淺析事故樹分析法在豎井墜罐事故分析中的應用

李曉峰， 陳亞杰， 賀富領

（河南省地質局地質災害防治中心， 河南 鄭州 450012）

0 引言

對于采用豎井開拓的地下礦山企業， 豎井是聯系井上、井下的咽喉要道，豎井提升系統不僅擔負著礦石、廢石、人員、物料的提升任務，而其還是重要的安全出口之一。因此，豎井提升系統的安全運行是保證礦山正常生產的重要前提， 一旦出現問題， 勢必對礦山帶來不利的影響。 尤其在豎井提升過程中，墜罐事故時有發生，不但會造成財產損失，嚴重時更會造成重大人員傷亡。為了分析判斷引起豎井墜罐事故的原因， 更加有針對性的解決問題，做到防患于未然。我們采用事故樹分析方法對豎井墜罐事故進行層層分析，找出了導致墜罐事故發生的原因，并提出相應的安全對策措施，以消除隱患，促進安全。

1 事故樹分析法（FTA）、豎井墜罐事故的定義

1.1 事故樹分析法（FTA）的定義

事故樹分析（FTA）又稱故障樹分析，是一種通過演繹的方式開展的系統安全分析方法。 是從要分析的某種特定事故或故障開始，層層層分析特定事故發生的原因，一直分析到最基本原因為止。 將特定的事故或故障與各層原因（危險有害因素）之間用邏輯門符號按照邏輯關系連接起來，得到直觀、簡潔的邏輯圖形，即為事故樹[1]。 通過對事故樹進行化簡、轉化、計算達到分析、評價特定事故或故障的目的，為事故預防，安全管理提供科學的依據。

1.2 豎井墜罐事故的定義

豎井墜罐事故是指罐籠、 箕斗或吊桶等豎井提升容器在提升運輸過程中從高處墜落，引起設備損壞，人員傷亡，財產損失的安全事故。

2 豎井墜罐事故樹的確立

編制豎井墜罐事故樹的步驟是確定豎井提升系統、調查豎井提升系統可能發生的各類事故、 確定頂上事件（豎井墜罐）、調查與頂上事件有關的所有因素、編制事故樹、運用布爾代數法對豎井墜罐事故樹進行簡化、求出最小割集和最小徑集， 計算引起豎井墜罐事故各基本事件的結構重要度，根據結構重要度系數得出分析、評價的結論，從而確定采取安全對策措施的重點和先后順序。

在這里我們以河南省某金屬礦山豎井提升系統為例，來確定該礦山豎井墜罐事故樹。

該礦山采用豎井開拓，罐籠提升，礦山開拓系統如圖1 所示。

圖1 某礦山開拓系統圖

該礦山主要靠豎井進行開拓運輸， 根據事故樹的編制步驟，把該礦山豎井墜罐事故作為頂上事件，通過層層判斷找出引起豎井墜罐事故的直接原因、間接原因；主要原因，次要原因；并運用邏輯推理，逐級找出所有引起墜罐的最基本事件。 豎井墜罐事故樹如圖2 所示。

圖2 豎井墜罐事故樹

3 豎井墜罐事故樹定性分析

3.1 求最小割集

最小割集就是能夠引起頂上事件發生的事件的最小集合。依據豎井墜罐事故樹（FTA 圖），運用布爾代數運算法則，化簡得到豎井墜罐事故樹的30 個最小割集，其割集分別為：

3.2 結構重要度分析

結構重要度分析是從事故樹結構上入手分析各基本事件的發生對頂上事件發生所產生的影響程度， 一般用I?（i）表示。 基本事件的結構重要度系數越大，則它對頂上事件的影響程度越大；反之則對頂上事件的影響程度越小。

依據結構重要度的近似計算公式：

式中：K—最小割集總數；nj（j∈Kj）—基本事件i 位于Kj的基本事件數。

求解可得各基本事件的結構重要度值為：

則各基本事件重要度序數排列如下：

3.3 結果分析

通過以上豎井墜罐事故樹結構重要度排序結果可以看出，基本事件X6（保護裝置失靈）和X7（缺少保護裝置）對頂上事件（豎井墜罐事故）發生的影響最大，其次是X8（信號裝置失靈）、X9（操作技能欠缺）和X10（操作人員注意力不集中）的影響；而X1（鋼絲繩安全系數不符合規定要求）、X2（鋼絲繩未定期試驗、檢測）、X3（提升機定期檢修）、X4（提升機質量差）和X5（制動裝置失靈）對頂上事件（豎井墜罐事故）發生的影響相對較小。 因此，豎井墜罐事故發生的主要原因是提升設備缺少安全保護裝置、 安全保護裝置失靈，次要原因是操作失誤等，然后才是管理方面的缺陷，比如未定期、及時進行檢查等。

4 預防豎井墜罐事故的安全措施

通過采用事故樹分析法進行定性、定量分析以后，針對各種事件對頂上事件（豎井墜罐事故）的影響程度，我們預防豎井墜罐事故發生的主要安全措施包括：

（1）首先應考慮設備的本質安全性，應選擇性能優良、安全可靠的正規廠家的礦用提升設備， 并且使用的設備應取得礦用產品安全標志。

（2）豎井提升設備應具備可靠的安全保護裝置，如過卷保護裝置、過速保護裝置、限速保護裝置、閘間隙保護裝置、減速功能保護裝置、深度指示器失效保護裝置、過負荷及無電壓保護裝置等[2]。 另外，單繩提升容器還應設置防墜器。

（3）豎井提升系統要設置可靠的信號裝置，豎井罐籠提升系統的信號裝置應能從井下各中段發送給井口總信號工、井口總信號工轉發給提升機司機，提升機的啟動與井口信號應有閉鎖關系[2]。

（4）加強提升機操作工的技能培訓，安全教育培訓，做到持證上崗。

（5）對提升用鋼絲繩定期進行安全檢測，不符合要求的應淘汰。

（6）鋼絲繩使用過程中遭受到卡罐或突然停車等劇烈拉力時，要立即停止運行進行檢查，發現鋼絲繩產生嚴重變形或扭曲、直徑減小量或斷絲數量超過規定值、受到劇烈拉力的一段的長度伸長率0.5%以上的，要切除受力段或更換全繩；在鋼絲繩使用期間，斷絲數突然增加或伸長突然加快，應立即更換全繩；鋼絲繩銹蝕嚴重，或點蝕麻坑形成溝紋，或外層鋼絲松動時，不論斷絲數多少或繩徑是否變化，應立即更換[2]。

（7）加強對豎井提升系統的維護保養，定期進行安全檢測檢驗， 加強日常安全檢查， 發現隱患要及時上報處理，形成隱患排查治理閉合管理。

5 結論

礦山安全是一項系統工程， 通過采用事故樹分析（FTA）方法，我們全面分析了引起墜罐事故的原因，并且根據事故產生的原因從人的不安全行為、 物的不安全狀態、管理上的缺陷等方面有針對性的提出了防范措施。我們也可以運用此方法對礦山易發生的其他事故類型進行分析判斷， 提出切實有效的防范措施 （包括工程技術措施、管理措施、教育培訓措施、個體防護措施，應急處置措施等），從而有效杜絕生產安全事故的發生，確保職工生命財產安全。