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安全规律的研究及控制措施 周丛笑,慕庆国 煤炭科学研究总院 南京研究所,南京210000 摘 要煤矿的安全问题越来越成为人们所关注的焦点,解决安全问题已是当务之急。研究煤矿安全问题的起因, 是解决问题的关键。安全流变与突变理论、 墨菲定律解释了安全问题的起因。加强安全警示职能,提高安全管理 是实现煤矿安全生产的保障。 关键词警示职能;安全管理;安全流变与突变;墨菲定律 中图分类号TD7; X9 文献标识码A 文章编号1008 - 8725200511 - 0056 - 03 1 安全流变与突变 在煤矿生产中,随着采掘空间形成的开始,较强 烈的煤岩流变损伤现象也随之发展,并在一定范围 内形成灾害发生的准备区域。随着时间的延续,准 备区域内的煤岩可能向两种安全状态发展① 加速 流变损伤,使煤岩进入安全突变即灾害状态;② 使流 变损伤速度衰减并最终恒定而使煤岩进入安全状 态。决定煤岩是否进入安全状态的因素有三个① 煤岩自身的性质,即内部因素;② 作用于煤岩的外部 因素,如载荷的大小、 采掘空间的几何条件、 扰动等; ③ 时间。 从安全流变与突变的过程分析可知,事物的安 全状态是相对的,危险状态是绝对的。从事物诞生 起,就孕育着危险状态的出现,此状态随事物在时间 和空间中发展。事物安全与危险的运动受内外因素 影响。这两个因素在一定条件下互相转化。内在因 素决定事物 “安全流变与突变” 的性质和程序;外部 危险因素决定事物 “安全流变与突变” 的速度和形 式。 事物 “安全流变与突变” 的全过程可以表述为 当某一新事物诞生后的初期,其损伤量随时间呈减 速递增,新秩序在此期间逐渐形成和完善。当新秩 序发展到成熟阶段时,完善的新秩序使损伤量匀速 缓慢增加。任何事物都具有其固有的损伤量承受能 力和界限。超出此限后,事物将发生完全的突变。 2 安全流变论的理论模型 设事物的损伤量D是寿命极限T1、 双重流变因 素M和外部约束因素E及时间t的函数,即 DDT1,M,a,δ,t 式中 T1 寿命极限,量纲是时间,它是由事物 自身的结构A1、 组成A2及老化规律 f所决定,即T1T1A1,A2,f ; M 双重流变因素,无量纲,它取决于事物 自身的老化规律f及外部约束E,即 MMf,E ; E 外部约束,无量纲,反映事物生命过程 的外部环境c1和条件c2,即EE c1,c2 ; δ 事物安全系数相关量; t 事物从诞生开始所经历的时间。 此外,函数DDT1,M,a,δ,t应满足如下 条件 DT1,M,a,δ,t t 0 0 DT1,M,a,δ,t tT1 1 5 2 D 5t 2 0 ,0 t 0 ,Bt 0 ,则 在n次实验中至少有一次发生的概率为pn 1 - 1 - p n ,由此可见,无论概率p多么少,当n越来 越大时,pn越来越接近1。从而说明事故将来必定 收稿日期2005 - 08 - 29;修订日期2005 - 09 - 14 作者简介周丛笑1966 - ,女,黑龙江鸡西人,1989年毕业于南京航天航空大学,现在煤炭科学研究总院南京研究所工作,已 发表论文多篇。 第24卷第11期 2005年11月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol124 ,No111 Nov ,2005 发生。 墨菲定律告诉我们,小概率事件在一次活动中 是可能不发生的,但在多次的重复性的劳动中,这种 事故是会发生的。在生产中,人们有一种错觉,小概 率事件不可能发生,从而就造成了一种侥幸和麻痹 思想,很多工作不按程序作,走近路,找窍门,久而久 之隐患就变成了事故,正如安全流变与突变理论所 言即是。 安全管理者对待这个定律存在着两种截然不同 的态度一种是消极的态度,认为既然差错是不可避 免的,事故迟早会发生,那么,管理者就难有作为;另 一种是积极的态度,认为差错虽不可避免,事故迟早 要发生的,那么安全管理者就不能丝毫放松思想的 警惕性,要时刻提高警觉,认真研究各种现象,提出 各种防范措施,防止事故发生,保证安全。 4 加强警示职能,提高安全管理水平 安全管理的警示职能是指在人们从事生产劳动 和有关活动之前将危及安全的危险因素和发生事故 的可能性找出来,告诫有关人员注意并引起操作人 员的重视,从而确保其活动处于安全状态的一种管 理活动。墨菲定律敲响了安全管理的长鸣钟,告诫 人们,安全意识时刻不能松,要想保证安全,必须从 我做起,从现在做起,采取积极的预防措施、 方法和 手段,消除人们不希望的因素和意外的事件。在安 全管理中,警示职能将发挥如下作用。 4.1 警示职能是安全管理中预防控制职能得以发 挥的先决条件 任何管理都具有控制职能。由于不安全状态具 有突发性的特点,使安全管理不得不在人们活动之 前采取一定的控制措施、 方法和手段,防止事故的发 生。这说明安全管理的控制职能的实质内核是预 防,坚持预防为主是安全管理的一条重要原则。墨 菲定律指出只要客观上存在危险,而且人们还麻痹 大意,那么危险迟早会变成不安全的现实状态。所 以,预防和控制的前提是要预知人们活动领域里固 有的或潜在的危险,并告诫人们预防什么,如何预 防。同时对人们进行有效的培训,使人们掌握预防 和控制危险的知识、 手段和方法,形成一种自我防范 和自我保护的思想。 4.2 提高警示职能,强化安全意识 安全管理的警示职能具有警示、 警告之意,它要 求人们不仅要重视发生频率高的、 危险性大的危险 事件,而且要重视小概率事件;在思想上不仅要消除 麻痹大意思想,而且要克服侥幸心理,使人们的安全 意识时刻不能放松,消除危险产生的条件,从而控制 危险的发生。 4.3 强化警示职能,变被动管理为主动管理 传统安全管理是被动的安全管理,是在人们活 动中采取安全措施或事故发生后,通过总结教训,进 行 “亡羊补牢” 式的管理。当今,科学技术迅猛发展, 市场经济导致个别人员的价值取向、 行为方式不断 变化,新的危险不断出现,发生事故的诱因增多,而 传统安全管理模式已难于适应当前情况。为此要求 人们不仅要重视已有的危险,还要主动地识别新的 危险,变事后管理为事前与事后管理相结合,变被动 管理为主动竹理,牢牢掌握安全管理的主动权。 4.4 加强警示职能,提高全员参加安全管理的自觉 性 安全状态如何,是各级各类人员活动行为的综 合反映,个体的不安全行为往往祸及全体,即 “100 - 1 0” 。因此,安全管理不仅是领导的事,更与全体 人员的参与密切相关。调动全体人员参加安全管理 积极性的途径有两条 1激励,即调动积极性的正诱因,如奖励、 改善 工作环境和条件等正面刺激。在进行激励时引入公 式 Wp≥W0-R0 F1-F0 P 式中W 安全报酬; R 各种事故的罚款; F 安全成本; P 事故发现的概率; 1 安全状态; 0 事故状态。 从式中可以看出,当P 1时,即可以完全监督,安 全报酬等于W0-R0F1-F0;当P 1时,即在 监督不完全的条件下,为了提高安全水平,安全报 酬Wp≥W0-R0 F1-F0 / P,可以看出,监 督越困难,安全报酬越高;当P 0时,即无法监督, 任何安全报酬都不可能使企业确保安全。但是,如 果使事故的赔偿金增加到一定程度,由于安全报酬 和事故赔偿金负相关,则这时就有自觉增加安全的 投入,提高安全水平减少事故,以增加报酬。所以, 在监督闲难时,为了保证有一定的安全水平,一要提 高事故赔偿水平;二要设立合理的安全奖金;三要提 高惩处率。 2形成压力,即调动积极性的负诱因,如惩罚 经济的、 政治的和刑事的等、 警告、 开除等负面刺 激。 对于安全问题,应采用激励、 惩罚和教育相结合 的方法。对于全员参加安全管理,首先应加大对所 有人员进行安全培训和再培训,应树立安全是生产 的保障的思想,时刻把安全放在重要的位置,把生 第11期 周丛笑,等安全规律的研究及控制措施 57 π型钢梁放顶煤支护可靠性分析 陈书楷,王建军,常献伟,季要涛 郑州煤业集团公司 超化煤矿,河南 新密452385 摘 要通过对 “三软” 炮采放顶煤工作面矿压观测及分析,掌握 “三软” 炮采放顶煤工作面矿压显现规律,从而指导 “三软” 炮采放顶煤工作面顶板管理及安全生产。 关键词π型钢梁;放顶煤;支护;矿压观测 中图分类号TD355 文献标识码A 文章编号1008 - 8725200511 - 0058 - 04 0 概况 郑煤集团超化矿区主要开采二叠系山西组的 二1煤层,为单一缓倾斜中厚煤层。煤层赋存不稳 定,属典型的 “三软” 不稳定煤层,煤厚110～3518 m , 平均煤厚7 m ,硬度系数f 018 ,容许比压111～211 MPa ;顶板起伏变化大,顶厚011～1156 m ,多为炭质 泥岩;直接顶平均厚713 m ,为砂质泥岩和砂质页 岩;煤层底板为砂质泥岩,平均厚718 m ,容许比压 316～1113 MPa。多年来炮采工作面采用分层开采 采煤方法,单体支柱配合铰接顶梁回采工艺。炮采 面平均单产在2万tΠM以下,回采工效低。存在着 煤层生产能力小、 巷道万吨掘进率高、 事故较多等缺 点。从1994年开始应用沿底送巷一次采全厚、 π型 钢梁炮采放顶煤工艺,应用以来采面单产、 工效明显 提高,材料消耗降低,安全质量良好,巷道掘进率大 大降低,采区回收率得到提高。 1 工作面支护控制设计及支护形式选择 工作面顶板控制设计主要从 “支” 、“护” 、“稳” 三 个方面考虑。 111 “支” “支” 就是要求支架在工作过程中,能够支撑顶 板所施加的压力。由于超化矿区直接顶厚度比较 大,采后塌陷对老顶的破坏程度很小,老顶来压不明 显,老塘放顶后即可充满,可利用平均值加2倍均方 差及经验公式确定采面的支护强度。 1利用平均值加2倍均方差及经验公式确定 产、 安全和效益作为一种系统来考虑。 墨菲定律和安全流变和突变理论告诉我们,事 故一般都是由小变大,由隐患、 危险变成事故。这就 明确地告诫我们,事事都要抓住规律,认真对待一切 活动,不得有半点侥幸和麻痹的思想存在,否则事故 就在面前,遭殃的就是你。我们必须从我做起,从现 在做起,积极参加安全培训,掌握安全生产知识,采 取有效的方法、 手段和措施,预防事故的发生,树立 自保和他保的思想,切断危险的导火索,实现安全的 生产。 参考文献 [1] 崔全会,等.墨菲定律的启示[J ].中国安全科学学报,1999 , 4 . [2] 何学秋.安全科学基本理论规律研究[J ].中国安全科学学报, 1998 ,2 . [3] 慕庆国.对复杂经济系统的理论探讨[J ].中国煤炭经济学院学 报,2002 ,4 . The Research of the Safe Problem and Control Measures ZHOU Cong - xiao , MU Qing - guo Nanjing Research Institute of China Coal Research Institute ,Nanjing 210018 ,China AbstractThe question of safety of coal mines is more and more a focus that people pay close attention to ,it is exactly the task of top priority to solve the safe problem. T o study the cause of the safety question in coal mines ,it is the key to solving the problem. Safe rheology and sudden change theory and Murphy’s law express the cause of the safe problem. Strengthing the function of warning and safely is the guarantee of real2 izing the safety in production of the colliery to improve the safety management. Key wordsthe function of warning; safety management ; the safe rheology and sudden change ; murphy’s law 收稿日期2005 - 07 - 20;修订日期2005 - 09 - 14 作者简介陈书楷1966 - ,男,采矿工程师,1991年毕业于河南理工大学,现从事安全技术管理工作。 第24卷第11期 2005年11月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol124 ,No111 Nov ,2005