煤矿瓦斯事故不安全动作原因分类特征研究.pdf

视界观 OBSERVATION SCOPE VIEW 3 5 煤矿瓦斯事故不安全动作原因分类特征研究 向浩 王博 （1. 河南能源义煤公司技术研究院，河南，义马 472300；2. 河南能源义煤公司云顶煤业，河南，洛阳 471000） 摘 要不安全动作是显性事故的直接致因因素，位于事故链条中的近因位置 . 为便于探究事故深层次原因，为企 业制定针对性的行为控制策略提供有效指导 . 因此，针对不安全动作分类特征进行系统化规律性的研究十分必要 . 为 企业制定针对性的行为控制策略提供有效指导 . 因此，针对不安全动作分类特征进行系统化规律性的研究十分必要。 关键词瓦斯爆炸事故；不安全动作 煤与瓦斯突出发生原因比较复杂，受地应力、瓦斯压力、 煤的物理力学性质等因素的影响，也受采掘、打钻、支护等 人为扰动的影响。国内外学者在煤与瓦斯突出事故人为原因 方面已做了大量的科学研究，但针对不安全动作具体表现形 式的研究较少，或得到的不安全动作表达较为笼统、不具体， 不便于煤矿企业参考用以纠正不安全动作。 一、研究框架构建 瓦斯事故的预防是一项系统工程，原因的探究需要坚实 的理论支撑 . 将 24Model 理论作为研究框架构建的基础，系 统阐述研究思路 .24Model 是有效的事故预防行为控制方法， 兼具静态因果性和动态系统性 . 该理论以确切的组织事故为 分析对象，定义不安全动作为引起当次事故或者对当次事故 的发生有重要影响的动作， 并给出了不安全动作分类方法.应 用 24Model 研究瓦斯事故不安全动作分类特征需考虑事故信 息提取的充分性及不安全动作辨识的有效性，还需注重对瓦 斯事故成因因素的分析 . 因此，研究框架的主体结构涉及三 个模块，各模块列举具体分析要素。 二、研究框架说明 1. 信息提取模块 由于事故的无法复制性，事故信息的提取源主要涉及公 开发布的事故调查报告，学术论文及相关评述资料等，获取 的基本信息作为统计规律探索的数据支持 . 事故基本信息可 涉及时间和地域分布、企业经营性质、作业环境特征、事故 成因因素等 . 成因因素的提取可根据事故类型的不同调整统 计要素，瓦斯爆炸事故成因因素可包括瓦斯鉴定等级、点火 源分类、瓦斯积聚类别等。 2. 辨识统计模块 （1）辨识范围 . 事故组织内所有人员的不安全动作 . ② 不安全动作统计 . 识别并提取事故中出现的不安全动作，对 其进行统一命名，统计数量统计、频次分布及计算风险值 . 分 类特征模块①动作性质分类为使分类更加清晰同时便于企业 对违章行为的管理，将不安全动作进行分类。 3. 注虚线框内动作分类可统一 按照不违章动作进行分类研究 . 该分类方式可有效地避 免事故分析时可能产生的责任倾向性弊端 . ②人员类别分类 根据不安全动作的发出者，将人员类别划分为管理层人员和 一线工人 . 一线工人根据中华人民共和国工种分类目录 按照工种进行具体分类③操作类型分类违章操作是指特定工 种在具体工作岗位上为完成某项作业任务时发出的不安全动 作，涉及具体的操作对象和工具 . 从不安全动作分类中提取 违章操作，根据操作对象的不同确定具体操作类别，统一操 作名称。 4. 分类特征展示 利用 Gephi0.9.2 工具，对不同分类结果进行综合可视化 展示，突出分类特征关键因素 3 不安全动作原因分析事故致 因“2 － 4”模型理论认为事故发生的直接原因包括不安全动 作和不安全物态，不安全动作指引起当次事故或对当次事故 发生有重要影响的动作。预防不安全动作的发生可以延迟甚 至避免煤与瓦斯突出事故的发生。本文中不安全动作的分析 范围是“引起当次事故发生的动作”，“对当次事故发生有 重要影响的动作”比较繁杂，将另文讨论。通过对 88 起重特 大煤与瓦斯突出事故的不安全动作原因进行统计分析，得到 了 12 种引发瓦斯突出事故的不安全动作。依据动作内容的相 似性将 12 种不安全动作归为 3 大类 突出危险工作面作业、 未及时支护、突出后未强化实施综合防突措施 。引发事故 的严重程度可以用造成事故的平均单次死亡人数表示，平均 单次死亡人数为该动作引发事故的总死亡人数除以事故总起 数。3 类不安全动作中“突出危险工作面作业”所占比例最高， 达到了 94，包含 10 种不同的表现形式 ;“未及时支护”次 之，占所有不安全动作的 5。在 12 种不安全动作中，出现 频次较高的 3 种不安全动作由高到低依次为突出危险工作面 放炮 41、突出危险工作面打钻 15、突出危险工作面支 护 11。对 3 类不安全动作进行原因分析可得到以下结论。 1“突出危险工作面作业”主要指在工作面未执行有效的综 合防突措施或出现了明显的突出预兆时，作业人员冒险进入 该工作面作业。预防该类不安全动作，一要增加防突安全专 业知识，使作业人员能主动识别工作环境中的风险，比如响 煤炮、喷孔等突出预兆 ; 二要提高员工安全意识，拒绝违章 指挥，不进入未消除突出危险的工作面作业，发现隐患应立 即停止作业、撤出作业地点并上报矿领导 ; 三要养成良好的 安全习惯，进入工作面确认作业地点已执行“四位一体”综 合防突措施并经效果检验有效地消除了突出危险性，确认出 现突出预兆的工作面已采取措施处理突出预兆，确认周围环 境中瓦斯浓度在安全范围内。2“未及时支护”的具体表现 包括爆破后迎头冒落 2m 多高，以后继续发生小范围冒落，未 及时加强支护 ; 在支架过程中没有及时对上隅角、上帮煤壁 进行护帮 ; 拆棚开采时未及时护顶等。3“突出后未强化实 施综合防突措施” 是指当次事故发生前已经发生过突出事故， 矿井未采取任何措施而继续生产，没有任何扰动作业就发生 了突出事故。矿井曾发生过突出事故说明采用的防突技术措 施不完善，或者煤层和地质条件发生改变而现有防突技术措 施不适用。第一类不安全动作中不同作业方式引发事故的频 次和严重程度也各不相同。按引发突出事故的频次排序，放 炮最高、抓挖机割煤最低。不同作业方式按引发突出事故的 严重程度排序， 采煤机割煤最高、 抓挖机出煤最低。 可以看出， “突出危险工作面采煤机割煤” 引发重特大突出的次数不多， 但严重程度最高，应严格遵守法律法规，避免在未消除突出 （下转第 360 页） 视界观 OBSERVATION SCOPE VIEW 3 6 （上接第 358 页） 危险性的工作面采煤机割煤 ;“突出危险工作面放炮”引 发突出的危险性仅次于采煤机割煤，除了作业前应消除工 作面突出危险性，还应按措施及规程规定的作业顺序施工， 不随意变更爆破参数 ;“突出危险工作面风镐落煤”引发突 出的危险性居于第三位，属于国家明令禁止的作业方式，相 关监管部门应加强监督检查，强制突出矿井淘汰风镐落煤的 作业方式 ;“突出危险工作面打钻”包括在未消除突出危险 的工作面打防突措施孔和打炮眼，钻杆对煤体的振动效应极 易诱发重特大瓦斯突出，且突出造成的严重程度排第四位， 作业前应首先消除工作面突出危险性，然后严格按措施和规 程要求施工钻孔。 三、不安全动作相关法规特征研究 依据现行的煤矿安全生产法律法规、规章制度和标准规 程，对以上分析得到的 3 类不安全动作违反的法律法规条款 进行统计分析。一个不安全动作可能违反 2 个及以上法规条 款，统计分析时按特别规定优于一般规定的基本原则，判断 不安全动作违反哪项法律法规 ; 不同的不安全动作可能违反 同一个法规条款时应累积统计。结果表明样本事故的不安全 动作原因均违反了相关安全生产法律法规。研究结果表明， 我国安全生产法律法规体系已相当完善，但执行力度不够， 以至于出现大量违章不安全动作。因此除了煤矿安监部门应 对辖区内的矿井加强安全监督监察，加大处罚力度，确保安 全生产法律法规的有效贯彻执行，煤矿也应定期收集并识别 国家、地方、行业相关法律法规以及集团公司等的其他要求， 评估其在本煤矿的适用性，从而获取最新的法律法规及其他 要求，及时更新作业规程及相关安全技术措施，传达给所有 作业人员并严格执行。 四、结论 1. 从基本信息采集，统计数据分析到特征规律展示的系 统化研究过程，构建的多层级煤矿瓦斯事故不安全动作分类 特征研究框架具有较好的适用性 . 后续研究的重点将集中于 多类型事故的不安全动作分类特征研究，可通过调整具体统 计要素，使得该框架具有普适性和通用性。 2. 设定了四级不安全动作风险分级判定方法，风险值 的大小可根据不安全动作发生频率与平均单次死亡人数来确 定 . 不安全动作类别及其与风险等级的对应关系 . 突出显示 瓦斯爆炸事故中违规生产与违章爆破类不安全动作的风险等 级最高。 3. 人员与具体操作之间的关联性研究表明，局部通风机 操作涉及的人员最多，高层管理人员及安全检查人员与具体 操作之间的关联度最强 . 应用 Gephi0.9.2 工具实现了对不安 全动作风险等级、人员类别、操作分类的特征描述。煤矿企 业可应用分类展示结果有针对性的制定安全培训内容，确定 行为控制策略的优先级别。 参考文献 [1] 史宗保，史正林 . 煤矿安全实用检查方法 [M]. 北京 煤炭 工业出版社 ,2009. [2] 史宗保 . 煤矿事故调查技术与案例分析 [M]. 北京 煤炭工 业出版社 ,2009. [3] 刘金城，郭德勇，邹山旺 . 大平煤矿瓦斯爆炸事故原因分析 及对策 [J]; 矿业安全与环保 ;2006 年 02 期 [4] 杨永辰，刘富明，吕秀江，连英利．铜川矿务局陈家山煤矿 特大瓦斯爆炸事故的原因分析 [J]; 矿业安全与环保 ;2007 年 05 期 [5] 李皓伟．近年我国煤矿瓦斯事故基本特征及规律分析 [J]; 煤 ;2016 年 09 期 [6] 索晓 . 煤矿瓦斯爆炸事故致因分析方法与应用研究 [D]. 北 京 中国矿业大学 北京 ,2018. [7] 傅贵 , 索晓 , 王春雪 .24Model 的系统特性研究 [J]. 系统工 程理论与实践 ,2018,381263-273. 遭到更大破坏，扰动系数增加显而易见。可见，不科学的规 划和矿权设置对环境造成的扰动远比生产过程严重的多。如 有初期的合理设计且矿井整合合理，使用边开采边回填协同 环保植被恢复的开采方式，上述损失与破坏会极大减少。现 如今新疆、内蒙、青海等地的水平和近水平露天矿田都具有 此类问题。因此，基于最小扰动系数的矿区开发规划技术是 控制扰动的关键技术，也是实现露天矿与环境和谐共存的重 要保障技术，无论是矿业权设置还是矿区规划均应符合扰动 系数最小的原则。 2. 绿色开采技术 露天矿绿色开采技术的基本目标是以最小的环境代价获 得最大的资源采出量，国内外已有的研究成果基本上均是围 绕着减小扰动土地面积、节能减排、安全高效等几方面展开 的，取得了丰富的研究成果。开采工艺是露天开采技术决策 的核心，一经确定实施，短期内难以再做改变，而不同的开 采工艺造成的环境扰动有很大的差别，工艺选择对矿区扰动 系数的影响很大， 铁道工艺一般为汽车工艺的2倍左右。 此外， 首采区及初始拉沟位置、开采程序、开采强度等对扰动系数 的影响也很大，本文不再详述。总之应将绿色开采的理念贯 穿于露天矿全生命周期，将扰动系数纳入技术决策和管理之 中。 3. 露天煤矿应对生态环境进行性机理方面的技术攻关 露天煤矿应对生态环境进行性机理方面的技术攻关主要 包括露天煤矿爆破产尘机理及扬尘逸散规律研究，露天矿 采场工作面产尘机理及扬尘逸散规律研究，露天矿汽车道路 产尘机理及扬尘逸散规律研究，露天矿排土场产尘机理及扬 尘逸散规律研究，露天矿破碎站等转载点的产尘机理及扬尘 逸散规律研究；重金属、有毒有害污染物在矿区的迁移转移 规律的研究等。 4. 建立露天煤矿“绿色度”评价指标体系 引入“绿色度”指标，以科学评价一个露天煤矿绿色开 采程度，是否达到绿色开采的目标，包括设计的露天煤矿、 生产的露天煤矿直至闭坑的露天煤矿。 三、结论 我国露天煤炭事业历经百年发展， 在规划设计、 矿山建设、 工艺技术、开采装备、安全生产及生态重构等各方面都取得 了空前的成就。从露天开采对环境的扰动行为和控制理论研 究结果可知，为了将露天开采对生态环境的扰动降到最小， 在一个矿田中应尽可能少的划分矿区。大矿田、大矿区、大 规模、 大设备、 大转化、 多股权将是露天矿山实现绿色、 安全、 高效发展的必由之路。 参考文献 ［1］王家臣，刘峰，王蕾．煤炭科学开采与开采科学［J］．煤 炭学报，2016，41112651 － 2660． ［2］ 缪海宾． 大型露天煤矿绿色开采理论与评价方法 ［J］ ． 煤矿安全， 2017， 489230 －233． ［3］宋子岭， 赵东洋， 张宇航等． 露天煤矿绿色开采生态环境评价 体系模糊评判研究 ［ Ｊ ］ ． 煤炭科学技术， 2019， 1058-66．