非煤矿山安全评价方法探讨.pdf

职业安全卫生 非煤矿山安全评价方法探讨 白文元 何昕 赵云胜 中国地质大学安全工程系 武汉430074 摘 要 介绍了非煤矿山安全评价的内容和方法,分析了目前评价方法的不足和缺陷,提出了一种新型非煤矿山安全 评价方法,并结合湖北某石膏矿山安全评价的实例,阐述了这种评价方法的应用过程,最后对这种方法提出改进建议。 关键词 非煤矿山 安全评价 评价方法 应用实例 Approach to of Non - coal Mine Safety Assessment Bai Wenyuan He Xin Zhao Yunsheng Safety Engineering Dept. of CUG Wuhan430074 Abstract The paper introduces the contents and sof safety assessment on non - coal mine and analyses the shortage and limitation of the present safety assessment . Thus a new kind of safety assessment is put forward. In connection with the example of gesso mines of Hubei province the application process of the new is introduced and suggestions on future improvement are put forward. K eywords non - coal mine safety assessment assessment application case 近年来,我国矿山事故频发,已成为我国安全生产领域 的一大难题。危险源辨识、 评价是预防事故的重要手段,也 是解决矿山安全生产问题的一个有效途径。 中华人民共和 国安全生产法 要求矿山建设项目进行安全评价,这为矿山 安全评价工作提供了强有力的法律保障。 1 非煤矿山常用安全评价方法 非煤矿山安全评价[1]可分为定性评价和定量评价。定 性的评价方法有安全检查表法和工程类比法等。定量的评 价方法主要有① 概率法。如故障类型和影响分析FMEA、 事件树ETA、 故障树FTA等。这些方法都是用已积累的 故障数据计算其概率,进而算出风险度,得到以量表示的安 全程度。② 指数法。如道化法DOW、 蒙德法MOND等。 概率法主要用于系统局部危险因素的分析,对系统整体 的危险性没有很好的评价模型。指数法只适用于非煤矿山 爆破系统、 炸药库和高含硫矿床的评价。笔者在对非煤矿山 生产特点认真分析的基础上,结合当前我国安全评价的实 践,提出了一种综合性的安全评价方法。该评价方法以故障 类型、 影响、 危险性分析FMECA为基础,参考和借鉴道化学 评价法,易燃、 易爆、 有毒重大危险源评价法和作业条件危险 性评价法的思想和优点,采用定性和定量相结合的手段对系 统单元危险状况和系统整体危险程度进行定量描述和评价。 该评价方法的程序见图1。 2 新型非煤矿山安全评价方法 该评价方法的应用有以下几个步骤 表4 调洪演算结果 坝顶 标高/ m 死水位/ m 洪水 频率/ 洪峰 流量/ m 3 s- 1 调洪 水深/ m 安全 超高/ m 干滩 长度/ m 最大下 泄流量/ m 3 s- 1 136.0130.00.216.41.784.232101.42 150.0145.00.215.91.193.821901.16 在荷载q1作用下,柱体内距钢管中心为r处应力为 径向应力σr -q1 1 - a2/ r2 / 1 -a2/ b2 环向应力σ θ - q1 1 a2/ r2 / 1 -a2/ b2 在荷载q2作用下,柱体内距钢管中心为r,极角θ处应 力为 径向应力σrq2cos2θ 1 - a2/ r2 / 1 - 3a2/ b2 环向应力σθ -q2cos2θ1 3a4/ r4 式中,aD/2 0. 35 m ,bB/ 2 0. 8 m;“” 为拉应力, “-” 为压应力。 将q1、q2作用下应力叠加即为原荷载作用下的应力分 量。应力计算结果表明,在最终堆积标高150. 0 m尾砂荷载 作用下,混凝土堆柱体内无拉应力出现,最大压应力σmax 2 146.39 kN/ m2,采用C15混凝土,其抗压强度fc 7. 5 MPa , 结构抗压安全系数rdfc/σmax 3.49 [rd] 1.3。因此,整 改后该排水斜槽结构强度可满足规范要求。 4 结语 尾矿库作为矿山重要生产设施之一,必须确保其正常使 用和安全运行。正在使用中的尾矿库排洪系统工程设施若 存在结构强度不符合规范要求时,采用埋设钢管混凝土加固 处理实为一种投资少、 工期短、 效果好的方法,值得借鉴。 作者简介 曹湘林,男,1960年出生,湖南省湘乡市人,汉族;1986年 11月中南大学函大本科毕业,2002年10月中南大学MBA研究生结 业,采矿工程师,曾在水口山铅锌矿工作,主要从事矿山井下爆破、 防 自爆试验、 安全技术管理等,现任公司安环质管部安全管理室主任。 收稿日期200402 23 23 工业安全与环保 Industrial Safety and Environmental Protection 2004年第30卷第8期 August 2004 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 图1 非煤矿山安全评价程序 2.1 资料收集和分析 收集与被评价对象有关的技术资料和基础资料,国家法 律、 法规和技术规范、 标准等,并对收集的资料进行系统分 析。对评价对象进行现场调查,掌握工程状况、 工艺流程中 的危险部位、 岗位人员状况、 主要工艺过程和技术参数、 事故 记录、 检测记录、 安全设施运行状况、 防火防爆专项、 安全管 理组织机构、 规章制度、 安全操作规程等。 2.2 危险源辨识及分析 危险模式[2]指危险源潜在危险因素及其被诱发引起事 故的触发条件,可能引起事故的类别及后果,以及控制事故 的措施类别。在资料收集和分析的基础上进行危险源辨识, 主要是发掘评价单元内的危险模式,确定危险模式可能的事 故类别,用定性的方式确定危险模式发生的可能性和后果严 重性,简单分析危险模式所需要的控制措施,检查被评价对 象过去的事故情况以及现场检查结果记录等。参考武汉安 全环保研究院危险源分析方法[2],危险源辨识结果以登记表 的形式反映出来,见表1。 2.3 单元危险指数和单元管理级别确定 参考美国杜邦公司故障概率划分级别和作业条件危险 性评价法[3],对单元内危险模式的发生可能性和后果严重性 分别进行定量化处理,即为危险模式发生的可能性指数和危 险模式发生的后果严重性指数。根据企业现代安全管理的 要求,危险源的分级管理提高了安全管理的效率和质量,是 一种更为有效的安全管理方式。根据评价对象的实际情况 和单元危险指数,经过专家讨论,确定危险源管理级别,见图 2。 图2 危险源分级管理对应关系 2.4 计算系统固有危险指数 对系统中评价单元进行层次分析,得出单元权重系数 Wi,利用图1中固有危险指数计算公式可得系统固有危险指 数。 2.5 安全管理措施和安全技术措施补偿 表1 评价单元危险因素辨识结果登记 序号评价单元名称同类单元个数单元危险指数单元管理级别 作业名称危险模式事故类别 危险模式发 生的可能性 危险模式后 果的严重性 应采取的 控制措施 过去事故检查结果备 注 安全管理措施和安全技术措施是预防和控制事故发生 的两大重要因素。安全管理措施水平的高低实际上反映了 安全管理能力的高低,而安全管理能力也就是组织单位对 系统危险的控制能力,也可以说是对系统危险的抵消或补 偿。本评价方法采用安全检查表对评价对象的安全管理措 施的全面性、 层次性和科学性进行分析和评价,得出安全管 理的控制因子或补偿系数。安全技术措施是实现系统本质 安全化的重要组成部分,安全技术措施的内容包括设备设 施的可靠性、 安全隔离和防护以及应急救援和消防等。同样 的,该评价采用安全检查表法检查系统安全技术措施状况, 得出安全技术措施控制因子或补偿系数。 2.6 系统危险性指数及等级划分 系统危险指数分为系统固有危险指数和系统现实性危 险指数,系统固有危险指数是系统内各个单元危险指数之 和,系统现实危险性指数是在系统固有危险指数的基础上, 通过安全管理措施和安全技术措施的补偿后得到的。 系统现实性危险程度分级,是根据同类矿山现实危险性 分析、 计算而综合得出的,见表2。 表2 系统现实性危险程度分级 系统现实 危险性指数 危险程度 等级 说 明 50极度危险立即停产整顿 41～50高度危险限时整顿 31～40显著危险部分需要整改 ≤30比较危险需要注意 2.7 评价结论及建议 通过对系统现实危险性进行评价,重大易发危险模式的 分析以及安全管理和技术措施的补偿,提出系统现存的缺陷 和改进的建议。 3 非煤矿山安全评价应用实例 湖北某石膏矿现有矿井两座主井和副井 , 固定资产 310万元。矿山设计能力为年产青白石膏6.5万t ,现生产青 白石膏6.5万t ,兼营石膏开采和石膏加工业务。 3.1 危险源辨识和分析 危险源辨识采用故障类型、 影响、 危 险 性 分 析 法 FMECA。通过对石膏矿山的生产工艺全面分析,系统评价 33 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 单元划分为14个机修、 地面运输、 粉碎、 井上供配电、 井口 提升、 平巷运输、 斜绞运输、 井下供配电、 通风、 排水、 井下爆 破、 井巷支护、 井下选矿、 爆破器材贮运。 3.2 单元危险指数和管理级别确定、 事故树分析 通过对各危险模式定性转定量化描述,可得出单元危险 指数。依据单元危险指数和同行业该单元危险状况,评价人 员评定单元危险管理等级。单元危险指数和管理等级见表 3。事故树分析略。 3.3 系统固有危险指数确定 通过对系统14个危险单元的层次分析,可得各单元的 权重系数见表3。 3.4 安全措施补偿 安全补偿采用安全检查表法。通过参考国家法律、 法规 和技术标准的安全管理和技术要求,以及同行业所采取的先 进安全管理和技术措施,制定安全检查表,检查该矿的安全 措施现状与检查表中全部款项的一致性、 符合性和相关性。 安全管理措施检查表满分200分,实得145分,安全管理措施 控制因子C1 145/ 200 0. 725;安全技术措施检查表满分 228分,实得154分,安全技术措施控制因子C2 154/ 228 0.675。 3.5 系统现实危险性评价 通过以上分析和计算,可得系统综合评价参数,见表3。 表3 系统综合评价参数汇总 序号评价单元名称危险模式数量同类单元个数单元危险指数单元管理级别单元权重系数 1井巷支护161188.7A0.25 2斜绞运输161170A0.13 3平巷运输172121B0.03 4井口提升22493.5B0.13 5井下爆破194160A0.13 6井下选矿12375C0.08 7机修11148C0.01 8地面运输8278C0.02 9粉碎9141C0.01 10井上供配电10287.5C0.05 11井下供配电212101.5C0.05 12通风18297.5B0.02 13排水12394.5B0.02 14爆破器材贮运9175C0.07 安全管理措施控制因子C10.725安全技术措施控制因子C20.675 由系统现实危险性评价公式,得出该矿现实危险性指数 R 41.5 ,处于高度危险等级。评价结论略。 4 结论 4.1 评价方法的特点 该评价方法有以下几个特点 1危险源辨识程序是从系统到单元再到要素,而危险 评价程序是从要素到单元再到系统。这样就避免了危险源 辨识过程中的片面性,使得各个评价单元内的危险模式得到 充分的发掘。安全评价顺序由低层到高层,使得安全评价更 具有逻辑性,评价结果准确程度更高。 2采用定性和定量相结合的手段,在对危险模式评价 时采用定性评价,然后把定性转化为定量,得出单元的危险 指数,进而得出系统的危险指数。 3在系统综合评价前,对评价单元应用层次分析法进 行权重分配,避免了各单元危险模式发掘过程中出现的不均 衡引起的误差,同时,层次分析由相关专家进行打分,在一定 程度上矫正了单元危险指数的偏差。 4该评价方法可以得出三种不同层次的结论一种是 危险模式的评价结果,可以识别系统内各要素的危险程度, 便于找出系统的重大危险源,并易于对重大、 易发危险模式 的监测和控制;一种是危险单元的评价结果,便于找出系统 中危险较高和损失较大的单元,易于实现危险单元的分级管 理;一种是系统危险的评价结果,得出系统的现实危险性等 级,便于评价对象的纵向比较,为企业的安全投入在数量和 方向上提供参考。 5该方法考虑了系统运行的动态特征,随着系统安全 状况的不断改善,系统固有危险指数相应下降,安全管理和 技术措施控制因子逐渐增大,系统现实危险性等级降低。 4.2 需要改进的地方 1建立系统事故发生状况的数据库,进一步修正和补 充单元危险模式及其发生概率和后果严重度,对重大危险模 式进行事故树分析,求出最小割集、 最小径集和结构重要度。 2进一步完善单元危险程度评定的方法,不仅要计算 出单元危险指数,还要设法计算出单元的事故损失,事故后 果的影响范围。 3尝试对单元进行安全技术措施补偿,对系统采用安 全管理措施补偿,安全技术措施补偿和安全管理补偿的方式 应作进一步的探讨,修改和完善综合安全评价模型。 4完善系统危险等级划分方法。 总之,该评价方法虽然是对非煤矿山安全评价的探讨, 但对其他行业和领域的安全评价也有一定的借鉴作用。 参考文献 1 毛益平,郭金峰.非煤矿山安全评价技术与实践.金属矿山,2003 , 4 2 吕先昌.企业现代化安全管理技术.武汉华中科技大学出版社, 2002.22～23 ,31～36 3 闪淳昌.建设项目工程劳动安全卫生预评价指南.大连大连海 事大学出版社,1999.57～58 收稿日期200212 16 43 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. 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