煤礦水災的事故樹分析法

水災是我國煤礦生產中最常見的災害02manbetx.com 之一，不僅造成大量人員傷亡，而且嚴重摧毀井巷設施，中斷生產，甚至引起井巷垮塌等二次02manbetx.com 。據統計，1990-1999年的10年間，我國煤礦共發生3人以上的死亡02manbetx.com 4002次，共死亡27495人，其中水事故共死亡4625人，占3人以上死亡事故總次數的16.82%，給國家造成了巨大的人員傷亡和財產損失。因此，如何在事故發生前就能預見事故發生的可能性，清查事故原因，排除事故隱患，對於預防水災，減少人員傷亡及財產損失十分必要。

據中國煤礦事故集的統計，煤礦水災事故主要有12種類型：口灌入水；井筒潰水潰沙；回采工作麵突水；地表積水潰入回采工作麵；回采工作麵透水；掘進工作麵突水；掘進工作麵透水；煤倉潰煤水；注漿跑水衝埋；防水密閉失效透水；水煤矸石潰出；鑽孔潰水、突水。在上述03manbetx 的基礎上，歸納了煤礦水災的46種致災因素。這些因素不僅相互交叉，而且往往隻能作為定性描述，這給具體的事故03manbetx 帶來了許多困難。事故樹03manbetx 法是從特定的事故開始，考察可能引起該事故的各種可能的原因及其相互關係的係統安全分析法，應用這種方法可使事故分析有條不紊地進行，因而在複雜事故分析中有重要作用。所以。運用安全係統工程中的事故樹分析法，對煤礦水災原因進行研究。可以有效地解決這些問題。

1 煤礦水災事故樹的編製

眾所周知，煤礦水災事故發生有3個必要條件，即水源、導水通道、釋放水空間。其中釋放水空間的條件在通常情況下是自然滿足的，因而在大多數條件下隻要水源和導水通道同時存在，煤礦水事故就必然發生。根據煤礦水防治理論並通過對我國所發生的多次水災事故的調查，總結引起水災事故樹事件代碼如表1所示，編製煤礦水災事故樹。

表1 水災事故樹事件代碼表



根據事故誘發原因，把煤礦水災事故隱患轉化為事故的條件盡可能地羅列出來，根據因果之間邏輯關係，係統地做出煤礦水災事故樹因果圖(如圖1)。

圖1 煤礦水災的事故樹因果圖



2 事故樹分析

事故樹分析是係統安全分析最常見的方法之一。事故樹是一種從結果到原因描述事故的有向邏輯樹圖，利用該圖，既可以找到引發事故的直接原因，又能揭示發生事故的潛在因素，從而為安全決策提供有效途徑。

2.1 事故可能發生途徑

用布爾代數法求事故樹的最小割集，結構函數式為：



化簡後得到最小割集190個

2.2 將事故樹轉換為成功樹

結構函數式為：



成功樹最小割集數有6個。





結構重要度為：



3 結構重要度分析

從以上結構重要度排序來看，為有效防止水災的發生，必須做到以下幾點：

(1)嚴格執行防治水的有關規定，加強水文地質勘探，堅決貫徹“有疑必探、先探後掘”的原則，按照《煤礦安全01manbetx 》的要求，製定切實可行的探放水措施。對地麵積水要設法排出，並及時填溝補坑，以防重新積水。做好防治水的基礎工作。井田在勘探時必須把水文地質情況搞清，給設計、建井、開采時提供可靠的圖紙、資料。在開采過程中對礦井的突水源要進行認真的調查研究，掌握可能出水的斷層及裂隙分布。要了解井下岩層的性質、含水層的補給來源和通道，查清井田內的老窯數量和分布地點，查清地麵河流、池塘積水區域和水量變化，編製完整的水文地質資料，做到心中有數。

(2)每年要編製防治水工程計劃，並認真組織實施。進一步完善防治水工程設施，正確留設防水煤柱。井田之間的邊界煤柱和防水煤柱，要按《煤礦安全01manbetx 》規定留設。該礦附近有小煤窯開采，要把其開采範圍和與水害有關的情況調查清楚，與其協商解決邊界防水煤柱的留設問題，以防因防水煤柱打通發生水災事故。對防治水工程所需的資金要予以保證。礦井的水倉、水泵能力必須與湧水量相適應，並要有備用排水設施。在正常生產期間，要定期對防水閘門進行檢查和維修，保證隨時可以順暢關閉。要積極采用新的探測手段，準確發現前方水體和導水通道，探明水文地質情況，對受破壞較深的隔水層可采用注漿加固、注漿堵水等新技術。

(3)加強職工技術培訓，增強抵禦水害的能力。要通過不同形式的教育培訓，使職工了解透水前的各種預兆及其規律，做到發現透水預兆，就能立即停止工作，采取措進行處理。為防止突水事故造成人員傷亡，井下要設置安全出口，標出避災線路，一旦發生突水事故，可以安全撤出險區。

4 結論

(1)圖1中有27個基本事件，從煤礦水災事故樹來看。最小割集有190組，數量較多，表明煤礦水災有84種可能途徑，充分說明事故的可能性與危險性都很大。其中任一最小割集K_i中的全部基本事件發生，就會引起水災。

(2)從煤礦水災的成功樹可看出有6個最小徑集，隻要每個最小徑集的基本事件都不發生，就能控製事故不發生。係統中最小徑集越多，則係統越安全。求出了係統的全部最小徑集，就知道有幾種控製係統事故的方案，即可以擬訂6種處理方案，這6種途徑均使事故可能不發生。

(3)由結構重要度分析結果知，基本事件X₁、X₂結構重要度最大，其重要性在係統中占首位，其次是X₄。所以，應選擇掌握水文地質資料、正確設定防水岩柱尺寸、加強疑問探水，作為預防煤礦水事故的主要措施。