓦斯事故分析[J]. 工業控制計算機， 2009（08）：62-63.

[10]肖素麗. 分形理論在煤礦安全事故分析中的應用[D]. 南華大學， 2011.

[11]王世鵬. 煤礦瓦斯爆炸事故魚刺圖分析[J]. 煤礦安全， 2011（02）：113-116.[12]周海寧. 基于從業人員因素的云南煤礦安全事故分析和防范體系研究[D]. 湖南科技大學， 2014.

[12]祝楷. 煤礦瓦斯爆炸事故原因研究[D]. 中國礦業大學（北京）， 2017.

劉榮波，1993，06，男，漢，貴州遵義市，碩士研究生，礦業工程