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露天煤礦安全事故樹(shù)分析

文檔作者：吳濤李成盛文檔來(lái)源： 1．潞安新疆煤化工(集團(tuán))有限公司 2．遼寧工程技術(shù)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月17日
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·72 · 露天采礦技術(shù) 2014#-g 7期
DOI：10．13235~．enki．Item．2014．07．022
露天煤礦安全事故樹(shù)分析
吳濤，，李成盛
(1．潞安新疆煤化工(集團(tuán))有限公司，新疆哈密839003；2．遼寧工程技術(shù)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，遼寧阜新123000)
摘 要：以潞安新疆煤化工(集團(tuán))有限公司露天煤礦實(shí)際現(xiàn)狀為背景，采用作業(yè)條件危險(xiǎn)評(píng)價(jià)
法，對(duì)露天煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行定性、定量分析，評(píng)價(jià)各有害因素的危險(xiǎn)程度；運(yùn)
用事故樹(shù)分析方法，分析導(dǎo)致露天煤礦邊坡事故及放炮事故發(fā)生的因素，制定相應(yīng)的預(yù)防措施，
確保安全生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞：作業(yè)條件危險(xiǎn)評(píng)價(jià)法；邊坡事故；放炮事故；事故樹(shù)；預(yù)防措施
中圖分類號(hào)：TD7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1671—9816(2014)07—0072—05
Analysis of safety accident tree in open-pit coal mille
WU Tao．L1 Chengsheng
．Lu'an Xinjiong Cod Chemical Indus (Croup)Co．，Ltd．，Hami 839003，China；
2．College ofMining,Liooning Technical Unweary,Fuxm 12300,China)
Abstract：With the actual status of Lu'an Xinjiang Coal Chemical Industry (group)Co．，Ltd．open-pit coal mine as background，
this article uses risk assessment of working conditions to qualitatively and quantitatively analyze hazardous and harmful factors of
the production process and evalu~e the risk degree of various harmful factors in open—pit mine．Using accident tree analysis
method，it analyzes the factors of leading to the slope accidents and blasting incidents in open-pit coal mine，and formulates the
corresponding preventive measures to guarantoe safety production．
Key word：risk assessment under working condition；slope accident；blasting incident；accident tree；preventive measure
“安全第一”是煤礦生產(chǎn)的首要準(zhǔn)則。露天礦生產(chǎn)
過(guò)程中存在的危險(xiǎn)有害因素有：滑坡危害、觸電、雷擊、
淹溺、高處墜落、車輛危害、機(jī)械傷害、爆破危害等【11。
為提高煤礦的本質(zhì)安全程度和安全管理水平，
減少與控制煤礦生產(chǎn)中的危險(xiǎn)、有害因素，降低煤礦
生產(chǎn)的安全風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)防事故發(fā)生，保證煤礦生產(chǎn)工藝
及設(shè)備的安全運(yùn)行，保護(hù)煤礦的財(cái)產(chǎn)安全及人員的
健康和生命安全。以潞安新疆煤化工(集團(tuán))有限公
司露天煤礦實(shí)際現(xiàn)狀為背景，分析識(shí)別煤礦生產(chǎn)過(guò)
程中各系統(tǒng)可能存在的各種危險(xiǎn)、有害因素和事故
隱患存在的場(chǎng)所，采用作業(yè)條件危險(xiǎn)評(píng)價(jià)法，對(duì)露天
礦生產(chǎn)過(guò)程中危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行定性、定量分析，評(píng)
價(jià)各有害因素的危險(xiǎn)程度；運(yùn)用事故樹(shù)分析方法，分
析導(dǎo)致露天礦邊坡事故及放炮事故發(fā)生的因素，提
收稿日期：2014-04—22
作者簡(jiǎn)介：吳濤(1964一)，男，江蘇常州人，工程師，國(guó)
家注冊(cè)安全工程師，2014年畢業(yè)于山東科技大學(xué)采zCx_程專
業(yè)，長(zhǎng)期從事露天煤礦安全生產(chǎn)管理工作，現(xiàn)任潞安新疆煤
化工(集團(tuán))有限公司露天煤礦安全檢查科副科長(zhǎng)。
出合理可行的安全技術(shù)調(diào)整方案和安全管理對(duì)策措
施，以確保本煤礦生產(chǎn)過(guò)程安全運(yùn)行。
事故樹(shù)分析法是安全系統(tǒng)工程中常用的一種方
法，應(yīng)用數(shù)理邏輯從一個(gè)可能的事故開(kāi)始，一層一層
地逐步尋找引起事故的觸發(fā)事件、直接原因和間接原
因，并分析這些事故原因之間的相互邏輯關(guān)系，是一種
演繹分析法，適用于分析邊坡事故及爆破事故I2-31。
1 工程概況
潞安新疆煤化工(集團(tuán))有限公司露天煤礦地處
沙漠干旱地帶，無(wú)地表水系及河流，礦區(qū)屬大陸性氣
候，多風(fēng)、干旱、少雨雪，地震基本烈度為Ⅶ度。
第三、四系為全區(qū)分布，以砂礫層、磚紅色砂礫
巖、泥巖和砂巖及過(guò)渡巖性為主。露天煤礦煤系地層
分3個(gè)組：八道灣組(含煤層)Jm，三工河組(灰綠層)
J 西山窯組(礫巖層) ，總厚555 m，含煤6層，可
采煤層2層，厚17．56 m，可采煤層含煤系數(shù)3．16％。
露天煤礦位于煤田西側(cè)，背斜南翼，地層走向近
于東西，傾向南，呈單斜構(gòu)造，斷層較發(fā)育，對(duì)煤層及
l量冒困 露天采礦技術(shù) 2014-f-~7期 ·73·
邊幫影響較大，褶皺次之。
2 作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)
結(jié)合潞安新疆煤化工(集團(tuán))有限公司露天煤礦
的實(shí)際現(xiàn)狀，采用作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法 J，對(duì)露
天礦可能發(fā)生的危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行定性、定量分析。
決定作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)性D因素有：發(fā)生事故或危
險(xiǎn)事件的可能性L；暴露于這種危險(xiǎn)環(huán)境的頻率E；
事故一旦發(fā)生可能產(chǎn)生的后果C。表示為：
D = L × E X C
1)發(fā)生事故或危險(xiǎn)事件的可能性￡。將事故或
危險(xiǎn)事件發(fā)生可能性的分值形式劃分為：實(shí)際上不
可能的事件為0．1；完全意外極少可能的分值為1；
完全會(huì)被預(yù)料到的分值為l0。根據(jù)評(píng)價(jià)項(xiàng)目現(xiàn)狀對(duì)
事故或危險(xiǎn)事件發(fā)生可能性進(jìn)行打分，見(jiàn)表1。
表1 事故或危險(xiǎn)事件發(fā)生可能性分值
分值 事故或危險(xiǎn)情況發(fā)生可能性
l0木
6
3
l}
0．5
0．2
O．1
完全會(huì)被預(yù)料到
相當(dāng)可能
不經(jīng)常，但可能
完全意外，極少可能
可以設(shè)想，但高度不可能
極少可能
實(shí)際上不可能
注： 為“打分”的參考點(diǎn)
2)暴露于危險(xiǎn)環(huán)境的頻率 。以連續(xù)出現(xiàn)在潛
在危險(xiǎn)環(huán)境的暴露頻率分值為10；1年僅出現(xiàn)幾
次，非常稀少的暴露頻率分值為1。以10和1為參
考點(diǎn)，再在其區(qū)間根據(jù)潛在危險(xiǎn)作業(yè)條件中暴露情
況進(jìn)行劃分，并對(duì)應(yīng)地確定其分值，見(jiàn)表2。
表2 暴露于潛在危險(xiǎn)環(huán)境分值
分值 出現(xiàn)于危險(xiǎn)環(huán)境的情況
lO
6
3
2
l
O．5
連續(xù)暴露于潛在危險(xiǎn)環(huán)境
逐日在工作時(shí)間內(nèi)暴露
每周1次或偶然地暴露
每月暴露1次
每年幾次出現(xiàn)在潛在危險(xiǎn)環(huán)境
非常罕見(jiàn)的暴露
注： 為“打分”的參考點(diǎn)
3)發(fā)生事故或危險(xiǎn)事件的可能后果C。對(duì)需要
救護(hù)的輕微傷害的可能結(jié)果，分值規(guī)定為1，以此為
基準(zhǔn)點(diǎn)，而將造成許多人死亡的可能結(jié)果規(guī)定為分
值100，作為一個(gè)參考點(diǎn)，在期間進(jìn)行取值，見(jiàn)表3。
表3 發(fā)生事故或危險(xiǎn)事件的可能后果分值
分值 可能結(jié)果
100
40
15
7
3
l
大災(zāi)難，許多人死亡
災(zāi)難，數(shù)人死亡
非常嚴(yán)重，1人死亡
嚴(yán)重，嚴(yán)重傷害
重大，致殘
引人注目，需要救護(hù)
注： 為“打分”的參考點(diǎn)
4)危險(xiǎn)性D。確定了上述3個(gè)具有潛在危險(xiǎn)的
作業(yè)條件的分值，并按公式進(jìn)行計(jì)算，即可得到危險(xiǎn)
性分值，見(jiàn)表4。
表4 危險(xiǎn)性分值
分值 危險(xiǎn)程度
極其危險(xiǎn)，不能繼續(xù)作業(yè)
高度危險(xiǎn)，需要立即整改
顯著危險(xiǎn)，需要整改
可能危險(xiǎn)，需要注意
稍有危險(xiǎn)，或許可以接受
對(duì)作業(yè)條件危險(xiǎn)性分析，將該礦共分出14種危
害，各個(gè)危害的危害程度見(jiàn)表5。
表5 作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)表
從表5可以看出，該礦滑坡危害、觸電、雷擊災(zāi)
害、淹溺為顯著危險(xiǎn)，礦山必須高度重視，采取有效
。
加
～ 卜～ ～
6 2
- 74 - 露天采礦技術(shù) 2014年第7期
措施防止事故發(fā)生。另外，高處墜落、爆破危害、車輛
危害、機(jī)械傷害等危害也要引起礦山領(lǐng)導(dǎo)的重視。
3 事故樹(shù)分析VrA
事故樹(shù)分析(簡(jiǎn)稱FTrA)，又稱故障樹(shù)分析，通過(guò)
對(duì)事故樹(shù)的簡(jiǎn)化、計(jì)算達(dá)到分析評(píng)價(jià)的目的。基本步
驟為：①確定分析對(duì)象系統(tǒng)和要分析的各對(duì)象事故；
②確定系統(tǒng)事故發(fā)生概率，事故損失的安全目標(biāo)值；
③調(diào)查事故原因；④編制事故樹(shù)；⑤定性分析；⑥定
量分析；⑦結(jié)論；⑧制定安全對(duì)策。
主要用于礦山的重大危險(xiǎn)源即邊坡、滑坡危害
和爆破危害的分析。
3．1 邊坡與滑坡事故樹(shù)分析
滑坡危害是露天煤礦礦山生產(chǎn)中存在的重大危
害因素，運(yùn)用故障樹(shù)分析法，通過(guò)對(duì)可能存在的導(dǎo)致
滑坡事故的基本事項(xiàng)的分析，使滑坡危害的防治進(jìn)
一步具體化I7_姍。邊坡與滑坡事故樹(shù)分析見(jiàn)表6，事
故樹(shù)如圖1。
表6 露天礦邊坡滑坡傷亡事故樹(shù)分析
1)最小割(徑)集計(jì)算。露天礦邊坡塌落傷亡事
故樹(shù)進(jìn)行分析計(jì)算，求得最小割集有7個(gè)，最小徑集
3個(gè)，可知預(yù)防露天礦邊坡坍塌的途徑有3種。
2)露天礦邊坡塌落傷亡事故樹(shù)基本事件的結(jié)構(gòu)
重要度。根據(jù)判別結(jié)構(gòu)重要度近似方法和結(jié)構(gòu)重要
度系數(shù)計(jì)算公式，得到露天礦邊坡塌落傷亡事故樹(shù)
基本事件的結(jié)構(gòu)重要順序：
，(1)>1(7)=，(8)>1(2)=，(3)=1(4)=，(5)=，(6)
3)邊坡與滑坡事故樹(shù)評(píng)價(jià)結(jié)論。只要控制 、
圖1 邊坡傷亡事故樹(shù)
徑集中的所有事件不發(fā)生，頂上事件就不會(huì)發(fā)生。地
質(zhì)構(gòu)造與巖性的控制可以通過(guò)加固措施實(shí)施，控制人
為因素是防止邊坡坍塌的主要方面，應(yīng)解決的主要
問(wèn)題是控制邊坡高度和邊坡角。
該礦為深凹露天，開(kāi)采深度較深，邊幫存在滑坡
危險(xiǎn)。從安全角度考慮，露天礦山最終幫坡角越緩越
安全，但最終幫坡角過(guò)緩將會(huì)增大剝離工程量。在生
產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)采用邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)采掘場(chǎng)邊坡穩(wěn)定
狀況，煤礦邊坡監(jiān)測(cè)符合要求，建議露天煤礦加強(qiáng)現(xiàn)
場(chǎng)邊坡巡查，隨時(shí)掌握滑坡體的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)
采取措施處理，確保露天煤礦安全生產(chǎn)。
3．2 放炮危害事故樹(shù)分析
放炮危害是露天礦礦山生產(chǎn)中存在的Ⅲ級(jí)危害
源，運(yùn)用事故樹(shù)分析法，通過(guò)對(duì)爆破可能存在的導(dǎo)致
爆破事故的基本事項(xiàng)的分析，使爆破危害的防治進(jìn)
一步具體化【“一14]。露天礦放炮危害事故樹(shù)見(jiàn)圖2。
1)最小割(徑)集計(jì)算。對(duì)爆破傷亡事故樹(shù)進(jìn)行
分析計(jì)算，求得最小割集有105個(gè)，最小徑集l7個(gè)，
可知預(yù)防爆破事故的途徑有l(wèi)7種。
2)爆破傷亡事故樹(shù)基本事件的結(jié)構(gòu)重要度。根據(jù)
判別結(jié)構(gòu)重要度近似方法和結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)計(jì)算公
式，得到爆破傷亡事故樹(shù)基本事件的結(jié)構(gòu)重要順序：
，(16)=，(17)=，(18)=，(19)=I(20)=1(21)
=，(22)>，(1)=，(2)=，(3)=，(4)=，(5)=，(6)
：1(7)=，(8)=1(9)=，(1O)=，(11)=，(12)=，(13)
= ，(14)=，(15)
3)爆破傷亡事故樹(shù)分析評(píng)價(jià)結(jié)論。只要控制
G。、G：徑集中的所有事件不發(fā)生，頂上事件就不會(huì)
發(fā)生。放炮危害是爆破作業(yè)中爆破器材能量釋放產(chǎn)
生的，是固有的無(wú)法消除，所以控制人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)
露天采礦技術(shù) 2014#-g 7期 ·75·
圖2 露天礦放炮危害事故樹(shù)
域是防止爆破事故的主要方面，應(yīng)解決的主要問(wèn)題
是制造掩體時(shí)應(yīng)符合要求，爆前完全疏散區(qū)域內(nèi)所
有人員并通知鄰作業(yè)區(qū)或礦區(qū)的人員撤出，加強(qiáng)警
戒，等待時(shí)間滿足要求。對(duì)于拒爆的處理，應(yīng)立即封
鎖現(xiàn)場(chǎng)，由施工人員針對(duì)裝藥的具體情況，找出拒爆
原因，采取相應(yīng)處理措施。
穿爆單作業(yè)主要存在放炮和火藥爆炸危害。煤
礦提供的爆破作業(yè)規(guī)程確定的爆破參數(shù)、穿爆設(shè)備、
穿孔方式滿足安全生產(chǎn)的要求建議如下：
由于該礦的煤層是易自燃煤層，建議作業(yè)時(shí)對(duì)
煤層的爆破孔應(yīng)測(cè)試孔內(nèi)溫度，高溫孔降溫處理合
格后迅速裝藥起爆；尤其是高溫孔的炸藥選用應(yīng)采
用熱感度低的炸藥，或?qū)⒄ㄋ?、雷管作隔熱包裝。
建議對(duì)露天礦一次最大起爆藥量進(jìn)行說(shuō)明，并對(duì)
一次最大起爆藥量引起的爆破震動(dòng)、沖擊波、爆破飛
石的影響距離準(zhǔn)確計(jì)算，為露天礦爆破警戒距離提
供技術(shù)支持，最終實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
4 結(jié)語(yǔ)
以潞安新疆煤化工(集團(tuán))有限公司露天煤礦實(shí)
際現(xiàn)狀為背景，采用作業(yè)條件危險(xiǎn)評(píng)價(jià)法，對(duì)露天礦
生產(chǎn)過(guò)程中危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行定性、定量分析，評(píng)價(jià)
出各有害因素的危險(xiǎn)程度。
運(yùn)用事故樹(shù)分析方法，分析導(dǎo)致露天礦邊坡、滑
坡事故和放炮事故發(fā)生的因素，給出各事故樹(shù)基本
事件的結(jié)構(gòu)重要度，制定相應(yīng)的預(yù)防措施，給出作業(yè)
建議及要求，確保安全生產(chǎn)。
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用 ]．金屬礦山，2010，5(3)：122—125．
(上接第71頁(yè))
到的零部件最容易被識(shí)別，這一設(shè)計(jì)在井下作業(yè)最
惡劣的條件下，照明達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，進(jìn)行機(jī)械的快速
維修時(shí)，是最有意義的【4】。為了使維修工作人員能夠
迅速的識(shí)別要更換的零部件，應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)，就對(duì)零
部件做出標(biāo)記，如可以用不同的符合、顏色等來(lái)區(qū)
別。具體要求是：①標(biāo)記要在最容易讓人看到的地方
識(shí)別，必要時(shí)，還可以用到熒光標(biāo)記；②煤礦開(kāi)采的
特殊性，決定了在做標(biāo)記時(shí)，要考慮用到能耐用和抗
窗蝕性高的材料；③當(dāng)出現(xiàn)同一種類型的設(shè)備時(shí)，要
考慮用到完全相同的標(biāo)記形式。
3．6 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)
無(wú)損檢測(cè)設(shè)計(jì)是目前設(shè)備領(lǐng)域中，應(yīng)用的最廣
泛的一大技術(shù)i51。它可以在檢測(cè)對(duì)象不被損壞的條件
下來(lái)完成檢測(cè)對(duì)象表面的缺陷，在內(nèi)部位置也可以
運(yùn)用其中，如，可以在實(shí)際工作中，利用超聲波檢測(cè)、
磁場(chǎng)狀態(tài)檢測(cè)等技術(shù)手段來(lái)檢測(cè)物體表面缺陷；在
內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，用到的技術(shù)有中子檢測(cè)、射線部分
檢測(cè)等。當(dāng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)被應(yīng)用到煤礦設(shè)備故障檢
測(cè)時(shí)，首先要清楚先使用什么檢測(cè)手法，然后在被用
到的物體的加工過(guò)程、材料類型做進(jìn)一步的分析【61。
值得注意的是，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)還有一項(xiàng)濕度檢
測(cè)，近年來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一些新興的診斷
技術(shù)不斷的被發(fā)展，如，智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷技
術(shù)，遠(yuǎn)程協(xié)作診斷技術(shù)等等，都被廣泛的應(yīng)用其中，
并且我們也不難看到，這些新的技術(shù)也逐步在走向
成熟中，為機(jī)械設(shè)備的預(yù)防故障率以及延長(zhǎng)設(shè)備的
使用壽命，產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響『7]。
總之，上述設(shè)計(jì)只是一部分，隨著科學(xué)技術(shù)的不
斷進(jìn)步，煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)，還應(yīng)當(dāng)采用盡量標(biāo)準(zhǔn)的零部
件．采用安全系數(shù)高的設(shè)計(jì)。高效率的維修是機(jī)電設(shè)備
能否正常運(yùn)行的一個(gè)良好的保證，也是實(shí)際應(yīng)用中企
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(1)：80—87．
業(yè)最為關(guān)心的一個(gè)部分，所以，在以后的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)
人員要設(shè)計(jì)出好的作品，以期望把維修率降到最低。
4 結(jié)語(yǔ)
在煤礦業(yè)中，煤礦設(shè)備的總和占到煤礦固定資
產(chǎn)的一半以上，因此，如何做好機(jī)械設(shè)備的維修和分
析 作，最大化的提高開(kāi)采率，保證設(shè)備的正常運(yùn)
行，使國(guó)家和人民都能獲得最大的經(jīng)濟(jì)利益，是有非
常大的意義。隨著近年來(lái)，國(guó)家對(duì)能源利用率的逐步
重視，綠色維修已經(jīng)占到了首要的位置，它也是未來(lái)
幾年內(nèi)一個(gè)重要的發(fā)展方向。在進(jìn)行綠色維修時(shí)，即
可以確保工作人員的全面健康，又可以消除掉拆卸
零部件對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的嚴(yán)重污染，這些都有著重要
的意義。所以，各個(gè)煤礦在做好傳統(tǒng)的維修工作時(shí)，
還可以尋找一種更為有效的維修方式。
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